Atualmente, diante dos possíveis riscos de falta no fornecimento de energia elétrica no Brasil, surge a necessidade de se educar os consumidores a utilizar corretamente a energia elétrica, pois é mais barato conservar energia do que produzi-Ia. Na busca de solucionar a má utilização da energia elétrica em um campus universitário, levantam-se as características da instalação existente por meio de um equipamento registrador/medidor de grandezas elétricas. De posse destes dados, descrevem-se os problemas de consumo e de dimensionamento dos equipamentos encontrados nas instalações internas, a fim de se apontarem soluções técnicas viáveis para que se possa ter o uso racional de energia elétrica, as quais também poderão ser utilizadas em quaisquer outros centros consumidores. Além disto, abordam-se aspectos relativos ao gerenciamento das instalações existentes, visando-se o correto uso da energia elétrica, independentemente das condições em que se encontram as instalações. E dentro do possível, analisam-se as medidas sugeridas, o que demonstra a viabilidade das mudanças, frente à manutenção dos gastos existentes. / Due to the current possible risks to electric energy supply in Brazil, there is the need of making the consumers aware of how to use electric energy correctly, because it is cheaper to conserve energy than to produce it. Seeking to correct the use of electric energy in a university campus, characteristics of the existent installation were researched by means of recording/measuring equipment of electric variables. With this data provided is described the problems of consumption and use of the equipment found in the intemal facilities, with the purpose of aiming at viable technical solutions as to the rational use of electric energy, not only locally but in any other consumer centers. Furthermore, some aspects related to the management of the existent facilities were approached with a view to using electric energy correctly, independently of the conditions which of facilities are met. Suggested measures are analyzed for the sake of evaluating the viability the proposed changes, with regard to the maintenance of the existent expenses.

A partir de estudo do histórico da indústria de energia elétrica no Brasil, de revisão de conceitos de Direito Administrativo, teoria geral de concessões de serviços públicos e política de preço aplicada a monopólios naturais, o trabalho apresenta o estudo de caso de duas empresas de fornecimento de energia elétrica privatizadas a partir da regulamentação do art. 175 dispositivos da Constituição Federal de 1988, através da publicação da Lei nº 8.985/1995, conhecida como Lei de Concessões. A Lei em referência possibilitou que serviços de utilidade pública cuja atividade era altamente controlada pelo governo, a exemplo do fornecimento de energia, telecomunicações, entre outros, tivessem sua prestação delegada à iniciativa privada, passando o Estado a exercer apenas as tarefas de fiscalizador e regulador dos serviços, na figura de autarquias de regime especial: as agências reguladoras. As condições da prestação dos serviços públicos, como a forma de reajuste e revisão das tarifas, foram estabelecidas em contratos de concessão assinados entre a União e os novos concessionários. No segmento de distribuição de energia elétrica, entretanto, as condições contratualmente pactuadas para preservação das tarifas não têm sido devidamente observadas, provocando distorções nos mercados das concessionárias, conseqüentemente sobre os seus respectivos consumidores. / ABSTRACT Beginning from the study of the history of Brazils electric energy industry, the review of Administrative rights and obligations concepts, general theory of public utility concessions, to the price policy applied to Natural Monopolies, this Dissertation presents the case study of two electric energy distribution companies, which were privatized by means of Law nº 8.987/1995, know as Law of Concessions, that guides Article nº 175 of the Federal Constitution of 1988. The Law made it possible for public utilities whose activities were highly regulated by the Government, such as the distribution of electric energy, telecommunications, among others, to be granted to the entrepreneurial initiative, where the State would only act as a regulating and inspecting agent, through regulatory agencies. The terms of rendering the service of public utilities, such as tariff policies, were established in concession contracts signed between the Union and the new concessionaires. In the electric energy distribution sector, however, these contractual conditions to establish and preserve tariffs have not been dully observed, causing distortions in the markets served by the concessionaires and consequently on their respective consumers.

