http://hdl.handle.net/20.500.14076/85 Mon, 06 Apr 2026 23:11:13 GMT 2026-04-06T23:11:13Z http://hdl.handle.net/20.500.14076/28893 Título : Optimización del cultivo de Chlorella sp en agua residual municipal para la remoción de nutrientes y producción de biomasa Autor : Ortega Blas, Flor Maria Resumen : El presente estudio tuvo como objetivo optimizar el crecimiento de la microalga Chlorella sp. cultivada en agua residual municipal con el fin de remover los contaminantes y a la vez producir biomasa útil. En primer lugar, se seleccionó al género Chlorella sp. por sus cualidades sobresalientes en la remoción de nutrientes, productividad de biomasa y tasa de fijación de CO2 mediante la evaluación de una matriz de enfrentamiento de factores. Posteriormente se aplicó el método de superficie de respuesta tipo CCD-FC para identificar a los factores más relevantes que afectan el crecimiento de Chlorella sp. a nivel laboratorio. Los resultados mostraron que los factores más significativos, en orden de importancia, fueron: la iluminación, el tipo de medio de cultivo y el pH; y finalmente, se validó experimentalmente un modelo matemático basado en la cinética de consumo de un sustrato limitante por parte de las microalgas que coexisten con las poblaciones bacterianas presentes en las aguas residuales municipales. Los resultados del monitoreo de parámetros en 10 litros de agua residual municipal como medio de cultivo a condiciones óptimas fueron: iluminación de 18W, (20-25) % v/v de CO2, 6-7 de pH, 1000mL/min de tasa de aireación y 20% de inóculo en un fotobiorreactor rectangular con 10 L. mostraron altos porcentajes de remoción de nitrógeno (88.22% en forma de NH4+) y Fósforo (96.59%), así mismo se determinó una productividad de biomasa (0.2127 g Biomasa/L. día) y tasa de fijación de CO2 (0.2127 gCO2/L.día).; The present study aimed to optimize the growth of Chlorella sp. grown in municipal wastewater, in order to achieve greater nutrient removal and biomass production at the laboratory level. Firstly, the most appropriate genus of microalgae was selected, considering its ability to remove nutrients from wastewater, its high productivity and CO2 fixation rate. After a comparative evaluation using a factor confrontation table, it was determined that Chlorella sp. It is the most outstanding genus of microalgae. Secondly, the response surface method was applied to identify the most relevant operational factors that affect the growth of Chlorella sp. at the laboratory level. The results showed that the most significant factors, in order of importance, were: lighting, type of culture medium and pH. Thirdly, an optimized mathematical model that describes the growth behavior of Chlorella sp. was proposed and experimentally validated. based on nitrogen consumption as a limiting substrate. Finally, through constant monitoring of parameters, the following results could be obtained under optimal growing conditions: 18W lighting, use of municipal wastewater as culture medium and pH between 7.5-9. The results showed high percentages of nitrogen removal (88.22% in the form of NH4+), Phosphorus (96.59%) and at the same time biomass productivity (0.2127 g Biomass/L. Day) and CO2 fixation rate (0.2127 gCO2/L) notable day. Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/20.500.14076/28893 2024-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.14076/28769 Título : Concepción e implementación de servicios especiales de soporte de frecuencia, tensión e inercia virtual a la red eléctrica, en estaciones de recarga bidireccionales de vehículos eléctricos Autor : Paucara Prado, Jhonatan David Resumen : La integración de energías renovables a la red usando conversores estáticos genera problemas como la disminución en la inercia global y reducción de la calidad de la energía eléctrica. La reducción de inercia es un problema crítico dado que puede conllevar a que la frecuencia eléctrica salga de su rango de tolerancia, resultando en fallas en el funcionamiento de las cargas o en cortes de energía a gran escala. Para superar estas dificultades, se propone la implementación de funcionalidades como la inercia virtual, un soporte ante variaciones permanentes de frecuencia y/o de amplitud de tensión, así como de compensación reactiva y compensación armónica en los cargadores bidireccionales de vehículos eléctricos. Este trabajo propone una nueva estrategia de control para gestionar un sistema de almacenamiento híbrido compuesto por condensadores y baterías a través de un conversor de dos etapas con aislamiento galvánico pensado para cargadores externos (“off-board”). La estrategia propuesta gestiona un flujo rápido de potencia desde los condensadores y un flujo lento desde la batería para no afectar su tiempo de vida. Este trabajo muestra resultados experimentales, así como todo el proceso de diseño y simulación de la estrategia propuesta en un conversor de 2.5kW.; The integration of renewable energies into the grid