Simulation and Analysis of the Radiation Pattern of Microstrip Patch-Type Array Antenna by Moment Method

This paper presents the results of a research project aimed at studying the behavior of the radiation pattern of a patch array antenna through computer simulations. In this sense, is present the basic guidelines for design, implementation and preliminary simulation of different antenna prototypes through an algorithm simulator developed in MATLAB ® environment. Comparative studies of the simulation values are performed with the software LVDAM-ANT® which relate simulation data with actual experimental values.

The results obtained demonstrate the efficiency of the simulation algorithm developed to underpin the study presented in this paper.

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PARAMETROS A CONSIDERAR EN EL MANTENIMIENTO PARA PREVISIÓN DEL TIEMPO DE VIDA ÚTIL DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA

La participación de los transformadores dentro de los sistemas eléctricos es sumamente importante. Su precio, tamaño, rendimiento e importancia técnica son factores que justifican todo desarrollo tecnológico que se realice con el objetivo de mejorar su eficiencia y/o aumentar el nivel de protección de esta máquina. En este sentido, este artículo presenta una revisión sobre las metodologías más relevantes para estimación del Tiempo de Vida Útil (TVU) de transformadores de potencia. El TVU depende del riesgo de ocurrencia de una falla inesperada que lleve al transformador a salir de operación.

Datos estadísticos demuestran que este riesgo de falla aumenta para transformadores con 40 a 45 años de funcionamiento debido principalmente el envejecimiento de sus materiales aislantes. Según la norma ANSI-IEEE C-57.91, el TVU diario del transformador no debe exceder el 0,013% del tiempo total para que su duración no sea inferior a 20 años.

Sin embargo, para pronosticar una operación confiable de los transformadores es importante considerar el estado operacional de los accesorios (aisladores pasantes, conmutadores, sistema de refrigeración, entre otros). Por otro lado, para el análisis de la degradación del aceite y del papel aislante se debe verificar la influencia de la temperatura ambiente sobre el modelo térmico debido a que esta puede influenciar sobre la capacidad de carga del transformador.

Dos normas básicas establecen algunos criterios para estimar/calcular el TVU de transformadores, ellas son: IEEE Std. 57-91 y IEC 354. Según el estudio teórico efectuado en este artículo, el modelo Arrhenius-Dankin de degradación del papel es el que predice con más exactitud el TVU del transformador.

En cuanto a la influencia de transitorios electromagnéticos, como ser descargas atmosféricas, se estima que el modelo térmico para este será diferente al modelo para sobrecarga debido, principalmente, al tiempo de exposición del transformador a corrientes/temperaturas elevadas. Por otro lado, cargas no-lineales también tienen influencia en las perdidas del transformador dado que inyectan componentes armónicas en las corrientes y tensiones de la máquina.

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CONTROL DE TENSION Y LVRT EN SISTEMAS DE GENERACION EÓLICA USANDO GENERADORES DE INDUCCIÓN DOBLEMENTE ALIMENTADOS

Esquema DFIGEl rápido crecimiento de la generación de energía eólica trae consigo nuevos requerimientos para la integración de turbinas eólicas a la red. Esto se debe a que en los últimos años alrededor del mundo, las plantas de generación convencionales están siendo reemplazadas por plantas de generación eólica. Dentro de los nuevos requerimientos de conexión a la red se establece que estas nuevas tecnologías deben ofrecer servicios auxiliares a la red, similares a los que ofrecen las plantas convencionales de generación, tal como el control de tensión en estado estable y la capacidad LVRT (Low Voltage Ride Throught) durante fallas cercanas a la planta de generación. En este trabajo, se compara el comportamiento de distintas alternativas de control de tensión en el punto común de conexión (PCC) y la capacidad del parque de permanecer conectado a la red durante un hueco de tensión, aportando corriente reactiva durante la falla. Para esto se presenta un modelo de parque eólico con aerogeneradores de inducción doblemente alimentados (DFIG en inglés) con control LVRT y control de tensión en el PCC que permite realizar análisis del sistema eléctrico de potencia y cumplir con un código de red específico.

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ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA INTERCONECTADO DE LA PROVINCIA DE MISIONES – ARGENTINA

SIP_ MISIONES_ ARGEste artículo presenta un estudio para optimizar el servicio de transporte de energía eléctrica enfocado en el análisis del estado actual del SIP (Sistema Interconectado Provincial) en 132kV y determinados sectores de 33kV, partiendo de los distintos factores que intervienen en la calidad del servicio de suministro de energía eléctrica.

Vale resaltar que la ineficiencia del sistema de transmisión de energía provoca problemas como: pérdida de producción, pérdida de materia prima, ociosidad de las instalaciones y mano de obra, mayores pérdidas de energía en las redes eléctricas así como aumento de los costos asociados a estas.

Las simulaciones fueron realizadas con el software PSAT (Power System Analysis Toolbox) de MatLab®. Con el presente estudio se pone en evidencia el estado actual del SIP a partir del cual se proponen distintas soluciones para mejorar la calidad del servicio contemplando el crecimiento anual de la demanda.

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ANÁLISIS DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA BASADOS EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS REPRESENTATIVOS

En el presente trabajo se propone un método para optimizar Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica (SDEE) con el objetivo de determinar la mejor solución técnica que admita el funcionamiento de los SDEE con adecuados parámetros de Producto Técnico. El análisis se realiza a partir de modelos de optimización desarrollados según las configuraciones de redes de mayor difusión que operan en el mercado eléctrico. Estos modelos se ajustan para lograr una red adaptada ideal, los Sistemas Eléctricos Representativos (SER), en función de las Área Típica de Distribución (ATD). Se presentan resultados de simulación obtenidos mediante el software CYMDIST v5.04®, a partir del cual, se determina la óptima solución técnica para diferentes régimen de funcionamiento y según la dotación de recursos disponibles.

