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Otimização na contratação de energia sob a ótica das distribuidoras considerando a sazonalização da carga

Freitas, Danielle de January 2017 (has links)
Orientadora : Profa. Dra. Neida Maria Patias Volpi / Coorientadora : Dra. Ana Paula Oening / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 24/02/2017 / Inclui referências : p.94-96 / Resumo: O Decreto 5.163/2004 impõe às distribuidoras a contratação de 100% do seu mercado de energia e, no caso de descumprimento dessa regra, as mesmas são sujeitas a perdas financeiras decorrentes da exposição ao Mercado de Curto Prazo (MCP). Para que haja atendimento a essa obrigação, cada distribuidora deve adquirir energia por meio de leilões, sendo os mais comuns: Ajuste, A-1, A-3 e A-5, que possuem tempo de início de suprimento e duração de contratos diferenciados. Também, cada leilão possui limites de compra e de repasse 'a tarifa de energia, sendo que cada categoria de leilão negocia mais de um tipo de produto, com durações de contratos diferenciadas, o que acaba dificultando o planejamento estratégico de compra. Ainda, as distribuidoras precisam, a cada ano, discretizar suas cargas mensalmente, sendo esse processo denominado por sazonalização. Tal processo precisa ser bem executado, de forma que essa discretização mensal fique o mais próximo da curva de demanda para cada mês, visto que uma diferença positiva ou negativa entre a carga alocada mensalmente e a demanda realizada pode acarretar prejuízos financeiros para a distribuidora. Assim, para o desenvolvimento deste trabalho foi proposto um modelo de otimização linear que considerou uma estratégia de contratação com menor custo possível, considerando as diversas categorias de leilões, suas restrições e limitações de repasse de custos, tanto para um horizonte de curto como de longo prazo. No curto prazo considerou-se a contabilização de energia no MCP como mensal, englobandose à contratação o processo de sazonalização, já no longo prazo considerou-se a contabilização de energia em base anual. A partir desse modelo, foram realizados estudos de caso para o horizonte de 2010 a 2015, tomando valores reais praticados no mercado de energia, bem como as informações dos leilões ocorridos e seus produtos. Os resultados mostraram-se promissores, visto que o modelo devolve uma solução de menor custo, utilizando a sazonalização da carga. Foram realizadas comparações entre o modelo proposto e o que realiza a sazonalização somente após a decisão de compras e, para diferentes cenários de Preço de Liquidação das Diferenças (PLD), o modelo proposto se mostrou superior. Por fim, foi realizada uma análise sensibilidade para quantificar os riscos financeiros que a distribuidora está sujeita ao prever sua demanda erroneamente. Palavras-chave: Leilões de energia. Sazonalização. Contratação de energia elétrica. Otimização. / Abstract: The Brazilian decree 5.163/2004 impose on electricity distribution companies to contract energy for one hundred percent of their energy markets. In case of noncompliance, they are subject to financial losses due to Shorth Term Market (MCP) exposure. In order to meet this obligation, each distributor must acquire energy through auctions, the most commons known as Adjust, A-1, A-3 and A-5. Every auction has distinct supply schedules and contracts duration, as well as purchase and tariff onlending limits. Moreover, each auction category trades more than one type of product, with differentiated contracts durations, which hinders the companies' strategic purchases planning. In addition, distributors must, each year, discretize their loads monthly, which is called seasonally. This process needs to be well executed, so that this monthly discretization is closer to the demand curve for each month, since a positive or negative difference between the monthly allocated load and the demand realized can cause financial losses to the distributor. Thus, for the development of this work, a linear optimization model was proposed that considered, a contracting strategy with the lowest possible cost was defined, considering the various categories of auctions, their constraints and cost onlending limitations, both for short-term and long-term horizons. In the short term, monthly energy power accounting was considered at the MCP, including the process of contracting, and the seasonalization. On the other hand, in the long term a yearly energy accounting was considered. The present work did not have the purpose of treating the very short term, where modulation of contracts takes place. From this model, case studies were carried out, for the horizon from 2010 to 2015. Real values practiced in the energy market were applied, as well as the information of the auctions and its products. The results were promising, since the model returned a lower cost solution even using the load seasonalization strategy. Comparisons were made between the proposed model and an alternative that performs the seasonalization only after the purchase decision. For different Settlement Price of Differences (PLD) scenarios the proposed model showed superior. Finally, a sensitivity analysis was performed to quantify the financial risks that the distributor is subject to when applying a wrong forecast of its energy needs. Key-words: Electric power auctions. Seasonalization. Electric power contracting. Optimization.
