Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é proposto e apresentado um medidor inteligente de energia elétrica considerando os métodos de medição classe S especificados no PRODIST e na norma IEC 61000-4-30. O medidor proposto calcula os valores eficazes de tensão e corrente, as potências aparente, ativa e reativa, o fator de potência, a frequência, as distorções harmônicas e detecta a ocorrência de variações de tensão de curta duração. Como principais contribuições deste trabalho, pode-se citar a avaliação de métodos existentes e a proposta de um novo método para detectar a origem de distúrbios em relação à localização do medidor. Propôs-se também uma interface gráfica que permite o monitoramento dos parâmetros elétricos e de qualidade de energia, e ainda possibilita a interação do consumidor para a obtenção o de informações detalhadas sobre o estado da rede. O medidor pode ser utilizado como um registrador de dados e permite o acesso à sua interface gráfica por meio da utilização da porta de comunicação ethernet. Para a validação inicial, realizaram-se simulações computacionais, a partir de um modelo de consumidor residencial, em diferentes cenários de operação. Na etapa de validação experimental, foi utilizada uma fonte de geração de sinais e realizaram se testes com o medidor conectado à rede de distribuição de baixa tensão. A partir destas etapas foi possível verificar o funcionamento da interface gráfica e validar o funcionamento do medidor inteligente proposto. / In this study, a smart meter is presented, which considers the class S measurement methods specified at IEC 61000-4-30 standard and PRODIST. The proposed smart meter calculates RMS voltage and current values, active, reactive and apparent powers, power factor, frequency, harmonic distortions and detects short duration voltage variations. As main contributions of this study, it can be mentioned the evaluation of existing methods and the proposal of a new method to determine on which side of a recording device a disturbance originates. It’s also developed a graphical interface that allows the monitoring of electrical and power quality parameters and it enables consumer interaction to get detailed power grid information. The smart meter can also be used as a data logger and it allows access to its graphical interface through ethernet communication port. For the initial validation, computer simulations were performed through a residential consumer model in different operating scenarios. The experimental validation tests were carried out using an AC power source and the smart meter has been connected to low-voltage distribution grid. Through these steps, it was possible to verify the interface operation and to validate the proposed smart meter operation.

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Mara Lúcia Martins Lopes / Banca: Arlan Luiz Bettiol / Banca: Edmárcio Antonio Belati / Resumo: Muitos esforços têm sido despendidos para tentar sanar problemas relacionados com Qualidade da Energia Elétrica (QEE), principalmente na automação de processos e desenvolvimento de equipamentos de monitorização que possibilitem maior desempenho e confiabilidade a todo o Sistema Elétrico. Esta pesquisa apresenta um sistema eficiente de identificador/classificador automático de distúrbios chamado de Rede Neuro-Fuzzy-Wavelet. A estrutura básica dessa rede é composta por três módulos: o módulo de detecção de anomalias onde os sinais com distúrbios são identificados, o módulo de extração de características onde as formas de onda com distúrbio são analisadas, e o módulo de classificação que conta com uma rede neural ARTMAP Fuzzy, a qual indica qual o tipo de distúrbio sofrido pelo sinal. Os tipos de distúrbios incluem os isolados de curto prazo, tais como: afundamento de tensão (sag), elevação de tensão (swell), os distúrbios de longo prazo como distorção harmônica, bem como distúrbios múltiplos simultâneos como afundamento de tensão com distorção harmônica e elevação de tensão com distorção harmônica. A concepção do sistema de inferência (neural wavelet ARTMAP fuzzy) permite realizar a classificação dos referidos distúrbios de forma robusta e com grande rapidez na obtenção das soluções. Testes apontam para o alto desempenho dessa rede na detecção e classificação correta dos tipos de distúrbios de tensão analisados, 100% de acerto. A forma robusta e grande rapidez na obtenção dos resultados, possibilita sua aplicação em tempo real, visto que o esforço computacional, muito pequeno, é alocado, basicamente, na fase de treinamento. Somente uma pequena parcela de tempo computacional é necessária para a efetivação das análises. Além do mais, a metodologia proposta pode ser estendida para a realização de tarefas mais complexas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Many efforts have been spent to solve problems related to Power Quality (PQ), principally in process automation and developing monitoring equipments that can provide more reliability and behavior for the electrical system. This research presents an efficient automatic system to identify/classify disturbs by Fuzzy Wavelet Neural Network. The basic structure of this neural network is composed of three modules such as: module for detecting anomalies where the signals with disturbs are identified, module for extracting the