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This article presents a solution methodology to minimize power losses in three-phase unbalanced distribution networks. This approach involved an efficient complex-domain model that is categorized under mixed-integer convex optimization. The methodology employed consisted of efficient load rotation at each constant power node via a three-phase rotation matrix that allows defining each load connection to minimize the expected power imbalance at the terminals of the substation, as well as the total grid power losses, and improve voltage profile performance at each system phase. The load imbalance, expressed as a percentage, can be defined as a function of the active, reactive, or apparent power. In addition, considering the complex-domain representation of three-phase electrical networks under steady-state conditions, a mixed-integer convex model was formulated to reduce the power imbalances. With the purpose of determining the initial and final power losses of these distribution systems, the successive approximations method was employed to address the three-phase power flow problem. As a result, numerical validations in the IEEE 25-bus system and a 35-node three-phase feeder showed that the final active power losses vary depending on the objective function analyzed. Therefore, for the test feeders studied, it is necessary to evaluate each objective function, with the aim of finding the one that yields the best numerical results. Power losses reductions of about 3.8056 % and 6.8652 % were obtained for both test feeders via the proposed optimization methodology. All numerical validations were performed in the Julia programming environment, using the JuMP optimization tool and the HiGHS solver., En este artículo se presenta una metodología para la minimización de las pérdidas de potencia activa en sistemas de distribución trifásicos desbalanceados. Este enfoque utilizó un modelo eficiente en el dominio complejo que pertenece a la categoría de optimización convexa de enteros mixtos. La metodología empleada consistió en la rotación de las cargas en cada nodo de potencia constante a través de una matriz trifásica de rotación que permitió definir cada conexión de carga. Lo anterior con el objetivo de minimizar los desbalances de potencia en los terminales de la subestación y las pérdidas de potencia totales, y mejorar los perfiles de tensión en cada una de las fases del sistema. El desbalance de cargas, expresado como un porcentaje, puede definirse en función de las potencia activa, reactiva o aparente. Además, se formuló un modelo entero mixto convexo con el propósito de minimizar los desbalances de potencia, considerando la representación en el dominio complejo de las redes eléctricas trifásicas en condiciones estacionarias. En aras de determinar las pérdidas de potencia iniciales y finales de estas redes, se empleó el método de aproximaciones sucesivas para resolver el problema de flujo de potencia trifásico. Como resultado, las validaciones numéricas realizadas en el sistema IEEE de 25 nodos y en una red trifásica de 35 nodos mostraron que las pérdidas finales de potencia activa varían dependiendo de la función objetivo analizada. Por lo tanto, para los alimentadores de prueba estudiados, es necesario evaluar cada función objetivo, en aras de encontrar la que produzca los mejores resultados numéricos. Se obtuvieron reducciones de 3.8056 % y 6.8652 % en las pérdidas de potencia para los dos sistemas de prueba mediante la metodología de optimización propuesta. Todas las validaciones numéricas se realizaron en el entorno de programación Julia, utilizando la herramienta de optimización JuMP y el solucionador HiGHS.

En el presente trabajo de investigación se aborda el problema de estimación de parámetros en transformadores monofásicos de media tensión. El problema de estimación paramétrica se aborda mediante un modelo de optimización matemática que minimiza el error entre las variables de tensión y corriente medidas y calculadas. Para representar el transformador se emplea un modelo compuesto de la rama de magnetización en paralelo con la fuente (rama que modela el comportamiento del núcleo) y la rama serie equivalente (rama que modela las perdidas en el cobre y la dispersión del flujo). Con este circuito equivalente del transformador, se obtiene un modelo de optimización equivalente con cuatro variables de interés. Como metodologías de solución se consideran dos enfoques. El primer enfoque corresponde a la obtención de un modelo de programación no lineal equivalente en variable real, el cual es implementado en el software de optimización GAMS. El segundo enfoque considera la aplicación de la técnica meta heurística de optimización de senos y cosenos, la cual es aplicada sobre el modelo de optimización en variable compleja e implementada en el entorno de programación de MATLAB. Los resultados numéricos demuestran que ambas metodologías de solución son adecuadas para la estimación paramétrica en transformadores de distribución monofásicos, ya que, con los parámetros encontrados en cada caso, el comportamiento eléctrico esperado del transformador ante variaciones de la potencia de entrada tiene errores menores al 2% cuando se compara con los valores de placa del transformador.

