Archive for the ‘Transformador’ Category
Presentado en una conferencia internacional en el 2012, desarrollado en Alemania. Se observa que la caraacterística principal es la de tener un gran bus único de transporte de la energía eléctrica a la cual se acoplan todos los elementos (generadores, almacenadores, consumidores) de la microgrid. El bus es del tipo AC (Corriente Alterna) por lo tanto, si es que se tiene generacíón renovable envoltaje continuo, éste debe tener un convertidor DC/AC para acoplarse al bus. Dicho inversor debe tener diseño adecuado para hacer seguimiento de los cambios de frecuencia y voltaje del bus a fin de obtener una buena performance del sistema, cosa que supongo se ha realizado y muestra de ello, en la figura inferior se tiene un demostrativo de la idea en la cual han colocado simulares de algunos elementos que por el mismo hecho de ser un demostrativo en algún evento internacional, no le reta mérito de lo conseguido durante dicha actividad de investigación.
Si los inversores utilizados es de un sólo sentido debido a que está conectado a los paneles fotovoltaicos, de doble sentido de flujo de energía eléctrica deben ser los convertidores conectados a las baterías eléctricas. Hay mucho aún por mejorar en las baterías electroquímicas, hay materiales que almacenan más, pero estas (las baterías) son de bajo costo y fácil implementación, instalación, mantenimiento, etc.
Por lo tanto, se ha previsto lo que es la protección eléctrica, que bajo estos esquemas toma rumbos diferentes a la forma tradicional. Un importante aporte es la simulación de la implementación, la cual luego del diseño de escritorio, se prueba «virtualmente» el diseño y se determina el modus operanti posible de la microgrid. Los datos recolectados en el experimentos, son comparados con los teóricos (simulaciones), lo cual constantamente retroalimentan de información (data) a los investigadores para la mejor comprensión del funcionamiento de la micgrid.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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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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Mis palabras han sido publicadas en mi Facebook personal y en:
🙂
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Esta imagen muestra la interacción la creación de campos magnético (en una vista estática) de la geometría. Creado con ayuda de la herramienta pdetool de Matlab permite una cierta facilidad en estudiar geometrías complejas.
Por ejemplo para iniciar estudios de B en entornos como armaduras, carcasas, rotores, etc… generadores también, un primer acercamiento de cálculo puede ser utilizando estas herramientas, ya mas adelante, en la medida de la disponibilidad presupuestaria, uno puede optar por programas en el mercado que implican también altos costos para su compra, mantenimiento, actualización y las licencias son limitadas a cierta cantidad de computadoras según sea el costo.
Por mientras, esto lo utilizaré para generadores de imanes permanentes, haber como nos sale.
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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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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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La potencia eléctrica es el producto de corriente y tensión. En el caso de los módulos solares, o de varios módulos conectados entre sí que forman un generador, existe siempre un determinado punto de trabajo donde suministran la máxima potencia posible, con la irradiación disponible de cada momento y la temperatura actual. Éste es el llamado Maximum Power Point (MPP) o punto de máxima demanda. En palabras sencillas: sólo cuando la tensión esta bien ajustada se obtiene el producto óptimo de tensión y corriente.
El que se encarga de buscar la tensión correcta es el inversor, más concretamente: el seguidor MPP. En general, se trata de un código de programa relativamente sencillo que impulsa a la electrónica del inversor a modificar constantemente la tensión, formando siempre el producto de tensión y corriente. Cuando se reduce la potencia, el programa reconoce que no va en la buena dirección y cambia de rumbo. Si este control funciona con rapidez y precisión, el <<seguimiento MPP>> (MMPP) del inversor se encuentra siempre cerca del punto óptimo. De hecho, los modernos equipos tienen eficiencias MPPT de cerca del 100 por ciento. Lo habitual es que un seguidor MPP controle varias entradas de corriente continua.
De todos modos, hay casos en que los diversos generadores parciales (ramales de módulos) de una instalación tienen diferente orientación y se ven afectados por sombrados a lo largo del día. Para ello es mejor que cada entrada de corriente continua disponga de su propio seguidor MPP. Es una variante que se está poniendo de moda. La cosa se pone más interesante cuando las entradas de corriente continua pueden soportar cargas asimétricas, ya que, así, los ramales de diferentes longitudes podrán conectarse a un inversor. La ventaja es que se requiere un solo inversor grande en lugar de varios pequeños, ahorrando el material y tiempo de montaje. El incoveniente de la carga simétrica y asimétrica es que un mayor número de seguidores MPP también requere varios convertidores DC/DC elevadores, en los que siempre se pierde un poquito de eficiencia. Por este motivo se recomienda utilizar los <<inversores Multitracker>> solamente cuando es realmente necesario.
