The new regulations in the electric sector utilities have have requested greater efficiency and quality both in terms of continuity and in conformity of the energy supplied. Electrical equipments quality, efficiency and useful life depend directly of the power quality supplied. In addition to operation of equipments, supply of energy within the limits must be appropriate for the economic development of regions attended. Considering these factors, to improve quality and ensure conformity of the voltage levels over the distribution networks, the companies are investing in improvements in the system, equipment, voltage regulators and exchange of the conductors and building of new feeders and / or substations. Nowadays due to availability of computational tools and algorithms that allow the estimation of state variables at each point of distribution feeders it is possible to evaluate and plan actions for improvement in the system with more correct. But the improvements planned for the primary network, aiming to reduce the voltage drop and make the system more robust, reflecting the voltage levels in the secondary network and therefore require simultaneous actions to enable the benefits of the study are obtained . In this context, this work objective is to develop a methodology that allows the definition of TAP's appropriate for each distribution transformer, grouping them in TAP zones, together with an algorithm that defines the settings of voltage regulators, taking into consideration not only the primary desired voltage, but also its impact on distribution transformers. This methodology can be used on power utilities for power assisting in the planning and operation of the system. The work is divided into 7 chapters dealing respectively: review, steady state voltage levels and means of control applied in distribution networks, defining the TAP zones of processors, defining the parameters of adjustment of voltage regulators, integrated assessment of the voltage regulators and TAP zones, the author's contributions and considerations on the methodology presented. / As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias uma maior eficiência e qualidade tanto em termos de continuidade como na conformidade da energia fornecida. A qualidade, eficiência e vida útil dos aparelhos elétricos dependem diretamente da qualidade da energia fornecida. Além do funcionamento dos equipamentos, o fornecimento da energia dentro dos limites adequados é necessário para o desenvolvimento econômico das regiões atendidas. Diante desses fatores, a fim de melhorar a qualidade e garantir a conformidade dos níveis de tensão ao longo das redes de distribuição, as empresas distribuidoras investem em melhorias no sistema, equipamentos reguladores de tensão, recondutoramento, construção de novos alimentadores e/ou subestações. Atualmente graças a disponibilidade de ferramentas computacionais e algoritmos que permitem estimar as variáveis de estado em cada ponto dos alimentadores de distribuição torna-se possível avaliar e planejar ações de melhorias no sistema com maior assertividade. Porém as melhorias planejadas para a rede primária, com o objetivo de reduzir a queda de tensão e tornar o sistema mais robusto, refletem nos níveis de tensão da rede secundária e por isso necessitam de ações simultâneas para possibilitar que os benefícios do estudo realizado sejam obtidos. Nesse contexto, o presente trabalho tem a proposta de desenvolver uma metodologia que permita a definição dos TAP s adequados para cada transformador de distribuição, agrupando-os em zonas de TAP, juntamente com um algoritmo que defina os ajustes dos reguladores de tensão levando em consideração não somente a tensão primária desejada, mas também seu impacto nos transformadores de distribuição. Esta metodologia poderá ser aplicada nas empresas distribuidoras de energia elétrica auxiliando nas áreas de planejamento e operação do sistema. O trabalho está divido em 7 capítulos tratando respectivamente de: revisão bibliográfica; níveis de tensão e meios de controle aplicados nas redes de distribuição; definição das zonas de TAP dos transformadores; definição dos parâmetros de ajuste dos reguladores de tensão; avaliação integrada dos reguladores de tensão e zonas de TAP; contribuições e considerações do autor a respeito da metodologia apresentada.

