Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosAlbertoNogueira_M.pdf: 1167781 bytes, checksum: 59548f165acd2e595bebd984ef043c53 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um método heurístico para o dimensionamento e alocação de reguladores de tensão ao longo dos alimentadores primários de sistemas radiais de distribuição de energia elétrica, objetivando a melhoria do perfil de tensão, a minimização das perdas de potência ativa nos trechos de rede e a minimização dos custos de instalação dos equipamentos. O algoritmo desenvolvido para alocação ótima de reguladores de tensão em redes de distribuição radiais é composto por duas etapas. A primeira etapa visa a seleção, a instalação e o ajuste do tap dos reguladores de tensão nas barras que proporcionam melhores condições técnicas (menor desvio de tensão e redução das perdas de potência ativa). Na segunda etapa, procura-se reduzir o número de reguladores de tensão inicialmente alocados, movendo-os adequadamente quando possível até que a melhor condição econômica (mínimos custos de instalação e manutenção) seja obtida. Em conjunto com o desenvolvimento do trabalho, foi elaborado um programa computacional com a finalidade de verificar a funcionalidade e eficiência do método. Foram realizadas simulações em sistemas de distribuição teóricos e reais, sob condições de carga leve e pesada, obtendo-se rapidez e eficiência durante a execução do algoritmo proposto e resultados confiáveis. São apresentados os resultados de simulações para um sistema de 70 barras, e estes são comparados com um método já proposto na literatura. São também apresentados resultados de simulações para redes de distribuição reais de 136 barras, 202 barras e 400 barras / Abstract: This dissertation reports the development of a heuristic method for sizing and allocating voltage regulators in distribution radial primary feeders. The goals are to improve the voltage profile, to minimize the real power losses and to minimize equipment installation and maintenance costs. The proposed algorithm for the optimal allocation of voltage regulators in radial distribution networks comprises two steps. The first step aims to select, install and set the tap of voltage regulators at buses that result in the best technical conditions (smallest voltage deviation and real power losses reduction). In the second step, an attempt is made to reduce the number of voltage regulators initially allocated in the first step, by moving them appropriately until the best economical condition (minimum installation and maintenance costs) is reached. A computational program was implemented to evaluate the efficiency of the proposed method. Simulations have been carried out for theoretical and realistic distribution systems, for light and heavy load conditions, and the method showed to be fast and efficient, providing reliable results. Simulations results for a 70-bus distribution system and the comparison with those provided by another method proposed in the literature are shown. Also, simulation results are shown for realistic 136-, 202-, and 400-bus realistic systems / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Santos Junior Anesio dos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:32:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bauab_GabrielaHelenaSergio_D.pdf: 3455899 bytes, checksum: 4ade2d30d8e9de4118018a2a17477849 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Com a expansão dos sistemas elétricos e o aumento de carga, uma das dificuldades dos operadores é a manutenção do perfil de tensão do sistema. Neste trabalho é proposta uma estratégia de cálculo de variáveis descontrole, visando melhoria nos perfis de tensão das redes de transmissão e distribuição consideradas de forma integrada. Esta estratégia leva em consideração as especificidades dos componentes dos sistemas, como barras com controle de tensão, transformadores em fase com controle de tap das subestações de transmissão e das subestações de distribuição. Para a abordagem da regulação de tensão no sistema de transmissão é proposta a decomposição do problema. Esta é realizada levando em conta os efeitos que as variáveis de decisão provocam no sistema. A decisão sobre as variáveis de tensão das barras com controle é calculada por meio da resolução de um problema de otimização que envolve uma heurística para o tratamento das restrições sobre as injeções de potência reativa. Na seqüência, as decisões sobre os taps dos transformadores das subestações de transmissão também são tomadas com base em um problema de otimização simplificado. Para a integração das soluções dos sistemas de transmissão e distribuição é proposta uma heurística de ajuste de carga baseada em cálculo de fluxo de carga. O cálculo dos taps dos transformadores das subestações de distribuição é feito considerando a invariância d fluxo de potência ativa através das mesmas e possibilita a recuperação do perfil de tensão dos alimentadores. São apresentados resultados obtidos com sistemas de testes considerados em situações de operação normal e com perturbações, como contingências