La Revista Técnica “energía” del Operador Nacional de Electricidad CENACE, promociona la investigación y fomenta el intercambio de ideas encaminadas al beneficio y desarrollo del sector eléctrico y energético, profundiza el análisis sobre avances científicos y tecnológicos, asimismo, comparte experiencias de alto nivel vivenciadas en los sectores eléctrico y energético y en las interconexiones internacionales de electricidad. La Revista Técnica “energía”, se encuentra indizada en las bases de datos de “EBSCO Information Services” (http://www.ebscohost.com), y en las bases de datos de Latindex Catálogo 2.0, lo que ha permitido consolidar el prestigio y reconocimiento nacional e internacional alcanzado por la Revista. Nota: Estimados Autores, Evaluadores y Lectores, en caso de tener alguna consulta, comentario o sugerencia, Usted puede contactarse directamente con la Entidad Editora en el siguiente link: http://www.cenace.gob.ec/contactanos/ Nos interesa mucho sus opiniones acerca de la Revista.
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Análisis del Impacto de la Penetración de Energías Renovables no Gestionables en la seguridad operativa de los Sistemas Eléctricos de Potencia
Este trabajo analiza el impacto de la integración de generadores basados en energías renovables no gestionables en el Sistema Nacional Interconectado (SNI), con un enfoque en el proyecto eólico Yanahurcu, que propone añadir 52,8 MW de generación renovable al sistema. Para ello, se plantea una metodología sistematizada que realiza tres tipos de análisis de forma secuencial y complementaria. En primer lugar, se aplica un análisis probabilístico de flujos de potencia para evaluar la capacidad del proyecto de aportar energía al sistema bajo diversas condiciones operativas. Luego, se estudia su impacto en la seguridad dinámica mediante simulaciones en el dominio del tiempo, considerando su aporte de potencia reactiva ante fallas en la red. Además, se realiza una evaluación de confiabilidad (generation adequacy), que incluye indicadores como la probabilidad de pérdida de carga y la energía no suministrada, fundamentales para determinar la capacidad del sistema de cubrir la demanda ante la incorporación de bloques de generación no gestionable. Para los análisis eléctricos se utiliza DIgSILENT PowerFactory, lo cual permite integrar datos y modelar funciones de densidad de probabilidad. Los resultados obtenidos permiten una valoración adecuada de la seguridad operativa del proyecto, y comprueban la efectividad de la metodología propuesta, la cual podría implementarse en futuros proyectos en Ecuador para evaluar el impacto de futuros proyectos renovables.
Derechos de autor 2025 Paulo Castro, Jaime Cepeda https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Optimización de la Captación Solar mediante un Seguidor de Doble Eje Basado en Algoritmo Astronómico en una Estación Fotovoltaica de Pequeña Escala
Este trabajo presenta el diseño, implementación y evaluación de un sistema de seguimiento solar de doble eje basado en un algoritmo astronómico de resolución intermedia. El sistema fue instalado en la terraza del Bloque B de la Universidad Técnica de Cotopaxi, y se conforma exclusivamente por módulos fotovoltaicos, sin inversores ni cargas, permitiendo así la medición segura de la corriente de cortocircuito (Isc) como variable de análisis. Se emplearon dos celdas fotovoltaicas calibradas para registrar la irradiancia incidente en un sistema móvil y otro fijo (inclinado a 15° hacia el norte). El algoritmo astronómico calcula en tiempo real los ángulos de elevación y acimut, activando el movimiento cuando la diferencia angular supera ±1°. Los resultados indican un incremento promedio del 19.85 % en la irradiancia captada por el sistema móvil respecto al fijo. Se incluye además un análisis de correlación entre el ángulo de inclinación y la irradiancia, así como validación de la trayectoria solar calculada. Esta investigación representa la primera fase de un proyecto que integrará control híbrido y análisis económico en etapas futuras.
Derechos de autor 2025 Luis Cruz Panchi, Cristian https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Metodología para Calcular los Límites de Estabilidad Estática de Ángulo en el Sistema Nacional Interconectado (SNI) Ecuatoriano Usando el Criterio de Áreas Iguales y Mediciones Sincrofasoriales
La estabilidad estática de ángulo es un aspecto crítico en la operación de sistemas eléctricos, asegurando la sincronización de los generadores ante perturbaciones. En el Ecuador, el Operador Nacional de Electricidad CENACE utiliza la herramienta WAProtector, la cual incluye un módulo para el análisis de estabilidad estática de ángulo. Esta herramienta recibe datos en tiempo real desde Unidades de Medición Sincrofasorial (PMU) instaladas en el Sistema Nacional Interconectado (SNI). El objetivo de este trabajo es establecer límites de estabilidad estática de ángulo entre barras continuas, los cuales deben ser configurados dentro de WAProtector. Para ello, se propone una metodología basada en el criterio de áreas iguales, aplicada sobre datos obtenidos mediante simulaciones en el software PowerFactory de DIgSILENT, y validada con registros históricos de WAProtector. El estudio se acota en siete líneas de transmisión del SNI, seleccionadas por contar con información completa y confiable tanto en simulación como en registro del sistema WAMS. Los resultados muestran que los valores de ángulo crítico oscilan entre 45° y 50°, y que en la mayoría de casos el sistema alcanza primero los límites térmicos antes que los límites por estabilidad angular. Esta metodología ofrece una solución práctica para definir límites operativos confiables en herramientas de supervisión del sistema eléctrico ecuatoriano.