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PROJEÇÃO DE DEMANDA DE ENERGIA ELÉTRICA NO CURTO PRAZO CONSIDERANDO EFEITOS CLIMÁTICOS: UMA ABORDAGEM ATRAVÉS DE REDES NEURAIS

O presente trabalho apresenta um modelo para projeção de demanda de energia elétrica para o horizonte de curto prazo, considerando os efeitos de variações climáticas com uso de Redes Neurais Artificiais (RNA). Um sistema automático de projeção de demanda foi desenvolvido em ambiente MatLab®. A cada projeção de demanda diária é associado um determinado dia da semana (dia útil, domingo e feriado ou sábado), pré-definido na fase de treinamento da RNA. Com base no estudo das principais variáveis climáticas com influência na projeção de demanda no curto prazo, considera-se: temperatura média diária, insolação e umidade relativa do ar. Um estudo de caso utilizando dados reais de uma concessionária de energia elétricada região sul do Brasil é apresentado, mostrando a eficiência e robustez da metodologia proposta.

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Influência dos Parâmetros dos Condutores na Impedância Própria das Fases dos Sistemas Elétricos

Este artigo apresenta uma análise numérica relacionada com a influência dos parâmetros dos condutores na impedância própria das fases de um sistema elétrico de distribuição. Os condutores analisados foram selecionados a partir de famílias de cabos comerciais avaliando-se sua resistência elétrica e o raio médio geométrico. Ambos os parâmetros foram relacionados através de equações apresentadas neste trabalho. Estas equações permitiram o traçado de curvas relacionando a impedância própria das fases das diferentes famílias com a resistência dos cabos, para diferentes tipos de neutros. O trabalho mostra que a impedância própria das fases não depende apenas dos seus condutores senão da combinação de condutores fase-neutro. Deste modo, para um mesmo cabo de fases resultam diferentes impedâncias quando combinado com diferentes neutros. Da mesma forma, uma mesma impedância de fase pode ser obtida com diferentes combinações de cabos.

Palavras chave– Sistema de distribuição de energia elétrica, matriz de impedância, impedância própria de fase.

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CONTROL DE TENSIÓN EN SISTEMAS DE GENERACIÓN EÓLICA USANDO GENERADORES DE INDUCCIÓN DOBLEMENTE ALIMENTADOS

El rápido crecimiento de la generación de energía eólica trae consigo nuevos requerimientos para la integración de turbinas eólicas a la red. Esto se debe a que en los últimos años alrededor del mundo,
las plantas de generación convencionales están siendo reemplazadas por plantas de generación eólica.
Dentro de los requerimientos se establece que estas nuevas tecnologías deben ofrecer servicios
auxiliares similares a los de las plantas convencionales, como lo es el control de tensión en estado
estable y también durante fallas cercanas a la planta de generación. En este trabajo se explora y compara el comportamiento de distintas alternativas de control de voltaje de un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG), que es la tecnología de generación eólica más usada en la actualidad. Para ello se investiga el comportamiento de una red de transmisión ante una perturbación que pone en peligro la estabilidad de tensión de largo plazo de la misma. Para ello se considerará, en el primer caso, que el control de tensión de la barra terminal de la planta eólica se realizará únicamente a través del convertidor del lado del rotor, mientras que en el segundo caso, el control de tensión contará también con el aporte adicional de potencia reactiva entregada por el convertidor del lado de la red.
Los resultados mostrarán la importancia que tiene este aporte adicional de potencia reactiva para la estabilidad de tensión del sistema.

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Voltage Control in Wind Power Generation Using Doubly Fed Induction Generators

In recent years around the world, conventional generation  plants are being replaced by wind power plants.

The rapid development of wind power generation brings new requirements for the integration of wind turbines to the Electric Power Systems. These requirements establish that the new technologies must provide ancillary services similar to those of conventional plants, such as voltage control in steady state and voltage control during faults occurring close to the wind power plant. This paper explores and compares the performance of two different alternatives of voltage control using doubly fed induction generator (DFIG) topology, which is the most used wind generation technology nowadays.

This performance is investigated in a transmission network to a disturbance which endangers the
stability of long term voltage thereof. In the first case, the voltage control of the terminal bus of the wind plant will be performed only through the rotor‐side converter, while in the second case; the voltage control will also have the additional contribution of the reactive power delivered by the grid side converter.

The results show the importance of this additional contribution of the reactive power to voltage system stability.

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Pressure pulsation in Kaplan turbines: Prototype-CFD comparison

Pressure pulsation phenomena in a large Kaplan turbine are investigated by means of numerical simulations (CFD) and prototype measurements in order to study the dynamic behavior of flow due to the blade passage and its interaction with other components of the turbine. Numerical simulations are performed with the commercial software Ansys CFX code, solving the incompressible Unsteady Reynolds-Averaged-Navier Stokes equations under a finite volume scheme. The computational domain involves the entire machine at prototype scale. Special care is taken in the discretization of the wicket gate overhang and runner blade gap. Prototype measurements are performed using pressure transducers at different locations among the wicket gate outlet and the draft tube inlet. Then, CFD results are compared with temporary signals of prototype measurements at identical locations to validate the numerical model. A detailed analysis was focused on the tip gap flow and the pressure field at the discharge ring. From a rotating reference frame perspective, it is found that the mean pressure fluctuates accordingly the wicket gate passage. Moreover, in prototype measurements the pressure frequency that reveals the presence of modulated cavitation at the discharge ring is distinguished, as also verified from the shape of erosion patches in concordance with the number of wicket gates.

 Autores: A. Rivetti, C. Lucino1, S. Liscia, D. Muguerza and F. Avellan

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