Análises de confiabilidade do fornecimento de energia elétrica em redes de distribuição têm sido intensificadas, principalmente nas últimas três décadas. Este trabalho apresenta uma metodologia capaz de quantificar os impactos de vários tipos de ações de engenharia, nos indicadores de confiabilidade, para grandes sistemas reais. Dessa forma, é possível prever – ainda na etapa de planejamento – como, cada uma das opções de obras afetará a confiabilidade do fornecimento. São apresentados métodos para cálculo das estimativas: da Duração Equivalente de Interrupção por Consumidor (DEC), da Freqüência Equivalente de Interrupção por Consumidor (FEC), da Duração de Interrupção Individual por Consumidor (DIC), da Freqüência de Interrupção Individual por Consumidor (FIC) e da Energia não Distribuída (END), para os sistemas de distribuição primário e secundário, considerando-se as interrupções não programadas, dentro do novo contexto de regulamentação do Setor Elétrico Brasileiro. A partir dessa metodologia, são apresentadas diversas simulações e discutidos os efeitos provocados por cada uma das proposições de planejamento, sobre cada um dos indicadores de confiabilidade. Paralelamente, está sendo desenvolvida uma rotina computacional, que integrada a um programa de planejamento já existente, contribuirá para o aprimoramento dos estudos na área. / Reliability analysis due to power distribution systems have been increased specially in the last three decades. This publication presents a methodology which be able to measure the impact of several engineering proposals, in the reliability index, for real large systems. Thus it’s possible forecast – during the planning – how each action affects the reliability. It presents an analytical method for estimate: System Average Interruption Duration Index (SAIDI), System Average Interruption Frequency Index (SAIFI), Interruption Duration for Each Individual Costumer Index (DIC), Interruption Frequency for Each Individual Costumer Index (FIC) and Energy not Supplied (ENS), for medium and low voltage distribution systems, regarding not scheduled interruptions, within the new context of Brazilian regulation. After presentation of the method, several simulations are processed and discussed the effects of each engineering proposals in each reliability index. One software is being developed simultaneously and will be integrated to another software of planning already implemented. Thus, this new tool will be a powerful aid to improve planning studies.

Orientador: Andre Tosi Furtado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T06:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_ValcirdosReis_D.pdf: 24926251 bytes, checksum: ff1aa737c29158438f9e144b94afb1c6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Esta tese identificou mudanças nas estratégias de planificação e de organização das empresas do Setor Elétrico Brasileiro - SEB, face à atual dinâmica tecnológica. Apresentou os conceitos relacionados ao progresso técnico, vinculando-o, também. à realidade dos países em desenvolvimento; abordou outros conceitos específicos dos Sistemas de Potência. Diagnosticou fatores históricos que contribuíram para a consolidação da trajetória tecnológica da indústria da eletricidade no Brasil. Analisou, através das experiências internacionais, as relações contemporâneas entre as reformas institucionais e regulatórias no setor elétrico e as transformações tecnológicas; explicitou as repercussões das políticas governamentais brasileiras sobre o SEB. Procurou, ademais, compreender as respostas das empresas públicas tradicionais do setor ao atual direcionamento das transformações tecnológicas. Concluiu que, em função da mudança de rumo na indústria da eletricidade no plano internacional e das orientações da política econômica nacional, o setor elétrico estatal vem realizando um profundo processo de reestruturação, permitindo-lhe responder positivamente aos desafios de mudanças nos níveis da capacitação no planejamento estratégico, organizacional e nas estratégias de P&D e de qualificação de pessoal das empresas / Abstract: This work identified changes in the planning strategies anel of companies organization of Brazilian Electrical Sector - BES, in virtue to the current technological dynamics. It presented the concepts related to the technical progress linking it, also, to the reality of countries in developrnent; it approached other specific concepts of power systems. lt diagnosed historical factors that contributed to the consolidation of technological trajectory of electricity industry in Brazil. It analyzed, through