Browsing by Author "Quinatoa Caiza, Carlos Iván"

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    Análisis de consumo de energía eléctrica en el sistema de iluminación, en el proyecto de construcción del hospital básico de Cayambe del instituto ecuatoriano de seguridad social, en el cantón Cayambe, provincia de Pichincha.
    (Ecuador: Latacunga; Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Aguinsaca Caraguay, Iván Marcelo; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    Este estudio investigó la eficiencia y el impacto económico de diferentes tecnologías de iluminación en entornos hospitalarios. Se compararon las luminarias LED y fluorescentes en términos de eficacia luminosa, vida útil y costos asociados. Los resultados mostraron que las luminarias LED presentan una eficacia luminosa superior (111 Lm/W) y una vida útil más larga (100,000 horas) en comparación con las fluorescentes (108 Lm/W y 60,000 horas). Utilizando métodos de lúmenes y flujo inicial, se determinó la cantidad óptima y la disposición de luminarias para garantizar una distribución lumínica adecuada en áreas críticas como quirófanos y salas de emergencias. Las simulaciones en DIALux Evo confirmaron la eficacia de estas distribuciones lumínicas. Además, se evaluó el costo-beneficio, revelando un ahorro anual de $781,14 USD al cambiar a luminarias LED. Este estudio ofrece un enfoque sistemático para mejorar la calidad de la iluminación en hospitales, resaltando la eficiencia y durabilidad de las luminarias LED como una opción rentable y sostenible para optimizar el diseño de iluminación en entornos críticos de atención médica.
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    Análisis de eficiencia energética de los principales sistemas eléctricos del Hospital General de Latacunga
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Chasiluisa Yanchatuña, Sandra Marisol; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    En el Ecuador no se ha priorizado el uso eficiente de energía eléctrica como objetivo para alcanzar un mejor desarrollo sostenible, de modo que empresas públicas y privadas no incorporan un plan de gestión de ahorro de energía, una de estas empresas públicas es el Hospital General de Latacunga. El presente trabajo consiste en el análisis de la eficiencia de energía eléctrica de los principales transformadores de distribución de bajo voltaje del Hospital, por medio de la aplicación de una auditoria energética eléctrica; utilizando partes de las normas ISO 50001 para el planteamiento de un plan de gestión de energía eléctrica, ISO 50002 como guía del procedimiento de una auditoria eléctrica y ARCERNNR 002-20 que dicta los estándares eléctricos nacionales que debe cumplir el sistema eléctrico del hospital para considerar que maneja una buena calidad de energía. Con la finalidad de encontrar una alternativa de ahorro de energía eléctrica y económico.
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    Análisis de fallas de los aisladores de porcelana de 13,8 kv aplicando técnica de ultrasonido acústico
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2023) Cruz Loya, Miguel Ángel; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El proyecto de investigación presentado tiene como objetivo principal realizar un análisis exhaustivo de las fallas de los aisladores de porcelana en los sistemas eléctricos de potencia a nivel de 13.8 kV, con el fin proponer soluciones para prevenir interrupciones en el suministro de energía eléctrica; Para lograr esto, se utilizó la técnica de ultrasonido acústico que es una herramienta no destructiva; Esta técnica se basa en la emisión de ondas sonoras de alta frecuencia que se propagan a través del material del aislador; Cuando estas ondas encuentran una anomalía, como el efecto corona, tracking o arco eléctrico, se produce una refracción que se registra en una forma de onda en función del tiempo; Esta forma de onda se puede analizar utilizando la Transformada de Fourier, que convierte la forma de onda en función de la frecuencia; De esta manera, se obtiene una estampa propia de cada elemento analizado que permite determinar el tipo de anomalía presente en el aislador; Se realizó una investigación bibliográfica y de campo para recopilar la información sobre los tipos de fallas como efecto corona, descargas parciales (Tracking) y arco eléctrico para evaluar la efectividad de la técnica de ultrasonido acústico en su detección; El proyecto se enmarca en las líneas de investigación de la Universidad Técnica de Cotopaxi relacionadas con energías alternativas y renovables, eficiencia energética y protección ambiental; Se espera que los resultados de la investigación contribuyan a mejorar la calidad de energía y evitar interrupciones en el suministro eléctrico a través de medidas de diagnóstico y prevención mejorando la calidad de servicio para los usuarios finales.
