Com a reestruturação do modelo do setor elétrico brasileiro, a partir do Projeto RE-SEB, as empresas de distribuição de energia elétrica no Brasil tiveram que se adequar às novas regras de mercado, bem como alterar a sua maneira de administrar a empresa. Com o conceito de regulação por incentivos e competição por mercado, e não competição no mercado, novos mecanismos de mitigação de riscos de mercado foram introduzidos no modelo do setor elétrico, de tal forma que as empresas de distribuição de energia elétrica sejam ressarcidas de maneira justa pelo serviço prestado à sociedade. Diante desse contexto, a gestão eficiente da empresa e, conseqüentemente, o fato de atingir as metas de desempenho pré-estabelecidas pela alta administração de cada distribuidora depende cada vez mais do conhecimento das regras de mercado por seus colaboradores, bem como da utilização dos mecanismos de mitigação de riscos de mercado das distribuidoras. Assim, esse trabalho pretende analisar os principais mecanismos de mitigação de riscos de mercado das distribuidoras envolvidos no processo de repasse dos custos de aquisição de energia elétrica às tarifas dos consumidores finais, bem como avaliar os dispositivos previstos na regulamentação legal, inserindo um estudo de caso que analisa o portfólio de contratação de uma empresa de distribuição de energia elétrica fictícia, simulando variações nos níveis de contratação da mesma bem como no portfólio, avaliando a utilização dos mecanismos de mitigação de riscos de mercado e as alternativas simuladas, como também identificando os pontos de sucesso e os pontos a serem melhorados na gestão e contratação da distribuidora. / As the restructuring of the model of the Brazilian electric sector, with the Project RE-SEB, the electric energy distribution companies in Brazil had to adjust themselves to the new rules of the market, as well as modify their way of manage the company. As the concept of regulation for incentives (price cap model) and competition by market, and not competition in the market, new mechanisms to reduce the risks of the market had been introduced in the model of the electric sector, in such a way that the electric energy distribution companies receive a fair revenue for the service delivered to the society. In this perspective, the efficient management of the company and, consequently, the fact of reaching the goals in the performance targets established by the high administration, depends on the deep knowledge of the rules of market by its technical team , as well as the use of the mechanisms to reduce the risks of the market of the distribution utilities. In this way, this work intends to analyze (i) the main mechanisms available to the distribution companies in order to mitigate the market risks in the process of contract energy supply and to pass-though such costs to the final consumers, as well as (ii) evaluate the rules implemented in the legal regulation framework. Furthermore, to illustrate the analysis, a case study was developed focusing the contract portfolio of a fictitious distribution company, simulating variations in the contracted energy volume as well as in the portfolio composition, evaluating the uses of the mitigation mechanisms of the market risks and solution alternatives to minimize such risks, searching for improvements that could be made in the management strategy of energy supply contracting.

Orientador: Silvia Azucena Nebra de Perez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T05:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuarineloJunior_FlavioFernando_M.pdf: 13289619 bytes, checksum: 071272a1f97f1b5a7cc53461f4f94b0e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho trata da aplicação de conceitos da termoeconomia à um estudo preliminar de um sistema de cogeração baseado em turbina a gás aeroderivativa e caldeira de recuperação, que visa suprir as demandas térmica e elétrica de um pólo industrial situado na cidade de Cabo -PE. É introduzida a análise energética, exergética e termoeconomica, para avaliar as eficiências segundo métodos e critérios específicos à sistemas de potência, para duas situações hipoteticamente admitidas quanto ao nível de geração de eletricidade - com e sem injeção de vapor na turbina a gás, que representam os perfis médios de demanda, segundo o fator de capacidade apresentado. Na análise termoeconôrnica são introduzidos alternativas de financiamento que possibilitam avaliar os reflexos dos custos de capital e combustível na composição dos custos da eletricidade e do vapor, segundo os métodos de alocação passíveis de serem aplicados a sistemas de cogeração. As alternativas de financiamento são ainda submetidas à técnicas conhecidas de análise de investimentos / Abstract: The main purpose of this work is to apply the Thermoeconomics concepts to a preliminary study of a cogeneration system, based on a gas turbine and HRSG, which objects to attend the thermal and electrical demand of an industrial complex, sited in Cabo-PE. The power plant is evaluated on the basis of the First and Second Law. Also the Thermoeconomic analysis, was applied for two hypothetical operation conditions, as regards the leveI of electric power generation - with and without steam injection in the gas turbine, which represents the middle demand outline, according to presented capacity factor. In the thermoeconomic analysis is introduced project finance options generally used in Brasil, what permits an evaluation of capital and fuel costs considering in the electricity and steam costs, according to allocation methods susceptible to be applied in cogeneration systems. The financirtg options, are subjected to known technics of investments analysis / Mestrado / Energia / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de um Sistema de Monitoramento de Baixo Custo (SMBC), por meio da observação de ganhos operacionais no caso de serem agregadas funções de monitoramento e controle