[pt] Em muitos países, redes elétricas de grande porte são formadas pela interconexão de companhias de energia elétrica cada qual possuindo seu próprio centro de controle. Para supervisionar eficientemente tais sistemas de potência, técnicas de estimação hierarquizada de estado devem ser consideradas. Esta tese apresenta um novo algoritmo que utiliza conceitos hierárquicos para resolver o problema da estimação dinâmica de estado para sistemas de potência de grande porte em regime quase-permanente de operação. O processo de estimação é feito em dois níveis de cálculo de modo a se obter uma solução satisfatória do ponto de vista computacional para as etapas usuais da estimação dinâmica de estado: estimação dos parâmetros do modelo, previsão do estado e filtragem do estado. A nível local, algoritmos convencionais de estimação dinâmica de estado são executados simultanea e independentemente para todos os subsistemas. A coordenação dessas estimativas locais é obtida em um centro nacional de supervisão e controle, operacionalmente de hierarquia superior no sistema elétrico interligado. Resultados numéricos mostram o desempenho do algoritmo proposto em diferentes condições de operação: normal, mudança brusca do estado e presença de erros grosseiros. / [en] In many countries, huge power networks are formed from the interconnection of electric power companies each one having its own supervisory control center. In order to supervise efficiently such power systems, hierarchical state estimation techniques have to be considered. This dissertation presents a new algorithm using hierarchical concepts to solve the dynamic state estimation problem for large-scale electric power systems operating under quasi-static conditions. A two-level calculation is performed to give a satisfactory solution from the computational point of view for the usual steps of the dynamic state estimation procedure: model parameter estimation, state prediction and state filtering. At the local level, conventional dynamic state estimation algorithms are carried out simultaneously and independently for all subsystems. The coordination of these local estimations is obtained at a national center for supervision and control, which is at the top of operational hierarchy in the interconnected electrical system. Numerical results show the performance of the proposed algorithm under different operational conditions: normal, sudden variation of states and occurrence of bad data.

[pt] O objetivo desta pesquisa é compreender a dinâmica competitiva no setor elétrico brasileiro, especificamente no segmento de distribuição de energia elétrica. Buscaremos compreender como as empresas se posicionaram em seu ambiente competitivo, por meio da identificação de suas estratégias genéricas realizadas, e inferir quais destas estratégias apresentaram melhor desempenho. Esta análise foi feita tendo como base a tipologia de estratégias genéricas de Michael Porter, formando 5 grupos estratégicos. Para isto, selecionamos uma amostra de 45 distribuidoras de energia elétrica, das quais foram analisados detalhadamente, utilizando ferramentas de análise multivariada, o posicionamento estratégico e o desempenho no período de 2002 a 2004. Concluímos que a estratégia genérica de diferenciação é a que apresentou o melhor desempenho e confirmamos a hipótese de Porter que as empresas stuck in the middle apresentam o pior desempenho. / [en] The aim of this research is to understand the competitive dynamics on the Brazilian power sector, focusing on the distribution segment. We will try to understand how distribution companies have positioned themselves on their competitive environment, by the identification of their generic strategies and analyzing which of these strategies yielded a better performance. This study was carried out utilizing Michael Porter´s generic strategies typology, used to form five strategic groups. Our sample consists of 45 power distribution companies, which we thoroughly analyzed their strategic positioning and perfomance for the years 2002 to 2004, using multivariate analysis tools. We have concluded that the generic strategy of differentiation is the one that yielded the best performance and confirmed Porter hypothesis that firms that are stuck in the middle have the worst performance.

[pt] Desde o final dos anos 90, o setor elétrico brasileiro vem passando por grandes reformas, cujos principais objetivos são aumentar a competição e a eficiência na alocação de recursos. Em função deste aumento de eficiência na alocação de recursos e devido ao consumo sazonal de energia no Brasil, foi estabelecida uma flexibilidade para as hidrelétricas conhecida como sazonalização. A sazonalização permite que, a cada ano, o agente de geração declare para o próximo ano o quanto é a energia mensal respeitando-se certos limites. Neste artigo, propõe-se um modelo de análise de decisão da sazonalização a partir da otimização da medida ômega, com restrições de valor em risco (restrição prática difundida na indústria). Para o cálculo desta medida, utiliza-se simulação dos preços de curto prazo. Aplica-se este modelo ao caso de uma pequena central hidrelétrica. Os resultados indicam que a decisão de sazonalização muda substancialmente quando há restrição de valor em risco, fazendo com que a decisão ótima fique mais próxima de uma alocação uniforme ao longo do ano. / [en] Since the late 1990s, the Brazilian electric power industry has undergone significant structural changes, the main objective being to increase competition and resources allocation efficiency. Due to this increase in efficiency and because of seasonal electricity consumption, there is the inclusion of a contractual flexibility, named seazonalization. This flexibility in the contract allows for the generation agent (hydroelectric plant) to choose the monthly electricity amount generated and supplied to the system, each year, within certain limits. In this work it is proposed a model for the analysis and decision of the best energy supply profile, for the twelve months of the contract time span, based on the optimization of the omega measurement, subjected to value at risk restrictions (restriction widely employed in the related industry). In order for this omega measurement to be employed, the simulation of short term prices is used, and the model then applied to a small hydroelectric generation facility. The results indicate that the seazonalization decision will change substantially when there are value at risk restrictions, forcing the optimal decision to be closer to a flat allocation throughout the year.

