Maestría en Electricidad Mención Sistemas Eléctricos de Potencia

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Obtención de la función cuadrática de costo de combustible para el despacho económico óptimo de generación en el área de generación a crudo en el Bloque 16 operador por Repsol Ecuador.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi,(UTC), 2020) Cruz Panchi, Omar Danilo; Vásquez Teneda, Franklin Hernán
La energía eléctrica se considera como un producto o servicio a suministrar la demanda de sus beneficiarios, desde el punto de vista de mercado. Todo inicia desde la generación de energía eléctrica y debe ser de calidad, sostenible y eficiente; sus factores técnicos, físicos y eléctricos forman parte del proceso de conversión de energía y sus factores económicos en sus etapas de producción son parte del costo de generación. En el presente trabajo se presenta la metodología para la obtención de las funciones: característica, régimen térmico (Heat Rate), costo de generación y costo incremental de las unidades de generación térmica. Estas funciones fueron desarrolladas a partir de la conversión de los datos obtenidos de pruebas en campo, empleando instrumentos de investigación como la obtención de información de fuentes primaria y secundaria. En las pruebas se evaluaron siete unidades generadoras (Motor Wartsila Vassa 18V32LN – Generador ABB, 13.8 kV) instaladas en el Bloque 16.
Análisis de la teoría de ondas viajeras mediante la evaluación del alimentador 2/14 Multitud- Cumandá de la provincia de Chimborazo”
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-06) Logroño Sulca, Danny Paúl; Jara Vaca, Edison Oswaldo; Vaca Peñafiel, Ángel Vladimir
Hoy en día, el avance tecnológico permite el estudio más a fondo es por ello que el presente proyecto de investigación está enfocado en el análisis de ondas viajeras en líneas de distribución el cual se lo realizo en el alimentador 2/14 (Multitud-Cumandá), perteneciente a la Empresa Eléctrica Riobamba el mismo que se encuentra ubicado en el cantón Cumandá en la Provincia de Chimborazo; este alimentador tiene la particularidad de estar compuesto por tres diferentes tramos con distintos calibres de conductores, es por ello que necesariamente se debe realizar un estudio en cada tramo para determinar el análisis de las ondas viajeras formadas en cada punto de estudio. Para este estudio fue necesario la instalación de medidores que fueron instalados en el alimentador que permitieron conocer las corrientes y voltajes en los diferentes puntos de todo el alimentador que han servido para el desarrollo de nuestro análisis, los mismos que fueron subidos al Sistemas de Información Geográfica (SIG) el cual permitió el almacenamiento y actualización de datos de los diferentes equipos que conforman el sistema eléctrico de distribución del Alimentador. Finalmente se pudo evidenciar que mediante la simulación en el programa CYMDIST se corrió el flujo de potencia del Alimentador mismo que dio como resultado el cambio de impedancias de secuencia positiva y secuencia homopolar los mismos que servirán para el ingreso de datos en el software de ATPDraw y poder visualizar el comportamiento de los tramos para con ello cumplir con lo propuesto anteriormente.
Análisis paramétrico para la evaluación de operación de las unidades de generación de la Central Hidroeléctrica Illuchi N° 2”
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-07) León Reinoso, Edwin Nicolás; Mena Abril, Pedro Santiago; Hidalgo Díaz, Víctor Hugo
El proyecto de investigación busca obtener la máxima eficiencia de la central hidroeléctrica Illuchi N° 2 de la Empresa Eléctrica Provincial Cotopaxi S.A., mediante el análisis paramétrico de las variables operativas y que se ha validado a través de mediciones de campo con el método experimental, una vez caracterizado el proceso se determinó las mejores condiciones operativas enfocadas a la reducción de pérdidas eléctricas y mecánicas, durante el análisis se identificó las variables de mayor impacto que reflejan deficiencias en el proceso. Para que el proceso de solución matemática sea más exacto y confiable se utilizó el solucionador de ecuaciones de ingeniería Engineering Equation Solver (EES) aprovechando principalmente el módulo de funciones matemáticas, de fluidos y termo físicas para resolver de manera eficiente cientos de ecuaciones, por lo que, se desarrolló un código modelo para realizar la identificación, evaluación y caracterización. El modelo paramétrico consideró ejecutar una familia de probabilidades con un número finito de parámetros buscando la mejor opción o condición operativa para la maximización de producción de energía eléctrica, con la aplicación de éstas se llegó a evitar pérdidas en un 4.4% debido estrictamente al control de los factores analizados, lo cual equivale a 1145.65 MW/h y a USD. 43.533,03 al año, buscando como resultado la aplicación de una propuesta y recomendaciones en base a los análisis con disposiciones y consignas operativas únicamente sin invertir dinero ya que el objeto de estudio buscaba evitar controlar pérdidas en la operación de la central para mejorar la disponibilidad, eficiencia, rendimiento y con ello la rentabilidad de la central.
