Ingeniería Energética

EDITORIAL

Feasibility of the use of solar cooling of small capacity

En el trabajo se presenta la evaluación económica de la implementación de la climatización con empleo de la energía solar para las condiciones de radiación y temperatura ambiente en La Habana, Cuba. La evaluación se realizó para máquinas de pequeña capacidad (7-35 kW) las cuales se encuentran en el mercado internacional. El estudio se realizó empleando el tiempo de recuperación de la inversión y el ahorro en el ciclo de vida como criterios de medida. Además se analizó la influencia que tiene la relación volumen de almacenamiento/área de captación (V/A) sobre la fracción solar, la energía auxiliar, el costo de la energía ahorrada, ahorro de la energía primaria y ahorro en la cantidad de CO2 emitido. Se empleó el método P1-P2 para los cálculos económicos así como el método Φ-fchart para la obtención de la fracción solar. El precio del petróleo se varió entre los 100 y 200 $/barril.

This work presents an economical evaluation of implementing a solar air-conditioning system using solar energy in Havana, Cuba. It was studied the feasibility of systems of small and medium capacities (7-35 kW) of absorption refrigeration machines which be in the world market. The parameters that were taken for the feasibility were the payback time and life cycle savings. Also it was analyzed the influence of the ratio storage volume/solar collector area (V/A) on solar fraction, auxiliary energy, saved energy cost, saved primary energy and emitted CO2. Besides, it was used the P1-P2 method for the economical aspects and the Φ-fchart method in order to determine de solar fraction. The price of petroleum was varied from 100 to 200$/barrel.

Analysis and Modeling of Doubly Fed Induction Generators

Uno de los generadores eólicos de velocidad variable más utilizados en la actualidad es el generador de inducción doblemente alimentado (DFIG). En el presente trabajo se presenta un esquema de control del DFIG. El convertidor de potencia del lado de la red es modelado y controlado usando el vector de tensión orientado a los ejes dq, lo que garantiza que con la componente del eje d de la corriente se pueda controlar la potencia activa y, por consiguiente, la tensión del bus DC. La componente del eje q es forzada a cero para mantener un factor de potencia unitario. En el convertidor del lado del rotor se utiliza un control orientado al flujo del estator. Para la sincronización con la red se utiliza un método novedoso basado en el método GDSC-PLL (Generalizad delayed signal cancellation). Además, se presenta un análisis del comportamiento del DFIG, ante huecos de tensión

One of the variable speed wind turbines most commonly used today is the doubly feed induction generator(DFIG). A control scheme of DFIG is discussed in this paper. The power converter connected to the grid side (bus) is modeled and controlled using voltage vectororiented dq reference frame, whichguarantees that the active power can be controlled by the daxiscurrent component and consequently the DC bus voltage. The qaxis component is forced to be zero in order to ensurethe unitary power factor. Astator flux oriented control in the rotor circuit converter is used.A novel GDSC-PLL method is used in order to achieve an efficient synchronization with the grid.Onthe order hand, this paper presents an analysis about the DFIG (Double Feed Induction Generator) behavior during voltages sags

Application of Total Management Techniques of Energy Efficiency at the International Health Centre "La Pradera"

En este artículo se presentan los primeros resultados obtenidos de la aplicación de la Metodología de las Técnicas de Gestión Total Eficiente de la Energía en el Centro Internacional de Salud "La Pradera". Se realizó una caracterización energética del Centro, determinándose la estructura de consumo de los portadores energéticos. Se efectuó una investigación estadística de los datos del Centro durante los años 2010 y 2011, obteniéndose que el portador energético más influyente en el consumo de la instalación es la energía eléctrica. Se analizó la relación entre el índice de consumo kilowatt hora vs habitación-día-ocupada (kWh/HDO) para evaluar correctamente la eficiencia energética del centro, determinándose que la temperatura ambiente es un factor significativo en los consumos de electricidad, lo cual conllevó a la obtención de un nuevo índice de consumo que refleja acertadamente el comportamiento del consumo de energía eléctrica en función de los servicios prestados por esta entidad.