aos relés eletrônicos dos protetores (equipamentos religadores do sistema de distribuição reticulado), visando a melhoria da qualidade no fornecimento de energia elétrica através da redução dos tempos de reação das concessionárias às falhas, do aumento da vida útil dos equipamentos e redução dos custos operacionais. Um relé para protetores de rede com características apropriadas foi desenvolvido pela empresa Futura, testado nos laboratórios do IEE/USP e instalado em campo, dentro do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL com a concessionária Companhia Energética de Brasília. A operação foi acompanhada por 13 meses avaliando as novas possibilidades de operação remota, os benefícios para a concessionária e os ganhos sociais. Os benefícios do uso do sistema, os ganhos operacionais, gerenciais e sociais, são relatados constatando a viabilidade técnica e econômica da adoção do sistema. Ao final, recomendações para a continuidade da pesquisa são feitas / This work presents a viability study for a Low-cost Monitoring System (SMBC), through the examination of the operational improvements on electrical network distribution systems when new functions are added to network protectors relays allowing remote monitoring and control using typical automation protocols. The improvements on energy supply quality by reducing response times to failures, extension of equipment life and pro-active actions are also evaluated. A network protector relay with the new features have been developed by Futura Automação and tested in the IEE/USP laboratories, within a Research & Development program promoted by the national electrical energy regulator, ANEEL, and the utility Companhia Energética de Brasília (CEB). The 7 new relays have been installed for field operation and for evaluation of the new possibilities of operation and possible gains for the utility took place in 13 months of continuous operation. The benefits, operational improvements, management and social gains are described assuring the technical and economical viability of the system. Recommendations for future research are made

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-13T18:11:02Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModelagemTransformadoresNucleo.pdf: 2372667 bytes, checksum: bb75790c2ba478f0291bd95ac5589448 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-13T18:11:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModelagemTransformadoresNucleo.pdf: 2372667 bytes, checksum: bb75790c2ba478f0291bd95ac5589448 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-13T18:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModelagemTransformadoresNucleo.pdf: 2372667 bytes, checksum: bb75790c2ba478f0291bd95ac5589448 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores, devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas elétricos de potência. Estudos sobre o custo/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material. A grande contribuição deste trabalho encontra-se na análise do desempenho do transformador de núcleo amorfo diante de curtos-circuitos, visto que tais falhas neste equipamento ocasionam redução da receita, não apenas por gastos com manutenção, mas também porque a concessionária deixa de vender seu produto, energia elétrica, além de poder estar sujeita a penalidades por parte dos órgãos de regulação do setor elétrico. Quando em condições de curto-circuito os enrolamentos dos transformadores ficam submetidos a esforços mecânicos, produzidos por forças de Lorentz, essas forças surgem como resultado do fluxo produzido pelos próprios condutores em paralelo que transportam corrente na mesma direção. Diante disso, estudar o comportamento eletromagnético do transformador é fundamental para obtenção de tais forças. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o software Finite Element Method Magnetics (FEMM). Esta ferramenta se baseia no método de elementos finitos para realizar os cálculos das magnitudes eletromecânicas e, consequentemente, o cálculo das forças atuando nas espiras, as quais permitem realizar os cálculos dos esforços mecânicos. Por fim, este trabalho aborda a aplicação da ferramenta FEMM para o cálculo de esforços mecânicos e simulação do comportamento eletromagnético de um transformador de distribuição. / The amorphous materials are becoming broadly used in transformers industry, due to the low losses in its core, since they have a hysteresis loop narrower compared to the traditionals cores of silicon steel. However, its cost of these materials is a great factor against its use in electric power systems. Study the cost / benefit in terms of technical performance and robustness must be considered when we want to design transformers which use this material type. The main contribution of this work is the performance analysis of the transformer in short-circuits, since the equipment failures cause a reduction in revenue, not only for expenses maintenance, but also because the concessionaire does not sell its product, electric energy, and it could be submitted to penalties by regulatory agency in the electricity sector. Under short-circuit conditions, the windings of transformers are submitted to mechanical efforts produced by Lorentz forces, these forces arise as a flux result produced by conductors in parallel that carry current in the same direction. In this case, study the electromagnetic behavior of the transformer is essential for obtaining such forces. To develop this work, the software Finite Element Method Magnetics (FEMM) was used. This tool is based on the finite element method in the calculations of the electromechanical magnitudes and, consequently, the calculation of forces acting in the spires, which allow the calculations of the strain. Finally, this paper deals with the application of the FEMM tool to calculate the mechanical effort and the simulation of the electromagnetic behavior of a distribution transformer.

Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Co-orientador: Dionízio Paschoareli Júnior / Banca: Fábio Berequini Leão / Banca: Rogério Andrade Flauzino / Resumo: Este trabalho apresenta análises do impacto da conexão de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade de energia elétrica em três consumidores de uma cidade aonde está se iniciando um projeto de Smart City. É utilizado como referência para as análises o módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST). As análises realizadas são de grande importância para se ter uma avaliação de como a qualidade da energia elétrica dos consumidores será afetada quando os sistemas fotovoltaicos forem conectados as suas residências, aos seus estabelecimentos ou até as suas industrias. Os conceitos apresentados no levantamento bibliográfico foram utilizados para a compreensão tanto da temática de Smart Cities e Smart Grid, como dos problemas de qualidade de energia elétrica que foram analisados. Os resultados das medições de qualidade de energia são analisados a partir de uma comparação dos parâmetros encontrados antes e após a instalação dos sistemas fotovoltaicos nos consumidores. Ao se observar as diferenças entre os resultados foi possível concluir quais foram os impactos causados pela presença da fonte de geração distribuída em questão / Abstract: This paper presents analysis of the impact of PV systems connected to the distribution network in the electric power quality in three consumers in a city where is launching a Smart City project. It is used as a reference for the analysis the module 8 of Distribution Procedures (PRODIST). The analyzes are of great importance to have an evaluation of how the consumers power quality will be affected when PV systems are connected to their homes, their businesses or even to their industries. The concepts presented in the literature were used for the understanding subjects such as Smart Cities, Smart Grid and power quality problems. The results of power quality measurements are analyzed from a comparison of estimated coefficients before and after the installation of photovoltaic systems on consumers. By observing the differences between the results it was possible to conclude which the impacts were caused by the presence of the source of distributed generation in question / Mestre

Este trabalho apresenta uma metodologia para estimação do conteúdo harmônico de corrente em transformadores de distribuição, utilizando como base de entrada os consumos registrados das diversas unidades consumidoras conectadas aos alimentadores de baixa tensão e campanha de medições de injeções harmônicas em amostra de transformadores de distribuição de uma empresa de distribuição de energia elétrica. A metodologia de análise proposta neste trabalho tem por objetivo, a partir de informações de percentagem de contribuição das diversas classes de consumo supridas por um transformador de distribuição, estimar a curva de carga de corrente harmônica ao longo de 7 dias da semana, incluindo dias úteis e final de semana. A aplicação e validação da metodologia é realizada por meio de medições em novos transformadores de distribuição selecionados aleatoriamente, para depois confrontar os valores estimados com os valores medidos. A metodologia se mostrou adequada para a aplicação a redes de distribuição de energia elétrica, apontando caminhos interessantes para desenvolvimentos futuros. / This MSc dissertation presents a methodology to estimate the harmonic content of currents in distribution transformers, using as input the amounts of consumption recorded over several consumer units connected to low voltage feeders as well as a measurement campaign of harmonic injections in a sample of distribution transformers in a power distribution company. The methodology proposed in this work aims at estimating the daily curve of load harmonic currents over a 7 day period, including weekdays and weekends, which is based on information from the contribution in power consumption from different consumer categories supplied by a distribution transformer. The methodology is applied and validated by comparing the estimated and measured values over a random selection of news distribution transformers. The methodology led to promising results showing that the application in electric power distribution networks should be successful and further developments are worthwhile being investigated.

