Ingeniero Civil Electricista / La instalación de una central PMGD en un alimentador de distribución con mayor consigna de generación que demanda del alimentador, lejana de la cabecera y con una importante concentración de carga en los sectores aledaños, invierte el flujo de potencia activa implicando una fuerte dependencia del control de voltaje con el despacho de la central. La central solo puede controlar la tensión estableciendo un despacho de potencia reactiva que mantenga la magnitud de las tensiones en niveles dentro de la franja normativa. Esto disminuye los ingresos de la central debido a las ventas de energía y potencia. Cuando la central es desconectada abruptamente, se pierde la capacidad de control de tensión en el alimentador provocando desconexiones automáticas de cargas debido al bajo voltaje. La solución desarrollada para resolver estos problemas es instalar de forma anexa a la central un compensador estático de reactivos para sistemas de distribución (DSTATCOM) que inyecte o absorba de forma independiente los reactivos necesarios para controlar la magnitud de las tensiones en las barras en el alimentador. Para evaluar la factibilidad técnica de la instalación del DSTATCOM se comprueba que ante los problemas señalados, la normativa chilena referente a niveles de tensión y suficiencia de elementos serie se cumple al conectar el dispositivo. Para evaluar la factibilidad económica, se compara el aumento de las ganancias por mayor venta de energía con el monto total de inversión. Como resultado del trabajo de titulo, se concluye que la instalación del dispositivo DSTATCOM permite controlar la magnitud de la tensión en barras manteniéndolas dentro de la franja normativa. Además, el beneficio de instalar un dispositivo DSTATCOM posibilita el incremento de las ventas de potencia y energía al permitir regular el voltaje a través del dispositivo estático. Así, la central generadora puede despachar su unidad a su potencia activa máxima y con un factor de potencia igual a uno (f.p =1). En el caso práctico revisado en el presente trabajo, la central El Diuto conectada a la red de distribución de Coopelan, todas las inversiones son recuperadas en el quinto año luego del aumentar el punto de operación de la unidad generadora a su capacidad nominal máxima.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / El estudio de estabilidad en Sistemas Eléctricos de Potencia consiste en determinar la condición de operación del sistema luego de ocurrida una perturbación. El enfoque clásico considera tres tipos de análisis: Angular, Frecuencia y Voltaje. Los eventos de interés para la planificación y operación corresponden a salidas repentinas de unidades de generación y/o consumos, fallas en líneas de transmisión o transformadores, etc. En el estudio clásico de estabilidad angular de régimen permanente, las ecuaciones diferenciales y algebraicas que representan la dinámica del sistema, se linealizan en torno a un punto de operación estable. En tal caso, el análisis consiste en determinar los autovalores del sistema lineal equivalente, estableciendo como condición de operación estable aquella en que todas las partes reales estén en el semiplano complejo izquierdo. En este tipo de estudio se considera la ocurrencia de perturbaciones que afectan al sistema en un solo instante de tiempo, donde se determinan los autovalores y a partir de la ubicación de sus partes reales más cercanas al origen, se determina la condición de operación del sistema. En este trabajo se presenta una nueva metodología que permite generalizar el concepto de estabilidad de régimen permanente para el caso en que las perturbaciones son aleatorias y autosostenidas en el tiempo, descritas por un proceso estocástico tipo Markov. Dependiendo de la naturaleza de la perturbación, se proponen dos modelos de análisis: Multiplicativo y Aditivo. El Modelo Multiplicativo tiene como objetivo presentar una generalización del concepto de autovalor en sistemas lineales estocásticos, donde el Exponente de Lyapunov representa el equivalente de la parte real más cercana al origen de los autovalores en sistemas lineales deterministas. En este caso, se proponen e implementan métodos numéricos para calcular el Exponente de Lyapunov en sistemas lineales estocásticos. En esta representación se considera que las perturbaciones autosostenidas afectan la dinámica de las variables de estado del sistema. En base al Teorema Ergódico, en el Modelo de perturbación Aditivo se proponen tres indicadores que permiten caracterizar las perturbaciones aleatorias y autosostenidas que afectan la operación de régimen permanente: Desviación Angular, Rango de Desviación Angular Permanente y Costo de Pérdidas de Energía. Como aplicación de estos indicadores, se propone una metodología de ajuste a las ganancias de los controladores estabilizadores de potencia (PSS en inglés), considerando como criterio de diseño minimizar las pérdidas de potencia activa producto de las oscilaciones de régimen permanente. En esta representación se considera que las perturbaciones autosostenidas afectan los sistemas de comunicación y control durante la operación. Se presentan resultados para los sistemas de prueba con 3, 4 y 10 máquinas descritos en la literatura internacional. Para el caso del modelo Multiplicativo se implementan tres métodos numéricos que permiten determinar el Exponente de Lyapunov en sistemas eléctricos de potencia. Se identifica como aplicación el cálculo del tamaño máximo de la perturbación que hace al sistema inestable. Respecto al modelo Aditivo se utiliza el indicador Costo de Pérdidas de Energía para ajustar las ganancias de los controladores PSS en los sistemas de 3 y 10 máquinas. Los resultados obtenidos muestran que se reduce el Costo de Pérdidas de Energía, sin deteriorar la respuesta dinámica obtenida a partir de las técnicas deterministas. El trabajo de esta tesis presenta un nuevo enfoque para realizar estudios de estabilidad en sistemas eléctricos de potencia, sometidos a perturbaciones aleatorias y sostenidas en el tiempo. Como trabajo futuro se identifica mejorar los métodos de cálculo desarrollados, con el fin de realizar estudios de estabilidad en sistemas eléctricos con un elevado número de variables de estado.