Automatización y Control de un invernadero experimental para mejorar su eficiencia energética.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-07) Suárez Vinueza, Rommel Eusebio; Marrero Ramírez, Secundino
En este proyecto de investigación se aplican varias técnicas estudiadas a lo largo de la vida estudiantil; las cuales son innovadoras y de gran ayuda para las personas que se dedican a la agricultura. Con la a aplicación de las técnicas y equipos necesarios se desea implementar un sistema automatizado de riego bajo invernadero. La cual se realizó con el objetivo de evitar un desperdicio del recurso hídrico como es el agua, y con ello ampliar la superficie de producción bajo riego, y con ello generar nuevas opciones de producción, para contribuir a la soberanía de la población ubicada en la zona centro del País a través del uso de la tecnología. El enfoque del estudio será de gran ayuda para el cuidado de las plantas, evitando que los cultivos contraigan las diferentes plagas, enfermedades, insectos, maleza etc. Se utilizó técnicas de automatización para realizar un correcto monitoreo y control de las variables como: Temperatura, humedad tanto interna como externa respectivamente. Para el control de la planta se utilizó lógica difusa, con entrada de funciones de temperatura entre 0 0 C a 30 0 C donde se especifica tres niveles: baja, estable y alta, la humedad considerada en el estudio esta desde el 0 % al 100 % precisando de igual manera tres niveles: seco, estable, excesivo. En el proceso se utilizó la lógica difusa para la optimización de la planta donde se encuentra las sentencias lógicas generadas por el bloque lógico, se obtiene una confiabilidad del 88,41 % de confiabilidad determinando un sistema estable con la interacción de las variables antes mencionadas.
Diseño e Implementación de un Sistema de Monitoreo y Adquisición de Datos en las Cámaras de transformación Nº1 y Nº2 para evaluar los indices de consumo de energía eléctrica en la Universidad Técnica de Cotopaxi Campus Matriz.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-07) Pacheco Mena, Carlos Francisco; Marrero Ramírez, Secundino
La presente propuesta tecnológica trata sobre la implementación de un sistema de monitoreo y adquisición en la cámara de transformación N°1 y Nº 2 en donde el propósito de su desarrollo está enfocado en el uso de protocolos de comunicación entre dispositivos de tal forma que se pueda registrar los datos que se están generando por medio de la automatización del sistema de monitoreo, el cual está conformado por un Medidor Pac3220, vinculado a la pasarela Simatic IoT2040 de Siemens, de tal forma que se genera un proceso, donde los datos se lean, procesen y envíen de forma automática a la nube, esta acción se basa en un proceso ordenador/servidor, considerando que los protocolos de comunicación y la conexión a internet son la base de la industria 4.0 o el Internet of Things (IoT). Las principales características que ofrece este sistema se destaca la posibilidad de supervisar de manera remota las condiciones del consumo energético que se está dando en las diferentes jornadas académicas de la universidad Técnica de Cotopaxi, de igual modo se dispone de una conectividad a internet, la cual permite que se desarrolle de manera más eficiente la capacidad de la recopilación y registro de datos, sobre las mediciones tomadas por los equipos y sus respectivas fluctuaciones en base al funcionamiento de las instalaciones.