This article presents the first results of the application of the Methodology for Total Management Techniques of Energy Efficiency at the International Health Centre "La Pradera". It was realized an energetic characterization of the Centre, determining the structure of energy carriers consumption. It was conducted a statistical investigation of the data Centre during the years 2010 and 2011, giving the electricity as the more influential energy consumption of the facility. It was analyzed the relationship between kilowatt hour consumption rate vs day-occupied-room (kWh / HDO) to assess correctly the energy efficiency of the Centre concluding that the room temperature is a significant factor in the consumption of electricity, which led to the award of a new index that accurately reflects the consumption behaviour of electric energy consumption based on the services provided by this entity.

Combined Cycle Diesel-Steam as Power Plant Repowering: study case

La necesidad imperiosa de cubrir el déficit de generación eléctrica ampliando el potencial de generación con motores diesel a fuel oíl, cuya instalación requiere de muy poco tiempo, es una solución adecuada. La idea de aprovechar los nodos del sistema electro energético, como son las subestaciones y las centrales eléctricas, para instalar los grupos electrógenos es una solución apropiada. Pero en el caso de una central termoeléctrica, al montar estas instalaciones de forma independiente, no se aprovechan las posibilidades que la combinación de procesos ofrece como la disminución del consumo de combustible, y de la contaminación ambiental por unidad de energía producida. El presente trabajo explora la posibilidad de instalar plantas eléctricas diesel a fuel oil como ciclo combinado diesel-vapor. Se demuestra la conveniencia de instalar plantas eléctricas diesel a fuel oil como ciclo combinado diesel-vapor, aprovechando la sinergia que se logra por la combinación de los procesos térmicos.

The pressing need of covering generation deficit to satisfy the demand in the shorter possible time, by enlarging the generation potential with fuel oil fueled diesel motors, it's an appropriate solution. The idea of taking advantage of electric grid existent nodes facilities to place the generating electricity diesel motors is a non-unwise solution. But in the case of the node of steam power station place these motors in an independent way, don't take advantage of the possibilities that the processes combination offers, as the combined cycle diesel vapor for example. The work presented herein explored and showed the possibility of installing the electric diesel plants as a repowering the existing steam power plant by combined cycle diesel-steam taking advantage of the synergy achieved by thermal processes combination.

Partial analysis of wind power limit for large disturbance using fixed speed wind turbine

El Límite de Potencia Eólica (LPE) es la cantidad de potencia eólica que permite un sistema sin perder la estabilidad y depende principalmente de las características de los generadores eólicos y de las características del sistema en términos de debilidad. Conocer el comportamiento del sistema en régimen transitorio es sumamente importante; entre las condiciones que generan mayores problemas se encuentran el cortocircuito en las líneas de mayor transferencia de potenciay la salida de algún generador del sistema. El LPE cambia para cada condición y conocer el LPE considerando estas condiciones permite aprovechar al máximo la energía del viento. En el presente trabajo se analiza el comportamiento de generadores eólicos de velocidad fija para diversas condiciones transitorias de la red, utilizándose el sistema de prueba de 14 nodos de la IEEE para verificar la metodología en uso para el análisis a través de simulaciones implementadas en el software libre PSAT.

The amount of wind power that allow an electric network without losing his stability as known as wind power limit. The wind power limit fundamentally depends on the wind turbine technology and the weakness level of the system. To know the system behaviors in dynamic performance having into account the worst disturbance is a very important matter, a short circuit in one of the most power transference line or the loss of a large generation unit was a large disturbance that can affect system stability. The wind power limit may change with the nature of the disturbance. To know the wind power limit considering this conditions allow use the wind at maximum level. In the present paper the behavior of fixed speed wind turbine for different fault types is analyzed, at those conditions, the wind power is increasing until the system become voltage unstable. For the analysis the IEEE 14 Bus Test Case is used. The Power System Analysis Toolbox (PSAT) package is used for the simulation.

Feasibility of installation of connected photovoltaic systems to grid

Se muestra la posibilidad de implementar sistemas fotovoltaicos conectados a red en las áreas próximas a las centrales eléctricas para la generación distribuida en la provincia Santiago de Cuba, introducir alternativas de generación de energía, aprovechando los sistemas de transformación, distribución y subestaciones existentes, proponiendo una nueva visión con la explotación de la energía renovable, como alternativa viable de desarrollo sustentable.Se hace un análisis desde el punto de vista del ordenamiento territorial, de la capacidad que pudiera instalarse, así como las ventajas que traería el montaje de los sistemas renovables conectados a red. Los estudios se realizan a partir de la radiación solar que incide en las áreas próximas a la central eléctrica (CE) de San Luis, aportando los criterios sobre la cantidad de energía que se podría generar y la reducción de los gastos asociados al combustible fósil y los impactos ambientales.