transmisión en sistemas eléctricos de potencia
Derechos de autor 2025 Sasha Palacios https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Análisis de la Eficiencia Energética en un Horno Eléctrico con la Implementación de un Ventilador Convectivo
Este trabajo presenta un análisis de eficiencia energética de un horno eléctrico utilizado para tratamiento térmico de revenido, mediante la implementación de un ventilador de convección forzada. La eficiencia energética en sistemas de calentamiento industrial es un desafío actual, impulsado por la necesidad de reducir costos operativos y mejorar la sostenibilidad. Basándose en los mecanismos de transferencia de calor, se desarrolló un modelo numérico utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) con un mallado de 138 565 elementos y validación de calidad de malla de 4.681. Se analizaron las ecuaciones de conservación de continuidad, momento y energía, bajo condiciones reales de operación. Los resultados mostraron que la temperatura máxima alcanzada se incrementó de 290 a 327.2 K con el ventilador, mientras el consumo eléctrico aumentó solo un 1.54 %, representando un costo adicional mínimo de USD 0.0005 por ciclo de operación. Esta mejora térmica permite una mayor homogeneidad de temperatura y tiempos de operación más cortos. Por lo que, la incorporación de un sistema de convección forzada en hornos eléctricos industriales es una estrategia de alta viabilidad técnica y económica.
Derechos de autor 2025 Isaac Simbaña, Sarai Mena, Silvana Chasipanta https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Electrocoagulación como Alternativa Sostenible para el Tratamiento de Efluentes de Refinería: Aplicación en Refinería Esmeraldas
La contaminación de los efluentes generados por la industria de refinación de petróleo constituye un problema ambiental crítico, debido a la presencia de hidrocarburos, fenoles y materia orgánica refractaria que impiden su vertido sin tratamiento. Este estudio evalúa la eficiencia del tratamiento electroquímico mediante electrocoagulación del efluente de proceso de la Refinería Estatal Esmeraldas (REE), utilizando electrodos de aluminio y zinc. Se analizó la reducción de hidrocarburos totales de petróleo (TPH), fenoles y demanda química de oxígeno (DQO) en un sistema de celda electroquímica a escala de laboratorio, bajo condiciones controladas de pH, densidad de corriente y temperatura. Se alcanzaron eficiencias promedio de remoción del 73,69 % para TPH, 57,54 % para fenoles y 50,61 % para DQO, con un consumo energético específico de 2,1 kWh/m³ para un volumen de 4 litros por 60 minutos de tratamiento. Los resultados indican que la electrocoagulación es una alternativa técnica viable para el tratamiento de aguas residuales petroleras, y puede contribuir al cumplimiento de la normativa ambiental ecuatoriana vigente. Además, el estudio destaca la influencia de la composición inicial del efluente en la eficiencia del proceso y plantea la necesidad de investigaciones adicionales para optimizar el desempeño operativo en condiciones aceptables.
Derechos de autor 2025 Morayma Muñoz, Napoleón Padilla, Grace Morillo, Marco Rosero https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Análisis y Caracterización de la Calidad de Energía utilizando Minería de Datos
El presente trabajo aborda la problemática de la calidad de energía en redes de distribución eléctrica, enfocándose en la identificación y evaluación de distorsiones armónicas, las cuales pueden afectar el funcionamiento de equipos y el cumplimiento normativo. Para ello, se implementó una metodología que combina el análisis univariante a fin de verificar el cumplimiento con las normas IEEE 519-2022 y ARCONEL 009/2024, junto con técnicas de minería de datos como el Análisis de Componentes Principales (PCA) y el algoritmo de clústeres K-Means, que permiten clasificar los armónicos según su comportamiento en el sistema eléctrico. La metodología fue validada a través del análisis del histórico de armónicos de una industria cementera, cuya red de distribución opera a 22 kV. Los resultados permitieron identificar periodos críticos en los que se superan los límites normativos, principalmente por el funcionamiento de variadores de frecuencia, inversores y rectificadores asociados a procesos industriales como extracción de materia prima, molienda, precalentamiento, calcinación, ensacado y despacho. El modelo desarrollado demostró ser eficaz para procesar grandes volúmenes de datos, detectar las principales fuentes de distorsión armónica y segmentar el comportamiento por horario y día, lo que facilita la implementación de estrategias de mitigación y su adaptación a diferentes entornos industriales.
Derechos de autor 2025 Alex Mullo, José Reinoso, Marlon Chamba, Carlos Lozada https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Estrategia Adaptativa para el Alivio de Carga en Sistemas Eléctricos de Potencia Basada en Regresión Lineal
El equilibrio entre generación y demanda es esencial para la estabilidad de frecuencia en sistemas eléctricos de potencia. Sin embargo, la creciente penetración de energías renovables intermitentes ha reducido la inercia del sistema, exponiendo limitaciones en los esquemas tradicionales de control de frecuencia. Para afrontar este desafío, se sugiere un esquema de alivio de carga adaptativo, basado en la tasa de cambio de frecuencia (ROCOF) y la inercia equivalente, optimizado mediante regresión lineal para poder potenciar la respuesta del sistema ante contingencias. La propuesta se valida en el sistema IEEE de 39 barras, valorando contingencias N-1 y distintos niveles de inercia. Este trabajo de investigación demuestra que el esquema propuesto permite una recuperación más eficiente de la frecuencia con una menor desconexión de carga, superando los métodos convencionales. Además, el enfoque adaptativo fortalece la resiliencia del sistema, haciéndolo más flexibles sin comprometer la estabilidad operativa. Este estudio resalta la necesidad de soluciones inteligentes y basadas en datos para reforzar la estabilidad de los sistemas eléctricos, garantizando un suministro más seguro y sostenible en el contexto de los sistemas eléctricos adaptativos.
