EDICIÓN 2022 No. 2

La Revista IDENTIDAD ENERGÉTICA (ISSN: 2448-7775) es una plataforma de investigación y divulgación en el área multidisciplinar de la Energía, su contenido es multidisciplinario brindando aportaciones tecnológicas y científicas originales enfocadas en el área energética, IDENTIDAD ENERGÉTICA se publica de manera cuatrimestral y es editada por el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Guanajuato con el apoyo de CINERGIA UG.

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Revisión del Modelado de elementos no lineales para la simulación de transitorios en el dominio de la frecuencia

PABLO MORENO, JORGE G. HERNÁNDEZ SARMIENTO, AUREA A. MORENO MOJICA, JOSÉ R. LOO YAU
Cinvestav del IPN, Unidad Guadalajara, Jalisco, México.
ITESO, Guadalajara, Jalisco, México

En este trabajo se realiza una revisión del método de partición en segmentos lineales en el modelado de elementos no lineales para la simulación de transitorios electromagnéticos empleando la transformada numérica de Laplace. El método se basa en la aplicación de los principios de sustitución y de superposición. En particular, se describe el modelado de interruptores y resistencias e inductancias no lineales. Los resultados del método propuesto se comparan con resultados que se obtienen con el ATP.

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Estimación de estados en sistemas de potencia en tiempo real, Gerencia de Control Occidental; parte I: Teoría

CAMILO NARVAEZ PÉREZ1, HUGO HUMBERTO MORENO LÓPEZ, DANTE ARISTÓTELES GARCÍA CONEJO, MANUEL ALEJANDRO TORREA AHUMADA, JOSÉ JUAN MEZA ESPINOZA.
Centro Nacional de Control de Energía.
Universidad Abierta a Distancia de México.
Comisión Federal de Electricidad – Transmisión.
Universidad de Guadalajara – CUCEI.

La supervisión de los sistemas eléctricos de potencia es una labor ardua y debe realizarse en todo momento, además, debido a la gran cantidad de datos, medidas, de tensión y potencia, principalmente, y estados que conforman una red eléctrica, la probabilidad de tener el 100 % de certeza, es decir, de que ningún error esté presente es prácticamente nula. Para ello se usan los estimadores de estados, que obtienen el estado óptimo, estadísticamente hablando de las medidas, alcanzándose

porcentajes de certeza iguales ó mayores al 99 %. Esta aplicación se utiliza en la Gerencia de Control Occidental del Centro Nacional de Control de Energía. Esta investigación aborda los aspectos básicos de los estimadores de estado que aplican el método de mínimos cuadrados para el caso de las medidas.

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Estimación de estados en sistemas de potencia en tiempo real, Gerencia de Control Occidental; parte II: Práctica

CAMILO NARVAEZ PÉREZ, HUGO HUMBERTO MORENO LÓPEZ, DANTE ARISTÓTELES GARCÍA CONEJO, MANUEL ALEJANDRO TORRES AHUMADA.
Centro Nacional de Control de Energía.
Universidad Abierta a Distancia de México.
Comisión Federal de Electricidad – Transmisión

Los estimadores de estados obtienen el estado óptimo de un sistema eléctrico de potencia, estadísticamente hablando de las medidas, lo cual facilita su supervisión en tiempo real, dada la gran cantidad de datos, medidas y estados que conforman una red eléctrica. Está aplicación se utiliza en esta investigación y se tratan los aspectos estadísticos prácticos, como son, la redundancia, el porcentaje de corridas válidas, el mantenimiento sugerido, la calidad de los residuales, entre otros aspectos, es decir, sus resultados en un período amplio de tiempo, en el ámbito de la Gerencia de Control Occidental del Centro Nacional de Control de Energía.

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Diseño del Enlace Magnético Múltiple en Alta Frecuencia para Convertidores CC-CC

FRANCISCO J. ARIZAGA AYALA, JUAN M. RAMIREZ.
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional - Unidad Guadalajara.

