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Línea Ingeniería de Potencia y Energía
Esta línea de investigación tiene como objetivo contribuir al avance del conocimiento de las Ciencias de la Ingeniería en las áreas temáticas de Potencia, Energía y Electrónica de Potencia. Los estudiantes de postgrado pueden seguir un programa de cursos y desarrollar una tesis en alguna de las temáticas de investigación que a continuación se señalan:
Mercados Eléctricos
Se investigan y desarrollan modelos técnico-económicos y algoritmos computacionales que permitan el análisis de la operación y regulación de los mercados eléctricos. Las aplicaciones se orientan a temáticas de organización industrial del sector eléctrico, aspectos microeconómicos que caracterizan los negocios de generación -transmisión- distribución-comercialización, organización del despacho económico, libre acceso y tarificación de la transmisión, tarificación de la distribución, estructuras y diseño de mercados, servicios complementarios, institucionalidad regulatoria.
Operación Económica de Sistemas Eléctricos de Potencia
Se investigan, y desarrollan algoritmos que permitan la planificación, diseño y operación económica de sistemas eléctricos. Las aplicaciones se orientan a sistemas de transmisión, sistemas de distribución y grandes sistemas industriales y mineros, considerando el uso de técnicas de programación matemática y de optimización para problemas de planificación de largo plazo, despacho y predespacho económico, despacho de reactivos, diseño óptimo de redes, previsión de la demanda (energía y potencia) en horizontes de corto y largo plazo, tarificación y confiabilidad.
Calidad de Servicio Eléctrico
Se investigan y desarrollan metodologías para evaluar la calidad de servicio tanto para redes eléctricas (generación-transmisión-distribución) como para usuarios finales, considerando los aspectos técnicos y económicos (tarificación), normativos y prácticos de mediciones en terreno. Se desarrollan herramientas computacionales basadas en algoritmos tanto determinísticos como estocásticos para calcular diversos índices de calidad de servicio, tales como: niveles de distorsión armónico, fluctuaciones cíclicas y acíclicas de tensión y desequilibrios en redes eléctricas, así como los procesos de propagación de estos fenómenos a través de la red y de identificación de fuentes perturbadoras. Se evalúa el impacto en la inversión y las tarifas de normativas de calidad de servicio.
Seguridad de Servicio en Sistemas Eléctricos de Potencia
Se desarrollan modelos, investigan metodologías y realizan estudios que permitan la operación segura de sistemas eléctricos. Se considera seguridad de servicio en régimen permanente y transitorio, seguridad determinística y probabilística. Se desarrollan algoritmos computacionales de análisis de seguridad así como el desarrollo de sistemas computacionales de supervisión y control de la seguridad.
Diseño de Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica
Se desarrollan metodologías y programas computacionales de análisis, planificación y diseño de sistemas eléctricos de distribución urbanos o rurales, considerando la aplicación de generación distribuida, desde la perspectiva de calidad, confiabilidad y eficiencia del servicio eléctrico, cubriendo problemas de operación, tales como:, reconfiguración de redes, compensación estática o dinámica de reactivos, control de emergencia, protecciones, recuperación de servicio.
Dinámica de Sistemas Eléctricos de Potencia
Se investiga el desarrollo de modelos, metodologías, y correspondientes algoritmos computacionales que permitan el análisis de fenómenos dinámicos en sistemas eléctricos y el diseño de sistemas de control de dichos fenómenos. Se evalúan modelos matemáticos para la representación de reguladores de velocidad para turbinas a gas, turbinas a vapor y especialmente para ciclos combinados. Análogamente, se estudia la incorporación en la operación de los sistemas eléctricos de equipos de control tales como: FACTS, SVC, STATCOM, UPFC. Se consideran problemas de control asociados a las áreas de: estabilidad angular o electromecánica, estabilidad de frecuencia, y estabilidad de voltaje. Se estudia la operación de los sistemas ante perturbaciones de pequeña señal (análisis modal o de valores propios) y perturbaciones grandes con representación de todas las no-linealidades del sistema eléctrico.
Filtros Activos de Potencia y Compensación Estática de Reactivos
Los filtros activos de potencia son una alternativa nueva de eliminación de armónicas en las redes de distribución eléctrica. Se investiga en el comportamiento de estos elementos con semiconductores de potencia, mediante la implementación de prototipos experimentales. De la misma forma, se estudia la compensación estática de reactivos para mejorar en forma electrónica el factor de potencia de plantas industriales. También se han implementado rectificadores de potencia que pueden operar en los cuatro cuadrantes de potencia alterna, con capacidad de compensar reactivos y filtrar armónicas de la red. Además se estudia la generación estática para horas de punta utilizando ultracapacitores.
Control Electrónico de Máquinas Eléctricas
En máquinas eléctricas, se investiga en el control de velocidad y torque, así como también en generación, usando convertidores de estado sólido de diferente topología, basados en semiconductores de potencia. La investigación se centra preferentemente en el control de máquinas de corriente alterna (síncrona e inducción), utilizando microcomputadores y procesadores digitales de señales. En este campo también se está investigando en la estimación de posición y velocidad de las máquinas eléctricas para eliminar sensores mecánicos. También se está utilizando fibra óptica para el control del encendido de los transistores de potencia.