em circuitos de transmissão e alterações de carga. / Abstract: With the expansion of the electrical systems and the load increase, one of the difficulties of the operators is the maintenance of the voltage profile of the system. In this work, a control variable calculation esstrategy is proposal, aiming the improvement in the voltage profiles of the networks, considered transmission and distribution of integrated form. This strategy takes in consideration the specificities of components of the systems, such as voltage control, control of tap of transformers of transmission's subtation and distribution's substation. For the voltage regulation problem of transmission systems, a problem decomposition is proposal. This is based on the decomposition according to effect provoked for the same ones on the system. The decision on voltage variable of control bars is calculated by the resolution of a optimisation problem that involves a heuristic for the treatment of the reactive power injections restrictions. In the sequence, the decision on tap variable of transformers of transmission substation are also taken based on a simplified optimisation problem. For the Integration of the solutions of transmission and distribution systems is proposed a heuristic of load adjustment based on load flow calculation. The calculation of transformers' taps of the distribution substation is made considering the permanence of active power flow through the same ones and makes possible the recovery of the voltage profile of the feeders. Tests with transmission and distribution systems are presented considering normal operation and disturbances situations, as contingencies in the transmission circuits and load alteration. / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

O conhecimento das características experimentais das faltas de alta impedância é de suma importância para o desenvolvimento de sistemas e equipamentos voltados a detecção eficiente das mesmas em sistemas de distribuição de energia elétrica. Este trabalho apresenta um conjunto de estratégias experimentais que visam orientar passo a passo a realização de ensaios de faltas fase-terra com alta impedância, contemplando-se desde os dispositivos de proteção usados na viabilização dos experimentos até os equipamentos de oscilografias utilizados para registrar as grandezas elétricas advindas dessas situações de faltas. São ainda apresentados os resultados obtidos pelos ensaios realizados de queda de condutor energizado (lado fonte) em solo seco, queda de condutor energizado (lado fonte) em brita seca, queda de condutor energizado sobre a cruzeta e queda de condutor energizado (lado carga) em solo seco. / The knowledge of experimental characteristics of high-impedance fault is of highest importance for developing both systems and equipments addressed to its efficient detection in electric power distribution systems. This work presents a set of practical strategies to guide step by step the accomplishment of experiments involving phase-ground faults with high impedance, being also contemplated from protection devices used in the experiments to oscillograph equipments dedicated to register the electric signals produced in those situations. It is still presented the results produced by fault experiments involving drop of energized cable (source side) in dry soil, drop of energized cable (source side) in dry broken stones, drop of energized cable on crossarm and drop of energized cable (load side) in dry soil.

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_RicardoTorquato_M.pdf: 3452590 bytes, checksum: db90e4d373020ef903f89b6b280df04a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os impactos causados pela instalação de geradores trifásicos de médio porte (? 1 MVA) diretamente em redes primárias de distribuição de energia elétrica (com tensão ? 10 kV) têm sido intensivamente investigados nos últimos 10 anos. Por conseguinte, atualmente, práticas de análise, operação e proteção são relativamente bem definidas e aceitas. No período de amadurecimento dessa mudança de paradigma em relação à geração de energia elétrica, de forma geral os engenheiros das concessionárias analisam uma solicitação de um novo acessante por vez, emitindo um relatório sobre as necessidades ou não de alteração do projeto. Contudo, com a publicação da Resolução Normativa #482 e outras ações, verifica-se o interesse do governo brasileiro em incentivar a conexão de geração distribuída baseada em fontes renováveis (sobretudo geradores fotovoltaicos) em redes secundárias de forma intensa e extensa. Isso produz um cenário diferente do previamente investigado na maioria dos projetos de pesquisa realizados nos últimos 10 anos, criando a necessidade de novos estudos e metodologias de análise. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia de análise probabilística que utiliza simulações Monte Carlo para identificar o impacto agregado de múltiplos geradores fotovoltaicos. São apresentadas técnicas para modelar todas as incertezas do problema, as quais estão relacionadas principalmente com a potência produzida pelos geradores e consumida pelas cargas em cada instante do dia. São desenvolvidas também duas aplicações práticas do método de análise proposto. A primeira aplicação consiste no desenvolvimento de índices técnicos capazes de estimar de forma simples e rápida (sem realizar nenhuma simulação) a potência máxima que pode ser injetada em redes secundárias sem a ocorrência de violações técnicas. A segunda aplicação consiste em uma técnica para estimar o impacto futuro da geração fotovoltaica em determinado alimentador da concessionária, de forma a auxiliar os engenheiros no planejamento da expansão das redes de distribuição. O método de análise e as aplicações apresentadas neste trabalho podem auxiliar na redução do número de barreiras existentes para a conexão de geradores distribuídos fotovoltaicos / Abstract: Impacts caused by the connection of three-phase, medium size generators (? 1 MVA) directly to primary distribution networks (with voltage ? 10 kV) have been intensively investigated over the last 10 years. As a consequence, analysis, operation and protection practices are relatively well defined and accepted. During the maturation of this paradigm change on the electric energy generation, in general, utility engineers used to evaluate new connection requests individually, providing a report with possible requirements for project modifications. However, with the publication of Normative Resolution #482 and other actions, one may notice the interest of Brazilian government on encouraging the connection of renewable-based distributed generation (mainly photovoltaic generation) to secondary distribution networks. Such fact leads to a new scenario, different from the one investigated over the last 10 years, creating the need for new studies and analysis methodologies. In such context, this M.Sc. dissertation presents a probabilistic analysis methodology that adopts Monte Carlo simulations to identify the aggregated impact of multiple photovoltaic generators. Modelling techniques are presented for all problem uncertainties, which are mainly related to the power produced by generators and consumed by loads at each instant of the day. Two practical applications of the proposed method are also developed. The first application consists in developing technical indices that provide a simple and quick estimate (without performing any simulation) of the maximum power that may be injected into secondary networks without the occurrence of technical violations. The second application consists in a technique to estimate the future impact of photovoltaic generation on a utility feeder, in order to support engineers on the expansion planning of distribution networks. The analysis methodology and applications presented in this work can help to overcome the barriers for the interconnection of photovoltaic distributed generators / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trindade_FernandaCasenoLima_D.pdf: 1722766 bytes, checksum: dec87e1e3e98a246135a42def8eef876 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores têm se tornado cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de defeitos (faltas) em sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes defeitos prejudicam a confiabilidade do fornecimento de energia e podem resultar em afundamento de tensão, interrupções momentâneas ou sustentadas e em elevados custos operacionais. Em vista disto, cada vez mais, os consumidores estão conscientes sobre o assunto e observa-se a necessidade da elaboração de soluções eficientes para melhorar os índices de confiabilidade e de qualidade do fornecimento de energia elétrica. Um dos métodos mais eficazes para melhorar os índices de confiabilidade e qualidade de energia elétrica em sistemas de distribuição consiste no desenvolvimento de técnicas rápidas e precisas de localização de defeitos na rede. Embora os métodos de localização de defeito empregados em alimentadores de distribuição ainda sejam rudimentares, a integração de técnicas de medição, comunicação, do conhecimento da configuração da rede e atuação de religadores em tempo real, além de dados provenientes dos Sistemas de Informações Geográficas em sistemas de distribuição permite o desenvolvimento de métodos mais eficientes, que exploram informações provenientes de diferentes locais da rede (informações distribuídas) e não apenas da subestação. Neste contexto, este trabalho explora métodos de localização de defeitos baseados em medidas de tensão provenientes de diferentes locais de modernos sistemas de distribuição. Três métodos foram investigados: (1) o primeiro, baseado na correspondência de valores de tensão, utiliza os parâmetros elétricos da rede e duas ou mais medidas de tensão ao longo do alimentador; (2) o segundo método, baseado na correspondência da corrente de falta, utiliza os parâmetros elétricos da rede e uma quantidade maior de medidas de tensão que o primeiro método; (3) finalmente, o terceiro método, baseado no mapeamento das zonas de tensão reduzida, não necessita do conhecimento completo dos parâmetros da rede, no entanto, é necessário utilizar uma maior