Ponencias (Ingeniería Eléctrica)

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A 3D parametric thermal analysis of submarine three-core power cables
(European Association for the Development of Renewable Energy, Environment and Power Quality, 2020-04) Del-Pino-López, Juan Carlos; Cruz-Romero, Pedro Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Agencia Estatal de Investigación and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (AEI/FEDER UE) ENE2017-89669-R; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas de Energía Eléctrica
This paper presents the main features of a 3D FEMbased modelling framework of submarine three-core power cables with the final aim of estimating the ampacity of this type of cables when operating at certain conditions (buried in the seabed in steady-state). This assessment provides valuable information for the cable manufacturer during the design stage and for the owner of the evacuation line mostly in the planning stage, apart from being used as a reference for the development of other less computationally intensive analytic models. Moreover, the paper analyzes the impact that some design parameters have on the temperature of the cable, providing same concluding remarks.
A 800 kW wind-diesel test bench based on the MADE AE-52 variable speed wind turbine
(IEEE Xplore, 2003) Sánchez Segura, Juan Antonio; Moreno-Alfonso, Narciso; Vázquez Pérez, Sergio; Carrasco Solís, Juan Manuel; Galván Díez, Eduardo; Batista, C.; Hurtado, S.; Costales, G.; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. Departamento de Tecnología Electrónica; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica; Universidad de Sevilla. TEP175: Grupo de Investigación en Ingeniería Eléctrica (Invespot); Universidad de Sevilla. TIC109: Tecnología Electrónica
A field work have been made about the practical installation of a wind-diesel autonomous power system. A remarkable innovation on the control of the latter wind-diesel system is the ability of taking advantage of the kinetic energy available from the wind turbine. With such an extra energy, a power quality improvement can be achieved in the presence of load commutations. Besides of that, a convenient power sharing out can be obtained, allowing a high renewable energy penetration and fuel savings. Several results show the behaviour of the whole system, apart of the power quality improvement. Index Terms—Renewable hybrid system, isolated power system, power quality, diesel generator, wind turbine.
A comparison of residual demand models for oligopolistic markets
(2005) Marulanda Guerra, Agustín Rafael; Martínez Ramos, José Luis; Gómez Expósito, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
In many pool-based electricity markets two types of generating companies coexist, namely price-taking and leader companies. In this context, the optimal bidding of a leader company, and consequently the market clearing price, is mainly determined by its residual demand curve, which can be modeled in different ways. In this work, three different residual demand curves have been adopted to simulate the optimal strategy of an oligopolistic company. The influence of these models on the gap between the expected and actual market prices, as well as on the resulting leader company profit is analyzed.
A Mixed Hybrid Algorithm for Integral Wind Farm Optimum Design
(2007) Castro Mora, José; González-Rodríguez, Ángel G.; Riquelme Santos, Jesús Manuel; Burgos Payán, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
. Nowadays, the weight of the generation of renewable energies has grown spectacularly with regard to other conventional energies. This is due to diverse factors: a bigger environmental concern (Kyoto protocol, white-book in EU, etc.), the raising prices of the traditional fuels, etc. On the other hand, wind power has experienced a bigger grown, among the renewable energies. That is why the development of an effective tool for the design and lay-out of wind farms has a special relevance. This paper present a mix of evolutionary algorithms to look for the optimum integral design of the wind park taking into account all the part involved: number of wind generators, the type and the height of the wind generators, its location, the number and location of substations, the best layout of lowvoltage and high-voltage lines among wind generators, substations and the existing transmission lines, etc. Due to problem complexity, and as a first approach, the global optimization problem has been splitted in two main (uncoupled) parts, first the wind generators lay out and then the network configuration
A new technique for short-term reliability assessment of transmission and distribution networks
(IEEE Xplore, 2006) Martínez-Lacañina, Pedro José; Villa Jaén, Antonio de la; Martínez Ramos, José Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Gómez Expósito, Antonio; Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCYT). España; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas Electricos de Potencia
This paper proposes a new methodology for shortterm (24 hours) reliability assessment of transmission and distribution networks, including detailed substations models. Substations are ﬁrst considered as single electrical nodes to evaluate the reliability of delivery nodes. If nodes (substations) with a high LOLP (Loss of Load Probability) are identiﬁed in this preliminary analysis, the critical substations are modeled in detail to obtain the corresponding reliability indices with a higher accuracy, especially the indices corresponding to delivery points (feeders). The proposed methodology includes a topological analysis module similar to the topological processor used in State Estimation, a DC Load Flow, a DC-OPF module to compute remedial actions, and a reliability evaluation module based on state enumeration. The proposed approach is ﬂexible and easy to implement, and special efforts have been made to reduce the computational requirements and to present the results in a way appropriate to both operators and planning engineers.
