Archive for the ‘Quality Energy’ Category
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PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.
Link Transmisión en Vivo y en Directo en Español
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Se invita a todos los que desean participar como Ponentes de este Encuentro. Las reglas son:
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Las ponencias serán de al menos 15 minutos.
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Hay espacio para 24 ponencias de 15 minutos.
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Las ponencias serán transmitidas vía internet por dos canales de YouTube (uno en español y otro en inglés con traductor en vivo).
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Los ponentes enviarán hasta el 21 de diciembre sus ponencias y CV para ser colocados en el Programa del evento.
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El modelo del CV en formato Word está disponible en el siguiente link: https://jmirez.com/wp-content/uploads/2016/12/map-chota-2016_nombreyapellidoponente_cv.docx
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El modelo de la presentación en formato PPT está disponible en: https://jmirez.com/wp-content/uploads/2016/12/ppt_mar-chota-2016_autor.pptx
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Los archivo PPT y Word enviarlo a jmirez@uni.edu.pe
Motivación del Encuentro
Las fiestas de fin de año reúnen a la familia y amigos, para lo cual se da el retorno de estudiantes, académicos y profesionales desde sus centros de estudio, investigación y de trabajo a sus ciudades de origen (en los diferentes ciudades y pueblos a nivel nacional) a pasarla en familia, con las amistades o simplemente es un tiempo de retorno a nuestros lugares de origen.
Este es un motivo especial para reunirnos para conocernos y compartir lo realizado durante el año mediante la conversación y ponencias tanto en lo académico y en las experiencias profesionales sean éstas realizadas en el sector público como privado.
Chota, la Atenas del Norte del Perú, se viste de gala al organizar el MAP Chota 2016 e invita a ser parte de este encuentro entre estudiantes de escuelas, colegios, pregrado y postgrado, académicos, profesores, padres de familia, investigadores, profesionales, organizaciones de base y sociedad en general de fin de año 2016 y hacemos el llamado a todas las ciudades del Perú a que se realicen eventos similares, y hacemos extensivo también a todos los pueblos y ciudades de América Latina.
Durante el MAP Chota 2016 estamos organizando algunas actividades extras: como un compartir; feria tecnológica, artesanal y artística; exposición de fotografías y de libros.
Las seis horas que durará el evento quedará guardado en YouTube y la participación en el evento como Ponente o Asistente es totalmente libre y gratuito. Quedan todos invitados a participar.
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Este es un esquema bastante interesante aunque no lo veo tan práctico, sin embargo, considero que el autor visualizó la idea de dos lugares diferentes con diferente potencial energético renovable en la misma área en que se implementa la microred. Hacia el lado izquierdo se visualiza turbinas eólicas como fuente de generación renovable y en la derecha se visualiza que son paneles solares. En ambos lados se tienen cargas AC y DC. El bus de la microred prácticamente está partido en dos. A ambos sub-bus se conectan con conversores AC/DC a un sólo bus o barra que viene a ser la del punto de común acoplamiento con la red eléctrica externa, a la que también está conectada un sistema de almacenamiento que da soporte a ambas partes de la microred. Existen también supercapacitores, pero considero que estos están más que todo por asuntos de mejorar la calidad de la energía eléctrica que por un respaldo en bloque de toda o parte de la microred.
Fuente: Wenchao Fan, Zaijun Wu, Xiaobo Dou et at «Design of a Microgrid with Low-Voltage Ride-Through Capability and Simulation Experiment». Journal of Applied Mathematics, Vol.2014, Art. ID 324527
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El escenario más deseado, el 2Ds, se basa en el desarrollo y el despliegue de tecnologías de bajo consumo de carbono y de eficiencia energética en los sectores de la generación de energía, la industria, el transporte y los edificios, bajo una perspectiva de logros a obtener mostrados en la Figura.
Fuente: International Energy Agency. “Tracking Clean Energy Progress 2016: Energy Technology Perspective 2016 Excerpt, IEA Input to the Clean Energy Ministerial”. IEA Publications http://www.iea.org. Paris May 2016.
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Las ciudades dan forma al paisaje energético, tienen más de la mitad de la población de todo el planeta y en torno al 80 % del PIB mundial en 2013, las ciudades representan en torno a dos tercios de la demanda de energía primaria y el 70 % de las emisiones totales de dióxido de carbono (CO2) relacionadas con la energía. La huella de energía y carbono de las áreas urbanas aumentará con la urbanización y la creciente actividad económica de los ciudadanos urbanos. Para 2050, la población urbana aumentará hasta abarcar los dos tercios de la población mundial y la cuota urbana del PBI mundial girará en torno al 85 %. La continuación de las tendencias actales del sistema energético, impulsadas por políticas existentes como las del 6DS, incrementará la demanda urbana de energía primaria en un 70 %, desde los niveles de 2013, hasta unos 620 exajulios (EJ) en 2050, año que dicha demanda representará un 66 % del total (ver Figura ). Asimismo, las emisiones de carbono derivadas del uso de la energía en las ciudades (incluidas las emisiones indirectas relacionadas con la generación de electricidad y calor) aumentarían un 50 %. Por tanto, los esfuerzos destinados a impulsar vías energéticas urbanas sostenibles son cruciales para alcanzar las ambiciones nacionales y mundiales de bajas emisiones de carbono.