Análisis y proyección del consumo de energía eléctrica ante confinamiento por emergencia sanitaria en el área de concesión de la empresa eléctrica provincial Cotopaxi. Caso de estudio cantón Latacunga.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-07) Estrella Tapia, Diego Fernando; Pazuña Naranjo, William Paul; Medina Salazar, Franklin Gonzalo
El presente documento analizó el impacto acontecido fruto de la llegada de la pandemia a la región, que obligó a tomar una secuencia de medidas de protección sanitaria que produjeron una disminución drástica de la actividad económica a partir del decreto de confinamiento obligatorio de las personas en sus hogares en la mayoría de los países. Es así que las empresas distribuidoras del suministro eléctrico se encontraron con un gran problema, al no poder registrar las lecturas de los medidores de forma presencial, para la respectiva facturación mensual, lo que ha llevado a utilizar un método erróneo para el cálculo y estimación de consumo promedio de energía que posteriormente se lo asignó a cada uno de los usuarios, ya que ningún comportamiento anterior puede ser igual al de la cuarentena del año 2020. Para eso se analizó el altibajo significativo del consumo de energía en los diferentes tipos de abonados tarifados en concesión de ELEPCO S.A. pertenecientes al cantón Latacunga, mediante un modelo de proyección estadística de consumo eléctrico que establece valores probabilísticos que simulan consumos típicos en épocas de confinamiento humano, los cuales son validados con el registro de información medida y datos proyectados por el modelo probabilístico aplicado médiate los métodos de medias móviles y mínimos cuadrados ordinarios, determinando un evidente decremento de consumo energético a nivel general de los usuarios analizados, pero fallando que cada tipo de usuario tarifado tiene su propio comportamiento bajo estas circunstancias de confinamiento.
Análisis del sistema de puesta a tierra y apantallamiento eléctrico, mediante modelamiento en software para garantizar el funcionamiento y desempeño de las instalaciones, considerando una futura expansión en la central de generación “GASGREEN S.A.”, ubicada en el relleno sanitario del Distrito Metropolitano de Quito.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-07) Changoluisa Chacha, Cristian Javier; Monga Sánchez, Diego Paúl; Salazar Achig, Edgar Roberto
El presente trabajo de investigación trata el análisis de los sistemas de apantallamiento y puesta a tierra en la Central de Biogás Gasgreen, debido a que en la misma se han suscitado fallas, ocasionando daños en los equipos de protección, a su vez se a considerado una futura expansión. Para lo cual se realizaron mediciones de resistividad del suelo y resistencia de puesta a tierra, obteniéndose valores de hasta 40,4 Ω-m y 986 Ω respectivamente. Posteriormente se modeló los sistemas en ETAP; en condiciones iniciales y actuales con el valor presente de resistividad del suelo 23,57 Ω-m, determinándose una resistencia de 0,588 Ω, un voltaje de toque de 854,4 V, el cual excede los valores tolerables, así también acorde al modelamiento de las esferas rodantes para el sistema de apantallamiento actual conformado por un pararrayo tipo dipolo; se determinó que la segunda etapa de generadores se encuentran fuera de la zona de protección y al efectuarse una expansión este conjunto de protecciones no prestarían las garantías necesarias para el buen funcionamiento de la central. Se plantearon mejoras al sistema; las cuales se comprobaron mediante software; obteniéndose valores de puesta a tierra de 0,414 Ω y voltaje de toque de 589 V los cuales están dentro de los límites permisibles, además de diseñarse la tercera etapa del mismo. Mientras que para el sistema de apantallamiento modelado se sugiere utilizar dos pararrayos piezoeléctricos con un delta de 10 metros y un diámetro a cubrir como mínimo 80 metros para toda la central.
Análisis de la intensidad de radiación del campo magnético producido en un transformador de 300kVA y su incidencia en la salud de los estudiantes del ISTC
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2021-08) Villamarin Reinoso, Juan Vinicio; Cruz Panchi, Luis Rolando
En la actualidad la preocupación por las radiaciones magnéticas que nos rodean a crecido significativamente por su incidencia en la salud, incentivando a la investigación con el objeto de reducir y mantener un control sobre ellas. Dentro de este entorno el presente trabajo se centra en el análisis de datos levantados en tiempo real en el transformador, laboratorio, cables de media y baja tensión en el Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, para determinar que las mediciones expuestas se encuentran dentro de los límites permisibles de acuerdo a la normativa establecida. En este sentido asentado sobre la base de una investigación descriptiva se concluye que el nivel de exposición en las zonas vulnerables no supera los umbrales señalados, sin afectar a la integridad de las personas.
