Ingeniero Civil Eléctrico / La interconexión del sistema interconectado central (SIC) con el sistema interconectado del norte grande (SING) en Chile, ha sido el tema más comentado del 2013 en el sector eléctrico. El debate comenzó a inicios de este año al presentarse dos alternativas de conexión de forma paralela: un enlace de corriente alterna en 500 kV impulsado por el grupo GDF- SUEZ como un proyecto privado, y una unión en corriente continua incluida en el estudio de transmisión troncal por la Comisión Nacional de Energía (CNE), órgano regulador del gobierno de Chile encargado de la planificación del sistema eléctrico chileno. Ambos proyectos presentan importantes diferencias en términos eléctricos en lo que respecta a la tecnología y a los puntos de conexión. Sin embargo, pocos estudios técnicos se han realizado a la fecha para determinar el efecto de una interconexión de esta envergadura. En el presente trabajo se estudia un fenómeno físico recurrente en interconexiones en corriente alterna de larga distancia, denominado oscilaciones de baja frecuencia (LFO por sus siglas en inglés). Para esto se crea un modelo en DIgSILENT, donde se proyecta el sistema SIC-SING al año 2019. Se estudian dos casos de operación, uno en el cual el SIC envía 1000 MW hacia el SING (N1000) y otro en el que el SING envía 800 MW hacia el SIC (S800). Se realiza un análisis modal para cada flujo de potencia con dos alternativas de conexión distintas, un HVAC como el presentado por SUEZ y un HVDC como el propuesto por la CNE. Se identifica al conectar ambos mediante el HVAC oscilaciones inestables en pequeña señal de frecuencia ∼ 0.5 Hz independiente de la dirección del flujo. Estas tienen su origen en el SING en la gran cantidad de máquinas térmicas a vapor que oscilan a raíz de la interconexión. Este modo desaparece completamente al interconectar ambos sistemas mediante un HVDC, lo que confirma que debe su existencia a la interconexión síncrona entre las redes. Se simulan grandes perturbaciones para corroborar la existencia de otros posibles modos interárea (entre 0.1 y 1 Hz) en el dominio del tiempo solo para la interconexión en HVDC, al ser el enlace en alterna inestable en pequeña señal y se observa que el sistema es estable. Sin embargo, el nivel de amortiguamiento es bajo en el SING al enviar 800 MW hacia el SIC, debido a la lenta respuesta de las máquinas térmicas. Se concluye que es factible realizar una interconexión SIC- SING con un enlace HVDC, mientras que realizar un proyecto en HVAC puede comprometer la calidad y seguridad de suministro del sistema para grandes intercambios de potencia, llevando al sistema al colapso por LFOs no amortiguadas.

Ingeniero Civil Eléctrico / En el marco de la pronta masificación del uso de energías renovables no convencionales en los sistemas eléctricos chilenos y en especial el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) y considerando además que en el sistema de evaluación ambiental (SEA) ya se encuentran más de 87 proyectos fotovoltaicos (FV) informados de los cuales 67 ya se encuentran en estado de aprobados con una potencia instalada total de 3287 [MW], resulta de suma importancia la realización de estudios dinámicos con el fin de analizar los efectos de la incorporación de este tipo de tecnología en la estabilidad del sistema. Este trabajo se enfoca en el estudio del desempeño de una estrategia de control de efecto nube (EN) en las centrales FV, con el fin de mitigar el efecto provocado por el paso de nubes. En particular y considerando la poca flexibilidad del SING, resulta de especial interés el estudio en el periodo de febrero, donde se manifiesta el fenómeno climático invierno boliviano en la zona del norte de chile con mayor intensidad. El presente trabajo se centra en analizar la estabilidad de frecuencia del SING proyectado al año 2020 frente a distintos niveles de penetración de energía FV. También se incorpora una estrategia de control (control de EN) en las plantas FV, vía conversor, con el fin de mitigar el efecto nube. Para incorporar el control de EN, fue necesario sectorizar cada central FV en 4 subcentrales FV más pequeñas con las mismas características internas. Además se realiza una incorporación de la operación deloaded o de reserva para cada central FV y por tanto para cada subcentral FV, con el objetivo de que entre las 4 subcentrales de cada central FV se brinden apoyo en potencia empleando sus respectivas reservas. Se realiza un estudio comparativo para los dos niveles de penetración FV mediante el software DigSILENT. Para lograr esto se modeló el sistema y cada uno de sus componentes, además de las centrales FV y el control mencionado anteriormente. En general, los resultados obtenidos muestran una mejora del desempeño del sistema al incorporar el control EN en los dos escenarios antes descritos. En particular para el escenario con menor penetración FV existe una mejora en la variabilidad de la frecuencia del sistema cercana a un 20% según los indicadores evaluados, en comparación para el caso con y sin control EN incorporado. Entre más baja sea la penetración FV, la mejora en frecuencia será mayor.

