Tesis - Ingeniería en Electricidad
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- Item“Análisis de la coordinación de la protección 67 en las líneas del anillo de 230 kv del sistema nacional ecuatoriano en el escenario de máxima lluvia.”(2024) Romero Toro, Eduardo Xavier; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEn el presente proyecto de investigación se realizó el análisis del funcionamiento de los relés de sobre corriente direccional (67) e instantáneo (50) en las líneas del anillo de 230 kV del Sistema Nacional Ecuatoriano ante el escenario de máxima lluvia, a través del uso del software DigSilent Power Factory. En el proyecto, se empezó con la creación de Boundaries y el equivalente de red Tipo Ward en el sistema para reducir y simplificar la red, de esta manera se obtuvo un análisis eficaz y eficiente. Luego, se realizaron los cálculos de flujos de potencia en las líneas, ejecución de cortocircuitos en las terminales de la línea y el dimensionamiento del TC y TP. Para las calibraciones de las protecciones de sobre corriente se tomó en cuenta el criterio de selectividad para el relé 50 y el método de polarización en cuadratura para el relé 67. Asimismo, en la simulación se incorporaron los relés y se realizaron fallas trifásicas al 50% de distancia en cada una de las líneas del anillo del sistema. Por otra parte, para el análisis, la simulación fue realizada en sentido antihorario y horario debido a la direccionalidad que tiene el relé 67. Finalmente, se pudo observar, a través de las curvas de operación como la protección de sobre corriente actúa eficazmente ante una falla en el elemento protegido con una variación de tiempo mayor que los demás relés de respaldo en sentido horario y antihorario, logrando una adecuada coordinación y una configuración óptima para fallas trifásicas.
- ItemAnálisis de potencial solar y eólico en la estación meteorológica del sector Salache.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Llumiquinga Guanoluisa, Felix Daniel; Secundino Marrero, RamírezEl presente proyecto de investigación tiene como finalidad realizar un análisis del potencial solar y eólico en el sector Salache. Este análisis se basa en los datos recopilados por una estación meteorológica ubicada en la zona, abordando tanto el comportamiento climático semanal como el mensual. Además, se investiga la variabilidad en las dos estaciones claves del Ecuador: invierno y verano. La velocidad del viento y la radiación solar emergen como factores cruciales para este análisis de potencial eólico y solar. Estos datos, se someten a un profundo escrutinio mediante el empleo de la distribución de Weibull y la distribución Normal (Campana Gaussiana). La utilización de herramientas computacionales como Minitab y Excel potencia la capacidad de análisis y permite calcular el potencial útil que puede ser generado en el sector Salache. La comprensión minuciosa y el análisis profundo de la velocidad del viento y la radiación solar, en particular su distribución a lo largo del tiempo, desempeñan un papel esencial. Por ende, este proyecto se adentra en la evaluación comprehensiva del potencial energético de la zona, respaldando el desarrollo sostenible y la toma de decisiones informadas en el campo de las energías renovables no convencionales. Los resultados obtenidos proporcionarán valiosas perspectivas para futuros proyectos fundamentalmente para el diseño e implementación de sistemas fotovoltaicos, ya que el potencial eólico no justica su inversión a gran escala por las bajas velocidades del viento que presenta la zona del sector Salache.
- ItemAnálisis del comportamiento de la red de energía eléctrica de distribución de la empresa ELEPCO S.A. incorporando al sistema generación distribuida mediante el software OPENDSS(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Verdezoto Zurita, Brayan Steeven; Pesantez Palacios, Gabriel NapoleónEl presente documento realiza el análisis de la incorporación de generación distribuida en la red de la Empresa Eléctrica de Cotopaxi (ELEPCO 6$.A.), con el propósito de determinar el comportamiento del sistema, ante la introducción de sistemas fotovoltaicos ubicados en las subestaciones. Los sistemas analizados son del tipo radiales trabajando a un nivel de 13.8 kV. Con esta intención partimos del diagrama unifilar general perteneciente a la empresa ELEPCO S.A., posteriormente se estableció el modelamiento de la red del sistema de distribución en el software OpenDSS. Seguidamente se validó la red eléctrica tomando como referencia el sistema simulado en Power Factory. Una vez validado el sistema se procedió a determinar los puntos en donde se puede introducir sistemas fotovoltaicos, para ello se consideran tanto la radiación solar como el espacio físico para la instalación.