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Postulación al Programa de Doctorado en Ciencias mención Física de la Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, PERU. http://www.uni.edu.pe. La defensa de la propuesta se realizó en la Facultad de Ciencias http://fc.uni.edu.pe
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Las líneas HVDC causan interés en la comunidad científica, de ingenieria, en los gobiernos y empresas que ven en esta forma de transmisión de electricidad muchas ventajes técnicas y beneficios económicos. Os muestro dos diagramas breves en que se puede apreciar los criterios básicos para el cálculo de una línea de transmisión HVDC. Espero que les sirva. Saludos.
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Hola a todos los visitantes, en la presente entrada muestra la experiencia de ABB en cuatro proyectos. No comento mucho porque cada figura brinda la información necesaria como diámetro del cable, potencia a transmitir, nivel de voltaje y algún detalle técnico adicional. Adicionar nomás que el tema es interesante y estoy apto para brindar asesoramiento al respecto… van las imágenes:
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En el diagrama mostrado se presente de manera unifilar un sistema HVDC. Están los geneneradores en AC (lógico) con sus respectivos transformadores y rectificadores. La línea de HVDC que transmite la energía eléctrica en corriente continua en niveles de voltaje bajos y altos como se puede ver en las diferentes experiencias a nivel mundial en HVDC. Luego siguen los inversores que entregan la energía eléctrica en alterna hacia los transformadores reductores que distriuyen la energía a las cargas a través de las redes de subtransmisión y distribución. Las potencias que maneja una línea HVDC puede ser de hasta 6 GW o más… grandes líneas HVDC están en construcción o se planean construir en USA; Brasil, CHina, India, Sudáfrica, entre otros países.
Estos sistemas también cuentan con la protección eléctrica necesaria, la recolección de datos que son procesados y tratados en base a los cuales computadoras determinan las condiciones del sistema en cada momento. Una línea HVDC puede ir en torres (como las suelen ser las líneas de transmisión AC), pueden también ir enterradas o ser submarinas (experiencia grande en Europa donde la energía eléctrica producida por los parques eólicos en mar son transportadas por líneas de corriente continua hacia la orilla del mar).
Aclaración, líneas de corriente continua los hay en varios voltajes, pero estos diseños de HVDC estamos hablando desde aprox 330kV para arriba (500 kVDC, 600 kVDC, 800 kVDC).
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Lo que muestro en esta entrada es el circuito equivalente de un transformador eléctrico de potencia, el cual puede ser simulado en Matlab/Simulink con entradas que permitan visualizar sus características de funcionamiento (lógico). Pueden apreciar que tiene las resistencias e inductancias de ambos bobinados de entrada y de salida, así como la resistencia e inductancia de magnetización, más, el transformador ideal en donde se cumple la relación lineal de voltajes y corrientes en función a la relación de transformación (relación entre número de espiras de la bobina del primario entre el número de espiras de la bobina secundaria).
Dado que estos ya implican la utilización de números complejos, hay que tener cuidado en la escritura de las ecuaciones con complejos en Matlab, dado que pueden dar resultados no esperados e ilógicos. En la parte gráfica se debe tener el cuidado de trabajar con planos que permitan dibujar números complejos a fin de obtener una gráfica más explicativa de lo que están estudiando o determinando (trayectoras de funcionamiento).
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La figura es un transformador ABB de 800 kV con capacidad de 6000 MW (¡uff!). La tecnología HVDC tiene muchas ventajas referente a un equivalente en corriente alterna. Se está y se ha venido utilizando para transmitir grandes cantidades de energía principalmente en Europa, aunque China, India y Brasil tienen también líneas importantes. La línea más larga HVDC está en Brasil, quien está construyendo (o por construir) una más extensa que interconecte sus nuevas centrales hidroeléctricas cercanas a la frontera con Perú con Sao Paulo. Pero bueno regresemos al caso del transformador. Como sabrán, trabajan con corriente alterna los transformador y se tiene cuidado en mantener las tensión en un rango determinado que no rompa la rigidez dieléctrica de los materiales usados ni del aire, es por ello la forma particular del transformador, aparte de lo asociado a los cuidados en el diseño de la estructura mecánica y de refrigeración… lógico, todo esta pensando para régimen estable y de transitorios (aunque las líneas HVDC soportan mejor los transitorios y pueden sacar del apuro con mejor respuesta en tales situaciones).
La energía saliente, es decir, aquella en muy alta tensión pasa a un banco de inversores, leí en algún lugar, que son los bancos de tiristores los que trabajan mejor y son rentables (aunque para esos niveles de potencia). Estas cosas son casi únicas, pero de todas maneras hay que saber algo algo de su funcionamiento. Obvio se puede simular en Matlab/Simulink.