Diseño de un algoritmo utilizando Machine Learning para la predicción de la radiación solar en el sector de Lasso.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-08) Lalaleo Achachi, Diego Fernando; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
El diseño del algoritmo para la predicción de la radiación solar mediante técnicas de Machine Learning, se desarrolló aplicando las librerías de keras y tenson Flow para la creación de la red neuronal LSTM modelo secuencial que seleccionó datos anteriores y predijo una semana posterior, se registró con una estación meteorológica la medición de las variables del clima en intervalos de cada minuto para exportar el archivo de medición en formato .CSV, se codificó en Google Colab el procesamiento de datos para que los recursos informativos lo realice el servidor, el lenguaje de programación es Python, los resultados obtenidos son valores de radiación solar en el rango de 6:00 a 18:00 horas, es relevante la secuencia de horas con el tiempo, si un valor fue nulo o se altera el orden de los datos, los resultados son diferentes a los reales por estar aplicado series de tiempo en los datos de predicción y el resultado es la predicción de cada hora de los siguientes siete días continuos.
Desarrollo de un modelo matemático en Matlab para el análisis de la ruptura dieléctrica en aisladores de porcelana, polímero y vidrio a nivel de 13,8 kv.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-08) Segovia Segovia, Carlos Washington; Zambrano Segovia, Carlos Rodrigo; Pesantez Palacios, Gabriel Napoleón
La poca accesibilidad a una herramienta que permita conocer el comportamiento de los aisladores bajo condiciones de extrema humedad y contaminación, motivó nuestro esfuerzo para desarrollar un modelo matemático en MATLAB que haga posible el análisis de la ruptura dieléctrica en aisladores de porcelana, polímero y vidrio a 13.8 kV. La obtención del modelo partió de la investigación bibliográfica, y la posterior representación de los circuitoscde los ensayos, se utilizó el Hipot Huzheng de 50 kV y 5 kVA. Con base a estas representaciones y las leyes físicas conocidas, se obtuvieron las ecuaciones y formaron los sistemas diferenciales que nos llevaron a concluir en la obtención del modelo matemático. Una vez estructurado el modelo matemático, este fue integrado a la interfaz gráfica de Usuario de MATLAB o GUI, a través de una aplicación que incluye las opciones para simular distintas condiciones ambientales y de contaminación tales como: temperatura, humedad, resistencia eléctrica, presión atmosférica, nivel de voltaje aplicado y longitud del arco eléctrico. El modelo nos posibilita observar cómo actúan los aisladores si son expuestos a impulsos de frecuencia industrial, determinar la corriente de fuga y la posible ruptura dieléctrica en función de los factores ya indicados, sino también da a conocer el modo en el que manejan los impulsos tipo rayo los aisladores usados en redes de distribución;finalmente la aplicación desarrollada también entrega el voltaje al cual se produce laruptura dieléctrica. En el proceso de validación, el modelo matemático demostró tener buen nivel de exactitud.