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    Análisis y monitoreo de operación de sincronismo de los generadores de baja potencia
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022-03) Latacunga Pilatasig, Juan Santiago; Tonato Toainga, Edison Ricardo; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El generador síncrono es la principal fuente de energía eléctrica de los sistemas eléctricos de potencia, uno de los aspectos importantes es la operación de los generadores síncronos conectados al sistema de potencia con el fin de cubrir el balance de potencia activa y reactiva del sistema eléctrico. Por consiguiente, este proyecto se efectúa el análisis y monitoreo de las variables eléctricas del módulo de sincronización de los generadores de baja potencia. Se puede realizar la sincronización de forma manual y semiautomática, conectado a la red y entre generadores en paralelo, utilizando los SENTRON PAC 3200 conectado al lado de la red y lado del generador, también utilizando como herramienta principal el software TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal), para programación de PLC Simatic S7-1200, lo cual permitió realizar el monitoreo de los datos de tensión, corriente, potencia, frecuencia y factor de potencia. Los resultados de las variables eléctricas se visualizan mediante el protocolo de comunicación MODBUS TCP/IP, el módulo de sincronización y en la Interfaz de la PC en tiempo real.
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    Aplicación del método de Wirtinger para la gestión óptima de recursos en una red eléctrica de distribución.
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Gómez Coro, Robinson Alexander; López Silva, Jonathan Alexander; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El presente trabajo tiene como finalidad implementar un modelo de optimización apoyado en la convexidad, mismo que está basado en el método propuesto por Wilhem Wirtinger, un cálculo que se encarga de analizar funciones analíticas y no analíticas en el plano de los números complejos y luego define nuevos operadores llamados derivadas de Wirtinger, los mismos permiten generar nuevas aproximaciones a ecuaciones lineales que se acoplan directamente en el desarrollo de problemas con flujos de potencia diferenciándose de otros métodos tradicionales, los cuales emplean ecuaciones no lineales y por lo que tampoco permiten una solución global. La linealización descrita se introduce a través del estudio de flujos de potencia óptimo y sirven para ser utilizados en casos de minimización de costos de energía los cuales están sujetos a restricciones de disponibilidad de los recursos distribuidos que permita satisfacer a la demanda.
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    Aplicación del método de wirtinger para la gestión óptima de recursos en una red eléctrica de distribución.
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Gómez Coro, Robinson Alexander; López Silva, Jonathan Alexander; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El presente trabajo tiene como finalidad implementar un modelo de optimización apoyado en la convexidad, mismo que está basado en el método propuesto por Wilhem Wirtinger, un cálculo que se encarga de analizar funciones analíticas y no analíticas en el plano de los números complejos y luego define nuevos operadores llamados derivadas de Wirtinger, los mismos permiten generar nuevas aproximaciones a ecuaciones lineales que se acoplan directamente en el desarrollo de problemas con flujos de potencia diferenciándose de otros métodos tradicionales, los cuales emplean ecuaciones no lineales y por lo que tampoco permiten una solución global. La linealización descrita se introduce a través del estudio de flujos de potencia óptimo y sirven para ser utilizados en casos de minimización de costos de energía los cuales están sujetos a restricciones de disponibilidad de los recursos distribuidos que permita satisfacer a la demanda.
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    “Desarrollo de un modelo de optimización para la expansión del sistema de transmisión considerando criterios de confiabilidad”
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Yugcha Quinatoa, William Germánico; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    En esta investigación se realiza el modelo de la planificación de las líneas de trasmisión de acuerdo al crecimiento que sufre la demanda y la generación eléctrica para abastecer la energía eléctrica a toda la población del país. Haciendo necesario la búsqueda de implementar nuevas redes de trasmisión para así de esta manera poder transportar la respectiva cantidad de energía eléctrica a los usuarios ya que el problema es que los centros de carga por su ubicación geográfica están alejados del centro de generación y esto nos permite construir nuevas líneas de trasmisión que permitan transportan la energía generada a los centro de carga cumpliendo con los requerimientos importantes como es la calidad, confiabilidad y seguridad, de acuerdo a esto poder garantizar el manejo adecuado de los recursos eléctricos
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    Estimación de estado utilizando mínimos cuadrados ponderados en redes eléctricas de distribución considerando generación distribuida.