[pt] Esta tese concentra-se essencialmente em modelos para análise e previsão de séries temporais vetoriais onde o comportamento sazonal é o foco principal, e no procedimento Bayesiano correspondente de estimação seqüencial. A estrutura básica do modelo multivariado proposto, não- linear, de crescimento sazonal multiplicativo para séries temporais, consiste de uma componente de tendência localmente linear para cada série individual e uma única componente sazonal, multiplicativa, compartilhada por todas as séries marginais. O procedimento de estimação seqüencial baseia-se em aproximações analíticas que viabilizam uma análise conjugada, representando uma extensão não-linear do algoritmo apresentado em Barbosa and Harrison (1992) para modelos lineares dinâmicos multivariados. Detalhes do modelo proposto e sua implementação são apresentados, assim como exemplos da aplicação do método, com dados simulados e reais. Para os dados reais, escolheu-se os valores do consumo de energia elétrica no Brasil, cuja metodologia de previsão adotada pelas empresas de energia também faz parte deste trabalho. / [en] This thesis is essentially devoted to models for analysis and forecasting of vector time series, where the seasonal behavior is the main focus, and a Bayesian procedure of sequential estimation is adopted. The basic structure of the non-linear multivariate model, of seasonal growth multiplicative for time series, consists of a locally linear trend component for each individual series and a shared multiplicative seasonal component common to all marginal series. The procedure of sequential estimation is based on analytic transformations to obtain a conjugate analysis, representing a non-linear extension of the algorithm by Barbosa and Harrison (1992) for multivariate dynamic linear models. Details of the proposed procedure and of the implementation are shown, as well examples of the application of the method, with simulated and real data. For real data, the brazilian electricity demand values were chose. The forecasting methodology adopted by the energy companies is also present in this work.

[pt] Assim como diversos setores industriais, a indústria do alumínio primário está sujeita a incertezas não somente de flutuações de preços, por se tratar de uma commodity, mas de garantias de suprimentos estratégicos, as quais podem se tornar críticas em momentos de crise de falta de abastecimento ou de forte elevação de custo. No caso da indústria do alumínio primário brasileira cujas plantas, conhecidas como smelters, são altamente dependentes do suprimento de energia elétrica, o investimento em co-geração pode se tornar não somente uma proteção, ou hedge contra falta de energia, mas também uma nova fonte de valor, o que é um importante fator de tomada de decisão no momento de investir nessa alternativa. Esta dissertação avalia por metodologia de Opções Reais o valor agregado obtido pela capacidade de auto-suficiência de um smelter hipotético. Os resultados obtidos sugerem que esse valor é significativo. / [en] As occurs with many industrial sectors, the aluminum industry is subject to several uncertain variables, not only regarding prices fluctuations, but mostly with respect to strategic supplies, which can become critical in moments of crisis or cost increases. In the specific case of the Brazilian primary aluminum industry, whose smelters are highly dependent on electricity supply, investment in cogeneration may be viewed not only as a hedge against energy shortages but also as a source of value, which can be an important factor in the decision making process for capital investment in this area. In this dissertation we use the Real Options approach to model the value obtained by self-sufficiency in electricity for a hypothetical smelter. The results suggest this value may be significant.