Este trabalho aplica a teoria moderna de portfólios para a definição da participação de cada fonte de geração de energia elétrica, em cada região brasileira, para que a demanda por eletricidade do país prevista pela Empresa de Pesquisa Energética para o ano de 2024 seja atendida. As composições das fontes foram analisadas sob a perspectiva dos custos envolvidos no processo de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, levando em consideração restrições operacionais como potencial de geração das fontes, limites de intercâmbio entre regiões e limites mínimo e máximo de geração de cada fonte em cada região. O risco em relação ao custo foi avaliado sob a ótica do desvio padrão e do conditional value at risk, e as diferenças entre essas duas medidas de risco, quando aplicadas para definição de matrizes energéticas, foram estudadas. Os modelos desenvolvidos foram aplicados sob dois cenários diferentes, sendo um considerando condições normais para a quantidade de oferta de energia, e outro considerando um cenário de stress na oferta de energia da região sudeste/centro-oeste, deste modo a influência das restrições de transmissão na composição da matriz pôde ser avaliada. As soluções obtidas no modelo sob condições normais de oferta foram comparadas com a matriz projetada para o Brasil no Plano Decenal de Expansão de Energia 2024. / This work applies modern portfolio theory for defining the participation of each electricity generation source, in each Brazilian region, in order to meet the electricity demand in the country for the year 2024, according to the Energy Research Company forecasting. The compositions of the sources were assessed under the perspective of the incurred costs during the processes of electricity energy generation, transmission and distribution. The risk associated to the costs were assessed under the light of the standard deviation and the conditional value at risk, and it was studied the differences between these two risk measures when they are applied for energy matrixes definition. The developed models were applied for two different scenarios, the first one considering normal conditions for the amount of electricity offer, and the second considering generation shortfall in the regions Southeast and Midwest, then the effect of transmission constraints was analyzed. The obtained solutions for the normal offer conditions were compared to the Brazilian energy mix projected by the Energy Research Company in the Energy Expansion Planning for 2024.

O gerenciamento de riscos é um assunto que assume, crise após crise, papel relevante no ambiente das instituições não-financeiras. A despeito, entretanto, da importância crescente do assunto, discussões acerca da implementação de um modelo capaz de avaliar os riscos aos quais as empresas estão expostas ainda são incipientes. Considerando a existência desta lacuna e a importância do tema para as empresas, este estudo propõe a construção de um modelo teórico para mensuração do fluxo de caixa em risco e o aplica a empresas pertencentes ao setor de distribuição de energia elétrica no Brasil. Tal modelo deve ser capaz de informar a probabilidade de uma empresa não dispor de recursos para honrar seus compromissos em determinada data de pagamento futura, ou vértices do fluxo. / Risk management becomes, crisis after crisis, a widely discussed topic in the non-financial institutions environment. Besides its importance to those institutions, discussions on models capable of evaluating risks faced by companies are still premature. Considering this lack and the theme’s importance to non-financial institutions, this work proposes a theoretical model, which aims to measure firms´ cash flow-at-risk. Afterwards, the proposed model is applied and tested in Brazilian Electric Sector companies. Such a model may be able to return the probability that a company faces a financial distress, for not being able to make due payments in the set dates.

Este trabalho apresenta os resultados obtidos em uma pesquisa, visando utilizar a corrente de fuga como parâmetro indicativo do estado de degradação de materiais poliméricos de rede compacta de média tensão, instalados em ambientes agressivos. Testes foram realizados em laboratório de modo a investigar o comportamento da corrente de fuga com o estado de degradação do material polimérico. Os resultados mostram que a corrente de fuga pode fornecer informações valiosas sobre a degradação. Uma análise minuciosa das características da corrente de fuga mostrou que a freqüência de ocorrência da razão terceira harmônica sobre a componente fundamental é a que melhor caracteriza o fenômeno da degradação. Novos testes foram realizados de forma a definir valores de referência para sua utilização como controle de campo para subsidiar a manutenção preventiva. Para o estado de atenção, foi estabelecida freqüência de ocorrência de 50 para a relação entre 0,35 e 0,40 para um período de 24 horas. Para o estado de alerta, foi estabelecida a freqüência de ocorrência de 80, para um período de 24 horas. Um equipamento foi construído e instalado para indicação no caso de ocorrência de trilhamento elétrico e erosão de materiais poliméricos de uma rede compacta instalada na orla marítima. / This paper presents results obtained after research, aiming at the utilisation of the leakage current to indicate the degradation of polymeric material of distribution line spacer and covered cables located in agressive enviroment. Tests were performed at the laboratory in order to investigate the behavior of the leakage current as function of the stage of degradation of polymeric material. The results showed that the leakage current can provide valuable information about the degradation. A closer analysis of the leakage current caracteristics revealed that the frequency of occurrence of the ratio of third harmonic to fundamental component is the the one that best characterize the degradation phenomenon. New analysis were carried out in order to define reference values to be used in the field, obtaining frequencie of occurrence of 50 and 80, for a ratio between 0,35 and 0,40, in a period of 24 hours, for the warning state and the preventive maintenance alert, respectively. A device was built and installed to indicate tracking and erosion of polymeric material in distribution lines located near the coast.