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Chicaiza Maiquiza, Hugo Daniel; Moposita Toapanta, Lenin Javier; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El presente trabajo tiene como objetivo demostrar el impacto de la generación distribuida en el estimador de estados en sistemas de distribución radiales balanceados utilizando el estimador de estados estático convencional, ya que a pesar del crecimiento y modernización de estos sistemas actualmente no se desarrollado un estimador que considere generación distribuida, por lo tanto se debe evaluar si los estimadores actuales basados en mínimos cuadrados ponderados se adaptan a este problema para verificar si la solución es viable, por otro lado la falta de mediciones en tiempo real en los sistemas de distribución representan un gran problema al momento de estimar el estado de la red, habitualmente los sistemas de transmisión cuentan con medidores en ambos extremos de la línea pero en un sistema de distribución utilizar medidores en cada nodo representa un costo elevado, por otro lado, en este trabajo se plantea utilizar pseudo mediciones en un solo extremo de la línea de distribución con la finalidad de reducir el uso de medidores o pseudo mediciones, los resultados son sometidos a métodos estadísticos para determinar el error que puede llegar a presentar este tipo de configuración y verificar si el resultado es aceptable o no, para obtener los datos en valores reales se trabajó en un ambiente simulado mediante el software de simulación PowerFactory, también se utilizó el paquete de simulación de Pandapower para ingresar las pseudo medidas y realizar el análisis comparativo.
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    Estudio de factibilidad para la implementación de un sistema avanzado de medición (AMI) en clientes de tarifa general con demanda de la Empresa Eléctrica Riobamba S.A
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Pazmiño Cisneros, Carlos Andres; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    La Empresa Eléctrica Riobamba S.A., en la actualidad en su área de concesión tiene un sistema de medición manual para los grandes clientes, provocando errores involuntarios en la toma de lecturas, consumos acumulados, error en la digitación, visualización y manipulación de la información, generándose inconvenientes para los clientes y para la empresa que tiene que solventar cualquier tipo de reclamo. El presente proyecto de investigación busca establecer un estudio de factibilidad para la implementación de un sistema avanzado de medición (AMI) en clientes de tarifa general con demanda, para mejorar los procesos comerciales, entre los cuales están los de Lecturas y Facturación, como principales beneficiados asegurando una adecuada calidad de las lecturas para la facturación mensual, este estudio se basa en la investigación de la situación actual de la Empresa Eléctrica Riobamba junto con la presentación de 3 propuestas de sistemas AMI que pueden ser aplicables de acuerdo a las condiciones técnicas necesarias para un adecuado funcionamiento, siendo la propuesta de aplicar un sistema de medición inteligente con un sistema de comunicación vía GPRS aquella que presenta un beneficio económico mayor que con las otras 2 propuestas, a razón de no haber la necesidad de implementar una infraestructura de comunicación que la ofertada por las compañías de telecomunicación.
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    Evaluación de los índices de confiabilidad mediante técnica de modo de fallas y análisis de efecto (FMEA) para un sistema de distribución tipo radial
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Sabando Aguirre, Pedro Edison; Tayupanda, Jefferson Andrés; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    En este proyecto se analiza la evaluación de los índices de confiabilidad mediante técnica de modo de fallas y análisis de efecto (FMEA) para un sistema de distribución tipo radial, con el propósito de encontrar de qué manera influye esta técnica, y así poder buscar alternativas a los problemas por consecuencia al aumento en cuanto a fallas o interrupciones en el suministro hacia los consumidores, es decir tratar de detectar fallas potenciales de esa forma reducir los tiempos de ciclo mejorando la eficiencia de que un sistema cumpla adecuadamente su cometido, durante el tiempo deseado en las condiciones de operación especificada. Para ell desarrollo de la investigación se basó en el método descriptivo, dado que se recopiló información bibliográfica respecto al método FMEA y los sistemas de distribución tipo radial, como también se utilizó el método analítico, la cual ayudó a formar las distintas matrices para calcular los índices de confiabilidad tanto para el cliente como para la carga en un sistema de distribución tipo radial. Para modelar los índices de confiabilidad usando la técnica FMEA, se utilizó el software Matlab tomando como referencia los datos y topología de la red para desarrollar posteriormente simulaciones en el software PowerFactory de DIgSILENT, con el objetivo de evaluar los indices de confiabilidad mediante varios casos de estudios y poder compararlos. Así mismo realizar los casos de estudio usando la técnica FMEA fueron tomados como referencia estudios existentes realizados con métodos tradicionales para comprobar los resultados obtenidos en el software Matlab y las simulaciones en el software PowerFactory de DIgSILENT
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    Evaluación del comportamiento del sistema eléctrico de distribución frente al ingreso de fuentes de energía renovable no convencional.
