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An accurate calculation of lightning overvoltages is crucial for the design of overhead lines. Given the random nature of the lightning phenomenon, the procedure to be used must be statistical and generally based on the Monte Carlo method. Several simulation tools have been used to date for estimating the lightning performance of transmission lines. Some popular approaches use an EMTP-like tool. This type of approach has some drawbacks: the line must be represented using a complex and sophisticated model, and the application of a Monte Carlo method requires a high number of runs. A solution to this problem is the usage of a parallel computing environment, which can reduce the simulation time in a ratio close to the number of cores used in calculations. This paper presents a summary of the effort made by the authors for the development of a Monte Carlo procedure aimed at estimating the lightning performance of transmission lines by means of an EMTP-like tool and the use of a multicore installation, in which the EMTP is controlled from a custom-made application implemented in MATLAB. RESUMEN El análisis del comportamiento de una línea aérea frente al rayo es una parte importante del proceso de diseño de la línea. Debido a la naturaleza aleatoria del rayo, este análisis se debe realizar mediante cálculo estadístico, generalmente basado en el método de Monte Carlo. Los procedimientos más utilizados se basan en el empleo de un programa tipo EMTP (ElectroMagnetic Transients Program). El número de simulaciones a realizar con el método de Monte Carlo y la complejidad del modelo de línea necesario cuando se usa un programa tipo EMTP hacen que el tiempo de simulación sea muy largo. Una opción para reducir este tiempo es el empleo de cálculo paralelo: la distribución de las tareas de cálculo entre varios procesadores puede reducir el tiempo en una proporción próxima al número de procesadores. Este artículo resume el trabajo realizado por los autores para analizar el comportamiento de una línea aérea de transmisión frente el rayo mediante una herramienta de simulación tipo EMTP, un procedimiento basado en el método de Monte Carlo en el que el EMTP es controlado desde una aplicación implantada en MATLAB, y el empleo de una instalación multiprocesador.

The solid state transformer is an emerging technology which aims at replacing the conventional lowfrequency power transformer by means of a high-frequency transformer driven by a proper AC/AC power electronics conversion system, at both transformer sides. In comparison with the conventional power transformer, the solid state transformer provides extended and enhanced operating capabilities that can be achieved with an appropriate controller design for the power electronics converters. In this work, the interaction of the solid state transformer with a distribution system is analyzed under different operating conditions. Bidirectional active power flow, full reactive power control, low-voltage side current unbalance management and high-voltage side low-voltage ride-through are achieved with the proposed control approach.

Este artículo resume las características más importantes de las aplicaciones informáticas desarrolladas por los autores para el análisis de huecos de tensión en redes de distribución con generación convencional distribuida mediante el ATP (Alternative Transients Program), una herramienta informática originalmente desarrollada para la simulación de procesos transitorios en sistemas eléctricos de potencia. El objetivo final es determinar las características (fundamentalmente, magnitud y duración) de los huecos de tensión que se pueden originar en cualquier nudo de la red, obtener la distribución estadística de estas características y estimar los índices de calidad de servicio que caracterizan la red en estudio frente a huecos de tensión. Las prestaciones del ATP permiten reproducir con precisión el proceso transitorio asociado a la aparición de huecos de tensión. Aunque este programa no dispone de todos los modelos que son necesarios para un estudio riguroso ni para el procesamiento de los resultados que es necesario obtener para estimar índices de calidad de servicio, sí dispone de prestaciones que permiten a los usuarios desarrollar nuevos modelos e implantar procedimientos para predicción estocástica de huecos de tensión mediante el método de Monte Carlo. El artículo resume las características de la librería de módulos y procedimientos implantados en ATP, así como de las aplicaciones informáticas externas que permiten procesar los resultados obtenidos con ATP y obtener la distribución estadística de huecos de tensión en cualquier nudo de la red en estudio o índices de calidad de servicio que caracterizan un nudo o toda la red.