Estudio de prospectiva para el sistema de iluminacion tipo led del estadio municipal “La Cocha” – Latacunga.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-09) Carvajal Jiménez, Marcelo Fabricio; Liger Vásquez, Jonatan Edmundo; Hidalgo Díaz, Víctor Hugo
La planeación en la etapa de diseño para la actualización o implementación de infraestructura tecnológica, debe abordar los cuatro vectores del cambio; estos son: sostenibilidad, inteligencia, innovación e industrialización. La Industria 4.0 y uno de sus pilares, el fundamental Internet Industrial de las Cosas IIoT (Industrial Internet of Things), han desencadenado la convergente revolución digital en la industria, facilitando la evolución de lo análogo a lo digital. Actualmente los equipos y dispositivos están dotados para permitir la conexión e interacción con el protocolo de internet IP; es decir que, se interconectan vía red LAN, con base en el protocolo IP. Gracias a esto, los equipos y dispositivos pueden ser gestionados inteligentemente, desarrollando innumerables posibilidades tecnológicas para control y comunicación local y remota de las plantas comercial e industrial, y en este caso, del sistema de iluminación del escenario deportivo. Esto exige un estudio necesario para actualizar conocimientos tecnológicos y facilitar la integración e interacción con las redes LAN corporativa e industrial. La correcta planeación y el adecuado diseño del sistema de iluminación inteligente del estadio municipal “La Cocha”; se orienta en, seguir normas y aplicar buenas prácticas que garanticen la prospectiva de la infraestructura digital y del cableado estructurado de cobre y fibra óptica, que serán parte del ecosistema tecnológico. Esta es una realidad vigente que se puede tocar, diseñar y planear, en pocas palabras, hacia un mundo más eléctrico, conectado e inteligente.
Mantenimiento predictivo aplicando técnicas: visuales, termográficas, efecto corona y ultrasonido acústico para detectar anomalías y prever interrupciones de energía eléctrica, no programadas, de las líneas de subtransmisión en el Ecuador.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-09) Cruz Loya, Edwin Vinicio; Yugcha Quinatoa, Victor Hugo; González Palau, Iliana Antonia
Las líneas eléctricas de subtrasmisión son recorridos que unen las subestaciones de distribución. En el Ecuador existe varios kilómetros de estos recorridos, operados por 20 empresas eléctricas y en su gran mayoría son sistemas radiales, lo cual al tener una falla puede inhabilitar las subestaciones de distribución, las cuales pueden dejar sin servicio a varios usuarios, afectando a la distribuidora en los índices de calidad del servicio. Es importante mencionar que la mayoría de éstas líneas tienen una construcción superior a los 25 años, lo cual hace que sea más susceptible a fallas de los elementos mecánicos y eléctricos, que son propensos a corrosión y degradación; por factores climáticos, culminación de vida útil, esfuerzos mecánicos y eléctricos, afectación por flora y fauna, etc. Una falla puede dejar sin servicio eléctrico a una gran cantidad de clientes provocándoles grandes pérdidas económicas que nunca serán recuperadas e impidiendo el desarrollo comercial e industrial, al mismo tiempo se genera sanciones y multas a las empresas distribuidoras, existiendo tanto para el cliente como para el proveedor pérdidas irrecuperables.- Por lo tanto, debido a que resulta muy costoso realizar sistemas anillados, y por el momento no se tiene una solución al caso; y al no existir normas y procedimientos de mantenimiento predictivo en sistemas eléctricos de subtransmisión, se analizará procesos de mantenimiento predictivo que apoyen a la mantenibilidad de las líneas de subtransmisión con las técnicas de inspección visual, termografía infrarroja, efecto corona y ultrasonido acústico, con drones y a pie, para encontrar las posibles anomalías y evitar las desconexiones no programada de las líneas de subtransmisión en el Ecuador.
Análisis prospectivo de la telegestión en alumbrado público y su incidencia en el consumo energético en la Provincia de Cotopaxi.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-09) Panchi Guamangallo, Alex Danilo; Tapia Estrella, Galo Marcelo; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
El presente estudio reúne información para evaluar la infraestructura de alumbrado público general (APG) de la empresa eléctrica Provincial Cotopaxi- ELEPCO S.A., para establecer planes de mejoramiento y migrar de la tecnología de sodio de alta presión a LED, también la sustitución total de lámparas de mercurio. En la última década, cada distribuidora de energía ha manejado un registro de los activos relacionados al área de distribución mediante el Software ArcGIS, es así como se ha construido una base actualizada desde el año 2012 a 2021, permitiendo analizar la cantidad de luminarias, tipos y potencia instalada en cada rincón de la provincia de Cotopaxi, información que fue procesada por Cantón y año de instalación con la finalidad de estimar el consumo energético se realiza previsiones usando el modelo de estimación de Holt -Winters a corto, mediano y largo plazo, con errores menor al 4%. Al establecer los escenarios base, se analizan posibles casos de consumo, posibilidades de mejoramiento en la infraestructura del APG en áreas rurales y una migración a lámparas LED en áreas urbanas como: vías principales, parques, zonas residenciales, accesos secundarios y centros históricos de diferentes localidades; las propuestas de mejoramiento se plantea como proyectos individuales que son evaluados para determinar su viabilidad técnica, económica y financiera, y mediante el uso de una herramienta de cálculo se estiman los posibles consumos diarios en función a la afluencia peatonal y/o vehicular, además, se prevé ahorros energéticos a corto, mediano y largo plazo de 2.76%, 2.32% y 1.67% respectivamente, indicando la factibilidad de la telegestión en la matriz energética del alumbrado publico de Cotopaxi.