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A Dissertação apresenta as principais mudanças verificadas no Setor Elétrico Brasileiro e os seus reflexos nas atividades de planejamento e estudos de mercado. Examina os desafios do mercado de energia para as distribuidoras de energia elétrica, advindos com o dinamismo comercial e as obrigações institucionais provenientes do novo contexto setorial. Evidencia que os estudos de mercado podem apoiar significativamente as distribuidoras, necessitando para tanto, efetuar mudanças estruturais e metodológicas. A utilização de modelos baseados em usos finais de energia e técnicas de cenários é a mais adequada. / After the restructuring of the Brazilian power sector during the 1990’s, a new set of rules and players (regulators, traders, etc.) was introduced. This situation resulted in significantly impacting the distribution companies in terms of market risks and commercial opportunities. Electric power market assessments that provide fundamental information to the system and tariff planning groups can also be used to support the distribution companies in analyzing various questions within the new rules that have been created. These questions include such items as: How much energy should be contracted in the future in the wholesale market? How much opportunity is available in offering commercial services to the customer? This work describes the main changes that have occurred due to the restructuring, such as: the privatization process, a wholesale market implementation, rules for energy trading, and planning and regulatory process. The main challenges for distribution companies as a result of these changes are identified, especially focusing on energy trading in retail and wholesale markets. The process of electric power market assessments is presented and describing the accepted methodology used for demand forecasting for distribution companies. Information required by distribution companies in order to deal with the market challenges are specified – e.g. energy trading, market risks and customer relationship. It is concluded there is a need to obtain detailed information about consumers and to develop market forecast for specific time frame. It must take into consideration all the issues around the retail market – the study needs to analyze the basic factors that impact customer consumption. In order to improve the electric market assessment, it has been useful to apply specific models. After reviewing the existing tools for electric power market assessments (analysis and forecast), it has been found that the models that combined methods of end use analysis with scenario analysis are most effective. In this way, the distribution companies needs are met and the process also results in better market data for planning and regulatory agencies.

O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para a priorização de obras do sistema de distribuição de média tensão - até 36 kV - voltada ao cumprimento do índice de continuidade DEC e FEC imposto pela ANEEL, visando reduzir a quantidade de conjuntos que estão fora dos limites e que geram multas para a empresa frente ao órgão regulador e aos consumidores. Inicialmente, os diversos tipos de obras têm seu benefício calculado com o uso do Método do Payoff Simplificado, baseado no Método do Payoff COPEL, que consiste na extração somente da parcela relativa a interrupção, no DEC ou FEC, que determinada obra trará ao sistema. De posse deste benefício estimado, as obras foram analisadas de duas maneiras: geral e por conjunto. A análise Geral consiste em observar as obras propostas de maneira independente, preocupando-se com o benefício que elas trarão para a empresa como um todo. Na análise por conjunto, as obras são agrupadas por conjunto ANEEL, e o objetivo é a colocação da maior quantidade de conjuntos dentro dos limites de continuidade impostos pelo órgão regulador. A definição do objetivo apropriado é que irá orientar todo o processo de seleção das obras. Para isso são propostos modelos matemáticos, e para trabalhar com eles, foi utilizada como ferramenta a programação matemática. Foram realizadas simulações divididas em dois grupos: no primeiro, análise geral, a otimização é executada diretamente. Já no segundo, na análise por conjunto, é aplicada a programação multi-nível, mais especificamente, a programação em dois níveis (\"Bilevel Programming Problem\"), utilizando a programação inteira ou por metas (\"goal programming\"). Os resultados das simulações mostraram que o objetivo principal, que é tirar a maior quantidade de conjuntos da transgressão, foi atingido com menor orçamento com o uso da metodologia e dos modelos matemáticos empregados neste trabalho. A metodologia proposta pretende ser uma ferramenta adicional para as concessionárias de distribuição de energia elétrica que normalmente elaboram programas de obras específicos para redução de índices de continuidade ou quando pressionados pelo órgão regulador elaboram programas alternativos que competem pelo mesmo orçamento frente aos programas de obras tradicionais. / The purpose of this paper is to propose a methodology to prioritize