the intemational experiences, the contemporary relationships among the institutional and convenient reforms in the electrical sector and the technological transformations; manifested the new directions of politics brazilians govemment on BES. It sought, besides, to understand the answers of traditional public companies of sector to the current direction of technological transformations. It endecl that, in function of direction change in the electricity industry in the intemational plan and of the orientation national economic politics, the state electrical sector comes accomplishing an enormous restructuring process, allowing to answer to the challenges of changes in advance in the training levels in the strategic planning, organizational, R&D strategies and companies workers qualification / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-03-23 / In smart grid, electrical equipment can monitor and control the power supplied to the consumers through bi-directional data communication. There is a tendency in the standardisation of communication of these equipment with the control center of a power substation (CCSEE). Currently, many electrical equipment commercially available on the market already communicate using the commercial communication protocols such as DNP3, Modbus and IEC 61850. But in the brazilian power system there are still old devices (legacy) that are in operation in the distribution and transmission networks. Many of these devices either have no communication characteristics or use proprietary communication protocols. Thus, this study proposes an infrastructure, based on a wireless sensor network (WSN), to allow the integration of legacy electrical equipment into a smart grid. In this case, each legacy electrical device is connected to a WSN's sensor node, and the sink node runs a middleware to enable the integration, based on the commercial communication protocols, of this device with the smart grid. This middleware performs, among other activities, the conversion/translation of the messages exchanged between the CCSEE and the electrical equipment installed on the smart grid. This infrastructure also provides some facilities to meet the requirements of communication between the electrical devices of a smart grid, such as security, response time and scalability. These requirements are important and necessary since the communication, monitoring and operation of the equipment in a power system are considered critical activities. Keywords: Middleware, smart grid, wireless sensor network (WSN), communication protocols, smart metering / Em uma smart grid, os equipamentos elétricos podem monitorar e controlar a energia elétrica fornecida aos consumidores por meio de uma comunicação de dados bidirecional. Há uma tendência na padronização da comunicação desses equipamentos com o centro de controle de uma subestação de energia elétrica (CCSEE). Atualmente, muitos equipamentos elétricos comercializados no mercado já se comunicam utilizando protocolos de comunicação comerciais, tais como o DNP3, o Modbus e o IEC 61850. Mas, no sistema elétrico brasileiro ainda há equipamentos antigos (legados) que estão em operação nas redes de distribuição e transmissão de energia elétrica. Muitos desses equipamentos ou não possuem características de comunicação ou utilizam um protocolo de comunicação proprietário. Assim, este estudo propõe uma infraestrutura, baseada em redes de sensores sem fio (RSSFs), para permitir a integração de equipamentos elétricos legados a uma smart grid. Nesse caso, cada equipamento elétrico legado está conectado a um nó sensor de uma RSSF, e o nó sink executa um middleware para possibilitar a integração, baseada em protocolos de comunicação comerciais, desse equipamento com a smart grid. Esse middleware realiza, entre outras atividades, a conversão/tradução das mensagens trocadas entre o CCSEE e os equipamentos elétricos instalados na smart grid. Essa infraestrutura oferece também algumas facilidades para o atendimento dos requisitos de uma comunicação entre os equipamentos elétricos de uma smart grid, tais como segurança, tempo de resposta e escalabilidade. Esses requisitos são importantes e necessários, uma vez que a comunicação, o monitoramento e a operação de equipamentos de um sistema elétrico são considerados atividades críticas. Palavras-chaves: Middleware, smart grid, redes de sensores sem o (RSSFs), protocolos de comunicação, smart metering

