Archive for the ‘Interconexión de Redes Eléctricas’ Category
Reportado en un congreso durante el año 2012, este proyecto ha sido realizado por ABB. Como pueden ver las figuras, cuenta con numerosos elementos tanto de generación, almacenamiento, control, consumidores, volantes de inercia, una conexión a la red regional de electricidad, cargas térmicas, motores o similares (consumidores rotantes)… El hecho es que todos se conectan a la microgrid y cada de uno de ellos está enlazada a un Centro de Control (Control Centre) que hace el monitoreo del sistema; recopila la información desde sensores, la procesa, ordena y almacena.
El lado izquierdo (mirando la pantalla) podría decirse que es un sistema en el cual todos se conectan, por lo tanto, no hay un control adecuado de cada uno de los elementos del sistema, según sea la necesidad, por ejemplo: si hay caída de tensión, escasa producción de energía eléctrica, baja calidad de la energía eléctrica entre otros problemas que se pueden presentar como armónicos, etc. A la derecha, se dispone de un control central, el cual toma las decisiones en virtud de la data recolectada y de una secuencia de decisiones previamente analizada y constantemente actualizada según los casos que se vayan presentando.
Estos experimentos y cosas demostrativas han dado un gran aporte a la compresión del tema, mejorando la performance, conociendo las limitaciones de cada tecnología, brindando mucha información en cuanto a los diferenets parámetros del sistema y de funcionamiento.
En la parte inferior, se menciona que se ha utilizado el DROOP CONTROL para la frecuencia, esta tecnica es muybuena, y el control permite la reducción de las reservas en cuanto al motor diesel. Permite de hecho una ahorro en el combustible dado que con un buen aprovechamiento de los recursos en este caso se ha logrado reducir las horas sin utilización del motor diesel hasta de 14 horas… El diagrama muestra el comportamiento estocástico de la producción y el consumo, a lo cual la microgrid se debe ajustar… por ningún motivo se debe decir al usuario que debe tener cuidado o limitación en el uso de la energía eléctrica… son los ingenieros y demás ramas los que DEBEN CREAR LAS SOLUCIONES para que el cliente o usuario las use y pague por ellas sin empeorar su calidad y estilo de vida, más bien incrementarlo. En Europa una casa promedio tiene una demanda de aprox. 10 kW considerado.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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En cada lugar o emplazamiento se tiene un comportamiento de irradiación durante el día desde muy nublado, lluvia hasta de cielo despejado. Es en este último caso el que se debe caracterizar durante varios días o el sistema lo puede hacer de manera automática. Dado que sobre la central fotovoltaica o térmica se tiene una atmósfera que aplicando los criterios reales esta compuesto de material no uniforme dadas las condiciones locales de espesor de atmósfera y la influencia del medio ambiente local sobre ella.
Esta data recolectada y depurada mediante técnicas como por ejemplo Wavelets se logra obtener una curva característica local de irradiación, podría decir, un patrón de irradiación de la central «x» digamos o del sector «A» de la central solar «x» por si puede decir asi.
Luego con ella, se puede determinar las diferencias con la irradiación que se presenta cada día, habrá cambios sea estos dados por la presencia de nubes, cambios en la composición de la atmósfera por lluvias, arena, humo, etc… en base a ello el control toma las decisiones de caso para asegurar una adecuada producción de electricidad en la calidad y cantidad suficientes que aseguren la mayor performance. La gráfica muestra diferencias de un día basado en 96 datos recolectados durante el día (24 horas). Al parecer las diferencias son pequeñas pero en centrales grandes estas involucran importantes cantidades de energía. La toma de decisiones se contraresta con la capacidad del sistema de adaptarse en configuración eléctrica para responder a estos cambios.
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Muchas gracias por sus visitas, ha sido un mes bastante ajetreado y aun inconcluso en varias actividades.Es difícil es un medio a veces muy hostil hacer investigación, pues hay que trabajar en varios sitios a la vez, para poder cumplir con las responsabilidades y encima que no hay los medios adecuados de apoyo, y hay que estar de acá para allá en uno que otro ajetreo… y muchas veces, olvidarme de la vida personal y familiar que debe tener uno como cualquier ser humano.
Sin embargo, éste blog como los otros más, llevan el ánimo de contribuir al conocimiento y difusión de las diversas temáticas que se tratan. Quizás mañana pueda ser el último post, pero por mientras se pueda seguir escribiendo se hará… a ratos, ya me siento cansado y aburrido de estudiar y trabajar, esto es muy desgastante; he dejado tantas cosas mucho más importantes por lidiar con este camino que da pocos resultados positivos y muchos malos…. Finalmente, espero que esto valga la pena y que sirva a quienes lo lean estos posts.