Derechos de autor 2025 Galo, Alexis, Santiago, Carlos https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Análisis de Estabilidad Transitoria Utilizando el Concepto de Inercia y Minería de Datos
Este trabajo propone una metodología para evaluar la estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia mediante el algoritmo clustering de series temporales (TimeSeriesKMeans) utilizando la métrica Dynamic Time Warping (DTW). Se desarrolla un código mediante el lenguaje de programación Python integrado con DIgSILENT Power Factory, el cual permite extraer los ángulos del rotor de cada uno de los generadores y referenciarlos al centro de Inercia (COI, Center Of Inertia). Para extraer los ángulos del rotor se realizan simulaciones en el sistema de New England de 39 barras y 10 generadores en DIgSILENT PowerFactory y se aplica la técnica de “unwrapping” para corregir discontinuidades. Posteriormente, se emplea el algoritmo TimeSeriesKMeans basado en DTW para segmentar las unidades de generación según su respuesta transitoria, permitiendo identificar generadores críticos. Sin embargo, DIgSILENT Power Factory solo permite graficar los ángulos referidos a una unidad de generación, lo que representa una limitación en la interpretación de estabilidad. Para abordar esta limitación, se implementan los resultados de este trabajo directamente en DIgSILENT Power Factory, cuyas gráficas de resultados se procesan en Python y desplegadas en el entorno de DIgSILENT Power Factory, lo que contribuye a la toma de decisiones más eficientes en la operación y planificación del Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP)
Derechos de autor 2025 Rolando Noroña, Edgar Cajas, Carlos Lozada, Marlon Chamba https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Modelo de Correlación Desgaste - Cantidad de Sedimentos para la Programación de Mantenimiento Preventivo de una central Hidroeléctrica
La presente investigación se realiza para la mejora de la disponibilidad de una Central Hidroeléctrica a través de un modelo de correlación desgaste-cantidad de sedimentos para la programación de su mantenimiento preventivo, los datos se basan en la medición de espesores de los alabes, así como la inspección visual para identificar discontinuadas en los equipos hídricos, una vez que se han recopilado los datos, se pueden utilizar técnicas de análisis de datos para evaluar el estado de la turbina Francis y determinar la necesidad de mantenimiento preventivo bajo condición de trabajo. El análisis de datos que se detalla es el método de mínimos cuadrados donde las variables independientes que se consideran son potencia y partículas de suspensión con su unidad de medida nefelométricas de turbidez en partes por millón (PPM). Mediante el análisis mencionado se logra culminar los resultados con la proyección del desgaste a años posteriores a los datos obtenidos del punto de inspección, además que permite tomar medidas preventivas antes de que se produzca una falla, lo que ayuda a reducir el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento. Es así como la Central Hidroeléctrica en estudio tiene un promedio anual del 97.21 % de disponibilidad, se reduce por la suspensión de la generación eléctrica, debido al lavado del embalse y las paradas por mantenimiento programado. Mientras que, la confiabilidad promedio anual es el 99.89 %, se reduce por fallas no programadas. El resultado del modelo estadístico de correlación determino el mantenimiento preventivo por condiciones de mejora del 98 % de la disponibilidad en la Central Hidroeléctrica y se refleja en la disminución de días de no generación eléctrica.
Derechos de autor 2025 Kleber Zhañay, Cristian Leiva, Erika Pilataxi, William Quitiaquez https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Regeneración de Componentes Deteriorados de Motores de Combustión Interna Utilizados en Centrales Térmicas
La generación de energía eléctrica a través de motores de combustión interna juega un rol importante en la economía mundial. Las cajas y válvulas de escape son componentes críticos del motor y están sometidos a altas presiones y temperaturas. La tecnología de remanufactura aditiva de componentes mecánicos que han finalizado su vida útil debido al desgaste, a través del método de deposición de energía dirigida por láser L-DED, resulta ser un método eficaz para conseguir repuestos con características similares e incluso superiores a un repuesto nuevo extendiendo el ciclo de vida del producto en la economía circular. El proceso consiste en la obtención de los modelos 3D a través de ingeniería inversa, remanufactura aditiva por L-DED y mecanizado final. Se determinó a través del estudio que esta metodología se puede aplicar con éxito en las cajas y válvulas de escape de los motores de combustión interna para generación eléctrica. Los resultados obtenidos han demostrado que este método de remanufactura es una solución eficaz para la recuperación de cajas y válvulas de escape que han finalizado su vida útil y puede ser aplicado a otros elementos de los motores reduciendo el costo del repuesto en comparación con un nuevo y trayendo consigo beneficios ambientales importantes. En referencia al tiempo de remanufactura se ha determinado que la aplicación del proceso L-DED en las cajas y válvulas de escape son de 3943 y 3677 s respectivamente, adicional a este tiempo se debe sumar el tiempo empleado en la preparación inicial y maquinado final, sin embargo, el tiempo es sustancialmente inferior a la fabricación de un repuesto nuevo lo que trae consigo un incremento de la disponibilidad de estos repuestos para realizar los mantenimientos programados en los motores para generación de energía contribuyendo en mejorar la eficiencia del sistema eléctrico nacional.