Made available in DSpace on 2015-03-05T13:59:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 19 / Nenhuma / Na área de sistemas de energia elétrica, devido a sua importância, os problemas de análise de segurança e planejamento, vêm sendo exaustivamente estudados nos últimos anos. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema computacional para análise de segurança estática em sistemas de energia elétrica que explorará semelhanças entre os problemas de análise de segurança e de planejamento em sistemas de energia elétrica. Além disto, o sistema proposto incorpora elementos que procuram aumentar sua adequação ao uso real em companhias concessionárias de energia elétrica. Na extensa revisão bibliográfica realizada, não foi encontrado relato de proposta semelhante. Para validar o sistema proposto, são apresentados resultados de testes realizados com diversas redes elétricas, incluindo um sistema real brasileiro, de grande porte / In the electrical energy systems area, the problems of security analysis and planning, have been intensively studied in the last years. The main objective of this work has been the developing of a computational system for static security analysis, that will explore likeness between the problems of security analysis and planning on electrical energy systems. Moreover, the considered system incorporates elements that they look to increase its adequacy to the real use in electrical utilities. The ample literature review achieved by the author has showed that no analogous proposal was found. To validate the proposed system, the results of tests made on several power systems were described, including a real life Brazilian system of considerable dimensions

A energia gerada pelo sol, inesgotável na escala terrestre de tempo, pode ser aproveitada como fonte de calor (aspecto fototérmico) e como fonte de luz. A energia solar fototérmica pode ser usada para o aquecimento de fluídos, através de coletores planos. Estudo anteriores (04,05), desenvolvidos no Brasil, indicam que a adoção dessa solução para o aquecimento de água seria muito vantajosa para as companhias de energia. A arquitetura bioclimática é outro tipo de aplicação da energia solar, e possibilita a adoção de soluções arquitetônicas e urbanísticas adaptadas às condições específicas de cada lugar. Chama-se energia solar fotovoltaica à energia elétrica obtida por conversão da luz (fótons) proveniente do Sol. Essa conversão é feita pelas células solares que compõem os módulos fotovoltaicos. Atualmente, as indústrias fotovoltaicas em todo o mundo adotam o Silício como matéria prima, mas continuam em andamento pesquisas sobre outros materiais, que possibilitem a redução dos custos de produção e eficiências de conversão satisfatórias. A quantidade de radiação incidente no Brasil é um fator muito animador para o aproveitamento da energia solar. Também são animadores a recente redução de preços que os módulos fotovoltaicos vem experimentando, e o crescimento dos valores obtidos para a eficiência de conversão, especialmente para as células de Silício monocristalino. Isso leva a crer na possibilidade de solução de alguns problemas localizados de infra-estrutura no país, com o auxílio dessa tecnologia. Exemplos desse enfoque serão apresentados neste trabalho. / The energy generated by the sun, land of endless time scale, can be used as a source of heat (photothermal aspect) and as the light source. The photothermal solar energy can be used to heat fluids through flat collectors. Previous studies (04,05), developed in Brazil, indicate that the adoption of this solution for heating water would be very advantageous for energy companies. The bioclimatic architecture is another type of application of solar energy, and enables the adoption of architectural and urban solutions tailored to specific conditions of each place. It is called the photovoltaic solar energy to electrical energy obtained by converting light (photons) from the Sun This conversion is made by cells that make up the solar photovoltaic modules. Currently, photovoltaic industries around the world adopt the silicon as raw material, but still ongoing research on other materials, which enable the reduction of production costs and conversion efficiencies satisfactory. The amount of incident radiation in Brazil is a very encouraging for the use of solar energy. Also encouraging is the recent reduction in prices that has experienced photovoltaic modules, and the growth of the values obtained for the conversion efficiency, especially for monocrystalline silicon cells. This suggests the possibility of solving some localized problems of infrastructure in the country, with the help of this technology. Examples of this approach are presented in this paper.