characteristics where the wave forms with disturbs are analyzed, and the module of classification that contains a fuzzy ARTMAP neural network that shows the type of disturbs existing in the signal. The types of disturbs include the short term isolated ones which are: voltage dip (sag), voltage increasing (swell); the long term disturbs such as harmonic distortion as well as the multiple simultaneous ones like the voltage dip with harmonic distortion and voltage increasing with harmonic distortion. The inference system (neural wavelet ARTMAP fuzzy) allows executing the classification of the cited disturbs very fast and obtaining reliable results. This neural network provides high performance when classifying and detecting the voltage disturbs very fast with about 100% of accuracy. The speed in obtaining the results allows an application in real time due to a low computational effort, which is basically in the training phase of the neural network. A little time of the computational effort is spent for the analysis. Moreover the proposed methodology can be used for realizing more complex tasks, as for example the localization of the power sources of the voltage disturbs. It is a very important contribution in the power quality, mainly to be a needy activity for solutions on the specialized literature / Doutor

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / A operação de unidades de geração distribuída (UGDs) é um assunto relativamente novo no cenário energético brasileiro. A conexão destas unidades à rede, bem como sua desconexão vêm sendo abordadas em pesquisas recentes em todo o mundo. É necessário que a energia elétrica entregue à rede e à carga tenha certos níveis de qualidade para que o consumidor seja devidamente atendido até mesmo em situações de contingência. Outro cuidado necessário é com relação aos sistemas de controle envolvidos, para que operem sem degradar a qualidade de energia. Neste sentido, este trabalho propõe a análise da estabilidade e da qualidade de energia no ponto de conexão de uma unidade de geração distribuída à rede e a carga ou apenas à carga, sendo ambas situações através de filtro LCL (indutivo-capacitivo-indutivo). Este tipo de filtro possui uma impedância caracterizada por um pico de ressonância próximo a sua frequência de corte. É necessário que este pico seja amortecido para que o sistema não seja levado à instabilidade. Nesta dissertação são propostos alguns casos para análise. Estes casos se diferem pela variável controlada, pela forma de operação do sistema e pela técnica não amortecimento utilizada. No caso do inversor conectado à rede e à carga, são analisados os casos em que a corrente do primeiro ou do segundo indutor de filtro é a variável controlada. Já para o caso em que o inversor está apenas alimentando a carga local, a variável controlada é a tensão no capacitor do filtro LCL. Todos estes casos são avaliados operando sem amortecimento nenhum da ressonância, com amortecimento passivo ou com amortecimento ativo. Além disso, para estes cenários há ainda a variação nos parâmetros da carga RL(resistiva-indutiva) a fim de verificar qual é a influência da variação da carga na estabilidade do sistema e na qualidade de energia no ponto de conexão. As análises de estabilidade são realizadas através de diagramas de Bode e mapas de polos e zeros do sistema. A análise da qualidade da energia realiza-se por meio de resultados experimentais obtidos em uma bancada experimental. Verifica-se através dos resultados que em termos de qualidade de energia não existem alterações significativas controlando-se diferentes variáveis no modo conectado. Além disso, constata-se também que outros fatores, além da variável controlada, do tipo de técnica utilizada para amortecimento e da frequência crítica influenciam na instabilidade ou não do sistema devido à ressonância. Através das análises, observa-se também que um controlador PI (proporcional-integral) bem ajustado pode oferecer robustez ao sistema frente às variações de parâmetros da carga e consequentes variações nas variáveis controladas. Nota-se também que para o caso ilhado, as DHTi e DHTv (Distorções Harmônicas Totais de Corrente e de Tensão) são baixas, fornecendo energia com boa qualidade para a carga local alimentada pelo sistema. / The operation of distributed generation units (DGUs) is a relatively recent issue in the Brazilian energetic scenario. The connection of these units to the grid, as their disconnection are being approached in recent researches worldwide. It is necessary that the electrial power delivered to the grid and to the power has some levels of quality so the consumer may be well attended even in contingence situations. Another necessary caution is related to the control systems involved, so they operate without degrade the power quality. At this point, this work proposes the stability and power quality analysis in the point connection of a distributed generation unit to the grid and to the load or just to the load, both situations through LCL (inductive-capacitive-inductive) filter. This kind of filter has an impedance that is characterized by resonance peak near to its cut-off frequency. It is necessary to damp this peak in order that the sytem is not lead to instability. In this Master Thesis, some cases are proposed to be analyzed. These cases