“Evaluación de eficiencia energética para mejorar los indicadores de desempeño IDEn en la finca "La Cordillera" perteneciente al Cantón Mejía, Provincia de Pichincha”.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-10) Jiménez Jiménez, Diego David; Potes Valencia, Paúl Wladimir; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
La finca “La Cordillera” presentó instalaciones eléctricas con caídas de voltaje, bajo factor de potencia, protecciones sobredimensionadas, conductores sin cargas conectadas, ausencia de estudios lumínicos, diagramas unifilares e inexistencia de planos eléctricos. La investigación buscó evaluar la eficiencia de la industria ganadera para mejorar los indicadores de desempeño energético. Primero se identificó el portador más representativo entre la electricidad, GLP o gasolina a través del diagrama de Pareto, seguido del comportamiento del consumo eléctrico durante el período 2018 – 2020, de igual forma la auditoría energética efectuada mediante el analizador de redes, pinza amperimétrica, luxómetro, resaltó el uso ineficiente de la energía eléctrica como lumínica. El sistema de iluminación LED a base de sensores de presencia empleó 15 lámparas, a fin de cumplir los criterios primordiales de la calidad lumínica, economizar anualmente 124,60 kW∙h, además de llegar a valores del VEEI de 1,04 W/(m2∙lx), igualmente; la compensación reactiva fija accionada por contactor permitió incrementar el FP de 0,76 a 0,976, a la vez, disminuyó la cargabilidad del transformador monofásico en 21,66%, así, los IDEn fueron mejorados al obtener resultados de 9.470 kW∙h/año, 0,0517 kW∙h/L, 1.815,435 kg CO2/año. El cambio de tarifa residencial a comercial sin demanda alcanzó el ahorro monetario anual de 220,44 USD. Finalmente, el análisis económico reflejó la rentabilidad del proyecto pues el valor actual neto fue de 51,34 USD, la tasa interna de retorno de 8,38% mayor que el tipo de interés del 7,48% y relación beneficio/costo de 1,04.
Evaluación de la generación fotovoltaica de un sistema autónomo optimizando su abastecimiento ante la variación de la radiación.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-10) Chancusig López, Marcelo Bernave; Marrero Ramírez, Secundino
En el presente trabajo, se determina la generación fotovoltaica de un sistema autónomo para optimizar el abastecimiento de las cargas mediante un algoritmo genético y minimizar el consumo del sistema. En primer lugar, se definen los parámetros que intervienen en el sistema fotovoltaico autónomo como son: inclinación de los paneles, acimut, distancia entre paneles (bastidores), índice de rendimiento (Performance Ratio - PR), hora solar pico (PSH) y rendimiento de energía fotovoltaica. A continuación, se establecen la función objeto y las restricciones, buscando minimizar el consumo del sistema tomando en cuenta las cargas instaladas y como restricción el censo de carga en la empresa Genim S.A. Para la optimización se utiliza el método del algoritmo genético, cumpliendo con los operadores de generación de la población, selección de individuos, cruzamiento, mutación, generación nueva población y el criterio de parada, encontrando los horas de funcionamiento óptimo de las cargas. Se implemento el algoritmo dentro de la herramienta computacional Matlab, en consecuencia las siguientes horas optimas de funcionamiento de las cargas son: motor 1 (M1) funciona 9 horas, motor 2 (M2) funciona 4 horas, motor 3 (M3) funciona 8 horas, motor 4 (M4) funciona 6 horas, motor 5 (M5) funciona 9 horas y motor 6 (M6) funciona 7 horas. En general las soluciones encontradas por el algoritmo genético implementado se consideran buenas ya que se minimiza el consumo diario en 1,65 kWh.