- ItemAnálisis del comportamiento de un motor asíncrono.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Cando Cando, Tony Evair; Murillo Rivera, Jose Daniel; Castillo Fiallos, Jessica NatalyEn la actualidad es de gran importancia entender el funcionamiento y el comportamiento de los motores asíncronos bajo ciertas condiciones de trabajo, tomando en consideración que los motores asíncronos son de gran importancia para el funcionamiento de la Industria. Es importante entender y comprender el cálculo de los parámetros eléctricos del motor, para esto es necesario establecer una metodología adecuada para la aplicación en el cálculo. Los motores de inducción presentan parámetros eléctricos que varían de acuerdo con las condiciones aplicadas en vacío y en carga. Se realiza el diseño y la construcción de un módulo de prácticas de motores asíncronos para el Laboratorio de Control Industrial de la Universidad Técnica de Cotopaxi, debido al requerimiento de otro modulo para el laboratorio, que permita entender el principio de su funcionamiento, el cálculo de los parámetros básicos ante diferentes escenarios. Una vez que se han establecido los valores de los parámetros junto con las corrientes cuando el sistema está en reposo y cuando está funcionando a plena carga, se procede a definir el procedimiento para el funcionamiento del motor. Esto incluye la creación de gráficos que representen la potencia, el factor de potencia y la corriente en función de la velocidad. Se presta especial atención al cálculo de la fuerza y la corriente necesaria para poner en marcha el motor, así como la velocidad en la que opera de manera óptima. Con la implementación de este módulo se podrá realizar las respectivas prácticas y pruebas del arranque y funcionamiento de motores asíncronos que permitirá a los estudiantes fortalecer los conocimientos sobre los motores de Inducción. Para el desarrollo de la presente investigación se presenta una guía práctica del funcionamiento del banco de pruebas, que cuenta con varias prácticas tomando en consideración los arranques y los pesos a los cuales es sometido el motor para de esta manera evaluar el comportamiento del motor. Queda a disposición de los estudiantes de mejorar el módulo de prueba y realizar un gran sinnúmero de pruebas.
- ItemAnálisis técnico económico para el cambio del alumbrado público convencional por tecnología led en la provincia de Cotopaxi”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Tapia Estrella, Galo Israel; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEn el presente proyecto de investigación se centró en realizar un análisis completo, tanto desde un punto de vista técnico como económico, sobre la viabilidad de cambio en el alumbrado público convencional por tecnología LED en la provincia de Cotopaxi. Se implementó una metodología que involucro la extracción de datos históricos de las luminarias existentes en la empresa eléctrica provincial de Cotopaxi. También, se llevó a cabo una previsión de los cambios futuros en las luminarias utilizando la función estadística de Excel conocida como PREVISION.ETS con lo cual se determinó el número de luminarias que se pueden aumentar o disminuir a futuro dependiendo del tipo de luminaria del alumbrado público general. En términos de la evaluación económica, se analizó los costos y las potencias relacionadas con la transición de las luminarias de mercurio y sodio a tecnología LED además se utilizó indicadores financieros como el Valor Actual (VA), el Valor Actualizado Neto (VAN), la Tasa Interna de Retorno (TIR) y el Análisis Costo-Beneficio (RBC). Este análisis integral tuvo como objetivo determinar si es o no factible cambiar las luminarias convencionales por luminarias de tecnología LED, considerando un horizonte de tiempo de 25 años, en función de la vida útil de las mismas.
- ItemDesarrollo de un algoritmo para el dimensionamiento de protección contra descargas atmosféricas en edificaciones basado en el método de la esfera rodante.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Paguay Llamuca, Alex Ivan; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEl presente estudio se centró en el desarrollo de un algoritmo que permite dimensionar la protección contra descargas atmosféricas en edificaciones, basándose en el método de la esfera rodante, el cual permite el ingreso de datos al usuario mediante la interfaz gráfica. Su metodología de inicia con el levantamiento de información del proyecto a trabajar entre estos está el nivel ceráunico, las dimensiones entre otras de la estructura. Se calcula los factores de riesgo mediante el software Risk Assessment, para identificar los posibles escenarios como son: pérdida de vidas humanas, interrupción de servicios públicos, daños al patrimonio cultural y pérdidas económicas, si es necesario corregirlos se sigue este proceso caso contrario el lugar está protegido: cálculo de la resistividad del suelo mediante la IEEE Std. 81, aplicación del método de la esfera rodante según la IEC 662305-3, sistema de puesta a tierra dada por la IEEE Std. 142 y la IEEE Std. 80. Para determinar el comportamiento de una descarga atmosférica en la edificación ya protegida, se establece el cálculo de los equivalentes eléctricos de la malla, varilla copperweld, conductores horizontales como los verticales, mediante los resultados dados se realiza un circuito en ATPDraw, el cual está vinculado a Python, este último proporciona las gráficas de la forma de onda de la corriente en los distintos sub sistemas de protección. Para completar y validar el proceso se calcula nuevamente los factores de riesgo. La validación del algoritmo se determina por su margen de error entre resultados tiende a cero, al ingresar los datos de ejercicios propuestos de normativas como la IEC, así también como la IEEE, lo que demuestra la efectividad del algoritmo propuesto.
