Maestría en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica

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    Estimación de pérdidas económicas ante la ocurrencia de hundimientos de tensión en usuarios de tipo industrial conectados a sistemas de distribución de energía eléctrica utilizando registros reales de señales de tensión
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Peinado Serrano, Cristina Isabel; Blanco Solano, Jairo; Petit Suárez, Johann Farith; Duarte Gualdrón, César Antonio
    Este trabajo de aplicación, titulado “Estimación de pérdidas económicas ante la ocurrencia de hundimientos de tensión en usuarios de tipo industrial conectados a sistemas de distribución de energía eléctrica utilizando registros de señales de tensión” tiene como objetivo principal implementar y aplicar un método de estimación de pérdidas económicas asociadas a la ocurrencia de hundimientos de tensión presentados en un usuario tipo industrial conectado al sistema de distribución de energía eléctrica utilizando registros de medidas de tensión. Los hundimientos o caídas de tensión son una disminución en el valor eficaz de la tensión entre 0,1 y 0,9 en p.u. que se presenta en un punto del sistema eléctrico durante 0,5 ciclos a 1 minuto. Se caracterizan por su duración y por la magnitud de la caída [11]. Según lo anterior, cada industria puede presentar un comportamiento diferente ante la ocurrencia de un hundimiento de tensión, lo cual dificulta plantear una metodología general para la estimación de pérdidas económicas, así como, establecer criterios regulatorios nacionales. Adicionalmente, dependiendo del método el tipo y cantidad de información de entrada puede variar, la cual para muchos escenarios resulta complejas de determinar ya que para esto se requiere de información puntual e histórica. Es por esto, que resulta importante contar con metodologías para la estimación de las pérdidas económicas por la ocurrencia de hundimientos de tensión, información útil para el diagnóstico de los impactos en el sector productivo por problemas de calidad de la potencia. Para lo anterior, se realizará una revisión de la literatura para la identificación de metodologías de estimación de pérdidas económicas ante la ocurrencia de hundimientos de tensión en sistemas de media tensión de clientes tipo industrial conectados a sistemas de distribución. Se seleccionará un método a partir de la revisión de literatura considerando criterios de información necesaria para la aplicación, limitaciones del método y nivel de inversión. Se obtendrán medidas de tensión acorde con el método seleccionado registradas en un cliente tipo industrial de un sistema de distribución, se implementará el método seleccionado y finalmente se analizarán los resultados obtenidos del método de estimación de pérdidas económicas por hundimientos de tensión, comparando los resultados obtenidos con el costo real de la parada del proceso del cliente por este tipo de hundimientos.
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    Método basado en máquinas de soporte vectorial para el control tensión-reactiva en sistemas de distribución de energía eléctrica a partir de cambia tomas en transformadores y bancos de condensadores
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-04-20) Blanco Solano, Yeison Isnardo; Malagón Carvajal, Gabriel Alexis; Petit Suárez, Johann Farith; Vargas Torres, Hermann Raúl
    En este trabajo de investigación aplicada se implementa y evalúa el desempeño de un control de tensiónreactiva basado en máquinas de soporte vectorial (SVM) del tipo regresión. El proceso de entrenamiento de las SVMs se realiza con datos de simulación obtenidos de la implementación de un algoritmo PSO para el control de tensiónreactiva y la ejecución de flujos de carga en el sistema de distribución modelado en el software OpenDSS. Los descriptores de entrada corresponden a los valores potencia activa, reactiva, valores eficaces de tensión y corriente en la subestación, así como a los valores eficaces de tensión y corriente en los reconectadores conectados a la red. Posteriormente, se obtienen los ajustes óptimos de los taps de los SC (Capacitores) y el OLTC (On Load Tap Changer) en el sistema de distribución, considerando diferentes escenarios de demanda, junto con los resultados del flujo de cargas en los puntos de medición seleccionados. La evaluación de desempeño del control se realiza con los lineamientos del IEEE Std 1885-2022. Se destaca una disminución del 20% en las pérdidas, así como una reducción del 11% en la potencia suministrada por la subestación del sistema de distribución. En cuanto a las valores de tensión en los nodos de conexión de los usuarios, cuando el control está inactivo se tiene que, para todos los peridos de demanda, el mayor porcentaje encontrado es de 51,3% de los nodos que incumplen las restricciones técnicas. Con el control de tensiónreactiva en funcionamiento, el mayor porcentaje es de 3,66%. Una ventaja destacable en el uso de las SVMs es que en el sistema de distribución bajo estudio, el tiempo de ejecución necesario para obtener los ajustes óptimos de los Taps del SC y OLTC es del orden de 0,15 segundos. Este hallazgo resalta la eficacia de la SVMs como método de control, validando su utilidad en aplicaciones prácticas en el ámbito del control de tensión-reactiva en sistemas de distribución de energía eléctrica.
