[pt] A receita arrecadada pelo uso do sistema de transmissão é utilizada para cobrir custos de planejamento, operação e manutenção e deve ser paga por geradores e demandas, que são usuários do sistema. Um dos principais desafios é determinar a melhor maneira de alocar estes custos a geradores e demandas. Em países em desenvolvimento, como o Brasil, a acelerada expansão de geração e de transmissão, desencadeada por um crescimento acentuado de demanda, pode provocar significativa volatilidade e dispersão entre as tarifas dos usuários do sistema. Estes efeitos criam um ambiente inseguro para os investidores em geração. Para tratar este problema, esta dissertação propõe um novo método de alocação de custos pelo uso da transmissão que utiliza uma abordagem baseada na técnica de otimização min-max, e no método Nodal utilizado no Brasil. O propósito contido na utilização da técnica min-max é que os usuários com as piores tarifas devem ter prioridade em minimizá-las no processo de otimização. Assim, o objetivo é fornecer uma solução mais equitativa, e conseqüentemente, a redução de dispersão e volatilidade das tarifas ao longo do tempo, quando novos investimentos em geração e transmissão são feitos no sistema. Os resultados obtidos nos sistemas IEEE 24 barras e IEEE 118 barras indicam que a abordagem proposta fornece tarifas menos dispersas comparadas com outros métodos existentes, mas mantendo características desejáveis do método Nodal original. O método proposto também apresenta menos volatilidade nas tarifas no caso de mudanças (como diferentes despachos de geração) no sistema. / [en] The revenue accrued for the use of the transmission system is used to recover the cost of planning, operation and maintenance and must be paid by generators and loads, which are the users of the system. One of the main challenges is how to establish the best way to allocate these costs to generators and loads. In developing countries, like Brazil, fast generation and transmission expansion triggered by a sharp demand growth, can cause significant volatility and dispersion among agents transmission tariffs. These effects can create an unsafe environment for new investors in generation. In order to face this problem, this dissertation proposes a new transmission cost allocation method that utilizes an approach based on the min-max optimization technique, and on the nodal method used in Brazil. The idea behind the utilization of min-max method is that the agents with the worst tariffs should have priority in the tariff optimization process. Thus, the objective is to provide an equitable solution and, consequently, a reduction of the dispersion and volatility of the tariffs over time, when new transmission or generation assets are incorporated into the system. The results presented for IEEE 24 bus and IEEE 118 bus systems indicate that the proposed approach gives less-dispersed tariffs compared with other existing methods, but keeping the desirable features of the traditional nodal method. The proposed method also shows less volatility in tariffs if changes (like different generation dispatches) are made to the system.

A regulamentação do livre acesso aos sistemas de transmissão e distribuição possibilitou aos agentes do setor elétrico o direito à utilização dos sistemas elétricos mediante ressarcimento dos respectivos custos. O livre acesso é parte do processo de reestruturação do setor elétrico que visava ao atendimento da expansão da demanda de energia com a liberalização do mercado energético nacional, promovendo a competitividade entre os agentes. Com o livre acesso, surgiu a necessidade de desenvolver métodos eficientes de remuneração pelo uso dos sistemas de transmissão e distribuição, de modo a incentivar o acesso racional a essas redes, minimizando os custos com ampliações e otimizando a operação do sistema elétrico interligado (SIN) e das redes de distribuição. Nesse sentido, definiu-se uma metodologia para o cálculo das tarifas de uso dos sistemas de transmissão (TUST), que procura sinalizar o impacto individual causado pelos usuários na rede, enquanto que as tarifas de uso dos sistemas de distribuição (TUSD) foram definidas a partir dos Custos Marginais de Expansão para cada nível de tensão destes sistemas. Entretanto, a metodologia de TUSD implementada não se aplicava ao segmento geração, que passou a ser cobrado pelo menor valor do segmento consumo, ou ainda, por valores médios regionais da concessionária. O modelo de tarifação empregado, considerado provisório desde 1999, provocava distorções na sinalização econômica e na competitividade entre os agentes, além de não incentivar as centrais geradoras na busca dos melhores pontos de acesso às redes de distribuição. Em janeiro de 2009, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), com o objetivo de sanar as distorções existentes, publicou outra metodologia para o cálculo das TUSD de centrais geradores (TUSDg). Este trabalho propõe-se a analisar a nova metodologia estabelecida pela ANEEL para o cálculo da