UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA

INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

MANUAL PARA LA REDACCIÓN DE LA TESIS DE MAGÍSTER

MCs. Ing. Armengol Blanco Benito

Oruro, mayo 2003

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Armengol Blanco ablancob@coteor.net.bo

Resumen En este manual, se pretende dar lineamientos y orientaciones sobre la redacción de la Tesis de Magíster en Ciencia de la Ingeniería Eléctrica. Se hace énfasis en la estructura de la tesis, las características del primer capítulo, del cuerpo y las conclusiones de la Tesis. I Introducción Los alumnos de los programas de posgrado desarrollados en Ingeniería Eléctrica en la Facultad Nacional de Ingeniería (FNI) de la Universidad Técnica de Oruro (UTO) tienen que desarrollar una tesis para la obtención del grado académico de Magíster en Ciencias. La elaboración del documento escrito de la tesis debe enmarcarse a ciertas normas en cuanto al estilo, manejo de la documentación y formato de presentación. En este momento, aparentemente no existe una normativa en la UTO al respecto. La redacción de la tesis puede resultar un trabajo arduo, en algunos casos tortuoso y hasta puede ser traumático para muchos postulantes al Grado de Magíster. El documento de la tesis, como todo material escrito, debe tener una presentación perfecta. Esto se refiere tanto al aspecto estético como a la redacción, la ortografía, la puntuación y el estilo. Si el trabajo está bien escrito y bien presentado, se puede estar seguro que la disposición del tribunal será más favorable. También permitirá por supuesto que el lector tenga una idea clara sobre la tesis. Las tesis desarrolladas en la Facultad Nacional de Ingeniería se enmarcan dentro de las ciencias puras y tecnología. Por otra parte, las tesis en el área de las ciencias sociales, tienen otro estilo, documentación y formato, donde se hace más énfasis en el planteamiento de la hipótesis y el marco teórico. Con éste manual de redacción de tesis de maestría, se pretende dar algunos consejos sencillos y prácticos para la escribir la tesis. Y se sugiere una estructura y una guía de lo que debe entrar en cada capítulo. Se enfoca aspectos: como las características del estilo, sobre la documentación y el formato requerido para una tesis en los programas de posgrado en Ingeniería Eléctrica en la UTO. Un aspecto importante en la redacción de la tesis, es lo referente a figuras, tablas, gráficas y ecuaciones, las cuales deben ser explicadas, referidas adecuadamente con una enumeración concordante con el capítulo en cuestión. Así como las citas bibliográficas y documentación pertinente. [1]

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II Organización ó Estructura de la Tesis La Tesis, estará ‘esculpida’ en el documento escrito que cumplirá con un estilo, el manejo de la documentación y un formato de presentación, es de esperar que quede para la posteridad en un centro de documentación, bibliotecas de la UTO y seguro que será publicada en la página web de la Institución. 2.1 Estructura Típica Considerando la existencia de diferentes formatos, se recomienda la siguiente estructura que deberá tener la tesis, la cual debe contener mínimamente las siguientes partes: Introducción El lector que lea este capítulo, debe enterarse del problema que se resolvió, los objetivos planteados en la tesis, mediante qué metodologías ó técnicas se enfrentó el problema y el marco teórico empleado para resolver el mismo. Cuerpo El cuerpo de la tesis, consiste en varios capítulos, cuyos títulos y secciones dependerá de la temática investigada. Contemplará el marco teórico, la modelación utilizada, el desarrollo y/o empleo de softwares, la aplicación realizada y el análisis de resultados. Conclusiones Este capítulo, es uno de los más importantes, por que en ésta parte del documento, se podrá ver si se cumplió los objetivos de la Tesis. Además, se indicará qué otras líneas de investigación se podría encarar en el futuro como un subproducto de la tesis. 2.2 Resumen De toda la tesis, ésta parte será la más ampliamente publicada y la más leída, porque se publicará en el Resumen Institucional de las Tesis defendidas en la UTO. Debe ser el ‘zumo’ de la tesis: una descripción concisa del(os) problema(s) planteado(s), su método de resolverlo(s), los resultados y conclusiones a que se arribaron. Es mejor escribirla en la etapa final de la tesis. El resumen debe ser auto-contenido. Es un resumen ejecutivo, no debe exceder las 150 palabras, normalmente no contiene referencias ni abreviaciones. Y se debe incluir un abstract, es decir, una página del resumen en inglés.