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Aguirre Manosalvas, David Eduardo; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    En este proyecto se realiza la evaluación del comportamiento de un sistema eléctrico de distribución ante el ingreso de energías renovables no convencionales, con el propósito de encontrar una manera eficiente donde los sistemas de generación renovable sean implementados a la red, se pudo apreciar que los sistemas eléctricos mantienen un comportamiento estable que no sobrepasan sus límites de voltaje al no tener generación distribuida en su sistema, sin embargo al conectar fuentes de generación distribuida a la red esta presenta variaciones en el sistema las cuales superan sus límites de voltaje, para analizar estos comportamientos se realizó una investigación donde se usó, el método descriptivo que nos ayudó a la recopilación de información y posterior mente al análisis de datos .Para evaluar el comportamiento de la red de distribución se usó el método analítico que consiste en determinar el estado de todos los elementos de la red y por último se utilizó un método sistemático para modelar las fuentes de energías renovables, para esto se propone desarrollar un modelo del sistema eléctrico de distribución e implementar un sistema de generación distribuida que se realiza mediante una simulación en el software OpenDss tomando uno de los casos propuestos por la IEEE de Distribution System Analysis Subcommittee – 123 Nodes Test Feeder del Institute of Electrical and Electronics Engineeers, la cual será modelada sin implementación de generación distribuida y así poder observar el comportamiento normal de esta red, por consiguiente se realizara una modificación en este modelo en la cual se realizara la implementación de generación distribuida en los distintos nodos de carga, así obteniendo resultados donde se puede apreciar que el sistema sin generación distribuida tiene pérdidas de 96 kW en sus líneas, al ingresar nuestra primer caso de estudio se puede observar cómo estas pérdidas menoran en un 40% de las pérdidas totales del sistema, se realiza un segundo caso de estudió donde se puede apreciar que las perdidas menoran mucho más llegando a ser un 60% menos a las totales del sistema.
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    Evaluación del impacto de sistemas de iluminación inteligente de alumbrado público en el costo de energía eléctrica del cantón Latacunga
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022-03) Callatasig Chisaguano, Juan Daniel; Oña Aimacaña, Oscar Eduardo; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    La presente propuesta de investigación se ha analizado el sistema de alumbrado público del Cantón Latacunga parroquia San Felipe, donde se evaluó el costo de la energía y los parámetros técnicos de las luminarias. El estudio tiene como objetivo la evaluación del costo de la energía mediante la comparación de la iluminación inteligente y el sistema de alumbrado público actual. Considerando que el sistema está constituido por luminarias de sodio y mercurio de alta presión, y observando los puntos bajos de iluminación en la zona, se estableció una iluminación optima, inteligente y energéticamente eficiente. En la actualidad el sistema de alumbrado público de la parroquia San Felipe no dispone de la iluminación adecuada según la norma de regulación 006/20 vigente, determinando su ineficiencia en el estudio de luminotecnia. Se diseña una propuesta de cambio de luminarias, un sistema de control inteligente, y un plan de mantenimiento de luminarias de sodio y LED, para evaluar la factibilidad económica del cambio de las mismas, como también el análisis económico del sistema inteligente propuestos y poder tomar decisiones de inversión en el área de alumbrado público general.
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    Gestión óptima de plantas de potencia virtuales para minimizar costos de operación en las redes eléctricas de distribución.
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Colimba Colimba, Edison Joel; Salazar Moyolema John Alexis, John Alexis; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    La presente investigación plantea sobre el desarrollo de un modelo matemático de optimización convexa multiobjetivo que permite optimizar el costo de operación en un modelo de predicción Day-Ahead en redes eléctricas de distribución balanceadas. Para ello, se utiliza un modelo matemático que considera las restricciones técnicas y de recursos, que permite maximizar la eficiencia y la rentabilidad de la planta de potencia virtual. En este enfoque, se utiliza la programación cónica de segundo orden (SOCP) para representar las relaciones matemáticas complejas y las restricciones presentes en el sistema con el objetivo de obtener aproximaciones que proporcionen un óptimo global.
