Artículos - Ingeniería en Electricidad

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https://repositorio.utc.edu.ec/handle/123456789/12817

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    Redes neuronales para la predicción de la demanda en sistemas de distribución primaria de energía.
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-07-31) Diaz Avilez, Abimael Esteban; Pruna Molina, Jhon Alexander; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
    Se desarrolló un modelo predictivo para analizar los perfiles de carga en redes de distribución eléctrica mediante redes neuronales artificiales. Se empleó una metodología mixta de análisis de datos, que combina enfoques cualitativos y cuantitativos. La recopilación de datos se realizó a intervalos de 15 minutos, generando 5856 registros de kilovatios (kW), kilovoltamperios (kVA) y kilovoltamperios reactivos (kVAr). El modelo se dividió en un 70 % de datos para entrenamiento (4099,2 registros) y un 30 % para validación (1756,8 registros). La arquitectura del modelo consta de tres capas: una capa de entrada, capas ocultas para análisis y una capa de salida. Se utilizó un modelo secuencial con una capa de entrada LSTM de 200 neuronas y una capa de salida densa con una sola neurona. El optimizador Adam y la medida de pérdidas mse se utilizaron para el entrenamiento. La función de activación utilizada fue lineal. Finalmente, el modelo demostró un error de pronóstico de ±3,57 % para el modelo 2 y de ±4,38 % para el modelo 3, lo que lo hace eficaz para la planificación eléctrica.
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    “Estudio de técnicas y tecnologías para implementar mantenimiento predictivo en sistemas eléctricos industriales”
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-08-04) Llanganate Morales, Francisco Alejandro; López Llerena, Jordy Alexander; Rueda Flores, Walter Paul
    El artículo científico "Estudio de técnicas y tecnologías para implementar mantenimiento predictivo en sistemas eléctricos industriales" aborda la importancia del mantenimiento predictivo en el ámbito industrial, especialmente en sistemas eléctricos. Se analizan diversas técnicas y tecnologías que permiten anticipar fallos y optimizar el rendimiento de los equipos. El mantenimiento predictivo se fundamenta en la recolección y análisis de datos en tiempo real, lo que posibilita identificar patrones y tendencias que indican el estado de los sistemas eléctricos. Con el propósito de cumplir con el objetivo de estudio, se aplicó un análisis de las fuentes de información documentales, que permita conceptualizar y fundamentar la importancia del mantenimiento predictivo. Finalmente, se concluye que la implementación de un programa de mantenimiento predictivo no solo mejora la confiabilidad de los sistemas eléctricos industriales, sino que también genera un impacto positivo en la sostenibilidad y rentabilidad de las operaciones industriales. Se recomienda una planificación adecuada y capacitación del personal para maximizar los beneficios de estas tecnologías.
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    ” implementación de un sistema fotovoltaico residencial OFF-GRID con predicción energética”
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-07-29) Herrera Robayo, David Ramiro; Lovato Caiza, Washington Gregorio; Castillo Fiallos, Jessica Nataly
    This study presents the implementation of an OFF-GRID residential photovoltaic system for a type D house located in Chimborazo Province, Ecuador, where there is no access to the conventional power grid. Two predictive models were used to estimate solar radiation: second-degree polynomial regression and a decision tree, using hourly data from the NASA POWER portal covering the years 2019 to 2024. The decision tree model showed better performance in terms of accuracy, with a Mean Squared Error (MSE) of 0.212 and a Coefficient of Determination (R²) of 0.8561, compared to the polynomial model which achieved an MSE of 0.6359 and R² of 0.6599. The prediction estimated a maximum solar radiation of 416.21 W/m² at 12:00 PM in January. These results are crucial for designing efficient solar energy systems in rural areas without grid access. The research demonstrates that machine learning models offer significant advantages for predicting complex phenomena such as solar radiation, enabling better planning for renewable energy use and improving the quality of life in isolated communities
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    Análisis comparativo de consumo de energía en una estación de bombeo de agua con diferentes algoritmos de control voltaje/frecuencia
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-06-05) Elizalde Pin, Richard Armando; Macao Ortega, Jhon Anderson; Marrero Ramírez, Secundino
