Nos atuais sistemas de distribuição de energia elétrica, podem ser aplicadas novas metodologias que consideram o comportamento em tempo real dos equipamentos, abrangendo cargas especiais como os veículos elétricos (VE) e sistemas de recursos energéticos distribuídos (RD). Neste trabalho se apresenta a revisão bibliográfica, que mostra a análise do desenvolvimento do planejamento dos sistemas de distribuição, seja da expansão e da operação, considerando as metodologias convencionais até as que abordam os RD\'s, concluindo que na atualidade não é possível analisar um sistema sem RD\'s e VE\'s e finalmente ter que operar um sistema com este tipo de geração e cargas na rede. O estudo das ferramentas de otimização permite determinar as técnicas a serem utilizadas. Este trabalho abrange duas, quais sejam, Busca em profundidade (depth-first search) e Algoritmos Genéticos, com objetivo de obter a alocação ótima dos reguladores de tensão, bancos de capacitores, conjuntamente com os sistemas fotovoltaicos e de armazenamento, que permitam manter a tensão dentro da faixa adequada estabelecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A seguir, se apresenta a metodologia desenvolvida com os softwares utilizados, quais sejam, o OpenDSS para solução de fluxos de potência com recursos distribuídos e MATLAB para programar o algoritmo da metodologia desenvolvida. Os resultados nas redes teste IEEE de 13 barras e de porte real, denominada ckt5, mostram a importância de considerar a informação das curvas de carga e os perfis de geração dos recursos distribuídos dentro das metodologias, com objetivo de conseguir soluções de acordo com a realidade dos sistemas de distribuição. Logo após se apresentam as atividades futuras, que permitirão abranger aspectos dentro da função objetivo como os índices de tensão estabelecidos pela ANEEL, inserir outras fontes de geração como os sistemas eólicos e considerar os períodos dos estágios de planejamento dentro da metodologia desenvolvida, bem como as conclusões, referências bibliográficas e os anexos da dissertação. / In current electricity distribution systems, new methodologies that consider the real-time behavior of the equipment can be applied, involving special loads such as electric vehicles (EV) and distributed energy resources (RD) systems. In this work a literature review is presented, which shows the analysis of the development of the distribution systems planning, related to expansion and the operation, considering the conventional methodologies and those that consider the RD\'s, concluding that nowadays it is not possible to analyze a system without RD,s and EV\'s to operate a system with this type of generation and loads on the network. The study of the optimization tools allows to determine the techniques to be used. This work covers two, Depth-first search and Genetic Algorithms, in order to obtain an optimal location of voltage regulators, capacitor banks, photovoltaic and storage systems, that allow to maintain the voltage within the appropriate range established by the National Electric Energy Agency (ANEEL). Then, it the methodology developed is presented with the software used, namely, OpenDSS to solve power flows with distributed resources and MATLAB to program the optimization algorithms. The results in a real size network (ckt5) and in a 13-bus IEEE test network show the importance of considering information of the load curve and the generation profiles of distributed resources within the methodologies, aiming to achieve solutions according to the reality of the distribution systems. After that, future activities are presented, which will allow to cover aspects within the objective function, such as the voltage ratings established by the ANEEL, and insertion of other generation sources, such as wind systems as well as considering the periods of the planning stages within the methodology developed. Evertrally the conclusions, bibliographical references and the attachments of the dissertation are present.