planned works in the medium-voltage distribution system - up to 36 kV - aiming to adequate the DEC and FEC continuity index to the limits defined by the Brazilian regulatory agency (ANEEL) through the reduction of the number of sets out of target and consequently the reduction of monetary penalties to the utility imposed by the regulatory agency and consumers. At first every planned work has its benefit calculated by the Simplified Payoff Method which is based on COPEL Payoff Method and which consists in extracting just the interruption event from the DEC or FEC which a given work will bring to the system. Once you have got the estimated benefit, the planned works are analyzed in two different ways - general analysis and set analysis. General analysis consists in checking up proposed works independently, focusing on the benefit they will bring to the company as a whole. In the set analysis, works are grouped by \"ANEEL sets\" and the main aim is to gather the greatest number of sets into the continuity limits defined by the regulatory agency. The aims definition will lead the whole work selection process. To achieve that mathematical models are proposed and mathematical programming tools are used. Two groups of simulations were done - in the first one which is also called general analysis, optimization is executed directly. The second one called set analysis, is applied the bilevel programming using the integer programming or goal programming. The simulation results showed that the main aim which was to eliminate the greatest number of sets from the transgression was reached with a lower budget using the methodology and mathematical models. The proposed methodology intends to be an additional tool to the electricity distribution companies (utilities). These companies usually plan specific works to reduce the continuity index or when they are pressed by regulatory agencies, they plan alternative programs which compete by the same budget facing traditional work programs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The distribution system is an extremely important part of the energy supply. At the same time, distribution networks, most of them with radial configuration, are much more vulnerable elements compared with transmission and sub transmission systems. The world experience shows that up to 80% of all interruptions in the energy supply are caused by failure in elements of the distribution systems. Naturally, a significant increase in reliability can be obtained through re-structuring of the distribution networks. This involves transformation of the traditional overhead networks into protected compact networks, duplication of energy supply alternatives for the consumers, duplication of the distribution transformers and wide use of network automation. All these alternatives demand massive investments. Another way of reliability improvement is related with the installation of commutation equipments. However, this solution should foresee a composition choice of types of equipment, the necessary amount and strategic location that all together can guarantee better results under the costbenefit point of view. The importance and efficiency of these solutions are confirmed through a large number of related researches accomplished in several countries. However, optimal installation of commutation equipments is an extremely complex problem. In the first place, it is necessary to define what means optimal degree of reliability, which is linked with the analysis of several possible formulations for the reliability optimization problem. In the second place, it is necessary to find out which characteristics can be used for reliability estimation and in what ways they should be implemented in the objective functions and restrictions along the process of reliability optimization. In the third place, through analysis of the available data existing in the electricity company, it is necessary to define if this information is sufficient for solution of the network optimal sectioning problem and what is the uncertainty level of this information. Finally, it should be chosen appropriate optimization methods, considering that researches show the impossibility of an efficient use of the linear and non linear programming methods taking into account characteristics of objective functions and restrictions. Furthermore, it is necessary not to forget that, most of the time, this problem should be solved in networks that already have commutation equipment installed. Therefore, usually, the optimization problem is addressed to redistribution of equipments already installed or the installation of additional equipments. This work is an attempt to find answers with respect to all these previously mentioned items, taking into account the operational conditions of the Brazilian electricity companies. / O sistema de distribuição é parte extremamente importante do fornecimento de energia. Ao mesmo tempo, as redes de distribuição, na maioria das vezes com configuração radial, são os elementos mais vulneráveis comparado com o sistema de transmissão e sub transmissão. A experiência mundial mostra que até 80% de