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

Os modernos equipamentos elétricos de aquecimento de água de passagem, popularmente conhecidos como chuveiros, duchas ou aquecedores, possuem como elementos aquecedores resistências elétricas constituídas por um fio de liga metálica enrolado, geralmente em ferro-cromo-alumínio ou níquel-cromo. O controle da temperatura da água é usualmente realizado pelo controle do fluxo d'água e pela mudança das derivações ("taps") presentes na resistência. A simplicidade deste controle se opõe à sua falta de flexibilidade para impor ajuste simultâneo de temperatura e vazão d'água. Um controle eletrônico de potência é oferecido como diferencial nos modelos mais sofisticados. Os modelos atualmente existentes no mercado são implementados com controle eletrônico por ângulo de fase, e é sabido que esse tipo de controle gera problemas de distorção harmônica de corrente das redes de energia, com a presença de harmônicas superiores de corrente (acima da fundamental) cuja filtragem é de difícil implementação devido ao nível de potência envolvido e às dimensões físicas dos aparelhos de aquecimento. Como alternativa a esse tipo de controle existe o controle por ciclos inteiros, o qual não gera harmônicas superiores de corrente, mas traz outro inconveniente, que é a produção de variação de tensão da rede de energia, que acarreta variação de luminosidade nas lâmpadas da instalação em níveis de freqüência perceptíveis ao olho humano (fenômeno conhecido como cintilação ou "flicker"). O objetivo do presente trabalho é propor uma solução otimizada ao controle de potência por ciclos inteiros, onde o mesmo é implementado por semi ciclos inteiros "otimizados" de forma a não gerar distorção harmônica nem cintilação de luminosidade perceptível ao olho humano. / Modern electrical direct water heating (DWH) equipments use electrical resistances built with metal alloys (iron-chrome-aluminum or nickel-chrome) as heating elements. Water temperature control is usually made with water flow control, as well as with resistance tap changing. The simplicity of this approach conflicts with to the lack of flexibility to allow simultaneous control of both water flow and its temperature. Therefore, an electronic power control is usually found in more sophisticated models. Usually the electronic power control is implemented by using phase angle control, which causes higher order current harmonics distortion of AC line currents, and filtering is difficult due to the high level of power involved and to the limited dimensions of typical electrical DWH equipment. The alternative for this type of power control is the cycle-by-cycle power control, which does not generate higher order current harmonics but creates line voltage variation, which in turn provokes lighting level variation and resulting unsteadiness on visual sensation, also known as flicker. The aim of the present work is to present an optimized solution for a half-cycle power control, in a way that does not generate harmonic distortion nor eye perceptible level of flicker.