El presente trabajo se implementa en función de dos objetivos; en primer lugar el hecho de optimizar de manera eficiente las condiciones operativas de un proceso multivariable desde el punto de vista de la ingeniera de control aplicada de manera transversal en sistemas de potencia haciendo alusión a la teoría del control optimo, que apunta a la resolución de problemas de optimización en sistemas de estados variables con respecto al tiempo haciendo uso del Cálculo de variaciones, que determina acciones de control que facilitan al sistema satisfacer restricciones físicas y al mismo tiempo optimizar los criterios de desempeño operativo, en comparación a los métodos clásicos de control. En segunda instancia, conviene señalar el hecho de que la implementación de la energía eólica como una tecnología de producción de energía eléctrica que aprovecha la energía cinética del viento para accionar una turbina que convierte dicha energía cinética en energía eléctrica de forma eficiente, segura y sostenible, que principalmente busca mitigar los impactos medioambientales negativos ocasionados por la actividad productiva de la población en general, ya que en países como Colombia en los cuales la generación de energía eléctrica demanda un gran uso de los recursos hídricos del país, la generación eólica, una opción energética basada en energías renovables limpias es una gran oportunidad para implementar sistemas de potencia que disminuyan en parte el daño ambiental producido por la generación tradicional y satisfagan la demanda energética. en definitiva, este trabajo corresponde a una aplicación directa de teoremas del cálculo de variaciones para el cálculo de los valores máximos y mínimos de los parámetros principales de operación de la turbina dando registros precisos de las condiciones del sistema supervisando y monitoreando de forma simultánea respecto al tiempo., This work is implemented based on two objectives; Firstly, the fact of efficiently optimizing the operating conditions of a multivariable process from the point of view of control engineering applied transversally in power systems, referring to the theory of optimal control, which aims at the resolution of optimization problems in systems of variable states with respect to time using Variation Calculus, which determines control actions that make it easier for the system to satisfy physical constraints and at the same time optimize operational performance criteria, in comparison to classical control methods. . Secondly, it is worth noting the fact that the implementation of wind energy as a technology for the production of electrical energy that takes advantage of the kinetic energy of the wind to drive a turbine that converts said kinetic energy into electrical energy in an efficient, safe and sustainable manner. , which mainly seeks to mitigate the negative environmental impacts caused by the productive activity of the population in general, since in countries like Colombia in which the generation of electrical energy demands a large use of the country's water resources, wind generation, a An energy option based on renewable and clean energy is a great opportunity to implement power systems that partially reduce the environmental damage caused by traditional generation and satisfy energy demand. In short, this work corresponds to a direct application of theorems of the calculation of variations for the calculation of the maximum and minimum values ​​of the main operating parameters of the turbine, giving precise records of the conditions of the system, supervising and monitoring simultaneously with respect to time

Objective: This article presents one of the Blockchain applications in power systems employing the electrical variables monitoring delivered by a simulated relay. Methodology: The electrical variables are verified, compared, and uploaded to a blockchain network created by a network of servers; these are responsible for uploading, validating, and exporting information to the system. This study is carried out through the Python programming language. Results: An algorithm capable of integrating these variables from a simulated relay is created, 4 servers are created that are in charge of taking the relay signals every minute, validating that they are unique in the blockchain and uploading them, the first node that completes this task uploads its identification and the information of the relay, the processing times of the information once obtained are approximately 10 seconds Conclusions: It is concluded that the algorithm is capable of decentralizing the information collected by the servers in times equal to or greater than one minute, which can be very useful when saving information, in applications such as control by the network operator it falls short by having times greater than or equal to one minute, it should be taken into account that, for the development of a blockchain with a greater number of equipment, it is advisable to use machines with high levels of processing, much higher RAM memories, these characteristics allow the algorithm to run smoothly and in the shortest possible time. Financing: Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Objetivo: Este artículo presenta una de las aplicaciones Blockchain en sistemas de energía que emplea el monitoreo de variables eléctricas entregado por un relé simulado. Metodología: Las variables eléctricas se verifican, comparan y cargan en una red blockchain creada por una red de servidores; estos son responsables de cargar, validar y exportar información al sistema. Este estudio se realiza a través del lenguaje de programación Python. Resultados: Se crea un algoritmo capaz de integrar estas variables desde un relé simulado, se crean 4 servidores que se encargan de tomar las señales del relé cada minuto, validando que son únicas en la blockchain y subiéndolas, el primer nodo que completa esta tarea carga su identificación y la información del relé, los tiempos de procesamiento de la información una vez obtenida son aproximadamente 10 segundos Conclusiones: Se concluye que el algoritmo es capaz de descentralizar la información recolectada por los servidores en tiempos iguales o mayores a un minuto, lo que puede ser de gran utilidad a la hora de guardar información, en aplicaciones como el control por parte del operador de red se queda corto por al tener tiempos mayores o iguales a un minuto, se debe tener en cuenta que, para el desarrollo de una cadena de bloques con una mayor cantidad de equipos, es recomendable utilizar máquinas con altos niveles de procesamiento, memorias RAM mucho más altas, estas características permitirán que el algoritmo funcione sin problemas y en el menor tiempo posible. Financiamiento: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