En resumen las visitas fueron:
Noviembre 2012 –> 15545
Octubre 2012 –> 13527
Setiembre 2012 –> 11637
Agosto 2012 –> 9627
Julio 2012 –> 8054
Atte
Jorge Mírez
PERU
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Ponencia dictada durante el XIX Congreso Nacional de Estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica y Ramas Afines CONEIMERA 2012 que se realizó en la Ciudad de Huancayo del 01 al 06 de Octubre del 2012 http://www.coneimera2012.org/ Comparto las diapositivas de la presentación ppt, pero durante la ponencia se presentarón los archivos *.m y *.mdl mas simulaciones in live para el auditorio presente.
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Muchas gracias por sus visitas a mi blog sobre Aplicaciones de Matlab/Simulink en Energías Renovables.
Obviamente que los creados de Matlab/Simulink me refiero a la empresa MathWorks Inc. han hecho un excelente trabajo de dar una herramienta muy poderosa de cálculo y que durante el mes de Junio junto con colegas y alumnos en temas relacionados a mecánica de fluidos, animaciones, proyecciones 2D y 3D, asi como también en el esquema de predicción de eventos y tendencias de superficies con base de datos.
Disculparán por lo que éste mes de junio hice pocas entradas, la agenda estuvo bien ajetreada e interesante, el viaje a Denton – Texas, USA hace poco y la que inicio el martes 3 de julio a Ecuador han ocupado bien tiempo para estudiar y analizar muchas cosas que hay que aportar y proponer, además, espero que se concreten muchos convenios de cooperación con la Facultad de Ciencias de la UNiversidad Nacional de Ingeniería (Lima, PERU) a la cual pertenezco… si alguien está animoso, en dichas cooperación para investigaciones, favor ponerse en contacto.
Por lo demás, este julio 2012 me toca un mes de motivante trabajo dado que ya tengo compromisos bastante serios como para descuidarse de ellos, por lo tanto, trabajaré full simulaciones y revisión de varios temas, que los compartiré por este blog y espero como siempre, sirva para el trabajo o aprendizaje de cada quien que visita.
Nuevamente muchísimas gracias y un saludo amical desde Lima, PERU….y les dejo con una foto de Macchupicchu ubicado en la Región Cuzco en mi Perú, considerado una de las Maravillas del Mundo, y además, una de las mejores obras de ingeniería de toda la humanidad. Si vienen a Perú, Macchupicchu es visita obligatoria.
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La importancia del impacto significativo de la energía eóliac se inició a principios de los 80’s muy relacionado con la crisis del petróleo de mediados de los 70’s. Durante este periodo, una simple y robusto concepto de turbina emergencia y causó una muy popular impresión en la industria de la energía eólica. El simple y robusto modelo incluye un rotor de turbina de viento de tres álabes, una caja de engranajes, una máquina de inducción diractamente conectada a la red eléctrica y un sistema de control.
A pesar de ser barato y muy robusto, la calidad de la energía era muy pobre y, en algunos casos, esto influenciaba en el nivel del voltaje de la red eléctrica. Durante los 80’s, más instalaciones de generación eólica han sido limitados a pocos cientos de kilowatts para las redes existentes. El tamaño de aquellas instalaciones no deberían sobrecargar la estabilidad del sistema de potencia y el aseguramiento de la calidad del voltaje debía ser simple (cuando se conectaba a sistema de potencia convencionales).
La época de los 90’s representan un importante cambio a través de: nuevos conceptos emergencia causados por la demanda para una producción más eficiente y era completado con los requerimientos de la calidad de energía. Durante los 90’s, las turbinas de viento (o parques eólicos) crecieron en tamaño y capacidad desde pocos centenares de kilowatts al tamaño de megawatts. El incremento de la potencia de las parques eólicos en áreas con buenas recursos de viento trajo consigo la inquietud: «que tanto se puede tolerar las interferencias de la generación eólica a los sistemas de potencia?». En esa década se hizo análisis de la calidad del voltaje de la energía eólica y la economía de los sistemas de potencia que incluyan generación eóliac.