Derechos de autor 2025 William Quitiaquez, Hugo Meneses, Patricio Quitiaquez, Isaac Simbaña https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Flujo Óptimo de Sistemas Eléctricos de Potencia con Consideraciones Ambientales
Los flujos óptimos de potencia se emplean en sistemas eléctricos para optimizar la distribución de energía eléctrica. En términos generales, se busca minimizar los costos asociados a la generación y distribución de energía eléctrica, mientras se cumplen con las restricciones operativas y de seguridad del sistema. Para lograr esto, se utilizan algoritmos matemáticos que permiten resolver el problema de encontrar el flujo de potencia óptimo, obteniéndose como resultado los flujos en cada línea de transmisión del sistema. Estos algoritmos tienen en cuenta diversos datos de entrada factores, como la demanda de energía, la capacidad de generación de las centrales eléctricas, las restricciones operativas de las líneas de transmisión y los costos asociados a la generación y distribución de energía eléctrica, y tienen como objetivo además buscan maximizar la eficiencia del sistema eléctrico, a través de la minimización de los costos y cumpliendo con las restricciones operativas y de seguridad del sistema. De esta manera en el presente trabajo de investigación se realiza una herramienta propia con programación en MATLAB que determina el flujo óptimo de potencia de un SEP y además considerando las restricciones del sistema, se ha tomado como referencia para el análisis el SEP de 14 barras de la IEEE en donde se obtiene su flujo óptimo de potencia y se analizan las restricciones tanto de emisiones como de costos de los combustibles abarcando de esta manera la optimización de potencia y considerando el tema ambiental.
Derechos de autor 2025 Diego Lojano, Juan Palacios https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Dimensionamiento Óptimo de Sistemas Fotovoltaicos y Baterías en Entornos Residenciales para Reducir la Dependencia de la Infraestructura Eléctrica Centralizada
Los recursos energéticos distribuidos (DERs, por sus siglas en inglés) representan una alternativa eficaz para disminuir la dependencia de la infraestructura eléctrica centralizada, proporcionando un suministro energético más descentralizado y flexible. Este trabajo presenta un modelo de optimización mediante programación lineal entera mixta (MILP, por sus siglas en inglés) para dimensionar de manera óptima los DERs que integran generación fotovoltaica y almacenamiento en baterías, adaptado para operar tanto conectado a la red como en modo autónomo. Utilizando datos reales de recursos energéticos, demanda y características de construcción de un conjunto residencial urbano, el estudio demuestra que los DERs pueden reducir sustancialmente la dependencia de la red principal. Además, se optimiza el aprovechamiento de recursos renovables, fomentando una mayor autosuficiencia energética. El enfoque propuesto es adaptable a distintos entornos urbanos, donde la implementación de DERs permite una mayor independencia energética, aliviando la carga sobre la infraestructura centralizada y proporcionando un suministro confiable frente a variaciones en la disponibilidad de la red.
Derechos de autor 2025 Alex Villamarín Jácome, Miguel Saltos, Juan Echever https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Identificación de Generadores Críticos ante Problemas de Estabilidad Transitoria
La literatura ha prestado atención a la estabilidad transitoria, centrándose en su evaluación y control en situaciones operativas y contingencias limitadas. Esto con frecuencia conduce a problemas de estabilidad transitoria no contemplados en los estudios que hacen que el sistema sea susceptible a colapsos inminentes. En este sentido, este trabajo propone una metodología para identificar los generadores críticos bajo un amplio universo de escenarios de operación y contingencias, sirviendo como base para el desarrollo de un esquema de desconexión adaptable que responda a la dinámica en tiempo real del sistema. La metodología se basa en la generación de una base de datos con un amplio espectro de escenarios operativos y contingencias N-1, así como la desconexión sistemática de generadores que permita identificar aquellos denominados como críticos para la mitigación de inestabilidad transitoria. En un entorno de simulación controlado (sistema IEEE de 39 barras en el software DigSILENT Power Factory), la metodología encontró con efectividad los generadores críticos en un 99.6 % de los casos simulados que fueron identificados como inestables por estabilidad transitoria, determinando así una base sólida para el entrenamiento de un modelo de aprendizaje que actúe en tiempo real según la dinámica del sistema, lo que se traduce en un esquema de desconexión de generación adaptable.
Derechos de autor 2025 Jorge Leon, Graciela Colomé, Estefanía Tapia https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje con Presencia de Generación Distribuida
La presente investigación propone diseñar un controlador estático síncrono con el fin de mejorar los perfiles de voltaje para asegurar una red eléctrica eficiente, debido al aumento o disminución con presencia de generación distribuida provocando cambios muy rápidos de voltajes e inyectando transitorios en la onda que se suministra a la red eléctrica. Este estudio se desarrolla en conjunto con PowerFactory-DigSILENT (DSL), Python y utilizando el algoritmo de optimización heurística de mapeo de media varianza (MVMO), para la optimización en el sistema estándar IEEE de 13 barras de un sistema de distribución desbalanceado, en el que se determina el indicador de calidad de voltaje de los nodos alejados del sistema, permitiendo determinar el nodo crítico, También es posible incorporar dispositivos FACTS (sistemas flexibles de transmisión de CA), como él (Compensador Estático de Distribución) DSTATCOM para mejorar la estabilidad de la tensión dinámica en microrredes con alta penetración de cargas dinámicas en el nodo. En este trabajo se describe la técnica de corrección del sistema de caída de tensión de suministro distribuido y también se describe la comparación de rendimiento con DSTATCOM utilizando estrategias de control y modelos de transformación, para conocer cómo se aplica con éxito el dispositivo al sistema de potencia para regular la tensión del sistema de manera efectiva.