differ one from another because of the controlled variable, by the kind of operation of the system and by the damping technique that is used. In the case of the grid and load-tied inverter, the analyzed cases are those in which the first or second filter inductor current is the controlled variable. For the case in which the inverter is just feeding the local load, the controlled variable is the LCL filter capacitor voltage. All of these cases are evaluated by operating with none resonace damping, passive damping or active damping. Beyond this, for these scenarios, there is the parameters variation of the RL (resistive-inductive) load in order to check which is the influence of the load variations in the system stability and in the power quality at the connection point. The stability analysis are performed through Bode diagrams and pole-zero maps of the system. The power quality analysis is carried out by means of experimental results obtained in an experimental bench. It is verified through the results that in terms of power quality, there is not significantly changes by controlling different variables in the grid-tied mode. Furthermore, other factors, beyond the controlled variable, the kind of damping technique and the criticak frequency influence in the instability of the system due to the resonance. Through the analysis, it is oberserved that a well-adjusted PI (proporcional-integral) controller may offer robustness to the system under load parameter variations and consquent controlled variable variations. It is also noted that for the stand-alone case, the THDi and the THDv (Total Harmonic Distortions of Current and Voltage) are low, providing good power to the local load fed by the system.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Distinct matters related to power quality challenges represent areas of growing interest for the electric engineering community. By considering the subject of power supply with quality and reliability, the continuity of the supply appears as a very important task to be fulfilled. As a matter of fact, the occurrence of failures in components and installations, in special those related to the misoperation of power cables, emerges as a relevant point to be tackled. Within this context arises the insulation degradation due to the known water treeing phenomenon. This effect has been reported as a cause for precocious aging of insolated cables and subsequent impacts upon the dielectric material. Focusing this subject, this thesis aims at presenting a methodology for estimating the actual operational conditions of a given insolated cable by the loss current analysis. The technique here employed is based upon time domain representation and uses the Fourier decomposition for identification of the harmonic contribution of the currents involved from which the methodology provides means to establishing insulation state indicators so as to forecast information about the cable life expectance conditions. / As questões relacionadas com a qualidade de energia elétrica representam, efetivamente, desafios crescentes para o setor de engenharia elétrica. No que tange ao fornecimento de energia com qualidade e confiabilidade, um dos problemas consiste na descontinuidade não programada de suprimento devido à ocorrência de falhas em componentes diversos da instalação, particularmente aqueles relativos a defeitos na isolação nos cabos de potência, responsáveis por parcela significativa das paradas intempestivas de consumidores. Uma das principais causas da degradação da isolação de cabos de potência é o fenômeno conhecido por arborescência que provoca o envelhecimento precoce dos cabos elétricos, podendo ocasionar o rompimento do material dielétrico. Diversos estudos e métodos diagnósticos vêm sendo desenvolvidos para a detecção dessas arborescências objetivando informações sobre o nível de degradação da camada isolante, com vistas à manutenção preventiva e acompanhamento da sua vida útil, predizendo as condições operacionais da isolação dos cabos elétricos. É nesse contexto que se insere a presente tese, a qual está direcionada para o desenvolvimento de uma metodologia para identificação do estado operacional da camada isolante, com base na análise da corrente de fuga. A técnica de modelagem empregada fundamenta-se no domínio do tempo e utiliza a decomposição em séries de FOURIER para identificação da contribuição harmônica dos sinais envolvidos no estudo, a partir dos quais são determinados indicadores de estado que são utilizados para o estabelecimento de diagnósticos da severidade da degradação. / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The quality of the electric energy emerges as an area of great interest to both consumers and supply authorities. Searching half the subject prescribed, it is recognized, in the present time, the national and international existence of recommendations, norms and criteria directed toward the orientation of the boundary-values or reference for the diverse pointers that characterize the desired standard of quality. Inside of this context, if a measured harmonic voltage distortion exceeds that which is permitted, mitigation procedures must be promptly considered. These procedures can cause great conflict between the supplier and the consumer due to a lack of consensus on who is the mainly