- ItemDesarrollo de un prototipo para el monitoreo y control de parámetros de un variador de frecuencia en tiempo real usando Gateway IOT.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Zambrano Cajias, Esteban Fernando; Castillo Fiallos, Jessica NatalyEn el presente trabajo de investigación se centró en la implementación del prototipo, basado en la tecnología Gateway IoT para el monitoreo y control en tiempo real de un variador de frecuencia en los laboratorios de la Universidad Técnica de Cotopaxi. Para el desarrollo práctico se utilizó la comunicación Modbus RS 485 la cual permite la comunicación IoT de los equipos. Además, en la plataforma V-Net se configura las variables a ser medidas, en este caso son: el voltaje, la corriente y la frecuencia, para establecer datos históricos los cuales pueden ser utilizados para determinar líneas de tendencia. Adicional el operador tiene acceso a la cuenta V-Box para el tratamiento de la información. Para el funcionamiento el usuario ingresa la frecuencia y el sentido de giro del motor, los mismos pueden estar definidos de forma decimal o mediante los botones de control. Una vez en funcionamiento se puede visualizar en la interfaz el comportamiento de todos los equipos y elementos instalados en el sistema eléctrico, el cual permiten al usuario controlar y monitorear los diferentes dispositivos en este caso el variador de frecuencia IG5-A. El análisis de resultados se realizó a través de una comparación de datos entre el prototipo de control y monitoreo IOT en relación a valores medidos con la pinza amperimétrica en el sitio dando un resultado satisfactorio en las medidas, con un porcentaje de error del 0.25% en relación a la corriente sin carga y del 0.16% con carga aplicada.
- ItemDesarrollo de un sistema de adquisición de datos para evaluar la calidad de energía en la Universidad Técnica de Cotopaxi Sede la Matriz.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Sánchez Masaquiza, Manuel Mesías; Toaquiza Toaquiza, Cristian David; Pacheco Mena, Carlos FranciscoLa presente propuesta tecnológica trata sobre la implementación de un Sistema de Adquisición de Datos diseñado para evaluar y monitorear la calidad de energía en la Universidad Técnica de Cotopaxi, Esto se origina a raíz de circunstancias inherentes que han surgido durante diversas actividades académicas en los laboratorios. Se ha observado que existe una notoria variabilidad en la tensión eléctrica de los equipos utilizados, lo cual ha ocasionado daños considerables en la fuente de alimentación en los equipos. El propósito principal del Sistema de Adquisición de Datos, se empleó una metodología de enfoque cuantitativo, ya que se utilizaron medidas de potencia, voltaje, frecuencia, corriente, factor de potencia y THD. Estos datos se usaron para evaluar y entender si la energía cumple con las normativas y criterios nacionales o internacionales. Para validar el sistema desarrollado, se llevaron a cabo diferentes pruebas y análisis en diversas situaciones de carga y condiciones de la red eléctrica de la universidad. Los resultados obtenidos demostraron la efectividad y confiabilidad del Sistema de Adquisición de Datos es bastante aceptable, ya que cuando se analizó el error en la hora más representativa en los dos escenarios en el sistema de adquisición y con un patrón de medición, proporcionando información pertinente para la toma de decisiones y la implementación de mejoras en el sistema eléctrico de la sede La Matriz. Los resultados expuestos indican que los parámetros eléctricos no se ajustan a sus valores nominales debido a que el factor de potencia medido no alcanza el valor de 0,92 que establece la norma. Además, se han detectado fluctuaciones de sobretensión y problemas de interferencia que afectan la calidad del suministro. Estos hallazgos sugieren la necesidad de llevar a cabo tareas de mantenimiento y tomar decisiones para mejorar la red eléctrica.