Nesta tese são apresentadas metodologias alternativas ao enfoque determinístico de avaliação de desempenho elétrico de sistemas de distribuição, especificamente na análise dos riscos de violações de conformidade de tensão em sistemas de distribuição, utilizando para isto, métodos probabilísticos e teoria de conjuntos fuzzy. A Agência Nacional de Energia Elétrica estabeleceu a resolução nº 505/2001 que especifica indicadores de variação de tensão de longa duração, contendo os indicadores individuais e coletivos a serem mensurados, assim como, as penalidades pelo não cumprimento dos prazos limites estabelecidos para regularização. A ENERSUL, Empresa Distribuidora do Grupo ENBR Energias do Brasil e o ENERQ Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia Elétrica desenvolveram um projeto de P&D para a obtenção de metodologia e software de simulação dos indicadores de variação de tensão de longa duração. No projeto de P&D foi especificado e desenvolvido um módulo computacional para calcular o fluxo de carga com uma abordagem probabilística, partindo-se das curvas de carga típicas de consumidores, que representam a variação temporal da carga (demanda máxima e desvio padrão), obtendo-se as curvas de distribuição de probabilidades da tensão, que permitiram calcular, para cada ponto da rede, os riscos de transgressão dos indicadores de variação de tensão de longa duração. Após o projeto de P&D, uma nova abordagem que utiliza a teoria de conjuntos difusos (fuzzy) foi desenvolvida e foi possível a comparação com o método probabilístico. Baseado em números fuzzy que representam a estimativa de níveis tensão para cada ponto na rede, e com métodos específicos de classificação fuzzy, calculam-se os indicadores de DRP e DRC. / In this thesis are presented alternatives methodologies for deterministic approach for evaluation of performance of electrical distribution systems, specifically in the risk assessment of voltage levels violations in distribution systems, using for this, probabilistic methods and theory of fuzzy sets. ANEELs Resolution 505/2001 specifies long-term voltage variation indicators, with the following items to be measured: individual and collective indicators, and the penalties for not complying with the established limits. ENERSUL, the distribution company of the ENBR Group Energias do Brasil and ENERQ Center for Regulation and Power Quality Studies carryied out an R&D project for the development of a methodology and simulation software that will enable the company to evaluate long-term voltage variation indicators. A computational module was specified and developed to calculate the load flow with a probabilistic approach. Based on typical daily load curves, representing the time variation of the load (average and standard deviation curves), distribution curves are obtained for voltage probability, so that the risk of violating indicators can be calculated, for each point in the network. After the R&D project, a new approach based on fuzzy sets theory was developed and make possible the comparison with the probabilistic approach. Based on fuzzy numbers that represents an estimative for voltage levels for each point in the network, and with specific fuzzy classification methods, the RDI and RDC indicators can be calculated.

O gerenciamento dos custos com a compra de energia elétrica para atendimento do mercado consumidor é um assunto que assumiu, nos últimos anos, papel relevante nas distribuidoras. Este fenômeno pode ser explicado pela crescente participação dos custos de energia comprada, para suprimento do mercado cativo, no desempenho operacional dessas empresas, bem como pelas recentes alterações na regulamentação que agregaram ao processo da compra a necessidade de um altíssimo nível de assertividade. Considerando a existência de uma lacuna na literatura da área, a despeito de trabalhos que tratam do entendimento e gerenciamento do repasse dos custos com a compra de energia elétrica pelas distribuidoras e da análise de riscos associados às incertezas pertinentes ao processo, propõe-se, neste trabalho, uma metodologia para representar os custos com a compra de energia elétrica no fluxo de caixa da distribuidora, assim como modelo que auxilie no gerenciamento dos riscos associados aos desvios das variáveis que compõem o processo, em relação a um cenário de referência. Para tanto, são apresentadas, através de equações, as regras de repasse com a aquisição de energia elétrica para a tarifa de fornecimento do consumidor final e uma metodologia empírica para análise de risco baseada em modelagem estatística, com o suporte de modelos econométricos, permitindo uma varredura de cenários plausíveis via simulação Monte Carlo. Com isso, para uma compra energia que atenda às necessidades de consumo de uma distribuidora ao longo de um ano, tal modelo deve ser capaz de informar a disponibilidade de caixa da empresa para fazer frente às despesas com a compra de energia em determinada data futura ou, ainda, deve ser capaz de permitir a avaliação do valor presente resultante dos desembolsos versus recebimentos ao final do período de repasse, aferidos através de metodologia com enfoque probabilístico. / The management of the costs related to electric energy purchase to supply the market is an issue that assumed, in the last years, a relevant role in the distribution companies. This phenomenon may be explained by the increasing participation of the quoted costs in the operational performance of such companies and by the recent changes in the rules which brought to the energy acquisition process a need of very high assertiveness. Considering the existence of an important gap in the area literature, in despite of papers which approach the understanding and management of cost pass through with electric energy purchase by the distributors, and the risk analysis connected to the uncertainties relevant to the process, in this work it is developed a new methodology to represent the costs with electric energy purchase in the distributors cash flow, as well as a model that helps in the management of risks related to the variable changes in relation to a reference scenario for the whole process. In this way, the energy supply costs pass through rules are presented with the aid of mathematical equations, as well as an empirical methodology is proposed, taking advantage of statistical and econometric models, in order to making feasible a Monte Carlo simulation aiming at screening the universe of scenarios that could happen in real life. Furthermore, giving the energy supply costs throughout one year, the model should be capable to forecast the company cash available to face these costs in a certain future date and, besides that, the model should be capable to calculate the present value arising from the disbursement versus the receipts along the time, till the end of the pass through period, in a probabilistic focus.

