Maestría en Ingeniería Eléctrica

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Browsing Maestría en Ingeniería Eléctrica by browse.metadata.evaluator "Ordóñez Plata, Gabriel"

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    Análisis del impacto de la integración de recursos energéticos distribuidos en parámetros de la calidad de la potencia eléctrica en una red de distribución - Condición de operación en estado estable
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Caballero Peña, Juan Diego; Osma Pinto, Germán Alfonso; Rey López, Juan Manuel; Ordóñez Plata, Gabriel
    Los recursos energéticos distribuidos (RED) son actores principales en la transición energética a nivel mundial. A pesar de los beneficios ambientales, los RED son recursos intermitentes (varían su potencia consumida/generada de acuerdo al comportamiento de las variables de entrada) y usan dispositivos de electrónica de potencia que pueden afectar la calidad de la potencia eléctrica en redes de distribución. Usualmente, la literatura propone utilizar modelos y simulaciones (deterministas o probabilísticas) para estimar tales afectaciones. Sin embargo, estos estudios tienden a analizar las afectaciones causadas por uno o dos RED dentro de un intervalo de tiempo específico durante el día, con un reducido nivel de detalle en la metodología aplicada y sin tener en cuenta que el nivel de distorsión depende de las variables de entrada. Por ello, este documento presenta y aplica un enfoque de simulación probabilística y armónica para caracterizar el impacto horario de sistemas fotovoltaicos, almacenamiento con baterías y estaciones de recarga de vehículos eléctricos en una red IEEE de 34 nodos. La estimación de impactos colectivos e individuales de RED consiste en la cuantificación horaria del valor eficaz de tensión, desbalance de tensión, factor de potencia y distorsión armónica, cuyos datos son obtenidos mediante una co-simulasión entre Python y PowerFactory para 23 escenarios de simulación. Estos impactos son evaluados por medio de indicadores propuestos en la literatura y la aplicación de pruebas de hipótesis de la estadística inferencial. En general, el funcionamiento de cada RED se da en horas específicas del día, lo que facilita la identificación de los impactos individuales sobre los parámetros de la red. Los sistemas FV producen un aumento en el valor eficaz de tensión y en la distorsión armónica total. Por su parte, los vehículos eléctricos y las baterías incrementan el desbalance y el factor de potencia debido a su conexión bifásica en algunos nodos de la red.
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    Control flexible de corriente para sistemas fotovoltaicos con capacidad de operación ante hundimientos de tensión
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-11) Moreno Celis, Ingrid Johanna; Mantilla Villalobos, María Alejandra; Rey López, Juan Manuel; Rincón Adarme, David Javier; Ordóñez Plata, Gabriel; Petit Suárez, Johann Farith
    En condiciones de fallas de red, las capacidades operativas de los generadores distribuidos interconectados a la red mediante inversores, juegan un papel importante en la estabilidad y confiabilidad de los sistemas de potencia, principalmente cuando hay una alta penetración de fuentes distribuidas. De acuerdo con los requerimientos de códigos de red modernos, estos sistemas deben incluir la capacidad de soportar hundimientos de tensión (LVRT, por sus siglas en inglés), para permanecer conectados a la red y proveer servicios auxiliares. La inclusión de estas capacidades depende de la estrategia de control del inversor, la cual puede ser diseñada de acuerdo a funcionalidades, requerimientos y objetivos que quieran alcanzarse durante la falla. Para este propósito, las estrategias de control flexible utilizadas para generar la corriente de referencia del inversor son ampliamente consideradas, ya que permiten lograr distintos objetivos de control de acuerdo a los criterios del diseñador mediante la modificación de los parámetros de control. Por lo tanto, el correcto ajuste de estos parámetros es de vital importancia para lograr la operación deseada. En este contexto, este trabajo presenta el diseño de una estrategia de control flexible generalizada para proporcionar soporte a la red ante hundimientos de tensión, utilizando la máxima capacidad del inversor de potencia. La estrategia considera cuatro parámetros de control cuya variación resulta en diferentes capacidades de soporte a la red y operación. Una de las principales contribuciones de este trabajo de investigación es un algoritmo que permite estudiar la operación y comportamiento del sistema en función de la variación de los parámetros de control. De acuerdo con el análisis presentado, se puede priorizar una operación específica del inversor dentro de los límites establecidos por los códigos de red y garantizando el cumplimiento de restricciones operativas. Se presentan resultados de simulaciones realizadas en MATLAB del algoritmo propuesto, los cuales permiten analizar el comportamiento del sistema según la variación de los parámetros de control de la estrategia diseñada. Asimismo, mediante simulaciones del sistema de generación distribuida en MATLAB/Simulink se corroboró el correcto funcionamiento del inversor de potencia según los objetivos establecidos en la estrategia de control diseñada, ante la ocurrencia de hundimientos de tensión considerando diferentes casos de estudio. Por último, se realizó la implementación de la estrategia de control desarrollada en un prototipo experimental de laboratorio, y se verificó experimentalmente el funcionamiento del sistema para diferentes casos de operación seleccionados.
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    Dimensionamiento de microrredes considerando análisis de ciclo de vida
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-09-19) Jiménez Vargas, Iván Edgardo; Osma Pinto, Germán Alfonso; Rey López, Juan Manuel; Ordóñez Plata, Gabriel; Duarte Gualdrón, César Antonio
    La degradación del medio ambiente y los ecosistemas es motivo de preocupación en todo el mundo. Para hacerles frente, se requieren acciones en todas las áreas del conocimiento que ayuden a generar condiciones para mitigar el impacto negativo que ocasionan las actividades humanas. En ese sentido, el propósito de este trabajo de investigación es incorporar una visión ambientalista en la forma que se hace el dimensionamiento de los recursos energéticos en una microrred (MG), a través de la integración de indicadores de impacto ambiental (IIA) en el problema del dimensionamiento. Con ello, se busca que la mejor combinación de recursos se determine conjuntamente desde los enfoques técnico, económico y ambiental. Inicialmente, se seleccionan indicadores de impacto ambiental según las metodologías de Análisis de Ciclo de Vida aplicables al contexto de las microrredes. Seguidamente, se integran estos indicadores en la función de objetivo del problema de optimización típica de una MG, así como la definición del conjunto de restricciones. Finalmente, la estrategia propuesta se aplica a una MG conformada por sistemas fotovoltaicos, turbinas eólicas, almacenamiento con baterías y generación diesel. Se estudia la incidencia de las consideraciones ambientales en el dimensionamiento puramente económico, a través de la comparación de este escenario con un escenario de referencia.