Maestría en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica
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Item type: Ítem , Guía práctica para la realización de pruebas en sistemas de protección eléctrica de líneas de distribución y transmisión(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04) Castaño Valencia, Luis Bernardo; Cano Plata, Eduardo Antonio; Arias Guzman, Santiago; Fundación CEiBa; Redes de Distribución y Potencia GredypEste trabajo presenta una guía práctica para la realización de pruebas en las funciones de protección eléctrica en líneas de distribución y transmisión. Su objetivo principal es ofrecer a los profesionales del sector una herramienta accesible que facilite la validación de los equipos de protección, asegurando su correcto funcionamiento y su alineación con los estándares establecidos. Se enfatiza la importancia de la coordinación de protecciones y se analizan las funciones más utilizadas, incluyendo el papel que desempeñan los transformadores de corriente (CT) y los transformadores de potencial (PT) según la función a considerar. La metodología propuesta abarca la configuración de sistemas de protección, la simulación de fallas y la interpretación de resultados. Se resalta la necesidad de que el personal encargado posea un conocimiento sólido para evitar errores humanos que puedan comprometer la seguridad del sistema. Esta guía tiene como propósito contribuir a la reducción de fallas derivadas de errores humanos, tanto en la configuración como en la parametrización de las funciones, dado que su persistencia se refleja anualmente en las incidencias del sistema. En última instancia, esta guía busca mejorar las pruebas de protección eléctrica, promoviendo un rendimiento óptimo en los sistemas de potencia (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Análisis comparativo de metodologías de cálculo de energía incidente aplicables a niveles de tensión superiores a 15 kv(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Villegas Ruiz, Alejandro; Cano Plata, Eduardo Antonio; Ustariz Farfán, Armando Jaime; Ibáñez Ramírez, Johan Sebastián [0001732100]; Ibáñez Ramírez, Johan Sebastián [p6HRHLkAAAAJ&hl]; Ibáñez Ramírez, Johan Sebastián [0000000281622287]; Fundación CEiBa; Ibáñez Ramírez, Johan Sebastián [Johan-Ibanez-Ramirez]; Redes de Distribución y Potencia GredypEn esta tesis se presenta un análisis comparativo entre distintas metodologías para el cálculo de la energía incidente en niveles de tensión superiores a 15 kV. Como referencia principal se utilizó el método establecido en la norma IEEE Std. 1584-2018, el cual se contrastó con metodologías alternativas derivadas de los estudios desarrollados por EPRI y Terzija/Koglin. El objetivo de este análisis se basó en la identificación de las variables más relevantes para la predicción de factores de ajuste que permitan incrementar los valores de energía incidente, con el fin de representar adecuadamente la energía calorífica generada durante un arco eléctrico trifásico en encerramientos. Estos factores de ajuste se proponen considerando la principal limitación de las metodologías alternativas, las cuales fueron desarrolladas originalmente para estimar la energía incidente de arcos monofásicos al aire libre. Se desarrolló un Modelo de Ajuste de Energía Incidente (MAEI) orientado a la predicción de factores de ajuste, seleccionado a partir del entrenamiento y validación de tres modelos de aprendizaje automático. El proceso de entrenamiento se realizó con las variables más relevantes identificadas durante el análisis comparativo entre metodologías, donde se examinó el comportamiento general de un conjunto de datos de entrada general y se construyó una matriz de correlaciones para evaluar su relación con los factores de ajuste propuestos, tanto en la metodología EPRI como en la de Terzija/Koglin. El conjunto de datos de entrada fue generado a partir del planteamiento de distintos escenarios obtenidos de subestaciones operando a niveles de tensión inferiores a 15 kV y considerando las variables requeridas por cada una de las metodologías de interés. Por su parte, la validación de los modelos se llevó a cabo utilizando métricas orientadas a la evaluación del desempeño en modelos de regresión aplicados a enfoques predictivos. Este proceso permitió analizar la dispersión y variabilidad de las predicciones en relación con los valores originales. Finalmente, se evaluó el desempeño del MAEI frente a nuevos escenarios de estudio que abarcan niveles de tensión desde 4.16 kV hasta 35 kV. Los resultados obtenidos fueron comparados con los proporcionados por metodologías tradicionales y referencias de la literatura técnica. Esta evaluación tuvo como objetivo analizar la viabilidad del uso de metodologías alternativas en configuraciones con encerramiento, independientemente del nivel de tensión, mediante la aplicación de factores de ajuste estimados a través de modelos predictivos (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Análisis del impacto de la tensión transitoria de recuperación en el sistema de distribución de CHEC con presencia de recursos energéticos distribuidos(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cardona Ospina, Santiago; Carvajal Quintero, Sandra XimenaEl presente documento se enfoca en estudiar el fenómeno transitorio del voltaje de recuperación transitorio (TRV) en interruptores de potencia, considerando particularmente las variables eléctricas de los sistemas de potencia que tienen efecto sobre