Facultad Regional Santa Fe
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Item Gestión de una micro-red basada en un algoritmo de optimización por enjambre de partículas(Primer Congreso de Investigación y Transferencia Tecnológica en Ingeniería Eléctrica, 2015) Loyarte, Ariel S.; Clementi, Luis A.; Vega, Jorge R.Este trabajo investiga la gestión óptima de una micro-red con topología mallada y generación distribuida provista por motores diesel, una celda de combustible, y parques de generación eólica y solar fotovoltaica. Se propone un funcional que cuantifica el estado de operación de la micro-red. Dicho funcional se define sobre la base de indicadores ponderados que incluyen aspectos económicos, ambientales y de calidad de servicio. Se utiliza un método de optimización por enjambre de partículas a fin de determinar la asignación de tensiones y potencias de generación para obtener, ante cualquier configuración del estado de carga, el estado óptimo de operación de la red.Item Asignación óptima de potencias de generación en una micro-red eléctrica con demanda distribuida variable(V Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial (MACI), 2014) Loyarte, Ariel S.; Clementi, Luis A.; Vega, Jorge R.Se presenta un método para determinar las potencias óptimas que deben ser aportadas en los diferentes nodos de una micro-red eléctrica (MRE) con el objeto de satisfacer una dada demanda distribuida variable en el tiempo, minimizando un funcional que incluye costos de generación, pérdidas eléctricas por transmisión, emisión de gases contaminantes, y calidad de energía en todos los puntos de suministro. El problema inverso asociado es complejo debido a las diversas restricciones inherentes a los recursos distribuidos de la MRE, como por ejemplo las capacidades limitadas de los centros de generación. La resolución del problema de optimización se implementa a través de un algoritmo por enjambre de partículas. Un ejemplo de simulación basado en una MRE de mediana complejidad, aislada del sistema interconectado, con generadores diesel, fotovoltaicos, eólicos y una celda de combustible, permite visualizar las potencialidades del método e identificar la complejidad del problema analizado.Item Modelado y simulación de un sistema de micro-redes interconectadas en un contexto de mercado energético(II Congreso Argentino de Energías Sustentables, 2016) Loyarte, Ariel; Clementi, Luis A.; Vega, JorgeEn el presente trabajo se propone, como alternativa a las redes convencionales de transmisión de energía eléctrica en alta tensión, la conformación de un mercado eléctrico basado en un sistema interconectado de micro-redes. En el sistema propuesto, cada micro-red dispone de la posibilidad de generar energía, importarla y/o exportarla, con mecanismos de negociación regulados por un agente supervisor de mayor jerarquía que actúa con la finalidad de optimizar los costos de cada transacción. De esta forma, se aprovechan las características del paradigma de micro-redes (micro-generación distribuida) con el objeto de cubrir regiones más amplias. La implementación del sistema completo se efectúa mediante el modelado como sistema de eventos discretos, utilizando el formalismo DEVS (Discrete Event System Specification). La ejecución de los modelos se realiza mediante la librería DEVSJAVA y el simulador SimView. Para la valoración de la propuesta se implementan y simulan diferentes casos de estudio que consideran micro-redes interconectadas operando en forma aislada de la red de potencia externa, pero la extensión de la propuesta para incorporar esa conexión a la red externa es factible.Item Estrategias para la implementación de algoritmos PSO en problemas de planificación y gestión óptima de micro-redes(2º Simposio Iberoamericano en Microrredes Inteligentes con Integración de Energías Renovables, 2018) Loyarte, Ariel S.; Clementi, Luis A.; Vega, Jorge R.El presente trabajo desarrolla una serie de propuestas para la implementación de algoritmos basados en optimización por enjambre de partículas (PSO), orientados a la resolución de problemas de planificación y gestión de micro-redes eléctricas. Se establecen las características en cuanto a composición estructural y topología de los algoritmos, sugeridas en función del tipo de problema abordado. Se presentan dos variantes, una de ellas orientada a problemas de gestión óptima, designados habitualmente como flujos óptimos de potencia. La segunda variante se orienta a problemas de planificación, asociados a la expansión de la red, normalmente vinculados al impacto de fuentes no gestionables basadas en energías renovables. A modo de ejemplo, se presentan resultados para problemas de interés en el ámbito de las micro-redes, demostrando el desempeño exitoso de las propuestas.Item Distribución óptima de bancos de batería en micro redes eléctricas con alta penetración fotovoltaica(XVII Reunión de Trabajo en Procesamiento de la Informática y Control, 2017) Clementi, Luis A.; Loyarte, Ariel; Sangoi, Emmanuel; Vega, JorgeEn el presente trabajo se considera el problema de las fluctuaciones de tensión ante disminuciones rápidas de la radiación solar en micro redes eléctricas con alta penetración de generadores fotovoltaicos. Para ello se propone una metodología basada en Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para decidir sobre las capacidades y localización de los bancos de baterías necesarios a los fines de minimizar la máxima fluctuación de tensión en la red. El algoritmo se aplica, a modo de ejemplo, sobre una micro red de topología radial, de baja tensión y con alta penetración de generación distribuida solar. Los resultados demuestran la utilidad de la metodología como herramienta de análisis aplicable a redes eléctricas existentes, y muestran la viabilidad de la PSO para resolver este tipo de problemas con tiempos de cómputo bajos.Item Configuración óptima de instalaciones solares fotovoltaicas(2º Congreso de Investigación y Transferencia Tecnológica en Ingeniería Eléctrica, 2017) Loyarte, Ariel S.; Clementi, Luis A.; Vega, Jorge R.En el presente trabajo se desarrolla el modelo de una instalación solar fotovoltaica, exponiéndose sus parámetros y variables de diseño. Se analiza la disposición geométrica de los paneles para obtener el máximo aprovechamiento energético, empleando un algoritmo de optimización por enjambre de partículas. El estudio se complementa