The possibility is shown of implementing connected photovoltaic systems to net in the next areas to the electric power stations for the generation distributed in the county Santiago from Cuba, to introduce alternative of energy generation, taking advantage of the transformation, distribution and existent substations systems, proposing a new vision with the exploitation of the renewable energy, as viable alternative of sustainable development. An analysis is made from the point of view of the territorial ordination, of the capacity that could settle, as well as the advantages it would bring the assembly from the connected renewable systems to grid. The studies are carried out starting from the solar radiation that impacts in the next areas to San Luis power station, contributing the approaches on the quantity of energy that you could generate and the reduction of the expenses associated the fossil fuel and the environmental impacts.

Machine learning applied to the maintenance in high voltage breaker

La gestión del mantenimiento en las subestaciones eléctricas, así como en los interruptores de potencia ha evolucionado en el transcurso de los años de acuerdo a los equipos de medición de parámetros eléctricos y a las filosofías de mantenimiento mundial. El presente trabajo trata dichos avances desde una visión diferente, se utiliza la inteligencia artificial, específicamente el aprendizaje bajo incertidumbre para la toma de decisiones en la planificación del mantenimiento a los interruptores de potencia de una subestación. Se determina el índice de deterioro, los coeficientes de importancia del deterioro de cada tipo y del elemento del interruptor con la ayuda de los expertos. Posteriormente se obtienen los índices de membresías con los procesos correspondientes para la fusificación y defusificación; finalmente se realiza la evaluación de las reglas y defusificación para el tiempo de mantenimiento, implementando dicho método en diferentes interruptores de potencia.

Themaintenancemanagementinelectricalsubstationsovertheyearshasevolvedaccordingto the measurement equipment and the electrical parameters of global maintenance philosophies,andinparticularthehighvoltagebreakershavenotbeenleftbehind. This paper is such advances from a different vision, artificial intelligence, specifically machinelearning for decision-making in planning maintenance highvoltagebreakersused in a substation.It determines the rate of deterioration, the coefficients of importance of each type of the deterioration and the high voltage breaker element with the help of experts.Subsequently are obtained the membership rates with the corresponding processes for fuzzification and defuzzification;finally the rule evaluation and defuzzification for the time maintenance is performed, the method is appliance in different highvoltage breakers.

Obtaining of parameters for the analysis of the periodic ferrorresonance in distribution lines

La tendencia mundial actual es incrementar la tensión de los circuitos de distribución a los niveles habitualmente empleados en las líneas de subtrasmisión. Esto se hace para evitar los costos de una etapa más de transformación y las pérdidas de energía inherentes a estas. En estos casos, las distancias entre la subestación y los transformadores de distribución aumentan considerablemente, teniendo como inconveniente que, por la extensión de sus líneas, los valores capacitivos que estas alcanzan pueden provocar la resonancia magnética con los transformadores ante una operación de apertura o cierre monopolar de desconectivos o ante cualquier fenómeno desencadenante de la ferrorresonancia. Se presenta un estudio realizado para obtener los parámetros necesarios para predecir de forma analítica, la posibilidad de ferrorresonancia periódica en circuitos de distribución a partir del tipo de estructura, conductor, longitud de línea, configuración y parámetros de vacío de los transformadores empleados.

The worldwide present-day tendency is to increment the voltage of distribution circuits to the levels habitually used in the lines of sub-transmission. This is done to avoid the costs of another transformation stage and the inherent energy losses. In these cases, the distances between the substation and distribution transformers increase considerably, having the inconvenience that, for the extension of this lines, the capacitive values that these attain can provoke the magnetic resonance with transformers due to a single-pole opening or closing operation of brakers or any phenomenon that provoke ferrorresonnance. A study to obtain the necessary parameters to predict of analytical form, periodic ferrorresonance possibility in distribution circuits as from the kind of structure, conductor, length of line, configuration and no load parameters of the employed transformers, is presented.