la amplitud, frecuencia y duración de la TRV. Lo anterior, con el fin de entender el efecto sobre sistemas de distribución ante la presencia de nuevos recursos distribuidos, así como tipos de tecnología de fuentes de generación en niveles de tensión menores a 110 kV. Para el modelo detallado de interruptores de potencia y redes de distribución, se utilizó la información de parámetros eléctricos del sistema del operador de red CHEC y se modeló en el software DIgSILENT Power Factory, se utilizó información de transformadores, líneas, generadores y cargas. Adicionalmente, en el presente trabajo de grado se analizó el fenómeno transitorio mencionado para diferentes condiciones o escenarios operativos, variando, entre otros, la capacidad de los transformadores de potencia y el número de estos en una misma subestación, capacidad y tecnología de los generadores distribuidos, tiempos de apertura de los interruptores y diferentes tipos de fallas (terminales y kilométricas). A partir del entendimiento del fenómeno transitorio del voltaje de recuperación transitorio y el modelo detallado de simulación se logró identificar las variaciones en la amplitud y la frecuencia de la TRV bajo diferentes configuraciones de sistema, así como su impacto en la integridad y operación de los dispositivos de interrupción. Se evidenció que las fallas terminales generan picos de tensión más altos, lo que puede comprometer equipos sensibles, mientras que las fallas kilométricas ofrecen un panorama distinto, donde el aumento en la instalación de recursos energéticos distribuidos influye directamente en la tensión pico y su tasa de crecimiento. Esta información es crucial para optimizar la selección y especificación de interruptores de potencia en sistemas con recursos distribuidos, asegurando su adecuada operación ante condiciones extremas (Texto tomado de la fuente).Item type: Ítem , Propuesta de repartición de cargas económicas generadas con la transición energética para alcanzar un sistema interconectado carbono neutral en Colombia(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Beltrán Gallego, José David; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; López García, Dahiana; Beltrán Gallego, José David [000000343823026]; Environmental Energy and Education Policy E3PLa transición energética y la integración de recursos energéticos distribuidos presentan desafíos y oportunidades para la red eléctrica en Colombia, desde perspectivas económicas, técnicas, medioambientales y de mercado. Este cambio propicia la creación de mercados de servicios de flexibilidad, integrando estos recursos en la planificación y operación de la red. Sin embargo, es crucial realizar un análisis costo-beneficio para determinar la viabilidad de estas tecnologías frente a soluciones convencionales y asegurar una distribución justa de los costos entre los agentes del mercado. Esta tesis desarrolla un modelo de análisis costo-beneficio que permite comparar soluciones convencionales y servicios de flexibilidad, considerando criterios de reparto económico. Se realiza una revisión del mercado eléctrico colombiano, evaluando los desafíos de la transición energética. Además, se propone un diagrama de relaciones causales para modelar el comportamiento de un mercado de servicios de flexibilidad y se evalúa un caso de estudio sobre la sobrecarga de líneas de alta tensión, analizando la repotenciación, construcción de infraestructura o la implementación de servicios de flexibilidad como posibles soluciones (Texto tomado de la fuente).Item type: Ítem , Propuesta técnica y regulatoria para la difusión del almacenamiento energético a gran escala con baterías en Colombia(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Bedoya Álzate, Juan Pablo; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; López García, Dahiana; Environmental Energy and Education Policy – E3PEn esta tesis se realiza un análisis exhaustivo del estado del arte a nivel internacional relacionado con la implementación o difusión de sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías a gran escala, así como un diagnóstico del marco regulatorio en Colombia, evaluando la viabilidad económica de diferentes escenarios. Los resultados indican que, aunque estos sistemas pueden mejorar la estabilidad y eficiencia de la red, su adopción está limitada por la falta de un marco regulatorio adecuado y por la ausencia de incentivos financieros que reduzcan los costos y mejoren los ingresos. El escenario más prometedor considera el arbitraje de energía junto con la implementación de incentivos, lo que puede transformar la viabilidad económica de estos proyectos. Sin embargo, se concluye que es esencial un marco regulatorio flexible que permita a estos sistemas participar en múltiples mercados con una remuneración adecuada por sus servicios. Finalmente, se proponen criterios para guiar la adopción de esta tecnología en Colombia, incluyendo la creación de incentivos financieros, el desarrollo de un entorno regulatorio favorable, y la diversificación de los modelos de negocio asociados con el almacenamiento de energía (Texto tomado de la fuente).Item type: Ítem , Propuesta técnica para la implementación de la infraestructura de medición avanzada en Colombia a partir de los esquemas de eficiencia energética en demanda concentrada(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Pachón Hernández, Mateo; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; Marín Jiménez, Juan David; Environmental Energy and