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    Metodología para la selección de transformadores de potencia considerando costos de pérdidas técnicas de energía eléctrica
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-08-25) Magdaniel Rueda, Jorge David; Duarte Gualdrón, César Antonio; Petit Suárez, Johann Farith; Chacón Velasco, Julio César
    La toma de decisiones para adquirir un nuevo transformador en una empresa prestadora de servicios de energía eléctrica puede ser una tarea dispendiosa, considerando toda la gama de opciones que puede ofertar el mercado actual. En muchas ocasiones las empresas no cuentan con herramientas técnicas que faciliten la toma de decisiones de compra, pudiendo ocasionar que se adquieran equipos más económicos que a largo plazo pueden representar costos más elevados. Una metodología que facilita el análisis de compra es la basada en el TOC (Total Ownership Cost), o costo total de propiedad. Esta metodología permite estimar los costos del transformador incluyendo el costo de adquisición y el costo futuro de las pérdidas. De esta forma, se pueden realizar comparaciones y tomar mejores decisiones para adquirir un equipo. Este trabajo de grado tiene como objetivo evaluar la aplicación de metodologías para el cálculo del costo total de propiedad (TOC) considerando las pérdidas técnicas para la adquisición de un nuevo transformador de potencia. Para esto, se realiza un análisis comparativo de las metodologías identificadas en un caso de estudio y se recomienda así una metodología para tal caso, con el fin a su vez, de identificar los parámetros técnicos relevantes que pueden afectar el costo total de propiedad (TOC) de transformadores de potencia.
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    Proyección de la expansión de la red de distribución eléctrica del departamento de La Guajira en los niveles de tensión 3 y 4 para el área de influencia de Riohacha, Manaure, Ballenas y Uribia
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-09-13) Arango Verbel, María Carolina; Quiroga Quiroga, Óscar Arnulfo; Petit Suárez, Johann Farith; Duarte Gualdrón, César Antonio
    La red de distribución eléctrica de los niveles de tensión 3 y 4 del departamento de La Guajira en el área de influencia de Riohacha, Manaure, Ballenas y Uribia, presenta problemas para operar debido al agotamiento de la capacidad instalada, así como a deficiencias en la configuración y al mal estado de los activos que la componen. La red actual presenta una baja confiabilidad, además, en horarios de máxima demanda se presentan altas cargabilidades en sus activos y bajas tensiones en las subestaciones. Todo esto se resume en la mala calidad del servicio prestado, lo cual afecta el bienestar y desarrollo de las comunidades de la región, e impacta en la imagen del operador de red de la zona. En este trabajo de aplicación se proponen alternativas para la expansión de la red eléctrica en esa zona en los niveles de tensión 3 y 4, que solucionen a mediano plazo la problemática de la región, considerando diferentes escenarios en la demanda. Se emplea el software especializado Power Factory DigSilent como principal herramienta para la validación técnica de las alternativas, mientras que para la evaluación financiera se realiza un análisis de beneficio costo y se tienen en cuenta las unidades constructivas definidas por la CREG. Los resultados indican que le mejor alternativa representa una inversión de 27.912 MCOP, y tiene un beneficio- costo de 34,06.