A node ordering algorithm to speed up the solution of sparse matrix and sparse vector linear equation systems
(1986) Gómez Expósito, Antonio; García Franquelo, Leopoldo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
Recently, more attention has been devoted to sparse vector methods in order to reduce the computational burden when solving sparse systems of linear equations. These methods exploit the sparsity of the independent vector and/or the desire to know only a subset of the unknown vector. They are also applicable when refactorization of a slightly modified matrix is required. This paper proposes a scheme to order the nodes with the purpose of reducing the number of operations when applying sparse vector methods.
A scientific approach in wind energy courses for electrical engineers
(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2016) Durán, Mario J.; Barrero, Federico; González Prieto, Ignacio; Guzmán, Hugo; Pozo, A.; Bermúdez Guzmán, Mario; Martín Torres, Cristina; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. TIC201: ACE-Ti; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas de Energía Eléctrica
Teaching and research are joint activities at University level, but in many cases it is found that both activities have a poor connection. While the scientific method based on well-known steps is commonly applied at research level, this methodology and the associated know-how are rarely integrated in degree courses. This work describes the integration of theory, simulation, lab-scale experiments and industrial developments in wind energy courses for electric engineers. The proposed methodology reuses the knowledge from the research that is performed at University level to bring the students the latest industry developments and scientific trends with a scientific approach in multidisciplinary wind energy courses.
Actuaciones correctoras para el control de tensiones en redes de distribución y de los flujos de potencia reactiva en los transformadores transporte/distribución
(Asociación Española para el Desarrollo de la Ingeniería Eléctrica (AEDIE), 2005) Trigo García, Ángel Luis; Martínez Ramos, José Luis; Marano-Marcolini, Alejandro; Riquelme Santos, Jesús Manuel; Villa Jaén, Antonio de la; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
El objetivo del trabajo que se presenta en este artículo consiste en el desarrollo de técnicas para la determinación de actuaciones sobre ciertas variables de control, a disposición de los gestores de redes de distribución, para mantener las tensiones de los nudos en la red mallada de distribución y los flujos de potencia reactiva por los transformadores transporte/distribución dentro de los límites establecidos, manteniendo al mismo tiempo un adecuado margen de actuación en las variables de control
Análisis Electromagnético de Cables Submarinos Trifásicos Armados Mediante Modelos 3D [Póster]
(COMSOL Multiphysics, 2019-06) Del-Pino-López, Juan Carlos; Cruz-Romero, Pedro Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas de Energía Eléctrica
El alto coste económico de los parques eólicos offshore requiere optimizar su diseño y caracterización, como es el caso de los cables trifásicos armados de interconexión y exportación de la energía. Hasta ahora estos cables se han caracterizado en base a suposiciones erróneas derivadas de geometrías 2D que omiten el efecto del trenzado de fases y armadura (Figura 1), lo que lleva a cables sobredimensionados [1-3]. Un análisis en 3D se hace necesario para un adecuado diseño y caracterización de estos cables, pero su complejidad requiere de elevados recursos y tiempos de computación
Analizadores de red de bajo coste
(3ciencias. Editorial Área de Innovación y Desarrollo,S.L., 2018) Torres García, Francisco Javier; Bravo-Rodríguez, Juan Carlos; Borrás-Talavera, María Dolores; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. TEP175: Grupo de Investigación en Ingeniería Eléctrica (Invespot)
El uso masivo de dispositivos electrónicos, tanto en entornos domésticos como industriales, tiene un impacto directo e inmediato en la creciente y compleja red de distribución eléctrica a la que se conectan. De aquí la necesidad de analizar la calidad de la señal eléctrica y su energía asociada en la propia red e instalaciones afectadas. Por otra parte, la evolución exponencial de microcontroladores y micro PC´S y su aplicación al procesado de señales, convierte a estos dispositivos en candidatos excepcionales para cubrir la mencionada necesidad del análisis de la calidad eléctrica. Esta es justamente la propuesta que se hace en este trabajo. La detección de las perturbaciones eléctricas de mayor incidencia en la calidad de la señal de red se puede realizar de diferentes formas. En este caso, se propone el uso de una potente herramienta matemática como es la Transformada Wavelet (TW), con una contrastada aplicabilidad en este campo. Su traducción a nivel de programación mediante un complejo algoritmo es implementada en dispositivos de bajo coste, particularmente en Arduino y Raspberry Pi. A partir de este algoritmo es posible la detección, análisis y clasificación de distintas perturbaciones eléctricas de forma más intuitiva. Se ha diseñado un sistema capaz de adquirir y analizar la señal de la tensión eléctrica y monitorizar dichos resultados, demostrando la aptitud de estos sistemas de bajo coste para dicho análisis.