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Desempenho de um algoritmo backward-forward sweep de cálculo de fluxo de potência /

Pantuzi, André Valdir. January 2006 (has links)
Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: José Aquiles Baesso Grimoni / Resumo: Neste trabalho investigou-se o desempenho de um algoritmo de cálculo de fluxo de potência trifásico baseado em um método de varredura chamado backward forward sweep. O estudo desenvolveu-se para sistemas de distribuição de energia elétrica radiais e/ou radiais fracamente malhados, sendo que o foco principal foi a avaliação do processo de convergência e exatidão do método de fluxo de potência. Para tal finalidade investigou-se variadas situações de redes, tais como: barras conectadas com linhas longas e linhas curtas, presença de reguladores de tensão, presença de geração distribuída, presença de linhas com representação shunt, sistemas com carregamento leve, carregamento médio e carregamento pesado, desequilíbrio de cargas entre as fases (a, b e c), influência de modelos de cargas (potência constante, admitância constante e corrente constante) etc. O método backward-forward sweep é bem conhecido e discutido na literatura, porém uma análise de desempenho com todos os detalhes de modelos existentes nas redes de distribuição não é encontrada. Encontram-se análises com modelos isolados, ou seja, considerando somente redes fracamente malhadas, ou com barras com tensão controlada, ou com modelos de transformadores etc. Muitos destes estudos apresentaram resultados apenas para redes de pequeno porte, pois na maioria dos casos o objetivo principal era validar os modelos. Neste trabalho buscou-se desenvolver um estudo completo de desempenho e confiabilidade de uma implementação do método backward-forward sweep. Assim foram utilizadas redes de distribuição reais e fictícias encontradas na literatura, com as mais variadas topologias, incluindo ramais monofásicos (MRT), diferentes níveis de carregamento, cargas desequilibradas e diversos modelos de componentes de rede. / Abstract: At this work an algorithm of calculation on three-phase power flow was investigated based on a sweeping method called backward forward sweep. The study was developed for radial electric power distribution networks and/or weakly interconnected radial ones, and the main focus was the evaluation of the convergence process and accuracy of the method of power flow. For such a purpose it was investigated varied situations of networks, such as: connected bars with long lines and short lines, voltage regulators presence, distributed generation presence, lines with representation shunt, systems with light, medium and heavy loading, unbalanced of loads among the phases (a, b and c) and influence of loads models (constant power, constant current and constant admittance). The method backward-forward sweep is very known and discussed in the literature, however an analysis with all the details of existent models in the distribution networks is not found. They are analyses with isolated models, in other words, considering only networks weakly interconnected, or with bars with controlled voltage, or with models of transformers. Many of these studies presented resulted just for networks of small load, because in most of the cases the main objective was to validate the models. In this work it was looked for to develop a complete study and reliability of an implementation of the method backward-forward sweep. Like this real and fictitious distribution networks were used found in the literature, with the most varied topologies, including monophase extensions (MRT), different loading levels, unbalanced loads and several models of networks components. / Mestre
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Regulação por incentivo à qualidade : comparação de eficiência entre distribuidoras de energia elétrica no Brasil / Quality incentive regulation : Brazil electricity utilities performance comparative

Pinheiro, Thelma Maria Melo 28 September 2012 (has links)
Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Életrica, 2012. / Submitted by Liliane Simões (miix007@gmail.com) on 2013-04-12T15:21:39Z No. of bitstreams: 1 2012_ThelmaMariaMeloPinheiro.pdf: 1966899 bytes, checksum: daa5be4a0e8490425dc52350b68277ea (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-15T15:07:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_ThelmaMariaMeloPinheiro.pdf: 1966899 bytes, checksum: daa5be4a0e8490425dc52350b68277ea (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-15T15:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_ThelmaMariaMeloPinheiro.pdf: 1966899 bytes, checksum: daa5be4a0e8490425dc52350b68277ea (MD5) / Os instrumentos de regulação por incentivo à qualidade do serviço mostram-se muito importantes para o desenvolvimento do setor elétrico, caminhando no sentido de aumentar a eficácia dos regulamentos e reduzindo os efeitos da regulação econômica para a redução imprudente dos custos em detrimento da qualidade. O principal objetivo do trabalho é averiguar a possibilidade de incorporar a qualidade do fornecimento na regulação econômica por meio da análise comparativa das distribuidoras de energia elétrica no período de 2007 a 2010. Outro objetivo é verificar se as distribuidoras rentáveis não necessariamente apresentam elevada qualidade de serviço e que as medidas de eficiência dos modelos baseados somente em custos não apresentam alta correlação com os modelos baseados na qualidade. Para a consecução destes objetivos, são calculadas as medidas de eficiência técnica, incorporando a qualidade, utilizando Modelos DEA (Data Envelopment Analysis). É proposta a aplicação dos índices de produtividade de Malmquist para verificar o desempenho do setor durante o período. São estudados quatro modelos distintos, cada um deles contando com diferentes combinações de entradas e saídas, nas quais estão incluídos os indicadores de continuidade globais das distribuidoras, permitindo um estudo sistematizado dos escores de eficiência obtidos para as empresas selecionadas. Os modelos que incorporam a qualidade não apresentaram fortes correlações com os modelos baseados apenas em gastos, indicando um possível trade off ou competências diferentes entre gastos totais e qualidade de serviço. Estes resultados demonstram que, pelo menos conceitualmente, é plausível e desejável integrar qualidade de serviço e despesas de capital na comparação de desempenho operacional das distribuidoras de energia elétrica. As distribuidoras que alcançaram a fronteira de eficiência, geralmente apresentaram um melhor desempenho apenas em custo ou apenas em qualidade. Logo, verificou-se que distribuidoras rentáveis não apresentam necessariamente um bom desempenho quanto à qualidade de serviço. Por fim, a consideração das variáveis de qualidade do serviço na avaliação do desempenho operacional, por meio dos índices de Malmquist, ampliou a quantidade de empresas com ganhos de produtividade no período. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The regulatory instruments of service quality incentive are very important to the electric sector development, moving towards increasing the effectiveness of regulations and reducing the effects of economic rules to reckless costs reduction over quality. The work main objective is to evaluate the possibility of incorporating the supply quality in the economic regulation through the electricity distribution companies comparative analysis in the period 2007 to 2010. Another objective is to verify if profitable utilities does not necessarily exhibit high service quality and if efficiency measures of costs based models are highly correlated to quality based ones. Order to achieve these goals, technical efficiency measures are calculated, incorporating quality, using DEA (Data Envelopment Analysis) models. The application of Malmquist productivity indices is proposed to evaluate sector performance in the period. Four different models are studied, each one featuring different combinations of inputs and outputs, including utilities continuity, allowing a systematic study of the efficiency scores obtained for the selected companies. Models that incorporate the quality did not show strong correlations to the cost based models, indicating a possible trade-off or different competences between overall costs and service quality. These results demonstrate that, at least conceptually, is plausible and desirable to integrate service quality and capital expenses in comparing operational performance of electricity utilities. Utilities that achieved the efficient frontier, generally presented only best cost performance or only best quality performance . Therefore, it was observed that profitable utilities do not necessarily present a good performance in terms of quality of service. Finally, considering the service quality variables in the operational performance evaluation, through the Malmquist indices, expanded the number of companies with productivity gains in the period.
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Estudos da capacidade de transporte em linhas de transmissão utilizando ferramentas de otimização / Study of the transport capacity in transmission lines using optimization tools

Silva, Robson Luciano Fernandes Pereira da 07 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-06T15:31:27Z No. of bitstreams: 1 2008_RobsonLucianoFPdaSilva.pdf: 472841 bytes, checksum: b97438352cbfe62bbffe1cb478182b9d (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-14T15:44:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RobsonLucianoFPdaSilva.pdf: 472841 bytes, checksum: b97438352cbfe62bbffe1cb478182b9d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-14T15:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RobsonLucianoFPdaSilva.pdf: 472841 bytes, checksum: b97438352cbfe62bbffe1cb478182b9d (MD5) Previous issue date: 2008-07 / Este trabalho apresenta a aplicação do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) e de Análise de Sensibilidade (AS) com restrição de corrente em linhas de transmissão. A restrição de corrente foi limitada pelo seu valor máximo, o qual é denominado de ampacidade. Normas técnicas estabelecem que o limite operacional da corrente não pode ser violado para que a distância mínima entre o cabo condutor e o solo seja respeitada. O método para a resolução do problema de FPO foi o Primal-Dual Barreira Logarítmica. Perturbações podem ocorrer na demanda do sistema ou no limite das restrições funcionais e das grandezas elétricas. A partir de um ponto ótimo de operação resultante do FPO, um novo ponto de operação pode ser é obtido através da AS. A formulação da AS está baseada no teorema de Fiacco. Testes foram realizados nos sistemas de 3 barras, IEEE 14 e 30 barras e no sistema equivalente Eletronorte com 142 barras nas situações de carga leve, média e pesada. Diferentes níveis de carregamento do sistema foram simulados com o objetivo de verificar a eficiência dos modelos de otimização quando sujeito às restrições operacionais do sistema e a restrição de corrente. Os resultados mostram que as ferramentas implementadas são eficientes para estudos de planejamento da operação. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents the problem application of Optimal Power Flow (OPF) and Sensitivity Analysis (SA) with transmission lines current constraints. The current constraint has been limited through the maximum current value, known as ampacity. Technique norms establish that the current operational limits can not be violated, thus the minimum distance between the conductor cable and the ground have to be respected. The Primal-Dual Logarithmic Barrier Method was used to solve the OPF problem. It is well known that disturbances can occur in a system or in the functional restriction limits and as well in the electrical quantities. From an optimal operation point resulting of the OPF, a new operation point can be obtained trough the SA, wich is based on the Fiacco theorem. Tests have been carried out in the 3 bus, IEEE 14 and 30 bus systems and in Eletronorte reduced system, wich have 142 bus. The tests carried out in the Eletronorte reduced system were performed under three load conditions, light, medium and heavy respectively. Different system load levels have been simulated with the goal to verify the optimization models efficiency under current restrictions. The results show that the implemented tools are efficient for planning and operating studies.
