Ingeniería Energética

Flux-based rotor position estimator for a switched reluctance motor in simulink

In the present paper a flux-based rotor position estimation algorithm was implemented using the Simulink development suite. The aforementioned method was selected because of the simplicity, robustness and low computational complexity of the algorithm. The design was implemented in several blocks, where each one of them represents a different stage in the rotor position estimation algorithm. The results were tested on a mathematical model for the WEKA SR-30102 switched reluctance motor. In order to accurately model its behavior, the non-linearity of the motor was taken into account. The mathematical equations that describe the mechanical and electrical properties of the motor were used in order to model the corresponding effects that occur inside the machine. A closed-loop operation was used using a classical implementation of a PID controller. To validate the results the output of the rotor position estimation block was compared against the rotor position and the results were analyzed

En el presente trabajo se implementó un algoritmo para la estimación de la posición de rotor en motores de reluctancia conmutada usando las concatenaciones de flujo en la herramienta de desarrollo Simulink. El método anteriormente mencionado fue elegido por su simplicidad, robustez y baja complejidad computacional. El diseño fue implementado en diferentes bloques, donde cada uno representa una etapa del proceso algoritmo. Los resultados fueron probados en un modelo matemático para el motor WEKA SR-30102. Con el objetivo de modelar precisamente el comportamiento del motor se tomaron en cuenta las no linearidades propias de este tipo de motor. Se usaron las ecuaciones matemáticas que describen el comportamient eléctrico y mecánico para modelar el comportamiento interno del motor. Se usó una implementación clásica de un controlador PID para la operación a la lazo cerrado del accionamiento. Para validar los resultados, la salida del bloque para la estimación de la posición se comparó con la posición real, analizando los resultados obtenidos

Influence analysis in the inclination angle into the photovoltaic power plant generation

En el presente trabajo se analiza cómo influye el ángulo de inclinación en los módulos solares sobre la generación de una central fotovoltaica, utilizando como herramientas las simulaciones con el programa PVSYST y las mediciones reales en diferentes instalaciones en Cuba. En este sentido, se simulan las centrales en su diseño original, y se comparan los resultados con las mediciones reales obtenidas en dichos parques. Para cumplir con el objetivo principal de la investigación se realizan simulaciones para diferentes ángulos de inclinación y se observa la variación de la generación de electricidad, así como se realiza la comparación de todos los resultados obtenidos entre sí en busca de seleccionar la variante más adecuada para Cuba. Los resultados del trabajo concuerdan con las principales investigaciones a nivel mundial sobre esta temática, o sea, el ángulo de inclinación óptimo es igual a la latitud del lugar donde se van a instalar los parques fotovoltaicos

This paper analyzes the influence of the inclination angle of solar modules on the generation of the grid-connected photovoltaic system. The simulations were made with the PVSYST program as well as the real measurements in different operating systems. In this sense, the studies system in the original design were simulated, and were compared with the results obtained by the real measurements at the aforementioned photovoltaic system. The simulations for different inclination angles and their influence on the variation of the electricity generation of the photovoltaic power system was made, as well as, it is carried on the comparison of all obtained results among themselves in search of selecting the best-suited variant for Cuba, in order to fulfill the main objective of the investigation. The main results of this work agree with the most investigations on this subject matter, that is, the optimal inclination angle will be equal to the latitude where place photovoltaic power system

Optimum scheduling of generator preventive maintenance of power system with wind presence

El objetivo del trabajo fue programar el mantenimiento preventivo de las unidades generadoras de un sistema de potencia con un modelo de optimización que minimiza el costo de operación y mantenimiento. Para modelar el costo de operación de las unidades se utiliza una función cuadrática y para el mantenimiento una función lineal, ambas dependen de la demanda del sistema. Las propuestas de programación y la combinatoria que garantiza el menor costo de operación en el predespacho económico de las unidades son generadas con un algoritmo de optimización por enjambre de partículas. La función multi-variable no-lineal con restricciones que resulta como objetivo se optimiza mediante un método de programación cuadrática secuencial Cuasi-Newton que aproxima la Hessiana en cada iteración por diferencias finitas. El trabajo muestra como el margen de reserva del sistema afecta la programación del mantenimiento preventivo de un sistema de potencia con presencia de fuentes no convencionales de energía

The objective of the work was to program the generator preventive maintenance of a power system with an optimization model that minimizes the cost of operation and maintenance. A quadratic function is used to model the operation cost of the units, and for the maintenance a linear function, both depend on the demand of the system. The programming proposals and combinatorial that guarantee the lowest cost of operation in the unit commitment are generated with a particle swarm optimization algorithm. The nonlinear multi-variable function with constrained that results in the modeling is optimized by a Quasi-Newton sequential quadratic programming method that approximates the Hessian in each iteration by finite differences. The work shows how the reserve margin affects the scheduling of preventive maintenance of a power system with the presence of unconventional sources of energy