Aplicación de conceptos hipermedias para la enseñanza de instalaciones eléctricas
(Universidad de Sevilla, Instituto de Ciencias de la Educación, 2006) Moreno-Alfonso, Narciso; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Correa Manfredi, Juliana; Universidad de Sevilla; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas de Energía Eléctrica
Diversos condicionantes sociales, económicos y tecnológicos están dirigiendo las enseñanzas superiores a la utilización de paradigmas y métodos descentralizados que permitan transmitir grandes cantidades de contenidos en poco tiempo. Obviamente, a estos contenidos se les exige también la correcta eficacia en su asimilación. Sin embargo, los primeros requisitos no son siempre compatibles con los segundos, al menos tal como ocurre en buena parte de las enseñanzas técnicas. En este trabajo se desarrolla un ejemplo de elaboración de materiales didácticos concretado para la enseñanza de instalaciones eléctricas de baja tensión, realizado en el marco de un proyecto de innovación educativa del Instituto de Ciencias de la Educación de la Universidad de Sevilla.
Aplicación de las directrices del Espacio Europeo de Educación Superior en la docencia de Accionamientos Eléctricos
(Universidad de Sevilla. Facultad de Ciencias de la Educación, 2011) Del-Pino-López, Juan Carlos; Cruz-Romero, Pedro Luis; Marano-Marcolini, Alejandro; Trigo García, Ángel Luis; Maza Ortega, José María; Burgos Payán, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II; Freire Macías, Emilio; Cuesta Rojo, Federico; Universidad de Sevilla; Universidad de Sevilla. TEP196: Sistemas de Energía Eléctrica
Se presenta una experiencia docente en la docencia de las asignaturas de Máquinas Eléctricas y Tracción y Accionamientos Eléctricos impartidas en la Titulación de Ingeniero Industrial, con objeto de adecuarlas a las nuevas directrices introducidas por el Espacio Europeo de Educación Superior (EEES).
Aplicación de redes neuronales artificiales para la simulación y control de sistemas dinámicos e industriales
(Escuela Universitaria Politécnica de Ferrol, 1995) Nieto Nieto, Luis Miguel; Pozo Madroñal, Nicolás del; Moreno-Alfonso, Narciso; Ortega Gómez, Guillermo; Aguayo-González, Francisco; Lama-Ruiz, Juan Ramón; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería del Diseño; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
El comportamiento dinámico de las redes neuronales celulares (CNN) puede ser aprovechado para resolver cierto tipo de sistemas de ecuaciones diferenciales, que representan el comportamiento de algunos sistemas de control continuo. La complejidad de los algoritmos que resuelven estos problemas mediante programación secuencial es muy elevada, generalmente de orden polinómico o superior, no así cuando éstos se resuelven mediante computación cooperativa. El presente estudio comprende la primera fase en el desarrollo de una aplicación informática para la didáctica de control de sistemas dinámicos. Por tanto, se pretende en este trabajo un avance didáctico en dos vertientes: por un lado progresar en nuevos paradigmas de control de determinados sistemas complejos y su posible conclusión en los correspondientes temarios, y por otra la simulación de tales sistemas para una mejor comprensión por parte de los alumnos.
Aplicación de Técnicas de Clustering a la Serie Temporal de los Precios de la Energía en el Mercado Eléctrico
(Thomson, 2007) Martínez-Álvarez, F.; Troncoso, Antonio; Riquelme Santos, José Cristóbal; Riquelme Santos, Jesús Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
La principal tarea de las técnicas de clustering es formar grupos de elementos que presenten una conducta similar a partir de una base de datos. Se trata de generar un modelo capaz de simular el comportamiento del sistema de la manera más precisa posible. Así, en primer lugar, se procede a extraer el conocimiento necesario del sistema para, en segunda instancia, buscar los patrones capaces de conservar la información original y conseguir de este modo un modelo válido de descripción del sistema. En este trabajo se presentan dos técnicas de clustering particionales ampliamente conocidas, K-means y Expectation Maximization, para el análisis de la serie temporal de los precios de la energía eléctrica. Se demuestra que aplicar dichas técnicas resulta efectivo a la hora de dividir un año completo en diferentes grupos de días. Concretamente, se distinguen dos tipos de clusters fundamentales: los que identifican a los días laborables y aquellos que representan a los días festivos y los fines de semana. Igualmente resaltable es la similitud mostrada en el comportamiento de los días pertenecientes a una misma estación.