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La variabilidad genética en una muestra poblacional de 49 individuos no emparentados de la provincia de Andahuaylas, fue analizada con los marcadores microsatélites TPOX y TH01 mediante la técnica de PCR múltiplex. Los amplificados fueron separados mediante electroforesis en geles de poliacrilamida y visualizados por tinción con nitrato de plata. Ambos loci resultaron polimórficos, con 5 alelos en cada loci, y se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg. La heterocigosidad de los loci TPOX y TH01 presentaron valores bajos en comparación con lo reportado en otras poblaciones mundiales; lo cual determinó que la variabilidad genética de la población estudiada, medida por la heterocigosidad promedio por locus, resultara baja. Se estimaron valores de FST como medida de subdivisión poblacional en ambos loci, entre la muestra poblacional de Andahuaylas y poblaciones caucásicas, asiáticas, africanas, oceánicas y algunas relacionadas, en cuanto su origen, a la muestra poblacional estudiada. No se encontró subdivisión genética con la muestra poblacional peruana de Mesa Redonda (Tito y col., 2004) en los loci TPOX y TH01, ni con una muestra poblacional de hispanos residentes en Estados Unidos reportada por Budowle y col. (1999) y la población Mapuche de Argentina (Tourret y col., 1999) en el locus TPOX. Se corroboró una fuerte correlación genética con la población de Mesa Redonda mediante el análisis de las distancias genéticas de Reynolds representadas en un árbol filogenético neighbor-joining. / ---A population study in a sample of 49 unrelated individuals from the Province of Andahuaylas (Southern Peru) was carried out using the TPOX and TH01 STRs markers, in order to estimate their level of genetic variability. The two loci were typified by PCR multiplex. The PCR products were separated by electrophoresis on gel polyacrylamide and visualized by silver staining. Both loci were polymorphic, with 5 alleles each one, and met Hardy-Weinberg expectations. In both loci, the heterozygosity showed values that were low in comparison with world populations. The genetic variability of the Andahuaylas population, measured as the average heterozygosity per locus, was low. FST were calculated as a measure of population subdivision, between the Andahuaylas population and others world populations, in both loci. No appreciable genetic subdivision was found with the Peruvian Mesa Redonda Lima population (Tito et al., 2004) in both loci, and in the TPOX locus with a sample of Hispanic population from United States reported by Budowle et al. (1999) and The Mapuche population from Argentina (Tourret et al., 1999). The Reynolds’ distances represented in a neighbor-joining tree confirmed the great genetic correlation with Mesa Redonda Lima population.

En el presente trabajo se estudió una muestra poblacional de ascendencia puneña, detectando su variabilidad genética a través de los marcadores microsatélites STR del Cromosoma Y: DYS390, DYS391 y DYS392 utilizando la técnica de amplificación Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Al comparar las frecuencias alélicas obtenidas con lo publicado a nivel mundial para la Población Amerindia, se encontraron diferencias significativas para el STR DYS392. Utilizando los datos publicados en la literatura se diseñaron dos cuadros de frecuencias haplotípicas poblacionales, uno a nivel de ocho poblaciones sudamericanas y otro de poblaciones a nivel mundial (tabla 16); mediante estos cuadros se ha encontrado que de las poblaciones sudamericanas la población de Puno estaría ubicada con las otras dos poblaciones peruanas, una de Arequipa y la segunda de Tayacaja trabajadas en la referencia, manteniéndose en nuestras poblaciones una distinción a nivel de Sudamérica. En el análisis con las diferentes poblaciones mundiales, la población puneña tendría mayor similitud genética con las poblaciones asiáticas, dándonos una muy buena correlación con la teoría acerca de la migración de los primeros hombres al continente americano así como de la conservación de caracteres genéticos de esta población. / --- In this work one Puno population sample was studied by the PCR (Polymerase Chain Reaction) amplification technique to detect the genetic variability of Y Chromosome STRs Markers DYS390, DYS391 and DYS392. These were compared with alleles frequencies with closest populations reported (Amerindian Population), the results show significant differences for the DYS392 STR. In addition two tables of population haplotype frequencies were constructed to compare South American populations with our Puno population and the other to compare with world-wide populations. The Puno population fits with the other peruvian populations studied (Arequipa and Tayacaja) keeping its distinction in South America. When compared with world-wide populations, the Puno population is similar with the Asiatic populations showing good correlation with the theories of human migration for peopling of the Americas as well as the conservation of genetic characters in this population.

