xv, 157 p. : il. ; 30 cm. / En los últimos años el Perú ha mantenido un crecimiento económico sostenido, lo que ha permitido que las inversiones públicas y privadas se intensifiquen en materia de salud, educación, e infraestructura. Parte de este incremento en las inversiones fue destinada a sectores como la generación, transmisión, y distribución eléctrica; lo que ha permitido incrementar el acceso al servicio de suministro eléctrico a poblaciones que antes no lo tenían. Sin embargo, a pesar que el Perú actualmente está generando energía suficiente para el abastecimiento de la población, aún no llega a toda la población por diversos factores, entre ellos la geografía y la baja densidad poblacional de pueblos alejados de las grandes ciudades. El enfoque del presente trabajo, es el desarrollar una propuesta estratégica que ayude a brindar acceso de los servicios de electricidad a la totalidad de la población peruana generando desarrollo. A partir del análisis preliminar, se concluye que para fomentar la inversión en el sector de distribución y así poder cumplir con el objetivo de dar acceso a la totalidad de la población, es importante el rol que desempeña el Estado peruano ya sea como ente regulador o como inversionista; ello debido a que la inversión privada busca siempre que los proyectos sean rentables y por sí misma no tendría la capacidad de cubrir toda la demanda, por lo que se hace indispensable establecer estrategias con la participación conjunta tanto del sector público como del privado. En la presente tesis se ha desarrollado un planeamiento estratégico basado en los principios del Modelo Secuencial del Proceso Estratégico, cuyas recomendaciones y conclusiones para lograr la situación futura deseada del sector distribución, podrán verse al final del presente documento. Entre lo más relevante sobre el análisis realizado, se puede mencionar que es necesario que el Estado cambie la normatividad en el sector eléctrico en general (incluyendo al sector de distribución eléctrica); sobre todo en la distribución de los territorios a concesionar tomando como referencia las macroregiones propuestas en el estudio de competitividad de CENTRUM Católica. Otro aspecto importante del presente análisis es la penetración en el mercado de los clientes no regulados (mercado libre de clientes con alto consumo de energía) con el fin de que las empresas de distribución eléctrica puedan generar mayor diversificación y obtención de rentabilidad adicional para poder compensar la rentabilidad de proyectos menos atractivos pero necesarios para abastecer de energía eléctrica a toda la población y permitir su desarrollo / In recent years, Peru has maintained sustained economic growth, which has allowed public and private investment to improve health, education and infrastructure sectors. Part of this increase in investments was allocated to sectors such as electrical generation, transmission and distribution, which has increased the access to populations that previously had no access to the electricity supply service. Nonetheless, although Peru is currently generating enough energy to supply its population, it still does not reach the entire population due to factors such as geography and the low population density of villages far from large cities. The approach of this work is to develop a strategic proposal that will help to provide the entire Peruvian population with access of electricity services, thus generating development. Based on prior analysis, it is understood that in order to promote investment in the distribution sector and thus achieving the objective of providing access to the entire population, the role played by the Peruvian state is important, either as a regulatory entity or as an investor. This is due to the fact that private investment will always seek to make projects profitable and would not have the capacity to cover all the demand by itself. It is therefore essential to establish strategies with the joint participation of both public and private sectors. In this thesis, a strategic planning has been developed based on the principles of the Sequential Model of the Strategic Process, whose recommendations and conclusions to achieve the desired future situation of the distribution sector are available at the end of this document. Among the most relevant facts regarding the results obtained, it should be mentioned that the government must change the rules in the distribution of the territories to be granted in concession, taking as reference the macro-regions proposed in the competitiveness study prepared by CENTRUM Católica. Moreover, the sector must penetrate the market of unregulated customers so that it can generate greater diversification and obtain additional profitability in order to compensate the cost effectiveness of projects that are less profitable but necessary to supply the entire population / Tesis