Aplicación de un programa informático para el diseño de instalaciones eléctricas industriales
(Universidad de Sevilla. Instituto de Ciencias de la Educación, 2002) Maza Ortega, José María; Cruz-Romero, Pedro Luis; González Rodríguez, Ángel Gaspar; Burgos Payán, Manuel; Casal Gómez-Caminero, Manuel; Izquierdo Mitchell, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
En el presente artículo se describe un trabajo de innovación educativa basado en la aplicación de un paquete informático para el diseño y análisis de sistemas eléctricos industriales. La propuesta consiste en la aplicación del programa EDSA Power System Analysis Software como refuerzo a las prácticas tradicionales que complementan a las clases teóricas. Dicha innovación no se plantea como un elemento sustitutivo del método tradicional, sino como un apoyo al mismo, con el que se pueden estudiar casos más complejos.
Aplicaciones de redes neuronales artificiales para la simulación y control de sistemas dinámicos industriales
(Tórculo, 1995) Nieto Nieto, Luis Miguel; Pozo Madroñal, Nicolás del; Moreno-Alfonso, Narciso; Ortega Gómez, Guillermo; Aguayo-González, Francisco; Lama-Ruiz, Juan Ramón; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería del Diseño; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
El comportamiento dinámico de las redes neuronales celulares (CNN) puede ser aprovechado para resolver cierto tipo de sistemas de ecuaciones diferenciales, que representan el comportamiento de algunos sistemas de control continuo. La complejidad de los algoritmos que resuelven estos problemas mediante programación secuencial es muy elevada, generalmente de orden polinómico o superior, no así cuando éstos se resuelven mediante computación cooperativa. El presente estudio comprende la primera fase en el desarrollo de una aplicación informática para la didáctica de control basado en redes neuronales, que posibilite la simulación y control de sistemas dinámicos. Por tanto, se pretende en este trabajo un avance didáctico en dos vertientes: por un lado progresar en nuevos paradigmas de control de determinados sistemas complejos y su posible inclusión en los correspondientes temarios, y por otra la simulación de tales sistemas para una mejor comprensión por parte de los alumnos.
Bad data identification when using ampere measurements
(Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 1997) Abur, Ali; Gómez Expósito, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
Earlier papers have shown that the use of power system line current magnitude measurements may lead to nonuniquely observable systems. This paper studies the bad data identification problem under these conditions. The definition of measurement criticality is revised in order to account for the nonuniquely observable cases. The problem of bad data identification is investigated both as a post estimation problem when using the least squares estimation method and as an outlier rejection problem when using the least absolute value estimation method. Modifications to the existing bad data processing methods are proposed in order to account for the current magnitude measurements.
Computation of individual harmonics in digital relaying
(PSCC Central, 2002) Rosendo Macías, José Antonio; Gómez Expósito, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica
In this paper, a comparison of existing method for harmonic calculation in digital relaying is presented. Pros and cons of recursive, approximate non-recursive and exact non-recursive algorithms are discussed. A compromise between speed and numerical robustness is obtained by a recently introduced modification of the pruned short-time discrete Fourier transform
Considerations on the non-active power using geometric algebra
(2011-05) Castilla Ibáñez, Manuel; Bravo-Rodríguez, Juan Carlos; Montaño Asquerino, Juan-Carlos; Ordóñez Sánchez, Manuel; López Ojeda, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II
Several approaches have been developed to define the non-active power concept under nonsinusoidal situations in electrical systems. Nevertheless, these contributions do not provide a complete and satisfactory solution to the non-active power reversibility between frequency domain and time domain. This paper presents a non-active power multivector concept, based on an original vector space frequency-domain approach that bridges the gap between both domains. The suggested correspondence can provide a convenient descriptive language to reconcile Fryze’s instantaneous non-active power with Budeanu´s deactive-power.
DC-bus energy management of a converter-interfaced renewable energy source comprising an energy storage system
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2021) Matas Díaz, Francisco Jesús; Mushtaq, Umer; Gross, Andrei Mihai; Rodríguez del Nozal, Álvaro; Cvetkovic, Milos; Malamaki, Kyriaki-Nefeli; Kryonidis, Georgios C.; Mauricio Ferramola, Juan Manuel; Maza Ortega, José María; Barragán-Villarejo, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica; European Union (UE). H2020
The increasing penetration of renewable energy sources is strongly linked to the development of voltage source converters used in their connection to the grid. As a result, in the near future of an inverter-dominated power system it will be a requirement for renewable generation to provide ancillary services in order to compensate for the absence of synchronous generation. In this scenario, the use of energy storage systems along with advanced control algorithms mimicking the dynamic behaviour of the traditional generators will be of utmost importance. This paper deals with a renewable energy source interfaced with a voltage source converter and comprising an energy storage system in the DC bus. Particularly, a new energy management algorithm for the DC-bus based on a three levels hierarchical control is proposed, which is able to simultaneously provide ancillary services, maintain the state of charge of the storage system within the permissible limits and use it to control the DC bus voltage. The control strategy is validated experimentally using a prototype with results evidencing a reliable and stable operation.

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