This document presents in detail the mathematical formulation of the second renewable energy auction in Colombia, used for the allocation of long-term energy contracts, which was carried out through a double-sided auction, defined in Resolutions 4-0590 and 4-0591 of 2019 from the UPME. The mixed integer linear programming model developed in this paper solves an optimization problem that seeks the combination of offers that maximizes the benefit of the consumer, subject to operational and economic constraints proposed by regulatory mechanisms. The effectiveness of the algorithm developed in Python was tested by validating it with real data, obtaining the same results published by UPME., Este documento presenta de manera detallada la formulación matemática de la segunda subasta de energías renovables en Colombia, utilizada para la asignación de contratos a largo plazo de energía, la cual se realizó por medio de una subasta de dos puntas, definidas en las resoluciones 4-0590 y 4-0591 de 2019 de la UPME. El modelo de programación lineal entera mixta desarrollado en este artículo resuelve un problema de optimización que busca la combinación de las ofertas que maximiza el beneficio del consumidor, sujeto a unas restricciones operativas y económicas propuestas por los mecanismos de regulación. La efectividad del algoritmo desarrollado en Python se comprobó validando con datos reales, obteniendo los mismos resultados publicados por la UPME.

In this paper, the codes implemented for obtaining the power spectral density function plots of some line codes are analyzed. A free tool is used to implement the power spectral density functions in the time domain to validate their behavior in the frequency domain. This is done for the normalized case, where the frequency parameter (f) is equated to the bit rate parameter (R), and the value of the bit time parameter (Tb) is obtained as an inverse relation with the data rate., En este artículo se analizan los códigos implementados para la obtención de las gráficas de la función de la densidad espectral de potencia de algunos códigos de línea. Se utiliza una herramienta libre para implementar las funciones de la densidad espectral de potencia en el dominio del tiempo, para validar su comportamiento en el dominio de la frecuencia. Esto se realiza para el caso normalizado, donde el parámetro de la frecuencia (f) se iguala al parámetro tasa de bits (R), y se obtiene el valor del parámetro tiempo de bit (Tb) como una relación inversa con la tasa de datos.

This document outlines the mathematical formulation of the second renewable energy auction in Colombia, which was used to allocate long-term energy contracts through a double-sided auction. The auction was defined by Resolutions 4-0590 and 4-0591 of 2019 from the UPME. The paper presents a mixed integer linear programming model that solves an optimization problem to find the combination of offers that maximizes consumer benefit while meeting operational and economic constraints set by regulatory mechanisms. The efficacy of the algorithm, developed in Python, was tested by validating it with real data and obtaining results consistent with those published by UPME., Este documento expone la formulación matemática de la segunda subasta de energía renovable en Colombia, la cual se utilizó para asignar contratos de energía de largo plazo a través de una subasta de doble cara. La subasta fue definida por las Resoluciones 4-0590 y 4-0591 de 2019 de la UPME. El trabajo presenta un modelo de programación lineal entera mixta que resuelve un problema de optimización para encontrar la combinación de ofertas que maximiza el beneficio del consumidor mientras cumple con las restricciones operativas y económicas establecidas por los mecanismos regulatorios. La eficacia del algoritmo, desarrollado en Python, se comprobó validándolo con datos reales y obteniendo resultados consistentes con los publicados por la UPME.