Optimización de despacho para la gestión de una micro red aislada en el sector de Salache.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-10) Guerra Palma, Hjalmar Germánico; Orbea Hinojosa, Mirian Del Carmen; Marrero Ramírez, Secundino
La presente investigación aborda la problemática que la micro red ubicada en el campus Salache de la Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC) no posee un modelo de optimización, ya que no se aprovecha la máxima potencia que genera el sistema fotovoltaico y no se gestiona de una forma adecuada, para que el costo de la energía eléctrica sea lo más bajo posible cuando se requiera conectar a la red convencional, como objetivo se tiene analizar la propuesta de optimización para lograr una gestión óptima de energía en la micro red mediante un modelo matemático y un algoritmo de control. Este estudio se realizó mediante el software de simulación Matlab/Simulink, que permitió simular el sistema de la micro red y evaluar el desempeño del algoritmo de control MPPT (seguidor del punto de máxima potencia), para esto se modeló el panel fotovoltaico, regulador de carga y el inversor monofásico. Para la optimización se utilizó el programa Fico Xpress Optimizer, que permitió resolver el modelo matemático planteado mediante programación lineal para abastecer la demanda eléctrica a un menor costo de operación de la micro red. Como resultado del algoritmo de control MPPT se extrae la máxima potencia del panel solar al sistema de carga de baterías, ante cualquier condición ambiental (radiación solar, sombreado parcial o temperatura). Finalmente, a través del modelo matemático se gestionó de forma adecuada la generación del sistema fotovoltaico, carga y descarga de las baterías y la red de energía electríca. Obtenido los resultados para la configuración adecuada de la micro red.
Análisis de factibilidad técnica y económica para la instalación de transformadores de potencial con alimentación para servicios auxiliares en subestaciones de seccionamiento
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Bustamante Sarabia, Luis Francisco; Suárez Vinueza, Rommel Eusebio
En la presente investigación se realizó una comparación entre los costos económicos y los requerimientos técnicos para alimentar los servicios auxiliares de una subestación de seccionamiento; el caso de estudio ha sido aplicado a la subestación de seccionamiento La Concordia, de tal manera que la investigación de campo, permitió obtener información real para constatar la implementación de nuevas tecnologías. Los sistemas que han sido analizados parten de un alimentador de media tensión conectado a la red de 13.8 kV de la empresa de distribución CNEL, que posteriormente está conectada a un transformador tipo PadMounted trifásico de 225 kVA para alimentar los servicios auxiliares de la S/E de seccionamiento La Concordia, en comparación con la implementación de un transformador de tensión con devanado de alimentación para servicios auxiliares, cuya función específica es, mantener dos devanados para medición y protección, que es el trabajo inherente de un TP; pero además adiciona un devanado que permite tomar voltaje de baja tensión directo de la línea de alta tensión, con el objetivo de alimentar cargas puntuales, en este caso, aplicado a los servicios auxiliares de una subestación de seccionamiento.
Identificación de fallas en los aisladores de una línea de transmisión mediante visión artificial.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Astudillo Cortez, Vicente Paul; Freire Martínez, Luigi Orlando
La presente investigación se basa en la identificación superficial de fallas de aisladores de porcelana de la línea de transmisión de 13.8 kV de las ciudades de Latacunga y Salcedo mediante visión artificial para conocer el estado de dichos elementos de una manera fácil y sencilla. Se inicio el desarrollo con una base de datos de 3000 imágenes de aisladores dividas en tres estados: sucios/flameados, rotos y en buen estado. Con dichas imágenes se procedió a entrenar a Yolo como algoritmo de identificación el cual se encuentra basado en redes neuronales, la identificación funciona tanto en tiempo real como en imágenes y videos pregrabados. Para que su manejo sea lo más sencillo posible, se realizó una interfaz gráfica con la finalidad de ser usado por un solo operario. Las pruebas de campo realizadas, demostraron que hay un gran porcentaje de aisladores que necesitan un mantenimiento dado que se encuentran rotos y/o sucios/flameados con un porcentaje del 50% de las muestras, adicionalmente el algoritmo posee una exactitud del 87.5% cuando trabaja en tiempo real, al aplicarlo a imágenes se obtuvo una exactitud de 94%, finalmente en videos pregrabados del 89%. En conclusión, es factible su implementación dentro de los planes de mantenimiento de las líneas de transmisión, disminuyendo los costos, dado que no es necesario contar con un carro grúa para la inspección, simplemente un operario que cuente con un dron y un computador personal para tomar la decisión de dar o no mantenimiento a los aisladores cerámicos.