responsible for the harmonic distortions. The objective of this study is to establish a just procedure for sharing the responsibility for actual harmonic voltage distortion at a given point of common coupling between the supplier and the consumer. The methodology is based on the analysis of measured voltage and current signals at the PCC and on information related to the harmonic impedances involved in the process. Both the supply and the load impedances are considered and an approach for coupling with consumer representation is presented. The method is applied to a laboratory arrangement which uses a programmable voltage source in combination with a load comprising linear and nonlinear components. The results highlight the consistence of the proposal when identifying the individual contribution of the supplier and the consumer. By finding the supply and load harmonic contributions it is possible to achieve fairer cost sharing when mitigation procedures are needed to reduce voltage distortion to admissible legislation limits. / A qualidade da energia elétrica se apresenta como uma área de grande interesse para os consumidores e concessionárias de energia. Buscando meios para regulamentar o assunto, reconhece-se, na atualidade, a existência de recomendações, normas e critérios nacionais e internacionais voltados para a orientação dos valores limites ou de referência para os diversos indicadores que caracterizam o padrão de qualidade desejado. Dentro deste contexto, as distorções harmônicas nos sinais de tensão e corrente surgem como uma das questões mais preocupantes. Almejando, pois a preservação da qualidade do suprimento no que tange às distorções harmônicas, assim como para os demais itens de definição da qualidade, faz-se, muitas vezes necessário, a utilização de técnicas para a identificação da responsabilidade entre supridores e consumidores quanto à presença de distorções harmônicas de tensão junto aos pontos de acoplamento comum das redes de suprimento. Focando este tema, esta tese encontra-se direcionada ao estabelecimento e avaliação de desempenho de um procedimento sistematizado para o compartilhamento das responsabilidades entre supridores e consumidores, quanto à presença de distorções harmônicas de tensão junto aos pontos de acoplamento comum entre as partes. A metodologia é fundamentada na análise de sinais de tensão e corrente, obtidos dos sistemas, e em informações associadas com as impedâncias harmônicas próprias aos sistemas elétricos envolvidos no processo. A questão da modelagem da carga é ressaltada de modo especial. O método almeja contribuir na direção do estabelecimento de medidas de compensação quando os valores limites das distorções são superiores àqueles previstos pela legislação. Finalmente, objetivando ilustrar a aplicabilidade da proposta, ensaios laboratoriais são realizados a fim de evidenciar sua potencialidade. / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soothing Equipment of harmonics and compensating reactive power have been widely discussed and applied successfully in recent years in the most varied industrial and commercial installations, encouraged by eliminating the fine for low power factor and by problems arising out of the significant increase in nonlinear loads connected to these electrical systems. Currently, various types of equipment that do the dual function of reducing harmonic content and power factor correction are applied using simulation techniques and well-known studies (through programmes computational load flow and flow harmonics) to ensure the most appropriate field response. In this sense, the proposed work is to show a technical-economical comparison between the equipment most frequently used as a solution of power factor and problems with harmonics, being them: Bank capacitors, passive harmonic filter detuned, passive harmonic filter tuned active harmonic filter, and harmonic hybrid filter. Evaluates the performance of each of these equipment mentioned above, where the following technical aspects will be assessed: voltage, current effective, total harmonic distortion of voltage (DTT), total harmonic distortion of current (DTI), active power, reactive, apparent, harmonic distortion and power factor. Simulations with the application of all types of equipment cited, power factor correction and filtering of harmonics, provide results with their respective implementation costs. Finally, the results obtained will be presented by monitoring in the field of the main electrical magnitudes in analysis, the solution adopted in the light of better cost x benefit and the performance of equipment installed for the desired by the company consumer goals. / Equipamentos mitigadores de harmônicos e compensadores de energia reativa têm sido bastante discutidos e aplicados nos últimos anos com sucesso nas mais variadas instalações comerciais e industriais, fomentados pela eliminação da tarifação por baixo fator de potência e por problemas advindos do aumento significativo de cargas não lineares conectadas a estes sistemas elétricos. Atualmente, diversos tipos de equipamentos que fazem à dupla função de redução do conteúdo harmônico e correção do fator de potência são aplicados, utilizando técnicas de simulação e estudos bem conhecidos (através de programas computacionais de fluxo de carga e fluxo