A finales de los 90’s, con los parques eólicos en el rango de cientos de megawatts, se inicia los estudios sobre la estabilidad del voltaje transitorio de los sistemas de potencia. Estos estudios focalizan sobre el comportamiento dinámico de las máquinas de inducción durante perturbaciones, donde los efectos dinámicos de las turbulencias son despreciables. Durante el mismo período una tarea de la Comisión Electrotécnica Internacional IEC estableció un procedimiento estándar: IEC 61400 – 21 para establecer los estándares técnicos de asegurameinto de la calidad de la energía eólica desde turbinas de viento.
Hoy en día, algunos sistemas de potencia tienen problemas de integrar cientos de megawatts de generación eólica, los cuales son desentratizados sobre grandes extensiones (distribuidos). En este momento, los problemas de planeamiento, operación y control de los sistemas de potencia con gran generación eólica son muy importantes de estudios. Sobre estos problemas, los principales cambios son clasificados en términos de planeamiento, operación y sistemas de gestión de energía, y de performance de sistemas.
En lo que es planeamiento se focaliza sobre la coordinación de los operadores de los sistemas de transmisión y la naturaleza estocástica de la generación eólica, esto incluye lo económico y financiero. También concierne a este item lo concerniente a la fiabilidad.
Los sistemas de operación y de gestión de energía focalizan el pronóstico de la generación eólica y su relación a comportamiento de tendencias. Esto incluye el análisis de seguridad y la reserva de potencia para establecer una operación fiable del sistema de potencia completo.
En lo que es performance del sistema de potencia, éste se focaliza en el control del voltaje y la frecuencia, los índices de calidad de potencia, y sobre el comportamiento dinámico de las fuentes de generación de potencia.
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Generación Distribuida (DG): Instalaciones de generación elèctrica conectados a un Sistemas de Distribución a través de un Punto de Común Acoplamiento, Generación Distribuida es un subparte de Recursos Distribuidos.
Recursos Distribuidos (DR): Fuentes de potencia elèctrica real que no están directamente conectados al sistema de potencia base. Esto incluye tanto generadores como tecnologìas de almacenamiento de energía.
SIstema de Distribución: Cualquier instalación que permiten que la energía eléctrica sea despachado a las cargas independientemente de a quien pertenece.
Aislado: Una condición en el cual una porción del sistema es energizado por uno o más gemeradores a traves de PPC’es mientras están electricamente separados del resto del sistema elèctrico.
Paralelo (Operación): Con las empresas transmisoras puede ser usado para referirse a cualquier otra condición entre los transmisores y los equipos de generación de las generadoras.
Punto de Común Acoplamiento (PCC): Puede ser usado para referirse a un punto donde las instalaciones eléctricas o conductores de los transmisores son conectados a los de las instalaciones o conductores de las generadoras, y donde cualquier transferencia de la potencia elèctrica entre los transmisores y las generadoras tiene lugar.
Generadoras (Power Producer): Puede ser usado para referirse a cualquiera que esté interconectado a las Sistema de Transmisión / Distribución para el propósito de generación de electricidad.
Estabilizado: Puede ser usado para referirse al sistema de distribución /transmisión puede retornar a su rango normal de voltaje y frecuencia en 5 minutos o un tiempo de coordinación con las transmisoras, según la perturbación.
Target (Indicador de Operación): Un dispositivo suplementario operado sea mecánicamente o eléctricamente que visiblemente indica que un relé o un dispositivo ha sido operado o completado en su funcionamiento.
Telemedición: Transmisión de cantidades medidas usando técnicas de telecomunicaciones.
Seccionador (Visible-break Disconnet): En un interruptor de desconexión o interruptor de circuito por medio del cual el generador y todos los dispositivos de proteción y aparatos de control puede ser simúltaneamente desconectados completamente bajo carga total desde los circuitos suministrados por el generador. El swith o interruptor ser provisto de tal forma para la adecuada inspección visible de todos los contactos en la posición abierto, y las navajas o contactos móviles pueden ser conectados al lado del generador.
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Muchas gracias a todos los visitantes del presente blog… este mes de febrero marcaron nuevo record de visitas, el más alto hasta el momento. Grato compartir con Uds. los temas del blog, favor difundirlo y también gracias a todos aquellos que me escriben pidiendo orientación, información, revisión de sus trabajos, asesoría. Tienen ahi el email y la dirección postal en caso necesario.
Gracias también a todos aquellos que escriben pidiendo orientación, que revise sus trabajos, asesoría, etc… favor difundan el blog y os espero sirva a estudiantes y profesionales.