El presente trabajo muestra el funcionamiento de un convertidor CC-CC (Corriente Continua – Corriente Continua) de múltiples puertos de transferencia de energía mediante un enlace aislado magnéticamente con múltiples devanados en alta frecuencia. Los convertidores CC-CC aislados permiten conectar sistemas de media tensión a sistemas de baja tensión. Un ejemplo de un convertidor CC-CC aislado multi puerto es el puente triple activo. Este convertidor consta de tres puentes activos conectados mediante un transformador de alta frecuencia. Los transformadores de alta frecuencia son utilizados en estas aplicaciones para reducir el tamaño de los transformadores de potencia convencionales. Un buen diseño de un transformador de alta frecuencia permite que los convertidores CC-CC transfieran energía con menores pérdidas. Por esta razón, el enfoque principal de esta investigación es el diseño de un transformador de enlace de alta frecuencia de devanado múltiple de baja potencia nominal (1.5kW).

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Implementación en Simulink/Matlab del método de impedancia basado en un método de disparo

ELPIDIO RAGA DÍAZ, JULIO CÉSAR HERNÁNDEZ RAMÍREZ, JUAN SEGUNDO RAMÍREZ, NANCY VISAIRO CRUZ.
Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

En el presente documento se presentan la implementación y ventajas computacionales del método de disparo para identificar los modelos de impedancia empleados en el análisis de estabilidad en el dominio de la frecuencia de sistemas eléctricos y electrónicos de potencia. El método propuesto toma como base el método de perturbación, el cual tiene la ventaja de prescindir del modelo matemático del sistema; sin embargo, este método convencionalmente requiere de un tiempo de simulación para que el transitorio inicial desaparezca, y posteriormente realizar el cálculo de impedancia a través de la transformada rápida de Fourier. Por esta razón, se propone el uso de un método de disparo para calcular la solución de estado estacionario sin la necesidad de calcular el transitorio inicial. Los resultados obtenidos al simular sistemas estables muestran que el tiempo de cómputo se reduce al menos 10 veces en comparación con el método de perturbación convencional, en caso de que el sistema sea estable en punto de operación de la identificación.

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Generador eólico conectado a la red a través de un convertidor directo

DIEGO GUTIERREZ, JUAN M. RAMIREZ, JOSE M. LOZANO, LUIS R. MERCHAN.
CINVESTAV del IPN – Unidad Guadalajara, Jalisco, México.
Universidad de Guanajuato.

En este trabajo se presenta la implementación de un convertidor CA-CA directo del tipo Convertidor Matricial Directo (CMD), controlado por la técnica de modulación de descomposición en valores singulares (SVD). Mediante un prototipo que emula el comportamiento de una turbina eólica, se utiliza el CMD como enlace entre la red eléctrica y el emulador de la turbina eólica, formando un sistema de conversión de energía eólica (WECS).

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Impacto de ráfagas extremas de viento en el
convertidor electrónico de potencia de un aerogenerador

GREGORIO MARTÍNEZ REYES, EFRAÍN DUEÑAS REYES, EMMANUEL HERNÁNDEZ MAYORAL, CHRISTIAN RENÉ JIMÉNEZ ROMÁN, OMAR RODRIGUEZ RIVERA, CARLOS DAMIÁN AGUILAR GÓMEZ.
Universidad del Istmo, Oaxaca, México.
Universidad Nacional Autónoma de México, Temixco, Morelos, México.
Universidad Politécnica de Chiapas, Chiapas, México.

En el presente trabajo, se analiza una base de datos de ráfagas de viento del emplazamiento La Ventosa, Oaxaca, en esta investigación se presenta dos taxonomías de ráfagas de viento extremas, la ráfaga extrema de operación (EOG) y la ráfaga extrema coherente (ECG). Se desarrolla un método de detección con la finalidad de determinar las ráfagas de viento extremas de mayor amplitud e intensidad con ayuda del software Matlab-Simulink®, para posteriormente modelar y simular en una estructura de un aerogenerador aislado de baja potencia sin control automático mediante el software PSIM, con ello, se analiza el efecto de la amplitud e intensidad de las ráfagas extremas sobre la confiabilidad del convertidor electrónico de potencia, donde la amplitud de la ráfaga de viento resulta ser un parámetro preponderante al ocasionar un impacto negativo en el mismo, sin embargo, la intensidad tiene un impacto mayor que la amplitud.

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Impacto de intermitencia solar en producción energética por Fotovoltaicos como pronosticador en Sistemas Cero Energía

IVÁN A. HERNÁNDEZ ROBLES, XIOMARA GONZÁLEZ RAMÍREZ, J. MARTÍNEZ PATIÑO, H. J. ESTRADA GARCÍA.
Universidad de Guanajuato, Salamanca, Guanajuato, México.