Education Policy E3PComo respuesta a los retos de la transición energética planteados para Colombia en el horizonte del año 2030, la infraestructura de medición avanzada tiene el objetivo de reconfigurar el funcionamiento del sector, fundamental para mejora operacional en eficiencia energética y modelos bidireccionales, donde, típicamente las redes eléctricas operaban de manera unidireccional. La entrada de habilitadores como la medición inteligente a través de AMI se proyecta a adquirir, transmitir y concentrar información eléctrica mediante comunicación bidireccional en pro de mejorar la confiabilidad, resiliencia y eficiencia del servicio eléctrico. Las tecnologías de la información y comunicación se destacan como herramientas fundamentales para el control y monitoreo en la distribución de energía, permitiendo flujos de información entre productores y consumidores. Este cambio ha transformado a los usuarios en parte activa del sistema, participando en un modelo dinámico de demanda activa y facilitando la articulación de nuevos servicios compartidos entre los involucrados. A pesar de los desafíos técnicos en la estandarización e interoperabilidad en la implementación de AMI, el sector eléctrico en Colombia ha establecido importantes objetivos para impulsar procesos clave de digitalización, descentralización y descarbonización conjuntamente. Sin embargo, el camino hacia la masificación plantea incertidumbres, especialmente en materia técnica y regulatoria. La implementación exitosa de dichos sistemas deberá ir acompañada de incentivos que materialicen beneficios para los usuarios y aseguren la remuneración adecuada, especialmente en el contexto de migración hacia una demanda activa (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Diseño de un laboratorio híbrido para el estudio de tecnologías de medida presentes en la industria 4.0 aplicables en Colombia(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Martínez Murillo, Jhordan Mauricio; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; Marín Jiménez, Juan David; Environmental Energy and Education Policy E3PLa industria 4.0 ha permitido una transformación global de las distintas cadenas de producción e impactado diversos sectores sociales. Por su parte el sector eléctrico no es ajeno a la implementación de la industria 4.0, puesto que gran parte de los procesos de producción actuales hacen uso de energía eléctrica para su funcionamiento. Por tal motivo el uso de herramientas de la industria 4.0 permitirían realizar mediciones en tiempo real para llevar un control y seguimiento del sistema eléctrico de manera descentralizada, obteniendo indicadores de producción y facilitando la implementación de estrategias que busquen mejorar la forma en que se consume energía dentro de las empresas, teniendo así un impacto directo en la producción. Sin embargo, uno de los grandes retos generados para la adopción de la industria 4.0, es la falta de personal capacitado que cuente con las competencias suficientes para la puesta en marcha y uso de las diversas tecnologías que trae consigo su implementación. En ese sentido, el planteamiento de estrategias de enseñanza por parte de instituciones de educación superior se hace necesario para abordar esta problemática, pues de esta manera se formarían profesionales con las competencias requeridas para la implementación de la industria 4.0 en las empresas y las instituciones obtendrían experiencia, mejorando sus procesos de enseñanza a través de la investigación, la adopción de distintas tecnologías emergentes y la mejora de su infraestructura. Por lo tanto, en esta tesis se presenta el proceso metodológico y la oportunidad pedagógica para la construcción de dos tableros con tecnologías de la industria 4.0 para el laboratorio de Gestión de la Demanda Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Manizales con el objetivo de desarrollar prácticas de laboratorios y obtener conocimiento en tecnologías como el internet de las cosas, la computación en la nube y el análisis de datos, con un enfoque hacia su aplicación en el sector eléctrico colombiano (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Diseño de un modelo probabilístico para apoyar el estudio de incertidumbre y riesgo asociado a la ejecución del proyecto de Geotermia en Nereidas como ERNC en la región para CHEC S.A. E.S.P. BIC(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Duque Moreno, Camilo Andrés; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; López García, Dahiana; Environmental Energy and Education Policy E3PEste estudio presenta un modelo probabilístico para apoyar el estudio de incertidumbre y riesgo asociado a la ejecución del proyecto de Geotermia en Nereidas como ERNC en la región para CHEC S.A. E.S.P. BIC., mediante la aplicación de un caso de estudio ubicado en el departamento de Caldas (Colombia). El análisis es realizado teniendo en cuenta el desarrollo energético de Colombia, cuya matriz de generación eléctrica es predominantemente hídrica y la vulnerabilidad climática del país tiene una atribución directa en la generación de energía y el abastecimiento de la demanda requerida. En primera instancia, se realizó una identificación de los proyectos geotérmicos a nivel nacional e internacional, considerando las limitadas fuentes de información existentes en el país con respecto a la generación de energía a partir de este tipo de tecnología. La revisión de la bibliografía fue realizada con el fin de identificar las variables de modelación