Automatización y control de temperaturas bajas en invernaderos
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Albán Andrade, Efrén Damián; Marrero Ramírez, Secundino
La necesidad de mejorar los procesos en el mundo de la agricultura hace necesario implementar técnicas actuales para el control de temperaturas bajas, estas afectan el desarrollo óptimo de las plantas que se siembran en invernaderos. En la parte central del país se producen las conocidas heladas, estas son las principales causantes de pérdidas económicas por el daño en los sembríos, se plantea la necesidad de estudiar mecanismos para estabilizar la baja temperatura y al mismo tiempo evitar el uso de combustibles fósiles aprovechando el calor geotérmico del suelo. El proyecto se basa en el diseño, la construcción y análisis del comportamiento de temperaturas bajas en el interior de un invernadero, que se utiliza para las prácticas de la carrera de Agronomía de la Universidad Técnica de Cotopaxi, el sistema consta de una tubería soterrada que se instaló a una profundidad de 1,5 m para captar el calor geotérmico y de esta forma regular la temperatura mediante el ingreso del aire a través de los tubos, hacia el interior del invernadero esto permitió aprovechar la temperatura estable del suelo de 15º, el ventilador instalado en una de las tuberías será el encargado de enviar aire forzado para evitar que la caída de temperatura sea de una manera abrupta, este funciona a través de un controlador on-off que esta seteado para entrar en funcionamiento, como resultados se logró elevar en 3,3ºC durante el monitoreo de un día, en horas de la madrugada, esto permite que los cultivos estén dentro de una temperatura ideal para su correcto crecimiento.
Análisis del potencial de irradiación solar en la hacienda "La Campiña" de la parroquia de Mulaló. Propuesta para aplicación de un algoritmo de optimización basado en machine learning en la predicción de generación fotovoltaica.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Núñez Verdezoto, Marlon Daniel; Mullo Quevedo, Álvaro Santiago
La investigación presenta un modelo de predicción de generación fotovoltaica utilizando Machine Learning y una de sus principales máquinas de aprendizaje “Random Forest”, esta investigación tuvo lugar en La Hacienda “La Campiña” ubicada en la parroquia Mulaló que pertenece al cantón Latacunga, donde se realizó la toma de datos reales de Irradiación solar y Temperatura en el Lapso del año 2020 con un instrumento de medición llamado piranómetro Solar Power Meter SM206. El modelo de predicción fue creado en Python y las variables de mayor incidencia. Este modelo realiza una predicción de la variable Potencia, fue entrenado con las variables de Irradiación solar y Temperatura el proceso consiste en ingresar las variables primero de un día cualquiera para predecir una variable seleccionada de otro día, aquí tomamos datos del día 01 de enero para su entrenamiento y predecimos el día 20 del mismo mes con la mayor cantidad de datos de variables para tener un error que se encuentra entre los márgenes permisibles y garantice la eficiencia del modelo de la misma manera se realizó la predicción de un mes completo donde se entrenó con datos del mes marzo para llegar a predecir mayo. La eficiencia en la predicción diaria es del 91,41% y la mensual del 94,47%, la predicción mensual llega a ser más efectiva debido a que contiene mayor número de datos de cada variable por ende el desempeño en el entrenamiento es más rentable, cabe recalcar que este modelo utiliza 1 000 Árboles de decisión.

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