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Uma visão sócio-espacial para o planejamento das redes de distribuição de energia elétrica, tomando como referência a atuação da Cemig em Minas Gerais

Souza, Adriana Lannes 12 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2005. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2009-10-05T21:22:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_ADRIANA_LANNES_GEA_UNB_2005.pdf: 6051250 bytes, checksum: c84ef6245bd33dbb3fb3e16f585ac9bf (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-18T14:23:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_ADRIANA_LANNES_GEA_UNB_2005.pdf: 6051250 bytes, checksum: c84ef6245bd33dbb3fb3e16f585ac9bf (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-18T14:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_ADRIANA_LANNES_GEA_UNB_2005.pdf: 6051250 bytes, checksum: c84ef6245bd33dbb3fb3e16f585ac9bf (MD5) Previous issue date: 2005-12 / De acordo com os dados do Censo Demográfico, no ano 2000 existiam, no Brasil, cerca de 2,4 milhões de domicílios sem acesso ao serviço de energia elétrica. O acesso aos serviços públicos não se constitui apenas um direito do cidadão e cabe ao Estado promover políticas públicas que garantam a todos o acesso a esse serviço. A Universalização dos serviços de energia elétrica representa uma política pública de caráter social, visando garantir o acesso do cidadão brasileiro à energia de forma gratuita, conforme a Lei nº 10.4382002. De acordo com esse marco legal, estabeleceram-se critérios para a expansão das redes de distribuição de energia elétrica, objetivando aumentar as condições de acesso à energia elétrica para cada uma das regiões brasileiras. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), órgão que regulamentou a Lei supracitada por meio da Resolução nº 2232003, que estipula as condições e metas gerais para a Universalização do serviço, analisa os planos realizados pelas concessionárias de energia elétrica. A Universalização objetiva garantir o acesso à energia elétrica para as populações pobres e promover por esse meio o desenvolvimento econômico e social de regiões excluídas desse processo. Nesse trabalho é apresentada uma visão sócio-espacial para o planejamento da expansão das redes de distribuição de energia elétrica. Tomou-se como referencial empírico a área de atuação da concessionária CEMIG no Estado de Minas Gerais. Essa área possui, de acordo com o Censo 2000, aproximadamente 170.000 domicílios sem energia elétrica, concentrando-se a maior parte dos excluídos, no Norte do Estado. Na análise dos planos de Universalização elaborados pela empresa, constatou-se que a prioridade para a expansão seguiu uma metodologia que privilegiou municípios que já possuíam um alto índice de atendimento, não se considerando os aspectos sociais dessas localidades, conforme proposto pela política governamental. Nessa pesquisa, foram selecionadas variáveis sócio-espaciais, que ajudaram a caracterizar, sob a ótica social, os municípios. Essas variáveis integradas por meio de técnicas de geoprocessamento, resultaram em um modelo espacial de expansão das redes de distribuição de energia elétrica, gerando um novo mapa dos municípios prioritários para a expansão dessas redes, resultado este que diferiu do apresentado pela CEMIG em seus planos de universalização. Neste trabalho, procurou-se evidenciar a importância de uma metodologia eficiente na elaboração de políticas públicas, objetivando alcançar efetivamente a inclusão social e a melhoria da qualidade de vida da população, priorizando-se a parcela mais pobre da população. ____________________________________________________________________________ ABSTRACT / According to the 2000 Census of the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), there were in this year about 2.4 million of residences in Brazil with no access to electric energy. The access to public services is not only a citizen’s right but an obligation from the State to promote policies that assure everyone the access to electric energy. The Universal access program of energy services is a policy of social character that aims to guarantee the free access to electric energy. In accordance with Law n°. 10.438/2002, some criteria have been established to make possible the expansion of energy distribution nets, aiming to improve the conditions of access to electric energy in all Brazilian regions. The studies held by the concessionaries of electric energy are analyzed by the Brazilian Electricity Regulatory Agency– ANEEL, that has regulated the Law above mentioned and that stipulates the conditions and general objectives to the Universal access program. This paper has attempted to present a social-spatial vision for the planning of expansion of electric energy distribution nets. It has been taken as an empirical reference the area comprised by the concessionary CEMIG – Energetic Company of Minas Gerais. There are in this area, according to 2000 Census, a total of 172.790 residences without electric energy, being in the north region the largest part of the excluded people. By analyzing the Universal access program planning of CEMIG, it has been verified that the priority for the expansion happened under a methodology that has privileged the communities that already had a representative rate of access to energy, not taking into account the social aspects of the districts. This paper selects socio-spatial figures, which have helped on characterizing districts under a social view. Being these figures integrated through geoprocessing techniques, they have resulted in a spatial model that serves to the expansion of energy distribution nets generating a new map of main districts. The result achieved in this paper is different from CEMIG’s one. During the research, it has been given attention to an efficient methodology in the elaboration of public policies, this way the social inclusion project and the improvement population quality of life could be reached in fact, giving priority to the Brazilian poorest population.