A qualidade da energia elétrica é hoje um dos mais importantes pontos abordados pelos consumidores, principalmente os grandes consumidores industriais, visto que a segurança e o funcionamento adequado dos equipamentos e processos industriais dependem desta qualidade. No entanto, o valor cobrado pela concessão desta energia é tão importante quanto sua qualidade, uma vez que este valor influi diretamente nos custos da produção. Com a evolução dos medidores de energia elétrica foi possível tarifar essa energia de acordo com os períodos do dia e do ano, permitindo tarifas diferenciadas que incentivem o consumidor a economizar nos períodos mais críticos da produção de energia, obtendo uma economia também em sua fatura mensal. Em recente trabalho de pesquisa (Adão, Osmir - 2003 ) na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, foi desenvolvido um sistema para gestão de energia elétrica denominado SAGE Sistema Automatizado de Gestão de Energia visando controlar o consumo de energia na ponta, a demanda mensal contratada e o fator de potência. Este sistema foi desenvolvido em sub-módulos que atuavam de forma isolada. Os resultados obtidos foram satisfatórios, uma vez que atingiram uma considerável economia no consumo da energia, na demanda e no fator de potência. Este novo trabalho de pesquisa apresenta o aperfeiçoamento do SAGE em um Sistema Automatizado Integrado de Gestão de Energia SAIGE. O SAIGE propõe a atuação simultânea dos três sub-módulos: controle de consumo na ponta, controle da demanda e controle do fator de potência, com o objetivo de atingir uma economia ainda maior do que a atingida pelo SAGE. / Nowadays the quality of the electric power is one of the most important points broached by the consumers, mainly the great industrial consumers, since equipments safety and its appropriate operation besides industrial processes depend on this quality. However, the charged value for the concession of this energy is such as important as its quality, once this value influences directly on the costs of the production. By the evolution of the electric power meters, energys tariff got possible according to the periods by day and by year, allowing different tariffs that motivate consumers economize it in more critic periods of energys production, obtaining an economy also in its monthly budget. In recent research work (Adão, Osmir - 2003) in the Polytechnic School of University of São Paulo, a system was developed for electric power administration denominated SAGE - Automated System of Administration of Energy in order to aim to control the energys consumption in the tip, the contracted monthly demand and the potency factor. This system was developed in sub-modules that acted each one by its own. Obtained results were satisfactory, once they reached a considerable economy in energys consumption, in the demand and in the potency factor. This new research work presents the improvement of SAGE into an Integrated Automated System of Administration of Energy - SAIGE. SAIGE proposes the simultaneous performance of the three sub-modules: control of consumption in the tip, control of the demand and control of the potency factor, in order to reach a further economy than reached by SAGE.

A reestruturação do setor elétrico brasileiro, iniciado em meados da década de 1990, deve ser vista dentro de uma perspectiva histórico-estrutural, envolvendo em uma mesma análise a privatização, a crise do setor elétrico e a garantia à cidadania. Para entender as reformas ocorridas no setor, é necessário evidenciar um pouco da trajetória histórica do setor, vocação hidrelétrica, as opções político-econômicas para a reestruturação em curso e as respostas dadas pelo governo à crise elétrica brasileira. O que se nota, a priori, é que a crise do setor elétrico foi deflagrada tanto por fatores estruturais, de ausência ou de baixos investimentos no setor durante a década de 1990, como pelo processo de privatização engendrado na mesma década. A privatização também foi acompanhada de baixa capacidade técnica das agências reguladoras em realmente regular e fiscalizar as novas concessionárias de energia elétrica, geração e distribuição. Tal deficiência é evidenciada pelos constantes aumentos tarifários. O objetivo desse trabalho é, portanto, estudar o modelo de privatização e regulamentação do setor elétrico, apontando suas limitações e conseqüências, sugerindo mudanças legais que prevejam dificuldades, mecanismos para melhor atuação das empresas e órgãos envolvidos, sugerindo condutas que possam impedir que a sociedade seja afetada por falta de planejamento adequado. / The reconstruction of the brazilian eletric sector, initiated in the 1990 decade, should be regarded within a historic-strutural view, involving, in an identical analysis, the eletric sector privatization and its crisis, and, additionally, the guarantee for citizenship. To understand the reforms occurred in the sector, is necessary to evidence some of the historical trajectory of the sector, the hydroelectric vocation, the political-economic choises to the current reconstrution, and the answers given by the government to the brazilian eletric crisis. What is noticied, is that the crisis in the eletric sector was deflagrated by structural factors, concerning to low investments the sector during the decade, as well as by privatization process, itself, engendred in the regularting agencies in actually ruling and supervising the new concessioners of eletric energy, including generation and distribution, obviously. The objective by this work is, hence, to study the model of privatization an regulamentation of eletric sector, indicating your limitations and results, suggesting legal changes that generate difficulties, mechanisms for the best performance of enterprises and envolved companies, suggesting conducts that to impede that the society to be affect by lack of adequate projection, utilizing all the juridical framework and internationals experiences in the same sector.