- ItemDesarrollo de un sistema de supervisión de los parámetros eléctricos de un banco de motores basado en IOT.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Jami Jami, Byron Rodrigo; Salazar Achig, Edgar RobertoEste proyecto tecnológico titulado "Desarrollo de un Sistema de Supervisión de los Parámetros Eléctricos de un Banco de Motores Basado en IoT" tiene como objetivo principal abordar la ventaja que brinda la supervisión de las variables presentes en bancos de motores eléctricos mediante la implementación de tecnologías de Internet de las Cosas (IoT). Al problema central que se dio solución con este proyecto es la importancia de mantener un valor de 0.92 de factor de potencia en un banco de motores eléctricos para garantizar su eficiencia y vida útil, así como para evitar costosas penalizaciones dictadas por los organismos reguladores como el ARCONEL, para ello se identificó 5 variables que son voltajes, corrientes, factor de potencia, frecuencia y potencias, los mismos que cambian en función de las cargas (resistivas, capacitivas e inductivas) aplicadas, cabe mencionar la creación de un interfaz gráfica en el software de LabVIEW donde se muestra el comportamiento de cada una de ellas y el desarrollo de un manual de prácticas de laboratorio. Para desarrollar el sistema IoT se usó un equipo denominado router V-Box de Wecon que está diseñado para construir un sistema que engloba el internet de las cosas en el ámbito industrial de forma segura y fiable, utilizando las últimas tecnologías de conectividad para lograr la comunicación entre los módulos, y se creó un interfaz de cloud SCADA de monitoreo en tiempo real que da acceso a la activación de cargas de forma remota desde un teléfono móvil o un ordenador convencional asi como la generación de datos históricos, que almacena el sistema por un tiempo de 60 dias.
- ItemDesarrollo de una aplicación web y móvil para la Empresa de calzado “Creaciones Chisag” ubicado en el cantón Latacunga, a través del uso de prácticas ágiles(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Jami Casa, Daysi Maribel; Jami Casa, Erika Mishel; Chancusig Chisag, Juan CarlosEl presente proyecto trata sobre el desarrollo de una aplicación web y móvil para gestión de ventas de calzado de damas y caballeros de la empresa de calzado Creaciones “Chisag”, que se encuentra ubicada en el cantón Latacunga de la provincia de Cotopaxi, en donde se permitirá generar las ventas de forma online, administrar los productos, hacer compras, identificar métodos de pago, con la finalidad de que los clientes se sientan satisfechos y sin duda al comprar los productos, tomando en cuenta que la aplicación permitirá reducir tiempo y dinero por lo que la tienda muestra un catálogo de productos con la debida especificación, modelos y tallas; esto permitirá garantizar la confiabilidad, integridad y seguridad al momento de comprar.
- ItemDesarrollo de una red neuronal artificial para el seguimiento del máximo punto de potencia en paneles solares integrados a sistemas eléctricos en modo isla(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Jimenez Bautista, Alexander Saul; Porras Ortiz, Alexis Miguel; Castillo Fiallos, Jessica NatalyEn el presente trabajo de titulación se desarrolla un algoritmo de seguimiento del máximo punto de potencia (MPPT) para sistemas fotovoltaicos, el cual se basa en redes neuronales artificiales (ANN) y trabaja en conjunto con un controlador PI para regular la operación del sistema y obtener la máxima transferencia de potencia posible. Para el desarrollo del algoritmo MPPT se recopilo información de temperatura e irradiancia desde la base de datos del POWER DATA ACCESS VIEWER de la NASA, y con la ayuda del software Matlab se desarrolló una metodología para encontrar los valores de voltaje que generan el máximo punto de potencia para todas las entradas, previamente filtradas, de irradiancia y temperatura, y de esta manera conseguir la base de datos que servirá para la creación y entrenamiento de la red neuronal. Con el fin de verificar el correcto funcionamiento del algoritmo MPPT basado en redes neuronales, se realizó una comparación de este con el algoritmo convencional perturbador observador (P&O), para lo cual se utilizó el índice de rendimiento de integral del error cuadrático (ISE), donde los resultados de la ANN fueron satisfactorios y superaron el rendimiento del algoritmo P&O. Finalmente, se conectó el generador fotovoltaico a una carga trifásica en modo isla y se verificó el correcto funcionamiento global del sistema.