Este artículo presenta una metodología para la obtención y utilización del circuito equivalente de un transformador con regulación en el que es posible variar su relación de transformación. Este aspecto está insuficientemente tratado en la mayoría de libros de texto actuales en los que el circuito de un transformador con regulación se presenta de forma poco justificada. Este documento muestra cómo obtener el circuito equivalente del transformador y cómo aplicarlo utilizando tanto valores reales como valores por unidad (pu). El tratamiento con valores por unidad se puede realizar seleccionando los valores base de forma arbitraria, lo que supone una ventaja evidente cuando se trata de determinar alguna de las tensiones nominales del transformador en estudio. Aunque el objetivo del artículo es el de presentar un método para transformadores con regulación, el método es también válido para transformadores con relación de transformación constante en los que se tenga que determinar alguna de sus tensiones nominales. El artículo incluye dos ejemplos con campos de aplicación muy distintos que servirán para ilustrar las ventajas del método propuesto. This paper presents a methodology aimed at obtaining and applying the equivalent circuit of a regulating transformer, whose turn ratio can be varied. This aspect is insufficiently treated in most current textbooks in which the equivalent circuit of a tapped transformer is not well justified. This document shows how to obtain the equivalent circuit of the transformer and how to apply it using either physical quantities or per unit (pu) quantities. The usage of per unit values can be performed by selecting the base quantities in an arbitrary manner, which is an obvious advantage when one of the rated voltages must be estimated. Although the goal of the paper is to develop a method for regulating transformers (e.g., under load tap changers, ULTC), it can be applied to transformers with a fixed turn ratio for which one of the rated voltages is unknown. The paper includes two illustrative examples with different fields of application.

This paper presents the main features of a library of modules for representation of protective devices of distribution networks with distributed generation (DG). The impact of distributed generation in a distribution network depends, among other aspects, on the design of the protection system and the coordination between the different protective devices. The presence of distributed generation changes the radial nature of distribution systems and affects the performance of the protection system. This document discusses the present protection practices for distribution systems and DG interties, describes the implementation of protective devices (circuit breakers, relays, reclosers, fuses, sectionalizers) in an EMTP-type tool, and presents some simulation results whose main goal is to analyze the impact of synchronous machine-based embedded generators on the coordination between the different types of protective devices. Este artículo presenta las características principales de una librería de módulos desarrollada para representar dispositivos de protección de una red de distribución de energía eléctrica con generación distribuida (GD). El impacto de la generación distribuida depende, entre otros aspectos, del diseño del sistema de protección, y de la coordinación entre los diferentes dispositivos de protección. La presencia de unidades generadoras altera el flujo radial inherente a un sistema de distribución y afecta al comportamiento del sistema de protección. Este trabajo presenta una introducción de los sistemas de protección de las redes de distribución y de la interconexión de unidades generadoras, describe la implantación de dispositivos de protección (interruptores, relés, reenganchadores, fusibles, seccionalizadores) en un programa tipo EMTP, y presenta algunos resultados obtenidos mediante simulación, cuyo principal objetivo es ilustrar el impacto que la generación distribuida basada en generadores síncronos puede tener sobre la coordinación de los distintos dispositivos de protección.

Several parts of an overhead transmission line have to be included in a model adequate for lightning overvoltage studies: wires (shield wires and phase conductors), towers, grounding, insulator strings and air clearances. An additional component, the surge arrester, should be added if the study is aimed at determining the lightning performance of a transmission line protected by surge arresters. This latter aspect is important since it can affect the model to be used for representing some parts of the line. Lightning is a physical phenomenon of random nature. The calculation of the lightning flashover rate must be performed taking into account this aspect, as well as the random behavior of some line component; e.g., insulator strings. The aim of this paper is twofold: on one hand, it presents a discussion about modeling guidelines proposed to date for representing overhead transmission lines in lightning studies; on the other hand, it proposes a methodology for selecting the most adequate model of an overhead transmission line in lightning overvoltage calculations, when using a time-domain simulation tool, e.g. an EMTP-like tool. This methodology is applied to a test transmission line. Un modelo de línea aérea de transmisión adecuado para el cálculo de sobretensiones originadas por el rayo debe incluir varias partes de la línea: conductores de fase y cables de guarda, torres, puestas a tierra, cadenas de aisladores y distancias en el aire. Un componente adicional, el pararrayos, puede ser necesario si el estudio tiene como objetivo evaluar el comportamiento frente al rayo de una línea de transmisión protegida mediante pararrayos. Este último aspecto es importante ya que el modelo a utilizar puede variar según se hayan instalado o no pararrayos para proteger la línea. El rayo es un fenómeno físico de naturaleza aleatoria. El cálculo de la tasa de contorneos (flameos) causados por descargas atmosféricas ha de realizarse teniendo en cuenta este aspecto, así como el comportamiento aleatorio que pueden tener algunos componentes de la línea aérea; por el ejemplo, las cadenas de aisladores. El objetivo de este artículo es doble: por un lado, se analizan las directrices propuestas hasta la fecha para representar líneas aéreas de transmisión en el estudio de sobretensiones atmosféricas y, por otro, se propone una metodología para seleccionar el modelo más adecuado de línea aérea de transmisión cuando se utilice una herramienta de simulación en el dominio del tiempo; por ejemplo, un programa tipo EMTP. Esta metodología es aplicada a un caso concreto de línea aérea de transmisión.