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Ajuste ótimo da potência inserida por unidades de geração distribuída em alimentadores de média tensão / Optimum sizing of units of generations distributed in radial systems of distribution through techniques of nonlinear programming

Mendonça, Kenneth Roosevelt Sampaio 05 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-11-12T22:10:36Z No. of bitstreams: 1 dissertacao KENNETH ROSSEVELT SAMPAIO MENDONÇA.pdf: 857605 bytes, checksum: 765b37e60be197f934ae8f3fc6737469 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-03-01T21:57:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao KENNETH ROSSEVELT SAMPAIO MENDONÇA.pdf: 857605 bytes, checksum: 765b37e60be197f934ae8f3fc6737469 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-01T21:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao KENNETH ROSSEVELT SAMPAIO MENDONÇA.pdf: 857605 bytes, checksum: 765b37e60be197f934ae8f3fc6737469 (MD5) Previous issue date: 2006-05 / O dimensionamento ótimo de unidades de Geração Distribuída é um problema à qual a formulação leva em consideração a redução de perdas nas linhas de distribuição, o controle de tensão, a capacidade (em MW) das unidades respeitando os limites operacionais do sistema. O principal objetivo do processo de dimensionamento é determinar os níveis de potência ativa e reativa a serem inseridas em um sistema de distribuição radial de forma a reduzir suas perdas totais e realizar controle de tensão. Para isto, duas técnicas de programação não linear são implementadas: Método da Aproximação Quadrática e Método de Newton. Primeiramente, são apresentadas as soluções encontradas para redução de perdas em sistemas de distribuição da literatura, trabalhando em carga média. Os testes são realizados em barras escolhidas no início, meio e fim dos sistemas, de forma a observar o comportamento das técnicas de programação não linear utilizadas. A segunda abordagem, leva em consideração novamente os dados da literatura, mas com um enfoque diferente: o controle de tensão. Neste teste é utilizado, junto às técnicas de programação matemática, o Método das Penalidades que penaliza à função objetivo caso as tensões não estejam dentro dos limites determinados. A última abordagem é realizada com sistemas de distribuição criados no intuito de simular situações reais como redes sem ramificações e trabalhando em três níveis de carga: leve, médio e pesado. Os resultados das simulações mostram reduções maciças das perdas para a primeira abordagem, e para a segunda abordagem tem-se o controle de tensão, observanso-se um aumento das perdas totais do sistema para que seja realizado o controle de tensão nos sistemas testados. A principal vantagem da abordagem sugerida é a sua simplicidade de implementação e a sua velocidade de processamento. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The optimum sizing of units of Distributed Generation is a problem to which this formulation takes in consideration the reduction of losses in the distribution lines, the voltage control, the capacity (in MW) of the units respecting the operational limits of the system. The main objective of the sizing process is to determine the active and reactive power levels to be inserted in a system of radial distribution in order to reduce its total losses and to carry through voltage control. For this, two techniques of nonlinear programming are implemented: Quadratic Fit Method and Newton’s Method. First, the solutions found for the reduction of losses in distribution systems in the literature are presented, working with medium load. The tests are carried out at chosen bars in the beginning, middle and end of the systems, in order to observe the response behavior of the used techniques with nonlinear programming. The second approach, takes in consideration again the literature data, but with one difference: the voltage control. In this test it is used, together to the techniques of mathematical programming, the Method of the Penalties that penalizes the objective function in the case the voltage is not inside of the defined limits. The last approach is carried with distribution systems created to simulate real situations like feeders without ramifications and working within three load levels: low, medium and high. The results of the simulations show massive reductions of the losses in the first approach, and for the second one when the voltage control is exerted, it is observed an increase of the total losses of the system so that the control of voltage in the tested systems is carried out. The main advantage of the suggested approach is its simplicity implementation and its high processing speed.
