DSpace Comunidad :http://hdl.handle.net/20.500.14076/842024-03-29T10:22:53Z2024-03-29T10:22:53ZControl automático de generación adaptivo predictivo del sistema de potencia interconectado peruano en un mercado eléctrico desreguladoSacasqui Huaito, Marcos Roggerhttp://hdl.handle.net/20.500.14076/269102024-01-27T08:18:55Z2020-01-01T00:00:00ZTítulo : Control automático de generación adaptivo predictivo del sistema de potencia interconectado peruano en un mercado eléctrico desregulado
Autor : Sacasqui Huaito, Marcos Rogger
Resumen : Perú es un país del hemisferio sur del planeta que se ubica en la parte central y occidental de América del Sur. Internamente está dividido en varias regiones geográficas y políticas. Por ello, han sido necesarias interconexiones eléctricas en distintos niveles de tensión para conectar el centro del país con el norte y el sur. El área centro del país es donde se produce la mayor cantidad de energía eléctrica y donde se consume la mayor carga eléctrica, representada por empresas distribuidoras como son ENEL distribución Perú y Luz del Sur. Situaciones únicas ocurren en el sistema eléctrico peruano: el área norte y el área sur no se autoabastecen de energía. Necesitan importar el equivalente de un área y tres áreas completas para el norte y sur respectivamente teniendo en cuenta que la potencia base es igual a la suma de la potencia efectiva de las unidades que conforman un área. Esta realidad, donde las áreas norte y sur importan del centro cantidades importantes de electricidad, reviste de urgencia el estudio del control carga-frecuencia, también llamado control automático de generación, siendo este último una definición general y el tema de esta tesis doctoral.
En esta investigación se ha diseñado el sistema de control AGC adaptativo predictivo. Este diseño se ha verificado vía intensivos estudios de simulación. Este estudio abarca las siguientes características:
• Modelado del sistema eléctrico para fines de control automático de generación empleando SIMULINK de MATLAB, que comprende el modelado de tres áreas de control: norte, centro y sur, el modelado de las unidades de generación del sistema nacional, y el modelado de las interconexiones eléctricas.
• Para el control automático de generación se ha diseñado un controlador adaptativo predictivo basado en el modelo Non linear Extended Predictive Self Adaptive Controller. También han sido considerados los controladores tradicionales tipo Proporcional Integral optimizados con técnicas meta- heurísticas tale como algoritmos genéticos y optimización por enjambre de partículas. El controlador adaptativo predictivo ha sido configurado en los modos de operación centralizado y descentralizado. Los controladores tradicionales en modo de operación centralizado y descentralizado.
• Adicionalmente se han considerado los enfoques de mercado eléctrico tradicional y mercado eléctrico desregulado. Actualmente, el mercado eléctrico peruano es tradicional con elementos orientados a desregulación; es decir, presencia de distribuidores y contratos de generadores con usuarios libres.
• Se tuvo en consideración las fuentes energéticas renovables no convencionales eólico y solar.; Peru is a country of the Southern hemisphere of the planet that is located in the central and western part of South America. Internally it is divided into several geographical and political regions. Therefore, electrical interconnections at different voltage levels have been necessary to connect the center of the country with the north and south. The central area of the country is where the largest amount of electrical energy is produced and where the largest electrical load is consumed, represented by distribution companies such as ENEL distribution Peru and Luz del Sur. Unique situations occur in the Peruvian electrical system: the northern and southern areas are not self-sufficient in energy. They need to import the equivalent of one area and three complete areas for the north and south respectively taking into account that the base power is equal to the sum of the effective power of the units that make up an area. This reality, where the northern and southern areas import significant amounts of electricity from the center, urgently requires the study of load-frequency control, also called automatic generation control, the latter being a general definition and the subject of this doctoral thesis.
The adaptive predictive AGC control system has been designed in this research. This design has been verified via intensive simulation studies. This study covers the following characteristics:
• Modeling of the electrical system for automatic generation control purposes using MATLAB's SIMULINK, which includes modeling of three control areas: north, center and south, modeling of national system generation units, and modeling of electrical interconnections.