    Introducción: el propósito de este trabajo es presentar alternativas que permitan reducir el consumo de potencia eléctrica en una estación de bombeo mediante los diferentes algoritmos de control para incrementar la eficiencia en los sistemas de abasto de agua de riego al menor costo posible. Durante las diferentes pruebas efectuadas con algoritmos V/f, el control cuadrático en lazo abierto presentó un mejor rendimiento en términos de consumo de potencia para diferentes caudales. El estudio empleo métodos de investigación que incluye la recolección de información, análisis inductivo-deductivo y mediciones para evaluar los impactos en el consumo de potencia entre los diferentes algoritmos que se utilizaron, donde los resultados destacan que el control V/f cuadrático presenta una mayor confiabilidad en relación con la respuesta a perturbaciones. Este resultado no solo mejora el rendimiento del sistema, sino que también puede tener beneficios sustanciales en términos de costos operativos y sostenibilidad a largo plazo. Objetivo: evaluar el desempeño de diferentes algoritmos de control V/f para determinar su eficiencia en relación con la demanda de potencia en instalaciones de bombeo de riego a lazo abierto para reducir la complejidad y costo de sistema. Metodología: es una investigación aplicada y de campo con carácter cuantitativo y exploratorio, donde se hace la recopilación de datos obtenidos con procedimientos experimentales en una instalación de bombeo que permite evaluar diferentes tipos de control V/f con el uso de técnicas como la observación y el estudio causal comparativo, para establecer tendencias de consumo de energía con la aplicación del método inductivo para diferentes caudales de trabajo de una bomba centrífuga. Resultados: las pruebas realizadas en la estación de bombeo con diferentes algoritmos V/f de un variador de velocidad, revelan que el control cuadrático destaca por su eficiencia en el consumo de potencia y su capacidad para responder de manera más efectiva ante perturbaciones, además la reducción de caudal presenta una menor incidencia en el deterioro del factor de potencia en comparación con los otros controles evaluados. El error en estado estacionario en la respuesta de los controladores resulto similar y aceptable en todos los casos, pero la respuesta del algoritmo cuadrático es más rápida y al ser esto escalado a una instalación de bombeo de riego con flujo variable, ello conlleva a una reducción significativa del consumo de energía. Conclusión. el modo de control V/f cuadrático del variador SIEMENS 420 debido a su menor consumo de potencia y su capacidad para mejorar el rendimiento del sistema de bombeo y tiempo de respuesta puede ser utilizado en estaciones de abasto de riego con caudal variable, donde su implementación puede maximizar su eficiencia y reducir los costos operativos y de implementación, lo que hace de esto una opción favorable para el sistema de bombeo en instalaciones de riego en campos de múltiples invernaderos con diferentes requerimientos de caudal. Área de estudio general: Electricidad.
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    “Análisis de Estabilidad Transitoria del Sistema Eléctrico Ecuatoriano Caso del Segmento Sur”
    (Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-02) Pila Cajamarca, Darwin Mauricio; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
    El estudio tiene como objetivo identificar y evaluar los riesgos relacionados con posibles perturbaciones y contingencias dentro del Sistema Interconectado Nacional (SNI). Se analizan aspectos técnicos para determinar la capacidad del sistema para recuperarse rápidamente de tales eventos y mantener la continuidad del suministro eléctrico de manera segura. Para ello, se ha elegido una red del SNI, compuesta por generadores, transformadores, líneas de transmisión y cargas, utilizando datos de instituciones del sector eléctrico ecuatoriano. El estudio siguió una progresión que abarcó la recopilación de datos, el modelado de la red eléctrica, la verificación del modelo, los escenarios de estudio, las simulaciones de estabilidad transitoria y el análisis de resultados. Se estudiaron tres casos: simulación en estado estacionario, falla trifásica en la línea de transmisión entre el nodo 1 y 11, y apertura del Generador Termogas Machala. Los resultados mostraron que las líneas que conectan el bus Milagro 230 kV y CNEL Guayas – Los Ríos se encuentran al 83,5% de su carga total, lo que provoca congestión y un nivel de baja tensión de 0,9057 pu, cercano al límite inferior. En el nodo 8 (CNEL El Oro), el nivel de tensión es de 0,95443 pu, adecuado para la carga suministrada. Excepto en el nodo 12 (generador Perú), las variaciones de P y Q, así como la tensión y el ángulo, se estabilizan rápidamente en todos los nodos. En el nodo 12, estas variables presentan mayor variación y tardan más en estabilizarse.