using static converters generates issues such as a reduction in global inertia and power quality. System inertia reduction is a critical problem that can lead to grid frequency exceeding the acceptable range, resulting in undesirable load-shedding or even large-scale blackouts. To overcome these issues, the use of Electric Vehicle Bidirectional Chargers implementing functionalities such as Virtual Inertia (VI), long-term frequency support, voltage support by reactive power, and harmonics compensation, has been proposed as a possible solution. This paper proposes a novel control strategy to manage a hybrid energy storage system composed of DC- Link capacitors and battery, through an isolated two-stage CA-CC converter, intended for off-board chargers. The proposed strategy manages the fast dynamic from DC-Link capacitors and the slower dynamic from batteries so as not to affect its lifetime. Simulations and experimental results are presented for a 2.5 kW prototype to validate the proposed strategy. Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/20.500.14076/28769 2024-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.14076/28739 Título : Sintonización simultanea de los parámetros del regulador automático de tensión y del estabilizador de sistema de potencia utilizando una variante del algoritmo de optimización por enjambre de partículas Autor : Cabezas Huerta, Franklin Alfredo Resumen : En esta tesis se propone un nuevo algoritmo de optimización para el control óptimo de la tensión en los terminales de los generadores síncronos de los sistemas de potencia. Este control se consigue mediante la sintonización simultánea y óptima de los parámetros del Regulador Automático de Tensión (AVR) y del Estabilizador de Sistema de Potencia (PSS), los cuales son dos de los principales controladores empleados en los sistemas de potencia. El algoritmo propuesto se prueba en el Sistema Máquina Barra Infinita (SMIB) y se aplica al Sistema de prueba IEEE de 9 barras, este algoritmo consiste en una variación de la Optimización por Enjambre de Partículas (PSO), en el que se propone una nueva forma de calcular el factor de peso inercial (ω), empleando una función coseno que decrece exponencialmente al aumentar el número de iteraciones para luego crecer y volver a decrecer periódicamente. En el análisis de la respuesta temporal del sistema controlado se verifica que la aplicación del algoritmo propuesto permite al sistema estabilizarse bajo perturbaciones. Inicialmente, se realiza- ron pruebas utilizando el PSO clásico para abordar problemas típicos en los sistemas de potencia, lo cual proporcionó una base de comparación y destacó sus limitaciones, tales como el elevado número de iteraciones para conseguir la convergencia y la predisposición a entramparse en óptimos locales al abordar problemas de mayor envergadura. Posteriormente, el algoritmo propuesto fue aplicado a un problema más complejo de sintonización simultánea de los parámetros del AVR y del PSS, demostrando mejores resultados en términos de máximo sobrepaso (Mp), tiempo de establecimiento (ts), tiempo de subida (tr) y error en estado estacionario (Ess) en comparación con otros algoritmos. Estas mejoras destacan el rendimiento superior del nuevo algoritmo de optimización en relación con otros algoritmos derivados de PSO, reafirmando su efectividad e introduciendo avances significativos cruciales para la confiabilidad y eficiencia de los sistemas de potencia, particularmente para mantener la estabilidad y el rendimiento en condiciones operativas variables.; In this thesis, a new optimization algorithm is proposed for the optimal control of the voltage at the terminals of the synchronous generators of the power systems. This control is achieved by the simultaneous and optimal tuning of the parameters of the Automatic Voltage Regulator (AVR) and the Power System Stabilizer (PSS), which are two of the main controllers used in power systems. The proposed algorithm is tested in the Single Machine Infinite Bus (SMIB) system and is applied to the IEEE 9-bar test system, this algorithm consists of a variation of Particle Swarm Optimization (PSO), in which a new way to calculate the inertial weight factor (ω) is proposed, using a cosine function that decreases exponentially as the number of iterations increases, then grows and decreases again periodically. In the analysis of the temporal response of the controlled system, it is verified that the ap- plication of the proposed algorithm allows the system to stabilize under disturbances. Initially, classical PSO was tested to address typical problems in power systems, serving as a benchmark and highlighting its limitations, such as the high number of iterations to achieve convergence and the predisposition to get stuck in local optima when addressing larger problems. Subsequently, the proposed algorithm was applied to a more complex problem of simultaneous tuning of the AVR and PSS parameters, demonstrating better results in terms of maximum overshoot (Mp), settling time (ts), rise time (tr) and steady-state error (Ess) compared to other algorithms. These improvements highlight the superior performance of the new optimization algorithm relative to other PSO-derived algorithms, reaffirming its effectiveness and introducing significant advancements crucial for the reliability and efficiency of power systems, particularly for maintaining stability and performance under varying operational conditions. Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/20.500.14076/28739 2024-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.14076/28331 Título : Reconfiguración de redes de distribución de energía eléctrica, considerando las restricciones de operación y minimizando la perdida de potencia Autor : Puma Ttito, David Willian Resumen : Esta tesis desarrolla una metodología con un enfoque innovador para abordar el desafío de la reconfiguración de redes de distribución (RRD), con el objetivo de reducir la pérdida de energía a través de un método avanzado de optimización del enjambre de partículas tangentes hiperbólicas (HT-PSO). Este enfoque se distingue por la adopción de una novedosa función tangente hiperbólica, que limita efectivamente la tasa de cambio de los valores V (t+1) id es la probabilidad de que el resultado Xid sea 1 o 0, donde Xid representa la solución óptima del problema de optimización), ofreciendo una mejora significativa con respecto a los métodos tradicionales basados en la función sigmoidea. Permite también un mejor control de los valores de la tasa de cambio en las partículas entre [0.0-1.0] para descubrir las mejores soluciones. Otra característica clave de este nuevo enfoque es la integración de un parámetro ajustable, δ, en el HT-PSO, lo que mejora la adaptabilidad de la curva. La cuidadosa optimización de δ garantiza un control superior sobre la tasa de cambio en todo el rango operativo. Esta estrategia de control refinada eleva significativamente la eficiencia de los procesos de búsqueda y convergencia en RRD. El parámetro δ óptimo es determinado con un algoritmo basado en la suma de mínimos cuadrados para cada espacio selectivo de la malla sin realizar pruebas para establecer el valor óptimo del parámetro añadido. Por otro lado, se realizó la implementación de los sistemas de distribución de 33 y 94 barras en el software OpenDSS para poder realizar las simulaciones y evaluar la nueva metodología de optimización. Los resultados de las simulaciones comparativas con otros 5 métodos de la literatura técnica en sistemas de 33 y 94 barras muestran una mejora en la convergencia al considerar un máximo de 100 iteraciones, demostrando una exploración más exhaustiva del espacio de búsqueda, que los métodos existentes documentados en la literatura basados en PSO y variaciones donde se proponen funciones nuevas para la tasa de cambio de valores.; This thesis develops a methodology with an innovative approach to address the challenge of distribution network reconfiguration (DRR), with the aim of reducing energy loss th- rough an advanced hyperbolic tangent particle swarm optimization method (HT-PSO). This approach is distinguished by the adoption of a novel hyperbolic tangent function, which effectively limits the rate of change of the values V (t+1)(t+1) id is the probability that the result Xid is 1 or 0, where Xid represents the optimal solution to the optimization problem), offering a significant improvement over traditional methods based on the sigmoid function. It also allows better control of the values of the rate of change in the particles between [0.0-1.0] to discover the best solutions. Another key feature of this new approach is the integration of an adjustable parameter, δ, into the HT-PSO, which improves the adaptability of the curve. Careful optimization of δ ensures superior control over the rate of change throughout the operating range. This refined control strategy significantly increases the efficiency of search and convergence processes in DRR. The optimal δ parameter is determined with an algorithm based on the sum of least squares for each selective space of the mesh without performing tests to establish the optimal value of the added parameter. On the other hand, the implementation of the 33 and 94 bus distribution systems was carried out in the OpenDSS software to be able to carry out the simulations and evaluate the new optimization methodology. The results of the comparative simulations with other 5 methods from the technical literature in 33 and 94 bus systems show an improvement in convergence when considering a maximum of 100 iterations, demonstrating a more exhaustive exploration of the search space than the existing documented methods. in the literature based on PSO and variations where new functions are proposed for the rate of change of values. Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/20.500.14076/28331 2024-01-01T00:00:00Z