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2.3 Reconocimientos o Agradecimientos Se debe ser hidalgo y agradecido con las personas e instituciones que coadyuvaron en el desarrollo de la tesis, por tanto, se incluirá una página de agradecimientos a quienes los han ayudado en materias científicas y también indirectamente por proporcionar cosas para la subsistencia, el sustento económico, ayuda, consejo, amistad, etc. Si alguno de los compañeros ó colegas colaboró, debe dejarse bien claro quién hizo qué partes de la tesis. Y por supuesto el esfuerzo desarrollado en la tesis, se debe dedicar a los seres queridos. 2.4 Planteamiento del Problema y/o Formulación de la Propuesta Una vez que el alumno elige un tema de tesis, se plantea el problema a resolver y sus antecedentes. En la tesis, será necesario establecer qué problema quiere solucionarse, cómo surgió la idea de desarrollar el trabajo en ese tema. Tanto el planteamiento del problema como el surgimiento de la idea deben plantearse utilizando un estilo claro y conciso y evitando las explicaciones teóricas innecesarias. La descripción de la situación inicial, que sirve de presentación a la idea que se quiere desarrollar, debe ser clara y detallada, sin abundar demasiado en aspectos que se van a especificar más adelante. Cuando se quiere hacer una herramienta de software, con o sin base de datos, ésta va a utilizarse para solucionar algo, por lo que el planteamiento del problema constituye la base a partir de la cual se desarrollará todo el proyecto. Todo lo que se escriba en esta sección, será utilizado posteriormente como único indicador de lo que se quiere solucionar. Si el planteamiento es correcto y adecuado, y tiene todos los elementos necesarios, la lectura de este punto permitirá conocer con precisión lo que ocurre, estableciendo relaciones causa-efecto. En otras palabras, el lector deberá saber claramente qué ocurre, por qué ocurre y cómo se resuelve. 2.5 Objetivo Él objetivo en cierta medida enuncia la hipótesis de la tesis, -representa lo que quiere lograrse al finalizar la investigación- debe ser claro, conciso y alcanzable. Podría plantearse como objetivo general y objetivos específicos. En una tesis de magíster en Ingeniería Eléctrica, no se indica en forma explícita la hipótesis de la tesis. Por otra parte, el marco teórico de la investigación está bien definido, es la teoría en la que se basa la Ingeniería Eléctrica.

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2.6 Revisión y Discusión Bibliográfica: Estado del Arte La revisión bibliográfica permitirá conocer el estado del arte del problema en cuestión, es una técnica de apoyo al trabajo de investigación que debe cumplir dos objetivos principalmente. En primer lugar, sirve para proporcionar todos los conceptos y conocimientos necesarios para trabajar exitosamente. Por supuesto, no se adquiere el dominio de un tema en un momento ni leyendo uno o dos libros, pero en un lapso razonable, cualquier persona inteligente que sepa orientar adecuadamente su búsqueda puede acumular un caudal de conocimientos que le permitan juzgar acertadamente si lo que está haciendo está bien encaminado o no. Esto debe sustentarse con la ayuda de una persona de más experiencia (generalmente es el tutor) que pueda solucionar las dudas que inevitablemente se presentarán a lo largo del trabajo. En segundo lugar, la revisión bibliográfica aportará la sustentación necesaria cuando se realicen afirmaciones que, eventualmente, puedan ser puestas en duda por el lector. La revisión bibliográfica, no es conocer solamente la opinión de un autor ó describir el planteamiento de una metodología empleada por un investigador. También, se debe realizar un juicio valorativo de la propuesta, es decir, se debe realizar una discusión bibliográfica. La revisión bibliográfica debe abarcar en el tiempo por lo menos unos 10 años. Las fuentes principales de información, son: Los artículos publicados en las publicaciones del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE); libros y la información existente en Internet aunque ésta ultima no es muy confiable, debido a que generalmente lo publicado en Internet no se somete a la consideración de un comité editorial, debido a que la publicación por ésta vía es libre. 2.6.1 Ejemplo de una Revisión Bibliográfica En éste acápite, se presenta una revisión bibliográfica sobre el tema: Reprogramación de la Generación Mediante Optimización Difusa. Y se presenta la conclusión de la discusión bibliográfica que determina el enfoque propuesto en la tesis. El problema de aliviar las sobrecargas en los diferentes elementos del sistema eléctrico de potencia (SEP), se puede resolver empleando una modelación determinística, es decir, determinando un modelo clásico de optimización. Los métodos empleados para resolver el modelo, son conocidos como métodos de programación matemática. La revisión bibliográfica, sobre la reprogramación de la generación para aliviar sobrecargas, es la siguiente: A. Zannier, [3] emplea el método de flujo de potencia lineal para determinar los flujos de potencia en los diferentes elementos e identifica los elementos sobrecargados. Realiza una reprogramación de la generación empleando la programación lineal. La metodología se aplicó al sistema eléctrico de La Paz. Como la metodología propuesta, emplea un flujo de carga lineal, debido a los supuestos inherentes del modelo de flujo, no entrega una solución real, tal vez existan otras restricciones