[pt] Esta dissertação apresenta, via um estudo de caso, o desenvolvimento de um modelo de decisão multicritério para a definição do Índice de Qualidade de Fornecimento de Energia Elétrica por uma distribuidora. O estudo desenvolveu um processo interativo, apoiado pela abordagem multicritério e software MACBETH. Este trabalho apresenta as diferentes componentes deste processo interativo sociotécnico. MACBETH requer apenas julgamentos qualitativos sobre as diferenças de atratividade entre elementos para gerar pontuações e pesos em cada critério. Esse tipo de procedimento de julgamento motivou discussão e aprendizagem no âmbito do grupo de trabalho, contribuindo para o desenvolvimento de um sistema de valores em grupo. O modelo multicritério desenvolvido é suficientemente genérico para ser facilmente aplicável a outras distribuidoras de energia elétrica. O índice proposto pode ser adaptado e servir como medida de comparação da qualidade dos serviços prestados entre as diversas distribuidoras. Desta forma, o presente trabalho também se apresenta como uma contribuição ao órgão regulador, que vem estudando a possibilidade de se definir um indicador de qualidade que seja mais robusto e que leve em consideração outros aspectos dos serviços de fornecimento de energia. / [en] This dissertation presents, through a case study, the development of a multicriterion decision model to create a Quality Index to evaluate the service provided by a distribution electricity utility. The study used an iterative process following the approach proposed by MACBETH software. The thesis shows the different components of this social-technical process adopted. MACBETH requires solely qualitative judgments about the attractiveness differences among the elements in order to generate the weights and the marks for each criterion. This type of judgment procedure motivates the discussion and the learning process among the members of the working group, which results in a real contribution to development of a group value system. The multicriterion model developed is general enough to allow its implementation to others distribution electricity utilities. This proposed index can be easily adapted and acts as a comparison measure of the quality of the services provided by utilities. Therefore, the present thesis also brings about a contribution to the regulator agent which is searching for quality index that is robust enough to be implemented in any distributing utility.

[pt] Após a privatização do setor elétrico brasileiro, o Estado passou a responsabilidade de prestar o serviço básico de infra- estrutura, onde teria que investir em expansão e manutenção, para regular e fiscalizar o setor. Passado o longo e turbulento período da estabilização dentro de cada área de concessão, as empresas distribuidoras buscam novas alternativas de negócios, além do serviço principal. Dessa forma, a Ampla Energia e Serviços, empresa distribuidora do interior do estado do Rio de Janeiro, iniciou a comercialização de outros serviços junto à fatura de energia. Como por exemplo, venda de seguro em conta de energia. Entretanto, pouco se sabe sobre este novo mercado. A proposta do estudo é identificar, através de teorias de estratégias de marketing, marketing de relacionamento e estatística descritiva, se a comercialização do serviço de venda de seguro de vida vinculado à fatura de energia elétrica está atendendo às expectativas da Ampla S.A. / [en] After privatizing the electric power sector in Brazil, the state government had stopped investing in basic infrastructure services, as otherwise it would have to invest in expansion and maintenance, in order to regulate and inspect the sector. After a long period of turmoil until the stabilization of each concession area, power distribution companies searched for new business ventures, other than their core businesses. Thus, Ampla Energia e Serviços S.A, power Distribution Company that operates in Rio de Janeiro state, started adding more services to its portfolio, such as the insurance in energy bills. However, few information is available about this new market. This study aims to identify, through market strategy theories, relationship marketing and descriptive statistics, whether the sale of life insurance products included in the power distribution bill is fulfilling Ampla s expectations.

[pt] O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um gerador termoelétrico cujos termoelementos são obtidos a partir de um composto de dissiliceto de ferro (FeSi2). A originalidade do trabalho reside na simplificação do processo de obtenção do termoelemento e na utilização de matérias-primas com grau de pureza industrial, em contraposição aos processos usuais que utilizam materiais de custo elevado, com alto grau da pureza e sofisticados processos de fabricação. O composto é obtido pelo processo de fusão num forno de indução à vácuo. A forma geométrica do termoelemento é assegurada pelo processo de sinterização. Um processo de recozimento garante a formação da fase Beta, assegurando a existência das propriedades termoelétricas. O coeficiente de Seebeck mostrou-se dependente do tempo de recozimento. Para os materiais desenvolvidos, o termoelemento tipo P apresentou um coeficiente de Seebeck de 250 MV/K e o material tipo N, um coeficiente de 75 MV/K, valores estes que qualificam o material para construção de geradores termoelétricos. Estima-se que o custo de fabricação do material desenvolvido reduziu de oito para dois dólares o custo de fabricação de materiais termoelétricos por watt de eletricidade gerado. Experiências preliminares utilizando a técnica de serigrafia para fabricação de termoelementos parecem confirmar a possibilidade de uma redução ainda maior do custo de fabricação. / [en] This work describes the development of a thermoelectric generator whose thermoelements are made of a new thermoelectric material, FeSi2, an iron disilicide alloy. The originality of this work relies on the simplicity of the process by which the termoelements are obtained and also on the possibility to use a raw material with industrial purity grade, as opposed to conventional techniques which use costly materials, with a high degree of purity, and sofisticated process of fabrication. The alloy is obtained by a process of fusion in a vacuum induction type furnace. The geometric shape of the thermoelement is obtained by a process of sinterization. An annealing process garantees the formation of the Beta phase, thus assuring the existence of thermoelectric propertyes. The Seebeck coefficient proved to be dependent on the time duration of the annealing. As for the material developed, the P Type material presented an average Seebeck coefficient of 250 MV/K and the N type material, a coefficient of 75 MV/K, these figures qualify the materials for construction of thermoelectric generators. It is estimated that the manufacturing cost of the material developed reduced the cost of thermoelectric materials per watt of electricity generated from eight to two dollars. Preliminary experiments using the silk-scream technique in manufacturing of thermoelements seems to promise an even greater reducting in the manufacturing costs.