É notório que a convivência entre redes de distribuição de energia elétrica e árvores de rua é, atualmente, um dos principais problemas da arborização viária, sendo a poda, o método mais utilizado para contorná-lo; embora livrando galhos da rede, em um primeiro instante, acaba por estimular novas brotações, as quais, em um curto espaço de tempo, atingirão novamente os fios. Com o intuito de estudar as podas feitas em árvores urbanas e analisar novas técnicas possíveis de serem utilizadas para reduzir o número de podas, melhorar a convivência das espécies com a fiação elétrica, além de permitir à árvore desempenhar plenamente a função ecológica que lhe é esperada, buscou-se levantar dados referentes aos três tipos principais de redes de distribuição de energia elétrica (aérea convencional, aérea compacta e subterrânea), em quatro concessionárias de energia elétrica, a fim de compilá-los em um só trabalho. Como parte teórica do trabalho, foram levantados custos de implantação das redes convencional, compacta e subterrânea, assim como custos de manutenção e de poda de árvores. Como parte prática, foram levantadas 100 árvores nas cidades de Piracicaba/SP, Maringá/PR e Belo Horizonte/MG, coletando-se dados em uma planilha, referentes a algumas condições fitotécnicas do exemplar e sua localização, para análise estatística, através do programa de “software” SAS. De acordo com as concessionárias, o custo de implantação de rede aérea convencional variou de R$54.188,39/km à R$67.571,43/km e de R$11.703,83/km à R$20.028,83/km só para rede primária. O custo de implantação de rede compacta variou de R$36.519,61/km à R$62.215,99/km. O custo de transformação de rede convencional para compacta variou de R$31.063,64/km à R$42.951,79/km. O custo de implantação de rede subterrânea foi de R$436.585,04/km, incluindo as obras civis. O custo de poda, em rede primária foi de R$20,00/árvore e em secundária de R$6,00/árvore. Considerando rede primária + secundária, o custo variou de R$32,02 à R$68,82/árvore. Na análise a campo, notou-se que apenas 1% da árvores em Piracicaba não estavam podadas, em contrapartida a 24% em Maringá. Devido à satisfatória classificação quanto ao aspecto geral das árvores, maior porcentagem de árvores sem presença de poda, a existência de 4,17% de indivíduos sem poda sob fiação, a menor área podada por árvore, praticamente o mesmo valor de custo de implantação e 79,5% de redução nos custos de manutenção, pode-se afirmar que é totalmente viável a utilização de redes compactas de distribuição de energia elétrica ao invés de rede convencional. Devido à satisfatória classificação quanto ao aspecto geral das árvores, razoável porcentagem de árvores sem presença de poda, a ausência de necessidade de podas drásticas, 1/3 de redução nos custos de manutenção e altíssima confiabilidade do sistema, pode-se afirmar que embora com alto investimento inicial, da ordem de 10 vezes maior em relação a rede convencional, o uso de redes subterrâneas é vantajoso. / It’s widely known that the relation between net distribution and trees in the street is, nowadays, one of the main problems of street arborization, being pruning, the best method used to solve it. Although at the first moment freeing the utility lines from the branches will stimulate new buds, in a short time they will reach the lines again. In order to study the pruning made in urban trees and analyze new techniques that may be used to reduce pruning, improve the relationship between the species and the net, and permit that the trees fulfill its proper ecological function, studies were made concerning the 3 main types of electric distribution: aerial conventional, compact and underground in 4 electric energy companies. The theorical part of the study showed the costs of implanting the 3 named nets and also the costs of pruning and tree maintenance. As to the practical part, 100 trees were studied in each one of these cities, Piracicaba/SP, Maringá/PR and Belo Horizonte/MG, gathering information about their phytotechnical conditions and localization for statistical analysis through the SAS statistical computer software program. According to the companies the cost of implantation of the conventional aerial net ranged from R$54.188,39/km to R$67.571,43/km and from R$11.703,83/km to R$20.028,83/km only for the primary net. The cost of implantation of the compact net ranged from R$36.519,61/km to R$62.215,99/km. To transform a conventional net into a compact one costs R$31.063,64/km to