harmônicos) visando garantir a resposta em campo mais adequada. Neste sentido, o trabalho proposto tem por objetivo mostrar uma comparação técnico-econômica entre os equipamentos mais utilizados como solução do fator de potência e de problemas com harmônicos, sendo eles: banco de capacitores, filtro harmônico passivo dessintonizado, filtro harmônico passivo sintonizado, filtro harmônico ativo e filtro harmônico híbrido. Será avaliado o desempenho destes equipamentos através dos seguintes aspectos técnicos: tensão eficaz, corrente eficaz, distorção harmônica total de tensão (DTT), distorção harmônica total de corrente (DTI), potência ativa, reativa, aparente, distorção harmônica e fator de potência. As simulações com a aplicação de todos os tipos de equipamentos citados, de correção do fator de potência e filtragem de harmônicos, proporcionarão resultados com seus respectivos custos de aplicação. Finalmente, serão apresentados os resultados obtidos através do monitoramento em campo das principais grandezas elétricas em análise, da solução adotada em função de uma melhor relação custo x benefício, bem como do desempenho dos equipamentos instalados, para os objetivos desejados pela empresa consumidora. / Mestre em Ciências

A very controversial issue that assumes increasing importance in the national scenario is related to the well area known as Refunding Request for Damages. This subject, amongst other aspects, aims at providing means to support the necessary answer to the consumers when a equipment damage is claimed due to a occurrence in the electrical network. With this in mind, the main idea consists in establishing a correct relationship between power system distribution or transmission phenomena with a given required demand for refunding. In this way, the conventional procedures actually in practice are quite empirical and the search for computational means to provide the required answer appears as an attractive scientific and technique base approach. Using this approach it is believed that a more consistent and impartial method would be of great help to accomplish the focused matter. Within this context, this dissertation aims to contribute in two specific topics: the first is associated to a methodology to cope with the equipment time of use and its insertion in the so called APR software. The second target goes towards the investigation of 25 cases of real refunding requests occurred at the Centrais Eletricas Matogrossenses CEMAT so as to provide a first step towards the validation procedure of the overall procedures. / Uma questão bastante controversa e que assume crescente importância no cenário nacional corresponde aos assuntos contemplados dentro da sigla PID (Pedidos de Indenização por Danos). Esta área, dentre outros aspectos, tem por objetivo oferecer respostas para as mais distintas solicitações de indenização por danos ocorridos em equipamentos instalados junto aos consumidores residenciais, comerciais e industriais. Com este foco, o tema em pauta tem por função primordial correlacionar eventuais danos em equipamentos com ocorrências manifestadas nas redes elétricas, emitindo, assim, um parecer final sobre o nexo causal entre os fenômenos e seus efeitos. Neste contexto, os procedimentos atuais seguem uma linha bastante empírica e, a busca por meios computacionais, fundamentados nos princípios da ciência e tecnologia, surge como uma alternativa importante, consistente e imparcial para a busca das almejadas respostas. É pois dentro deste cenário que encontra-se inserida a presente dissertação, a qual, somado a outras questões, contribui em duas direções: a primeira voltada para a proposição e incorporação, num programa já desenvolvido (APR), dos efeitos associados com o tempo de uso dos equipamentos, e a segunda encontra-se direcionada para a realização de estudos investigativos visando a validação do software. Esta última contribuição encontra-se alicerçada em 25 (vinte e cinco) casos reais de pedidos de ressarcimento ocorridos no âmbito do sistema de distribuição da concessionária Centrais Elétricas Matogrossenses S.A CEMAT e na correlação entre os indicativos do programa e as ações tomadas pela empresa. / Mestre em Ciências

Apresenta-se uma metodologia que tem como base a análise de campos magnéticos no monitoramento da qualidade da energia de sistemas elétricos. Em particular, são avaliados os aspectos referentes à detecção de faltas em sistemas elétricos. Diferente do processo de monitoração tradicional, cujos sensores precisam estar fisicamente conectados aos circuitos analisados, propõe-se estudar a viabilidade da utilização dos sinais provenientes da assinatura magnética resultante no exame do desempenho dos sistemas elétricos. Ressalta-se, assim, a característica não invasiva deste processo. Em uma primeira instância, simulações numéricas e medidas experimentais são usadas para estimar a validade deste método. Com base em valores das correntes de falta fase-terra, relacionados a configurações reais de sistemas de distribuição, provenientes de simulações numéricas e disponibilizadas na literatura, são calculados os campos magnéticos em regiões pré-selecionadas próximas às linhas. A seguir, aplicam-se os conceitos relacionados a wavelets no tratamento dos sinais resultantes. É nesta etapa que, por meio da decomposição da assinatura