El diseño de modelos equivalentes es una técnica utilizada para llegar a entender el comportamiento de dispositivos trabajando a AAFF. La presente tesis aborda este tema aplicado al transformador. Se han recopilado y analizado los trabajos más relevantes referidos al modelado del transformador en alta frecuencia. Tomando como base experimental un transformador trifásico de 4 kVA, se han planteado los montajes y metodologías asociadas para conseguir los modelos de baja y alta frecuencia. Los modelos obtenidos pueden ser sintetizados a circuitos RLC y su precisión evaluada mediante sencillos montajes. Inicialmente, se somete a prueba al modelo clásico de BF para determinar la frecuencia máxima hasta la que puede ser utilizado. A continuación, se propone un nuevo modelo en AF y su respuesta es evaluada y validada mediante medidas. / Modelling is a useful technique able to provide a suitable knowledge about the behaviour of all the devices operated at high frequencies. This thesis approaches this topic to the case of the transformer. A state of the art about high-frequency modelling is summarized and the most relevant research works are analysed. By using a 4 kVA three-phase power transformer, a set-up facility and the associated methodology has been proposed in order to develop a method able to obtain both the low and high-frequency models. The obtained model can be synthesized using passive LCR circuits. The accuracy of the model is then evaluated using the set-up facility. In initial experiments, the classic low-frequency model is put to the test in order know the maximum frequency at which the model can be used. After that, a new high-frequency model is proposed and its response is evaluated and validated with measurements.

En esta tesis se profundiza en el estudio del comportamiento del motor de inducción alimentado con convertidor de frecuencia y se aportan soluciones constructivas prácticas de su diseño que permiten una mejora de las características de funcionamiento.Mediante la aplicación de la transformada "Wavelets" al análisis de la señal que alimenta el motor de inducción se han podido obtener las frecuencias y la amplitudes de las tensión y de la corriente de la señal fundamental y también de los armónicos en el transcurso del tiempo, lo que ha permitido solventar los problemas que presenta la transformada rápida de Fourier (FFT) cuando varia la frecuencia de la portadora en el tiempo.Asimismo, se ha investigado sobre el origen de las pérdidas y su distribución en los motores alimentados con convertidor de frecuencia. A tal fin se emplea el método de los elementos finitos para evaluar las pérdidas armónicas (el desplazamiento de la corriente en los conductores del rotor y las pérdidas en el hierro) y un método experimental basado en el análisis armónico (MAA) que permite la determinación de las pérdidas dependientes de la carga en el hierro y en el cobre.La inclusión de las pérdidas armónicas en el cálculo de las pérdidas equivalentes, utilizadas en el modelo térmico del motor eléctrico, permite prever, partiendo de motores de referencia conocidos, los nuevos incrementos de temperatura de las partes más significativas del motor. Los resultados anteriores permiten la introducción de modificaciones en la máquina para disminuir las pérdidas donde se originan. Por ejemplo, nuevos diseños de ranura rotórica que disminuya el fenómeno del desplazamiento de la corriente, también la transformación de ranuras abiertas en ranuras cerradas o la utilización de chapa magnética de bajas pérdidas.Los buenos resultados obtenidos durante la validación experimental de los procedimientos de optimización sobre los prototipos construidos y la sistematización del proceso, hace posible una aplicación inmediata al desarrollo de toda la gama de motores normalizados IEC, lo que redundaría en una mejora del rendimiento de los mismos. / The aim of this thesis is to achieve further knowledge in the behaviour of the induction motor fed by frequency converter and to offer practical solutions in the motor design to improve its performance. By means of the introduction of the Wavelets Transform Analysis, it is possible to obtain the amplitude and frequency of fundamental and the harmonics of voltage and current of the induction motor. This solves the problem that introduces the analysis with the Fast Fourier Transform (FFT) when the carrier changes its frequency during operation.Meanwhile the causes that produce the losses and their distribution in the motors fed by frequency converters have been investigated. To get a better approach, a FEM application is used to calculate accurately each motor loss and especially those produced by skin effect in the rotor slots and the iron losses. An empirical method based on the harmonics analysis (MAA) has been developed to obtain easily the stray load losses. In this issue these losses are called "Summation of iron and copper losses load dependent".The harmonic losses are taken into account to calculate the new equivalent losses that are used in the thermal model of the electric machine. With the aid of the results of a reference motor, these losses offer the chance to estimate by calculation, the temperature rise of the main parts of a new motor design.Above results allow the introduction of design changes in the induction motor in order to reduce the cause that produces these losses. For instance, new rotor designs to reduce the current skin effect in the slots, to change from open slot to close slot design and to use low losses lamination.The good results obtained at the experimental validation of the optimisation proceedings with the production of the new prototypes and a systematisation allow an immediate application to the development to the hole range of IEC standard motors in order to improve their efficiency.