R$42.951,79/km. The cost of implantation the underground net was R$436.585,04/km including the workmanship. The cost of pruning, in primary net was R$20,00/tree and in the secondary one R$6,00/tree. Considering primary net + secondary, the cost ranged from R$32,02/tree to R$68,82/tree. In the field work it was observed that 1% of the trees in Piracicaba were not pruned, opposite of 24% in Maringá. Due to the satisfactory classification in the general aspect of the trees, to the high percentage of trees with no pruning, to the 4,17% of trees with no pruning under utility lines, to the smallest volume of pruned trees, to practically the same cost in implantation and 79,5% of reduction in maintenance costs, we can say that it is totally possible to use compact lines of distribution instead of the conventional ones. As to the satisfactory classification concerning the general aspect of the trees, reasonable percentage of the trees with no pruning, no need of drastic pruning, 1/3 reduction of the maintenance costs and high reliability of the system, we can affirm that the use of underground net is favorable, but it must be analyzed due to its high initial investment, about 10 times higher than the conventional one.

Nesta tese são apresentadas metodologias alternativas ao enfoque determinístico de avaliação de desempenho elétrico de sistemas de distribuição, especificamente na análise dos riscos de violações de conformidade de tensão em sistemas de distribuição, utilizando para isto, métodos probabilísticos e teoria de conjuntos fuzzy. A Agência Nacional de Energia Elétrica estabeleceu a resolução nº 505/2001 que especifica indicadores de variação de tensão de longa duração, contendo os indicadores individuais e coletivos a serem mensurados, assim como, as penalidades pelo não cumprimento dos prazos limites estabelecidos para regularização. A ENERSUL, Empresa Distribuidora do Grupo ENBR Energias do Brasil e o ENERQ Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia Elétrica desenvolveram um projeto de P&D para a obtenção de metodologia e software de simulação dos indicadores de variação de tensão de longa duração. No projeto de P&D foi especificado e desenvolvido um módulo computacional para calcular o fluxo de carga com uma abordagem probabilística, partindo-se das curvas de carga típicas de consumidores, que representam a variação temporal da carga (demanda máxima e desvio padrão), obtendo-se as curvas de distribuição de probabilidades da tensão, que permitiram calcular, para cada ponto da rede, os riscos de transgressão dos indicadores de variação de tensão de longa duração. Após o projeto de P&D, uma nova abordagem que utiliza a teoria de conjuntos difusos (fuzzy) foi desenvolvida e foi possível a comparação com o método probabilístico. Baseado em números fuzzy que representam a estimativa de níveis tensão para cada ponto na rede, e com métodos específicos de classificação fuzzy, calculam-se os indicadores de DRP e DRC. / In this thesis are presented alternatives methodologies for deterministic approach for evaluation of performance of electrical distribution systems, specifically in the risk assessment of voltage levels violations in distribution systems, using for this, probabilistic methods and theory of fuzzy sets. ANEELs Resolution 505/2001 specifies long-term voltage variation indicators, with the following items to be measured: individual and collective indicators, and the penalties for not complying with the established limits. ENERSUL, the distribution company of the ENBR Group Energias do Brasil and ENERQ Center for Regulation and Power Quality Studies carryied out an R&D project for the development of a methodology and simulation software that will enable the company to evaluate long-term voltage variation indicators. A computational module was specified and developed to calculate the load flow with a probabilistic approach. Based on typical daily load curves, representing the time variation of the load (average and standard deviation curves), distribution curves are obtained for voltage probability, so that the risk of violating indicators can be calculated, for each point in the network. After the R&D project, a new approach based on fuzzy sets theory was developed and make possible the comparison with the probabilistic approach. Based on fuzzy numbers that represents an estimative for voltage levels for each point in the network, and with specific fuzzy classification methods, the RDI and RDC indicators can be calculated.