Los transformadores de potencia, son equipos muy importantes dentro de los sistemas de potencia, motivo por el cual gran parte de los especialistas e ingenieros de diseño, operación y mantenimiento lo califican como el corazón del sistema eléctrico de potencia, ya que sin ellos no sería capaz de subsistir un sistema eléctrico de potencia y transportar la energía eléctrica grandes distancias en corriente alterna. Por tanto, verificar, probar y garantizar su operación es imperativo.

El objetivo de esta tesis es diseñar un inversor multinivel en cascada monofásico que genere a partir de un arreglo de baterías una tensión alterna de quince niveles pico a pico, cuyas magnitudes de las tensiones armónicas correspondientes a la tercera, quinta, séptima, novena, undécima, décimo tercera y décimo quinta armónica se vean reducidas y se mantenga por debajo de las tolerancias establecidas en la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos Peruana. / Tesis

La creciente preocupación por la calidad de producto (tensión) en los sistemas eléctricos industriales (minería) provoca que los responsables de su operación consideren la opción de instalación de equipos que inyecten energía reactiva al sistema. La presente tesis ha sido realizada con el objetivo de demostrar la influencia de la ampliación de demanda en la calidad del suministro del sistema eléctrico Quebrada Honda, Southern en los años 2017-2019. Bajo un método de investigación básico explicativo, debido a que el proceso del estudio consiste en examinar todos los componentes del sistema eléctrico, así establecer pautas y consideraciones de análisis relacionada con el tema en diferentes centros de producciones mineras donde las condiciones y experiencias sean similares en el tema que se desarrolla.