[pt] Qualquer atividade em uma sociedade moderna só é possível com o uso intensivo e eficiente de uma ou mais formas de energia. Das diversas formas de energia interessam, em particular, aquelas que são processadas e colocadas à disposição dos consumidores, tais como a energia elétrica. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de duas metodologias que permitem gerar curvas de Capacidade de Carga a partir de (i) dados aleatórios de perfil de consumo de energia elétrica da PUC – Rio (ii) as contas (Faturas) da concessionária local. A seguir, faz-se uma analise econômica de investimentos que possa dimensionar o número ótimo de geradores de energia elétrica necessários para diminuir o custo deste investimento, tudo isto no setor comercial e no horário de ponta. As duas metodologias se ajustam a perfis reais de consumo, nos quais não se têm acesso a todos os dados desejados. Para validar as duas metodologias, utilizaram-se dados reais de consumo de energia elétrica cada 15 minutos e durante quatro anos da PUC - Rio. A primeira metodologia mostra a geração das curvas de Capacidade de Carga fazendo uso da Função Densidade de Probabilidade, com dados de um mês qualquer. A segunda metodologia mostra como gerar a curva de Capacidade de Carga somente com as faturas fornecidas pela concessionária. Utilizou-se um programa computacional para a solução de sistemas de equações polinomiais de terceiro grau. / [en] Any activity in modern society is only possible with intensive and efficient use of energy. Among the various forms of energy the most important are those that are processed by companies and distributed to consumers, such as electricity. This work presents the development of two methodologies that will allow us to generate load capacity curves from (i) Random data obtained from power consumption of the PUC - Rio (ii) Bills (invoices) from the local utility company. With this data we will do an economic analysis of investment performed. This analysis can help us choose the optimum number of generators of electrical energy required to reduce the cost of the electricity supplied, all within the framework of the commercial sector and at peak hours. Both methods will be validated with the real power consumption, every fifteen minutes during four years from the energy profile of the PUC - Rio. The first method shows how we can generate load capacity curves making use of a statistic function called Probability Density, using data of any month. The second method shows how one can create the load capacity curves with only the invoices obtained from the local utility company. For this second methodology the program EES (Engineering Equation Solver) was used to solve systems of polynomial equations of the third degree.

[pt] Apesar de a infraestrutura ser considerada um fator fundamental do crescimento econômico, pouco se conhece a respeito dos impactos de deficiências de infraestrutura sobre o comportamento das firmas. Usando dados da Pesquisa Industrial Anual, investigamos como as indústrias reagiram às restrições impostas pelo racionamento de energia elétrica brasileiro de 2001/2. A estratégia de identificação explora a imprevisibilidade da ocorrência e localização geográfica do racionamento como experimento natural que permite comparações entre firmas em regiões racionadas e não racionadas. Os resultados mostram que o racionamento acarretou uma diminuição anual média de 6,8% no valor da transformação industrial e substituição de energia elétrica por outras fontes. Os impactos do racionamento apresentaram maior magnitude entre as firmas exportadoras e com alta intensidade elétrica. / [en] Despite being considered an important component of economic growth, little is known about the impacts of infrastructure on the behaviour of industrial firms. In this article we investigate how firms reacted to the restrictions imposed by the Brazilian energy rationing of 2001/2. We exploit the unpredictability of the occurrence and geographical location of the rationing as a natural experiment that allows comparing firms in rationed and non-rationed regions. The results show that the rationing resulted in an average annual variation of -6,8% in value added and a substitution of electrical energy by other sources. Results were of greater magnitude for energy intensive and exporting firms.