Rectificadores de Potencia no Contaminantes
Se investiga en el desarrollo e implementación de nuevos rectificadores de potencia, operativos en los cuatro cuadrantes de potencia alterna, con aplicaciones en compensación de reactivos, generación estática para horas de punta, filtros activos y aplicaciones en transmisión en corriente continua.
Tracción Eléctrica
Se investigan los métodos de control electrónico de motores eléctricos, para aplicarlos en vehículos de carga y pasajeros mediante el uso de convertidores estáticos de diferente topología. Se estudia el uso de motores de imanes permanentes de alta densidad de potencia. Dentro de este contexto, se implementó un prototipo de vehículo eléctrico utilizando tecnología del estado del arte, con el objeto de investigar en forma práctica las características propias de este nuevo medio de transporte. Ellas incluyen los sistemas de control basados en microcontroladores y DSP (Digital Signal Processors), las baterías, el uso eficiente de la energía, la confiabilidad y seguridad, la electrónica de potencia y el comportamiento de los nuevos motores de tracción. También se han desarrollado sistemas de frenado regenerativo de alta eficiencia utilizando ultracapacitores, los cuales pueden almacenar 20 veces más energía que un condensador electrolítico normal. Se cuenta actualmente con dos vehículos eléctricos para investigación en esta materia.
Simulación de Convertidores Estáticos
Se desarrollan programas de simulación de convertidores PWM enfocados a rectificación, compensación de potencia, estudios de filtros activos de potencia y control de máquinas. Se desarrollan programas de simulación de sistemas eléctricos AC-DC, incluyendo convertidores estáticos y rotatorios.
Electrónica de Potencia Aplicada a la Industria
Se persigue crear y/o modernizar un número de equipos de uso industrial, entre los que se puede citar, fuentes conmutadas, rectificadores, accionamientos electrónicos para máquinas eléctricas, filtros activos, compensadores estáticos de reactivos y sistemas de control de convertidores de potencia. Muchos de los trabajos son apoyados por simulaciones computacionales de las plantas analizadas, lo que permite tener resultados muy acertados de los procesos en que hay elementos de electrónica de potencia involucrados.
Vehículos Eléctricos
Se está implementando un prototipo de vehículo eléctrico utilizando tecnología del estado del arte, con el objeto de investigar en forma práctica en las áreas asociadas con este nuevo medio de transporte. Estas áreas incluyen los sistemas de control, las baterías, el uso eficiente de la energía, la confiabilidad y seguridad, la electrónica de potencia y el comportamiento de los nuevos motores de tracción.
Mercados Eléctricos
Se investigan y desarrollan modelos técnico-económicos y algoritmos computacionales que permitan el análisis de la operación y regulación de los mercados eléctricos. Las aplicaciones se orientan a temáticas de organización industrial del sector eléctrico, aspectos microeconómicos que caracterizan los negocios de generación -transmisión- distribución-comercialización, organización del despacho económico, libre acceso y tarificación de la transmisión, tarificación de la distribución, estructuras y diseño de mercados, servicios complementarios, institucionalidad regulatoria.
Conversores estáticos multinivel
Se han desarrollado nuevas topologías para la implementación sencilla de convertidores estáticos, con un número suficiente de niveles discretos de tensión como para ser modulados sólo en amplitud. Dos prototipos de 81 niveles han sido implementados con éxito, los cuales serán utilizados para aplicaciones a la red (compensación armónica, de potencia reactiva y rectificadores sinusoidales), y para control de motores de corriente alterna (inducción, síncronos y brushless-dc). Todo este desarrollo se apoya en programas de simulación que permiten llevar a cabo diseños optimizados de los prototipos.
Eficiencia Energética en Redes Industriales y de Distribución
Se investiga desde diferentes puntos de vista tales como planificación, diseño y operación la incorporación o reemplazo en las redes de instalaciones industriales y redes de distribución (media y baja tensión) de alternativas de co-generación y de equipos de potencia (motores y transformadores) con diseños de alta eficiencia, junto con la aplicación de modernos dispositivos de control de variables eléctricas, mecánicas, y otras. Se estudia las implicancias técnicas y económicas del soterramiento de redes urbanas. Se investiga en los procesos de evaluación y control de pérdidas de energía y potencia en redes industriales y de distribución complejas.
Cursos recomendados para la línea Ingeniería de Potencia y Energía
ICS3112 PROGRAMACION MATEMATICA
ICS3762 TOPICOS AVANZADOS ECONOMIA INDUSTRIAL Y REGULACION
ICS3812 TOPICOS AVANZADOS EN MICROECONOMIA
IEE3223 ACCIONAMIENTOS ELECTRICOS
IEE3232 TRACCION ELECTRICA
IEE3242 ELECTRONICA DE POTENCIA
IEE3252 GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA
IEE3322 OPERACION ECONOMICA DE SISTEMAS ELECTRICOS
IEE3332 PLANIFICACION DE SISTEMAS ELECTRICOS
IEE3342 PROTECCIONES
IEE3352 SISTEMAS DE DISTRIBUCION
IEE3362 PROYECTO ELECTRICO
IEE3372 MERCADOS ELECTRICOS
IEE3382 SEMINARIO DE SISTEMAS DE POTENCIA
IEE3642 INSTRUMENTACION Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
IEE3732 PROCESAMIENTO DIGITAL DE SENALES
IEE3742 MICROCOMPUTADORES
