Communities
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Item
Análisis de precios marginales locales en sistemas de transmisión dominados por generación hidroeléctrica
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2026-07-08) Sánchez Masaquiza, Manuel Mesías; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
El presente estudio analiza la determinación de los precios marginales locales (LMP, Locational Marginal Prices) en sistemas de transmisión con predominio de generación hidroeléctrica, tomando como caso de estudio el Sistema Nacional Interconectado (SNI) del Ecuador. Se desarrolló un modelo de optimización implementado en Python mediante la librería Pyomo, utilizando los solucionadores GLPK e IPOPT, con datos extraídos automáticamente desde DIgSILENT PowerFactory. La investigación evaluó tres escenarios: capacidad infinita en las líneas de transmisión, capacidades reales de transmisión sin pérdidas y capacidades reales considerando pérdidas del sistema. Los resultados evidencian que las restricciones de transmisión y las pérdidas eléctricas influyen significativamente en la formación de los precios nodales, generando diferencias espaciales en los costos marginales de suministro. Asimismo, el modelo que incorpora pérdidas proporciona valores más consistentes con el comportamiento real del sistema eléctrico, constituyéndose en una herramienta útil para el análisis operativo, la planificación del sistema y la toma de decisiones relacionadas con la expansión de la generación y la transmisión eléctrica.
Item
Modelado estocástico y optimización de sistemas fotovoltaicos usando perfiles probabilísticos de demanda y radiación solar con HOMER Pro
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2026-07-08) Romero Toro, Eduardo Xavier; Gallardo Molina, Cristian Fabián
El estudio comprende la integración del modelado estocástico y la optimización de un sistema fotovoltaico (FV) conectado a la red mediante las herramientas HOMER Pro y Python. Se aplicaron funciones probabilísticas, junto con tres métricas (coeficiente de determinación R², criterio de información de Akaike AIC y prueba de Kolmogórov-Smirnov KS) a los datos de consumo de la Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC). En la UTC, se observó una variación de la radiación diaria entre 3,98 y 4,55 kWh/m²/día, mientras que la demanda mensual varió desde un mínimo de 521 kWh hasta un máximo de 4.529,00 kWh. Los resultados del sistema fotovoltaico óptimo involucraron diversos aspectos técnicos, determinándose que este debe contar con una capacidad de 6,20 kW, una producción anual de 6.764,00 kWh y un factor de capacidad del 9,62 %. En relación con los aspectos económicos, se demostró la viabilidad económica del sistema al presentar un costo nivelado de energía (LCOE) de 0,085 USD/kWh y un costo presente neto (NPC) de 47.711,87 USD. Este estudio es fundamental para modelar el comportamiento de la carga, mejorando la robustez del sistema y proporcionando un sólido respaldo para la planificación energética sostenible.
Item
Análisis de calidad de la energía del sistema eléctrico de una empresa de procesamiento de cárnicos
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2026-07-08) Erazo Vizcaino, Brayan Argenis; Freire Martínez, Luigi Orlando
Mantener niveles adecuados de calidad de la energía es un desafío persistente en los sistemas industriales, lo que impacta directamente en los costos operativos y la confiabilidad. Se detectaron deficiencias en la calidad de la energía en una fábrica de embutidos en Latacunga, Ecuador, donde el equipamiento eléctrico principal consta de dos transformadores de distribución (125-500 kVA), incluyendo varios problemas como bajo factor de potencia y distorsión armónica. Durante un período de monitoreo de siete días, utilizando el analizador de redes Fluke 435-II, se registraron 5,168,640 mediciones discretas a intervalos de un minuto, cumpliendo con las normas IEEE 519-2014, IEC 61000-4-30 [1] y la regulación ARCONEL 035/19. Utilizando Python, se implementó un modelo multiobjetivo para minimizar las penalizaciones financieras, la distorsión armónica y las pérdidas técnicas mediante la inserción de filtros pasivos LC y compensación de potencia reactiva. Para el transformador de 125 kVA, se estableció una corrección del factor de potencia de 0.84 a 0.95 utilizando un banco de capacitores automático de 30 kVAr con una inversión de USD 3,500, eliminando las penalizaciones regulatorias y resultando en un período de recuperación de 8.1 meses. El transformador de 500 kVA presentó desafíos más complejos, con un THD-I del 53.1%, superando los límites de la norma IEEE 519-2014 en un 254%. La implementación de filtros pasivos sintonizados H3 (180 Hz) y H5 (300 Hz) redujo la distorsión de corriente a niveles conformes (<15%), disminuyó el factor de pérdidas armónicas de 6600 a 1874 (una reducción del 71.6%) y redujo las pérdidas totales del sistema en un 48.3%. El análisis económico mediante el mapeo de Pareto reveló que las modificaciones al transformador de 125 kVA ofrecen una rentabilidad superior, generando el 56.7% del ahorro anual total con una inversión de capital de solo el 43.2%. Ambas soluciones técnicas aseguran el cumplimiento de las normativas nacionales e internacionales y ofrecen beneficios económicos, destacando un ahorro anual combinado de USD 2,813 y un retorno total de la inversión en un plazo de dos años.