quantidade de medidores que nos outros dois métodos. Os resultados dos testes realizados mostram que de acordo com a disponibilidade de medição de tensão ao longo do alimentador, um destes métodos pode ser escolhido para localizar o defeito de maneira eficaz / Abstract: Nowadays, loads from different classes of customers have become more sensitive to variations and interruptions from power supply. Frequently, failures in electrical energy delivery are caused by occurrences of faults in distribution systems. Such faults decrease the reliability of power delivery, increase operational costs and may result in power quality problems, such as voltage sag, short or long term outages. Since the customers consciousness is increasing, the need of efficient solutions to improve reliability and power quality indices is also increasing. One of the most efficient approaches to improve such indices in distribution systems is to develop fast and accurate fault location techniques for aerial feeders. Even though fault location methods dedicated to distribution feeders are still rudimentary, the recent integration of measurement, communication, real time knowledge of feeder configuration and reclosers trip and Geographic System Information allows the development of more efficient solutions, which explores information from different places from the grid (distributed information) and not only from the substation. In this context, this work explores fault location methods based on voltage measurements applied to modern distribution systems. Three methods were investigated: (1) the first one is based on matching voltage values, this method requires the network electrical parameters and two or more voltage meters installed along the feeder; (2) the second method is based on the correspondence of fault current, this method uses the network electrical parameters and a higher quantity of meters than the first method; (3) finally, the third method is based on the identification of low voltage zones, this method does not require network electrical parameters, however it needs a higher quantity of voltage meters than the other two methods. The test results show that according to the voltage measurement availability along the feeder, one of these methods can be chosen to efficiently locate the fault / Doutorado / Energia Eletrica / Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva, Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T08:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoranGallardo_JesusArmando_M.pdf: 2721295 bytes, checksum: b77963f7816aa3479e912a0d66af1e0f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um estudo detalhado sobre a influência provocada pela instalação de geradores síncronos no desempenho da operação em regime permanente de sistemas de distribuição de energia elétrica. O estudo é baseado em simulações estáticas e foram investigadas duas formas de controle do sistema de excitação do gerador: operação mantendo tensão terminal constante e operação mantendo fator de potência constante. Determinou-se o impacto nos seguintes aspectos técnicos associados com a inserção de geradores nos alimentadores de distribuição: variação do perfil de tensão do sistema em regime permanente, perdas elétricas de potência ativa e reativa, e estabilidade de tensão. Diversos cenários e condições de carregamento do sistema foram considerados. Baseados nos resultados obtidos são propostos índices matemáticos que permitem avaliar sistematicamente o impacto desses geradores no desempenho de regime permanente do sistema. A partir desses índices empresas ou órgãos responsáveis pela integração de geração distribuída podem determinar quais pontos do sistema de distribuição são mais adequados para a instalação de geradores síncronos, tendo em consideração os aspectos supracitados / Abstract: In this master¿s thesis, it is presented detailed studies on the impact of distributed synchronous generators on the steady-state performance of distribution system. Synchronous generators equipped with exciter systems acting as voltage or power factor regulator are analyzed. Impacts on steady state voltage profile, active and reactive power losses, and voltage stability were determined considering different scenarios and system loading conditions. Mathematical indices are proposed to systematically evaluate such impacts. With these indices, one can determine which buses are more suitable for the installation of distributed synchronous generators considering the above cited technical aspects / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The distribution system is an extremely important part of the energy supply. At the same time, distribution networks, most of them with radial configuration, are much more vulnerable elements compared with transmission and sub transmission systems. The world experience shows that up to 80% of all interruptions in the energy supply are caused by failure in elements of the distribution systems. Naturally, a significant increase in reliability can be obtained through re-structuring of the distribution networks. This involves