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que no son satisfechas. Pero sin embargo, este trabajo es el primer intento de resolver el problema empleando el método de programación lineal en Bolivia. D. Vlaisavljevic, et al., [4] presenta un método interactivo difuso para resolver la reprogramación óptima de potencia asumiendo que la toma de decisiones tiene imprecisiones u objetivos y restricciones difusas. El proceso de la toma de decisiones, es formulada, en la cual, el que toma decisiones puede aprender a reconocer las buenas soluciones al considerar todas las posibilidades de fusificación. La arquitectura del sistema está basada en un sistema experto basado en reglas difusas. La metodología propuesta solo considera la potencia activa, otras variables manipuladas que se podrían considerarse son las tensiones de generación y los cambiadores de taps de los transformadores. V.C. Ramesh, Xuan Li, [5] enfocan una técnica de lógica difusa para el problema del flujo óptimo de potencia con restricciones de contingencia para una reprogramación post-contingencia. La formulación trata de minimizar tanto los costos de operación de pre-contingencia y la corrección post-contingencia. La contribución del artículo es el desarrollo de un procedimiento sistemático para especificar los parámetros de tolerancia que son necesarios para obtener las funciones de pertenencia difusa para la optimización difusa. Se ilustra el método con un sistema de 14 barras. La metodología planteada, solo se aplica a un sistema pequeño, no se puede asegurar que los resultados del análisis para redes de gran tamaño sean buenos. V. Miranda, J.T. Saraiva, [6] presentan la modelación difusa de la operación de un sistema de potencia. Las incertidumbre en la carga y generación son modeladas como números difusos, emplean un flujo de carga lineal difuso. La operación óptima del sistema (con incertidumbre) es calculada con mediante procedimientos de programación lineal que emplean la descomposición de Dantzig Wolfe y simplex dual. La metodología solo se aplica a un sistema pequeño de 6 barras y solo considera la potencia activa. K. Tomsovic, [7] trata el problema del control de potencia reactiva y plantea una modelación multiobjetivo y restricciones ‘suaves’ usando conjuntos difusos. Se utiliza una función de pertenencia lineal por tramos para los conjuntos difusos. La metodología solo considera el control de la potencia reactiva. M. Ley, et al., [8] plantean estrategias de control que emplean la lógica difusa para resolver el problema del control de tensión en estado estacionario que consiste en mantener las tensiones de los nodos de carga dentro de los límites operativos. Proponen la aplicación de un sistema basado en lógica difusa que especifique los cambios de tensiones de generación, necesarios para mantener las tensiones de los nodos de carga dentro de límites operativos. La metodología propuesta se aplica a un sistema de prueba del IEEE de 9 nodos, en la cual se simulan diferentes contingencias.

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Las estrategias de control, solamente se aplican a manipular las tensiones de generación y la metodología solo se probó con un sistema de prueba pequeño. Sería de gran interés aplicar la metodología a un sistema eléctrico de gran tamaño. De la discusión bibliográfica realizada, se puede concluir que es factible aplicar la lógica difusa para problemas de optimización. Está tesis se enfocará en el empleo de la programación matemática difusa, conocida también, como optimización difusa para determinar la reprogramación óptima de la generación para evitar las sobrecarga de los elementos del SEP. III Investigación Una tesis de maestría tiene un fuerte componente de investigación, la cual partirá del estado del arte de las metodologías de solución aplicadas por otros investigadores para resolver el problema planteada en la tesis. Se puede considerar que la revisión y discusión bibliográfica sobre el problema planteado en la tesis, ya es una investigación bibliográfica, es un punto de partida sobre la cual debe basarse la investigación posterior. Además, como uno está invirtiendo tiempo y recursos económicos en la realización de la tesis, es de esperar que se obtendrá beneficios de la investigación; tales como optar el Grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, la presentación del tema en congresos, conferencias y eventos; publicar el trabajo en revistas especializadas, etc., y por supuesto coadyuvar a la mejora de la especialidad de la ingeniería eléctrica. 3.1 ¿Cuál es el Aporte del Autor? En la tesis, debe quedar claro el aporte académico, científico ó técnico del autor. Dependerá de la profundidad de la investigación para que se pueda aportar a la ciencia. De aquí se desprende de la importancia de conocer el estado del arte del problema en cuestión. IV Estilo, Documentación y Formato Para la edición del documento de la tesis, es necesario cumplir con algunos estándares utilizadas para las publicaciones. Las cuales se presentan en este manual y en las ref. [1], [2]