TUSDg, apresentando uma discussão sobre a metodologia adotada e os principais conceitos envolvidos, assim como uma variante metodológica focada no mesmo objetivo. / Since the free access regulation for the transmission and distribution power systems, the use of the networks is permited taking into account an appropriate charge, in order to compensate part of the systems cost to the grid owners. Electrical sector reforms, including the free access regulation, aim at to satisfy the electricity demand expansion that happened in consequence of the Brazilian electricity market liberalization, promoting competition between agents. Along with the free access, the need for efficient methods for establishing the transmission and distribution use of system\'s charge has emerged, aiming at to promote the rational access to the transmission and distribution networks, in order to minimize the expansion investments and to optimize the National Interconnected System and distribution grids operation. The methodology to calculate the TUOS charge (Transmission use of system charge) has been defined to show the individual impact caused by the net\'s users, and the DUOS charge (Distribution use of system charge) to compensate expansion costs in each network voltage level. However, the DUOS charge excluded the generation sector, that was charged by the smallest value of consumer\'s sector, or by their average of regional values. The methodology for the calculation of the Duos Charge used since 1999 was considered provisory and has caused distortions in the economic sign and also in the competitiveness between the agents. Furthermore, it didn\'t encourage the generator agents to look for the better access points in distribution systems. In January this year, the Brazilian Electricity Regulatory Agency (ANEEL, in Portuguese initials) has defined another methodology to calculate the DUOS charge for generating agents in order to correct such distortions. This work analyses the new methodology, discussing its main characteristics and presenting another option to calculate the DUOS charge for generation plants, aiming at the same purpose.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Nesta dissertação, são apresentados os seguintes modelos matemáticos de transporte de nêutrons: a equação linearizada de Boltzmann e a equação da difusão de nêutrons monoenergéticos em meios não-multiplicativos. Com o objetivo de determinar o período fluxo escalar de nêutrons, é descrito um método espectronodal que gera soluções numéricas para o problema de difusão em geometria planar de fonte fixa, que são livres de erros de truncamento espacial, e que conjugado com uma técnica de reconstrução espacial intranodal gera o perfil detalhado da solução. A fim de obter o valor aproximado do fluxo angular de nêutrons em um determinado ponto do domínio e em uma determinada direção de migração, descreve-se também um método de reconstrução angular baseado na solução analítica da equação unidimensional de transporte de nêutrons monoenergéticos com espalhamento linearmente anisotrópico com aproximação sintética de difusão nos termos de fonte por espalhamento. O código computacional desenvolvido nesta dissertação foi implementado na plataforma livre Scilab, e para ilustrar a eficiência do código criado,resultados numéricos obtidos para três problemas-modelos são apresentados / We describe a method to determine the neutron scalar flux in a slab using monoenergetic diffusion model. To achieve this goal we used three ingredients in the computational code that we developed on the Scilab platform: (i) a spectral nodal method that generates numerical solution for the one-speed slab-geometry fixed-source difusion problem with no spatial truncation errors; (ii) a spatial reconstruction scheme to yield detailed proile of the coarse-mesh solution; and (iii) an angular reconstruction scheme to yield approximately the neutron angular flux profile within the slab. The angular reconstruction scheme is based on the analytical solution of the neutron transport equation in slab geometry with linearly anisotropic scattering and diffusion approximation for the scattering source terms. Numerical results are given to illustrate the efficiency of the offered code

A regulamentação do livre acesso aos sistemas de transmissão e distribuição possibilitou aos agentes do setor elétrico o direito à utilização dos sistemas elétricos mediante ressarcimento dos respectivos custos. O livre acesso é parte do processo de reestruturação do setor elétrico que visava ao atendimento da expansão da demanda de energia com a liberalização do mercado energético nacional, promovendo a competitividade entre os agentes. Com o livre acesso, surgiu a necessidade de desenvolver métodos eficientes de remuneração pelo uso dos sistemas de transmissão e distribuição, de modo a incentivar o acesso racional a essas redes, minimizando os custos com ampliações e otimizando a operação do sistema elétrico interligado (SIN) e das redes de distribuição. Nesse