Propone resolver problemas de optimización en altas dimensiones que surgen en la gestión de la producción de energía eléctrica debido a la aleatoriedad de los da- tos. Más específicamente, consideramos el problema de la planificación a mediano plazo (MTPP, por sus siglas en ingles) de la producción de energía eléctrica bajo incertidumbre que apunta a la gestión de diversas plantas de producción durante un perıodo de varios meses (incluso años). En general, estos sistemas deben satisfacer una gran variedad de estrictas restricciones operativas en un entorno de toma de decisiones altamente incierto. En este contexto, establecemos los tres acoplamientos naturales de tiempo-espacio-aleatoriedad relacionados con esta aplicación, en donde la aleatoriedad de los datos es modelada por una filtración de un proceso estocástico. Los métodos que recogemos para la discretizacion del proceso estocástico, es aquel desarrollado en [Lenoir, 2008], los cuales se basan en una estimación no paramétrica sobre las esperanzas condicionales propuestas en [Nadaraya, 1964; Watson, 1964]. El enfoque que usamos posteriormente para resolver el problema discretizado, consiste en la optimización no diferenciable de la suma de dos funciones convexas, los cuales son abordados mediante la teoría de los operadores monótonos. Este planteamiento, nos permite estudiar las propiedades de convergencia de diferentes algoritmos clásicos y modernos en un modo unificado como algoritmos de punto fijo. Además, examinamos algunas familias de algoritmos de descomposicion-coordinacion resultantes de los “operator splitting methods”, a saber, los métodos Forward-Backward, Douglas-Rachford y Peaceman-Rachford, los cuales permiten la implementación de algoritmos proximales paralelos y distribuidos para resolver problemas de optimización convexa. En particular, un algoritmo sobre el cual estamos fuertemente interesados, es el “Alternating Direction Method of Multipliers”(ADMM) que comparte lazos con, por un lado, los métodos Lagrangianos aumentados y, por otro, con la teoría de los operadores splitting visto como un caso especial del algoritmo de Douglas-Rachford. Finalmente, implementamos dos modelos matemáticos sencillos (con sus respectivas soluciones numéricas) para la gestión de la producción de energía eléctrica; el primero de naturaleza estocástico y el segundo de naturaleza determinístico. / Tesis

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Thesis--University of London. / Includes bibliographical references.