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4.1 Estilo El estilo se refiere al uso del español, sus reglas de puntuación y estándares de publicación. La tesis se debe redactar en una voz pasiva, es decir, en tercera persona ó impersonal. 4.2 Documentación La documentación se refiere al manejo de la documentación utilizada en la tesis, a la cita de textos o citas bibliográficas, la referencia a otros trabajos. Para la citas bibliográficas, se recomienda el sistema Harvard, el cual, es similar al sistema empleado por el IEEE en la publicación de sus artículos [1]. 4.3 Formato El formato, se refiere a la impresión, tipo de letra (time new roman, 12 pti), espaciado entre líneas (1.5), márgenes (margen izquierdo: 3 cm. y los otros márgenes 2 cm.), número de páginas, tipo de papel (bond tamaño carta). Otras características pueden consultarse en el Reglamento de Licenciatura de la FNI [2], asimismo en la ref. [1]. V Comentarios Finales Para redactar este manual, se revisaron varías tesis de magíster y doctorado, las que tienen diferentes estilos, documentación y formato. Se pueden distinguir, dos grandes grupos: Las tesis en Ciencias Sociales y en Ciencias de la Ingeniería, en las cuales difieren los estilos, el manejo de la documentación y el formato del documento. Las Tesis en Ciencias de la Ingeniería, difieren principalmente en el capítulo introductorio y las citas bibliográficas. Los lineamientos presentados en este manual son las más recomendadas y aceptadas en el mundo entero. Un ejemplo de la estructura de una tesis, se puede apreciar en el anexo presentada como un índice de una supuesta tesis. Finalmente, la lectura de la tesis, debe ser amena y entretenida, no debe dejar dudas al lector. Se espera que este manual sea de ayuda para los alumnos del posgrado. VI Referencias Bibliográficas [1] A. Blanco, Manual para la Redacción del Trabajo de Titulación. 2001.

http://geocities.com/a_blanco_b/ [2] Guía de Estudios de la FNI, Oruro, Bolivia, 1997. [3] A. Zannier, ‘Alivio de Sobrecargas Mediante Programación Lineal’. Revista

Electromundo, SIEE La Paz, No. 20, 1988.

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[4] D. Vlaisavljevic, et al., ‘Fuzzy Linear Programming Based Optimal Power System Rescheduling Including Preventive Redispatch’. IEEE Trans. On Power Systems, Vol. 14, No. 2, may 1999, pp. 525-531.

[5] V.C. Ramesh, Xuan Li, ‘A Fuzzy Multiobjetive Approach to Contingency Constraind OPF’. IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 12, No. 3, august 1997, pp. 1348-1354.

[6] V. Miranda, J.T. Saraiva, ‘Fuzzy Modelling of Power Systems Optimal Load Flow’. IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 7, No. 2, may 1992, pp. 843-849.

[7] K. Tomsovic, ‘A Fuzzy Linear Programming Approach to the Reactive Power/Voltage Control Problem’. IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 7, No. 12, february 1992, pp. 288-293.

[8] M. Ley, et al., ‘Control de Voltaje de Sistemas de Potencia Utilizando Lógica Difusa’. Revista Ingenierías, Enero-Marzo 2000, Vol. III, No. 6, pag. 36-45.

Anexos En las páginas siguientes, se muestra un ejemplo de la Tapa, Carátula e Índice General de la Tesis ‘Reprogramación de la Generación Mediante Optimización Difusa’.

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA

INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

TITULO DE LA TESIS

Nombre del Autor

Tutor:

Nombre del mismo

Tesis para optar el Grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería.

Oruro, mayo de 2001

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA

INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

TITULO DE LA TESIS

Ian Carlo Pérez Rosales Tesis presentada al tribunal integrada por: Nombre del Tribunal 1 (firma) Nombre del Tribunal 2 (firma) Nombre del Tribunal 3 (firma) Nombre del Presidente del Tribunal (firma) para completar las exigencias del Grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería. Oruro, mayo de 2001

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Índice General

Pág.

Dedicatoria ii Agradecimientos iii Índice General iv Índice de Tablas v Índice de Figuras vi Glosario de Términos viii Resumen x Abstract xi I INTRODUCCIÓN 1.1 Planteamiento del Problema 1 1.2 Objetivo 2 1.3 Revisión Bibliográfica 2 1.4 Organización del Trabajo 4 II FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.1 Introducción 2.2 Optimización 2.3 Lógica Difusa III MODELACIÓN DEL SISTEMA ELECTRICO 3.1 Introducción 3.2 Modelación de los Elementos del SEP 3.3 Función Objetivo 3.4 Restricciones IV DESARROLLO DE LA HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS 4.1 Introducción 4.2 Elección del Lenguaje de Programación 4.3 Flujograma 4.4 Sistema de Prueba

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V APLICACIÓN AL SISTEMA ELECTRICO BOLIVIANO 5.1 Introducción 5.2 Datos del Sistema 5.3 Aplicación al SIN 5.4 Análisis de Resultados

VI CONCLUSIONES Y DESARROLLOS FUTUROS 6.1 Introducción 6.2 Conclusiones 6.3 Desarrollos Futuros REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS A. Manual de Uso del Software 87 B. Datos del Sistema 91 C. Documentación Técnica 101