sentido, definiu-se uma metodologia para o cálculo das tarifas de uso dos sistemas de transmissão (TUST), que procura sinalizar o impacto individual causado pelos usuários na rede, enquanto que as tarifas de uso dos sistemas de distribuição (TUSD) foram definidas a partir dos Custos Marginais de Expansão para cada nível de tensão destes sistemas. Entretanto, a metodologia de TUSD implementada não se aplicava ao segmento geração, que passou a ser cobrado pelo menor valor do segmento consumo, ou ainda, por valores médios regionais da concessionária. O modelo de tarifação empregado, considerado provisório desde 1999, provocava distorções na sinalização econômica e na competitividade entre os agentes, além de não incentivar as centrais geradoras na busca dos melhores pontos de acesso às redes de distribuição. Em janeiro de 2009, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), com o objetivo de sanar as distorções existentes, publicou outra metodologia para o cálculo das TUSD de centrais geradores (TUSDg). Este trabalho propõe-se a analisar a nova metodologia estabelecida pela ANEEL para o cálculo da TUSDg, apresentando uma discussão sobre a metodologia adotada e os principais conceitos envolvidos, assim como uma variante metodológica focada no mesmo objetivo. / Since the free access regulation for the transmission and distribution power systems, the use of the networks is permited taking into account an appropriate charge, in order to compensate part of the systems cost to the grid owners. Electrical sector reforms, including the free access regulation, aim at to satisfy the electricity demand expansion that happened in consequence of the Brazilian electricity market liberalization, promoting competition between agents. Along with the free access, the need for efficient methods for establishing the transmission and distribution use of system\'s charge has emerged, aiming at to promote the rational access to the transmission and distribution networks, in order to minimize the expansion investments and to optimize the National Interconnected System and distribution grids operation. The methodology to calculate the TUOS charge (Transmission use of system charge) has been defined to show the individual impact caused by the net\'s users, and the DUOS charge (Distribution use of system charge) to compensate expansion costs in each network voltage level. However, the DUOS charge excluded the generation sector, that was charged by the smallest value of consumer\'s sector, or by their average of regional values. The methodology for the calculation of the Duos Charge used since 1999 was considered provisory and has caused distortions in the economic sign and also in the competitiveness between the agents. Furthermore, it didn\'t encourage the generator agents to look for the better access points in distribution systems. In January this year, the Brazilian Electricity Regulatory Agency (ANEEL, in Portuguese initials) has defined another methodology to calculate the DUOS charge for generating agents in order to correct such distortions. This work analyses the new methodology, discussing its main characteristics and presenting another option to calculate the DUOS charge for generation plants, aiming at the same purpose.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Um método espectronodal é desenvolvido para problemas de transporte de partículas neutras de fonte fixa, multigrupo de energia em geometria cartesiana na formulação de ordenadas discretas (SN). Para geometria unidimensional o método espectronodal multigrupo denomina-se método spectral Greens function (SGF) com o esquema de inversão nodal (NBI) que converge solução numérica para problemas SN multigrupo em geometria unidimensional, que são completamente livre de erros de truncamento espacial para ordem L de anisotropia de espalhamento desde que L < N. Para geometria X; Y o método espectronodal multigrupo baseia-se em integrações transversais das equações SN no interior dos nodos de discretização espacial, separadamente nas direções coordenadas x e y. Já que os termos de fuga transversal são aproximados por constantes, o método nodal resultante denomina-se SGF-constant nodal (SGF-CN), que é aplicado a problemas SN multigrupo de fonte fixa em geometria X; Y com espalhamento isotrópico. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência dos códigos SGF e SGF-CN e a precisão das soluções numéricas convergidas em cálculos de malha grossa. / A spectral nodal method is described for neutral particle energy multigroup fixed-source transport problems in cartesian geometry in the discrete ordinates (SN) formulation. For slab geometry the offered multigroup spectral nodal method is referred to as the spectral Greens function (SGF) method with the one-node block inversion (NBI) iterative scheme, which converges numerical solutions to multigroup slab-geometry SN problems, that are completely free from spatial truncation errors for scattering anisotropy of order L, provided L < N. For X; Y-geometry, the offered multigroup spectral nodal method is based on transverse integrations of the SN equations inside the discretization nodes, separately in x- and y- coordinate directions. Since the transverse-leakage terms are approximated by constants, the resulting nodal method is referred to as the multigroup SGF-contant nodal (SGF-CN) method, which is applied for multigroup X; Y-geometry fixed-source SN problems with isotropic scattering. Numerical results are presented to illustrate the efficiency of the SGF and SGF-CN codes and the accuracy of the converged numerical solutions in coarse-mesh calculations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Um método espectronodal é desenvolvido para problemas de transporte de partículas neutras de fonte fixa, multigrupo de energia em geometria cartesiana na formulação de ordenadas discretas (SN). Para geometria unidimensional o método espectronodal multigrupo denomina-se método spectral Greens function (SGF) com o esquema de inversão nodal (NBI) que converge solução numérica para problemas SN multigrupo em geometria unidimensional, que são completamente livre de erros de truncamento espacial para ordem L de anisotropia de espalhamento desde que L < N. Para geometria X; Y o método espectronodal multigrupo baseia-se em integrações transversais das equações SN no interior dos nodos de discretização espacial, separadamente nas direções coordenadas x e y. Já que os termos de fuga transversal são aproximados por constantes, o método nodal resultante denomina-se SGF-constant nodal (SGF-CN), que é aplicado a problemas SN multigrupo de fonte fixa em geometria X; Y com espalhamento isotrópico. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência dos códigos SGF e SGF-CN e a precisão das soluções numéricas convergidas em cálculos de malha grossa. / A spectral nodal method is described for neutral particle energy multigroup fixed-source transport problems in cartesian geometry in the discrete ordinates (SN) formulation. For slab geometry the offered multigroup spectral nodal method is referred to as the spectral Greens function (SGF) method with the one-node block inversion (NBI) iterative scheme, which converges numerical solutions to multigroup slab-geometry SN problems, that are completely free from spatial truncation errors for scattering anisotropy of order L, provided L < N. For X; Y-geometry, the offered multigroup spectral nodal method is based on transverse integrations of the SN equations inside the discretization nodes, separately in x- and y- coordinate directions. Since the transverse-leakage terms are approximated by constants, the resulting nodal method is referred to as the multigroup SGF-contant nodal (SGF-CN) method, which is applied for multigroup X; Y-geometry fixed-source SN problems with isotropic scattering. Numerical results are presented to illustrate the efficiency of the SGF and SGF-CN codes and the accuracy of the converged numerical solutions in coarse-mesh calculations.

Nesta dissertação, são apresentados os seguintes modelos matemáticos de transporte de nêutrons: a equação linearizada de Boltzmann e a equação da difusão de nêutrons monoenergéticos em meios não-multiplicativos. Com o objetivo de determinar o período fluxo escalar de nêutrons, é descrito um método espectronodal que gera soluções numéricas para o problema de difusão em geometria planar de fonte fixa, que são livres de erros de truncamento espacial, e que conjugado com uma técnica de reconstrução espacial intranodal gera o perfil detalhado da solução. A fim de obter o valor aproximado do fluxo angular de nêutrons em um determinado ponto do domínio e em uma determinada direção de migração, descreve-se também um método de reconstrução angular baseado na solução analítica da equação unidimensional de transporte de nêutrons monoenergéticos com espalhamento linearmente anisotrópico com aproximação sintética de difusão nos termos de fonte por espalhamento. O código computacional desenvolvido nesta dissertação foi implementado na plataforma livre Scilab, e para ilustrar a eficiência do código criado,resultados numéricos obtidos para três problemas-modelos são apresentados / We describe a method to determine the neutron scalar flux in a slab using monoenergetic diffusion model. To achieve this goal we used three ingredients in the computational code that we developed on the Scilab platform: (i) a spectral nodal method that generates numerical solution for the one-speed slab-geometry fixed-source difusion problem with no spatial truncation errors; (ii) a spatial reconstruction scheme to yield detailed proile of the coarse-mesh solution; and (iii) an angular reconstruction scheme to yield approximately the neutron angular flux profile within the slab. The angular reconstruction scheme is based on the analytical solution of the neutron transport equation in slab geometry with linearly anisotropic scattering and diffusion approximation for the scattering source terms. Numerical results are given to illustrate the efficiency of the offered code