Ingeniero Civil Eléctrico / Hoy en día los países más industrializados producen casi toda su electricidad en centrales de gran envergadura basadas en combustibles fósiles. Estas generadoras aprovechan las economías de escala, tanto en la inversión como en la operación, pero tienen la desventaja de ubicarse lejos del consumo. De igual forma, los altos costos de los combustibles fósiles usados como insumo de las centrales tradicionales provocan un aumento en los precios de la electricidad. Es en este contexto que surgen las microrredes, las cuales se basan en la utilización de energías renovables junto a tecnologías tradicionales, conectadas al sistema de distribución y coordinadas de manera correcta, operando en forma aislada o en paralelo a la red. Actualmente estas microrredes se originan y constituyen en torno a un grupo electrógeno diésel existente en localidades de todo el mundo para aminorar el consumo de combustible. Un ejemplo de aquello es la microrred de Huatacondo diseñada e implementada por el Centro de Energía. A partir de lo anterior, en este trabajo se evalua el comportamiento de un generador diésel ante la presencia de variabilidad de los recursos renovables, como la energía eólica y la fotovoltaica. Específicamente se estima el uso de combustible de un grupo electrógeno para variados niveles de penetración de energías renovables, modificando su magnitud, cantidad y tiempo de retardo que existe entre una fluctuación y otra. Esto se ejecuta a través de un modelo en Simulink, elaborando distintos escenarios de variabilidad por medio de escalones de carga controlados manteniendo constante la producción de energía del generador. El principal resultado de esta investigación constata la diferencia en el consumo de combustible del grupo electrógeno ante las variaciones de carga simuladas, donde el mayor incremento está al aumentar el valor de la magnitud de los escalones. Pese a lo anterior, siempre existe un ahorro de combustible entre los casos con y sin inyección de energías renovables no convencionales. Parte de este trabajo es estudiar y poner en marcha un grupo electrógeno de 20 kW ubicado en el Laboratorio de Microrredes del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Chile. Además, se prueba y conecta un regulador de tensión en esta máquina para que opere a tensión nominal. Igualmente, como resultado de este proceso experimental es el diseño y construcción de un controlador de velocidad para el conjunto motorgenerador, el cual es probado satisfactoriamente para cumplir su propósito.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-05Bitstream added on 2014-06-13T20:21:18Z : No. of bitstreams: 1 moura_rf_dr_ilha.pdf: 1254278 bytes, checksum: 677c70fd86312d242054dec150169d11 (MD5) / Outros / Este trabalho trata da análise da estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência multimáquinas considerando a atuação de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESPs) e de controladores do tipo Power Oscillation Damping acoplados a dispositivos FACTS UPFC (conjunto UPFC/POD). Um de seus objetivos é analisar como o posicionamento dos zeros da função de transferência em malha aberta (FTMA) do sistema elétrico de potência influencia na localização e na capacidade dos controladores em introduzir amortecimento às oscilações de baixa frequência. De maneira usual, uma análise de sensibilidade, através do método dos resíduos fornece a localização para instalação do conjunto UPFC/POD e/ou ESP. Entretanto, será mostrado neste trabalho que a quantidade de amortecimento fornecido ao modo eletromecânico de interesse utilizando os controladores suplementares de amortecimento é limitada pelo zero da FTMA do controlador. Desta forma, o ESP ou o conjunto UPFC/POD instalado na melhor localização obtida através do método dos resíduos pode não fornecer o coeficiente de amortecimento desejado ao polo de interesse. Outro objetivo é o ajuste dos parâmetros destes controladores e são utilizadas duas técnicas, sendo uma baseada na compensação de fase e chamada de método dos resíduos. Também é proposta outra forma de ajuste, fundamentada em algoritmos genéticos. Para a execução desses estudos o Modelo de Sensibilidade de Potência é utilizado para a representação do sistema elétrico de potência. Resultados são apresentados para dois sistemas teste: sistema simétrico com 4 geradores, 10 barras e 9 linhas de transmissão e o sistema New England com 10 geradores, 39 barras e 46 linhas de transmissão / This work deals with the small-signal stability analysis of multimachine power systems considering the Power System Stabilizers (PSS) and Power Oscillation Damping (POD) performance. POD is coupled to the FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) UPFC (Unified Power Flow Controller). An analysis of the open-loop transfer function (OLTF) zeros of the electric power systems is carried out aiming to verify the influence of the OLTF zeros placement on the controllers location and ability to introduce damping to low frequency oscillations. In the usual way, a sensitivity analysis, using the residue method, provides the UPFC/POD and/or PSS location. However, will be shown in this work that the damping provided to interest eigenvalue using a supplementary damping controller is limited by the OLTF zeros placement. Thus, the PSS or the UPFC/POD installed in the best location obtained by the residue method cannot provide the desired damping coefficient to the interest pole. Another objective of this work is to evalmate the performance of the controller parameters tuning. Two techniques are used with this objetive. One of then is based on phase compensation and called the residue method. The second one is based on genetic algorithm method. For the execution of these studies the Power Sensitivity Model (PSM) is used to represent the electric power system. Results are presented for two test systems: a test system with 4 generators, 10 buses and 9 transmission lines and the New England System that has 10 generators, 39 buses and 46 transmission lines

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:02:44Z : No. of bitstreams: 1 262681.pdf: 7790957 bytes, checksum: 1d6de43a4c4cc1ed3e004c5dcb4a3748 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:22:57Z : No. of bitstreams: 1 83273.pdf: 7552952 bytes, checksum: 5ccc5dc9e740bcb7940f52319e4932bb (MD5) / Este trabalho tem pôr objetivo o estudo dos fenômenos e implicações do uso de modulação por largura de pulso em inversores de tensão a GTOs. O conversor escolhido para este estudo é um inversor trifásico de tensão. São analisados diferentes tipos de modulação por larguras de pulso e escolhido o que melhor se adapta ao GTO. É desenvolvido um comando isolado para o GTO que permite a reprodução, com poucas distorções, dos instantes de comutação previamente gravados em memória. Um circuito de ajuda a comutação adequado ao uso do GTO com modulação PWM é estudado e implementado. São apresentados resultados experimentais obtidos em um inversor trifásico a GTO com modulação PWM otimizada controlado por microprocessador.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-16T09:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:44:00Z : No. of bitstreams: 1 137944.pdf: 5607382 bytes, checksum: 7ed31fccb2f41738d5bc2abc5a1d3f0a (MD5)