Bearings installed in industrial electric motors, currently are constituted as the main mode of a failure affecting the global energy consumption. Since energy demand from light industry only grows, demand for effective maintenance in electric motors is critical. Proper life management of such assets focuses on the study of the useful life, delivering efficient information about location and severity of different health status, and using vibration signals from bearings with analysis approaches based on characteristics in time, frequency and time-frequency domains. These domains are characterized by its own benefits as well as its shortcomings, and thus most current works focus only on one of these analyses’ domain. This paper studies a possible sub-relevant set of features that favor separability between classes of severity levels to perform training on a concatenation of hierarchical HMM in order to analyze multiple health conditions in bearings, including faults and severities in the following rolling elements: ball, inner race, and outer race. As a result, a substantial improvement is observed in the diagnosis of fault type and severity level present in the bearings and being in concordance with previous studies where just overall process is reported., Los rodamientos instalados en los motores eléctricos industriales, son actualmente la fuente principal de modos de fallos que afectan el consumo energético mundial. Debido a que la demanda energética de la denominada industria ligera solo crece, es crítica la exigencia por mantenimiento efectivo en motores. Una administración adecuada del ciclo de vida de estos activos debe enfrentar el estudio de la vida útil, entregando información eficiente sobre locación y severidad de los diferentes estados de salud, y usando señales de vibración desde los rodamientos con análisis enfocados en características de los dominios del tiempo, la frecuencia y del tiempo-frecuencia. Estos dominios se caracterizan por sus propios beneficios, así como por sus deficiencias, siendo así que la mayoría de los estudios actuales se enfocan solo en uno de estos dominios de análisis. Este documento estudia un posible conjunto sub-relevante de características que favorezca la separabilidad entre clases y severidades para luego realizar entrenamiento sobre una concatenación de HMM Jerarquizados y con el propósito de analizar múltiples condiciones de salud en rodamientos, incluyendo fallas y severidades en los siguientes elementos rodantes: bola, cara interna y cara externa. Como resultado, se observa una sustancial mejora en el diagnóstico de tipos de fallo y niveles de severidad presentes en rodamientos, y en concordancia con resultados de estudios previos donde no se reportan datos específicos para niveles de severidad.

Objective: To develop a methodology for motion planning in autonomous systems with multiple agents. Methodology: In the first place, a parametric definition of the behavior of a team of autonomous navigation systems is established. Then, the control policies are interpreted by a synthesis algorithm by converting the task description into LTL formulas and therefore generating a model that allows for automatic abstractions. Starting from configurations of generic solutions, we derive the case of multiple robots with a unique task, assuming an environment with stationary obstacles. The methodology is validated in all the aforementioned scenarios, and results are then analyzed and discussed. Results: Our proposed methodology, for motion planning in autonomous systems with multiple agents, combines two state-of-the-art techniques, mitigating the combinatorial explosion of states in traditional approaches. Conclusions: Our proposed methodology solves the automaton synthesis for multiple agents with high-level control, and even with task changes during the execution. The problem of combinatorial explosion of states is mitigated. The solution is optimized vis-a-vis the number of transactions performed by the team members. Financing: Universidad Tecnológica de Pereira, Objetivo: Presentar una metodología para la planificación de movimientos de sistemas autónomos con múltiples agentes. Metodología: Se define y parametriza el comportamiento físico de un equipo de sistemas de navegación autónoma, luego se describe e implementa un algoritmo de síntesis de políticas de control que interpreta estas descripciones convertidas a fórmulas LTL y se genera un modelo que permite hacer abstracciones automáticas. A partir de configuraciones genéricas de solución, se deriva en el caso de múltiples robots con una única tarea en un entorno con obstáculos fijos. La metodología se valida en diferentes escenarios y se analizan los resultados. Resultados: La metodología propuesta para planificación de movimientos en sistemas con múltiples agentes, combina dos técnicas del estado del arte, permitiendo mitigar la explosión combinacional de estados presente en los enfoques tradicionales. Conclusiones: La metodología que se presenta resuelve el problema de síntesis de autómatas para el control de alto nivel, con cambio de tareas durante la ejecución. Bajo ciertos criterios, se mitiga el problema de explosión combinacional de estados asociado a estos sistemas. La solución es óptima respecto al número de transiciones seguidas por los miembros del equipo. Financiamiento: Universidad Tecnológica de Pereira