171 h. : il. ; 30 cm. / La presente tesis define la formulación e implementación de un Plan Estratégico para la Industria Peruana de las Energías Renovables, con un plazo de desarrollo de 10 años hasta el 2027. En dicho plan se busca lograr la interacción de los diversos grupos de interés involucrados para desarrollar la industria a nivel nacional e internacional. Para ello, se definieron estrategias que se implementarán con el fin de alcanzar los objetivos de largo plazo. Desde el 2008, con apoyo del Estado, se iniciaron las subastas energéticas con la participación de empresas de energía renovable. Actualmente, llega a un 5% presentando la oportunidad de poder crecer de forma sostenible. Se identificó el alto potencial de la industria de energías renovables, debido a la creciente demanda nacional, y el desabastecimiento de energía eléctrica en algunas zonas del territorio peruano. La industria de energías renovables cuenta con varias ventajas competitivas; partiendo del uso de recursos renovables, los cuales ayudan a la conservación del medio ambiente y frenan el cambio climático; la diversidad geográfica y climatológica que tiene el territorio peruano para poder tener hasta seis tipos de fuentes de energía; y la estabilidad económica, la cual hace atractiva la inversión. Como consecuencia del diagnóstico y análisis de la industria desde el entorno y el intorno de la misma, se plantea la implementación de estrategias específicas externas, mediante políticas definidas para alcanzar los objetivos de largo plazo orientados a incrementar las ventas, maximizar la rentabilidad y generar mayor empleo. Para la ejecución del plan se definieron objetivos de corto plazo, donde la capacidad y recursos de la industria apoyarán en forma conjunta el logro de forma exitosa y sostenible / This thesis defines the proposal and implementation of a Strategic Plan for the renewable energy industry in Peru, with an estimated development time range of 10 years (until 2027). The plan aims at developing the industry at a domestic and international level through the interaction of the diverse interest groups. For this purpose, attainable, challenging, long-term and realistic targets were defined, which are accompanied by powerful strategies to achieve such targets. The renewable energy industry in Peru shows a high market potential mainly due to the growing domestic demand and the vast amount of Peruvian territory pending electrical energy supply. It started in Peru in 2008 with the government support through the participation of the renewable energy companies in the energy auctions. This participation currently reaches 5% of the total energy consumption levels which clearly shows a sustainable potential market growth. The renewable energy industry consists of multiple competitive advantages such as: the use of renewable resources (those of which help preserve the environment and slow down climate change), the Peruvian territory (which features geographic and climatic diversity that provides up to six different types of energy sources) and Peru’s economic stability which attracts potential investments in the country. As a result of the internal and external analysis of the industry, specific external strategies were proposed for implementation through defined rules in order to reach the long-term goals aimed to increase sales, maximize revenue and generate higher employment rates. During the plan’s execution, short-term goals were defined where the industry’s resources assisted in accomplishing the successful execution of such / Tesis

En la actualidad, la demanda del consumo de energía eléctrica se ha incrementado significativamente. Este fenómeno se ha presentado tanto en el sector doméstico como en el sector industrial. Por lo que es necesario, la construcción de nuevas fuentes energéticas para satisfacer las demandas actuales. Asimismo, se debe considerar el tiempo, el costo y el impacto ambiental que ocasionaría la construcción de las mismas. Ante este hecho, se plantea establecer planes de ahorro de energía eléctrica con ayuda de sistemas inteligentes en instalaciones domésticas para uso racional de la energía eléctrica, como una alternativa eficaz para no recurrir a nuevas fuentes energéticas. En la presente tesis, se tiene como objetivo el diseño de un sistema inteligente por medio de algoritmos de aprendizaje por redes neuronales que permita el uso racional y eficiente de la energía eléctrica en el sector doméstico. El desarrollo de la tesis incluye diseñar dispositivos que nos permitan medir la potencia eléctrica consumida. Estos dispositivos se desarrollarán con la ayuda de un conjunto de sensores de potencia. Como también el diseño y simulación de sensores de presencia que nos permita monitorear la presencia del usuario. En cuanto al control inteligente se desarrollará algoritmos de aprendizaje basadas en redes neuronales, de tal forma que sean capaces de aprender del horario de la rutina del usuario. También, se incluye el diseño de una interfaz adecuada con el usuario que permita el ingreso de datos para su procesamiento y visualización. Además, el diseño de un protocolo de comunicación más adecuada orientada a la domótica. Finalmente, se desarrollarán simulaciones y pruebas del funcionamiento del sistema inteligente, como los dispositivos desarrollados como el conjunto de sensores y el control inteligente. / Tesis