A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) apresenta condições críticas de abastecimento de água, operando no limite de sua hidraulicidade e sendo alvo de racionamentos, devido à restrição no aporte de água, e rodízios, devido à falta de investimentos e ocupação desordenada de regiões periféricas. A importância da energia consumida para o tratamento, adoção e distribuição de água é representada pela participação de cerca de 3% de toda a energia elétrica consumida no país no Estado de São Paulo. A racionalização do uso de recursos (energia elétrica e água) requer ações sinergísticas em ambas as frentes, através de um planejamento integrado destes recursos. Após a caracterização da RMSP, do sistema de abastecimento de água, das condições e limitações futuras de fornecimento, analisa-se a viabilidade do deslocamento da operação obtendo uma economia de US$ 194/mês (US$ 206/mês) para cada kW retirado da ponta, para a potência vendida em tensão A3a (A4). Estabelece-se as condições para o aumento da eficiência de motores e bombas, avaliando os impactos da utilização de variadores de velocidade. Verifica-se a viabilidade econômica do investimento em equipamentos sanitários ecientes, sob o ponto do vista dos consumidores, das concessionárias de água e energia, e da sociedade, estudando casos de escolha entre aqueles e convencionais ou a simples substituição destes últimos, em domicílios do setor residencial. Avalia-se os impactos econômicos da redução do consumo de água e energia advindos de cenários projetados até o ano 2015, assumindo hipóteses de implantação de normas de eciência e de adoção tecnologias eficientes em substituição a convencionais. Isto é feito segundo cinco cenários alternativos às projeções feitas pela SABESP. Conclui-se, com base nestes cenários, que reduções de cerca de 1,5 m3/s a 10,2 m3/s até o ano 2015 são possíveis, com benefícios de US$ 421 milhões a US$ 2049 milhões a valor presente. Analisa-se o comportamento dos consumidores frente aos sinais que influenciam as atitudes voltadas para conservação ou decisões de investimento em tecnologias ecientes. Também são analisadas as barreiras a que estão sujeitos, e que se impõem a outros agentes tais quais: concessionárias, fabricantes, governo, agências de fomento e desenvolvimento, etc. São propostos incentivos econômicos que contornem ou minimizem tais barreiras e os desafios enfrentados por desvios tarifários e diminuição de receita. Portanto, confronta-se, de um lado, o potencial de racionalização de água e energia e os impactos de sua implementação efetiva e, de outro, as barreiras e diculdades enfrentadas e mecanismos para suplantá-las. / The São Paulo Metropolitan region (RMSP) presents today critical conditions of water supply, operating in the limits of its water resources, facing water droughts, due to reservoir restrictions, and rodízios, due to the lack of investments and deoriented occupation of peripheral areas. The importance of the energy used for the treatment, supply and distribution of water in the water works is represented by 3% of the total amount of energy used in the country. The rational use of resources (electric energy and water) requires synergistic actions in both fronts through an integrated planning of such resources. The characterization of the RMSP, the water works systems, and the conditions and restraints of future supply are studied. The economic viability of dislocating, of operation out of peak hours shows that an economy of US$ 194/month (US$ 206/month) for cach kW taken out of the peak for power sold at A3a (A4) tension. The conditions for motor and pumps increased efficiency are analyzed as well as the evalustion of the impacts of the use of variable speed drives. The causes of the increase of the manometric highs are studied and actions to minimize it are formulated. The economic viability of investments made by the consumers, end the energy and water utilities in two cases choice of efficient fixtures and substitution of conventional ones are verified, for residential dwellings. The economic impact of the reduction of water and energy consumption, due to the implementation of efficiency standards and substitution of conventional technologies, is evaluated in projection scenarios until the year 2015. This is made in five comparative scenarios with the projections performed by the public water utility for São Paulo region, SABESP. Using those scenarios one can conclude that reductions of 1,5 m3/s to 10,2 m3/s are possible until the year 2015, with benefits raging from US$ 421 million to US$ 2049 million at present value. The consumer behavior are analyzed due to the signals that influence attitudes towards conservation or decisions of investments in efficient technologies. The barriers that are imposed upon public utilities, manufacturers, government, development and financial agencies, are analyzed. Economic incentives are proposed to minimize those barriers, tariffs biases and reduced income. Therefore, the potential rational use of water and energy, and the impacts of its implementation, on one side, are confronted with the barriers faced and mechanisms to surpass them, on the other side, building a real picture of the problem and ways to contour it.