- ItemDesarrollo e implementación de un sistema de control para un motor DC que opera en los cuatro cuadrantes.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Masaquiza Caizabanda, David Hipólito; Vilca Rea, Bryan Efraín; León Segovia, Manuel ÁngelEl presente trabajo tecnológico tiene como objetivo desarrollar un sistema de control PID, para medir los parámetros eléctricos de un motor de DC en los cuatro cuadrantes. Para lo cual, se ha utilizado un controlador de corriente continuo especializado y se ha integrado el sistema a través de una red industrial utilizando el protocolo de comunicación PROFINET. Se desarrolló una interfaz SIMATIC HMI, con una pantalla de visualización Siemens KTP400, para facilitar la interacción con el sistema. En esta interfaz, se muestra en tiempo real el monitoreo de variables como el voltaje, la corriente, la velocidad y el comportamiento de cada dispositivo interconectado en un Sistema de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA). La implementación del protocolo de comunicación industrial fue necesario para conectar los dispositivos permitiendo un control y monitoreo de los parámetros eléctricos del motor DC.
- ItemDiseño de una electrolinera en la parroquia Dayuma provincia de Orellana(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Chin Estrella, Jonathan Mauricio; Pesántez, GabrielLa tendencia energética hacia fuentes renovables y hacia el transporte sostenible es cada vez más común a nivel global, en respuesta al cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. En este contexto, el presente proyecto se enfoca en el diseño y desarrollo de una electrolinera para vehículos eléctricos en la parroquia Dayuma, aprovechando la red eléctrica existente. El enfoque de este documento está dirigida a integrar directamente el sistema de carga con la infraestructura eléctrica local, lo que facilita su implementación y accesibilidad. La metodología empleada incluye un análisis detallado de la demanda eléctrica que debe ser cubierta en la zona, junto con un estudio de viabilidad económica. Este estudio toma en cuenta las evaluaciones del sistema eléctrico, sistema de apantallamiento y sistema de puesta a tierra, así como también los costos asociados a la inversión inicial y a la operación del sistema de carga. Se realizó un diseño técnico exhaustivo que incluye la selección de tecnologías de carga, la estimación de la capacidad necesaria para satisfacer la demanda futura de vehículos eléctricos, y la planificación de la infraestructura física de la electrolinera. Se ha llegado a la conclusión de que la implementación de una electrolinera conectada a la red en Dayuma es técnicamente viable y en algunos casos económicamente sostenible. Se identificaron los principales desafíos y oportunidades, incluyendo la necesidad de actualizar la infraestructura eléctrica local para soportar cargas adicionales y la posibilidad de incentivar la adopción de vehículos eléctricos en la región mediante la provisión de servicios de carga accesibles y eficientes.
- ItemEstrategias para el dimensionamiento y ubicación de generación distribuida (GD) en sistemas eléctricos de distribución.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2023-08) Barrera Rojas, Ambar Jocabed; Ramirez Estrada, Geovanny Efrain; Pesantez Palacios, Gabriel NapoleónEn el presente documento se realiza la integración de generación distribuida (GD) en redes de baja tensión utilizando sistemas de configuración radial que operan en el rango de 220V-127V de la Corporación Nacional de Electricidad (CNEL EP Sucumbíos), con el propósito de evaluar el comportamiento de las variables eléctricas. Para abordar este tema, se llevó a cabo una revisión bibliográfica de los métodos determinísticos y metaheurísticos utilizados para determinar el dimensionamiento y ubicación de los sistemas de GD. Para el primer criterio, se seleccionan paneles fotovoltaicos con capacidades específicas de generación, considerando la alta disponibilidad de radiación solar en la región. Mientras que para la ubicación la metodología adoptada se basa en la implementación del algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (PSO por sus siglas en ingles), el cual busca minimizar las pérdidas totales de los sistemas. La eficacia del método se valida a través de la comparación con el sistema IEEE de 34 nodos, obteniendo resultados congruentes con los presentados por J. Radosavljevic et al. en [68]. Finalmente, aplicar PSO permite mejorar la tensión en los nodos y disminuir el porcentaje de pérdidas del sistema. Sin embargo, se han identificado desafíos relacionados con la bidireccionalidad de flujos de potencia, lo que requiere una atención cuidadosa para garantizar la estabilidad del sistema.