Con el objetivo de realizar investigación necesaria para el progreso y generación del conocimiento, asociado en el diseño y dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos híbridos que implementaran métodos inteligentes para la búsqueda de cero energías de la red para consumo de energía eléctrica en edificaciones, se realiza este trabajo abordando el análisis, la estadística y agrupación del histórico de datos obtenidos de la energía suministrada por un sistema fotovoltaico en dos años. Este trabajo determina el impacto de intermitencia solar por el paso de las nubes en un sistema fotovoltaico, así como propone un modelo gaussiano para la característica de potencia suministrada por un sistema fotovoltaico para su dimensionamiento óptimo, así como es posible tomarlo como la base para algún algoritmo de aprendizaje de una red neuronal para compensar la demanda de energía y buscar características de nula energía de la red para edificaciones. El modelo propuesto contribuye además en determinar la afectación por el paso de las nubes sobre un sistema fotovoltaico, obteniendo una baja del 7% del potencial energético. El desarrollo de este trabajo contribuye al conocimiento y desarrollo de nuevas metodologías en la búsqueda de la sustentabilidad energética bajo la característica de cero consumo de la red eléctrica para las edificaciones.

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Estimación de los parámetros del circuito
equivalente del transformador usando algoritmos genéticos

L. FELIPE TORRES PÉREZ, JUAN C. OLIVARES GALVÁN, HÉCTOR ASCENCIÓN MESTIZA, DAVID GRANADOS LIEBERMAN.
Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, CDMX.
Tecnológico Nacional de México, Campus Morelia, Morelia, Michoacán.
Instituto Tecnológico Superior de Irapuato (ITESI), Irapuato, Gto., México.

En este trabajo se propone la estimación de los parámetros del circuito equivalente del transformador monofásico en estado estable utilizando el Algoritmo Genético (AG). La forma de determinar los parámetros del circuito equivalente del transformador en el laboratorio se basa en las mediciones del fabricante realizadas en las pruebas de circuito abierto y cortocircuito del transformador. Para mejorar el proceso de estimación de los parámetros se incluyen un análisis independiente de los operadores de selección, cruza y mutación utilizados del AG. La validación del AG se realiza mediante la comparación de los parámetros calculados obtenidos experimentalmente. Los resultados de esta investigación resultan extremadamente útiles para determinar los parámetros del transformador cuando el cliente no tiene acceso a las pruebas de laboratorio para su cálculo.

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Control de Velocidad Angular de un Motor
Síncrono en un Vehículo Eléctrico

ALEXIS CASTELÁN PÉREZ1, JUAN EDUARDO ESQUIVEL CRUZ, FRANCISCO BELTRÁN CARBAJAL, IVÁN DE JESÚS RIVAS CAMBERO, LUIS DANIEL CÁRDENAS SOTO, DAVID SOTELO.
Universidad Politécnica de Tulancingo, Tulancingo de Bravo, Hidalgo, México.
Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México, México.
Tecnológico de Monterrey, Monterrey, México.

En el presente artículo se describe el diseño de un controlador para regular la velocidad de un motor síncrono de imanes permanentes usado en un vehículo eléctrico. Además, se presenta el modelado de la dinámica de un vehículo considerando las fuerzas principales que intervienen en su movimiento, con el propósito de mejorar la eficiencia del control de este sistema mecatrónico. De esta manera, en el diseño de la estrategia de control de movimiento se considera el modelo obtenido del tren de potencia del vehículo, el cual incluye la dinámica no lineal del motor y a la transmisión. Se propone el uso de trayectorias de referencia para el controlador basadas en polinomios de interpolación de Bézier, para trasferir el vehículo de un estado inicial a otra condición de operación, y con ello se determinan las ventajas del uso de este tipo de perfiles de movimiento planificados.

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Estimation model of pH and electrical conductivity in nutrient solutions for crops using artificial networks design

JUAN D. PADILLA R., LUIS E. BARRETO S., GUILLERMO J. RUBIO A., JULIO C. PICOS P., JESÚS J. ROCHÍN M.
Tecnológico Nacional de México, Campus Culiacán, Sinaloa, México.