• An adaptive predictive controller based on the Nonlinear Extended Predictive Self Adaptive Controller model has been designed for automatic generation control. Also considered have been the traditional Proportional Integral controllers as well as controllers based on meta-heuristic techniques such as genetic algorithms and particle swarm optimization. The adaptive predictive controller has been configured in both centralized and decentralized modes of operation. Traditional and meta-heuristic controllers in decentralized operation mode.
• In addition, the traditional electricity market and deregulated electricity market approaches have been considered. Currently, the Peruvian electricity market is traditional with elements oriented to deregulation; that is, the presence of distributors and contracts with free users.
• Non-conventional renewable energy sources wind and solar, were taken into consideration.2020-01-01T00:00:00ZAnálisis y evaluación del bienestar térmico en el entorno de un poblado altoandinoMolina Castillo, Jessica Roxanahttp://hdl.handle.net/20.500.14076/267712023-12-06T13:23:45Z2022-01-01T00:00:00ZTítulo : Análisis y evaluación del bienestar térmico en el entorno de un poblado altoandino
Autor : Molina Castillo, Jessica Roxana
Resumen : Esta investigación evalúa y analiza el bienestar térmico de los pobladores de Imata, un centro poblado altoandino ubicado a 4500 msnm al sur del Perú. Además, define los rangos de bienestar térmico aceptables para los pobladores. La importancia de este estudio radica en ser la primera en realizarse en una zona altoandina, además verifica si los estudios actuales de bienestar térmico, cuyos autores afirman que pueden ser aplicados en forma universal, subestimando la capacidad adaptativa de las personas.
La recolección de datos se realiza con un dispositivo de bajo costo desarrollado para esta investigación, el cual registra información del voto de sensación térmica VST (escala con cinco estados: muy frio, frio, neutro, caliente, muy caliente) y la vestimenta de los pobladores, la temperatura, la humedad relativa del ambiente interior, la fecha y la hora, además permite recolectar información de los pobladores en ausencia de la investigadora. También se registraron datos a través de encuestas presenciales.
Los rangos de bienestar son determinados a partir de la media y la desviación estándar de cada conjunto de valores del VST para todos los datos registrados y según el nivel de actividad (pasiva o moderada). Con estos resultados, se proponen cuatro zonas de bienestar térmico las cuales son graficadas sobre la carta psicrométrica, siendo la zona 2 la que contiene mayor data experimental al poseer un rango más amplio de temperatura. Además, las zonas propuestas son contrastadas con estudios realizados por otros autores.
Asimismo, dos módulos de vivienda (M1 y M2) construidos en Imata con estrategias de calentamiento solar pasivo son analizados en base a medidas experimentales de 39 días. La simulación de ambos módulos con el software m2m permite determinar las temperaturas interiores del año 2019 y los horarios de bienestar dentro de los módulos. Por último, son estimadas la energía necesaria para alcanzar el bienestar térmico con la norma ISO 13790 y el aporte energético de cada elemento de la envolvente de los módulos. Incluso utilizando estrategias de calentamiento solar pasivo se requiere calor, principalmente durante periodo de la noche.2022-01-01T00:00:00ZWave energy resource for open sea conditions of the Peru basinDe La Torre Cortez, Dennys Dunkerhttp://hdl.handle.net/20.500.14076/267702024-01-04T22:55:10Z2022-01-01T00:00:00ZTítulo : Wave energy resource for open sea conditions of the Peru basin
Autor : De La Torre Cortez, Dennys Dunker
Resumen : Las tecnologías para convertir la energía de las olas en electricidad aún no están maduras y es necesario conocer las características ambientales de las olas en el área donde se instalarán. Las investigaciones que se ocupan del estudio de la energía undimotriz disponible pretenden reducir la incertidumbre que aún existe en la estimación de la energía undimotriz y su variabilidad. Esta tesis doctoral tiene como objetivo estudiar el recurso energético de las olas para condiciones de mar abierto en la Cuenca marítima peruana. Los métodos utilizados son el espectral, estadístico y numérico. Se propone un conjunto de criterios para evaluar el rendimiento de la energía de las olas y seleccionar una forma espectral estándar con un período de ola promedio para condiciones de mar abierto. Este estudio se realiza mediante el procesamiento de datos ambientales temporales de oleaje registrados durante 18 años por dos boyas en el Océano Pacífico Sureste específicamente en la cuenca marítima PERU BASIN. Los resultados muestran que la energía de las olas es predominantemente