todas as interrupções no fornecimento de energia são provocados por falhas nos elementos dos sistemas de distribuição. Naturalmente, que um aumento significativo na confiabilidade pode ser atingido através da reestruturação das redes de distribuição. Isto envolve as transformações das redes aéreas tradicionais para redes compactas protegidas, ou a duplicação das alternativas de suprimento de energia para os consumidores, através da instalação de dois transformadores de distribuição ou automatização completa das redes. Todas estas alternativas exigem investimento muito elevado. Outro meio de aumento da confiabilidade está relacionado com a instalação de equipamentos de comutação. Entretanto, esta solução deve prever a escolha da composição ótima de vários tipos de equipamentos, quantidade necessária e localização estratégica, que em conjunto podem garantir maior efeito sob o ponto de vista do custo-benefício. A importância e eficiência destas soluções estão confirmadas através do grande número de pesquisas realizadas em vários países. Entretanto este problema é extremamente complexo. Em primeiro lugar, é necessário definir o que significa nível ótimo de confiabilidade, o que está ligado com a análise das várias formulações possíveis do problema de otimização da confiabilidade. Em segundo lugar, é necessário encontrar quais características podem servir para a estimação da confiabilidade e de que forma elas devem ser implementadas na função objetivo e restrição no processo de otimização da confiabilidade. Em terceiro lugar, através da análise dos dados disponíveis na concessionária é preciso definir se a informação é suficiente para a solução do chaveamento ótimo e qual o nível de incerteza desta informação. E, por último, devem ser escolhidos os métodos adequados de otimização, considerando que as pesquisas mostram a impossibilidade do uso eficiente de métodos de programação linear e não linear, levando em conta as características da função objetivo e restrições do problema em análise. Além disso, é necessário não esquecer que na maioria das vezes este problema deve ser resolvido em redes que já possuem equipamentos de comutação instalados. Por isso, geralmente, o problema de otimização está direcionado para a redistribuição dos equipamentos já instalados ou a instalação de equipamentos adicionais. Neste trabalho é realizada a tentativa de encontrar as respostas em relação a todos os itens mencionados anteriormente, com base nas condições de operação das concessionárias brasileiras.

Neste trabalho, apresenta-se um método para o Planejamento de Redes de Distribuição Secundária. O modelo básico desenvolvido baseia-se em técnica de programação dinâmica a fim de selecionar a política de evolução de trocas de transformadores de distribuição e rede secundária, com mínimo custo operacional dentro de limites de qualidade de serviço, para o atendimento de carga crescente no tempo em uma área de estudo restrita. Inicialmente, apresenta-se a filosofia básica do método, incluindo-se os dados necessários, critérios de planejamento e metodologia para o cálculo elétrico de redes secundárias. Em sequência, são apresentados três modelos para a solução do problema; tais modelos são diferenciados pela eliminação progressiva de hipóteses simplificativas. Nos dois primeiros modelos, a carga e seu crescimento são supostos uniformemente distribuídos ao longo dos trechos da rede secundária. No terceiro modelo, a distribuição da carga dos pontos presentes na rede secundária, durante o período de estudo, é estabelecida por procedimento randômico, com o único vínculo de serem mantidos os mercados globais de demanda e número de consumidores na área em estudo. Posteriormente, estabelece-se um exemplo de aplicação que permite proceder à comparação entre os três modelos desenvolvidos. Finalizando o trabalho, são estabelecidas as conclusões, possibilidades de aplicação do método em diversos estudos do sistema de Distribuição Secundária e são tecidos comentários sobre tópicos para ulterior desenvolvimento. / This work focuses on a method for the Planning of Secondary Distribution Systems. The basic model deals with dynamic programming in order to get an optimized design - Distribution Transformer and Secondaries - which presents the lowest operation cost within service quality limits in order to supply growing load on a restricted area. Initially the basic concepts of the method are presented, including the establishment of the data base, planning criteria and methodology in order to get operating conditions at secondary networks. Concerning this method, three computational models were established. These models differ form each other as far as some of the simplified hypothesis are eliminated. The first two models consider a uniform distribution of loads along the secondary system. The third model establishes a randomic distribution of loads on the restricted studying area. Following an application example, comparison is proceeded among the developed models. Eventually the conclusions, some possible applications of the method on Distribution system studies and research topics for further developments are settled.

O presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de diferentes metaheurísticas bio-inspiradas aplicadas à resolução de problemas de otimização multiobjetivo do controle de tensão e reativos, ou controle Volt/VAr, em redes elétricas inteligentes. Entre os algoritmos implementados estão o algoritmo genético, o algoritmo memético, a otimização por colônia de formigas, a otimização por enxame de partículas e o strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Aplicações dos algoritmos à resolução de problemas de otimização do controle Volt/VAr, em redes de distribuição de energia elétrica com dimensões reais, são utilizadas para comparação de seus indicadores de desempenho. A avaliação é feita tanto em relação à velocidade de busca quanto em relação à qualidade da solução encontrada. Os algoritmos mostraram resultados promissores para aplicação a redes de distribuição com dimensões reais, encontrando soluções de qualidade em tempos de busca aceitáveis. Parte deste desempenho se dá pelos métodos meta-heurísticos, parte por conta da modelagem adotada no processo de otimização. / The present work aims at comparing the performance of different bio-inspired metaheuristics applied to the Volt/VAr control multiobjective optimization problem in smart grids. Among the algorithms implemented are the genetic algorithm, the memetic algorithm, ant colony optimization, particle swarm optimization and the strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Applications of the algorithms to solve Volt/VAr control optimization problems in distribution networks with real dimensions are used to compare their performance indicators. The evaluation is done both in relation to the search speed and in relation to the quality of the solution found. The promising results show that the algorithms are applicable to distribution networks with real dimensions, finding quality solutions in acceptable search times. This performance is obtained due to both the metaheuristic methods, and the modeling adopted in the optimization process.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de monitoramento a partir da alocação de medidores voltada para a estimação de estado harmônico trifásica em sistemas de distribuição de energia elétrica desequilibrados. O algoritmo de estimação de estado harmônico desenvolvido tem como entrada os fasores de tensão e de corrente em pontos pré-definidos de medição sobre os alimentadores em análise. Para a alocação dos medidores, verificou-se a necessidade de a mesma ser realizada e direcionada para este problema, e um algoritmo de otimização em específico foi desenvolvido utilizando algoritmos genéticos. Para a estimação de estado harmônico, a técnica de Decomposição em Valores Singulares foi utilizada, por ser adequada a sistemas não completamente observáveis. Em relação às simulações, cargas não lineares (ou perturbadoras) foram conectadas ao longo dos alimentadores testes do IEEE de 13, 34 e 37 barras, considerando configuração trifásica assimétrica para as linhas e cargas desbalanceadas. Todas as simulações computacionais foram realizadas dispondo do programa DIgSILENT PowerFactory. Os resultados satisfatórios encontrados denotam que o desempenho do estimador desenvolvido é dependente dos pontos de medição pré-definidos a partir da alocação dos medidores realizada. Pela metodologia implementada e aplicada, o algoritmo de estimação de estado harmônico veio a corretamente calcular todas as variáveis de estado e, consequentemente, os sistemas testes em análise tornaram-se completamente observáveis para todas as fases e ordens harmônicas caracterizadas. / This research aims for the development of a monitoring methodology through the allo-cation of meters in order to perform a three-phase harmonic state estimation in unbalanced distribution systems. The harmonic state estimation algorithm developed has voltage and current phasors as inputs at predefined measurement points on the feeders about analysis. For an allocation of the meters, there was a need for it to be performed and directed to this problem, and a specific optimization algorithm was developed using Genetic Algorithms. For a harmonic state estimation, the Singular Value Decomposition technique was made, because it is suitable for systems that are not completely observable. Regarding the simulations, the non-linear (or disturbing) loads were connected along the test feeders of the IEEE of 13, 34 and 37 bus, considering the three-phase asymmetric configuration for lines and loads. All computational simulations were performed in the DIgSILENT PowerFactory software. The satisfactory results found note that the performance of the developed estimator depends on the pre-defined measurement points from the allocation of the realized meters. By the applied methodology, the harmonic state estimation algorithm came to correctly calculate all the state variables and, consequently, the test systems about analysis became fully observable for all phases and harmonic orders characterized.