magnética correspondente, serão obtidos os dados necessários para se correlacionar os componentes dos sinais ao diagnóstico das faltas, nos sistemas elétricos. A Análise de múltirresolução é aplicada. Além destes resultados teóricos, aqueles provenientes de uma bancada experimental são examinados. Algumas configurações canônicas foram pré-selecionadas, visando estudar a eventual influência dos aspectos geométricos nos resultados relacionados à decomposição do sinal em análise. Embora métodos analíticos pudessem ser empregados na determinação da assinatura magnética resultante, os métodos numéricos, tais como o método dos elementos finitos, foram utilizados visando agilizar a obtenção de resultados teóricos a serem avaliados. Da mesma forma, aplicativos já disponibilizados comercialmente foram utilizados na decomposição dos sinais. Esta metodologia foi aplicada, também, para identificar faltas, aplicando-se a análise da variância para os diversos níveis do detalhe wavelet. A validação da metodologia foi feita pela comparação entre os resultados simulados e obtidos experimentalmente. / A methodology based on the analysis of magnetic fields for monitoring the quality of energy in electrical systems is presented herein. Aspects referring to fault detection in electrical systems in particular are evaluated. Contrary to the traditional monitoring process, in which sensors must be physically linked to the circuits under analysis, the results are presented from a feasibility study on the use of signals arising from the resulting magnetic signature by means of the electrical systems analysis. Thus the non-invasive characteristic of this process should be pointed out. First, numerical simulations and experimental measures were used to estimate the validity of this method. Based on values of the current of phase-earth fault related to actual features of the distribution systems and derived from numeric simulations found in the literature, the magnetic fields, in pre-established regions, were calculated. Following this, the concepts related to wavelets in the treatment of resulting signals were applied. It is in this phase that, by means of the decomposition of the corresponding magnetic signature, the data necessary to correlate the signal components for the diagnosis of faults in electrical systems were obtained. A Multiresolution Analysis (MRA) was applied. In addition to these theoretical results, the results from a laboratory workbench were also examined. Some canonical features were pre-selected, aiming to study the influence of geometric aspects on the results related to the signal decomposition analyzed. Although analytical methods could be employed to determine the resulting magnetic signature, numerical methods, such as the finite element method, were used to expedite obtaining the theoretical results to be analyzed. Likewise, commercial software was also used for the decomposition of signals. This methodology was validated by comparing the measured and simulated magnetic flux density. This methodology was also applied to identify and classify faults by means of the variance curve towards the wavelet detail.

Ser eficiente é um requisito para a sustentabilidade das empresas concessionárias de distribuição de energia elétrica no Brasil. A busca pela eficiência deve estar em harmonia com a melhoria contínua da qualidade, da segurança e da satisfação dos consumidores e das partes envolvidas. O desafio de atender múltiplos objetivos requer que as empresas do setor desenvolvam soluções inovadoras, com a mudança de processos, tecnologia, estrutura e a capacitação das pessoas. Desenvolver um modelo operacional eficiente e uma gestão rigorosa dos custos são fatores-chave para o sucesso das empresas, considerando o contexto regulatório de revisão tarifária que incentiva a melhoria do desempenho. O modelo operacional é definido a partir da organização logística dos recursos para atendimento da demanda de serviços, que define também os custos fixos e variáveis de pessoal (salário, horas extras, refeições), infraestrutura (manutenção de prédios, ferramentas e equipamentos) e deslocamentos (manutenção de veículos, combustível), por exemplo. A melhor alocação e o melhor dimensionamento de bases operacionais possibilitam a redução dos custos com deslocamento e infraestrutura, favorecendo o aproveitamento da força de trabalho em campo, a melhoria do atendimento dos clientes e da segurança dos colaboradores. Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização de custos através da alocação de bases e equipes operacionais, com o modelamento matemático dos objetivos e restrições do negócio e a aplicação de algoritmo evolutivo para busca das melhores soluções, sendo uma aplicação de Pesquisa Operacional, no campo da Localização de Instalações, em distribuição de energia elétrica. O modelo de otimização desenvolvido possibilita a busca pelo ponto de equilíbrio ótimo que minimiza o custo total formado pelos custos de infraestrutura, frota (veículos e deslocamentos) e pessoal. O algoritmo evolutivo aplicado no modelo oferece soluções otimizadas pelo melhoramento de conjuntos de variáveis binárias com base em conceitos da evolução genética. O modelo de otimização fornece o detalhamento de toda a estrutura operacional e de custos para uma determinada solução do