Maestría en Ingeniería Eléctrica

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 4 of 4
  • Item
    Propuesta de solución, basada en algoritmos de optimización global, de un modelo de arreglos fotovoltaicos operando en condiciones de sombreados parciales
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:01:42Z) Peréz Archila, Luis Miguel ; Correa Cely, Carlos Rodrigo ; Bastidas Rodríguez, Juan David
    El uso de la generación fotovoltaica ha tenido un notable incremento en los últimos años, razón por la cual la investigación en el modelado de estos generadores, y los métodos para resolver estos modelos de manera precisa y computacionalmente eficiente, ha sido un tema relevante en el ámbito de la investigación internacional. Considerando lo anterior, en el presente trabajo se profundiza en la solución de tres diferentes modelos de un generador fotovoltaico en configuración Serie-Paralelo basados en los modelos de Single Diode Model (SDM) y Double Diode Model (DDM), operando en condiciones homogéneas y de sombreados parciales. Los tres modelos del generador son descritos en detalle y se plantea la solución de los sistemas de ecuaciones no lineales asociados a los modelos como un problema de optimización no lineal con restricciones. Adicionalmente, se analiza la solución de estos modelos empleando algoritmos de optimización, dos algoritmos analíticos y tres algoritmos metaheurísticos. El desempeño de los algoritmos en este tipo de problemas de optimización es evaluado mediante simulación y contraste con datos experimentales, con el objetivo de determinar la eficiencia de los algoritmos y las ventajas y desventajas de cada modelo implementado.
  • Item
    Análisis de estabilidad de gran perturbación en un sistema de potencia sometido a cualquier tipo de falla paralelo utilizando procesamiento paralelo
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:01:42Z) Gómez Gómez, Paola Andrea ; Vargas Torres, Hermann Raúl
    Las fallas en los sistemas de transmisión pueden producir inestabilidad en la operación de los generadores interconectados en el sistema de potencia, y causar pérdida parcial o total del suministro de energía eléctrica en un área. De ahí que sea relevante el análisis del fenómeno de estabilidad en las actividades de planeación, operación y coordinación de los sistemas eléctricos de potencia. Por tanto, en este trabajo de investigación se desarrolló una herramienta en MATLAB basada en HAGP denominada GTSA, que permite realizar análisis de estabilidad de ángulo de rotor de gran perturbación a un sistema de potencia sometido a fallas paralelo-típicas. Como complemento, en GTSA se implementó la opción de procesamiento paralelo de MATLAB por medio de la técnica de cómputo mediante GPUs. En GTSA se consideró el modelado del sistema de potencia aplicable al análisis de estabilidad transitoria, y tres modelos del generador síncrono teniendo en cuenta diferentes sistemas de control de excitación. El sistema de ecuaciones del modelado se solucionó mediante el método de integración implícita con solución simultánea de la regla trapezoidal y el método iterativo de Newton-Raphson. El análisis de fallas se realizó aplicando los métodos de componentes simétricas, y del equivalente de Thévenin para sistemas desbalanceados. Finalmente, los resultados de GTSA se compararon y validaron con los obtenidos en PowerFactory mediante la simulación de tres sistemas de potencia: i) barra infinita, ii) dos áreas, y iii) 118 barras del IEEE. De allí se concluyó que: i) los modelos matemáticos y los métodos de solución de cada programa influyeron en las diferencias de los parámetros estudiados, ii) la falla trifásica conllevó a mayores problemas de estabilidad, seguida de la bifásica a tierra, la bifásica aislada y la monofásica a tierra, y iii) la técnica de procesamiento paralelo utilizada en GTSA no logró mejorar los tiempos de simulación.
  • Item
    Energy management of a hybrid locomotive equipped with fuel cell, batteries, supercapacitors, and intermittent access to the electrical network
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:01:42Z) Mendoza Contreras, Diana Sofía ; Boulon, Loic ; Solano Martínez, Javier Enrique
    Este trabajo de investigación de maestría propone una estrategia de gestión de energía (EMS por sus siglas en inglés) para una locomotora híbrida de modo dual equipada con pila de combustible, supercondensadores y baterías, y acceso intermitente a una catenaria aérea electrificada. La EMS modular define la distribución de energía entre las fuentes de energía respetando las restricciones en las variables eléctricas del sistema. La estrategia está inspirada en el diagrama de Ragone, el cual relaciona las características de potencia y energía de cada una de las fuentes. La EMS no considera información o predicciones del consumo de carga futuro. La EMS en tiempo real propuesta tiene como objetivo reducir una función de costo que considera el costo del hidrógeno, la electricidad consumida de la red y la degradación de las fuentes de energía. Esta estrategia propuesta se centra en maximizar la energía recuperada durante el frenado. El trabajo de investigación también introduce una metodología original para ajustar los valores del conjunto de parámetros de la EMS, la cual se basa en el método experimental. Se emplean dos casos de estudio para evaluar la EMS propuesta. Los resultados muestran que existe una oportunidad real de aumentar la energía recuperada durante el frenado si se realiza una EMS apropiada.
  • Item
    Control centralizado para una microrred aislada basado en el aprovechamiento de recursos renovables
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:01:41Z) Forero Ordoñez, Fabian Leonardo ; Mantilla Villalobos, María Alejandra ; Alzate Castaño, Ricardo
    El presente trabajo de investigación presenta el diseño e implementación de un prototipo experimen[1]tal a nivel de laboratorio de una estrategia para la gestión de recursos energéticos en una microrred AC aislada de baja potencia, que hace uso de fuentes renovables compuestas por un sistema solar fotovoltaico, un generador de inducción auto excitado inspirando en el aprovechamiento del recurso hidráulico a baja escala y una planta a gasolina que corresponderá con la fuente de tensión de refe[1]rencia. Inicialmente, el trabajo aborda una revisión conceptual acerca del control de las unidades de generación renovables en donde se realizará una propuesta para el control del punto de potencia de las unidades renovables y se abordará el problema de reparto de potencias en un nivel conceptual a través de esquemas de control centralizado. Posteriormente, se establece una estrategia de sincro[1]nización para la implementación de una estructura jerárquica de control para gobernar la asignación de proporciones de generación, considerando una carga de alrededor de 1.5 kW correspondiente con el consumo promedio de viviendas rurales. Finalmente, se presenta la caracterización experi[1]mental individual y la operación bajo las estrategias de gestión diseñadas y propuestas validar una estrategia de gestión para la operación sobre el prototipo experimental.