contrastando con los resultados obtenidos mediante el empleo de dispositivos seguidores. A modo de ejemplo, se considera el caso de un grupo de localidades de la provincia de La Rioja (Argentina), con buen potencial para instalaciones fotovoltaicas.Item Comparación de métodos de optimización utilizados para la asignación óptima de potencia en micro-redes eléctricas(III Congreso de las Américas de Distribución Eléctrica, 2016) Loyarte, Ariel S.; Clementi, Luis A.; Vega, Jorge R.Este trabajo compara dos algoritmos de optimización utilizados para resolver el problema de despacho óptimo de potencia en una micro-red (MR) eléctrica con generación distribuida. La optimización apunta al cálculo de las potencias y tensiones asignadas a los generadores, a los efectos de minimizar costos de generación, contaminación ambiental, y apartamiento de tensiones en barras respecto a sus valores nominales. Los algoritmos estudiados son un método de punto interior (MPI) con gradiente descendente y la optimización por enjambre de partículas (PSO). En los casos de estudio analizados, se compara el desempeño de los algoritmos en términos de la capacidad para alcanzar el óptimo global del problema y el tiempo de convergencia requerido. En particular, se estudia un caso simulado numéricamente consistente en una MR con 14 nodos, los cuales involucran generaciones fotovoltaicas, eólicas, celdas de combustible y generadores diésel; y cargas de tipo residencial e industrial, caracterizadas por curvas de consumo típicas. Los resultados muestran que el desempeño de ambos algoritmos es altamente dependiente de los objetivos a minimizar en el problema de despacho óptimo. Para objetivos simples que involucran un problema de optimización con un mínimo global único (por ejemplo, la minimización de los costos de generación), el MPI es más adecuado debido al menor tiempo requerido para alcanzar la solución. Sin embargo, para casos más complejos que involucran funciones multi-objetivo, y que pueden exhibir mínimos locales múltiples, el algoritmo basado en PSO resulta más eficaz ya que, si bien requiere mayor tiempo de cómputo que el MPI, posee mayor chance de alcanzar una solución próxima al óptimo global del problema, evitando quedar atrapado en algún óptimo local.Item Capillary hydrodynamic fractionation of hydrophobic colloids: errors in the estimated particle size distribution(2013) Vega, Jorge Rubén; Clementi, Luis A.; Arretxe, Zohartze; Aguirreurreta, Ziortza; Agirre, Amaia; Leiza, José R.; Gugliotta, Luis M.Capillary hydrodynamic fractionation (CHDF) with turbidity detection at a single wavelength is an analytical technique that is often used for sizing the submicrometric particles of hydrophobic colloids. This article investigates three sources of errors that affect the particle size distribution (PSD) estimated by CHDF: diameter calibration errors, uncertainties in the particle refractive index (PRI), and instrumental broadening (IB). The study is based on simulated and experimental examples that involve unimodal and bimodal PSDs. Small errors in the diameter calibration curve can produce important deviations in the number average diameter due to systematic shifts suffered by the PSD modes. Moderate uncertainties in the PRI are unimportant in the analysis of unimodal PSDs, but in the specific case of bimodal PSDs, errors in the PRI can strongly affect the estimated number concentration of each mode. The typical IB correction (based on the IB function estimated from narrow standards) produces slightly erroneous average diameters but can lead to PSDs with underestimated widths and distorted shapes. In practice, the three investigated sources of errors can be present simultaneously, and uncertainties in the average diameters, the shape and width of the PSD, and the number concentration of the PSD modes are unavoidable.Item Estimation of the particle size distribution of colloids from multiangle dynamic light scattering measurements with particle swarm optimization(2015) Vega, Jorge Ruben; Clementi, Luis A.In this paper particle Swarm Optimization (PSO) algorithms are applied to estimate the particle size distribution (PSD) of a colloidal system from the average PSD diameters, which are measured by multi-angle dynamic light scattering. The system is considered a nonlinear inverse problem, and for this reason the estimation procedure requires a Tikhonov regularization method. The inverse problem is solved through several PSO strategies. The evaluated PSOs are tested through three simulated examples corresponding to polysty-rene (PS) latexes with different PSDs, and two experimental examples obtained by simply mixing 2 PS standards. In general, the evalu-ation results of the PSOs are excellent; and particularly, the PSO with the Trelea’s parameter set shows a better performance than other implemented PSOs.Item Randomly-branched polymers by size exclusion chromatography with triple detection : computer simulation study for estimating errors in the distribution of molar mass and branching degree(2013) Vega, Jorge Rubén; Clementi, Luis A.; Meira, GregorioThis article theoretically evaluates the biases introduced into the distributions of molar masses (MMD) and the number of long chain branches per molecule (LCBD), when randomly-branched polymers are analyzed by size exclusion chromatography (SEC) with molar mass-sensitive detectors. The MMD of a polymer with tetrafunctional branch units has been calculated with the Stockmayer equation (1943); and an ideal SEC analysis has been simulated that assumes u-solvent, perfect measurements, and perfect fractionation by hydrodynamic volume except for a minor mixing in the detector cells. In ideal SEC, a negligible bias is introduced into the MMD, with the local dispersity exhibiting a maximum of 1.0035 at the high molar masses. This result is consistent with previous theoretical investigations, but differs qualitatively from experimental observationsofpolymerscontainingshort-andlong-chain branches. When including band broadening in the columns while still assuming perfect measurements, the MMDremainsessentiallyunbiased.Incontrast,poorMMD estimates are obtained when the chromatograms are contaminated with additive noise. Only qualitative estimates of the LCBD are possible, due to theoretical limitations combined with propagation of errors in a highly nonlinear calculation procedure.