más comunes e influyentes para la planeación, riesgos, construcción y puesta en operación de proyectos de esta índole, así como consideraciones técnicas y geológicas, inherentes. De esta manera, se definieron los esquemas de modelación de las variables, al igual que los factores y controles de riesgo y mayores incertidumbres establecidos en los proyectos analizados. A continuación, en los siguientes capítulos, se dan a conocer los datos del caso de estudio, en los cuales se establecen las variables determinísticas para el desarrollo del proyecto en control de riesgos, las variables de modelación técnicas, financieras, legales, ambientales y sociales; y posteriormente las distribuciones probabilísticas asociadas. Las determinaciones de este proyecto fueron realizadas considerando la flexibilidad característica de los proyectos de energía, en especial de aquellos de carácter renovable, con el fin de obtener resultados que permitan tener una visión más cercana a la realidad de los proyectos, la incertidumbre de sus variables y los diferentes escenarios de acción para la toma de decisiones por parte de sus involucrados. Esta tesis, entonces, utiliza la simulación Montecarlo para considerar diferentes escenarios de valoración como modelo de probabilidad e instaurar medidas de riesgo para abordar cuidadosamente las incertidumbres de este tipo de proyectos (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Diseño de un modelo técnico económico que integre gestores independientes de información en las redes de distribución en Colombia(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Castro Montilla, Leidy Daniela; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; Castro Montilla, Leidy Daniela; Castro Montilla, Leidy Daniela [0000-0001-9185-0235]; Environmental Energy and Education Policy E3PCon el pasar del tiempo el sector eléctrico ha evolucionado, de tal forma que afronta nuevas problemáticas relacionadas con la creciente demanda de energía, la inserción de los consumidores como parte activa del sistema eléctrico y demás factores que han forzado a que la red eléctrica se modifique de tal forma que sea capaz de brindar un servicio asequible, eficaz, limpio, confiable y eficiente. En este sentido, nace el concepto de Smart Grid y dentro de ella la Infraestructura de Medición Avanzada (AMI), con lo cual los sistemas de gestión de datos y manejo de la información tienen mayor responsabilidad al enfrentarse a bases de datos cada vez más grandes y complejas. Frente a estos nuevos retos dentro del sector eléctrico colombiano aparecen los Gestores Independientes de Datos e Información (GIDI) quienes entran al mercado haciendo frente a estos nuevos compromisos. Al no contar con un registro nacional que permita definir e identificar claramente las funciones de los GIDI dentro de la prestación del servicio de electricidad en Colombia, por medio de esta tesis se busca analizar desde perspectivas internacionales, la dinámica de sistemas y el modelo de negocio Canvas como potencializar la inserción de los agentes GIDI dentro del mercado eléctrico colombiano, mediante la implementación de tres tipos de programas de respuesta a la demanda en el sector residencial, reflejando que el control directo de caga, DLC como modelo de negocio representa un incremento de hasta un 62% en la creación de nuevas empresas GIDI, estableciéndose como la mejor propuesta de negocio que permita masificar estos agentes en el mercado energético (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Evaluación de relevancia de las entradas en redes neuronales para la predicción de demanda de energía eléctrica en Colombia con aprendizaje interpretativo(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Correa Aristizabal, Andres Felipe; Castellanos Dominguez, Cesar German; Alvarez-Meza, Andres; Correa Aristizabal Andres Felipe [0009000478528988]; Grupo de Control y Procesamiento Digital de SeñalesAl desarrollar políticas para la generación de energía eléctrica y los mercados de energía, modelos precisos deben abordar el pronostico de la demanda de energía a corto, mediano y largo plazo. Todas estas estacionalidades pueden variar significativamente dependiendo de factores demograficos y el desarrollo económico de las regiones. En este sentido, el modelado predictivo de la demanda de energía utilizando modelos de Aprendizaje Profundo (Deep Learning DL) tiene un uso creciente debido a su capacidad para manejar entradas suficientemente complejas al ser comparado con modelos de aprendizaje automático clásico. Sin embargo, el rendimiento del DL está fuertemente influenciado por factores como la arquitectura de la red neuronal, el tipo de recurrencia, la calidad y cantidad de los datos de entrenamiento disponibles, entre otros. Un factor clave a considerar es la estrategia empleada para alimentar los modelos DL para implementar diferentes supuestos de interacción entre los predictores. Este trabajo compara varios esquemas de entrenamiento y evalúa su impacto en el rendimiento del pronostico, midiendo la relevancia de cada serie de tiempo de entrada y generando aprendizaje interpretativo en sus resultados. Se presentan valores experimentales para modelos lineales en series de tiempo y redes neuronales recurrentes obtenidas de la base de datos de demanda de electricidad de Colombia desde enero de 2000 hasta diciembre de 2022 (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Caracterización y modelamiento de fallos por cortocircuito en los sistemas eléctricos