Atualmente, o setor elétrico se prepara para o terceiro ciclo de revisões tarifárias das distribuidoras. Com o cenário regulatório mais consolidado em termos de definição da receita requerida, os agentes estão voltando suas atenções para a necessária adequação e correção da estrutura de tarifas. De fato, a ANEEL definiu temas para os projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) considerados estratégicos para o desenvolvimento do setor elétrico nacional, dentre eles, o de Estrutura Tarifária. Recentemente, a agência também divulgou consultas públicas que tratam da alocação dos custos de referência que formam as tarifas, dos sinais de preço e das tarifas para os consumidores atendidos em BT. Em sintonia com a discussão atual do setor de distribuição de energia elétrica, a tese defendida neste trabalho procura analisar a metodologia de cálculo das tarifas, sistematizando um conhecimento disperso em várias referências bibliografias. Para isso são discutidos os principais aspectos da teoria de precificação de ponta, abrangendo as abordagens americana, britânica e francesa, e pesquisada a conexão entre a lógica embutida na alocação horária dos custos e os critérios de dimensionamento do sistema de distribuição de energia elétrica. Visando refletir os custos decorrentes do atendimento de cada tipo de consumidor, indicando o melhor aproveitamento do sistema elétrico de distribuição, são apresentadas propostas de aprimoramentos e inovação cujos destaques são a mudança de paradigma da alocação dos custos de expansão somente no horário de ponta do sistema, a definição ex-post dos postos tarifários, a agregação média dos custos horários para formar as tarifas de referência dos postos tarifários e um estudo de caso com a aplicação da metodologia sobre as curvas de carga abstraídas do possível efeito do sinal tarifário existente. A tese defendida neste trabalho busca provar, então, que a metodologia atual, embora desenhada na época em que o setor elétrico era verticalizado, pode ser adaptada segundo os aprimoramentos e inovações propostas e, assim, aplicada ao ambiente atual no qual as empresas e as tarifas estão segregadas. / Currently, the electric energy sector is preparing for the third round of the distributors tariff revisions. Since the regulatory environment is more consolidated in terms of required revenue, the agents are turning their attention to the necessary adjustment and correction of the tariff structure. In fact, ANEEL (regulatory agency) set topics for R&D projects considered strategic for the development of national energy sector, among them, the Tariff Structure Project. Recently, the regulatory agency also announced public hearings dealing with the costs allocation, price signals and tariffs for low-voltage consumers. In line with this debate, the thesis finds to analyze the methodology for calculating tariffs, systematizing knowledge dispersed in various references. For this, it discusses the major aspects of peak pricing theory, including American, British and French approaches, and researches the connection between the logic built into the costs allocation by hour and the criteria for electricity distribution system planning. Aiming to reflect the costs of each customer type, indicating a better utilization of the distribution system, are proposed improvements and innovation whose highlights are: shifting the idea that expansion costs should be only allocated in peak time of the system, setting the periods after calculating the costs, changing how to derive the reference charges by average aggregation of the costs and applying the methodology on altered load curves. Finally, this thesis seeks to prove that the current methodology, although designed by the time in which the electricity sector was aggregated, can be adapted according to the proposed improvements and innovations, and thus applied to the current environment in which electric energy businesses and tariffs are separated in generation, transmission, and distribution and retail areas.