transformation of the traditional overhead networks into protected compact networks, duplication of energy supply alternatives for the consumers, duplication of the distribution transformers and wide use of network automation. All these alternatives demand massive investments. Another way of reliability improvement is related with the installation of commutation equipments. However, this solution should foresee a composition choice of types of equipment, the necessary amount and strategic location that all together can guarantee better results under the costbenefit point of view. The importance and efficiency of these solutions are confirmed through a large number of related researches accomplished in several countries. However, optimal installation of commutation equipments is an extremely complex problem. In the first place, it is necessary to define what means optimal degree of reliability, which is linked with the analysis of several possible formulations for the reliability optimization problem. In the second place, it is necessary to find out which characteristics can be used for reliability estimation and in what ways they should be implemented in the objective functions and restrictions along the process of reliability optimization. In the third place, through analysis of the available data existing in the electricity company, it is necessary to define if this information is sufficient for solution of the network optimal sectioning problem and what is the uncertainty level of this information. Finally, it should be chosen appropriate optimization methods, considering that researches show the impossibility of an efficient use of the linear and non linear programming methods taking into account characteristics of objective functions and restrictions. Furthermore, it is necessary not to forget that, most of the time, this problem should be solved in networks that already have commutation equipment installed. Therefore, usually, the optimization problem is addressed to redistribution of equipments already installed or the installation of additional equipments. This work is an attempt to find answers with respect to all these previously mentioned items, taking into account the operational conditions of the Brazilian electricity companies. / O sistema de distribuição é parte extremamente importante do fornecimento de energia. Ao mesmo tempo, as redes de distribuição, na maioria das vezes com configuração radial, são os elementos mais vulneráveis comparado com o sistema de transmissão e sub transmissão. A experiência mundial mostra que até 80% de todas as interrupções no fornecimento de energia são provocados por falhas nos elementos dos sistemas de distribuição. Naturalmente, que um aumento significativo na confiabilidade pode ser atingido através da reestruturação das redes de distribuição. Isto envolve as transformações das redes aéreas tradicionais para redes compactas protegidas, ou a duplicação das alternativas de suprimento de energia para os consumidores, através da instalação de dois transformadores de distribuição ou automatização completa das redes. Todas estas alternativas exigem investimento muito elevado. Outro meio de aumento da confiabilidade está relacionado com a instalação de equipamentos de comutação. Entretanto, esta solução deve prever a escolha da composição ótima de vários tipos de equipamentos, quantidade necessária e localização estratégica, que em conjunto podem garantir maior efeito sob o ponto de vista do custo-benefício. A importância e eficiência destas soluções estão confirmadas através do grande número de pesquisas realizadas em vários países. Entretanto este problema é extremamente complexo. Em primeiro lugar, é necessário definir o que significa nível ótimo de confiabilidade, o que está ligado com a análise das várias formulações possíveis do problema de otimização da confiabilidade. Em segundo lugar, é necessário encontrar quais características podem servir para a estimação da confiabilidade e de que forma elas devem ser implementadas na função objetivo e restrição no processo de otimização da confiabilidade. Em terceiro lugar, através da análise dos dados disponíveis na concessionária é preciso definir se a informação é suficiente para a solução do chaveamento ótimo e qual o nível de incerteza desta informação. E, por último, devem ser escolhidos os métodos adequados de otimização, considerando que as pesquisas mostram a impossibilidade do uso eficiente de métodos de programação linear e não linear, levando em conta as características da função objetivo e restrições do problema em análise. Além disso, é necessário não esquecer que na maioria das vezes este problema deve ser resolvido em redes que já possuem equipamentos de comutação instalados. Por isso, geralmente, o problema de otimização está direcionado para a redistribuição dos equipamentos já instalados ou a instalação de equipamentos adicionais. Neste trabalho é realizada a tentativa de encontrar as respostas em relação a todos os itens mencionados anteriormente, com base nas condições de operação das concessionárias brasileiras.