Gracias nuevamente por las visitas y queda seguir el compromiso de implementar con más el blog… Best regards
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A la vez que la generación eólica va cobrando más importancia dentro del balance total de energía, se hace cada vez más necesario tener la posibilidad de predecir este tipo de fuente de energìa. Actualmente, la baja efectividad de los modelos de predicción eólica, hace que este tipo de generación no se tenga en cuenta por parte del Operador del Sistema (OS) a la hora de realizar el despacho de las distintas centrales de generación. Aùn en el caso de que la generación eòlica sea importante, se obliga a las centrales convencionales a mantener una reserva rodante suficiente para cubrir toda la demanda previsat, lo que tiene un impacto negativo en la eficiencia total del sistema. Una posible solución a este problema es tratar de predecir la generación eólica de forma que estas estimaciones puedan ser tenidas en cuenta por parte del Operador del Sistema. En cualquier caso, se corre el riesgo en este caso de realizar una sobreestimación de la generación eólica por lo que será siempre necesario disponer de un medio alternativo para mantener el balance energético (generación – demanda).
En un sistema tradicional hay 4 estrategias para dar solución a este problema:
- Mantener una reserva rodante.
- Hacer uso de interconexiones.
- Almacenamiento de energìa (bombeo)
- Disponer de sistemas de arranque ràpido
El uso de una reserva rodante hace que la eficiencia energética total del sistema disminuya notablemente por cuanto es necesario mantener arrancadas centrales tèrmicas convencionales ùnicamente comtemplando la posibilidad de que falle la predicción eólica. Las interconexiones dan quizás una solución más adecuada, aunque hay que tener en cuenta el coste de oportunidad que se genera por el hecho de reservar una capacidad de la que posiblemente no sea necesario hacer uso. En referencia a la alternativa de almacenar energí para hacer uso de ella en momentos de necesidad, debe tenerse en cuenta que la construcción de centrales de bombeo sòlo es posible realizarlas en lugares concretos. Ademàs su coste es elevado y su construcción únicamente para hacer frente a desviaciones en la predicción de la generación eólica haría inviable económicamente el conjunto (eólico – bombeo). No existe por el momento otro sistema de almacenamiento de energía disponible a escala suficientemente grande y económicamente viable. Por ùltimo, los sistemas de arranque rápido podrían ser la opción más adecuada para resolver el problema de la falta de fiabilidad en las predicciones eólicas.
Tradicionalmente, los sistemas de arranque ràpido han estado compuestos de turbinas de gas con potencias de entre 3 y 200 MW, y en menor medida de sistemas diesel con potencias de 0.05 a 5 MW. Las turbinas de gas, tienen potencias màs elevadas pero los tiempos de arranque, aunque ràpidos (10 minutos a 1 hora) pueden no ser suficientes para solventar el problema eólico. Por el contrario, los generadores diesel pueden arrancar sin problemas en menos de 1 minuto. La tecnologìa diesel ha mejorado en los ùltimos años en cuanto a emisiones contaminantes se refiere, existiendo ademàs la posibiliddad de usar diesel de origen vegetal como combustible. El biodiesel es actualmente màs caro que el diesel de origen fòsil, aunque la posibilidad de acceder a incentivos por el uso de combustibles renovables, hace que los costes puedan llegar a ser comparables.
Estudios realizados muestran como, con el apoyo de la generación distribuida basada en sistemas diesel, la generación eòlica puede ser tratada como una fuente de energìa predecible, haciendo innecesario el empleo de reservas rodantes.
La predicción de la generación eòlica, es en la actualidad objeto de numerosas investigaciones, permitiendo obtener valores esperados con hasta 48 – 72 horas de antelación. Los mètodos de predicciòn usan combinaciones de tècnicas de modelado fìsico combinadas con análisis estadísticos de forma que el estudio de datos pasados permiten obtener las variaciones que experimentarà la generación eòlica en las próximas horas respecto de la situación actual. Esto es conocido como predicción numèrica de tiempo atmosfèrico, NWP en sus siglas en inglès, y conduce a una importante mejora en la exactitud en las predicciones.
En la actualidad, por pequeño que pueda ser el nivel de incertidumbre en la predicción de la generación eólica, el Operador del Sisema está obligado a mantener una reserva rodante que pueda cubrir el intervalo de incertidumbre en la predicción eòlica. En no pocos casos, el establecimiento de esta reserva rodante proviene de centrales que podrìan estar fuera de funcionamiento.