Derechos de autor 2025 HOLGUER VINICIO YUGLA LEMA https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Diseño de Sistema para la Generación de Mantenimiento Predictivo Basado en IoT e Inteligencia Artificial para Talleres de Mecánica Exprés
El propósito de este documento es dar a conocer un sistema modular que adquiere datos de las diferentes máquinas empleadas en un taller de mecánica exprés los cuales son clasificados y procesados utilizando inteligencia artificial e IoT (internet de las cosas), esto facilita y permite generar planes de mantenimiento predictivo al igual que esquemas operativos que permitirán disminuir el costo operacional, costos de mantenimiento y consumo energético en todo este proceso.
Derechos de autor 2025 Johnny Heredia, Edy Ayala https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Metodología de Reacondicionamiento de Edificios Hospitalarios
Los sectores de la construcción y edificación representan más de un tercio del consumo final de energía global y casi el 40 % de las emisiones totales de CO2, tanto directas como indirectas. Al mismo tiempo, los edificios hospitalarios suelen estar entre los menos eficientes en términos energéticos. Mejorar el rendimiento energético de los edificios hospitalarios existentes a través de medidas de rehabilitación presenta una oportunidad significativa para ahorrar costos y energía. Sin embargo, los hospitales enfrentan desafíos únicos, como la ocupación continua, el uso de equipos médicos pesados y estrictas regulaciones de seguridad. Además, la falta de incentivos financieros y políticas de apoyo se encuentran entre las principales barreras para la rehabilitación de las instalaciones hospitalarias. Este artículo propone una metodología de gestión energética para seleccionar las mejores medidas de rehabilitación para edificios hospitalarios. Además, el estudio busca definir un ranking de prioridades para las medidas de eficiencia energética seleccionadas en un proyecto de rehabilitación energética, distinguiendo entre acciones primarias y suplementarias. La metodología incluye un diagrama de flujo de procesos genérico, un diagrama de flujo sistemático para facilitar la toma de decisiones y dos tablas que describen las medidas de rehabilitación primarias y suplementarias.
Derechos de autor 2025 Marcio Zamboti , Keren Tenório , Fabricio Toscano, Carolina Cunha, Angelo Cesar https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Metodología de Identificación de Modos Oscilatorios en Datos Tipo Ambiente de Mediciones PMU
El objetivo de este trabajo es presentar una metodología para evaluar la estabilidad oscilatoria de un sistema eléctrico de potencia (SEP) mediante el análisis de los modos oscilatorios de baja frecuencia (MOBF) a través del procesamiento de mediciones sincrofasoriales (Phasor Measurement Units PMU) de datos tipo ambiente. La metodología propuesta, basada en el análisis espectral y de pseudoenergía y en los métodos paramétricos de Análisis de Correlación Canónica y de Yule – Walker, estima los MOBF, cuyas características de frecuencia y amortiguamiento brindan información crítica a los operadores del SEP para adoptar acciones de control preventivo o de emergencia. La metodología propuesta fue aplicada a mediciones sintéticas para su sintonización y caracterizar su alcance y precisión, y a registros PMU del sistema de transmisión de energía de Ecuador logrando identificar satisfactoriamente el modo interárea de 0,4 Hz propio de la interconexión Ecuador-Colombia. Las contribuciones de este trabajo están encaminadas a evaluar la estabilidad oscilatoria de los SEP a través de una herramienta computacional automática que procese señales PMU de datos tipo ambiente.
Derechos de autor 2024 Graciela Colomé, Omar Ramos, Diego Echeverría https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Aplicación del Control Formador de Red en Microrredes con Sistemas de Almacenamiento de Energía para la Regulación Primaria de Frecuencia, Caso de Estudio: Islas Galápagos
Las Islas Galápagos, debido a su ubicación geográfica aislada, enfrentan desafíos únicos en la gestión de su Microrred eléctrica (MRE), pues actualmente depende de energías no renovables y en una medida considerable de fuentes de energías renovables, como la energía solar y eólica. Estas fuentes de energía intermitentes, afectan la confiabilidad y estabilidad de la MRE. Una solución destacada en la actualidad es la implementación de los sistemas de almacenamiento de energía con baterías, pues estos sistemas aportan a la estabilidad de frecuencia y voltaje, sin embargo, estos aportes a la estabilidad de frecuencia y voltaje de la MRE están en función del tipo de controlador y operación que se emplee al sistema de almacenamiento. Existen dos modos de operación en sistemas almacenamiento de energía eléctrica; seguidor de red y formador de red. Este trabajo se enfoca en la implementación y evaluación en diferentes escenarios, del modo de operación formador de red del sistema de almacenamiento, con el propósito de aportar a la regulación primaria de frecuencia en la MRE de las Islas Galápagos. Los resultados obtenidos demuestran las mejoras significativas en la estabilidad de la MRE, y una mayor eficiencia en la regulación primaria de frecuencia.