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Se tiene una sencilla ecuación que relaciona los torques motor – torque generador = momento de inercia por la derivada de la velocidad angular con respecto al tiempo. Se sabe que la velocidad angular (w) es igual a dos veces el valor de pi multiplicado por la frecuencia (f). En la simulación realizada se muestra como está variando la frecuencia debido a la diferencia entre el torque motor y el toque electromagnetico en el generador. Se dice que un torque motor es aquel que mueve el eje del generador y el torque electromangetico es el torque opuesto al motor producido por la interacción de las cargas eléctricas. En las gráficas se han asumido esos valores para representar las variaciones de la frecuencia en el tiempo de simulación considerado. Hecho en Matlab/Simulink.
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aca he hecho una simulación de un potencia compleja S = P + Q*i, donde S es la potencia apartente (VA), P es la potencia activa (W) y Q es la potencia reactiva (VAR). Había algunas preguntas sobre como graficar potencia eléctrica que tienen componentes activa y reactiva, esta es una de las muestras, lo otro es graficarlo de manera individual y mostrar su comportamiento en el tiempo. Para hacer estas graficas se ha hecho un especial tratamiento debido a que estamos trabajando con números complejos, la línea representa la trayectoria que sigue en el plano complejo según el ángulo de desfasaje generado por el factor de potencia y la amplitud de la potencia aparente.
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Esta entrada se ha hecho la descomposición de las potencias activas y reactivas ingresando al modelo del transformador hecho en un embebido definido por el usario, en el que se procesa los datos de entrada. Como entrada se tiene la potencia activa y reactiva del primario con lo que se obtiene los factores de potencia, los voltajes nominales del primario y secundario con lo que se obtiene las relaciones de transformación. Con esos datos podemos calcular corrientes, y agregando factores de pérdidas podemos calcular en detalle corrientes, voltajes , potencias y factores de potencia. Un dato importante es el valor real del voltaje del primario con lo que se determina los valores reales de voltaje en el otro lado del transformador. Todo eso se puede hacer en Matlab/Simulink y hay un par de chicos que asesoro que están en ello.
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Modelar un transformador puede hacerse mediante las ecuaciones ideales de un transformador.
Si lo hacemos mas exacto podemos hacerlo con señales sinusoidales que varian entre ellas por el ángulo de desfase segun este sea bipolar o trifasico o exafásico…
Ahora podemos hacerlo mas exacto considerando las inductancias y las corrientes que por cierto no son senoidales y en algunas lugares del planeta aun sigue siendo muy mala la calidad de la energia electrica.
Pero si consideramos solo los valores RMS, se puede hacer el detalle del caso necesario para que Matlab lo trabaje lo mas preciso posible a fin de poder tener valores bastante mejores.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
E-mail: jmirez@uni.edu.pe
Website Personal: https://jorgemirez2002.wixsite.com/jorgemirez
Facebook http://www.facebook.com/jorgemirezperu
Linkedin https://www.linkedin.com/in/jorge-luis-mirez-tarrillo-94918423/
Scopus ID: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56488109800
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=_dSpp4YAAAAJ
MATLAB Group Admin in Facebook: https://www.facebook.com/groups/Matlab.Simulink.for.All
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Hola… Gracias por sus visitas. Como podrán ver en el gráfico anterior, este mes de marzo hemos superado en visitas a lo registrado en meses anteriores. Gracias también por sus emails en que hacen preguntas, comentarios y sugerencias… de las preguntas que nos llega durante la semana, colocaremos algunas entradas que bien puedan también servir de referencia o orientación a todo este universo de habla hispana y portuguesa que visita el blog.
A quienes también les guio como un asesor en sus trabajos académicos y de investigación, gracias también por confiar en mi persona… esta labor que de todo es gratificante ya por el mismo hecho de estar elaborando nuevas entradas, se ve nutrido por la conversaciones que realizamos durante las semanas, lo que permite afinar bien los contenidos.
Visiten las demás entradas, pasen la voz a sus amigos… recuerden que en Agosto dicto un Tutorial en el INTERCON 2011, visiten también mis otros blogs, que aunque no tan implementados como éste, pero ahí también lo vamos construyendo.
También las visitas durante semanas ha ido en aumento, es significa que tenemos acogida y/o que la labor que realizo en este blog al menos merece la pena visitarlo. Las estadísticas por semana las muestro a continuación:
PD. Las visitas de hoy son los que van hasta esta hora 16:43 horas de hoy sábado 2 Abril 2011, hora de Lima PERU.
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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