Item
Desarrollo de un algoritmo de compensación reactiva para diferentes cargas del sector petrolero
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2026-07-08) Andagua Guanoluisa, Evelyn Pamela; Castillo Fiallos, Jessica Nataly
Esta investigación describe el desarrollo de un algoritmo para la compensación de energía reactiva en una planta industrial del sector petrolero, ubicada en la región amazónica del Ecuador. La importancia de un suministro eléctrico de calidad es fundamental para el correcto funcionamiento de maquinaria y dispositivos industriales; Sin embargo, la incidencia de diversos factores como desequilibrios de voltaje, distorsiones armónicas y un bajo factor de potencia afectan negativamente la productividad y la eficiencia, contribuyendo directamente al aumento de los costos operativos. Para determinar la incidencia de estas condiciones, se realizó un análisis continuo del monitoreo eléctrico mediante un analizador trifásico Fluke 438-II durante un período de más de tres días, el cual arrojó parámetros claves como corriente, voltaje, potencia activa y reactiva, factor de potencia y distorsión armónica total, siguiendo los criterios técnicos de las normas internacionales IEEE 519 e ISO 50001. El análisis de los datos reveló deficiencias y desequilibrios en el bajo factor de potencia, afectando la calidad del sistema. eficiencia energética. En respuesta a este problema, se desarrolló un algoritmo en Python con una interfaz gráfica en PyQt5 para analizar, comprender y visualizar estos parámetros eléctricos, facilitando así la corrección y evaluación basada en el diseño e implementación de bancos de capacitores y otras medidas de compensación de potencia reactiva. El diseño modular del software facilitará su mantenimiento y actualización. La aplicación de este algoritmo optimizará el consumo de energía, asegurará el cumplimiento de estándares de calidad y mejorará la calidad del suministro eléctrico, promoviendo una operación eficiente, efectiva y segura en las instalaciones industriales del sector petrolero.
Item
Evaluación de la estabilidad dinámica de un sistema eléctrico industrial aislado basada en la sensibilidad de la carga y el análisis de la RoCoF
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2026-07-07) Chico Jarrín, Eddy Franklin; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
Los sistemas eléctricos industriales aislados son altamente sensibles a las perturbaciones de carga debido a su limitada inercia y a la ausencia de soporte de una red eléctrica de gran escala. Este trabajo analiza la estabilidad dinámica de un sistema aislado con una capacidad de generación disponible aproximada de 24 MW, evaluando la integración de una nueva planta de producción planificada en dos fases de 2 MW cada una. El sistema opera con generación local a 13,8 kV y distribución a 34,5 kV, por lo que la expansión de la demanda requiere una evaluación detallada para garantizar condiciones seguras de operación. Asimismo, se verifica el cumplimiento de los requisitos de reserva rotante para cada fase de expansión de acuerdo con criterios aplicables a sistemas eléctricos industriales y al criterio de seguridad N−1. El análisis se desarrolló mediante simulaciones dinámicas en el dominio del tiempo utilizando modelos de excitación IEEE AC8C y un regulador de velocidad UG-8. Los resultados muestran que, ante contingencias severas, el nadir de frecuencia puede alcanzar desviaciones cercanas a 1,5 Hz y valores de RoCoF superiores a 4 Hz/s. Los resultados indican que la Fase 1 (2 MW) puede incorporarse manteniendo márgenes aceptables de reserva rotante, mientras que la integración de la Fase 2 no es factible bajo las condiciones actuales de operación sin comprometer los criterios de seguridad establecidos. Adicionalmente, se demuestra la efectividad de un esquema de alivio de carga basado en RoCoF de aproximadamente 4,4 MW para mitigar la pérdida de unidades generadoras críticas. Finalmente, se concluye que la compensación reactiva disponible resulta fundamental para mantener condiciones adecuadas de tensión durante la energización de la nueva planta.