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Estacionariedade e periodicidade do fator de desequilíbrio de tensão em sistemas de potência / Stationarity and periodicity of voltage unbalance factor in power systems

Feitosa, Eumann Magalhães 07 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-03-22T19:06:59Z No. of bitstreams: 1 2009_EumannMagalhaesFeitosa.pdf: 3321797 bytes, checksum: 6ad310a78fd14b21fff9109555bc569a (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-02T00:51:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_EumannMagalhaesFeitosa.pdf: 3321797 bytes, checksum: 6ad310a78fd14b21fff9109555bc569a (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-02T00:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EumannMagalhaesFeitosa.pdf: 3321797 bytes, checksum: 6ad310a78fd14b21fff9109555bc569a (MD5) Previous issue date: 2009-07 / No contexto da avaliação da qualidade de energia, é comum recorrer ao emprego de estatísticas de primeira ordem aplicadas ao fator de desequilíbrio de tensão (ou fator K), durante um determinado período de aquisição. No entanto, a confiabilidade de tais estatísticas, tal como a média, costuma ser negligenciada. Ou ainda, questiona-se se o período de medição comumente empregado (7 dias) é suficiente para efetuar qualquer julgamento sobre a qualidade da energia. Em rápida análise, vê-se que vários fatores influenciam no desequilíbrio de tensão. Dentre estes, um bastante notório é o horo-sazonal, o qual imbui o comportamento do desequilíbrio de tensão de uma componente aleatória, cujas características afetam diretamente qualquer metodologia a ser empregada para sua avaliação. Assim sendo, a duração e a época do monitoramento são questões importantes para a aplicação de critérios de avaliação de desempenho. Este trabalho propõe três algoritmos de estimação recursiva para a média e um para a variância do fator K. Além disso, a similaridade entre os resultados dos três algoritmos é avaliada com o emprego da Distância de Mahalanobis e é apresentada uma métrica para avaliar a confiança de tal estatística e as alterações que esta apresenta, quando considerados períodos de medição diferentes (nos casos aqui estudados, uma semana e treze semanas). Os 3 algoritmos mostraram similaridade de 95% em seus resultados, apontando para a convergência destes. Quanto à métrica, esta mostrou que seus resultados podem variar bastante de acordo com a duração do período de medição considerado. As principais contribuições deste trabalho foram: a proposição e implementação dos algoritmos; a validação da métrica com o uso de dados reais do sistema de transmissão de energia elétrica; e a avaliação da estacionariedade do índice de desequilíbrio considerado pela norma brasileira. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In order to evaluate the unbalance levels of voltage samples obtained from field measurements taken over a determined period, it is common to use first order statistics. However, in this type of study procedures capable of determining the reliability of said statistics are often neglected. As a result, questions arise whether the average is an adequate metric, or whether the measurement period normally called for by norms (7 days) is sufficient to conduct an adequate power quality assessment. On overview, many important factors arise to be considered. A notorious one is related to the season and time, that contributes to a random component to the voltage unbalance and affect directly any methodology used for its measurement. Therefore, duration and period are important questions about performance evaluation judgment. This study proposes three recursive estimation algorithms for the mean and one to the variance of K factor. Besides, similarity between these algorithms is assessed using Mahalanobis Distance and also a metric is described for the reliability of such statistics and its changes when different monitoring time intervals are considered ( at this study, one week and thirteen weeks). All algorithms results showed similarity of 95%, indicating a convergence of them. About the metric, were obtained that its results can significantly vary depending upon the time period used. The main contributions of this study are: proposition and implementation of the algorithms; validation of the metric employing real data from Brazilians power transmission system; and assessment of the stationary behavior characteristic of voltage unbalance used by Brazilians regulation.