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Hidroeléctrica Santa Rosa 1 es una central de pasada que emplea una turbina Francis doble de 1,33 MW. Desde su puesta en operación, la máxima medición de potencia eléctrica registrada en los bornes del generador está 14% por debajo de la potencia eléctrica de placa. Por otra parte, la medición de caudal muestra que el caudal disponible está 12% por encima del caudal de placa; por lo que el valor de la potencia eléctrica debería ser incluso mayor que la de placa. La empresa efectuó el cambio del rodete de la turbina con el propósito de aumentar la potencia de la central y/o eficiencia de la turbina, sin éxito. La propuesta solución que se planteó fue hacer una evaluación energética del sistema hidroeléctrico evaluando los parámetros relevantes que contribuyen con el problema como son: la longitud de la tubería de presión, el salto neto, el caudal y la geometría del rodete. Asimismo, se consideró que la eficiencia del grupo turbogenerador se mantenía constante. En primer lugar, se cuantificó teóricamente la energía hidráulica específica de la central, para lo cual se determinó que la longitud de la tubería de presión no era lo suficientemente larga para garantizar que el flujo dentro de la tubería de presión sea desarrollado. Posteriormente, se determinó que la diferencia entre la energía hidráulica específica de placa y la energía hidráulica específica teórica era de aproximadamente 33 J/kg. Con el valor de la energía hidráulica específica teórica, se determinó que la potencia eléctrica de la central cuando emplea el caudal de placa es de 1,13 MW, y para aumentar esta potencia se planteó aumentar el diámetro del tramo recto de 1,2 m a 1,5 m; observándose una ganancia de aproximadamente 70 kW. Asimismo, se determinó que la energía anual de la central y los ingresos aumentarían en 351 MWh y S/. 56 699 respectivamente. Luego, se recomendó efectuar el cambio de la tubería ya que el tiempo de recuperación de la inversión sería de 3 años. Finalmente, se efectuó el cambio de manómetro en la tubería de presión encontrándose que en el 77% de las mediciones de presión, la correspondiente potencia medida en los bornes del generador estaba por debajo de su respectiva potencia teórica esperada. En el 23% restante de las mediciones, sucedía lo contrario por lo que se recomendó que la toma de datos sea digital. En segundo lugar, se evaluó la medición del caudal disponible, para lo cual se graficó el perfil vertical de velocidades en el canal, encontrándose que la velocidad teórica (al 60% de profundidad de la superficie libre) es 4% mayor que la velocidad medida. Seguidamente, se determinó que el caudal teórico es un 30% mayor que el caudal disponible. Sin embargo, se estimó que la incertidumbre de la medición es de 13,3 %, esto debido a que se encontró los dos siguientes errores en la medición: en primer lugar, se consideró el mínimo número de líneas verticales (7 puntos en vez de 12) y en segundo lugar, que la medición de la velocidad se efectuó una vez en cada línea vertical cuando se debió hacer al 20% y 80% de profundidad de la superficie libre respectivamente. Efectuados dichos cambios, la incertidumbre se reduciría en aproximadamente 50%. Asimismo, se observó que la sección del canal considerado en la evaluación del caudal disponible, luego de efectuado las mediciones de la velocidad, era rectangular cuando debió ser trapezoidal; con lo cual el caudal disponible podría disminuir en casi 4%. Por todo lo mostrado anteriormente, el caudal disponible no debe ser tomado como un valor confiable sino que se la empresa deberá realizar futuras mediciones. En tercer lugar, se compararon las geometrías de: el rodete actual, el segundo rodete y el rodete teórico; encontrándose que el segundo rodete corresponde a una turbina más radial. De la misma manera, se comparó los triángulos de velocidades en los rodetes, encontrándose que la pérdida por choque en el segundo rodete era mayor. De la misma forma, la superficie mojada por álabe para el segundo rodete es mayor en aproximadamente 30% respecto al álabe del rodete actual, y por ende las pérdidas por rozamiento del flujo. Se concluyó que el rodete actual es el que más semejanza guarda con el rodete teórico para las condiciones nominales de la central. Se concluye que es posible aumentar la energía generada en la central hidroeléctrica Santa Rosa 1 aumentando el diámetro del tramo recto de la tubería forzada a 1,5 m, con lo cual se aumentaría en 351 MWh la energía generada anual lo que significa un aumento de los ingresos anuales por 56 699 nuevos soles. Asimismo, es importante verificar el tipo de flujo que se obtiene con el trazado de la tubería de presión, ya que de acuerdo al tipo de flujo la energía hidráulica específica disponible en la central hidroeléctrica es diferente. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza el diseño hidráulico de los cuatro elementos que componen al desarenador (cámara desarenadora, transición de entrada, vertedero de salida y depósito de lodos) según la necesidad de la mini central hidroeléctrica Chaprin, con las características de un desarenador de lavado intermitente, de baja velocidad de escurrimiento, de una sola nave de sección rectangular, que permita eliminar arenas desde 0.2 mm de diámetro, que actualmente le son dañinas a la turbina Pelton con la que cuenta la referida central hidroeléctrica. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniera Civil / Sequías de uno o dos años son eventos normales en el territorio chileno, generalmente gatillados por sucesos naturales como el Fenómeno de la Niña o la Oscilación Decadal. Sin embargo, entre los años 2010 y 2015, se registró una sequía particularmente intensa y prolongada sin precedentes en los registros la que, además, tuvo una extensión territorial sumamente inusual, afectando desde la Región de Coquimbo hasta Los Lagos, debido a todo esto se le denominó megasequía y sus efectos fueron considerables en agricultura, pesca, medio ambiente, energía y otros. Se prevé que estos tendrán mayor frecuencia y magnitud. La considerable disminución de caudales producto de este fenómeno afectó directamente el abastecimiento energético del país, pues las centrales hidroeléctricas componen alrededor del 40% del aporte al sistema eléctrico nacional. Mediante el análisis de las condiciones climáticas observadas en los últimos años (precipitaciones, aumento en las temperaturas, disponibilidad hídrica, etc.), y considerando que la megasequía tenderá a mantenerse por períodos cada vez más prolongados, se realizó una simulación de los caudales afluentes a cada una de las centrales hidroeléctricas (de embalse y de pasada) asociadas al Sistema Interconectado Central y del Norte Grande (SIC-SING), esto en una ventana de tiempo de 15 años desde el 2018. Para ello se generó una metodología tal, que permitiera que dichas series tuvieran una correlación temporal y espacial apropiada. La metodología combinó y adaptó los procedimientos asociados a cadenas de Markov y al método Fractional Gaussian Noise, lo que permitió generar series aleatorias probables, pero en las que se induce un estado más seco que el que se genera al considerar la media histórica como una buena representación de un estado normal para el futuro. Las series sintéticas se utilizan para modelar el sistema eléctrico en el software Ameba, que tiene inserto en su programación la interconexión SIC-SING desde el año 2018, así como la implementación de nuevas centrales y el crecimiento en la demanda. Las series generadas son de distinta naturaleza, pero todas sequías más intensas que el período 2010-2015, en general, se puede observar que los costos marginales aumentan hacia el final de la etapa evaluada y asimismo disminuye la generación de energía hidroeléctrica. En un escenario normal, en 15 años, el aporte debiese ser del orden del 30%, mientras que en los casos modelados dicho valor alcanza hasta un 17%, esta diferencia se cubre prácticamente en su totalidad por energías convencionales, las que son más costosas y contaminantes.