The competences training generalization to organize and performing the metrological assurance

El sector energético cubano presenta un acelerado crecimiento en las capacidades generadoras con combustibles fósiles y la adquisición de tecnologías en base a las fuentes renovables de energía. Este sector ha sido pionero en la aplicación de la norma cubana NC Guía 857 y la resolución 224/2014 del CITMA. La implantación de esta norma permite el fortalecimiento en la integración del sistema de ciencia, tecnología e innovación, el desarrollo de recursos humanos, la metrología, normalización y la calidad, en los procesos inversionistas, a partir de la regulación del proceso de organización y ejecución de los programas de aseguramiento metrológico. En el trabajo se muestran los principales resultados obtenidos por el INIMET en la generalización del programa para la formación de competencias a especialistas de Metrología y directivos en empresas priorizadas de diferentes sectores de la economía, con énfasis en el energético

The Cuban energy sector presents an accelerated growth in fossil fuel generating capacities and the acquisition of technologies based on renewable energies. This sector has been a pioneer in the application of the Cuban norm NC Guide 857 and resolution 224/2014 of the CITMA. The implementation of this regulation allows the strengthening of the integration of the science, technology and innovation system, the development of human resources, metrology, standardization and quality, in the investment processes, from the regulation of the organization and execution process of the metrological assurance programs.The paper shows the main results obtained by the INIMET in the generalization of the program for the training of competencies to Metrology specialists and managers in prioritized companies from different sectors of the economy, with an emphasis on energy sector

Analysis of the magnetic field in a hospital institution

Los daños ocasionados por el exceso de la radiación de campos electromagnéticos se han convertido en un problema de salud mundial, siendo los niños unos de los mas propensos a contraer enfermedades por esta causa. En este trabajo se comprobó el ambiente electromagnético de cuatro cubículos de internamiento de la sala de terapia intensiva del hospital pediatrico ¨William Soler¨. Se utilizó para este propósito un gaussímetro modelo Emdex II para realizar las mediciones, herramientas informáticas para procesar los datos obtenidos en ellas y las recomendaciones del 2010 emitidas por la Comision Internacional Para La Protección Contra Las Radiaciones No Ionizantes ( por sus siglas en inglés ICNIRP) como patrón para hacer comparaciones, las mediciones se realizaron según protocolos descritos en literaturas científicas y acorde con lo recomendado por la normas epidemiológicas del Ministerio de Salud Pública (MINSAP) cubano. Los valores medidos no sobrepasaron a los recomendados por la ICNIRP

The damage caused by excess to electromagnetic fields radiations are the global health problem being the children the most, afected by this reason. In this work was checked the electromagnetic enviroment of 4 internment cubicle of William Soler Hospital intensitive terapy room, for it purpose was used Emdex II gaussimeter in order to make measurements,computer tools to process the data obtained in them and the recommendation emited by international commission for the protection against non-ionizing radiation (ICNIRP) in 2010 as a standard for comparisons, the measurementwere maked according to the established by protocol in cientific literature, according to hepidemiology standard of cuban health Ministry. The result of the measurement obtained were lower than recommended by ICNIRP, so the result are positive

Systemic analysis of the selection of renewable energy installations in isolated territories

En el trabajo se presentan resultados investigativos obtenidos por los autores en la solución de la tarea de selección óptima del equipamiento en medios de energía renovable para satisfacer las necesidades de un territorio y de cada una de sus partes a partir de las ofertas disponibles en el mercado y de las disponibilidades de recursos energéticos en el territorio. Se realiza un estudio de los trabajos de investigación existentes, vinculados a la selección de instalaciones energéticas, a partir de los que se establecen los antecedentes, se hace un análisis sistémico de la tarea de selección de instalaciones energéticas, se determina el modelo matemático conceptual para la tarea, su complejidad y el esquema de su descomposición para las condiciones próximas a las del territorio del municipio Ganda, Benguela, Angola, tomado como caso de estudio del presente trabajo

The work presents research results obtained by the authors in the solution of optimal selection of renewable energy equipment task to meet the needs of a territory and each one of its parts from the offers available in the market and of the availability of energy resources in the territory. It is carried out a study of the existent research works, linked to the selection of energy installations, starting from those the antecedents settle down. A systemic analysis of the task is made, the conceptual mathematical model for the task, it complexity and the decomposition outline were determined for conditions close to the those that are present in the municipality of Ganda, Benguela province, Angola, taken as Study Case