This paper presents a design of an Artificial Neural Network (ANN) to modelling pH and electrical conductivity (EC) in a nutrient solution designed for crops. In the ANN design, a combination of the nutrient solution was made by adding sodium carbonate and water to raise the pH and lower the EC, respectively. In the model simulation, an error of 1.18 mL of sodium carbonate and 0.92 mL of water was obtained for the 47 combinations of the experiment. An average mean error of 0.23 for pH. 0.304 mS/cm for the EC was obtained. In this work, an alternative to the conventional methodology was presented. As a result, the error is reduced, and the calibration of nutrient solutions is facilitated.

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Estudio experimental de la dinámica del
convertidor reductor para su aplicación en
técnicas de comunicación con luz visible

MARIO ALBERTO JÚAREZ BALDERAS, OMAR NAVARRTE VALADES, ADOLFO RAFAEL LÓPEZ NÚNEZ, GILBERTO MUÑOZ MORENO.
Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico Superior de Irapuato.

La comunicación mediante luz visible por sus siglas en inglés (VLC, Visible Light Communication) es un campo emergente en la comunicación. Este tipo de comunicación surge como una alternativa o complemento a la manera en cómo se transmite datos tradicionalmente ayudando así a aliviar o mitigar la saturación actual del espectro de radiofrecuencia; ofreciendo además ciertas ventajas tales como iluminación y transmisión de datos al mismo tiempo. Esta clase de sistemas tiene varias etapas las cuales son encargadas de modular la señal, de amplificarla y enviarla a algún emisor de luz donde la tecnología LED transmite dicha información, sin embargo, dicha tecnología se alimenta con la conversión CD-CD específicamente los convertidores reductores. En el presente trabajo se busca realizar un estudio de la composición y dinámica de esta clase de sistemas a su vez reproducir información en variaciones de niveles de corriente a distintas frecuencias.

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Análisis del comportamiento de Nannochloropsis
oculata cultivada en un fotobiorreactor bajo condiciones de estrés térmico

ANDREA DE J. GÁRATE OSUNA, ANGEL VALDEZ ORTIZ, MIGUEL ANGEL FRANCO NAVA, OSCAR JESÚS GUEVARA PEREDIA, DAVID ULISES SANTOS BALLARDO.
Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán, Sinaloa, México.
Universidad Politécnica de Sinaloa, Mazatlán, Sinaloa, México,
Tecnológico Nacional de México, Campus Mazatlán. Mazatlán, Sinaloa, México.

Las microalgas son microorganismos que en los últimos años se han vuelto protagonistas en investigación debido a que son candidatas potenciales para su uso en la obtención de compuestos de interés como los lípidos, que pueden ser transformados en compuestos bioenergéticos como el biodiésel. Nannochloropsis oculata es una microalga marina que tiene como característica principal sus altos contenidos lipídicos, que han llegado a alcanzar hasta el 70% de su peso total. En esta Investigación, se analizó el crecimiento de la microalga N. oculata cultivada en un fotobiorreactor piloto, bajo condiciones de estrés por temperatura (35 °C), para analizar su crecimiento mediante dos metodologías de determinación de concentración celular, se reportaron una tasa de crecimiento específico de 0.133 días-1 , un tiempo de duplicación de 5.2 días, valores máximos de densidad celular de 8.63 (± 0.16) x106 cél mL-1, y rendimientos de biomasa de 4.05 (± 0.11) g L-1.

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Procesamiento Automático de Imágenes de la
data HAM10000 usando aprendizaje automático

ANDERSON SMITH FLOREZ FUENTES, RAFAEL GUZMAN CABRERA, EVERARDO VARGAS RODRIGUEZ.
Universidad de Guanajuato.

Cada vez es más popular el uso de procesamiento de imágenes en la identificación, diagnóstico y seguimiento de cáncer de piel. En este trabajo, se presentan resultados obtenidos utilizando diferentes filtros de imágenes como parte del preprocesamiento de estas antes de llevar a cabo la clasificación automática. Para la evaluación experimental se utiliza un escenario de clasificación llamado validación cruzada utilizando imágenes de la base de datos Human Against Machine con 10000 imágenes (HAM10000), la cual cuenta con siete clases. Para la clasificación automática se utiliza un modelo basado en redes neuronales, con el cual se obtuvieron resultados que alcanzaron el 99.5% en el mejor resultado, y un resultado promedio equivalente a 85.83%, resaltando que la medición de los resultados, se realizó de manera separada por cada par de grupo de cáncer de piel, con las mismas condiciones para cada ejecución realizada.

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