Sistemas de almacenamiento de energía con baterías
Derechos de autor 2024 Andrés Jacho, Diego, Santiago Chamba, Carlos Lozada, Wilson Sánchez https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Implementación de Control Remoto para la Apertura y Cierre de Compensación Reactiva al Alimentador de 13,8 kV de la Subestación Eléctrica de la Empresa Novacero S.A. mediante una Tarjeta ADVC-IOEX
El presente trabajo se enfoca en una aplicación práctica de control remoto para la apertura y cierre de la compensación reactiva sintonizada a la quinta armónica en la salida del alimentador de distribución a 13,8 kV de la subestación eléctrica Novacero S.A., mediante la migración de control local a control remoto por medio de un reconectador marca Schneider Electric serie U27 como interruptor para su ubicación en patio. El proceso comprende con la utilización del reconectador en modo de un solo disparo que lo realiza el operador desde el cuarto de control, además se implementa un relé de protección SEL-551 que manda abrir el reconectador ante posibles fallas por sobrecorriente por medio de una tarjeta ADVC-IOEX ubicada en el tablero del reconectador, este dispositivo ayuda a la apertura y cierre del filtro de manera remota en conjunto con el software WSOS del equipo para la supervisión y operación desde un nivel 2 de sistemas de automatización de subestaciones. El resultado obtenido mediante este sistema de automatización es precautelar y salvaguardar la seguridad del operador llevando de un nivel 0 a nivel 1 de automatización, además de poder monitorear y supervisar las variables medidas dentro del cuarto de control desde un nivel 2.
Derechos de autor 2024 Armando Freire, Fernando Arias, Héctor Mullo, Jhonny Casa https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Evaluación del Factor de Potencia en Usuarios con Equipos de Generación para Autoabastecimiento
Uno de los cambios más recientes e importantes en las redes de distribución de energía eléctrica es el autoabastecimiento, actividad en la que uno o varios usuarios instalan equipos (usualmente panales fotovoltaicos e inversores) para generar su propia energía eléctrica, autoabastecerse y, en algunos casos, inyectar excedentes de energía a la red. Estos usuarios requieren de un medidor bidireccional, el cual no registra la energía activa de toda la carga, haciendo difícil la evaluación de su factor de potencia. Este artículo presenta una metodología para la evaluación del factor de potencia en un usuarios con autoabastecimiento. La metodología detalla los equipos de medición necesarios, los pasos para calcular el factor de potencia medio mensual de la carga, y, para los casos necesarios, el método de penalización por bajo factor de potencia. Los resultados muestran que, la metodología propuesta aísla correctamente el efecto de la generación del cálculo del factor de potencia, y esto, a su vez, evita penalizaciones incorrectas.
Derechos de autor 2024 Wilson Vásquez https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Predicción a corto plazo de sistemas de medición inteligentes mediante arquitecturas de aprendizaje profundo multivariable y multipaso
Las Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución (REID) han revolucionado la industria eléctrica al permitir un control y monitoreo más eficiente del suministro eléctrico, con un componente clave siendo los medidores inteligentes (SM). Estos recopilan información sobre la demanda, energía, distorsión armónica, entre otros, que deben ser almacenados y gestionados eficientemente en un sistema de gestión de datos de medición (MDMS). El MDMS debe garantizar la obtención de un conjunto completo de datos para su uso en algoritmos que aseguren la confiabilidad y calidad del suministro eléctrico. Para abordar el desafío de gestionar la gran cantidad de datos generados por los SM, se han propuesto diferentes técnicas de predicción de mediciones a corto, mediano y largo plazo, destacando el uso de inteligencia artificial como las Redes Neuronales Artificiales (ANN) y métodos de Aprendizaje Profundo (DL) debido a su capacidad de adaptación a diferentes variables de entrada y salida con diversos horizontes temporales. Además, se destaca la influencia de la diversidad de Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) en el tiempo de actualización y almacenamiento de datos en un MDMS. En este sentido, este trabajo tiene como objetivo identificar qué arquitectura o arquitecturas de ANN o DL podrían ser más adecuadas para aplicaciones en empresas, estudios o investigaciones, demostrando métricas de rendimiento favorables en diferentes escenarios de frecuencia de muestreo y tiempos de actualización de datos típicos en un REID. Esto es relevante debido a la necesidad del MDMS de realizar predicciones multivariables y multipaso a corto plazo para completar la información, hasta que la misma esté disponible o se actualice.
Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución
Derechos de autor 2024 Jorge Lara, Mauricio Samper, Graciela Colomé https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Despacho Económico de Energía de la Microrred en las Islas Galápagos Utilizando la Plataforma SimSEE
Las islas Galápagos, patrimonio natural de la humanidad, cuentan con un control minucioso de la vida silvestre y ejercen estricta inspección del número y frecuencia de visitantes. El incremento de turistas, aparte de aspectos positivos, y el incremento de la población genera una mayor demanda de energía eléctrica. En este sentido, Galápagos busca un impulso a la sostenibilidad energética integral, reemplazando la energía térmica con Energías Renovables No Convencionales (ERNC), amigables con el medio ambiente, a través del proyecto de gestión óptima de la energía mediante el proyecto de microrred Conolophus. En el presente documento se analiza la gestión óptima de la energía eléctrica (despacho económico de corto plazo) considerando la estocasticidad que presenta la alta inserción de ERNC en el sistema eléctrico Santa Cruz-Baltra. Para ello. se usa el software libre de simulación denominado “SimSEE” (Simulador de Sistemas de Energía Eléctrica), donde se modelan escenarios operativos con y sin el proyecto Conolophus con la finalidad de analiza su impacto en la planificación de la operación del sistema Santa Cruz-Baltra.