Fuente: International Energy Agency. “Energy Technology Perspectives 2016: Towards Sustainable Urban Energy Systems”. IEA Publications http://www.iea.org. Paris May 2016.
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Enlace del libro (información, precio, compra): https://www.morebooks.de/store/es/book/introducci%C3%B3n-al-modelamiento-y-simulaci%C3%B3n-de-microredes-de-energ%C3%ADa/isbn/978-3-639-63529-4
Introducción al Modelamiento y Simulación de Microredes de Energía
Un acercamiento a los sistemas eléctricos del futuro mediante la ingeniería, física, matemática y programación
Editorial Académica Española (2016-10-25 )
ISBN-13:978-3-639-63529-4
ISBN-10:3639635299
EAN:9783639635294
Idioma del libro:
Notas y citas / Texto breve:
En el libro desarrollo el modelamiento y simulación de una microred (microgrid) de voltaje continuo/alterno alimentado con fuentes solar fotovoltaica, eólica, de almacenamiento, una red eléctrica convencional (red de empresa pública o privada de electricidad) y que posee además cargas eléctricas. En dicha microgrid se realiza la evaluación del comportamiento de los parámetros del sistema: voltaje, corriente, potencia y energía eléctrica, en condiciones normales de funcionamiento. Matlab/Simulink de MathWork Inc. es la herramienta de simulación usada y los códigos son dados en Anexos. El libro está pensando para un amplio círculo de lectores, entre: (a) estudiantes de pregrado y postgrado de diferentes carreras relacionadas a la temática de microgrids, energias renovables y energia en general, como son de ingeniería mecanica, eléctrica, electrónica y electromecanico; física, matemática, computacion, economía, entre otras; (b) empresarios y profesionales que desean especializarse o ampliar sus conocimientos en energías renovables y/o modelamiento matemático y simulación numérica; (c) autoridades y público en general interesados en temas de energía.
Editorial: Editorial Académica Española
Sitio web: https://www.eae-publishing.com
Por (autor): Jorge Luis Mírez Tarrillo
Número de páginas: 240
Publicado en: 2016-10-25
Categoría: Tecnología
Palabras clave: Energías renovables, Microred, Modelamiento y Simulación, sistema eléctrico, Matlab Simulink
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Los sistemas eléctricos en el futuro próximo cercano van a tener que ser inteligentes por obligación competitiva entre empresas eléctricas a fin de optimizar y mejorar sus prestaciones, esto sumado a la implementación de tecnologías de energías renovables, generación distribuida, entre otras. En especial énfasis la distribución dado que promueve los activos de generación. Ante ello un nuevo marco de transmisión y distribución se hace necesario en muchos países, siendo el marco regulativo de distribución el de mayor desafío. Incluyendo la interacción con los clientes, los cuales son más activos ahora, por ejemplo, ahora se tiene que si llaman varios clientes de una misma zona se deduce que se tiene una falla. Siendo ahora cada vez más importante en la vida diaria de las personas y las industrias se requiere cambios de índices de continuidad de suministro (1) continuidad, cantidad y tiempo de cortes, (2) calidad del producto eléctrico: armónicas, flicker’s, voltaje, frecuencia, factor de potencia y (3) atención comercial. Además, se debe tener esquemas de tarifa muy óptimos y generales de tal manera que las empresas tengan una perspectiva en el tiempo estable y lo menos complicado posible. Los marcos regulatorios (regulativos) contemplados desde hace años no se adaptan a la modernidad existente.
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In the present post a comparasion has been development between differents energy sources: Coal, Oil Thermal, Single Cycle, Combined Cycle, Nuclear Power, Hydropower, Geothermal (my lecture interest in this days in this days), Solar PV Power and Windpower Plant. There is one cycle call «binary cicle» in Geothermal with minimum impacto in enviromental (cuasi zero CO2). Goethermal have a good potential in applications as heat and electric power generation. In Perú it have a promisore future and other countries too. Mathematical models and numerical simulations in Matlab/Simulink of this topic is of my interest.
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Another example for the control structure used for full-scale converter-based wind turbine concept is shown in Figure. An advantage of this turbine system is that the dc link performs some kinds of control decoupling between the turbine and the grid. The dc link will also give an option for the wind turbines to be connected with energy storage units, which can better manage the active power flow into the grid system—this feature will further improve the grid supporting abilities of the wind turbines. The generated active power of the WTS is controlled by the generator side converter, whereas the reactive power is controlled by the grid side converter. It is noted that a dc chopper is normally introduced to prevent overvoltage of dc link in case of grid faults, when the extra turbine power needs to be dissipated as the sudden drop of grid voltage
Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013
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The second important concept that is popular for the newly developed and installed wind turbines is shown in Figure. It introduces a full-scale power converter to interconnect the power grid and stator windings of the generator, thus all the generated power from the wind turbine can be regulated. The asynchronous generator, wound rotor SG (WRSG) or permanent magnet SG (PMSG) have been reported as solutions to be used. The elimination of slip rings, simpler or even eliminated gearbox, full power and speed controllability as well as better grid support ability are the main advantages compared with the DFIG-based concept. The more stressed and expensive power electronic components as well as the higher power losses in the converter are, however, the main drawbacks for this concept.
Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013
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This wind turbine concept is the most adopted solution nowadays and it has been used extensively since 2000s. As shown in Figure, a PEC is adopted in conjunction with the DFIG. The stator windings of DFIG are directly connected to the power grid, whereas the rotor windings are connected to the power grid by the converter with normally 30% capacity of the wind turbine. In this concept, the frequency and the current in the rotor can be flexibly regulated and thus the variable speed range can be extended to a satisfactory level. The smaller converter capacity makes this concept attractive seen from a cost point of view. Its main drawbacks are however, the use of slip rings and the challenging power controllability in the case of grid faults—these disadvantages may comprise the reliability and may be difficult to completely satisfy the future grid requirements
Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma «Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems» IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013
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The Figure shown an example of Wind PV BESS hybrid power generation system with large-scale battery energy storage station (it is in BESS – Battery Energy Storage Station). It is used for compensation of aleatory energy production from wind turbine or PV plant. This BESS have orden of MW’s both for charge/discharge process.
Source:
Xiangjun Li, Dong Hui and Xiaokang Lai «Battery Energy Storage Station (BESS) – Based Smoothing Control of Photovoltaic (PV) and Wind Power Generation Fluctuations». IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol. 4, No. 2, April 2013.
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As Figure demonstrates, the existing electricity grid is a strictly hierarchical system in which power plants at the top of the chain ensure power delivery to customers’ loads at the bottom of the chain. The system is essentially a oneway pipeline where the source has no real-time information about the service parameters of the termination points. The grid is therefore overengineered to withstand maximum anticipated peak demand across its aggregated load. And since this peak demand is an infrequent occurrence, the system is inherently inefficient. Moreover, an unprecedented rise in demand for electrical power, coupled with lagging investments in the electrical power infrastructure, has decreased system stability. With the safe margins exhausted, any unforeseen surge in demand or anomalies across the distribution network causing component failures can trigger catastrophic blackouts.
Source:
Hassan Farhangi “The Path of the Smart Grid” IEEE Power & Energy Mazagine. January/February 2010. Pag 18 -28.
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The figure shows the scheme of a full power converter for a wind turbine. The machine-side three-phase converter works as a driver controlling the torque generator, using a vector control strategy. The grid-side three-phase converter permits windenergy transfer into the grid and enables to control the amount of the active and reactive powers delivered to the grid. It also keeps the total-harmonic-distortion (THD) coefficient as low as possible, improving the quality of the energy injected into the public grid. The induction generator of wind turbine is connected to a voltage-source inverter (VSI) used as a rectifier
Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006
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Sun –> energy provided from photovoltaic energy plant.
Wind –> similar from wind turbine(s)
Batt –> similar from battery bank
ene –> similar injected from electrical network external or utility electric network
In other image in red is the total suministed for this sources and red line is the demand. Other images is cost, evoluction of energy supply from each source and more details. It is made for me (Jorge Mírez) in Matlabb/Simulink and I utilized concept of linear programming. Image is from my destokp laptop.
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The energy storage systems operating in the microgrid are usually electrochemical ones, based on lead-acid battery. Typical estructure is shown in Figure. The microgrid and battery voltages are typically in range of 1000 V and rather similar.
Source:
Piotr Biczel. “Power Electronic Converters in DC Microgrid”. IEEE 5th International Conference – Workshop, Compatibility in Power Electronics, CPE 2007. Poland.
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El block diagram structure of a microgrid is shown in Figure. The main task of the power plant’s power electronic converter is to fit primary energy converter’s output voltage to the microgrid power line voltage, and source operating point control as well as low and high level microgrid’s control. The converter’s structure depends on a type of primary energy converter. A common feature of the converters concerns their output current. It should be permanent and low ripple.
Source:
Piotr Biczel. “Power Electronic Converters in DC Microgrid”. IEEE 5th International Conference – Workshop, Compatibility in Power Electronics, CPE 2007. Poland.
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This is my simulation made on Matlab/Simulink about difference time of conextion in bank condensers. The reactive power change in the time and it is aleatory. In this context, the mathematical models have that made the emulation of this performance.
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This is a part of my results about interconnected of two microgrids. It have flow power in function a its capacities, but probably a deficit and/or surplus in supply or demand in both microgrids is present. Negative is deficit in microgrid to import from other source different to other microgrid. Positivo is surplus in microgrid by export to other demand different at other microgrid. The figure is a simple example for to show that it is possible using mathematical modelling and simulations on Matlab of MathWork Inc.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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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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