En esta tesis se realiza el análisis y la síntesis de inversores bidireccionales con aislamiento en alta frecuencia. Entre las aplicaciones que se contemplan podemos destacar: sistemas de alimentación fotovoltaicos, sistemas de alimentación utilizando celdas de combustible, mini-generadores eólicos y compensación armónica. Hay dos grandes requerimientos para varias de estas aplicaciones. En primer lugar, es necesario proporcionar aislamiento eléctrico entre la fuente de corriente continua y la carga de corriente alterna, principalmente por temas de seguridad, y en segundo lugar algunas aplicaciones requieren almacenamiento de energía en el lado de corriente continua. En algunas de estas aplicaciones se utilizan baterías como medio de almacenamiento de energía.El transformador que proporciona el aislamiento eléctrico, debe ser de pequeño volumen y bajo coste. La tendencia en inversores de potencia con aislamiento es introducir un transformador funcionando en alta frecuencia, de tal forma que la alta frecuencia de funcionamiento incida en una alta densidad de potencia, manteniendo limitadas las pérdidas en el núcleo.Las baterías o fuente equivalente entregan una tensión de corriente continua que, a través del inversor, se convierte en tensión de corriente alterna que alimenta cargas de diferentes tipos. Si existe energía reactiva debido a una carga altamente inductiva o capacitiva, es interesante que esta energía sea devuelta a la fuente de alimentación, en nuestro caso a las baterías, de tal forma que se elimina la necesidad de tener un condensador de gran capacidad intermedio entre el bus de cc de baterías y la carga de ca.Asimismo, las baterías se pueden cargar desde el lado de corriente alterna a través de un grupo electrógeno o a través de la línea de corriente alterna. De esta forma se tiene, mediante un solo convertidor, la capacidad de entregar energía de las baterías o bien recibirla.Debe haber una alta calidad en la forma de onda de la tensión que se entrega ya sea a sistemas aislados o a la línea de corriente alterna. Para contribuir a mejorar la calidad de la tensión de salida del inversor, se exploran en las topologías del tipo multinivel que presentan una baja distorsión armónica de la tensión de salida, y además permiten la reducción drástica del tamaño del filtro de salida y, a través del conveniente manejo de tensiones, impactar en el aumento del rendimiento total de los inversores.La metodología de trabajo que se sigue durante la realización de esta tesis doctoral se resume en los siguientes puntos:-- Propuesta de una metodología para el análisis y síntesis de inversores bidireccionales con aislamiento en alta frecuencia.-- Aplicación de la metodología propuesta a inversores bidireccionales con aislamiento en alta frecuencia de dos niveles, que se toman como punto de partida para después extender la metodología a inversores bidireccionales multinivel.-- Propuesta de un nuevo inversor bidireccional multinivel con aislamiento en alta frecuencia basado en las topologías puente completo/medio puente. Aplicación de la metodología para el análisis del inversor multinivel.-- Propuesta de un nuevo inversor bidireccional multinivel con aislamiento en alta frecuencia basado en las topologías push-pull/puente completo. Aplicación de la metodología propuesta para el análisis del inversor multinivel.-- Presentación de resultados de simulación de las estrategias de modulación empleadas para inversores de dos niveles y multinivel en lazo abierto y en lazo cerrado. Presentación de los criterios de diseño para la realización de los inversores. Presentación de los resultados experimentales de los inversores bidireccionales con aislamiento en alta frecuencia. Los resultados experimentales incluyen: formas de onda de trabajo en lazo abierto y en lazo cerrado, datos de distorsión armónica total de la tensión antes del filtro de salida pasabajos, datos de rendimiento y valoración de los resultados obtenidos.