An accurate calculation of lightning overvoltages is an important issue for the analysis and design of overhead transmission lines. The different parts of a transmission line that are involved in lightning calculations must be represented taking into account the frequency ranges of transients associated to lightning. In addition, the procedures to be used in these calculations must be developed considering the random nature of lightning phenomena. Several simulation tools have been used to estimate the lightning performance of transmission lines. The most popular approaches are those based on a time-domain simulation technique for which adequate procedures and transmission line models have to be developed. This paper presents a summary of the computational efforts made by the authors for the development and implementation in an EMTP-like tool of a Monte Carlo procedure, as well as the models of some transmission line components, aimed at analyzing the lightning performance of transmission lines. An actual test line is used to illustrate the scope of this procedure and the type of studies that can be performed. El cálculo riguroso de sobretensiones de origen atmosférico es un aspecto importante en el análisis y diseño de líneas aéreas de transmisión. Las diferentes partes de una línea que están involucradas en las sobretensiones causadas por el rayo deben ser representadas teniendo en cuenta el rango de frecuencia de los transientes causados por el impacto de una descarga atmosférica. Por otro lado, los procedimientos a emplear en el cálculo de sobretensiones deben ser desarrollados teniendo en cuenta la naturaleza aleatoria del rayo. Varias herramientas de cálculo han sido empleadas hasta la fecha para estimar el comportamiento de líneas aéreas de transmisión frente al rayo. Los procedimientos más utilizados emplean una técnica basada en el dominio del tiempo para la que se han de desarrollar y aplicar modelos adecuados de las distintas partes de una línea. Este artículo presenta un resumen del trabajo realizado por los autores para desarrollar e implantar en una herramienta de simulación tipo EMTP (ElectroMagnetic Transients Program) un procedimiento basado en el método de Monte Carlo que permita analizar el comportamiento frente al rayo de líneas aéreas de transmisión. Los resultados presentados en este documento se basan en una línea real cuyo análisis permitirá ilustrar el alcance del procedimiento y el tipo de estudios que se puede realizar con el procedimiento desarrollado.

El presente proyecto tiene como finalidad el diseño de una instalación fotovoltaica situada en el término de Veciana, Barcelona, y destinada a la venta de energía eléctrica. En el proyecto se define todos aquellos aspectos tanto técnicos como económicos que son necesarios para un diseño óptimo y se justifican desde un punto de vista económico, el tamaño de la instalación, la tecnología de los distintos componentes y la ubicación de la planta. También se analizan algunos escenarios que pueden tener lugar en el futuro y que pueden afectar a la rentabilidad de la instalación. Un ejemplo claro sería la variación de las tarifas de venta de energía eléctrica a la red. También se ha realizado un estudio del impacto medioambiental, para analizar tanto el impacto producido por la producción de las células fotovoltaicas, como el ahorro de emisiones de CO2 a la atmosfera.

El presente proyecto demuestra los multiples beneficios que las microturbinas de cogeneración Capstone pueden prestar en instalaciones del sector terciario y más concretamente en hoteles, tomando como referencia la ciudad de Barcelona. Con ayuda del programa Excel se han calculado las demandas de calor y agua caliente sanitaria (ACS) de un hotel tipo, de cuatro estrellas y cien habitaciones situado en la ciudad de Barcelona. Se han estudiado los diferentes modelos de microturbinas Capstone para dimensionar la mejor planta de microcogeneración posible para cubrir las necesidades del hotel. Posteriormente se ha analizado el trabajo realizado por la microturbina mediante una tabla Excel que analiza el aporte energético de la cogeneración para cada una de las horas del año, obteniendo los rendimientos totales de la instalación. Finalmente se han demostrado los beneficios económicos y medioambientales que el uso de la microcogeneración proporciona, llegandola incluso a compararla con otras tecnologías mucho más extendidas como es el caso de la solar térmica.

En el presente trabajo se desarrolla un método para determinar la localización óptima de un generador distribuido que inyecta únicamente potencia activa en un alimentador radial con carga uniformemente distribuida. El algoritmo desarrollado se basa en el método de Monte Carlo y permite obtener los valores óptimos de potencia y posición del generador. El algoritmo también sirve para determinar la localización óptima de bancos de condensadores con el objetivo de obtener una reducción óptima de las pérdidas.