Ingeniero Civil Electricista / Chile actualmente necesita expandir su oferta de electricidad, ya que año tras año aumenta de manera considerable su demanda. Por lo anterior, se requiere definir constantemente una matriz energética confiable y sustentable a largo plazo, promoviendo de esta forma la generación eléctrica por medio de recursos renovables no convencionales. La aparición de estas tecnologías, pone en duda el real impacto que ellas provocarán en la forma de operar en las empresas distribuidoras. Por otra parte, las condiciones de calidad de suministro eléctrico se encuentran meridianamente establecidas en la normativa vigente, se espera que próximamente sean complementadas. El presente trabajo de título entrega, en forma clara y simplificada, una clasificación de los principales tipos de generación por medio de Energías Renovables No Convencionales, junto con introducir el concepto de Generación Distribuida (GD). Además, se efectúa una revisión detallada de las leyes, decretos y normas nacionales que se relacionan con la GD, abarcando desde su comienzo con la Ley Corta I hasta la Ley 20.571 aprobada en el Congreso en el año 2012, pasando por la propuesta de Norma Técnica de Calidad y Servicio para los Sistemas de Distribución. Para establecer el impacto que causa la interconexión de dos generadores distribuidos en cada uno de los alimentadores rurales implementados, se efectúan simulaciones con el programa Power Factory de DigSILENT. Para esto se realiza un cálculo de flujo de carga, un cálculo de cortocircuito y un estudio de transientes. De los resultados y análisis se obtiene lo siguiente: Al conectar los GD al final de los alimentadores, se observa que las pérdidas en las líneas son aproximadamente un 50% menos. Al aplicar el cortocircuito trifásico en la cabecera de los alimentadores interconectados con GD igual o menor al 20% de la capacidad del conductor, no es necesario invertir en nuevos equipos de protección pues estos, ya despejan fallas mayores a las establecidas. Se constata la necesidad de desconectar los GD antes de los 2 [s]. El motivo corresponde a la pérdida de la calidad de suministro ya que los límites de voltaje y frecuencia se salen bruscamente de los rangos establecidos de la normativa vigente. Como trabajos futuros, se propone el estudio detallado de la interacción entre GD, incorporando coordinación de protecciones, equipos reguladores e integración de las redes inteligentes. Sobre la base de lo anterior, este trabajo entrega una guía que permite operar técnicamente más de un GD y establece nuevos lineamientos para aprovechar las virtudes que trae consigo los GD en las redes de distribución.

Ingeniero Civil Eléctrico / En los últimos años, la capacidad instalada de energías renovables en Chile ha crecido sostenidamente y cada vez más empresas están invirtiendo en estas tecnologías. Sin embargo, todavía existen barreras de entrada en varias etapas de estos proyectos y en particular en las etapas tempranas. Algunas de estas barreras están relacionadas con el acceso a información, como por ejemplo conocer la institucionalidad o tener una intuición de cuál será el comportamiento del sistema eléctrico en el presente y en el futuro. En este contexto, el presente trabajo propone una herramienta de acceso público que contribuya a derribar barreras de entrada al mercado eléctrico chileno, en particular en lo referente a la operación futura del sistema de transmisión troncal. La herramienta propuesta tiene tres funciones principales: estimar peajes de transmisión troncal, mostrar información del pago de peajes por tramos para las empresas y centrales existentes y ofrecer un acceso vía internet a estos análisis. Para lograr esta herramienta, se programó una rutina de cálculo de prorratas y peajes en DeepEdit (Plataforma de simulación del Centro de Energía), que como datos de entrada utiliza simulaciones de la operación de largo plazo mediante la herramienta PLP (Programación de Largo Plazo). La herramienta es validada a través de un caso ejemplo y utilizada para el estudio de peajes de transmisión troncal en el sistema nacional: permite calcular los peajes atribuibles a centrales existentes como asimismo una estimación asociada a futuros proyectos. Utilizando esta rutina se obtuvo resultados de costos de peajes de transmisión troncal en el SIC para dos casos: SIC interconectado con el SING mediante el tramo Mejillones - Cardones 500 y SIC sin inteconexión. Estos resultados son incorporados al sitio web www.peajeselectricos.com de acceso público especialmente creado para este fin. El sitio web consta un estimador de peajes y un explorador de peajes. El primero permite hacer estimaciones de costo de peajes de transmisión troncal para una central de cualquier tecnología en cualquier barra del sistema y el segundo permite ver estimaciones de pago de peajes de tranmisión troncal para generadores y empresas en el SIC. Utilizando el sitio web, con el fin de mostrar uno de los posibles usos del estimador de peajes, se analiza el costo que tendría que pagar una central fotovoltaica de 25MW en las barras Diego de Almagro 220 y Pan de Azúcar 220, obteniéndose que para esta central el costo de transmisión troncal sería un 66 % más caro en la barra Diego de Almagro 220 para el caso con interconexión, y un 63 % en el caso sin interconexión. Este tipo de resultados del estimador de peajes, usado en conjunto con el explorador de peajes, permite disponer de una idea bastante clara del comportamiento del pago de peajes en el SIC. Estos resultados pueden ser incluidos en estudios de prefactibilidad de proyectos de generación en el SIC, lo que se espera sea un aporte a derribar barreras de entrada a nuevos actores al sistema eléctrico. Como trabajo futuro se recomienda expandir las funcionalidades de la herramienta, tanto a nivel de los casos de estudio como en la precisión de las estimaciones de peajes.