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    “Modelo de optimización para el planeamiento multietapa coordinado del sistema generación –transmisión con pronóstico de demanda mediante redes neuronales”
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Chasi Cando, Alex Fernando; Puetate Mancheno, Vicky Johanna; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    Ante la creciente demanda energética y la importancia de una planificación adecuada y eficiente en los sistemas eléctricos, la implementación de un modelo de planificación multietapa para la expansión de la generación-transmisión representa una alternativa frente a los modelos tradicionales de planificación independientes, generadores de costos adicionales y limitaciones ante la demanda energética en desarrollo. En este trabajo de investigación, se implementa un modelo multietapa DC de planificación en la expansión de generación-transmisión para el anillo de 230 kV del Sistema Nacional Interconectado de Ecuador (SNI) con el objetivo de minimizar los costos de operación y construcción de nueva infraestructura. El modelo aplicado, programación no lineal entera mixta (MINLP), analiza la expansión de la generación-transmisión eléctrica para el periodo 2023-2033. Como punto de partida y fortaleza de esta investigación, el pronóstico de la demanda se realiza a través de una red neuronal entrenada con una base de datos históricos empleando diferentes modelos de red neuronal (LSMT, LSMT MANUAL, modelo SARIMA, GRU), cada uno con características específicas. La mejor predicción de la demanda en los cuatro modelos se utiliza como base para el modelo multietapa DC. Finalmente, el enfoque para el pronóstico de la demanda con redes neuronales permitirá identificar zonas de expansión en el modelo, lo que a su vez permitirá reducir significativamente los costos de inversión y operación a largo plazo.
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    Un nuevo modelo de optimización convexa utilizando el cálculo de Wirtinger para despacho económico.
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2024) Ortiz Malla, Josue Steeven; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El presente trabajo propone una metodología al problema del despacho económico de corto plazo de sistemas eléctricos radiales y mallados mediante programación no lineal (PLN). El problema planteado se solucionará mediante la función de costos del despacho económico clásico donde se incluirá la generación hidráulica, eólica en conjunto con el sistema de almacenamiento de energía, utilizando el modelo linealizado basado en el cálculo de Wirtinger para obtener la energía eléctrica generada en cada uno de los nodos. La metodología propuesta se utilizará para un periodo corto de 24 horas con diferente demanda horaria; para este caso se desarrollará dentro del modelo IEEE 14-bus y se realizan breves modificaciones al modelo para poder incluir las diferentes unidades de generación. Debido a la complejidad del sistema, el modelo linealizado logra resolverlo en menor tiempo que el modelo tradicional, sin tener que realizar simplificaciones de las características propias del sistema, obteniendo como resultado los voltajes y 'ángulos de cada una de las barras, expresando un error mínimo que es la (pena) por la linealización del modelo de despacho económico.
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    Optimización de costos en la expansión de la red de distribución eléctrica del cantón Latacunga mediante programación matemática exacta.
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Millingalle Vega, Byron Moisés; Segovia Moreno, Sebastián Francisco; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    Este trabajo aborda la planificación óptima de la red de subtransmisión zona centro de la Empresa Eléctrica Provincial Cotopaxi (ELEPCO S.A.) hacia zona segura para asegurar el suministro eléctrico para la nueva red de distribución del cantón Latacunga, ante el deslizamiento de lahares por la erupción del volcán Cotopaxi. Se desarrolla un modelo de optimización matemática exacta para minimizar costos de expansión, tomando en cuenta la construcción de nuevas subestaciones y alimentadores. Se abordan tres casos de estudio relacionados con la red eléctrica de ELEPCO S.A. En el primer caso, se busca la identificación de los valores iniciales de voltaje, la capacidad de carga de los alimentadores y las subestaciones principales. Aquí, se excluye la expansión de la red. En el segundo caso, se analiza la expansión de la red eléctrica, centrándose en la infraestructura ubicada en zonas de riesgo. El propósito es asegurar el suministro eléctrico para todos los usuarios, incluso en áreas vulnerables. Además, se considera el desmantelamiento del alimentador principal de la subestación Mulaló. Por último, en el tercer caso, se evalúa la expansión de la red sin tener en cuenta la infraestructura en zonas de riesgo. Esta evaluación es crucial dado que dicha infraestructura desaparece debido a la erupción del volcán Cotopaxi. La implementación de nuevas subestaciones y alimentadores es esencial para garantizar un suministro eléctrico confiable y seguro en el contexto de riesgos volcánicos y crecimiento de la demanda.
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    “Redes neuronales artificiales aplicada al estudio de perfiles de carga eléctrica en alimentadores primarios de una arquitectura de distribución”
    (Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Díaz Reyes, Katherine Andrea; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El pronóstico de la demanda eléctrica es una tarea importante en la gestión de la energía eléctrica, ya que permite prever la cantidad de energía que se requerirá en un futuro cercano. Esto es esencial para planificar la producción y distribución de energía eléctrica, y para asegurar que se cumpla la demanda de energía de los usuarios. En este trabajo se propuso el uso de inteligencia artificial mediante el uso de redes neuronales artificiales para el desarrollo de un modelo de predicción enfocado en el estudio de perfiles de carga en redes de energía eléctrica, usando el software Python.