Una alternativa al uso de reserva rodante es el empleo de generación diesel distribuida como sistema para dar una ràpida respuesta a desviaciones en la predicción eòlica. La eficiencia econòmica de esta tecnologìa es menor que en las grandes centrales tèrmicas aunque tiene la ventaja de que el escaso tiempo de arranque que necesitan los generadores diesel, permite que estèn habitualmente parados y su funcionamiento se limite al mìnimo ( 5 minutos de ser requeridos). La velocidad del viento en un instante puede ser empleada para predecir que ocurrirà en los próximos 5 minutos. En este caso, los modelos deben tener en cuenta cuàl es la màxima variaciòn que puede experimentar la velocidad del viento en este perìodo de 5 minutos.
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En el futuro desarrollo de la generación distribuida, influirá de forma decisiva la eficiencia con que se consiga transmitir a la red eléctrica, de media o baja tensión, la energía producida en microgeneradores. En este sentido, el uso de sistemas de electrónica de potencia para acoplar a la red generadores y sistema de almacenamiento de energia, permitirá a éstos dar servicios tales como regulación de tensión (VAR). Se podrà además aprovechar la rápida respuesta en el tiempo de estos dispositivos (inferiores a un ciclo de corriente alterna) para reducir la contribución de microgeneradores a las fallas producidas en la red.
La versatilidad, fiabilidad y cada vez más bajo coste de los dispositivos electrónicos, hace que su uso esté cada vez más extendido, asumiendo funciones tradicionalmente desempeñadas por sistemas electromagnéticos y electromecánicos. Son capaces de adaptar a valores adecuados para su conexión a la red eléctrica convencional, casi cualquier tipo de características de tensión e intensidad a la entrada.
En la ilustración 1 tenemos un diagrama típico de una interface de electrónica de potencia. Para adaptar la energía procedente de microgeneradores, se procude en primer lugar una rectificación a DC, de la tensión de entrada para luego, mediante un inversor, generar una onda de tensión de las mismas características tensión – frecuencia que el sistema eléctrico de potencia al que se pretende conectar. En el caso de dispositivos de almacenamiento de energía, como proporcionan corriente continua, sólo el inversor es necesario.
Aprovechando el potencial que proporciona la electrónica, es posible incluir además funciones de protección y control del generador además de funciones de medida.
Beneficios imporatnte que se derivan del uso de la electrónica de potencia son:
- Mejora de la calidad de la energía entregada a la red, suprimiendo la generación de armónicos mediante el uso de filtros.
- Regulación de tensiones y generación de energía reactiva. A partir de la tensión rectificada, el inversor puede producir una onda de tensión alterna con tensión y fase arbitraria. Esto permite variar el factor de potencia en un rango más amplio que en los generadores síncronos.
- Reducción de la contribución de la generación distribuida a las corrientes de fallas. La existencia de generación distribuida en un sistema puede afectar negativamente a la coordinación de las protecciones a la hora de despejar una falla. Esto es debido a que disminuye la corriente de falla aguas arriba del generador. La electrónica debe en este caso detectar la presencia de una falla en la red de desconectar el generador.
- Integración de distintas fuentes de generación distribuida. Con un diseño específico, es posible implementar un bus DC donde aporten energía varios generadores o acumuladores, teniendo cada uno de ellos distintas tecnologías. En esta situación sería necesario un único inversor para conectarlos todos a la red eléctrica.
- Conmutación rápida entre modo integrado y modo isla.
El uso intensivo de la electrónica de potencia en la conexión de equipos de generación a microredes permitirá su modularización, asì como el descenso de los costes de producción.
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Las microredes son en pequeña escala, redes de suministro de potencia y calor combinados para alimentar cargas eléctricas y de calor para una pequeña comunidad, tales como una locaidad suburbana, o una comunidad académica o pública tales como una universidad o colegio, un área comercial, un lugar industrial, un conjunto de comercios o una región municipal. Las microgrids (microredes) son escencialmente una red de distribución activa por ella es el conglomerado de sistemas de generación distribuida y de diferentes cargas en el nivel de voltaje de distribución. Los generadores o microfuentes empleados en una microred son usualmente fuentes de energías distribuidas (DER’s) renovables/no convencionales integradas a través de la generación de potencia en el voltaje de distribución.