alta en el segundo y tercer trimestre. El valor promedio de la potencia de ola es superior a 15 kW/m durante todo el año. La dirección de las olas es principalmente suroeste (225°) la mayor parte del año. La energía anual se concentra en un rango limitado de alturas de olas y períodos de energía. La discrepancia de potencia de las olas es de aproximadamente 46% cuando la forma espectral y el período no se seleccionan de acuerdo con las condiciones de mar abierto. La energía de las olas en los lugares en estudio pasó la evaluación en base a los criterios sugeridos para evaluar su desempeño. Se espera que utilice dispositivos Pelamis, Power buoy y Wave Dragon para la recolección de energía de las olas en la Cuenca del Perú.El espectro marino se considera de banda ancha durante todo el año, por lo que es necesario calcular la altura de las olas en función del parámetro de amplitud espectral. Se propone un nuevo coeficiente para estimar la altura significativa de ola en la cuenca marítima del Perú. La potencia del oleaje direccional se concentra en más de la mitad del total omnidireccional propagado desde el Suroeste en junio, julio y agosto con una dispersión de 30°. La fórmula analítica que mejor estima la potencia de las olas se basa en el espectro de Bretschneider y el período de cruce por cero ascendentes con una subestimación del 8%. Se encontró que el coeficiente de calibración para el período pico converge a 0.8 en estados de mar de alta energía, para el período de cruce por cero ascendentes corresponde a 1.25. Por lo tanto, de acuerdo con los resultados y la discusión, el clima de olas en la Cuenca marítima del Perú es estable en el tiempo, con comportamiento estacional, baja variabilidad y muy predecible. Todo esto hace que la instalación de convertidores de energía de las olas sea atractiva o se considere favorable para continuar las investigaciones cerca de la costa de la Cuenca del Perú.; Technologies to convert wave energy into electricity are not yet mature, and they need to know the environmental characteristics of the waves in the area where they will be installed. Research dealing with the study of available wave energy aims to reduce the uncertainty that still exists in estimating wave power and its variability. This doctoral thesis aims to study the wave energy resource for open sea conditions in the Eastern South Pacific specifically in Peru Basin. The methods used are the spectral, statistical and numerical methods. A set of criteria is proposed to evaluate wave power performance and select a standard spectral shape with an average wave period for open ocean conditions. This study is carried out by processing temporary environmental data of waves recorded for 18 years by two buoys in the Peru Basin. The results show wave energy is predominantly high in the second and third quarters. The average value of wave power is greater than 15 kW/m throughout the year. The direction of the waves is mainly Southwest (225°) most of the year. Annual energy is concentrated in a limited range of wave heights and energy periods. The wave power discrepancy is approximately 46% when spectral shape and period are not selected according to open sea conditions. Wave energy at the locations under study passed the evaluation based on the criteria suggested for evaluating their performance. It is expected to use Pelamis, Power buoy and Wave Dragon devices for wave energy harvesting in Peru Basin.The sea spectrum is considered broadband all year round, requiring the wave height to be quantified depending on the spectral amplitude parameter. A new coefficient for estimating the significant wave height in Peru Basin is proposed. The directional wave power is concentrated in more than half of the total omnidirectional propagated from the Southwest in June, July and August with a dispersion of 30°. The analytical formula that best estimates the wave power is based on the Bretschneider spectrum and the zero-crossing period with an underestimation of 8%. The calibration coefficient for the peak period was found to converge to 0.8 in the high-energy sea states, for the zero up-crossing period corresponds to 1.25. Therefore, according to the results and discussion, the wave climate in Peru Basin is stable over time with seasonal behaviour, with low variability, and very predictable. All of this makes the installation of wave energy converters attractive or considered favourable for continued investigations near the coast of Peru Basin.2022-01-01T00:00:00ZMercados transfronterizos de electricidad: impacto de las políticas unilaterales de suficiencia de ofertaJara Caytuiro, Fabiolahttp://hdl.handle.net/20.500.14076/267692023-12-06T13:23:36Z2021-01-01T00:00:00ZTítulo : Mercados transfronterizos de electricidad: impacto de las políticas unilaterales de suficiencia de oferta