problema, utilizando premissas de produtividade e deslocamentos (velocidades e distâncias) para definir as abrangências de atuação das bases operacionais, recursos (equipes, pessoas, veículos) necessários para atendimento da demanda de serviços, e projetar todos os custos fixos e variáveis associados. A metodologia desenvolvida neste trabalho considera também a projeção de demanda futura para a aplicação no estudo de caso, que evidenciou a efetividade da metodologia como ferramenta para a melhoria da eficiência operacional em empresas de distribuição de energia elétrica. / Being efficient is a requirement for the sustainability of electricity distribution companies in Brazil. The quest for efficiency must be in harmony with the continuous improvement of quality, safety and satisfaction of customers and all stakeholders involved. The challenge of attending multi-objectives requires companies in the sector to develop innovative solutions with the change of processes, technology, structure and enabling their professionals to drive this. Developing an efficient operational model and a strict cost management are keys for companies to achieve success, considering the regulatory context of tariff reviewing that encourages performance improvement. The operational model is defined from the logistics organization of resources to meet the demand of services, which also defines fixed and variable costs with people/teams (payments, overtime, meals), infrastructure (maintenance of building, tools and equipments) and fleet (maintenance of vehicles and fuel costs), for example. The best allocation and the best design of operational facilities (or operational bases) will reduce infrastructure costs and truck rolls, releasing workforce to attend customers and reducing displacements risks. This work presents a cost optimization methodology through the allocation of operational bases and teams, with the mathematical modelling of business objectives, constraints and using Evolutionary Algorithm to find the best solution, as an application of Operations Research in the field of Facility Location in electricity distribution. The optimization model enables the search for the optimal balance point that minimizes the total cost formed by infrastructure, fleet and people. The Evolutionary Algorithm applied in the model offers optimized solutions through the improvement of sets of binary variables based on genetic evolution concepts. The optimization model also gives detailed information about the operational structure and costs for a given allocation solution, using productivity and displacements (speed, distances) information to define the service regions for each operational base and resources (people, vehicles) needed to attend the demand of services, defining all fixed and variable costs for this. The methodology presented in this paper also considers the future demand of services (forecast), used in a case study that showed the effectives of this methodology as a tool for the improvement of operational efficiency in electricity distribution companies.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Texto.pdf: 1767882 bytes, checksum: f8f65214aa10171d5d8bab0355646542 (MD5) Previous issue date: 2009-10-05 / No Brasil, até pouco tempo atrás, a qualidade da energia elétrica estava relacionada, basicamente, com interrupções do fornecimento de energia e a certas cargas especiais da indústria. Porém, nos últimos anos, sob a direção da agência reguladora do setor, a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), juntamente com especialistas, a área de qualidade da energia elétrica passou a receber uma atenção significativa, sendo legislada e adquirindo suas regulamentações iniciais. A área de Qualidade da Energia Elétrica passou, então, a formalmente existir e abranger um conjunto maior de fenômenos e eventos da rede elétrica. Em função dessa recente regulamentação, este trabalho apresenta o projeto de um medidor da qualidade da energia elétrica. Um dos focos do medidor é ser de baixo custo, tornando-o viável para o uso em grande escala. Este medidor é um sistema eletrônico que processa digitalmente os sinais de tensão da rede elétrica, extraindo os dados relacionados à qualidade da energia elétrica; tais dados são armazenados localmente e, posteriormente, acessados remotamente e enviados para um banco de dados, de forma que possam ser analisados. / Some years ago in Brazil the power quality was related, basically, with interruption of supplied energy and certain special loads of industry. In recent years, however, under controls of the regulating agency ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) and with specialists, the power quality area received the due attention and was legislated and acquired regulations. So, finally, the area of Power Quality was formally created and now it embraces several electrical phenomena and events. Because of the new regulations, this work presents a project of a power quality meter. One of meter s focuses is to be a low cost system and becomes able to be used in large scale. This power quality meter is an electronic system that processes the voltage signal of electrical network and extracts data related to power quality; the data are locally stored and after they are remotely accessed and transmitted to a data base to be analyzed.