Desde el punto de vista operacional, las microfuentes pueden estar equipados con interfases de electrónica de potencia (PEIs) y controles para proveer la flexibilidad requerida asegurando la operación como un único sistema y mantener la salida de potencia y calidad de energía especificados. Esta flexibilidad del control permite a las Microredes actuales ser las primeros sistemas de suministro de energía con una única unidad controlada para satisfacer necesidades de energía locales con fiabilidad y seguridad.
Las diferencias clave entre una Microred (microgrid) y una planta de energía convencional son las siguientes:
- Las microfuentes son de muy pequeña capacidad con respecto a los grandes generadores en las plantas de energía convencionales.
- La potencia generada en voltaje de distribución pueden ser directamente entregados a la red eléctrica de distribución.
- Las microfuentes son normalmente instaladas cerca a los usuarios con las premisas que las cargas eléctricas y de calor pueden ser eficientemente alimentadas con voltaje y frecuencia satisfactoria y despreciables pérdiads en conductores.
Las características técnicas de una Microred permiten ser adecuadas para suministrar energía a remotas áreas de un país cuando el suministro desde la red nacional es dificil debido a la topología o cortes frecuentes del servicio debido a condiciones climáticas severas o perturbaciones causados por el hombre.
Desde el punto de vista de la red nacional, la principal ventaja de la Microred es que esta es tratada como un entidad controlada dentro del sistema de potencia. Ella puede ser operada como un simple carga adicional. Esto comprueba su fácil controlabilidad y conformidad con las reglas y regulaciones de la red sin perjudicar la fiabilidad y seguridad del suministro eléctrico. Desde el punto de vista del cliente usuario, las microredes son beneficiosas para localmente satisfacer requerimientos de calor/electricidad. Pueden suministrar potencia ininterrumpida, mejorar la fiabilidad local, reducir pérdidas en alimentadores y proveer soporte local de voltaje. Desde el punto de vista medio ambiental, las microredes (Microgrid) reduce la polución del medio ambiente y calientamiento global a través de la utilización de tecnologías de bajo carbono.
Sin embargo, para lograr una operación estable y segura; varios problemas del tipo económico, regulatorio y técnicos tendrán que ser resueltos antes de que las microredes pueden ser algo trivial. Algunas áreas problemáticas que requiren la debida atención son la intermitencia y la naturaleza de dependencia climática de la generación de los DERs, baja energía que contienen los combustibles y falta de estándares y regulaciones para la operación de las Microredes (microgrid) en sincronismo con la red eléctrica (interconectado). El estadio de tales problemas requiere muchas investigaciones en tiempo real y fuera de línea, los cuales se están haciendo por institutos de investigación y de ingeniería en diversas partes del mundo.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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Las redes eléctricas están dentro de la era de mayor transición desde redes eléctricas de distribución pasiva con transporte de electricidad unidireccional a redes eléctricas de distribución activa con transporte bidireccional de electricidad. Las redes eléctricas sin unidades de generación distribuida son pasivos dado la energía eléctrica suministrda por la red eléctrica nacioanl a los usuarios embebidos en las redes eléctricas de distribución. En cambio cuando unidades de generación distribuida es adicionado a la red de distribución permite el flujo de potencia bidireccional en las redes eléctricas. Para efectuar esta transición, los países en desarrollo han tomado énfasis en el desarrollo de la infraestructura de electricidad sustentable mientras que los países desarrollados hacen los cambios técnicos y económicos para la transformación de las redes eléctricas de distribución. Las redes de distribución activa necesita incorporar control flexible e inteligente con sistemas inteligentes distribuidos. El mismo criterio de utilizar energia limpia desde fuentes de energía distribuida renovables, las redes de distribución activa también se emplearán en tecnologías de redes eléctricas futuras como las redes eléctricas del tipo smartgrid o microgrid (microredes).
También será necesario tener en cuenta que estos sistemas deben tener en cuenta lo que es la gestión de la demanda y lo que es la integración de la generación distribuida.
Entonces se hace necesario implementar investigación extensiva (la que ya se realiza) de las redes eléctricas activas para operación y control flexible e inteligente:
- Amplia área de control activa.
- Protección y control adaptiva.
- Dispositivos de gestión de redes eléctricas.
- Simulación de redes eléctricas en tiempo real.
- Sensores y mediciones avanzadas.
- Comunicacion distribuida.
- Extracción de conocimiento por métodos inteligentes, y
- Diseños noveles de sistemas de distribución y transmisión.