de distribución(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Alzate Osorio, Jaime Alberto; Toro, Nicolas; Marin Yépez, Darwin Fabio; Grupo de Investigación en Recursos Energéticos GireEn este proyecto se presenta el desarrollo del modelado de la corriente por cortocircuito a partir de los diferentes métodos que existen para la resolución de fallas en los diferentes componentes que integran las redes eléctricas de distribución. Se desarrolla el cálculo de corrientes por cortocircuito usando los métodos adoptados por la normativa del Instituto Nacional estadounidense de Estándares (ANSI), El Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Con el cálculo de la corriente de cortocircuito se establecen las características de los sistemas de protección, las especificaciones técnicas de cada uno de los componentes del circuito que se eligió para realizar las pruebas y de esta forma verificar las fallas que se presentan en el sistema por cortocircuito, partiendo de un circuito de la IEEE. Así mismo al realizar las diferentes pruebas de cortocircuito en el diagrama unifilar seleccionado (Sistema IEEE Std 3002.3TM-2018), se establecen las medidas necesarias para evitar daños tanto térmicos como mecánicos en los componentes de la red; teniendo en cuenta los diferentes escenarios para buscar las diversas señales de acuerdo con su configuración y los distintos valores de potencia, corriente, tensión, resistencia etc. A partir de los parámetros de los componentes de los sistemas se realizará el modelado en el software ETAP para el circuito industrial de la Norma IEEE Std 3002.3TM-2018 y un sistema de bombas de inyección de agua para un pozo petrolero, que entregara los resultados que se obtienen al simular los circuitos y la caracterización de las diferentes fallas encontradas en los circuitos. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Complementariedad en isla con integración de energías renovables para la capacidad del servicio energético(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Cipagauta Zambrano, Manuel Alejandro; Guerrero-Gonzalez, Neil; Environmental Energy and Education Policy E3PEl presente trabajo prevé analizar y evaluar escenarios económicos y técnicos hacia la integración del servicio complementario mediante energía solar fotovoltaica, con Capacidad de Operación en Isla (COI) para el sector agropecuario. El planteamiento del problema describe los impactos para el cambio climático de los combustibles fósiles, aborda la situación de dependencia del recurso hídrico que ha prevalecido durante décadas, y la importancia de cambiar a fuentes alternativas de producción como la energía limpia y renovable, que sean amigables con el medio ambiente. En los antecedentes generales, se describe el marco histórico de la energía solar FV, la situación del sistema eléctrico colombiano, su marco legal, y el potencial solar en Colombia. Así mismo, se describen los componentes del Sistema solar FV, el funcionamiento de los paneles solares, la cadena de suministros de la tecnología FV, y sus ventajas económicas. La Fundamentación teórica expone los más importantes modelos de generación eléctrica a nivel global, como la generación centralizada, los Recursos Energéticos Distribuidos (DERs), los sistemas de generación distribuida (GD), los sistemas híbridos hacia la generación de energía y los servicios complementarios, en particular la complementariedad operativa en isla. La propuesta diseñada, para la implementación de la energía solar fotovoltaica, es un sistema aislado de la red, con complementariedad en isla (COI) a pequeña escala como alternativa para la electrificación rural, hecho con base en el modelo agrovoltaico que señala un doble uso de las superficies: para actividades agropecuarias y producción de energía mediante paneles solares. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Análisis técnico, regulatorio y financiero del cobro por la demanda de energía reactiva a los usuarios del servicio público domiciliario de energía eléctrica en Colombia, incluyendo lo concerniente a los subsidios y contribuciones que estén asociados con la demanda de este tipo de energía(Universidad Nacional de Colombia, 2022) González Silva, Germán Eduardo; Cano Plata, Eduardo AntonioEste trabajo se centra en el estudio de los aspectos técnicos, económicos y regulatorios que inciden actualmente en los cobros por conceptos de energía reactiva para los usuarios finales del servicio de electricidad, con el fin de determinar aspectos importantes que la regulación debe considerar para incentivar la mejora en la gestión de las variables asociadas a la energía reactiva y a la vez apalancar el desarrollo del sector eléctrico en Colombia. Para esto, se estudiaron los principales aspectos que tienen relación con los cobros que la regulación del sector eléctrico suele contemplar para los usuarios por causa del consumo o posible inyección de energía reactiva a las redes de los sistemas de potencia, y se analizó también la manera en que se facturan estos conceptos según los lineamientos regulatorios. Los resultados indican que oportuno realizar cambios en la manera de cobrar la energía reactiva, diferencia las condiciones de los usuarios a los cuales se les va a aplicar, y también es que pertinente replantear la aplicación de subsidios y contribuciones en general para la facturación de los usuarios del servicio público de electricidad. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Análisis de criterios técnicos a considerar en la planificación de proyectos que involucran un plan de inversión en nivel de tensión 2, en función de los índices de calidad del servicio(Universidad Nacional de Colombia, 2022-01) Jimenez Guzman, Cristian Jhoany; Arango Lemoine, Cesar; López García, Dahiana; Jiménez Guzman, Cristian Jhoany [0000000278857341]; Environmental Energy and Education Policy E3PUna planeación adecuada del sistema de distribución local (SDL) tiende a impactar notablemente la mejora en el comportamiento de los índices de continuidad y/o calidad del servicio de energía eléctrica. En Colombia, la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG) a través de la resolución 015 expedida en el año 2018, cuyo objeto es adoptar la metodología, fórmulas tarifarias y otras disposiciones para la remuneración de la actividad de distribución de energía eléctrica en el país, establece las características que deben cumplir los Operadores de Red (OR) respecto a la calidad del servicio de distribución de energía eléctrica en los SDL mediante los cuales realizan la prestación del servicio; de igual manera, esta resolución establece los criterios generales a tener en cuenta en la presentación de los planes de inversión para un determinado periodo tarifario en el que se destacan los proyectos de inversión motivados en la atención de demanda que pueden representar tanto la instalación de nuevos activos como el reemplazo de activos existentes con el fin de obtener una mayor capacidad del sistema. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente documento está enfocado en estudiar las causas de afectación que inciden directamente en los SDL de nivel de tensión 2 y que ocasionan que los índices de calidad del servicio de los sistemas de distribución se vean reducidos, con el propósito de analizar ciertos criterios técnicos, y aspectos transversales a estos, que a su vez permitan una planeación adecuada del sistema, orientada a la optimización y priorización de los recursos que se relacionan durante la presentación de un plan de inversión para determinado periodo tarifario, asegurando con ello un servicio confiable y la rentabilidad de la inversiones. En ese orden de ideas, se pretende realizar la revisión detallada del estado del arte actual en materia de planeación de sistemas de distribución y el marco regulatorio colombiano que permita identificar las problemáticas que se presentan y su relación con el comportamiento de los índices de calidad del servicio, las ventajas de implementar la automatización y un análisis de factores, métodos y riesgos que permitan establecer criterios a considerar en la elaboración del plan de inversión orientado a una planeación adecuada del sistema; seguidamente se presentará una simulación a partir de un caso de estudio, evaluando si los criterios seleccionados para la corrección de los problemas de las redes fueron los adecuados y como estos inciden directamente en el comportamiento del índice de duración de interrupción promedio del sistema (SAIDI) y del índice de frecuencia de interrupción promedio del sistema (SAIFI), ; finalmente se pretende concluir según los resultados obtenidos si los criterios seleccionados inciden directamente en el comportamiento de los indicadores de calidad del servicio y si estos deberían hacer parte de una planeación adecuada del sistema y ser tenidos en cuenta en la elaboración y propuesta de los planes de inversión. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Simulación de la influencia de la generación de energía eólica en la estabilidad transitoria(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Sosapanta Salas, Joseph Camilo; Ruiz-Mendoza, Belizza J.; Sosapanta Salas, Joseph Camilo [0001538062]; Sosapanta Salas, Joseph Camilo [0000-0002-2035-9323]; Gipem Grupo de Investigación en Potencia, Energía y MercadosLa transición energética está transformando el funcionamiento y operación de los sistemas eléctricos de potencia, provocando así que se diversifique la matriz energética a través de la inclusión de diferentes fuentes de generación de energía eléctrica. Este documento describe los impactos de la energía eólica sobre la estabilidad transitoria del sistema de potencia, empleando un sistema de prueba de nueve barras y analizando diferentes localizaciones de las fallas. A partir de los resultados se encontró que, en general, las oscilaciones de las posiciones angulares del rotor crecen en la medida que se incrementa el nivel de participación de energía eólica. También, teniendo en cuenta que los indicadores de estabilidad bajos representan buenos márgenes de estabilidad, se encontró que para los diferentes escenarios de participación de energía eólica, la estabilidad transitoria es susceptible a la localización de las fallas. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Análisis regulatorio y normativo para los generadores y los operadores de red en relación con la incorporación de sistemas de almacenamiento energético en el sistema interconectado nacional(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Torres Luna, Angela Patricia; Ruiz-Mendoza, Belizza J.; Torres Luna, Angela Patricia [0001672882]; Torres Luna, Angela Patricia [0000-0001-6875-9759]; Gipem Grupo de Investigación en Potencia, Energía y MercadosEste trabajo de investigación establece como se incorporan los sistemas de almacenamiento energético en los sistemas eléctricos, desarrollada mediante un análisis cualitativo y otro cuantitativo. En el análisis cualitativo se define la trayectoria regulatoria de nueve casos de estudio a nivel internacional, Unión europea, España, Reino Unido, Estados Unidos, Chile, China, Japón, Australia y Nueva Zelanda; así mismo, para el caso colombiano se identificaron los documentos principales que componen la trayectoria regulatoria que incorpora los sistemas de almacenamiento en el sistema eléctrico y los documentos que consideran implementar estos sistemas, como los publicados por la misión de transformación energética que establecen lineamientos políticos para el sector, son presentados en los anexos. Otro elemento del análisis cualitativo se presenta los incentivos para los agentes almacenadores y finalmente, el análisis regulatorio de los requerimientos de la disposición final de las baterías de cuatro casos de estudio, Unión europea, Japón, Estados Unidos y Colombia. El análisis cuantitativo se constituye por el flujo de caja libre para un proyecto con sistema de almacenamiento energético con baterías de 60 MW como activo de transmisión, en contraste, con un sistema de almacenamiento de la misma capacidad asociado a una planta de generación eléctrica fotovoltaica de 100 MW, en este proyecto se estiman los flujos de caja libre que tendría el agente sin incentivos y con los incentivos de la Ley 1715/2014. De los resultados se concluye que, los agentes almacenadores obtienen incentivos por respaldar la generación con fuentes no convencionales de energía, de igual forma desde la regulación colombiana se alienta a que los agentes almacenadores participen en el mercado como generadores. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Modelo de integración de sistemas de gestión de la energía en la industria colombiana(Universidad Nacional de Colombia, 2022-11) Quintero Ríos, Mauricio; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; López García, Dahiana; Quintero Ríos, Mauricio; Quintero Ríos, Mauricio; https://orcid.org/0000-0003-4365-5798; Environmental Energy and Education Policy E3PEn las últimas décadas, se ha presentado aumento de la demanda energética en todo el mundo, debido principalmente a la dependencia de los combustibles fósiles en la industria y el transporte, ha llevado a un uso extensivo de los energéticos y a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera; esto ha generado un alto nivel de preocupación ambiental extendido en todos los países. En este sentido, es necesario un consumo proporcionado de los recursos energéticos y la descarbonización de la economía para apalancar la reducción de las emisiones a la atmósfera; de este modo, cobra sentido la implementación de sistemas de gestión de la energía (SGEn) dentro de las industrias, buscando fomentar el uso racional y eficiente de la energía. En esta tesis se presenta una revisión bibliográfica sobre la masificación de los SGEn en la industria, destacando los principales beneficios y desafíos para su implementación. Al respecto, se ha identificado que la masificación de la implementación de programas de gestión energética dentro de las industrias podría permitir, en el largo plazo, liberar capacidad en el mercado eléctrico y mejorar los índices de confiabilidad del suministro eléctrico a las redes a las que estas industrias están conectadas, a través de la implementación de medidas integrales que permitan el desarrollo sustentable de la organización. Teniendo esto en cuenta, esta tesis realiza un modelo de difusión partiendo de un análisis de causalidad sobre la gestión eficiente de la energía en la industria manufacturera colombiana, evaluando los factores asociados dentro de la industria y el rol del gobierno como ente regulador para proponer escenarios que permitan la masificación de los SGEn, con el fin lograr industrias competitivas y ambientalmente responsables, este modelo permite hacer comparaciones entre diferentes tipos de industrias y evidenciar cuales pueden ser las acciones encaminadas que permitan el cumplimiento de Colombia para la reducción de los gases efecto invernadero y elevar los estándares de eficiencia energética (EE) al interior de las industrias. Para el desarrollo del modelo de difusión se utilizó la metodología del pensamiento sistémico mediante la herramienta de dinámica de sistemas, que permite evaluar los problemas de una forma holística e interdisciplinaria, para así establecer las interacciones entre los criterios técnicos y ambientales asociados la masificación de forma integral de los SGEn en la industria colombiana. Los resultados obtenidos permiten realizar comparaciones entre los diferentes escenarios a largo plazo propuestos por la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) en el Plan Energético Nacional 2020-2050 (PEN 2020-2050) con el fin de aumentar el nivel de EE y disminuir las emisiones de GEI, mediante la renovación tecnológica y el cambio de la matriz energética asociado al consumo de cada tipo de industria, lo cual permite establecer comparaciones y direccionar los esfuerzos a nivel regulatorio en los tipos de industrias que generan mayor consumo de energía y mayor contaminación. Esta tesis genera como aporte la creación de una herramienta de decisión que permite realizar comparaciones entre los siguientes tipos de industrias: hierro y acero, productos químicos, papel y cartón, alimenticia y minerales no metálicos. Dicha interfaz se puede replicar a las demás industrias si se tienen los datos que se contemplan en este modelo que queda a disposición de la Universidad Nacional de Colombia para fines académicos e investigativos respetando los derechos de autor. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Complementariedad energética entre los recursos eólico y solar para la región Caribe colombiana(Universidad Nacional de Colombia, 2020) Bonilla Prado, Guillermo Antonio; Ruiz-Mendoza, Belizza J.; Salazar Gil, Luisa Julia; Gipem Grupo de Investigación en Potencia, Energía y MercadosAplicar una metodología estadística que permita evaluar el grado de complementariedad entre los recursos eólico y solar presentes en la región Caribe en un horizonte temporal de 5 años (2014-2018). Basados en datos (2014 – 2018) de radiación solar global y velocidad del viento medidos en tierra por medio de las Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales (EMAS) pertenecientes a la red de estaciones meteorológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), se realiza una caracterización mediante un análisis descriptivo con el propósito de obtener un valor representativo de cada variable, se calculan los promedios diarios y mensuales de las series temporales para evaluar la correlación de cada recurso por separado como la correlación conjunta, para lo cual se utilizó un método estadístico basado en el cálculo de los coeficientes de correlación de Pearson. Las series temporales establecidas permiten comprender que la correlación de los recursos por separado o mediante la combinación de éstos, se presenta mayor cantidad de coeficientes de correlación cercanos a -1 cuando se analizan los recursos en conjunto, lo que significa que cuando un recurso aumenta el otro se reduce, correlacionándose inversamente entre sí en sus disponibilidades. Obteniendo que tanto la distancia entre los puntos de mediciones como la resolución temporal modulan la complementariedad que presenta el recurso eólico y solar de la región Caribe, por lo que se obtiene una disponibilidad continúa de los recursos al tener en cuenta el aprovechamiento en conjunto de estos. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Herramienta cognitiva tipo virtual enfocada en el aprendizaje de energía solar(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Carmona Castañeda, Paola; García Álvarez, Julio César; PROPELA- Propagación Electromagnética AplicadaLos estudiantes obtienen un alto porcentaje de contenido teórico dentro de sus programas educativos haciendo que el porcentaje de componente práctico sea poco. Esto es debido a que faltan herramientas virtuales didácticas que faciliten el aprendizaje, uso e instalación de energía solar fotovoltaica, lo que causa inseguridad al realizar montajes prácticos. Además, la adquisición de un laboratorio físico demanda grandes inversiones de dinero, los centros educativos no cuentan con recursos financieros para implementarlos, por lo cual el uso de laboratorios virtuales podría resolver el problema, “especialmente en áreas como las ciencias y las ingenierías donde la práctica hace parte significativa del proceso de aprendizaje” (Calvo et al., 2009). El presente trabajo detalla los procesos de implementación de una herramienta virtual interactiva que sirvió como solución para conectar e involucrar a los estudiantes en un curso virtual desde sus hogares, que les permitió realizar prácticas. En este trabajo nos enfocamos hacia el área de energía solar. Por consiguiente, en este proyecto utilizó un modelo cognitivo de aprendizaje. A partir de los resultados obtenidos con un piloto de 10 estudiantes, donde 7 aprendieron algo nuevo y 4 mejoraron conocimientos previos y también 6 de 10 estudiantes estiman que el curso le sirve para afianzar sus conocimientos y realizar montajes de energía solar a escala mayor. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Red distribuida para soporte de un laboratorio virtual orientado a la capacitación en sistemas de riego sustentables(Universidad Nacional De Colombia, 2022) Dallos Loaiza, Cristian David; García Álvarez, Julio César; PROPELA- Propagacion Electromagnética AplicadaEl presente trabajo ilustra el proceso de diseño e implementación de un laboratorio virtual invernadero, con prácticas de riego automático donde se aplicó la metodología de aprendizaje basado en proyectos, que derivó en un curso de educación distribuida para apropiar la ciencia, la tecnología y la innovación en actividades que involucren la agricultura, con un enfoque práctico. Además, el proyecto contribuye a ampliar los estudios de caso de modelos híbridos de aprendizaje. En el presente proyecto se entregaron 10 kits de aprendizaje a estudiantes de la Sede Manizales, dichos kits basados en sistemas embebidos Arduino con módulos electrónicos como son sensores y actuadores para realizar el montaje práctico de un sistema de riego automático, y el estudiante se involucró en un proceso donde acepta el reto que se le plantea, éste se compromete a resolverlo, lo lleva a actuar por medio de la experimentación y en ese proceso genera reflexiones y aprendizajes que le van a servir para conceptualizar los temas que se tratan en todo el contenido del curso. Se concluyó que para el caso puntual el curso en general a 6 de los 8 participantes que respondieron la encuesta le pareció excelente y a los 2 restantes les pareció bueno. Además 5 de los participantes aprendieron algo nuevo y 5 mejoraron sus habilidades en la programación de Arduino. De igual forma, 5 de los participantes mejoraron sus conocimientos en la construcción y ensamble de sistemas de riego, 5 de los estudiantes, aprendieron algo nuevo en esta área. (Texto tomado de la fuente)