- ItemEvaluación de la Flexibilidad del Mix de Generación propuesto en el Plan Maestro de Electricidad del Ecuador(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Haro Cachaguay, John Jairo; Perdomo Montachana, Erika Lizeth; Guamán Cuenca, Wilian PatricioAnte el crecimiento constante de la demanda eléctrica y la introducción de fuentes de energía renovable variable (ERV), la evaluación de la flexibilidad del mix de generación se vuelve crucial para entender cómo este conjunto de fuentes puede adaptarse a diversos escenarios. En este trabajo de investigación se lleva a cabo la evaluación de la flexibilidad del mix de generación propuesto en el plan maestro de Electricidad del Ecuador, con el fin de medir la capacidad de adaptación del sistema frente a variaciones en la demanda y la generación de energía. Para ello, se realizó una revisión sistemática de la literatura, donde se seleccionó como una herramienta idónea para este tipo de estudios es la plataforma LEAP-NEMO. Para Ecuador, se proyectó la demanda de energía eléctrica para el período 2023-2050, utilizando un modelo lineal logarítmico multivariable y considerando tres escenarios de crecimiento del PIB: menor, medio y mayor. La demanda es utilizada como entrada a LEAP para simular a detalle el sistema de generación de electricidad de Ecuador tomando como año base a 2022. La expansión de la generación es un problema de optimización lineal que se resuelve utilizando NEMO y contemplando tres escenarios: BAU, ERV-Target y ERV con almacenamiento. Finalmente, se calculan los índices flexibilidad del mix de generación para cada escenario. Los resultados obtenidos permiten evidenciar que, en el escenario de ERV más almacenamiento el sistema es más flexible desde el punto de vista de la ENS y la reserva. Sin embargo, costo de producción es 997,59 MMUSD más que los otros dos escenarios.
- ItemEvaluación de la operación del sistema eléctrico ecuatoriano con integración de energías renovables no convencionales utilizando herramientas Open Source.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Vásquez Barba, Dennis Bayardo; Guamán Cuenca, Wilian PatricioEn el presente proyecto de investigación, se desarrolló el despacho económico del Sistema Nacional Interconectado con el objetivo de evaluar su operación, esto se realizó mediante la utilización de una herramienta computacional tipo Open Source denominada PowNet, diseñada para determinar el compromiso de unidades que minimiza los costos operativos y permitir la incorporación de fuentes de energía renovables no convencionales en el sistema eléctrico ecuatoriano. Para evaluar la operación se desarrolló un modelo reducido del sistema eléctrico ecuatoriano compuesto por 51 barras utilizando el software DigSILENT Power Factory. La simulación de la operación del sistema eléctrico se realizó utilizando un horizonte de planificación para todo el año, que incluyó 8760 horas. Se combinaron datos proporcionados por el Operador Nacional de Electricidad (CENACH), con datos generados a partir de técnicas de aproximación propias, que permitieron definir los parámetros del modelo de opimur ACIÓN que utiliza Pownet. Utilizando el solucionador Gurobi, se obtuvieron resultados para dos escenarios despacho hidrotérmicos y despacho con introducción de fuentes renovables variables. Finalmente, se realizó una comparación entre el despliegue realizados por Pownet y el CENACE para validar las soluciones obtenidas y concluir que la propuesta desarrollado este trabajo resulta una alternativa válida para evaluar el sistema eléctrico ecuatoriano.