Energy payback time of crystalline silicon photovoltaic systems in Costa Rica

Costa Rica ha asumido el compromiso de alcanzar la carbono-neutralidad, su matriz energética, con niveles bajos de emisión de gases de efecto invernadero ha sido de importancia para cumplir este objetivo. Ante la introducción de nuevas tecnologías de generación, se evalúa el impacto de cada sistema, aun de tecnologías consideradas como limpias. En este artículo se estima el tiempo de recuperación de la energía (EPBT, por sus siglas en inglés) de sistemas fotovoltaicos basados en silicio cristalino (monocristalinos y policristalinos), para cinco ubicaciones diferentes. Se presentan los supuestos utilizados; mediante un análisis de la energía invertida en la fabricación, transporte y disposición final, se contrapone la energía generada al utilizar el sistema fotovoltaico, desde una perspectiva de evaluación de ciclo de vida. El parámetro EPBT se estima entre los 2,7 años y los 3 años, esto permite valorar el balance de energía en la etapa inicial de operación de un sistema fotovoltaico en Costa Rica

Costa Rica is committed to obtain carbon neutrality; its low level emission energy matrix has been a major contribution in order to accomplish this objective. However, since new power production technologies have been introduced, it is necessary to assess their impact and emissions, even though these are considered as clean technologies. In this paper energy payback time (EPBT) values are estimated, specifically for crystalline silicon photovoltaic systems (monocrystalline and multicrystalline), installed in five different areas throughout the country. Assumptions on the energy consumed for manufacture, transportation and final disposition are stablished in order to quantify EPBT, in contrast with energy produced when using the photovoltaic system. Findings are described from basic Life Cycle Assessment (LCA) perspective. EPBT calculated values range from 2,7 to 3 years, this is important to balance energy during the first stage of a photovoltaic power plants production in Costa Rica

Determination of the overall heat transfer coefficients comparing the LMTD and ε-NTU methods

Los procesos de transferencia de energía térmica son problemas importantes a resolver en el campo de la ingeniería. En este ámbito, los intercambiadores de calor son uno de los equipos más usados en la industria. La presente investigación se realizó en un sistema de enfriadores de sulfuro de hidrógeno en explotación, con el objetivo de determinar los coeficientes globales de transferencia de calor mediante dos métodos, aplicando el procedimiento de experimentación pasiva. Con el método de la Diferencia de Temperatura Media Logarítmica (DTML) se obtuvieron valores que oscilaron entre 11,1 y 73,3 W/(m²·K) , comparados con 11,0 y 58,9 W/(m²·K) al aplicar el método de la Efectividad-Número de Unidades de Transferencia (ε-NUT). Aunque los resultados obtenidos fueron similares, para la evaluación térmica del sistema de enfriadores estudiado se recomendó emplear la aproximación de la DTML, utilizada por la mayoría de los investigadores

Thermal energy transfer processes are important problems to be solved within the engineering field. In this respect, the heat exchangers are one of the industry most-used equipment. Current research was carried out in an online system of hydrogen sulphide gas coolers, in order to determine the overall heat transfer coefficients by two methods, applying the passive experimentation procedure. Values calculated by means of the Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD) method vary between 11,1 and 73,3 W/(m²·K) , as compared to 11,0 and 58,9 W/(m²·K) when applying the Effectiveness-Number of Transfer Units (ε-NTU) method. Although similar results were obtained, it was recommended to use the LMTD approach for thermal evaluation of studied coolers system, which is used by most researchers

Protections of Cayo Santa María Subestation

El Sistema Eléctrico Aislado Cayo Santa María (SEACSM), ubicado en el norte de la provincia de Villa Clara, es de vital importancia económica para Cuba. Durante el año 2013 ocurrieron un grupo de averías que afectaron el servicio eléctrico brindado a la red hotelera. Este sistema es débil (por su condición de sistema aislado) y cualquier falla puede conllevar al colapso total del sistema o a la pérdida de un conjunto considerable de cargas. Es por ello que se decide instalar una moderna subestación, inaugurada en enero 2015 para ofrecer un suministro más confiable y estable. En este trabajo se analizan los resultados de los cálculos de los parámetros de ajuste de las protecciones MiCOM P142 y P143 de Areva T & D de la nueva subestación, de una tecnología muy moderna, que garantizarán la estabilidad y fiabilidad del sistema en cuatro variantes de operación posibles y ampliaránla capacidad de respuesta ante la ocurrencia de averías

The Electric System Isolated Cayo Santa María (SEACSM), located in the north of province of Villa Clara, is of vital economic importance to Cuba. During 2013, a group of faults occurred that affected the electrical service provided to the hotel network. This system is weak (due to its condition isolated system) and any failure can lead to the total collapse of the system or loss of a considerable set of loads. That is why it is decided to install a modern substation, which opened in January 2015 to provide a more reliable and stable supply. In this paper we analyze the results of the calculation of the adjustment parameters of the MiCOM P142 and P143 protections of Areva T & D of the new substation, of a very modern technology, which ensure the stability and reliability of the system in four variants of possible operating and expanding the capacity of response before the occurrence of faults