Derechos de autor 2024 Wilson Sánchez, Diego Echeverría, Santiago Chamba, Andrés Jacho https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Estrategias para Mejorar la Eficiencia Energética en Edificios de servicios públicos, en una Zona Climática Calurosa y Húmeda: Caso de Estudio en Guayaquil, Ecuador
Desde el 2010 existe un incremento aproximado del 1% anual respecto a las emisiones de CO2 a causa de los edificios. La disminución del consumo energético y consecuentemente la mitigación de los Gases de Efecto Invernadero son metas a nivel mundial debido a la problemática global del cambio climático. Un paso clave para alcanzar estas metas es mejorar el desempeño energético de las edificaciones y de esta manera reducir la energía consumida y las emisiones generadas por el parque edificado. En este sentido, la presente investigación se centra en identificación y estimación de estrategias para reducir el consumo de energía de los edificios llamados Unidades de Policía Comunitaria (UPC) localizadas en la ciudad de Guayaquil, y que corresponde a una zona climática húmeda muy calurosa. El estudio está compuesto por el análisis estadístico del rendimiento energético histórico de 43 edificios, que comparten el mismo diseño arquitectónico. Además, se realizó la selección de un edificio representativo para el monitoreo del uso de energía y simulación energética. Los resultados evidenciaron un potencial de ahorro de 16 000 kWh al año, al disminuir 1°C la temperatura de control del sistema de climatización y modificando el horario de encendido y apagado. Esto es equivalente a 1 150 USD y 5 toneladas equivalentes de CO2.
Derechos de autor 2024 Catalina Vallejo, Luis Godoy, Francis, Geovanna Villacreses, Marco Orozco, Santiago Navarro https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Análisis de Percepción del Confort Térmico de Edificaciones Residenciales en la Ciudad de Loja basado en la Norma Ecuatoriana de Eficiencia Energética
La envolvente desempeña un papel crucial en el confort térmico interior y eficiencia energética de las edificaciones, por ello la importancia de la implementación del capítulo de eficiencia energética de la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC-HS-EE). Este capítulo establece requisitos mínimos de transmitancia térmica para elementos de la envolvente. Sin embargo, se desconoce si estos valores garantizan una percepción satisfactoria del confort térmico interior. El presente estudio tiene como objetivo determinar la percepción de confort térmico en edificaciones residenciales en la ciudad de Loja, a través de la definición de la tipologías y caracterización de su envolvente. Para la definición de tipologías se considera la información de la Encuesta Nacional de Edificaciones (ENED), mientras que, para la caracterización de la envolvente se encuesta a profesionales de la construcción en la localidad. Finalmente, se aplica una encuesta de percepción térmica a ocupantes de las tipologías definidas. Los resultados muestran que, varios paquetes constructivos cumplen con la NEC-HS-EE (a excepción del uso de pared de ladrillo de 7 cm de espesor, que representa una práctica común) y brindan una percepción satisfactoria de confort a los ocupantes durante el día, alcanzando una percepción de confort dentro del 80% de aceptabilidad, no obstante, esto no se mantiene durante la noche.
Derechos de autor 2024 Karina Tituana, Vanessa https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Evaluación de Pérdidas de Potencia Activa en el Sistema Eléctrico de la Empresa eléctrica Quito (EEQ) Aplicando un Algoritmo de Optimización
Esta investigación propone desarrollar una metodología basada en el algoritmo de optimización de mapeo media varianza (MVMO) para reducir las pérdidas de potencia activa del sistema de subtransmisión de la Empresa Eléctrica Quito (EEQ), determinando el mejor punto de operación del sistema, considerando el estado de tap’s de los transformadores, los bancos de capacitores y del aporte de reactivos de las centrales de generación con las que cuenta actualmente la EEQ. Los mismos que al operar de una manera adecuada llevan a reducir el valor de las pérdidas de potencia activa en la red, mejorando así las condiciones operativas del Sistema Eléctrico de Potencia de la EEQ.
Derechos de autor 2024 Andrés Pereira, Roberth Saraguro, Carlos Quinatoa https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Coordinación Óptima de Relés de Sobrecorriente Temporizados empleando Algoritmos Heurísticos COA y GSA
El objeto de este artículo es conseguir la coordinación óptima para los relés de sobrecorriente temporizados, modelados en un sistema de prueba. El ajuste tradicional que se emplea usualmente en el campo se toma como criterio base para determinar las mejoras conseguidas con los métodos de optimización implementados. Se determinan parámetros óptimos para dos relés de sobrecorriente temporizados modelados en el sistema de prueba de 13 nodos de la IEEE mediante el software PowerFactory. Los algoritmos de optimización son codificados en Python. Gracias a la interfaz que presenta PowerFactoy con Python, cada algoritmo se ejecuta dentro del sistema eléctrico. Se consiguen resultados satisfactorios de los algoritmos COA y GSA con una reducción de más del 50 % en los tiempos de operación de los relés.