- ItemEvaluación de los criterios de la calidad de energía eléctrica en la empresa Induplaes.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Jácome Shigui, Israel Vladimir; Salgado Guayracucha, David Antonio; Vásquez Teneda, Franklin HernánLa calidad de energía de una empresa es importante para evitar daños parciales o permanentes en la maquinaria o equipos presentes en la Industria, esta calidad del sistema eléctrico se puede ver afectado por la presencia de cargas lineales y no lineales que producen perturbaciones que afectan el funcionamiento de los equipos y ocasionan pérdidas técnicas y económicas. En la presente Investigación se realiza el estudio de calidad energética de la Industria Induplaes, la cual presenta problemas energéticos en el transformador de 100 kVA, tales como la presencia de armónicos lo que genera un bajo factor de potencia en la industria, además los armónicos ocasionan el calentamiento de los equipos. Para identificar los problemas presentes en la industria se realiza una investigación de campo, donde se recopilo la información sobre la carga instalada, el tipo de conductores, protecciones, para el diseño del diagrama unifilar. Con el analizador de datos FLUKE 435 II para determinar el estado actual de los parámetros eléctricos como voltaje, corriente, factor de potencia, potencias, armónicos, etc. Se realiza el análisis de las perturbaciones eléctricas y se efectuó una comparación con los límites establecidos por las normativas pertinentes, como el IEEE 519, IEEE 1159, ARCERNNR 002/20 y el pliego tarifario 025/2022. Utilizando los datos obtenidos, se realizó la simulación a través del software ETAP 19.0.1, lo que permitió identificar y caracterizar los problemas eléctricos que requerían corrección. En última instancia, se desarrollaron propuestas para abordar estas cuestiones, incluyendo el diseño de un filtro pasivo para atenuar armónicos y elevar el factor de potencia.
- ItemEvaluación del comportamiento de la protección de distancia (21) considerando el efecto Infeed en diferentes escenarios de operación.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Padilla Choca, Paola Jaqueline; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEn el presente proyecto de investigación se analizó el comportamiento de la protección de distancia (21) en las líneas de transmisión Santo Domingo – Baba y Baba – Quevedo, ante el ingreso de los generadores conectados a la barra Baba, mediante el uso del software DigSilent Power Factory. En el proyecto se incorporó relés de distancia en los extremos de las líneas de transmisión Santo Domingo – Baba y Baba – Quevedo; la calibración de las protecciones se realizó sin considerar los generadores conectados a la barra Baba. Es así, que cuando ingresa un generador al sistema, la protección presenta problemas para actuar en la zona 2, pues donde antes podía reconocer las fallas hasta el 50% de distancia de la línea de transmisión, ahora el relé opera hasta el 45% y 33% en fallas trifásicas y monofásicas respectivamente. Finalmente, cuando se conectan dos generadores al SEP, la afectación que tiene el relé en su alcance de protección es mayor, porque en la zona de respaldo la protección cubre hasta el 41% y 25% de la L/T en fallas trifásicas y monofásicas respectivamente. Debido a la aportación de corriente generado por el efecto infeed, la sensibilidad de los relés disminuye ante condiciones de fallas. En consecuencia, esto provoca un sub alcance pues el relé mide las impedancias de las fallas a una distancia mayor de la ubicación real del punto de falla.
- ItemEvaluación del comportamiento de un sistema de almacenamiento Ongrid.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Paredes Paredes, Jhony Manuel; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEl presente estudio de investigación se enfocó en evaluar la viabilidad económica, del uso de sistemas de almacenamiento de energía aplicado a la industria. Mediante una exhaustiva revisión bibliográfica, se determinó una metodología que permitió desarrollar varios escenarios de estudio, todos orientados a determinar la viabilidad económica de estos sistemas. Para este propósito, se analizó la energía excedente del sistema de almacenamiento utilizando datos históricos del perfil de demanda de la industria (PROLATD) obtenidos de un estudio realizado en 2019, que sirvió como caso de estudio. Se aplicaron las normativas actuales establecidas por el ARCERNNR, el ente regulador del pliego tarifario. Además, se utilizó el software Excel para el análisis de las tarifas eléctricas y la evaluación económica. Los resultados revelaron que al reducir el pico máximo al 7% utilizando 3 módulos de baterías, se logró un ahorro anual de $2417.40. Estos resultados demostraron ser rentables, con un Valor Actual Neto (VAN) de $5617.19 y una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 14%. Sin embargo, al reducir el pico al 16% con 7 módulos de baterías, se obtuvo un ahorro anual de $2711.97, pero con un VAN de $- 4896.53 y una TIR del 5%. Estos indicadores financieros sugieren que este escenario no resulta rentable debido al aumento de la inversión requerida. Cabe mencionar que la evaluación económica se realizó con una tasa de descuento del 7.99% y un horizonte de tiempo de 25 años. Se consideró también la necesidad de reemplazar los equipos a los 15 años debido a su vida útil y deterioro. De esta manera, se pudo verificar la factibilidad económica del proyecto, considerando todos los aspectos relevantes. Finalmente, se comprobó que el sistema propuesto también contribuye a la reducción del cargo por demanda durante las horas pico.
- ItemEvaluación 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 IvánEn 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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