La variabilidad genética en una muestra poblacional de 49 individuos no emparentados de la provincia de Andahuaylas, fue analizada con los marcadores microsatélites TPOX y TH01 mediante la técnica de PCR múltiplex. Los amplificados fueron separados mediante electroforesis en geles de poliacrilamida y visualizados por tinción con nitrato de plata. Ambos loci resultaron polimórficos, con 5 alelos en cada loci, y se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg. La heterocigosidad de los loci TPOX y TH01 presentaron valores bajos en comparación con lo reportado en otras poblaciones mundiales; lo cual determinó que la variabilidad genética de la población estudiada, medida por la heterocigosidad promedio por locus, resultara baja. Se estimaron valores de FST como medida de subdivisión poblacional en ambos loci, entre la muestra poblacional de Andahuaylas y poblaciones caucásicas, asiáticas, africanas, oceánicas y algunas relacionadas, en cuanto su origen, a la muestra poblacional estudiada. No se encontró subdivisión genética con la muestra poblacional peruana de Mesa Redonda (Tito y col., 2004) en los loci TPOX y TH01, ni con una muestra poblacional de hispanos residentes en Estados Unidos reportada por Budowle y col. (1999) y la población Mapuche de Argentina (Tourret y col., 1999) en el locus TPOX. Se corroboró una fuerte correlación genética con la población de Mesa Redonda mediante el análisis de las distancias genéticas de Reynolds representadas en un árbol filogenético neighbor-joining. / A population study in a sample of 49 unrelated individuals from the Province of Andahuaylas (Southern Peru) was carried out using the TPOX and TH01 STRs markers, in order to estimate their level of genetic variability. The two loci were typified by PCR multiplex. The PCR products were separated by electrophoresis on gel polyacrylamide and visualized by silver staining. Both loci were polymorphic, with 5 alleles each one, and met Hardy-Weinberg expectations. In both loci, the heterozygosity showed values that were low in comparison with world populations. The genetic variability of the Andahuaylas population, measured as the average heterozygosity per locus, was low. FST were calculated as a measure of population subdivision, between the Andahuaylas population and others world populations, in both loci. No appreciable genetic subdivision was found with the Peruvian Mesa Redonda Lima population (Tito et al., 2004) in both loci, and in the TPOX locus with a sample of Hispanic population from United States reported by Budowle et al. (1999) and The Mapuche population from Argentina (Tourret et al., 1999). The Reynolds’ distances represented in a neighbor-joining tree confirmed the great genetic correlation with Mesa Redonda Lima population.

En el presente trabajo se estudió una muestra poblacional de ascendencia puneña, detectando su variabilidad genética a través de los marcadores microsatélites STR del Cromosoma Y: DYS390, DYS391 y DYS392 utilizando la técnica de amplificación Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Al comparar las frecuencias alélicas obtenidas con lo publicado a nivel mundial para la Población Amerindia, se encontraron diferencias significativas para el STR DYS392. Utilizando los datos publicados en la literatura se diseñaron dos cuadros de frecuencias haplotípicas poblacionales, uno a nivel de ocho poblaciones sudamericanas y otro de poblaciones a nivel mundial (tabla 16); mediante estos cuadros se ha encontrado que de las poblaciones sudamericanas la población de Puno estaría ubicada con las otras dos poblaciones peruanas, una de Arequipa y la segunda de Tayacaja trabajadas en la referencia, manteniéndose en nuestras poblaciones una distinción a nivel de Sudamérica. En el análisis con las diferentes poblaciones mundiales, la población puneña tendría mayor similitud genética con las poblaciones asiáticas, dándonos una muy buena correlación con la teoría acerca de la migración de los primeros hombres al continente americano así como de la conservación de caracteres genéticos de esta población. / In this work one Puno population sample was studied by the PCR (Polymerase Chain Reaction) amplification technique to detect the genetic variability of Y Chromosome STRs Markers DYS390, DYS391 and DYS392. These were compared with alleles frequencies with closest populations reported (Amerindian Population), the results show significant differences for the DYS392 STR. In addition two tables of population haplotype frequencies were constructed to compare South American populations with our Puno population and the other to compare with world-wide populations. The Puno population fits with the other peruvian populations studied (Arequipa and Tayacaja) keeping its distinction in South America. When compared with world-wide populations, the Puno population is similar with the Asiatic populations showing good correlation with the theories of human migration for peopling of the Americas as well as the conservation of genetic characters in this population.