O mercado das distribuidoras de energia elétrica é composto por consumidores cativos, especiais potencialmente livres e potencialmente livres. Neste trabalho, considera-se consumidores cativos aqueles com demanda menor que 500kW, especiais potencialmente livres aqueles com demanda igual ou superior a 500kW e menor que 3MW e potencialmente livres aqueles com demanda igual ou superior a 3 MW. De acordo com a Lei no 9427 de 1996, consumidor especial é qualificado segundo o critério de demanda contratada, ou seja, com demanda igual ou superior a 500 kW. Esse consumidor tem a alternativa de migrar para o mercado livre, desde que adquira energia somente de fontes incentivadas, como, pequenas centrais hidroelétricas, eólicas, biomassa e solar. Esta alternativa de migração resulta em uma fonte de incerteza nos estudos de mercado da distribuidora e, consequentemente, no volume de energia a ser adquirida para atendimento de seu mercado. A metodologia tradicional de projeção de mercado de energia elétrica da classe industrial não considera o consumidor especial de forma explícita. Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma metodologia para projeção de mercado da classe industrial a longo prazo, considerando os consumidores especiais. Para avaliar o efeito desta migração sobre o mercado das distribuidoras foi construído um modelo de simulação, que contempla a decisão dos consumidores especiais. Com base no modelo proposto, são apresentados cenários de projeção de mercado, que comprovam a necessidade de considerar os consumidores especiais de forma explícita nos estudos de mercado e os efeitos na evolução do mercado das distribuidoras. / The market for power utilities consists of captive consumers, special potentially free and potentially free. Here, one considers captives consumer, those with less than 500kW demand, special potentially free, those with demand greater than or equal to 500kW and less than 3 MW, and potentially free, those with demand greater than or equal to 3 MW. According to Law n. 9427 of 1996, special consumer is qualified according to the contracted demand criteria with demand equal to or greater than 500 kW. This consumer has the option to migrate to the free market, provided that they acquire energy only from encouraged sources, such as small hydropower, windpower, biomass power and solar power. This alternative of migration leads to an uncertainty in the power utilities market research and, consequently, in the amount of energy to be purchased to supply their market. The traditional methodology of forecasting the market the electrical energy for industrial class does not consider the particular consumer explicitly. In this sense, this work presents a methodology for forecasting the market for industrial class long-term, considering the special consumers. In order to evaluate the effect of migration on the distribution market, a simulation model was built, which includes the decision of the special consumers. Based on the proposed model, one presents scenarios of market forecasting, establishing the need to consider the special consumers explicitly in power utilities market research and its effects on evolution of market distribution.

Com a reestruturação do modelo do setor elétrico brasileiro, a partir do Projeto RE-SEB, as empresas de distribuição de energia elétrica no Brasil tiveram que se adequar às novas regras de mercado, bem como alterar a sua maneira de administrar a empresa. Com o conceito de regulação por incentivos e competição por mercado, e não competição no mercado, novos mecanismos de mitigação de riscos de mercado foram introduzidos no modelo do setor elétrico, de tal forma que as empresas de distribuição de energia elétrica sejam ressarcidas de maneira justa pelo serviço prestado à sociedade. Diante desse contexto, a gestão eficiente da empresa e, conseqüentemente, o fato de atingir as metas de desempenho pré-estabelecidas pela alta administração de cada distribuidora depende cada vez mais do conhecimento das regras de mercado por seus colaboradores, bem como da utilização dos mecanismos de mitigação de riscos de mercado das distribuidoras. Assim, esse trabalho pretende analisar os principais mecanismos de mitigação de riscos de mercado das distribuidoras envolvidos no processo de repasse dos custos de aquisição de energia elétrica às tarifas dos consumidores finais, bem como avaliar os dispositivos previstos na regulamentação legal, inserindo um estudo de caso que analisa o portfólio de contratação de uma empresa de distribuição de energia elétrica fictícia, simulando variações nos níveis de contratação da mesma bem como no portfólio, avaliando a utilização dos mecanismos de mitigação de riscos de mercado e as alternativas simuladas, como também identificando os pontos de sucesso e os pontos a serem melhorados na gestão e contratação da distribuidora. / As the restructuring of the model of the Brazilian electric sector, with the Project RE-SEB, the electric energy distribution companies in Brazil had to adjust themselves to the new rules of the market, as well as modify their way of manage the company. As the concept of regulation for incentives (price cap model) and competition by market, and not competition in the market, new mechanisms to reduce the risks of the market had been introduced in the model of the electric sector, in such a way that the electric energy distribution companies receive a fair revenue for the service delivered to the society. In this perspective, the efficient management of the company and, consequently, the fact of reaching the goals in the performance targets established by the high administration, depends on the deep knowledge of the rules of market by its technical team , as well as the use of the mechanisms to reduce the risks of the market of the distribution utilities. In this way, this work intends to analyze (i) the main mechanisms available to the distribution companies in order to mitigate the market risks in the process of contract energy supply and to pass-though such costs to the final consumers, as well as (ii) evaluate the rules implemented in the legal regulation framework. Furthermore, to illustrate the analysis, a case study was developed focusing the contract portfolio of a fictitious distribution company, simulating variations in the contracted energy volume as well as in the portfolio composition, evaluating the uses of the mitigation mechanisms of the market risks and solution alternatives to minimize such risks, searching for improvements that could be made in the management strategy of energy supply contracting.