This dissertation is a systematic study of the 22kV Nelson Mandela Bay Municipality (NMBM) electricity power distribution network reliability evaluation and improvements to be applied. Reliability evaluation of electric power systems has traditionally been an integral part of planning and operation. Changes in the electricity utility, coupled with aging electrical apparatus, create a need for more realistic techniques for power system reliability modelling. This work presents a reliability evaluation technique that combines set literature and evaluation criteria. In analysing system reliability, this research takes into account the reasons for many outages and voltage dips and seeks to find mitigating approaches that are financially justified. The study analyses the power system in terms of the methodology developed, using power system reliability techniques, power quality evaluation, protection analyses and evaluating the network against maintenance interventions and programs, manpower availability and weather conditions contributing to the outages. In evaluating the power system various techniques are used to determine if the power network operates within the NRS standards, namely, reliability calculations, testing of protection equipment, interrogation of power quality instruments and modeling the network on Digsilent. This study will look at all the important factors influencing power system reliability, analysing the network in terms of the methodology and recommend improvements.

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VizcainoGonzalez_JoseFederico_M.pdf: 972282 bytes, checksum: 652889ccc97d9102a9333902b4169885 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As perdas técnicas de energia nas redes primarias de distribuição são decorrentes das resistências elétricas nas linhas. Pela natureza indutiva de algumas cargas e reatâncias das linhas, parte da energia dissipada é devida aos fluxos de potências reativas entre a subestação e os pontos de carga. Capacitores instalados próximo às cargas podem fornecer energia reativa local, diminuindo as perdas de energia na rede. Este trabalho apresenta inovações conceituais e de implementação que permitem o resgate da abordagem por programação dinâmica para a solução do problema de instalação e dimensionamento de capacitores fixos em redes de distribuição, para perfis de cargas fixos ou variáveis. O trabalho também aborda o problema de controle de capacitores chaveados, propondo duas novas abordagens. A primeira abordagem desenvolve uma versão de sistemas complexos adaptativos, também chamados sistemas classificadores. A segunda abordagem corresponde a uma especialização dos conceitos de programação dinâmica esenvolvidos para o problema de instalação de capacitores. Estudos de casos em redes reais de grande porte ilustram as possibilidades das metodologias desenvolvidas / Abstract: Technical energy losses in primary distribution networks are due to electrical resistances in lines. Due to reactance of power lines and inductive nature of some loads, part of the energy dissipated is due to reactive power that travels back and forth in lines, all the way from power sources to load points. Capacitors installed near load points can provide local complementary reactive power that decrease losses. This work presents conceptual and implementation innovations that allows to rescue the dynamic programming approach for the capacitors sizing and allocation problem in distribution networks, for fixes and variables loads. The work also presents two approaches to the capacitors control problem. The first approach is the development of a complex adaptive system (a classifier systems). The second approach to the capacitor control problem is a specialization of dynamic programming concepts, developed for the capacitors placement problem. Case studies in large real networks illustrate the possibilities of the developed methodologies / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rosangela Ballini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia / Made available in DSpace on 2018-08-26T10:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Semolini_Robinson_D.pdf: 2731017 bytes, checksum: c43b75ab3dc33b97fd1c449d04a74e03 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em substituição ao Modelo Normativo de Empresa de Referência, que vigorava no Brasil desde 2003, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) implementou, em 2011, metodologia de benchmarking para o cálculo dos custos operacionais regulatórios para cada uma das 63 Concessionárias de Distribuição de Energia Elétrica, baseada na média dos resultados dos modelos de Análise Envoltória de Dados (DEA) e Mínimos Quadrados Corrigidos (COLS). A partir dos problemas identificados nesta metodologia de benchmarking e, fundamentado em estudo das práticas regulatórias internacionais na aplicação de benchmarking para regular os custos operacionais de distribuidoras, o objetivo desta tese é propor uma metodologia de benchmarking para a regulação dos custos operacionais das distribuidoras de energia no Brasil, baseada nos seguintes princípios: uso de base de dados e metodologias estatísticas aplicadas; construção de método para a estimação da eficiência a partir de um modelo estruturado, interpretável