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The power factor in electrical power systems is of paramount importance because of the influence on the economic cost of energy consumption as well as the power quality requested by the grid. Low power factor affects both electrical consumers and suppliers due to an increase in current requirements for the installation, bigger sizing of industrial equipment, bigger conductor wiring that can sustain higher currents, and additional voltage regulators for the equipment. In this work, we present a technique for predicting power factor variations in three phase electrical power systems, using machine learning algorithms. The proposed model was developed and tested in medium voltage installations and was found to be fairly accurate thus representing a cost reduced approach for power quality monitoring. The model can be modified to predict the variation of the power factor, taking into account removable energy sources connected to the grid. This new way of analyzing the behavior of the power factor through prediction has the potential to facilitate decision-making by customers, reduce maintenance costs, reduce the probability of injecting disturbances into the network, and above all affords a reliable model of behavior without the need for real-time monitoring, which represents a potential cost reduction for the consumer.

The installed capacity of wind energy around the world using big horizontal-axis wind turbines (HAWT) has grown substantially in the last two decades. Likewise, research and development of vertical-axis wind turbines (VAWT) for small power applications has been increased during the last seven years. This paper presents the performance analysis related to the power output of a micro VAWT with three blades in helicoidal form, based on computacional fluids dynamics simulation (CFD), using Ansys Fluent®. In the analysis, several parameters related to the aerodynamic performance were varied, keeping constant the sweeping area. To compare results, a mathematical model was created in Matlab®, using the double-multiple streamtube method (DMST), which considers variations in relative wind speed through the wind turbine. Results from both, CFD simulation and DMST model, applied to the micro turbine are presented.

868/5000 Hydrocarbon-based energy production generates polluting emissions that affect the environment, in addition to these serites. There are other ways to transform energy, this in a clean way, the case of the use of renewable and alternative energy. Solar energy is exploited through the use of photovoltaic panels, in order to make use of this energy, in conventional electrical equipment, it is necessary to use an inverter which allows converting direct current (DC) into alternating current (AC), currently the cost of the investors is very high due to its foreign origin. A viable alternative is to develop inverter technologies, in the present multilevel case, which can be used to power devices directly or for interconnection to the electrical grid, this trying to maximize the return on investment. La producción de energía a base de hidrocarburos genera emisiones contaminantes que afectan al medio ambiente, ademas de estos ser finitos. Existen otras maneras de transformar energía, esto de manera limpia, el caso del uso de energías renovables y alternas. La energía solar es aprovechada por medio del uso de paneles fotovoltaicos, para poder hacer uso de esta energía,en los equipos eléctricos convencionales,es necesario utilizar un inversor el cual permite convertir la corriente directa (CD) en corriente alterna (CA), actualmente el costo de los inversores es muy alto por su origen extranjero. Una alternativa viable es el desarrollar tecnologías de inversores, en el presente caso multinivel, el cual puede ser usado para la alimentación de aparatos directamente o para la interconexión a la red eléctrica, esto tratando de maximizar el retorno de inversión.