La eliminación de los residuos urbanos y los tratamientos ineficientes que estos reciben, es la preocupación principal en la sociedad actual. La degradación ambiental y el cambio climático están afectando seriamente el desarrollo ambiental y amenazando todas las perspectivas de futuro de nuestros pueblos. El crecimiento tecnológico y el aumento acelerado de la población ha producido grandes presiones sobre el ecosistema terrestre, lo que ha llevado a buscar soluciones para evitar el agotamiento de los recursos, y a promover el desarrollo sostenible. En la región Lambayeque existen comunidades que se ven afectadas directa e indirectamente por la cercanía a la disposición de los efluentes urbanos, ya que éstos son tratados en lagunas anaeróbicas o eliminados al mar sin ningún tratamiento previo; lo que ha ocasionado la emisión de gases de efecto invernadero y están afectado la vida de las especies. Esto nos ha llevado a buscar soluciones sostenibles al tratamiento de los residuos y mejorar la calidad de vida de las comunidades. Por ello, en el presente trabajo de investigación se plantea tratar las aguas residuales usando reactores UASB que producen biogás y éste será utilizado en la generación de energía eléctrica, lo cual representa una opción viable para mejorar el entorno ambiental, social y las condiciones de salud de las poblaciones cercanas a las zonas de tratamiento, como las lagunas de oxidación de la empresa Epsel cercanas al distrito de San José.

Ingeniero Civil Eléctrico / En el marco del proyecto OSIRIS (Optimal strategy to innovate and reduce energy consumption in urban rail systems) se desarrolló una herramienta computacional que permite, entre otras cosas, calcular una curva de velocidad óptima para la operación de un tren la cual minimice la energía de tracción, la potencia máxima, el trabajo total o cualquier otro objetivo operacional que sea factible de expresar mediante un modelo matemático, cumpliendo las restricciones operacionales tales como los tiempos de viajes y las velocidades máximas interestación. El cálculo de dicha curva fue realizado de tres maneras distintas. El primer algoritmo fue programado en MATLAB e implementado en el software del proyecto OSIRIS. Este modelo heurístico propone una estrategia de conducción mediante cuatro fases: Tracción, mantención de velocidad, marcha inercial y frenado. El segundo modelo fue escrito en C++, para verificar ciertas simplificaciones del primer algoritmo. En las que se probó, dada cierta cantidad de metros, las decisiones que un conductor debe tomar. Por otro lado, el tercer modelo matemático está basado en la teoría del control óptimo. Para esto fue necesario usar el software de código abierto BOCOP para resolver las ecuaciones diferenciales del problema. En este modelo, las variables de control son el porcentaje del esfuerzo máximo de tracción y de frenado del tren. Los modelos fueron comparados mediante dos casos: Uno y dos límites de velocidad interestación. De las simulaciones se pudieron apreciar los tiempos de computo, la precisión y la aplicabilidad práctica. Para validar el primer modelo heurístico, se estudió la operación de un día del Metro de Valparaíso con la curva óptima y un perfil que minimiza los tiempos de viaje (curva rápida). De este modo se pudo analizar el potencial de ahorro energético de dicho sistema ferroviario comparando su operación con ambos perfiles, el cual se estimó un 25\% de reducción en la energía consumida en tracción. Finalmente se analizó la operación del sistema desde el punto de vista eléctrico, calculando la potencia instantánea requerida en tracción de las subestaciones de rectificación y el perfil de tensiones mínimas en la vía. Se pudo concluir que la curva óptima aliviana las exigencias de la infraestructura eléctrica del sistema. Actualmente modelo heurístico está incorporado a la herramienta OSIRIS, funcionando correctamente y validado por los integrantes del proyecto. Nuevas versiones y mejoras se harán a partir de las experiencias y retroalimentaciones de los usuarios del programa.