e que utiliza técnicas de modelagem econométrica; consideração das particularidades do país: grande heterogeneidade climática, geográfica, socioeconômica e, principalmente, da forma de gestão e propriedade; e factível e simples de ser implementado pelo regulador para o caso brasileiro. Partindo destes princípios, as seguintes melhorias para compor a proposta foram alcançadas: (i) agrupar as distribuidoras em 3 clusters de acordo com a forma de gestão e propriedade: distribuidoras públicas, privadas independentes e privadas pertencentes a holdings. Esta clusterização mostrou ser estatisticamente significativa com relação à eficiência e à produtividade dos grupos; (ii) uso dos produtos mercado, clientes e rede, corrigindo o problema da multicolinearidade entre estas variáveis com auxilio da técnica estatística de Análise de Componentes Principais, resultando na construção de uma Variável de Escala Composta; (iii) uso do TOTEX como insumo, conforme preferência dos reguladores para tratar o incentivo das distribuidoras de contabilizarem seus custos operacionais (OPEX) como investimentos (CAPEX); (iv) inclusão da Qualidade do fornecimento como insumo, por meio da variável Energia não Suprida, para tratar o trade-off entre Qualidade, OPEX e CAPEX; (v) aplicação do modelo paramétrico de Análise de Fronteira Estocástica (SFA), recomendado como melhor método a ser utilizado, quando da presença de quantidade de dados suficientes, como o caso do Brasil; (vi) tratamento das heterogeneidades entre as distribuidoras diretamente na modelagem da função de custos, para evitar que estes fatores sejam incorretamente atribuído à ineficiência; (vii) SFA aplicado a dados em painel, por meio do modelo com Verdadeiros Efeitos Aleatórios. A eficiência estimada considerando os 7 itens para cada cluster, evidenciou ser mais adequada quando comparada aos resultados da metodologia da ANEEL. Por fim, a proposta de implementação do modelo de benchmarking, em termos de aumentar o incentivo na busca da eficiência dos custos operacionais, tendo a preocupação adicional de manter o equilíbrio na questão da manutenção dos investimentos das distribuidoras, mostrou ser mais simples, intuitiva, eficiente e factível de ser implementada / Abstract: Replacing the Normative Model of Reference Company, which prevailed in Brazil since 2003, the National Agency of Electric Energy (ANEEL) implemented, in 2011, benchmarking methodology to calculate regulatory operational costs for each of the 63 Dealers of Electric Power Distribution based on the average results of Data Envelopment Analysis (DEA) and Corrected Least Squares (COLS). Based on problems identified in the ANEEL benchmarking methodology and grounded on studies of the international regulatory practices, applied to benchmarking regulatory operational costs of distribution, the objective of this thesis is to propose a methodology of benchmarking to regulatory operational costs of the power distributors in Brazil, based on the following principles: use database and statistical applied methodologies; building method for efficiency estimation from a structured and interpretable model, using econometric modeling techniques; considerate particularities of the country: large climate heterogeneity, geography, socioeconomic and, especially, the form of management; feasible and simple to be implemented by the regulator for the Brazilian case. Based on these principles the following improvements compose the proposed methodology: (i) grouping distributors in 3 clusters according to the form of management and ownership: public, private independent and private belonging to holdings. This clustering was shown to be statistically significant with respect to the efficiency and productivity of the groups; (ii) use of the products - market, customers and network - correcting the multicollinearity problem among them, through the statistical technique of Principal Component Analysis, resulting in the construction of a Composite Scale Variable; (iii) use of TOTEX as input, preferred by regulators to address the incentive of distributors to account their operational cost (OPEX) as investments (CAPEX); (iv) inclusion of Power Supply Quality as input, using the variable Energy Not Supplied to address the trade-off between Quality, OPEX and CAPEX; (v) application of Parametric Model of Stochastic Frontier Analysis (SFA), recommended as the best method to be used when exists sufficient amount of data, which is the Brazilian case; (vi) treatment of heterogeneities among distributors directly modeling the cost function to avoid these factors being incorrectly attributed to inefficiency; (vii) SFA applied to panel data, through True Random Effects Model. The estimated efficiency considering the 7 items for each cluster, showed to be more adequate compared to the results of the ANEEL methodology. Finally, the implementation proposed to the benchmarking model, in terms of increasing the incentive to seek efficiency in operational costs, with the additional concern of conserving the balance considering the maintenance of the distribution investments, proved to be more simple, intuitive, efficient and feasible to implement / Doutorado / Desenvolvimento Economico, Espaço e Meio Ambiente / Doutor em Desenvolvimento Economico