As conseqüências e repercussões do recente blecaute de grande escala ocorrido no Brasil em 2009, que afetou as regiões Sudeste, Sul, Centro-Oeste e Nordeste além do Paraguai todo; assim como aqueles que afetaram a região do Norte e Nordeste dos Estados Unidos (2003) e toda Itália, também em 2003, mostraram mais uma vez que na atualidade a sociedade tem uma dependência quase total da energia elétrica. Em todos os casos, a falta de energia elétrica atingiu de forma significativa vários setores da economia, ao passo que sistemas de transporte elétrico, indústrias e hospitais sem sistemas de geração emergencial, instituições acadêmicas, iluminação pública e residencial e, inclusive, sistemas de comunicação, ficaram praticamente inoperantes. Após esses eventos, houve uma busca por algumas alternativas que ofereçam maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica ou, pelo menos, alternativas que ajudem a minimizar o seu impacto. O estabelecimento de sistemas baseados em micro-redes elétricas mostrou-se como uma alternativa que poderia ser utilizada para tal finalidade, de tal forma que não apenas cargas críticas, mas também boa parte das atividades mencionadas poderia continuar operando durante períodos de contingência. Por outro lado, o conceito das micro-redes elétricas tem ganho recentemente maior atenção em virtude da crescente penetração de fontes de geração distribuída e dos incentivos providos pelos governos para promover a geração de energia através de fontes renováveis como por exemplo a energia eólica, solar, biomassa, hidrelétrica, e outras. Nos mais diversos países do mundo, atualmente, populações assentadas em regiões remotas utilizam esquemas baseados em micro-redes elétricas para o suprimento de energia elétrica. Assim, neste trabalho serão apresentados os resultados referentes ao estudo da tecnologia das micro-redes elétricas, especificamente o seu desempenho diante de condições operativas como o modo de operação ilhado e o modo conectado com a rede elétrica. Particularmente, a transição para o modo de operação ilhado demandou um estudo, através das simulações, mais dedicado. No que se refere à negociação da energia entre a micro-rede e a rede principal, quando da disponibilidade de energia excedente nos períodos de carga reduzida na micro-rede, será apresentada uma análise crítica dos possíveis métodos de tarifação, os quais até agora são apenas utilizados na forma de incentivos governamentais. Será também apresentada uma análise referente à viabilidade econômica de micro-redes, já que para que estas tenham atratividade econômica, os custos de aquisição de equipamentos e operação devem também ser competitivos. / After the occurrence of some major blackouts like the one that affected the Northern and Northeastern part of the United States in 2003, the one that affected the Southeast, Midwest and Northeastern part of Brazil including Paraguay, in 2009; and the blackout that affected the whole Italy in 2003, to mention a few a few of them, there was a rush for seeking some alternatives to deal with such events or at least find out feasible solutions that can contribute to diminish their impact. The lack of electric power, for whatever reason it was, unveiled one common fact, our modern society is so dependent on electricity that during the blackouts areas like the electrical transport system, financing activity, academic institutions, industries, health centers with no emergency or standby generation, public and residential lighting and even some communication systems failed to operate. The establishment of microgrid systems proved to be an alternative that could be used for this purpose; thus, not only critical loads, but also some of the activities mentioned earlier on could continue their operation during such emergency periods. In addition, the concept of micro-grid systems has recently gained particular attention due to the increasing penetration of distributed generation and also due to the incentives provided by the governments to promote the generation of electricity from renewable sources such as wind power, solar, biomass, small hydroelectric schemes, etc. At present, countless settlements located in remote areas worldwide use microgrid systems to generate and distribute electricity. In this work, the results related to the microgrid technology, specifically its performance towards system conditions such as the islanding mode and grid connected mode of operation will be presented. Particularly, the transition to the islanded mode of operation demanded a more dedicated study during the simulations performed. As for the energy trading between the microgrid and the utility, which can occur when the microgrid generators are lightly loaded, it will be presented a critical analysis about the possible tariff methods to be applied. Such tariffs are so far only applied in the form of government subsidies to promote the use of renewable energy sources. Additionally, an analysis of a microgrid economic feasibility to show how competitive or complimentary this technology is with the utility will be presented herein.