Este trabalho procura investigar ações para estimular a competição no mercado livre de energia brasileiro, através do levantamento do desenvolvimento e status de mercados internacionais, com foco no desenvolvimento do mercado livre de energia tendo como meta o incremento da competitividade como forma de garantir preços e serviços adequados aos consumidores finais e atraindo investimento para esta indústria. Dentre os aspectos relevantes que o trabalho aborda está a identificação de estratégias e mecanismos para viabilizar a competição dos mercados no atacado e no varejo, acompanhada da implantação de modelos de negócios e preços que reflitam de modo mais fiel à realidade dos custos marginais de operação e expansão através da competição para o mercado. Este trabalho utiliza como metodologia, a pesquisa exploratória e a pesquisa descritiva, que tem o objetivo de aprofundar o conhecimento nos temas e investigar informações que são objeto do estudo. Além disto, se adotou a experiência da autora em seus trabalhos atuais no setor elétrico brasileiro com vistas à proposição de melhorias na regulação e nos modelos de negócios para obter uma melhoria da competitividade. Por fim, o trabalho faz uma avaliação da resposta da demanda com a ampliação gradativa da competição ao mercado de varejo, assim como já estabelecido pela demanda no atacado, e os efeitos necessários na oferta para que sejam atendidas as reais necessidades do consumidor. / This work investigates actions to stimulate competition in the liberalized Brazilian electricity market, by raising international markets development and status, focusing on the development of liberalized market with the goal of increasing competitiveness in order to ensure adequate services and prices to final consumers and attracting investment to this industry. Among the relevant aspects that the work addresses is to identify strategies and mechanisms to facilitate electricity market competition in the wholesale and retail, followed by the arrangement of business models and prices that reflect more realistically the true marginal costs of operation and expansion through competition for the market. This thesis uses as methodology, exploratory and descriptive research that aims to deeply capture the knowledge and investigate information on topics that are the subject of the study. In addition, it has been adopted the author\'s experience in her current jobs in the Brazilian electricity sector with a target to propose some improvements in regulation and business models for real life competitiveness. Finally, the paper makes an assessment of demand response with the gradual expansion of the competition to the retail market, as well as already established by the wholesale demand, and the necessary effects on the supply to meet the real needs of the consumer.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2561_1.pdf: 2780969 bytes, checksum: 6db63775fe8c3a06f9aa836ed7dc2d8c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho são abordadas as topologias básicas do Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR), um compensador série empregado para a mitigação de afundamentos momentâneos de tensão equilibrados ou desequilibrados, podendo também compensar harmônicos de tensão da rede. É descrito cada um de seus componentes e seu funcionamento, assim como as características deste compensador série. Também é desenvolvida a modelagem e estudos de sua topologia utilizando um inversor de quatro braços, com o intuito de possibilitar a compensação de componentes de sequência zero. Propõe-se um algoritmo simplificado de modulação por largura de pulso (PWM), que apresentou excelentes resultados. Um algoritmo de simulação digital detalhado, representando todos os principais componentes DVR, é desenvolvido em MATLAB/Simulink. Dessa forma, avalia-se o desempenho das topologias estudadas, assim como algumas vantagens e desvantagens das mesmas