O presente trabalho tem como objetivo analisar as correntes de inrush que surgem nos momentos de energização dos alimentadores de sistemas de distribuição. Desta forma, são relevantes em projetos cotidianos de concessionárias de energia elétrica como por exemplo, nos cálculos de ajustes dos dispositivos de proteção. Foram estudadas 291 (duzentas e noventa e uma) amostras extraídas de oscilografias de medidores alocados nas saídas de alimentadores de distribuição, os quais armazenaram informações de tais correntes nos momentos em que houveram religamentos bem sucedidos (carga quente), bem como em energizações após longos períodos de interrupção (carga fria). Todos os alimentadores analisados pertencem a AES-ELETROPAULO. Os valores (em magnitude) das correntes de inrush foram analisados nos primeiros instantes (16,66 ms e 100 ms) logo após o momento da energização dos alimentadores, sendo os valores estudados como variáveis probabilísticas. As análises desta dissertação fundamentaram-se na comparação dos dados oriundos de medição com os resultados de cálculo segundo o modelo tradicional (aplicação de fatores multiplicativos), na qual se observa uma clara majoração que tende a sobredimensionar os resultados das correntes. Desta forma este trabalho sugere a adoção de valores (ou faixa de valores) mais adequados e que tendem a garantir uma aproximação mais consistente com as medições. Comparando os valores (magnitude) dos fatores multiplicativos para as correntes de inrush entre carga quente e carga fria, verifica-se que as correntes de inrush em carga fria tendem a ser maiores do que em carga quente. Bem como em ambas as cargas, observa-se a relação direta de proporcionalidade do fator multiplicativo com a potência instalada dos alimentadores em termos dos transformadores de distribuição. / The purpose of this dissertation is to analyze the inrush currents generated upon the energization of distribution system feeders. These said currents are relevant for typical designs in electric power concessionaries, for example upon calculating the ideal settings for protection devices. It was analyzed (or studies) 291 (two hundred and ninety one) oscilography samples extracted from measuring devices oscilographs were analyzed. These devices were placed in the beggining of distribution feeders, and stored information on such currents both in successful reclosing (hot load) events and re-energization after long periods of outage (cold load) events. All feeders analyzed belong to the AES-Eletropaulo. The inrush current values (in magnitude) were analyzed right after (more specifically 16.66 ms and 100 ms) the feeder energization. For this reason, its corresponding values were studied as a probabilistic variables. This analysis was based on the comparison between measured data and traditional model (application of factor coefficients) calculation results, in this way, observed it that the traditional model yields over-dimensioned results which lead to oversizement of the results currents. It has thus suggested revised, more suitable values (or bands of values) which are bound to ensure a more consistent approximation to the real measurements. Upon comparing the final value (in magnitude) results on the analysis of the factor coefficients for inrush currents for hot load and cold load, it is observed that the cold load inrush currents tend to be higher than those for hot load. Furthermore, it was observed the direct relation of proportionality of the factor coefficients to the ratings capacity transformer power installed along the feeder lines.