One of the main sources of energy on our planet is currently electrical energy. Electricity has become essential for the industrial development of the world and has become an important part of social development. The main source of energy used worldwide for the generation of electricity is hydrocarbons, which are usually oil, coal and natural gas, however, these hydrocarbons are generators of greenhouse gases, since when burned, they emit the atmosphere, which contributes to climate change, making the efficient use of electrical energy increasingly essential. Power systems are designed to operate at frequencies of 50 or 60 Hz. However, certain types of loads produce currents and voltages with frequencies that are integer multiples of the fundamental frequency. These higher frequencies are a form of electrical pollution known as harmonic distortion of the power system. The most common sources of harmonics are nonlinear loads such as electronic loads such as variable speed drives and switched mode power supplies because these loads use controlled rectifier diodes, power transistors, and other electronic switches to cut waveforms to control the power. The degree to which harmonics can be tolerated is determined by the susceptibility of the load, the existence of harmonics brings with it various problems such as overheating of conductors, decreased power factor, deterioration or destruction of capacitor banks, deterioration of the voltage waveform, and consequent malfunction of electrical appliances. The IEEE Std 519 recommends setting the THD limits to 5% in voltage and similarly recommends for xiii any single harmonic, a distortion of less than 3%, since maintaining low THD values ​​in a system will guarantee proper operation and a longer life of the equipment. The proposed system has the ability to measure the active, reactive and apparent power as well as the power factor and harmonic distortion of both the voltage and current waveforms through the implementation of a PIC 16F877A microcontroller, which will transmit the data from wirelessly using XBee modules from the measurement site to the computer, allowing the user to keep a record through a graphical user interface developed in MATLAB which will make it possible to take the necessary measures to correct the power factor and improve quality of electrical energy in order to make its use more efficient. Una de las fuentes principales de energía en nuestro planeta es actualmente la energía eléctrica. La electricidad se ha vuelto fundamental para el desarrollo industrial del mundo y se ha convertido en parte importante del desarrollo social. La principal fuente de energía utilizada a nivel mundial para la generación de electricidad son los hidrocarburos, los cuales suelen ser petróleo, carbón y gas natural, sin embargo, estos hidrocarburos son generadores de gases de efecto invernadero, ya que al ser quemados, emiten a la atmósfera lo que contribuye al cambio climático por lo que el uso eficiente de la energía eléctrica se vuelve cada vez más esencial. Los sistemas de energía están diseñados para operar a frecuencias de 50 ó 60 Hz. Sin embargo, ciertos tipos de cargas producen corrientes y tensiones con frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Estas frecuencias más altas son una forma de contaminación eléctrica conocida como distorsión armónica del sistema de potencia. Las fuentes más comunes de los armónicos son las cargas no lineales como las cargas electrónicas, tales como variadores de velocidad y fuentes de alimentación conmutadas debido a que estas cargas utilizan diodos rectificadores controlados, transistores de potencia y otros interruptores electrónicos para cortar formas de onda para controlar la potencia. El grado en que los armónicos se pueden tolerar está determinado por la susceptibilidad de la carga, la existencia de armónicos trae consigo diversos problemas como el sobrecalentamiento de los conductores, disminución del factor de potencia, deterioro o destrucción de bancos de capacitores, deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente malfuncionamiento de los aparatos eléctricos. La IEEE Std 519 recomienda fijar los límites de THD en un 5% en voltaje y de igual forma recomienda para xiii cualquier armónico simple una distorsión menor al 3% ya que al mantener bajos valores de THD en un sistema garantizará el funcionamiento adecuado y una vida más larga de los equipos. El sistema propuesto posee la capacidad de medir la potencia activa, reactiva y aparente así como el factor de potencia y la distorsión armónica tanto de las formas de onda de voltaje y corriente mediante la implementación de un microcontrolador PIC 16F877A, el cual trasmitirá los datos de forma inalámbrica mediante la utilización de módulos XBee desde el sitio de medición hasta el ordenador, permitiendo al usuario llevar un registro mediante una interface gráfica de usuario desarrollada en MATLAB lo que hará posible tomar las medidas necesarias para corregir el factor de potencia y mejorar la calidad de la energía eléctrica para así volver más eficiente el uso de esta.

En la actualidad el empleo de sistemas de generación eléctrica a través de fuentes alternas de energía incrementa continuamente, debido al aumento de la demanda energética mundial, y a una tendencia en la que se busca reducir las emisiones de CO2. Por lo que estas tendencias han echo que la implementación de dichas fuentes de energía haya aumentado continuamente de una forma considerable en este ultimo cuarto de siglo. Para que la integración de estas formas alternativas de generación de electricidad sea adecuada, sobre todo en la utilización de energía solar y energía eólica, debido a que necesitan de acondicionarse, se ha hecho latente la necesidad de implementar dispositivos electrónicos de potencia como son los inversores (corriente continua - corriente alterna), con los que actualmente se busca tener fuentes de generación eléctrica de pequeña, media y alta potencia, que cumplan con los requerimientos de eficiencia, calidad y seguridad establecidas por la Comisión Federal de Electricidad (CFE). En el presente trabajo, se presenta el diseño e implementación de un convertidor CC/CA (corriente continua - corriente alterna) utilizando una topología para el inversor de puentes H en cascada con fuentes CC independientes en una configuración multinivel de 11 niveles de voltaje de control. Y aplicando la técnica de modulación de Eliminación Selectiva de Armónicos que permite mediante el análisis de Series de Fourier seleccionar apropiadamente los ángulos de conmutación para la eliminación de los armónicos de baja frecuencia más significativos.

The aim of this project is to design, implement and characterize an electronic bidirectional power converter applied to the control of a brushless direct current motor, to drive a bicycle automatically, and that is capable of recovering Part of the kinetic energy and convert it to electrical energy in an efficient way, and thus have a positive ecological impact. Furthermore, the results derived from this research will be of great practical value for students in the disciplines of power electronics and motor control from the electrical engineering degree. Thus contributing to enrich both theoretical and practical knowledge. El objetivo del presente proyecto tiene como finalidad diseñar, implementar y caracterizar un convertidor electrónico de potencia bidireccional aplicado al control de un motor de corriente directa sin escobillas (Brushless), para el impulso de una bicicleta de modo automático, y que sea capaz de recuperar parte de la energía cinética y convertirla a energía eléctrica de modo eficiente, y así tener un impacto ecológico positivo. Además los resultados que se deriven de esta investigación serán de un gran valor práctico para los estudiantes de las disciplinas de electrónica de potencia y control de motores de la carrera de ingeniería eléctrica. Contribuyendo de esta forma a enriquecer los conocimientos tanto teóricos como prácticos.