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para obtenção de configurações para sistemas de distribuição de energia elétrica com o intuito de minimizar o valor de perdas ativas sem violar as restrições operacionais. Para isso, considera-se que os sistemas de distribuição estão operando em regime permanente e que suas fases estão equilibradas e simétricas, podendo o sistema ser representado por um diagrama unifilar. A reconfiguração é feita de forma a redistribuir os fluxos de corrente nas linhas, transferindo cargas entre os alimentadores e melhorando o perfil de tensão ao longo do sistema. O problema de reconfiguração do sistema pode ser formulado como um problema de programação não-linear inteiro misto. Devido à explosão combinatorial inerente a este tipo de problema, a resolução do mesmo por técnicas de otimização clássicas torna-se pouco atraente, dando espaço para técnicas heurísticas e metaheurísticas. Essas outras, mesmo não garantindo o ótimo global, são capazes de encontrar boas soluções em um espaço de tempo relativamente curto. Para a resolução do problema de reconfiguração, utilizou-se uma nova metodologia baseada no comportamento de colônias de formigas em busca de alimento na natureza. Nesta, formigas artificiais (agentes) exploram o meio ambiente (sistema de distribuição) e trocam informações para tentar encontrar a topologia que apresente os menores valores de perdas ativas. Para o cálculo das perdas, este trabalho também apresenta uma nova abordagem para resolução do problema de fluxo de potência (FP) em sistemas de distribuição radial. O fluxo de potência é uma ferramenta básica utilizada pelos centros de controle para determinar os estados e condições operacionais desses sistemas de potência. Basicamente, as metodologias empregadas para o cálculo do fluxo de potência são baseadas nos métodos clássicos de Newton ou Gauss. Mas em sistemas de distribuição de energia, devido a particularidades inerentes a estes, como a alta relação entre resistência e reatância das linhas (r/x) e a operação radial, estes métodos apresentam problemas de convergência e se tornam ineficientes na maioria das vezes. A abordagem consiste na associação dos métodos da função penalidade e de Newton. O mal-condicionamento da matriz Jacobiana de Newton é resolvido pela associação com o método da função penalidade. São apresentados testes realizados em sistemas de 5 barras, 16 barras, 33 barras, 69 barras e 136 barras para avaliar a potencialidade das técnicas propostas. Os resultados são considerados bons ou muito bons quando comparado com as técnicas existentes atualmente. / The objective of this work is to present a novel methodology for obtaining new configurations of the distribution system in order to minimize the active power losses without violating operational constraints. For this, it is considered that any distribution system is operating in a steady state and that it is balanced, therefore it can be represented by a one-line diagram. The reconfiguration is done in order to redistribute de current flows on the distribution power lines, transferring loads among the feeders and improving the voltage profile along the system. Such problem can be formulated as a mixed integer nonlinear programming problem. Due to its inherent combinatorial characteristic and since its solution by classic optimization techniques is not appealing, heuristic and metaheuristic techniques are thus better suited for its solution. Although these latter do not guarantee a global optimum, they are able to find good solutions in a relatively short time. The solution of the reconfiguration problem in this approach makes use of a novel methodology based on ant colony behavior, when these search for victuals in nature. In this technique, the artificial ants (agents) explore the environment (distribution system) and exchange information among them in order to find the topology that provides the smallest active losses. For the active losses calculation, this work also presents a novel approach for the solution of the power flow problem for radial distribution systems. The solution of the power flow problem is used by system operators in order to determine the state and operational conditions of power systems. Basically, the most common techniques used in the power flow solution are based on either Newton\'s or Gauss\' approaches. However, due to particular characteristics of distribution systems such as the high ratio of r/x and the radial topology, these methods present convergence problems and are not efficient in most of the cases. Thus, this novel technique consists in associating Newton\'s and the penalty function approaches. The matter of the ill-conditioned Jacobian matrix in Newton\'s method is overcome with the penalty function method. Some tests performed in different systems are then presented in order to assess the effectiveness of both proposed techniques.