Autor : Jara Caytuiro, Fabiola
Resumen : La tendencia internacional y en la región sudamericana hacia formación de un mercado único de electricidad mediante la interconexión progresiva de mercados de países vecinos es el tema actual de investigación para identificar, comprender y resolver los problemas de las diferentes características y políticas energéticas adoptadas en los países. Sin embargo, cada país ha venido aplicando unilateralmente políticas diferenciadas de desarrollo energético y suficiencia de generación que han influenciado el comportamiento del mercado eléctrico interno, por lo que se presenta entonces el reto y la necesidad de estudiar los impactos de estas políticas cuando se acoplan los mercados de electricidad de países fronterizos. En esta tesis se investiga los efectos de la aplicación de éstas políticas unilaterales y aisladas de desarrollo energético, de subsidios a los combustibles, de la variación del precio de los combustibles, de suficiencia de oferta de capacidad de generación en base de fuentes renovables, no- renovables y de nueva tecnología; así como de la ampliación del interconector por los países fronterizos cuando interconectan sus mercados de electricidad, para diferentes escenarios futuros vinculando el corto plazo con el largo plazo. Con los objetivos de determinar si hay complementariedad energética entre los mercados de electricidad acoplados, conocer la evolución de sus matrices eléctricas de oferta y si son sostenibles y el comportamiento de los precios de la electricidad en el mediano y largo plazo.
Se determinó el impacto de los subsidios al precio de los combustibles, de los pagos por capacidad, de la ampliación del interconector, de la implementación de mayor capacidad de centrales hidroeléctricas en el acoplamiento eléctrico de Perú y Ecuador; así mismo, se determinó si existe complementariedad energética entre un país con política de desarrollo de generación termoeléctrica a gas natural y el otro con políticas hacia la implementación de plantas de generación con fuentes renovables no- convencionales y de la incorporación de la tecnología solar térmica de concentración (CSP) para el caso de interconexión eléctrica de Perú y Chile.
Para lo cual se ha implementado un modelo dinámico para sistemas complejos en base de la teoría de Dinámica de Sistemas, en la simulación se emplea el software Vensim en el modelo de expansión de la capacidad; y es retroalimentado con el modelo de despacho y cálculo del VPN realizado en Matlab.; The international trend and in the South American region towards the formation of a single electricity market through the progressive interconnection of markets of neighboring countries is the current topic of research to identify, understand and solve the problems of the different characteristics and energy policies. However, each country has been unilaterally applying differentiated policies of energy development and generation sufficiency that have influenced the behavior of the domestic electricity market, which is why the challenge and the need to study the impacts of these policies are presented when the electricity markets of border countries. This thesis investigates the effects of the application of including unilateral and isolated policies of energy development, fuel subsidies, the variation in the price of fuels, the sufficiency of supply of generation capacity based on renewable sources, non-renewable and new technology; as well as the expansion of the interconnector by the border countries when they interconnect their electricity markets, for different future scenarios linking the short term with the long term. In order to determine if there is energy complementarity between the coupled electricity markets, to know the evolution of their electricity supply matrices and if they are sustainable and the behavior of electricity prices in the medium and long term.
The impact of fuel price subsidies, capacity payments, the expansion of the interconnector, the implementation of greater capacity of hydroelectric plants in the electrical coupling of Peru and Ecuador was determined; Likewise, it was determined whether there is energy complementarity between a country with a development policy for thermoelectric generation with natural gas and the other with policies towards the implementation of generation plants with non-conventional renewable sources and the incorporation of concentrated solar power (CSP) technology for the case of electrical interconnection of Peru and Chile.
For which a dynamic model has been implemented for complex systems based on the theory of System Dynamics, in the simulation Vensim software is used in the capacity expansion model; and it is fed back with the dispatch and calculation model of the NPV carried out in Matlab.2021-01-01T00:00:00Z