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Avaliação técnico-econômica de um sistema híbrido de geração distribuída para o atendimento a comunidades isoladas da Amazônia

Severino, Mauro Moura 06 August 2008 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2011-02-12T19:37:20Z No. of bitstreams: 1 2008_MauroMouraSeverino.pdf: 3135937 bytes, checksum: bfc8977ecff5d5b4603b98148b2b33a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-02-16T01:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_MauroMouraSeverino.pdf: 3135937 bytes, checksum: bfc8977ecff5d5b4603b98148b2b33a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-02-16T01:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_MauroMouraSeverino.pdf: 3135937 bytes, checksum: bfc8977ecff5d5b4603b98148b2b33a0 (MD5) / Esta tese, que trata do problema de suprimento elétrico a comunidades isoladas da Amazônia por meio de geração distribuída, apresenta uma avaliação técnico-econômica do sistema híbrido de geração distribuída (SHGD) instalado no Centro de Pesquisas Canguçu (CPC), gerido pela Universidade Federal do Tocantins (UFT). Esse sistema utiliza a geração fotovoltaica para alimentar diretamente as cargas elétricas existentes e para carregar sistemas de armazenamento energético, na forma de hidrogênio e de baterias, que são utilizados como fonte de energia para a geração elétrica que alimenta as cargas existentes nos momentos de insuficiência ou de inexistência da radiação solar. Para a consecução desse objetivo, o trabalho apresenta discussão abrangente a respeito do tema geração distribuída; descrição detalhada acerca de geração fotovoltaica e de células a combustível; descrição minuciosa do CPC, do Projeto CPC e do SHGD; e descrição da metodologia utilizada. A avaliação técnico-econômica, realizada por meio de discussões conceituais, de experimentos de campo e de simulação computacional considerando incertezas, permitiu a verificação do desempenho técnico do sistema, o cálculo dos custos de implantação do SHGD e da energia gerada por ele e a comparação econômica dele com outras soluções de geração para o atendimento a comunidades isoladas: solar térmica e fotovoltaica, célula a combustível, eólica, biomassa de bagaço de cana e de gás de lixo, pequena central hidrelétrica, rede convencional e grupo motor gerador a dísel. Todos os resultados obtidos foram analisados, e as principais conclusões apresentadas. Os diversos resultados obtidos permitiram concluir que a metodologia utilizada foi adequada ao objetivo do trabalho e que as planilhas eletrônicas construídas possuem características muito favoráveis à utilização e são ferramentas poderosas para a simulação do SHGD em outras condições ou de outros sistemas com características similares. A avaliação técnico-econômica permitiu concluir que, do ponto de vista convencional, não há estímulo, ao menos no curto prazo, à replicação do SHGD em outras localidades, em razão do custo bastante elevado em comparação ao apresentado por outras possíveis soluções de geração, mas indicam também a viabilidade técnica do sistema. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis, concerned with electrical supplying of Amazonian isolated communities through distributed generation, presents a technical and economical evaluation of the distributed generation hybrid system (SHGD) installed in Canguçu Research Centre (CPC), managed by Federal University of Tocantins (UFT). The system uses photovoltaic generation to directly supply existing electric loads and to charge energetic storage systems, under the form of hydrogen and batteries, which represents energy source for electric generation for supplying existing loads in periods of insufficiency or inexistence of solar radiation. This work widely discusses the subject distributed generation and presents detailed description of photovoltaic generation and fuel cells; detailed description of CPC, CPC Project and SHGD; and description of the methodology used. Technical and economical evaluation, realized through conceptual discussions, practical experiments and computational simulations considering uncertainties, allowed verifying the system’s technical performance, calculating SHGD installation and it’s generated energy costs and comparing economically the SHGD with other generation solutions for supplying isolated communities: solar thermal and photovoltaic, fuel cell, wind, sugar cane and waste gas biomass, small hydroelectric plant, conventional grid, and diesel generation. All results were analyzed and the main conclusions were presented. Several results obtained allowed concluding that the adopted methodology was adequate to the work’s objective and that the electronic spreadsheets have very favorable characteristics for usage and are powerful instruments for simulating SHGD under other conditions or other similar systems. Technical and economical evaluation results guide to the conclusions that, on a conventional point of view, discourage, at least in the short term, SHGD replication in other localities, due to the very high cost in comparison to other possible generation solutions, but also indicate the system’s technical viability.