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Alrededor del mundo, los sistemas de potencia convencional está enfrente a los problemas de la gradual depleción de los recursos de combustibles fósiles, pobre eficiencia de energía y polución medio ambiental. Estos problemas han llevado a una nueva tendencia de generación de potencia localmente en el nivel de voltaje de distribución por uso de fuentes de energía renovables o no convencionales tales como gas natural, biogas, potencia eólica, células solares fotovoltaicas, células de combustible, sistemas de potencia y calor combinados (CHP), microturbinas y motores Stirling y su integración dentro de la red de distribución de las empresas. Este tipo de generación de potencia es denominado Generación Distribuida (DG) y las fuentes de energía son denominadas como «fuentes de energía distribuida» (DERs). El término «Generación Distribuida» ha sido ideado para distinguir este concepto de generación de la generación convencional centralizada. La red eléctrica de distribución llega a ser activa con la integración de la DG y aquí lo denominado como: red de distribución activa.
A finales de los 90s, la mayor problemas relacionados a la DG fueron intensamente investigados por los grupos de trabajo de la International Council on Large Electric Systems (CIGRE) y la International Conference and Exhibition on Electricity Distribution (CIRED) con sus respectivos reportes.
Varias definiciones estrictas para cada país hay para la DG alrededor del mundo, dependiendo del tamaño de la planta, el nivel de voltaje de generación, etc. Sin embargo, el impacto de DG sobre el sistema de potencia es normalmente el mismo irrespectivamente de las diferentes definiciones. De acuerdo a varios estudios de investigación, algunos universalmente aceptados comunes atributos de las DG son los siguientes:
- No es planificado para ser centralizado por la empresa de electricidad, tampoco de despacho centralizado.
- Es normalmente más pequeña que 50 MW.
- Las fuentes de potencia o generadores distribudiso son usualmente conectados a los sistemas de distribución, el cual son típicamente de voltajes 230/415 V hasta 145 kV.
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Como ha sido costumbre durante el año 2011, cada mes he venido presentando la cantidad de visitas a este blog, mediante una figura copia de la sección de estadísticas que da WordPress. Este mes de diciembre ha sido muy fructífero, dado que ha habido una importante cantidad de visitas, a pesar del poco tiempo que le dedique a hacer nuevas entradas al blog, obligado por la agenda recargada entre docencia, estudios de doctorado en física y trabajos otros.
Muchas gracias por visitar el blog y por recomendarlo… este año 2012, me he propuesto nuevas metas que espero compartir con todos los internautas interesados en el tema no sólo en este blog sino en los otros blogs que administro también.
Recuerden que se da asesoria en temas de energías renovables, desarrollo de tesis pregrado y postgrado, trabajos de investigación, lo desarrollamos coordinadamente con los interesados….
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ASAMBLEA NACIONAL DE RECTORES
COMISIÓN DE COORDINACIÓN INTERUNIVERSITARIA
V CONCURSO NACIONAL DE TESIS DE POSGRADO DE MAESTRÍA Y DOCTORADO
PREMIO ANR – 2011
MAESTRÍA
CIENCIAS
Primer puesto
Nombre: MG. JORGE LUIS MÍREZ TARRILLO
Título: Simulación de una Microgrid de voltaje continuo/ alterno alimentado con fuentes solar, eólica, baterías y convencional
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Agradezco a la Asamblea Nacional de Rectores por tal reconocimiento.
«La ceremonia de premiación se llevará a cabo el día jueves 15 de diciembre de 2011 a las 10 am, en la sala N° 2 del auditorio; y en caso de que no lleguen las tarjetas de invitación por temas del currier, ustedes pueden venir con sus familiares y amigos», es lo que han escrito los organizadores, quedan invitados.
La dirección es:
ASAMBLEA NACIONAL DE RECTORES
COMISIÓN DE COORDINACIÓN INTERUNIVERSITARIA
Calle Aldabas Nº337
Las Gardenias – Surco
Lima – 33-Perú
Como referencia queda cerca a la Universidad Ricardo Palma, y, cerca a la intersección de la Vía de Evitamiento con la Av Benavides (Surco)…
Pueden visitar: http://www.anr.edu.pe
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Los sistemas de almacenamiento de energía se pueden clasificar de acuerdo a la tabla indicada. En donde se puede ver la categoría de aplicación, el rango de descarga de potencia, rango de tiempo de descarga, el rango de almacenamiento de energia y las aplicaciones representativas.
