A continuación, puedes ver los trabajos de grado aprobados y que están en curso hasta el momento:
| Líneas de investigación | Trabajo de Grado |
| Automática y Electrónica | Nombre del Trabajo: Confiabilidad actualizada mediante la predicción de la tasa de fallas: Un Enfoque en la Gestión de Activos y el Planeamiento de Mantenimiento Nombre del Estudiante: Sebastian Aguirre Vargas Director Trabajo de investigación: Mauricio Holguín Londoño Descripción del Trabajo de Grado: La gestión de activos y el planeamiento de los mantenimientos de los componentes de la red eléctrica trae consigo grandes retos para garantizar la calidad del servicio de energía. Mantener operativos los activos requiere de un sistema integrado, óptimo y sostenible enfocado en los análisis de confiabilidad para asegurar la eficiencia y disponibilidad de los sistemas eléctricos. Este trabajo, basado en un enfoque analítico, explora cómo mejorar los análisis de confiabilidad en los componentes de los sistemas eléctricos de potencia, mediante la integración de técnicas de predicción de series de temporales para estimar su tasa de fallas actualizada. Para lo cual, se pretende implementar y comparar el desempeño de diferentes arquitecturas de redes neuronales para analizar y estimar el comportamiento de la tasa de fallas a lo largo del tiempo operativo del activo, con el fin de validar la variabilidad de la confiabilidad a medida que la tasa de fallas presenta variaciones en el tiempo debido a factores externos. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo:Cuantificación de la incertidumbre en la estimación de la pose de objetos rígidos usando redes neuronales bayesianas profundas. Nombre del Estudiante: Jorge Iván Sepúlveda Henao Director Trabajo de investigación: Germán Andrés Holguín Londoño Descripción del Trabajo de Grado: En este trabajo se pretende construir un modelo de red neuronal bayesiana profundo, aplicable a la tarea de estimación de la pose, a partir de los modelos encontrados en la literatura científica especializada. Una vez construido el modelo de red neuronal bayesiana y a partir de una búsqueda de bases de datos de objetos rígidos, públicas y anotadas con la ubicación y translación del objeto respecto a la cámara, construir el data loader para la base de datos y realizar el entrenamiento, y sintonización de hiperparámetros al modelo. A continuación, aplicar un sistema de pruebas al modelo entrenado. Este sistema de pruebas debe permitir comparar y validar el desempeño considerando tanto las métricas de rendimiento convencionales, como las métricas de desempeño específicas de la tarea de estimación de la pose como ADD, entre el modelo probabilístico y el modelo de estimación puntual. Finalmente, validar el intervalo creíble de las estimaciones de incertidumbre para diferentes posturas y diferentes objetos. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Asignación de confiabilidad con base en análisis de variables de fallas de causa común, mediante modelos de Markov y DRBD, con aplicación en sistemas eléctricos. Nombre del Estudiante: Juan Sebastian Hernandez Largo Director Trabajo de investigación: Mauricio Holguín Londoño Descripción del Trabajo de Grado: Existe la necesidad de mejorar la confiabilidad y los resultados del análisis de datos, Agregando tasas de fallas y dependencias de fallas por causas comunes del propio sistema, además, calcular la probabilidad de vida útil de un componente en función de lo que ha sucedido puede mejorar el análisis de las fallas que han ocurrido con fines de mantenimiento y poder así comprender la importancia del análisis de información cuantitativa de fallas de causa común. Lo anterior se plantea bajo el uso de las cadenas de Markov, los fallos de causa común y los DRBDs. El trabajo de grado tiene como objetivo Desarrollar una metodología para determinar un modelo para la evaluación de la confiabilidad y disponibilidad, aplicando cadenas de Markov, DRBDs y fallas de causa común como medio para analizar probabilidad de fallos en procesos dinámicos, y con aplicación en el sector eléctrico. Tiene como objetivos específicos: – Establecer un modelo de representación de fallas por causa común, empleando diagramas de bloques dinámicos. – Elaborar un modelo de representación de fallas de causa común, teniendo presente la reparación. – Establecer una metodología para evaluar el modelado de espacio de estado, teniendo en cuenta la cobertura de fallas identificadas y el comportamiento de confiabilidad dinámica, usando cadenas de Markov. – Validar la metodología empleando al menos un sistema estandarizado de potencia, y entregar la evaluación de cambios estructurales en búsqueda de mejoras. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Métologia para calcular parámetros de diseño para la construcción de anillos microresonadores dobles acoplados con enfoque en su geometría Nombre del Estudiante: Robert Andrés Martínez Alzate Director Trabajo de investigación: Andrés Felipe Calvo Salcedo Descripción del Trabajo de Grado: El proyecto de investigación se centra en el diseño y construcción de anillos microresonadores dobles acoplados en el ámbito de las comunicaciones ópticas. Estos dispositivos son cruciales para mejorar la Eficiencia de las redes de comunicación, pero su diseño requiere una consideración meticulosa de varios parámetros intrínsecos, como el factor de calidad, la velocidad de grupo, el rango espectral libre, las pérdidas y los parámetros de dispersión. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar una metodología que permita a los usuarios diseñar estos anillos microresonadores dobles acoplados de manera precisa y eficiente. Esto es especialmente relevante debido a la creciente demanda de dispositivos de comunicación óptica más eficientes. La geometría de los anillos juega un papel crucial en la determinación de estos parámetros, lo que subraya la importancia del proyecto. Para lograr este objetivo, se han establecido dos propósitos específicos. Primero, se implementará una simulación en COMSOL para calcular el espectro de transmisión de los microresonadores, lo que permitirá comprender su comportamiento. Segundo, se desarrollará un algoritmo que, basado en el espectro de transmisión, calculará los parámetros definidos por el usuario. Esto facilitará el diseño preciso de los anillos microresonadores. Además, se destaca la influencia de la geometría de los anillos en parámetros como el factor de calidad, la velocidad de grupo, el rango espectral libre y las pérdidas. Cambios mínimos en la geometría pueden tener un impacto significativo en estos parámetros, lo que subraya la importancia de analizar y comprender cómo la geometría afecta los resultados. En resumen, este proyecto de investigación tiene como objetivo proporcionar una metodología eficiente para calcular los parámetros de diseño necesarios para la construcción de anillos microresonadores dobles acoplados. Esto contribuirá a mejorarla eficiencia y precisión en la construcción de estos dispositivos, lo que a su vez mejorará las redes de comunicación óptica al permitir una asignación más efectiva de longitudes de onda. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Procesamiento de señales EEG y EMG para el control de un sistema brazo robótico de 6 grados de libertad Nombre del Estudiante: Jhonatan Andrés Gil Pulgarín Director Trabajo de investigación: Eduardo Giraldo Suárez Descripción del Trabajo de Grado: La implementación de mecanismos capaces de interpretar las señales electroencefalográficas (EEG) y electromiográficas (EMG) son importantes para ejercer control sobre dispositivos electrónicos con el fin de aumentar las capacidades de las personas que han sufrido limitaciones neuromusculares a causa de accidentes o enfermedades crónicas. En el avance tecnológico alcanzado en las últimas décadas han estado inmersas las nuevas técnicas de EEG y EMG, como lo son los sistemas interfaz cerebro computador y las configuraciones bipolares de electrodos de superficie, usados para mejorar el proceso de adquisición y procesamiento de señales mediante métodos no invasivos, es decir, el posicionamiento físico del dispositivo se hace sobre la piel en las zonas de mayor actividad eléctrica. Tal dispositivo es la nueva forma de adquisición con un enfoque médico-mecatrónico con el fin de realizar movimientos mecánicos sobre brazos robóticos, sillas de ruedas y máquinas en general. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Análisis computacional de la radiación No ionizante en telefonía móvil sobre tejido cerebral humano usando el método FDTD y el modelo dispersivo de Cole-Cole bajo la normativa del espectro radioeléctrico colombiano. Nombre del Estudiante: Germán Enrique Guzmán Barrero Director Trabajo de investigación: Milton Humberto Medina Barreto Descripción del Trabajo de Grado: En la actualidad el amplio uso de las redes de telecomunicaciones y la gran demanda energética ha planteado la necesidad de mayor uso de espectro radioeléctrico, estos aspectos conllevan el incremento de conectividad para cumplir con las metas de competitividad propuestas en el sector industrial y comercial, este panorama incentiva la generación de conocimiento basado en evidencia científica que aporte resultados acerca del grado de exposición de las personas a la radiación de campos EM de radiofrecuencia presente en el ambiente. En Colombia se ha visibilizado por parte del MinTIC y la ANE los usos que podría tener la red de quinta tecnología 5G en diversos sectores como el industrial, agrícola y minero-energético que motivaran el estudio de posibles modificaciones al marco regulatorio con el fin de establecer el despliegue de la infraestructura 5G en el país dando cumplimiento a los límites seguros de exposición a la radiación electromagnética no ionizante. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Control de un dual active bridge para transferencia de potencia inalámbrica aplicado a la carga de vehículos eléctricos Nombre del Estudiante: Manuela Alvarez Duque Director Trabajo de investigación: Andrés Escobar Mejía Descripción del Trabajo de Grado: Este proyecto de grado pretende establecer las consideraciones y metodologías que se deben tener en cuenta para la implementación de un sistema de carga y descarga inalámbrico junto con un convertidor dc-dc para baterías a bordo de vehículos eléctricos y establecer un esquema de control Regulador Optimo Cuadrático o LQR para regulación de corriente aplicado a la carga y descarga de baterías, siendo pertinente para el desarrollo de vehículos eléctricos, y con ellos el aumento de estaciones de carga para estos donde estas deberán suplir los picos de demanda máxima de manera eficiente. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Desarrollo de un Modelo de Predicción Estocástico para Pronósticos Simultáneos de Series de Tiempo Hídricas en Colombia Nombre del Estudiante: Julián David Pastrana Cortés Director Trabajo de investigación: Álvaro Ángel Orozco Gutiérrez Descripción del Trabajo de Grado: El agua representa el recurso natural más fundamental, ya que sustenta la existencia de la vida, los ecosistemas y la sociedad humana. Con el aumento de la población mundial, la industrialización y la civilización, la demanda de agua para actividades industriales ha experimentado un aumento significativo, convirtiéndose en un tema de interés mundial. En los últimos años, los modelos de aprendizaje automático se han utilizado ampliamente para predecir variables hídricas con el fin de respaldar decisiones operativas. A pesar del gran interés en la predicción de series hidrológicas, su naturaleza no lineal y estocástica dificulta el desarrollo de modelos de predicción precisos. Este trabajo propone una metodología de predicción de series temporales basada en procesos gaussianos multitarea, aprovechando las correlaciones entre tareas para mejorar el rendimiento del modelo. Además, busca mantener la escalabilidad en su implementación y proporcionar un enfoque probabilístico para capturar incertidumbres en las predicciones. El caso de estudio se centra en variables hídricas asociadas a 23 embalses en Colombia. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Desarrollo de una Metodología de Optimización del Transporte de Gas Natural Integrando Graph Neural Networks y Técnicas de Optimización Estocásticas Nombre del Estudiante: Cristian Alejandro Blanco Martínez Director Trabajo de investigación: David Augusto Cárdenas Peña Descripción del Trabajo de Grado: El proyecto pretende mejorar el transporte de gas natural integrando dos enfoques innovadores: Redes Neuronales Gráficas (GNN) y técnicas de optimización estocástica. Estas mejoras buscan aumentar la eficiencia, fiabilidad y seguridad del suministro energético, teniendo en cuenta la creciente demanda y el aumento de la generación de energías renovables en Colombia. El proyecto se centra en tres aspectos clave. En primer lugar, se propondrá un marco basado en Redes Neuronales Gráficas para optimizar la coordinación de la red de gas y reducir los tiempos computacionales en comparación con las técnicas de optimización tradicionales. En segundo lugar, se desarrollará un modelo de optimización que aproxima la ecuación de Weymouth, mejorando así el cálculo del flujo de gas en gasoductos. Esta aproximación permitirá obtener resultados más precisos y eficientes en la operación de la red de transporte de gas. En tercer lugar, se aplicarán técnicas de optimización estocástica para tomar decisiones operativas más eficientes, teniendo en cuenta la incertidumbre asociada a la generación hidroeléctrica y al crecimiento de fuentes de energía alternativas, como la solar y la eólica. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Segmentación de nervios periféricos en imágenes de ultrasonido empleando redes neuronales profundas condicionadas. Nombre del Estudiante: Harold Mauricio Díaz Vargas Director Trabajo de investigación: David Augusto Cárdenas Peña Descripción del Trabajo de Grado: El Bloqueo de Nervio Periférico es una técnica de anestesia regional que suministra un anestésico en la proximidad del nervio para evitar la información nociceptiva. La precisa identificación del nervio es una tarea crucial de los anestesiólogos para que el PNB tenga éxito. Recientemente, más anestesiólogos utilizan equipo de ultrasonido para identificar la estructura nerviosa y realizar el PNB en el área correcta debido a su bajo costo, no invasividad y libre radiación. Sin embargo, las imágenes de ultrasonido se ven afectadas por: artefactos, atenuación en la imagen y ruido moteado o speckle que dificultan la correcta ubicación del nervio por inspección visual. Debido a esto, el PNB se convierte en un reto para los especialistas ya que deben tener mucha experiencia a través de la constante practica de esta técnica. En este proyecto, proponemos un sistema de segmentación de nervios en imágenes de ultrasonido, robusto al ruido speckle y que considere la variación entre los diferentes tipos de estructuras nerviosas. El proyecto se quiere lograr con el desarrollo de un método basado en aprendizaje profundo que reciba información adicional al tipo de nervio objetivo y tome ventaja de las variaciones anatómicas de los diferentes tipos de nervios para enriquecer el espacio latente. Además, de realizar un pre-procesamiento a las imagenes por medio del mejoramiento de la relación señal/ruido. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Identificación en tiempo real de sistemas usando la transformada Wavelet de Haar Nombre del Estudiante: José Carlos Moreno Mesa Director Trabajo de investigación: Ricardo López Varona Descripción del Trabajo de Grado: Los modelos matemáticos de los sistemas son necesarios para predecir su comportamiento y como parte de sus sistemas de control. La información obtenida a través de experimentos sobre el sistema real depende de la excitación de entrada que a menudo está limitada por restricciones de amplitud o potencia. Por esta razón, en el diseño de experimentos es necesario tomar los datos del sistema real para obtener estimaciones del sistema con una precisión dada, ahorrando tiempo y costo del experimento. Este trabajo se centra en modelos lineales invariantes en el tiempo, validados en línea a partir de la adquisición de datos de entrada/salida, análisis de la señal mediante wavelets y métodos de identificación usando el toolbox de identificación de MATLAB. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Análisis del marco regulatorio actual en cuanto aportes de potencia reactiva para proyectos fotovoltaicos de potencia declarada menor a 5MW Nombre del Estudiante: Nivelso Garcia Castaño Director Trabajo de investigación: Andrés Escobar Mejía Descripción del Trabajo de Grado: Dada la entrada de proyectos de generación de energía con fuentes no convencionales puntualmente con tecnología fotovoltaica, se han generado desafíos técnicos, comerciales y regulatorios donde este último tópico es el cual esta investigación quiere aborda mediante análisis del marco regulatorio actual en cuanto al cobro de penalizaciones económicas a los proyectos fotovoltaicos por la generación y consumo de reactivos para los auto generadores a pequeña escala y a gran escala estos últimos con potencia declarada menor a 5MW. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Estimación de la trayectoria a mano alzada de una sonda a partir de imágenes de ultrasonido, aprendizaje profundo y mapeo de características. Nombre del Estudiante: Sebastián Gil González Director Trabajo de investigación: David Augusto Cárdenas Peña Descripción del Trabajo de Grado: El bloqueo de nervios periféricos (PNB) es una práctica anestésica utilizada como alternativa a la anestesia general debido a ventajas como recuperación más rápida y menor dolor postquirúrgico. Un correcto PNB requiere la localización precisa del nervio a bloquear. Para esto, han sido muy utilizadas las imágenes de ultrasonido, pues permiten visualizar la región anatómica de interés en tiempo real, de manera segura para el paciente y el médico. Sin embargo, el alto costo de la ecografía 3D hace que los médicos deban imaginar el volumen desde secciones 2D cuando requieren la vista de estructuras anatómicas. Para abordar esta problemática se han propuesto metodologías para la reconstrucción anatómica 3D a partir de ultrasonido 2D. Estas metodologías requieren la ubicación espacial de las imágenes 2D a partir de la trayectoria de la sonda ecográfica, usando dispositivos de seguimiento externo que requieren de línea de vista o son susceptibles al ruido electromagnético. Para evitar el uso de tales dispositivos, se ha propuesto predecir la trayectoria empleando la información estadística sobre el ruido speckle en diferentes imágenes, regresores lineales, estimaciones de distancias entre cuadros, y operadores de decorrelación. Sin embargo, estas técnicas se basan en modelos físicos y no consideran la complejidad en la formación de las imágenes de ultrasonido. En este proyecto se presenta un enfoque alternativo basado en aprendizaje profundo para la estimación de la trayectoria a mano alzada de una sonda ecográfica a partir de imágenes de ultrasonido 2D, con el propósito de contribuir a la asistencia de procedimientos de PNB. |
| Sistemas Eléctricos y Sistemas de Producción | Nombre del Trabajo: Control Predictivo con Garantía de Estabilidad para Inversores Trifásicos Modulados por Ancho de Pulso Nombre del Estudiante: Juan Camilo Oyuela Ocampo Director Trabajo de investigación: Alejandro Garcés Ruiz Descripción del Trabajo de Grado: En esta propuesta, se presenta un enfoque de Control Predictivo basado en el Modelo (MPC) para la integración de inversores trifásicos modulados por ancho de pulso, como lo son convertidores de fuente de voltaje (VSC) y fuente de corriente (PWM-CSC), respectivamente. El objetivo central del control es regular con precisión la variable del lado DC y la corriente en el lado AC, logrando un intercambio eficiente de energía entre la red y el convertidor. El MPC propuesto se basa en una formulación matemática de optimización y utiliza un modelo dinámico del inversor interconectado con la red para prever su comportamiento a corto plazo. Al optimizar las señales de control, el MPC ajusta óptimamente las variables, asegurando una integración estable y eficiente del convertidor en la red. Además, el análisis de estabilidad basado en la teoría de Lyapunov respalda la efectividad del MPC en el control de la variable DC y la corriente AC, garantizando un intercambio adecuado de energía entre la red y la fuente de energía al lado DC del inversor. En general, este enfoque proporciona una garantía adicional de la estabilidad del sistema, al asegurar la convergencia asintótica en el sentido de Lyapunov. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Inventory Routing Problem (IRP) bajo consideración estocástica con flota heterogénea Nombre del Estudiante: Frank Alejandro Hincapié Londoño Director Trabajo de investigación: Eliana Mirledy Toro Ocampo Descripción del Trabajo de Grado: Se desarrollará un modelo matemático inventory routing problem considerando la reducción de costos asociados al enrutamiento de vehículos, gestión de inventarios mediante el uso de vehículos de capacidad heterogénea, bajo condiciones donde la demanda es estocástica, caso que se presenta cuando la demanda de los clientes es incierta. El problema se plantea de mediante un modelo exacto considerando que este planteamiento del problema es relativamente nuevo de acuerdo con la revisión de literatura realizada en este trabajo, con un campo de aplicación en una industria del transporte cambiante donde la demanda de los clientes tiene picos considerables, dificultando el nivel de respuesta y en algunos casos imposibilitando atender a todos los clientes con vehículos propios. El modelo matemático exacto se implementa mediante el software de programación algebraica Programming Language (AMPL), proponiendo instancias de pruebas para el modelo desarrollado. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Ubicación y dimensionamiento óptimo de D-STATCOMs y GD renovable en redes de distribución usando un enfoque estocástico. Nombre del Estudiante: Sebastián García Hoyos Director Trabajo de investigación: Ricardo Alberto Hincapié Isaza Descripción del Trabajo de Grado: En este proyecto de grado se propone una metodología para solucionar el problema de la ubicación y dimensionamiento óptimo de FNCER y DSTATCOMs, con el objetivo de minimizar los costos de inversión y operación de un sistema de distribución, considerando la estocasticidad de las fuentes primarias de energía. El proyecto tiene como objetivo general “Implementar una metodología estocástica que permita ubicar y dimensionar de forma óptima GD renovable y D-STATCOMs en redes de distribución”. Además tiene como objetivos específicos: – Realizar una revisión del estado del arte sobre ubicación y dimensionamiento de los D-STATCOMs y GD en sistemas de distribución. – Estudiar criterios usados para incluir la incertidumbre en sistemas eléctricos. – Definir un modelo matemático que incluya aspectos técnicos, económicos y operativos en la localización y dimensionamiento óptimo de GD y D-STATCOMs en redes de distribución. – Implementar una metodología que permita solucionar el modelo matemático del objetivo específico anterior considerando las incertidumbres y usando como solución una técnica de optimización. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Estrategia de coordinación de relés de sobrecorriente y estimación de dirección de falla para redes de distribución activa. Nombre del Estudiante: Giovanni Enrique Muñoz Arango Director Trabajo de investigación: Juan José Mora Flórez Descripción del Trabajo de Grado: Los sistemas de distribución de energía eléctrica están experimentando transformaciones significativas, impulsadas en gran medida por la creciente integración de recursos energéticos distribuidos (DER) y otros elementos activos. Como resultado de esta evolución, ha surgido el concepto de Red de Distribución Activa (ADN, por sus siglas en inglés). Las características inherentes de las ADNs generan retos significativos en el diseño de estrategias de protección (en el entendido de protección frente a eventos de cortocircuito), principalmente: cambios de condición operativa del sistema protegido, cambio de los niveles de cortocircuito y flujo de potencia bidireccionales. Este último obliga la utilización de dispositivos de protección con función direccional. Dicho esto, actualmente se identifican oportunidades de mejora del estado del arte mediante una estrategia de protección para ADN que integre los siguientes elementos: un criterio de estimación de dirección de falla viable para sistemas desequilibrados con alta penetración de DERs (especialmente integradas a través de convertidor) en presencia de fallas simétricas y asimétricas; una estrategia de coordinación de relés de sobrecorriente en la que sea posible detectar cambios operativos en la ADN de forma precisa y rápida, de manera que los parámetros de ajuste puedan ser actualizados para brindar tiempos de respuesta óptimos. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Nombre del Trabajo: Análisis y solución del problema de ruteo de vehículos y manejo de inventarios abierto Nombre del Estudiante: Carlos Arturo Salazar Vargas Director Trabajo de investigación: Eliana Mirledy Toro Ocampo Descripción del Trabajo de Grado: El (IRP) es una combinación de problemas de manejo de inventarios y ruteo de vehículos en la que un proveedor debe entregar sus productos a un conjunto de clientes dispersos geográficamente a lo largo de un horizonte de planificación. Se debe determinar cuál será el conjunto de rutas y el volumen de producto para enviar a cada cliente buscando que se minimicen los costos de almacenamiento y de distribución. A diferencia del problema clásico de ruteo de vehículos, la cantidad a enviar a cada cliente se convierte en una variable de decisión, por lo cual no necesariamente se debe visitar a todos los clientes en todos los periodos de tiempo, teniendo en cuenta que, los niveles de inventario almacenados en las bodegas de los clientes deben ser suficientes para cubrir la demanda en los días que no son visitados por algún vehículo. También, teniendo en cuenta la limitación que poseen muchas empresas para adquirir y mantener una flota de vehículos propia, ocasionando que deban tercerizar el servicio de transporte de mercancías para así entregar sus productos al consumidor final en los tiempos establecidos, se planea utilizar el problema combinado de ruteo de vehículos y manejo de inventarios abierto (OIRP) a fin de proporcionar una respuesta oportuna que satisfaga las necesidades de los clientes. Este enfoque permite generar rutas abiertas por lo que el vehículo no retorna al depósito al visitar al último cliente, lo que mejora el desempeño computacional del modelo y permite obtener soluciones en un menor tiempo. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Estimación de parámetros en transformadores monofásicos empleando medidas de tensión y corriente Nombre del Estudiante: Sara Yulieth Bocanegra González Director Trabajo de investigación: Carlos Alberto Ramírez Vanegas Descripción del Trabajo de Grado: El desarrollo acelerado de los sistemas eléctricos de distribución de energía para atender la creciente demanda en un mundo globalizado ha hecho que estas redes estén asociadas con alrededor del 70% del tamaño del sistema eléctrico de una región. Estas redes son típicamente operadas en niveles de media tensión (10kV a 25kV) y son las responsables de la mayor cantidad de pérdidas de energía en el sistema eléctrico de potencia; además, estas pérdidas pueden oscilar entre el 6% y el 25% del total de la energía que se suministra a estos sistemas. Los dos principales componentes del sistema de distribución corresponden a las líneas alimentadoras (cableado de media y baja tensión), y los transformadores. Estos últimos son los responsables de intercambiar la energía entre niveles de media y baja tensión (< 1kV), para atender a los usuarios finales del servicio de energía eléctrica. Los transformadores son en gran medida los responsables de grandes pérdidas de energía en la red de distribución debido a que su valor se relaciona con la cargabilidad a la que son sometidos, pues su diseño eléctrico es tal, que para tener máxima eficiencia deben presentar cargas superiores al 80% de la carga nominal; sin embargo, debido a la variabilidad de la demanda de potencia, la cargabilidad puede llegar a valores del 10% en casos críticos. Dada la importancia de los transformadores en el suministro de energía eléctrica, este proyecto de investigación se enfoca en el desarrollo de modelos de estimación paramétrica para transformadores monofásicos de media tensión, considerando medidas de tensión y corriente en condiciones nominales de operación. Para estimar estos parámetros se emplearán métodos de optimización metaheurísticos aplicables a problemas de dominio continuo. Estos métodos son seleccionados debido a la naturaleza no convexa de los modelos matemáticos de optimización resultantes, para estimación paramétrica en transformadores monofásicos. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Optimización económica de dispositivos FACTS en sistemas de transmisión de energía eléctrica Nombre del Estudiante: Javier Alejandro Marín Quesada Director Trabajo de investigación: Laura Mónica Escobar Vargas Descripción del Trabajo de Grado: Actualmente los sistemas eléctricos de potencia se ven afectados por el incremento de la demanda energética mundial, provocando que, en gran parte de la mayoría de los países del mundo, los sistemas de transmisión trabajen dentro de sus límites máximos, ocasionando altos costos de congestión de los flujos de carga en dichos sistemas. Dentro de las posibles alternativas que existen para solucionar estos problemas técnicos, se encuentran: • Las construcciones de nuevas líneas de transmisión (Poco atractiva esta solución, por los elevados costos de inversión, razones políticas y temas ambientales). • Instalar nuevas unidades de generación en los nodos donde se encuentran las congestiones en las redes de transmisión. (En ocasiones resulta más costosa que la solución anterior, generando precios marginales locales y generando algunos problemas técnicos adicionales como perdidas en líneas de transmisión en otros puntos.). • Los sistemas flexibles de transmisión (FACTS) son una solución que permiten aumentar la capacidad de transferencia de potencia, alivian la congestión, y minimizan la reprogramación de unidades de generación. Es por ello que los dispositivos FACTS (Flexible AC Transmission Systems) cada día están cobrando mayor importancia dentro de los sistemas de transmisión de energía eléctrica, por contar con estas bondades de ayudar a minimizar las pérdidas de potencia y desviaciones de voltaje, así como permitir aumentar los flujos de potencia dentro de corredores donde regularmente existen restricciones. Estos dispositivos FACTS son eficientes y generan beneficios en las redes de transmisión dependiendo del tamaño, la localización y el tipo de dispositivo que se implemente. En la mayoría de las ocasiones no es sencillo determinar la ubicación y tamaños adecuados para extraer el mayor beneficio y al menor costo, es por ello que planteamos realizar la implementación en el sistema eléctrico colombiano y solucionar el flujo de potencia optimo, a través de un algoritmo genético de optimización Chu-Beasley, con el fin de realizar una planeación optima y económica del sistema. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Planeamiento de redes de transmisión considerando el direccionamiento del flujo de potencia, basado en la correlación entre la generación y cargas aisladas. Nombre del Estudiante: Sandra Milena Mejía García Director Trabajo de investigación: Laura Mónica Escobar Vargas Descripción del Trabajo de Grado: Implementación de un análisis de sensibilidad para encontrar comportamientos indicativos dentro de la correlación entre la ubicación de la demanda y la generación para el problema de planificación de la expansión de la transmisión cuando se analizan las cargas de energía de manera individual. Con el fin de obtener características de la red de transmisión considerando el impacto que genera en el flujo de potencia, su distribución dentro del sistema de transmisión. Con los resultados obtenidos la metodología busca generar como aproximación inicial, ecuaciones mejoradas para los modelos matemáticos o la generación futura de cortes especializados. Las pruebas se realizan utilizando el modelo matemático lineal disyuntivo reducido implementado en Python y resuelto con el solver CPLEX considerando sistemas de prueba encontrados en la literatura especializada de mediano y gran porte. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Identification and control of large-scale interconnected smart grid Nombre del Estudiante: Yineth Martínez Armero Director Trabajo de investigación: Eduardo Giraldo Suarez Descripción del Trabajo de Grado: La identificación y control de redes inteligentes interconectadas a gran escala representa una necesidad actual para los sistemas de monitoreo y control, especialmente donde la cantidad de sensores es reducida o cuando se requiere aumentar la confiabilidad de los datos y el rendimiento de predicción cuando fallan algunos detectores. Estos grandes sistemas la escala tienen algunas características que dificultan el proceso de estimación en algunos casos. de estados dinámicos y que incluye primero que son sistemas multivariables acoplados, donde los acoplamientos describen la interrelación entre diferentes partes del sistema, segundo, las no linealidades inherentes a la dinámica del sistema y su modelo dinámico y tercero la gran cantidad de datos que es requiere procesamiento para obtener una descripción adecuada del sistema. Un aspecto importante es la necesidad de estimar el modelo del sistema además de sus estados, para que el sistema de control sea adaptativo y se ajuste a las variaciones del sistema. Este proyecto propone el control adaptativo de sistemas interconectados a gran escala con características lineales o no lineales, y según el sistema de cómputo regularizado completo o particionado que permita realizar el seguimiento, predicción o control de los estados del sistema, considerando descartes en el tiempo. Para la validación y aplicación del método de control adaptativo que incluye la identificación y estimación del modelo y los estados del sistema a gran escala se construirá un prototipo de simulación con estructura Hardware-in-the-loop de los sistemas descritos a partir de representaciones en el espacio de estados y que corresponda a la representación de sistemas a gran escala acoplados a modelos lineales o no lineales, tales como sistemas eléctricos que incluyen redes inteligentes con energías renovables o modelos eléctricos de generación de diferencias de potencial a partir de densidades de corriente eléctrica, implementados en sistemas tipo ARDUINO DUE. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Estudio del impacto de la complementariedad del hidrógeno con otros energéticos Nombre del Estudiante: Laura Salazar Peña Director Trabajo de investigación: Carlos Arturo Saldarriaga Cortés Descripción del Trabajo de Grado: Este trabajo de investigación busca evaluar el impacto del hidrógeno en las redes de electricidad y gas natural, cuando este se inyecta como una mezcla gas-hidrógeno, para realizar una gestión de la operación de manera integrada de las redes de electricidad y gas natural utilizando una programación lineal entera mixta en el software GAMS y una base de datos acondicionada para dicho fin que contenga parámetros de la red eléctrica, gas natural y del electrolizador, el cual es el dispositivo que produce el hidrógeno. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Estrategia de protección basada en el relé de distancia para redes de distribución activas Nombre del Estudiante: Sara María Velasco Gómez Director Trabajo de investigación: Sandra Milena Pérez Londoño Descripción del Trabajo de Grado: En los últimos años, las redes eléctricas convencionales han experimentado transformaciones debido a la alta penetración de recursos energéticos distribuidos. Uno de los cambios más importantes ha sido la transición de redes de distribución pasivas a redes de distribución activas (ADN), lo cual trae dificultades en los sistemas tradicionales de protección. Por lo tanto, surge la necesidad de proponer estrategias de protección que se adapten a las nuevas características de la red y así garantizar su correcto funcionamiento. En consecuencia, este trabajo desarrolla una estrategia de protección basada en el relé de distancia que no requiera un sistema de comunicación, además emplea un modelo y análisis circuital que considere las características inherentes de las ADN y que resuelva alguna de las problemáticas que afectan la operación del relé. De esta manera, se consigue que la estrategia propuesta represente un aporte ante las estrategias convencionales. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Precios nodales en Colombia: impacto sobre los usuarios debido a la migración a un nuevo esquema de formación de precios Nombre del Estudiante: Laura Berrío Mesa Director Trabajo de investigación: Harold Salazar Isaza Descripción del Trabajo de Grado: Con el desarrollo del presente trabajo de grado se determina el impacto sobre los usuarios debido a la migración a un esquema de formación de precios conocido como precios nodales marginales en el sector eléctrico. El alcance es establecer la conveniencia de dicha migración, desde el punto de vista de la demanda, en contraste con las políticas actuales y corrientes de una formación de precio uninodal (calculado en un único nodo donde se realizan las transacciones del mercado de compra y venta de energía, sin considerar restricciones). —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Modelo de optimización para maximizar la capacidad de alojamiento mediante la reconfiguración del sistema de distribución considerando restricciones de calidad de tensión. Nombre del Estudiante: Kevin Alejandro López Hernández Director Trabajo de investigación: Walter Julián Gil González Descripción del Trabajo de Grado: Se propone mejorar la capacidad de alojamiento (HC) de diferentes sistemas de prueba mediante la reconfiguración de la red eléctrica. Para ello, se mantendrá la topología radial y se considerarán variables de calidad de potencia como la estabilidad del perfil de tensión y la cargabilidad de las líneas. Además, este enfoque se implementará bajo diferentes condiciones de operación, para obtener información sobre la ubicación y el tamaño óptimo de la generación distribuida (GD), en las diferentes topologías de red. La idea es aliviar los impactos de la integración de generación distribuida, mediante la reconfiguración de la red, lo que mejora la calidad de la energía y aumentar la eficiencia del sistema eléctrico. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Modelo de uso de vehículos eléctricos como fuente de energía alternativa considerando incertidumbre de precios y degradación de baterías Nombre del Estudiante: Carlos David Molina Salas Director Trabajo de investigación: Walter Julián Gil González Descripción del Trabajo de Grado: El proyecto de investigación que se describe en el nombre de la propuesta tiene como objetivo principal el desarrollo de una metodología que permita implementar el vehículo eléctrico (VE) como fuente alternativa de energía en una vivienda, implementando el esquema “vehicle to home” (V2H). La investigación se enfocará en obtener el mayor beneficio económico al usuario que implemente el esquema V2H, considera variabilidad en los costos de la energía, costos asociados al cambio de la batería por degradación y patrones de conducción variables. El proyecto busca establecer bajo que escenarios de las variables mencionadas, se obtiene beneficio monetario al usuario y evalúa la viabilidad de implementación de los escenarios encontrados. El proyecto está diseñado para ser ejecutado en casos donde se tenga variabilidad en el precio de la energía, como en países europeos. Para llevar a cabo el proyecto se requiere de conocimientos en algoritmos, métodos numéricos y optimización. Con la realización del proyecto se espera contribuir al estudio de sistemas eléctricos y a impulsar el uso de VE. —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Título del Trabajo: Ubicación y dimensionamiento óptimo de dispositivos electrónicos en sistemas de distribución considerando estaciones de carga de vehículos eléctricos Nombre del Estudiante: Carlos Esteban Bravo Herrera Director Trabajo de investigación: Walter Julián Gil González Descripción del Trabajo de Grado: El proyecto de investigación que se describe en el nombre de la propuesta tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema que permita analizar el impacto de la movilidad eléctrica en el sistema de distribución de energía eléctrica de media tensión, considerando la implementación de puntos de carga para vehículos eléctricos. La investigación se enfocará en el análisis de dispositivos electrónicos, como reguladores de tensión, generación distribuida y capacitores, para modelar el sistema de distribución y desarrollar un modelo matemático que permita evaluar el impacto de estos dispositivos en la red eléctrica. El proyecto también incluye la propuesta de una metodología para la ubicación óptima de los dispositivos electrónicos y el desarrollo de un algoritmo de optimización que permita mejorar el desempeño del sistema. El proyecto está diseñado para ser ejecutado en un horizonte temporal de tres años, con el objetivo de responder a las exigencias del Código de Redes. Para llevar a cabo el proyecto se requiere de conocimientos en algoritmos, métodos numéricos y optimización. Con la realización del proyecto se espera contribuir al diseño de un sistema energético más eficiente y sostenible. |