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Utilização dos coeficientes de sensibilidade das perdas (itl) na determinação das melhores barras para localização de uma unidade de geração distribuída em sistemas de distribuição radiais / The use of loss sensibility coefficients (itl) to determine the best buses to locate generation units distributed in radial distribution systems

Santos, Edison Carlos dos 15 October 2009 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-04T13:25:14Z No. of bitstreams: 1 2009_EdisonCarlosdosSantos.pdf: 2701654 bytes, checksum: 04f446350e840ad0261c8750bd0feaa7 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T12:26:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_EdisonCarlosdosSantos.pdf: 2701654 bytes, checksum: 04f446350e840ad0261c8750bd0feaa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-06T12:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EdisonCarlosdosSantos.pdf: 2701654 bytes, checksum: 04f446350e840ad0261c8750bd0feaa7 (MD5) / O presente trabalho apresenta um método simples e rápido para identificar a melhor localização de unidades de geração distribuída em sistemas de distribuição radiais, visando minimizar as perdas técnicas. O método proposto realiza um estudo de sensibilidade das barras que compõe o sistema de distribuição, de forma a avaliar o comportamento das perdas ativas totais da rede. Para isso, utiliza-se o ITL (Incremental Transmission Losses), que indica a sensibilidade da mudança das perdas ativas totais em função da variação incremental da potência ativa injetada em cada uma das barras do sistema analisado. Os coeficientes formados por esta relação indicam as barras mais susceptíveis a receber uma unidade de GD. Para solução do fluxo de carga pelo método de Newton-Raphson e determinação dos coeficientes de sensibilidade das perdas, conhecidos como ITL, se utiliza de programação em MATLAB® e do pacote MATPOWER® como ferramentas computacionais. Os resultados obtidos das simulações nos sistemas radiais de 5, 33 e 69 barras, clássicos da literatura, comparados com os originados da aplicação do método de varredura de todas as barras, mostram que com apenas uma simulação obtém-se a classificação, dentre as barras candidatas, daquelas que apresentam os menores valores de perdas totais do sistema. Assim, com este método proposto, tem-se, tanto uma redução significativa do tempo de processamento, quanto um aumento das alternativas de localização da GD para o estudo de viabilidade do empreendimento. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study presents a simple and rapid method to identify the best location of generation units distributed in radial distribution systems, with the aim to minimize technical losses. The proposed method carried out a study of the sensitivity of the buses comprising the distribution system, to evaluate the behavior of the total losses of the network. This involved the use of the ITL (Incremental Transmission Losses) index, that indicates the sensitivity of changes in total active losses to incremental variations in active power injected in each one of the buses of the analysed system. The coefficients produced by this ratio indicate the buses that are most susceptible to receiving a unit of GD. To determine the power flow with the Newton-Raphson method, and to determine the loss sensitivity coefficients, known as ITL, MATLAB® and MATPOWER® were used as computational tools. The results obtained from simulations in 5, 33 and 69 bus radial systems, classic in the literature, compared with those produced by the all-bar scanning method, show that with a single simulation, a ranking is obtained of the potential buses presenting the lowest total loss values for the system. Thus, the method proposed not only significantly reduces processing time, but also increases the GD location alternatives in feasibility studies.
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Análise do desempenho dos agentes de distribuição diante das regras de contratação de energia elétrica instituídas pelo modelo do setor elétrico

Lima, Carlos Eduardo Guimarães de 19 March 2011 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Economia, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-10-14T13:48:28Z No. of bitstreams: 1 2011_CarlosEduardoGuimaraesdeLima.pdf: 2985735 bytes, checksum: 17ab0252c84c537fcf39bb8f2d8391cf (MD5) / Approved for entry into archive by LUCIANA SETUBAL MARQUES DA SILVA(lucianasetubal@bce.unb.br) on 2011-10-24T15:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_CarlosEduardoGuimaraesdeLima.pdf: 2985735 bytes, checksum: 17ab0252c84c537fcf39bb8f2d8391cf (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-24T15:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_CarlosEduardoGuimaraesdeLima.pdf: 2985735 bytes, checksum: 17ab0252c84c537fcf39bb8f2d8391cf (MD5) / O objetivo desse trabalho é analisar o desempenho dos vinte e cinco (25) agentes mais representativos do mercado de distribuição de energia elétrica, diante das regras de contratação de energia, instituídas pelo modelo do setor elétrico, no período entre 2005 e 2010. Para isto, foi construída uma estrutura de cálculo para a determinação dos níveis de contratação e das perdas financeiras por subcontratação, sobrecontratação e penalidades, utilizando base de dados montada, predominantemente, por informações públicas de contabilizações da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE). Desta maneira, foi possível avaliar a influência das regras de contratação no resultado dessas perdas financeiras, como também realizar simulações alterando o nível máximo de 103% de sobrecontratação com direito de repasse às tarifas. Adicionalmente, foi realizada a simulação do impacto médio nas tarifas de energia elétrica dos agentes selecionados, motivado pelo repasse do custo da sobrecontratação prevista na regulamentação. Diante dos resultados e simulações encontrados, concluiu-se que os mecanismos de mitigação de risco dos agentes de distribuição, presentes nas regras de contratação, reduzem consideravelmente o volume de perdas financeiras. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this report is analysing the performance of twenty five (25) most representative agents of the electric power distribution market, in face of the rules of energy contracting, instituted by the electric power sector model, from 2005 to 2010. With this purpose, a calculation structure was built to determine the levels of contracting and financial loss due to under-contracting, on-contracting and penalties, using the database established, mainly, on public information about accountabilities of Electric Power Commercialization Chamber (CCEE). Therefore, it was possible to evaluate the contracting rules on the results of these financial losses, as well as make simulations altering the maximum level of 103% of under-contracting with the right to pass to the rates. In addition, a simulation of the average impact on the energy rates of the selected agents was undertaken, motivated by the pass of the on-contraction cost previewed on the regulation. Taking the results and simulations found into account, it is concluded that the mechanisms of agent risk distribution mitigation, present on the contracting rules, reduce considerably the volume of financial losses.

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