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Afonso José do Prado / Resumo: Esta dissertação descreve um processo alternativo para decompor uma linha de transmissão trifásica, simétrica e não transposta nos seus modos exatos por meio da utilização de duas matrizes de transformação. A primeira é a matriz de Clarke que desacopla a linha em suas componentes a, ß e zero. A componente ß é um modo exato enquanto que as componentes a e zero são acopladas. Em seguida, as componentes a e zero são representadas por uma linha bifásica que pode ser decomposta em seus modos exatos por meio de uma matriz de transformação adequada, cujos elementos podem ser sintetizados, no domínio do tempo, por técnicas de aproximações por curvas. O método pretende unir as vantagens da matriz de transformação exata (que produz modos exatos) com as vantagens da matriz de Clarke, que é real, independente da freqüência e facilmente representável em programas que realizam simulações de transitórios, como é o caso do EMTP. Assim, o método pode ser utilizado em situações em que o acoplamento entre as componentes a e zero não possa ser desconsiderado. O processo foi utilizado para simular a energização de uma linha trifásica, sem transposição, com um plano de simetria vertical, 440 kV e comprimento de 500 km que foi representada no domínio modal por meio do método proposto e também por meio do uso da matriz de autovetores (como sendo a matriz de decomposição modal). O método é coerente, pois foram obtidos resultados semelhantes com os dois métodos de decomposição modal, enquanto que com o uso somente da matriz de Clarke, verificou- se certa diferença em relação aos valores esperados. / Abstract: This dissertation describes an alternative procedure to decompose a non-transposed threephase transmission line into exact modes, by using two transformation matrices. The first one is Clarke's matrix, which separates the line into quasi-modes a, ß e zero. The ß component is an exact mode while a and zero are coupled. After that, the coupled components are represented by using a two-phase transmission line without a vertical symmetry plane that can be decomposed with a modal transformation matrix whose elements can be achieved, in timedomain, through standard curve-fitting techniques. The method intends to join the Clarke's matrix advantages which crucial aspect is being real, frequency-independent and easily represented in computational transient programs (EMTP) with eigenvector's matrix used in situations where the coupling between a and zero components cannot be disconsidered. The process was used to energize a three-phase transmission line with a vertical symmetry plane, which nominal voltage is 440kV and its length, 500km. It was represented in the modal domain by considered method and, on the other hand, by using eigenvector's matrix (as being the decomposition matrix). In fact, the obtained results had shown that the method is coherent, because it is obtained similar results with the application of the two mentioned modal decomposition methods, whereas with the use of Clarke's matrix, a perceptible difference in relation to the expected values was verified. / Mestre

Orientador: Marcor Julio Rider Flores / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Roberto Cayetano Lotero / Resumo: Esta dissertação de mestrado discute sobre o investimento em capacidade de transmissão em mercados elétricos competitivos e sua relação com o investimento em capacidade de geração. O principal problema que surge ao descentralizar os investimentos são as externalidades, devido à dependência entre os custos de oportunidade da capacidade transmissão e geração. As externalidades são distorções nomercado que se apresentam quando as decisões de um agente afetam o bem-estar de outro agente, porém não vice-versa. Em presença de externalidades não é válido afirmar que a solução descentralizada seja igual ao resultado centralizado (ótimo de Pareto). Para solucionar este problema deve-se implementar um processo descentralizado através de esquemas regulatórios. Logo, é proposto um modelo binível que procura o ótimo de Pareto e serve como referência para implementação de esquemas regulatórios que permitam avaliar os investimentos em capacidade de transmissão e geração em um mercado competitivo. O modelo binível proposto é transformado em um problema de programação linear inteira mista, usando a teoria de dualidade e técnicas de linearização. O modelo proposto foi implementado em AMPL e solucionado usando o solver comercial CPLEX. Finalmente, são apresentados os resultados obtidos para dois sistemas testes e um sistema real / Abstract: This dissertation discusses about the investing in transmission capacity in competitive electricity markets and its relation with the investing in generation capacity. Since opportunity costs of transmission and generation capacity are dependent, externalities arise when the investments decisions are decentralized. Externalities are present whenever a decision of a certain agent affects another agent's welfare but not vice versa. In presence of externalities, the decentralized outcome does not lead to a Pareto optimal solution. In order to overcome this problem, the Pareto optimal solution should be found, and set in the market by means of regulation. Moreover, a bi-level multistage model is proposed, which finds the Pareto optimal solution. This solution can be used as reference for the implementation of regulatory mechanisms that asses the investments in transmission and generation capacity. The proposed bi-level model is transformed into a mixed integer linear problem using duality theory and linearization techniques. Finally, the proposed model is implemented in AMPL and solved using CPLEX; results for several study cases are presented / Mestre