Ingeniero Civil Eléctrico / La pronta llegada de los eventuales proyectos energéticos que se planifican en la XI región de Aysén ha planteado el desafío de transportar grandes bloques de potencia a través de largas distancias, hacia los centros de consumo que se concentran en el SIC. La tecnología que permite posibilitar esto de manera eficiente es la transmisión en corriente continua en alto voltaje, conocida como HVDC (High Voltage Direct Current). La tecnología HVDC se puede considerar como una tecnología madura. Sin embargo, en nuestro país es un tema relativamente nuevo que se debe abordar para entender el funcionamiento del enlace y los problemas asociados. Esta memoria está divida en tres partes principales, la primera, relacionada con la física del efecto corona, clasificación y características; por otra parte, la segunda, tiene como objetivo estudiar en forma teórica algunos de los mecanismos de medición de campo eléctrico generados por líneas de transmisión en corriente continua, los cuales requieren distintos tipos de consideraciones. En la tercera parte, se incluye una comparación de varios medidores y su puesta a prueba en las líneas HVDC bajo diferentes condiciones de carga y/o campos estáticos. Utilizando un modelo afín para evaluar el comportamiento de los medidores bajo distintos escenarios, se determina cuáles de ellos presentan mejor estabilidad al realizar una o varias mediciones. Esto será muy importante a la hora de implementar o importar un equipo de medición de campo eléctrico utilizado en líneas HVDC.

El presente trabajo muestra una metodología para evaluar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia de manera ordenada, en especial para sistemas débilmente mallados y que presenten problemas asociados a la ruptura de algún enlace crítico. Este trabajo está principalmente dirigido a las personas que se inician en la especialidad de análisis de sistemas eléctricos de potencia. Para dicha evaluación se utiliza un conjunto de procedimientos para el análisis en estado estacionario y transitorio. En ese sentido, el trabajo denominado “Metodología de Análisis y Diagnostico para el Estudio de Operatividad de un Sistema Eléctrico de Potencia ante la Ruptura de algún Enlace Eléctrico que la Compone”, se distribuye en seis capítulos seguido de apéndices. El primer capítulo presenta una breve descripción de la metodología desarrollada, mencionándose los objetivos que se deben buscar en cada uno de los diversos tipos de análisis que la conforman enfocándose principalmente en las características típicas de un sistema débilmente mallado. Adicionalmente se presenta una descripción de la zona del sistema eléctrico peruano donde la metodología es aplicada. El segundo capítulo describe los problemas típicos que generalmente poseen los sistemas débilmente mallados, mostrando evidencias o antecedentes que sucedieron en el sistema eléctrico peruano. En el tercer capítulo se realiza una descripción teórica sobre cada uno de los diversos tipos de análisis que componen la metodología que se plantea desde el punto de vista del análisis de un sistema eléctrico de potencia en estado estacionario como transitorio. El cuarto capítulo detalla la metodología de análisis y diagnóstico que se desarrolla en el presente trabajo, mostrando la estructura de la composición que consta la implementación de esta metodología, donde se menciona los principales criterios técnicos para cada tipo de análisis, que sirven para evaluar y observar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia en especial uno débilmente mallado. El quinto capítulo muestra los resultados obtenidos al implementar la metodología al caso de estudio (“Anillo Tingo María”), resaltando los problemas típicos de un sistema débilmente mallado. Finalmente, el sexto capítulo extrae las principales conclusiones como resultado de aplicar la metodología del presente trabajo. / --- The present work presents an ordered methodology to evaluate the operativity of a power electrical system, in special a weakly meshed network and the problems associated to the open of some critical link. This work mainly is directed to the people who begin to analyse an electrical network. For this evaluation, a set of procedures to the analysis in steady and transitory state are used. In that sense, the name of the work is "Methodology of Analysis and Diagnostic to the Study of Operativity of a Power Electrical System with the Rupture of some Electrical Link". The work is presented in six chapters plus the appendices. First chapter presents a brief introduction about the typical characteristics of a weakly meshed network and a description of a particular zone of the Peruvian electrical system where the developed methodology is applied. After that, the main objective is descript altogether with the specifics types of analyses that conform the methodology. Second chapter describes typical problems that generally occur in weakly meshed networks, showing particular evidences or antecedents that happened in the Peruvian network. In chapter third a theoretical description is done with regard of each particular analysis that composes the methodology. The description is split in steady state and transitory state. The methodology is present in chapter forth, showing the structure or sequence that the engineer should follow in order to evaluate and observe the operational characteristics of an electrical power system, especially weakly meshed network. Chapter fifth shows the methodology applied to a study case ("Tingo Maria ring"), emphasizing the typical problems of a weakly meshed network. Finally, in chapter sixth the main conclusions of the present work are given.

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