Manifiesta que la gestión universitaria es uno de los problemas más significativos de la educación superior en el Ecuador y la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (ULEAM) no es ajena a esta situación, lo que podría radicar en su definición con única perspectiva académica que proyecta, olvidando el accionar administrativo que cualquier organización debe procurar, sumado a la escases de información sobre sus componentes. El estudio se basa en la estimación del grado de influencia que tiene la gestión universitaria de la universidad sobre su entorno, particularmente sobre la calidad de su clima organizacional. Para ello, se estimaron las relaciones de causalidad entre cada uno de los factores que la conforman, esto es; 1. Misión y Proyecto Institucional, 2. Gobierno y Gestión, 3. Gobernabilidad y 4. Gestión Económica-Financiera sobre el clima, mediante el uso de modelos de ecuaciones estructurales, en que se aplicó el método de mínimos cuadrados generalizados, así como también, índices de ajuste de bondad absolutos e incrementales. Luego, se estimó la correlación existente entre estos factores y cada una de las dimensiones del Clima Organizacional, es decir, 1. Gestión Institucional, 2. Retos Personales y 3. Interacción, usando el índice Rho de Spearman, por ser datos con escala ordinal. Para el análisis de las variables se usó el instrumento de evaluación externa elaborado por la Comisión Nacional de Evaluación y Acreditación Universitaria de Argentina (CONEAU) y el conocido CLIOUNing, respectivamente, los cuales fueron ajustados a manera de encuesta escrita con escalamiento de tipo Likert en 5 categorías. Los datos obtenidos demostraron la existencia de considerables niveles de correlación y causalidad entre los factores latentes de ambas variables; una caracterización pobre de la Gestión Universitaria; y, resultados desfavorables sobre el estado del Clima Organizacional. / Tesis

Ce mémoire fait une revue du concept de qualification des contraintes de premier et deuxième ordre. Les qualifications de premier ordre les plus connues et utilisées sont présentées, ainsi que des exemples et contre-exemples qui mettent en évidence les relations entre elles. Leurs équivalences dans les problèmes convexes sont aussi mises en évidence. Quelques qualifications de second ordre, ainsi que certains contre-exemples, sont présentés. Finalement, les fondations d'un travail visant à alléger les hypothèses essentielles à l'existence de trajectoires centrales d'algorithmes de barrière logarithmique sont présentées.

Ingeniera Civil Mecánica / Diversificar la matriz energética y reducir los costos medioambientales en la generación de energía, son problemas que está enfrentando Chile actualmente, por lo que es urgente comenzar a estudiar nuevas formas de generación de energías que no sean contaminantes, eficientes y sostenibles. En este contexto el Centro de Energías de la Universidad de Chile está desarrollando un proyecto de microgeneración hidráulica llamado Microcentral Hidroeléctrica Inteligente, este proyecto contempla la utilización de una turbina tipo Turgo importada desde China, la cual carece de especificaciones técnicas y presenta inconvenientes técnicos como un rendimiento de 49 %, considerado bajo para este tipo de tecnología. Ante este proyecto de innovación tecnológica es muy importante que el principal órgano de la turbina, el rodete, tenga un mayor rendimiento, y sean conocidas sus características técnicas y alta calidad. El objetivo de este trabajo de titulación es el diseño de un rodete de turbina tipo Pelton, con el fin de obtener un mayor rendimiento y calidad que con la actual turbina Turgo. Para esto se procederá de la siguiente manera, se realizará un diseño preliminar utilizando la teoría hidráulica. Luego, se modelará el rodete diseñado en el programa Ansys variando los parámetros relevantes para obtener el rodete con mejor rendimiento. El desarrollo de este trabajo será realizado para un recurso hídrico con las siguientes características: altura neta (Hn) de 40 [m] y caudal (Q) de 35 [l/s], considerando lo anterior la potencia hídrica es de 13,72 [kW]. Tras el diseño y modelación del rodete se obtienen los principales resultados que son el diámetro Pelton de 36 [cm], diámetro de puntas de 45 [cm] y para la cuchara un ancho de 12 [cm] y el largo de 11 [cm]. Se compara la fuerza del agua en la cuchara para el caso optimizado y el caso base, se obtiene que la fuerza es de un 0,1 % por ciento mayor. Con esto se espera un aumento del rendimiento teórico del rodete que en el caso base es de un 89 %, valor considerablemente mayor al obtenido en el estudio de la turbina Turgo china de un 49%. Finalmente se entrega el rodete dibujado en Autodesk Inventor.