Derechos de autor 2024 Daniel Jiménez, Wilson Andino, Mauricio Soria, Fabián Pérez https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Modelos de Respuesta de la Frecuencia para el Sistema Nacional Interconectado Ecuatoriano
En el presente trabajo se presenta una metodología, basada en modelos de repuesta de la frecuencia, para estimar el valor mínimo o máximo -nadir- que alcanza la frecuencia cuando en el sistema eléctrico de potencia se presenta un desbalance generación – carga. Con este fin, se determina el modelo reducido de 1er orden del sistema de control potencia – frecuencia del generador usando el “Estimador de Parámetros” de Matlab/Simulink. Luego, se establecen ecuaciones que provienen del modelo equivalente reducido para estimar el valor de la máxima desviación transitoria de la frecuencia y su tiempo de ocurrencia. Para ilustrar la aplicación de la metodología presentada se ha elegido el sistema de prueba IEEE New England de 39 barras y 10 generadores. Hecho esto, la metodología propuesta se aplica al Sistema Nacional Interconectado ecuatoriano. Se presentan resultados de simulaciones en el dominio del tiempo usando el programa PowerFactory, mismos que son comparados con los resultados calculados mediante el modelo equivalente reducido y el modelo analítico. Se concluye que la metodología propuesta estima con alta precisión la máxima desviación transitoria de la frecuencia y su tiempo de ocurrencia.
comportamiento dinámico de la frecuencia
Derechos de autor 2024 Nelson Granda, Karen Paguanquiza https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Estudio Numérico con CFD de la Refrigeración en una Cabina Vehicular con dos Refrigerantes R32 y R600a
El objetivo de esta investigación se centra la solución numérica, simulación y comportamiento térmico de los refrigerantes R32 y R600a, siendo el primero un refrigerante industrial y el otro un hidrocarburo, el elemento a estudiar es la temperatura interna de una cabina vehicular, el aire cruza el evaporador del sistema de aire acondicionado mediante el análisis del intercambiador de calor de flujo cruzado tipo serpentín. Asimismo, es importante conocer la transferencia de calor que tiene cada refrigerante para enfriar o calentar la cabina del vehículo, para en un análisis matemático posterior llevar un contraste de la información mediante la simulación numérica de fluidos CFD con un software especializado en este caso Fluent de ANSYS. Se encontró que el refrigerante R600a es una alternativa para los sistemas de aire acondicionado vehicular y el R32 no es tan aplicable para estos casos.
Derechos de autor 2024 Fernando Toapanta, Melany Oña https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Aplicación de la Metodología CRISP-DM en el Análisis de Gases Disueltos en Aceite Dieléctrico de Transformadores Eléctricos del Sector Eléctrico Ecuatoriano
Este estudio aborda la aplicación de la metodología Cross-Industry Standard Process for Data Mining (CRISP-DM) en el análisis de los gases disueltos en aceite de transformadores de potencia, siendo este un componente crítico en los sistemas eléctricos. La adopción de este método estructurado de seis fases permitió evaluar de forma integral la condición de las unidades de transformación del sistema eléctrico ecuatoriano a partir del análisis de datos de inversión y expansión del sector, así como del estudio de 1 099 perfiles DGA (Dissolved Gas Analysis) obtenidos de una población de 153 transformadores ubicados en las distintas regiones de Ecuador continental. Los hallazgos descritos en este trabajo tienen el potencial de mejorar significativamente las estrategias y políticas de inversión y mantenimiento. Además, se propone la adopción de técnicas de automatización en el proceso de clasificación DGA, utilizando modelos de aprendizaje supervisado para potenciar la confiabilidad y eficiencia del servicio público de energía. Los resultados sugieren que este enfoque no solo mejora el diagnóstico dentro de las actividades de mantenimiento, sino que también proporciona una base sólida para trazar una hoja de ruta hacia una gestión predictiva de los activos, lo que se traduce en una mejora sustancial de la confiabilidad del sistema eléctrico nacional.
Derechos de autor 2024 Carlos Molina , Vladimir Bonilla https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Estimación y Análisis de Sensibilidad del Consumo Energético de Buses Eléctricos mediante Simulaciones Microscópicas en líneas de Transporte Público
La integración de la movilidad eléctrica es una realidad en el mundo actual, las políticas gubernamentales se enfocan cada vez más en incentivar el uso de vehículos eléctricos (VE) particulares, pero, principalmente en reemplazar la movilidad pública convencional por el uso de buses eléctricos. Una adecuada gestión energética de los sistemas de buses eléctricos debe optimizar el uso de recursos, prolongando la vida útil de las unidades de transporte, estaciones de carga y brindando siempre un servicio de calidad a sus usuarios. El desempeño del sistema de transporte mediante VE depende de diversas variables determinísticas y estocásticas que necesitan ser debidamente simuladas a fin de analizar su comportamiento, lo más cercano a las condiciones reales. En el presente trabajo, mediante la aplicación del software SUMO (Simulation of Urban Mobility), se ha implementado un modelo para el análisis energético de VE y se lo ha aplicado en rutas de transporte público en Quito-Ecuador. A partir de las simulaciones realizadas se ha estimado el consumo energético y se ha efectuado un análisis de sensibilidad del consumo energético de las unidades de buses eléctricos ante variaciones de parámetros relevantes en la gestión energética de sistemas de transporte público. Para el caso de estudio se comprueba la reducción de la autonomía del bus eléctrico en 27% de acuerdo con la información del fabricante. El análisis del desempeño energético realizado bajo diversos escenarios de tráfico permitirá en futuros trabajos optimizar la operación de los sistemas de transporte público eléctrico, considerando niveles de tráfico, flujo vehicular variable y pronunciados desniveles en su relieve.
Derechos de autor 2024 Daniel Orbe, Luis Salazar, Paúl Vásquez https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0