Como produto de engenharia, os componentes das redes de distribuição de energia elétrica são, pela sua própria natureza, susceptíveis a falhas de funcionamento ou a ações de manutenção que impedem a operação de alguma instalação. No sentido de manter o desempenho adequado, nessas condições, são adotados critérios de planejamento e projeto que prevêem redundâncias de instalações, de forma que haja a continuidade de fornecimento de energia mesmo com componentes fora de operação. Com alguma freqüência os sistemas de potência, principalmente em seus segmentos de transmissão e de distribuição de energia, adotam critérios de planejamento de suas instalações que consideram reserva de capacidade local (\"N-1\"local) para garantir a continuidade do serviço quando um de seus componentes está fora de operação. Esse critério se reveste de um conceito qualitativo na medida que, em geral, não quantifica o prejuízo e o transtorno que uma falha pode provocar, nem os recursos operativos que podem permitir ao sistema suportar ações de manutenção programada, sendo dessa forma, insuficiente para a perfeita avaliação de alternativas de expansão da rede de distribuição. Por outro lado, cálculo da Energia Não Distribuída - END - de forma probabilística para as falhas e de forma sistemática para eventuais interrupções durante as ações de manutenção preventiva é um recurso mais elaborado, de caráter quantitativo, para o dimensionamento da reserva de capacidade dos sistemas elétricos e portanto, de alternativas de expansão. Com a introdução de dispositivos automáticos e meios de comunicação na rede de distribuição é possível a realização de manobras e transferências de carga de maneira a garantir a continuidade do fornecimento em níveis aceitáveis, substituindo, muitas vezes a instalação de novas estruturas como alimentadores ou mesmo subestações. Disto resulta uma redução de custo proporcionada pela otimização da capacidade instalada, necessária para reserva de contingência, sem prejuízo do desempenho e da qualidade de serviço. O escopo deste trabalho é propor uma metodologia de planejamento fundamentada no custo da interrupção como uma alternativa ao critério N-1, de forma a permitir a avaliação tanto da aplicação de recursos de automação como também dos recursos convencionais de expansão da rede. A validação da metodologia proposta está ilustrada numa aplicação apresentada neste texto. / Concerning the components of an electrical distribution network and their susceptibility to functional failures or need for maintenance actions, planning and project criteria should be adopted to assure continuity of energy supply even though some components may be out of work. Traditionally the power systems, especially in power transmission and distribution, adopt the N-1 criterion in the planning of its installations to keep the service continuity when one of the components is out of work. This criterion is based on a qualitative concept, in general, it does not quantify the loss and the inconvenience that a failure can cause, neither the operative resources that can allow the system to support programmed maintenance actions, thus being, insufficient for the perfect evaluation of expansion alternatives of the distribution network. Whereas, the Non Distributed Energy calculus - NDE - a probabilistic approach for failures and a systematic approach for interruptions during the preventive maintenance actions is a more elaborated resource, based on a quantitative concept, for the dimensioning of capacity reserve of the electric systems and therefore, the expansion alternatives. The introduction of the automatic devices and communication technologies in the distribution network make it possible to do maneuvers and load transfers in order to keep the supply continuity on acceptable levels, substituting, many times, the installation of new structures as feeders or even substations. The result is being cost reduction provided by the optimization from installed capacity, necessary to contingency reserve, without affecting the performance and service quality. The scope of this work is to propose a planning methodology based on the cost of the NDE, which enables the evaluation of both the automation resources and conventional resources as well. In this work you shall find an application of the methodology in a case study.

Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, novos requerimentos de conexão às redes elétricas são solicitados constantemente como conseqüência do crescimento econômico e da conseqüente expansão da rede elétrica. Uma empresa distribuidora que atenda a uma cidade de grande porte recebe a cada mês um elevado número de solicitações de conexão de novas cargas. Assim, um dos principais desafios das áreas de projeto das empresas distribuidoras é encontrar a melhor forma, tanto técnica como economicamente, de atender a estas solicitações. Devido ao volume do trabalho envolvido, bem como à escassez de dados detalhados da rede elétrica, a prática convencional estabelece filtros para reduzir o número de estudos associados às novas cargas. Normalmente, estes filtros são baseados em um valor limite de demanda máxima. Se a nova carga possui uma demanda máxima inferior ao limite, a nova carga é ligada diretamente, sem a execução de estudos elétricos. Se, por outro lado, a demanda máxima da nova carga excede o limite, então um estudo detalhado é iniciado. Esta prática pode levar a duas decisões equivocadas por parte da empresa: (i) não-execução de um estudo quando ele era necessário, e (ii) execução de um estudo desnecessariamente. A situação de escassez de dados detalhados está mudando rapidamente nos últimos anos no mundo da distribuição de energia elétrica. Há atualmente poderosos sistemas geo-referenciados que permitem associar cada elemento da rede elétrica a uma posição geográfica bem definida. Além disso, estes sistemas contam com o apoio de bases de dados que possuem recursos para cadastrar e administrar o enorme volume de dados associados às redes de distribuição de energia elétrica. Esta nova realidade conduz naturalmente ao desenvolvimento de modelos mais sofisticados que permitem aprimorar muito a qualidade dos serviços prestados pelas empresas distribuidoras. Este trabalho propõe, desenvolve e implementa uma nova metodologia de apoio à decisão no que se refere à ligação de novas cargas em redes de distribuição de energia elétrica. A metodologia está baseada no conceito inovador de folga de potência, estabelecido no âmbito deste trabalho, pelo qual calcula-se a priori e em cada ponto da rede a máxima carga que pode ser conectada sem que os critérios técnicos, de tensão mínima e máximo carregamento, sejam transgredidos. A natureza da metodologia proposta elimina automaticamente a possibilidade de ocorrência das duas decisões equivocadas comentadas anteriormente. A utilização da metodologia desenvolvida é ilustrada através de diversos exemplos de aplicação que utilizam redes reais de distribuição, em baixa e média tensão. / Economic growth and the associated expansion of the electrical power system naturally lead to a large number of new loads being connected to the existing network. As a consequence, one of the main challenges faced by the design areas in electrical utilities refers to the problem of finding the best solution among various alternatives for connecting a new load, from both technical and economic viewpoints. Owing to the large size of the problem, and also to the lack of detailed data associated with distribution systems, electrical utilities adopted in the past a few filtering techniques so as to reduce the amount of work to reasonable levels. These filters usually define a limit for the maximum demand declared by a new customer. If the required maximum demand does not exceed the limit, the new load is connected straight away without carrying out any electrical study. On the other hand, when the maximum demand does exceed this limit, a detailed analysis is executed. Despite the savings brought about by this technique, it may lead to two potentially wrong decisions: (i) overseeing a detailed analysis when it is needed, and (ii) carrying out a study when it is not necessary. Concerning the lack of detailed data, fortunately this situation has been improving rapidly in the last few years. Currently, there exist powerful georreferenced systems capable of associating every component of the electrical system with a well-defined geographical location. These systems usually rely on supporting databases which allow efficient management of the huge amount of data normally associated with distribution networks. This new standpoint naturally leads to the development of more sophisticated models which allow considerable improvements on the quality of services offered by the utilities. This work presents a new methodology aimed at supporting the decision-making process regarding the connection of new loads in electrical distribution networks. The methodology is based upon the innovative concept of capacity margin, established within this work, by which the maximum load that can be connected to any given point is computed in advance in offline mode. The criteria for finding the maximum load are based on the common requirements of minimum voltage and maximum loading. The proposed methodology automatically eliminates the two wrong decisions mentioned above. The application of the proposed methodology is illustrated through various examples which use real distribution networks, at both low and medium voltage levels.