Os sistemas de distribuição de energia elétrica, sujeitos a um crescimento contínuo de uso, tornam-se cada vez mais complexos e sofisticados na demanda atual de mercado. Neste contexto, surge a necessidade de respostas rápidas para diagnósticos da manutenção preventiva e corretiva da rede de distribuição. Quatro das principais aplicações necessárias são: 1) os cálculos de índices de continuidade, a partir de um circuito elétrico; 2) a definição das topologias com os equipamentos de proteção no circuito; 3) simulação do comportamento do circuito elétrico diante de uma série histórica de contingências de ocorrências na rede; e 4) análise do conjunto dos equipamentos de proteção existentes no inventário da concessionária. Este trabalho tem por objetivo apresentar os estudos preliminares na busca de um modelo de circuito elétrico otimizado, sob os pontos de vista técnicos e operacionais. Em seguida, passa-se à realização e detalhamento dos cálculos apresentados, de acordo com o modelo brasileiro. O uso de uma metodologia para o desenvolvimento das soluções de software, em especial o modelo em cascata, permite desenvolver todos os seus blocos funcionais dentro do processo. Os resultados revelaram que estas soluções, desenvolvidas com inteligência artificial (algoritmos genéticos - AG), alcançam bons resultados quanto ao circuito otimizado, apresentando valores compatíveis quando comparados aos modelos estudados: resultou ainda em um esforço computacional otimizado e boa convergência de valores. A análise do histórico de contingências também retorna o estado final do circuito e os índices de continuidade (DIC, FIC e DMIC). A otimização do uso de um inventário prévio de equipamentos baseada em AG retornou o melhor circuito otimizado, considerando-se a realidade da concessionária. Um aspecto relevante, que pode ser aplicado pelas concessionárias, refere-se aos arquivos de saída: os valores finais dos índices de continuidade e as informações gráficas do circuito otimizado proporcionam uma análise rápida sobre o comportamento do circuito. / The electric power distribution systems, submitted to a continuous growth, become each time more complex and sophisticated in the current demand of market. In this context, appears the need of fast answers for diagnosis of the preventive and corrective maintenance of the distribution network. Four of the main necessary applications are: 1) the calculations of continuity indices, from an electric circuit; 2) the definition of the topologies of the equipments of protection in the circuit; 3) simulation of the behavior of the electric circuit ahead of a historical series of contingencies of occurrences in the network; and 4) analysis of the set of the existing equipment of protection in the inventory of the electric power company. This thesis aims at presenting the preliminary studies in the search of a model of optimized electrical circuit, under the technical and operational view points. After that, it is transferred the accomplishment and detailing of the presented calculations, in accordance with the Brazilian model. The use of a methodology for the development of the solutions of software, in special the waterfall model, allows to develop all its functional blocks inside of the process. The results had disclosed that these solutions, developed with artificial intelligence (genetic algorithms - GA), reach good resulted how much to the optimized circuit, presenting compatible values when compared with the studied models: it still resulted in a computational effort optimized and good convergence of values. The analysis of the description of contingencies also returns the final state from the circuit and the continuity indices (DIC, FIC and DMIC). The optimization of the use of a previous inventory of equipments based on GA returned the best optimized circuit, considering the reality of the electric power company. An excellent aspect, that can be applied by the electric power companies, makes the reference to the output archives: the final values of the continuity indices and the graphical informations of the optimized circuit provide a fast analysis on the behavior of the circuit.

A reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em alterar a topologia das redes através da abertura ou fechamento das chaves de interconexão existentes nos alimentadores de distribuição primários, de forma a otimizar uma determinada função objetivo. Normalmente os objetivos são a minimização de perdas ativas, o isolamento de faltas, o balanceamento de cargas entre alimentadores e/ou a melhoria dos níveis de tensão. Neste trabalho considera-se a minimização da perda ativa total. As dificuldades do problema de reconfiguração de redes de distribuição resultam do tamanho dos sistemas reais, aos quais correspondem um número elevado de variáveis binárias que representam as chaves, e também da relação quadrática existente entre a perda elétrica e a corrente que flui nos elementos da rede. Este trabalho desenvolve algumas novas formulações para o problema de reconfiguração de redes de distribuição, utilizando Programação Não Linear Inteira Mista. Além disso, demonstra-se que a parte contínua de todas as formulações é convexa, o que garante a unicidade da solução ótima para um dado estado das chaves na rede. Esta propriedade permitiu a utilização do Método de Newton na resolução do problema contínuo, com as seguintes vantagens: impossibilidade de o método identificar mínimos locais em vez do mínimo global procurado, e convergência em apenas uma iteração, proporcionada pela natureza quadrática das formulações. As formulações desenvolvidas foram implementadas na forma de programas computacionais. O desempenho das formulações é descrito e analisado através de diversos casos de estudo. / The reconfiguration of electricity distribution systems is concerned with finding the state of switching and protective devices so as to optimize a given objective function, which is usually defined as minimization of total loss, fault isolation, load balancing among feeders, or improvement of voltage profile. In this work, the objective function is defined as the minimization of total active loss. The main difficulties associated with this problem arise from the high number of binary variables that represent the switching and protective devices, as well as the quadratic relationship between electric loss and currents flowing through the network branches. This work develops some new formulations for the distribution system reconfiguration problem, which are then solved through mixed-integer nonlinear programming. In addition, it is shown that the continuous part in all formulations is convex, which guarantees the uniqueness of the optimal solution for a given switch profile. This property allows using the Standard Newton Method for solving the continuous part of the problem, with the following advantages: impossibility of the Newton Method identifying a local minimum instead of the desired global minimum, and convergence in just one iteration owing to the quadratic nature of all formulations. The proposed formulations were implemented as computational programs and their performance was evaluated through various study cases.