El almacenamiento de energía en bruto (bulk energy storage) es de uso general, con potencias de hasta 1GW y otras más características mostradas, con aplicaciones principalmente para nivelar la carga. El almacenamiento destinado a generación distribuida, es para salvar picos que por sus características del sistema, no puedan ser atenuadas o signifiquen el encendido de generadores con los costos asociados a ello, se ha considerado como de hasta 2 MW para este tipo. La tercera consideración es un almacenamiento destinado a la salvaguardar la calidad de la energía, con cantidad menor a 2 MW, esto es para elevar la calidad de potencia en el usuario final y también la fiabilidad.
Todas estas formas mencionadas poseen sus propias tecnologías en el rango de la potencia que se desea almacenar, la energía que se puede descargar y los períodos de tiempo asociados para cada tipo de categoría. Las empresas fabricantes y usuarias de dichas tecnologías constamente hacen mejoras tanto en calidad, reducción de costos, mejores prestaciones.
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Una vieja regla práctica dice que la potencia del generador solar debería superar en un 20 por ciento la del inversor. Lo cierto es que la potencia nominal de los módulos se alcanza sólo en días de irradiación alta, mientras que el inversor debería funcionar lo menos posible en el rango inferior de carga parcial. Como en todos los equipos de conversión de potencia, es en estas circunstancias donde logra las peores eficiencias. Un inversor con un dimensionado demasiado elevado reduce, por tanto, la eficiencia del sistema entero y cuesta dinero innecesario.
Sin embargo, esta regla es antigua y ha dejado de ser correcta. Los modernos inversores llegan a altas eficiencias también en el rango inferior de potencias. Además, hoy la potencia nominal de los módulos solares raras veces se indica con tolerancias negativas, muy habituales en otros tiempos. Y eso significa, un generador con, por ejemplo, cinco kilovatios de potencia nominal consigue muchos días al año alcanzar realmente estos cinco kilovatios. En cambio, un inversor con bajo dimensionado llegaría a su rango de sobrecarga y reduciría su potencia.
En la práctica es muy importante fijar en cada caso la relación óptima entre la potencia del generador y del inversor. Alcanzarán con más o menos frecuencia su potencia nominal, en función de las condiciones regionales de irradiación y en función de la desviación que presentan los módulos de la orientación óptima hacia el sur con un ángulo de 30 grados. Como punto de referencia aproximado se puede decir que la potencia del generador, en caso de orientación buena, debería equivaler más o menos a la poetncia de corriente continua del inversor y, enc aso de ligeras desviaciones, no superarla en más de 115 poe ciento. Los inversores con pequeño rango de sobrecarga (inferior al cinco por ciento de la potencia nominal) deben ajustarse con más precisión que otros que soportan una mayor sobrecarga. Sin embargo, no todas las hojas técnicas informan sobre este aspecto.
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TABLA 1: Tiempo de Duración de Fenómeno Transitorio en Sistemas Eléctricos
Naturaleza del Fenómeno Transitorio/Tiempo de Duración.
Lightning (Descargas atmosféricas)/0.1 microsegundos – 1 milisegundo
Switching (Conmutación)/10 microsegundos a menos que un segundo
Resonancia Subsincrónica/0.1 milisegundo – 5 segundos
Estabilidad transitoria/1 milisegundo – 10 segundos
Estabiilidad dinámica/0.5 segundos – 1000 segundos
Tie line regulation/10 segundos – 1000 segundos
Gestión de carga diaria, acciones del operador/sobre las 24 horas
TABLA 2: Rangos de Frecuencia de Transitorios.
Origen del Transitorio/Rango de Frecuencia.
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Las Smart Grid (Redes Inteligentes) ofrece numerous beneficios para consumidores, operadores y la comunidad en su conjunto.
PARA CONSUMIDORES:
Las Smart Grid podrán ayudar a los consumidores a moderar su uso de energía para reducir su derroche o pérdidas, disminuir el pago mensual y usar la energía en una forma más sustentable.
PARA LA INDUSTRIA:
Las Smart Grid podrán ayudar a prevenir cortes, acortar el tiempo de respuesta a problemas, reducir costos e incrementar la eficiencia, y permitir a operadores a resolver problemas remótamente. Las Smart Grid también podrán integrar energías renovables y reducir emisiones de carbono a un nivel macro o micro.
PARA EL PAIS:
Las Smart Grid será un más seguro, de mayor garantía, más fiabilidad de la red eléctrica, y se podrá reducir dependencia sobre suministro de energía foráneos. Las Smart Grid también permitirán reducir las emisiones de carbón y combatir el calentamiento global.
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Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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