As perdas de energia elétrica devidas a furtos e fraudes, também chamadas de Perdas Não-Técnicas (PNT) ou Perdas Comerciais, têm sido matéria prioritária das empresas concessionárias de distribuição de energia elétrica, bem como dos órgãos reguladores, tanto pelo seu crescimento nos últimos anos quanto pelo seu impacto no sistema elétrico brasileiro. As formas de fraude são as mais variadas possíveis, o que gera enormes dificuldades para as concessionárias. Este trabalho tem como objetivo o estudo do problema das PNT utilizando-se de uma abordagem multidisciplinar, que analisa a experiência tanto de concessionárias no Brasil como no exterior. O trabalho discute as melhores práticas para mitigação das mesmas e propõe melhorias nos processos de combate e de prevenção, e nos procedimentos legais para recuperação de receitas, apoiados sobre uma cuidadosa contextualização regulatória. Chamase a atenção para a diversidade sócio-econômica nacional, compara-se com diversos exemplos internacionais, e propõe-se identificar os aspectos mais relevantes a serem considerados na regulação sobre o tema, discutindo procedimentos e metodologias para o equacionamento do montante de recursos a serem aplicados pelas companhias distribuidoras para a adequada redução dessas perdas de energia. Observa-se que grande parte das PNT tem origem em questões de cunho social. O Estado pode e deve estabelecer políticas para resolver tais questões, possibilitando a universalização do acesso e subsidiando o fornecimento de energia elétrica. Não fez parte dessa pesquisa discutir se estes instrumentos são suficientes ou devem ser aprimorados, mas sim analisar amplamente a questão das PNT com base nos condicionantes regulatórios atuais, que obrigam as concessionárias a reduzir estas perdas visando entre outros a modicidade tarifária dos consumidores regulares. / The electric power losses due to thefts and frauds, also called Non technical Losses (NTL), have been priority matter for concessionary companies of electric power distribution, as well as for government regulatory agencies, not only due to rapid growth over the past years but also due to its impact on Brazilian electrical system. There is a wide range of possible types and methods of frauds, causing enormous difficulties to licensed companies. The objective of this work is to study the problem of NTL using a wide approach, analyze the experience of dealerships in Brazil and abroad, discuss the best practices for mitigation of those losses and propose improvements in the combat and prevention processes, and the legal procedures for recovery of incomes, leaning on a careful regulatory context. This study draws attention to Brazil\'s socioeconomic diversity, comparing it to various international examples, and intends to identify the most relevant aspects that must be considered on the theme, discussing procedures and methodologies for the equation of the amount of resources to be applied by distributing companies to achieve the appropriate reduction of NTL. A large part of the commercial losses has its origin in issues of social stamp. The State owes and can establish policies to solve such issues, making possible the access to electric power supply for all consumers. It was not part of this research to discuss if these instruments are enough, but to analyze the issue of the commercial losses thoroughly based in the regulatory policies that push dealerships to reduce NTL objecting reasonable regular consumers\' tariff.

Um dos problemas mais graves e preocupantes que ocorrem em redes de distribuição é a falta de alta impedância proveniente do rompimento e conseqüente queda do condutor primário. Devido ao seu alto grau de periculosidade, é fundamental que tal fenômeno seja exaustivamente analisado e pesquisado. Com a evolução da tecnologia digital, os programas de simulação computacional se tornaram grandes aliados nas pesquisas em proteção de sistemas elétricos. A partir do estudo de modelos já desenvolvidos e testados de faltas de alta impedância em redes de distribuição, o presente trabalho realiza uma análise deste tipo de falta e discute a implementação de um modelo de fácil configuração e adaptável a diferentes cenários. Mais do que isso, este trabalho se propõe a desenvolver uma interface computacional propícia para viabilizar este tipo de estudo em redes de distribuição, dada a necessidade de se obter uma ferramenta que possibilite a automatização do processo de simulação deste fenômeno. Com o resultado deste trabalho será possível testar e validar esquemas de proteção contra faltas de alta impedância ocasionadas por rompimento e queda de condutor primário em redes de distribuição, bem como auxiliar no desenvolvimento e implementação de novos algoritmos de detecção deste tipo de falta. / The high impedance fault caused by the broken and fallen conductor is one of the most hazardous and worrying problems that occur in distribution network. Due to its high harmful level it is necessary to analyze and research such phenomenon exhaustingly. The evolution of digital technology allowed the development of computing simulation software that became a great ally to the research of electrical systems protective devices. Based on the study of already developed and tested high impedance fault models the present work revisits this type of fault and discuss the implementation of an easy configureable model that is adaptable to different scenarios. Beyond this, the present work also proposes to develop a proper computing interface in order to make the study of such faults at distribution network viable once it is necessary to have a tool that allows the automation of high impedance fault simulating process. The results of thiswork will allowto test and validate protective schemes against high impedance faults caused by the breakdown and fall of primary conductors at distribution network systems, as well as they will be helpful when developing and implementing new algorithms for detection of such kind of fault.