Over the past decades, the concepts and methods for reliability assessment have evolved from analysing the ability of individual components to operate without faults and as intended during their lifetime, into the comprehensive approaches for evaluating various engineering strategies for system planning, operation and maintenance studies. The conventional reliability assessment procedures now receive different perspectives in different engineering applications and this thesis aims to improve existing approaches by incorporating in the analysis: a) a more detailed and accurate models of LV and MV networks and their reliability equivalents, which are important for the analysis of transmission and sub-transmission networks, b) the variations in characteristics and parameters of LV and MV networks in different areas, specified as “generic” UK/Scottish highly-urban, urban, sub-urban and rural network models, c) the relevant requirements for network reliability performance imposed by Regulators on network operators, d) the actual aggregate load profiles of supplied customers and their correlation with typical daily variations of fault probabilities and repair times of considered network components, and e) some of the expected “smart grid” functionalities, e.g., increased use of network automation and reconfiguration schemes, as well as the higher penetration levels of distributed generation/storage resources. The conventional reliability assessment procedures typically do not include, or only partially include the abovementioned important factors and aspects in the analysis. In order to demonstrate their importance, the analysis presented in the thesis implements both analytical and probabilistic reliability assessment methods in a number of scenarios and study cases with improved and more detailed “generic” LV and MV network models and their reliability equivalents. Their impact on network reliability performance is analysed and quantified in terms of the frequency and duration of long and short supply interruptions (SAIFI and SAIDI), as well as energy not supplied (ENS). This thesis addresses another important aspect of conventional approaches, which often, if not always, provide separate indicators for the assessment of system-based reliability performance and for the assessment of customer-based reliability performance. The presented analysis attempts to more closely relate system reliability performance indicators, which generally correspond to a fictitious “average customer”, to the actual “best-served” and “worst-served” customers in the considered networks. Here, it is shown that a more complex metric than individual reliability indicators should be used for the analysis, as there are different best-served and worst-served customers in terms of the frequency and duration of supply interruptions, as well as amounts of not supplied energy. Finally, the analysis in the thesis considers some aspects of the anticipated transformation of existing networks into the future smart grids, which effectively require to re-evaluate the ways in which network reliability is approached at both planning and operational stages. Smart grids will feature significantly higher penetration levels of variable renewable-based distributed generation technologies (with or without energy storage), as well as the increased operational flexibility, automation and remote control facilities. In this context, the thesis evaluates some of the considered smart grid capabilities and functionalities, showing that improved system reliability performance might result in a deterioration of power quality performance. This is illustrated through the analysis of applied automation, reconfiguration and automatic reclosing/remote switching schemes, which are shown to reduce frequency and duration of long supply interruptions, but will ultimately result in more frequent and/or longer voltage sags and short interruptions. Similarly, distributed generation/storage resources might have strong positive impact on system reliability performance through the reduced power flows in local networks and provision of alternative supply points, even allowing for a fully independent off-grid operation in microgrids, but this may also result in the reduced power quality levels within the microgrids, or elsewhere in the network, e.g. due to a higher number of switching transfers and transients.

Orientador: Prof. Dr. Edmarcio Antonio Belati / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / A inclusão de fontes de geração distribuída (GD) em sistemas elétricos vem crescendo nos últimos anos motivando o uso de fontes de energia alternativas renováveis ao mesmo tempo em que tem aumentado a demanda de energia global. Uma das fontes que tem crescido nos últimos anos ao nível mundial é a energia eólica. Frente à possibilidade de uma situação de escassez de energia elétrica, o aumento no custo da eletricidade e a busca constante das companhias por ter uma operação econômica do sistema elétrico, o estudo do desempenho ótimo da rede é apresentado como um tema importante para os centros de operação das companhias de energia elétrica. Desta forma, os Sistemas Elétricos de Potência (SEP) necessitam de ferramentas rápidas de análise para auxiliar os agentes na tomada de decisões surgindo assim o interesse em desenvolver ferramentas de análise que permitam aos operadores da rede tomarem decisões rápidas em relação às possíveis eventualidades ou variações no comportamento do sistema. O objetivo principal deste trabalho é aplicar análise de sensibilidade de segunda ordem (ASSO) nos sistemas de distribuição com geração eólica para obter um possível ponto de operação ótima de forma rápida após ocorrerem perturbações tanto na geração eólica quanto na carga do sistema. Para tanto foi modelado um Fluxo de Potência Ótimo (FPO) com as características do sistema e com o objetivo de minimizar as perdas de potência ativa, caracterizando assim o caso base (CB) e posteriormente aplicou-se a ASSO à solução encontrada no CB de forma a obter uma resposta rápida e econômica. Vale destacar que para validação da metodologia proposta buscou-se aplica-lo em sistemas de distribuição de energia elétrica. / The inclusion of distributed generation sources (DG) in electrical systems has been growing in recent years encouraging the use of alternative renewable energy sources at the same time it has increased the global energy demand. One of the sources that has grown in recent years worldwide is wind energy. Facing the possibility of energy shortage situation, the increase in the cost of electricity and the constant pursuit of companies to have an economic operation of the electrical system, the study of the network optimal performance is presented as a major issue for the operation centers of electricity companies. Thus, the Electric Power System (EPS) need fast analysis tools to assist agents in decision-making thus resulting interest in developing analysis tools that allow network operators to make quick decisions in relation to the possible eventualities or variations in system behavior. The main objective of this work is to apply analysis of second-order sensitivity (ASOS) in distribution systems with wind generation for an approximate point of optimal operation fastest as possible after disturbances occur both in wind generation, as the system load. For Optimal Power Flow (OPF) with the system's features and with the objective of minimize the loss of active power much was modeled, characterizing the base case (BC) and then applying the ASOS the solution obtained in BC in order to get a quick answer and economic. Note that to validate the proposed methodology we sought to apply it in electric power distribution systems.

Orientadora: Prof. Dr. Ahda Pionkoski Grilo Pavani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / A conexao de geradores distribuidos a rede eletrica permite o aproveitamento de fontes dispersas de energia e pode tambem trazer outros beneficios como o aumento da confiabilidade da rede de distribuicao. Este aumento da confiabilidade se da quando a conexao com a concessionaria e perdida devido a algum problema e, entao, as cargas passam a serem alimentadas pelos geradores distribuidos conectados a rede, pratica denominada ilhamento intencional. No entanto, para a operacao ilhada dos geradores distribuidos e fundamental que a desconexao da rede da concessionaria seja identificada e o modo de controle dos geradores seja alterado. Esta identificacao da mudanca do estado da rede pode ser facilmente realizada quando a rede e provida de um sistema de comunicacao, que permite a comunicacao entre todos os dispositivos de protecao. Porem, esta ainda e uma solucao cara, que inviabilizaria a operacao ilhada de varios geradores distribuidos. Desta forma, neste trabalho e desenvolvida uma metodologia para identificacao das condicoes de operacao da rede que nao dependente de um sistema de comunicacao. A tecnica desenvolvida e classificada como local ativa, uma vez que e baseada em medicoes de variacoes de tensao (¿¢V) e frequencia (¿¢f), e, quando necessaria, uma variacao na potencia de referencia (¿¢P) do gerador e usada para verificar o estado da rede. Com isso, a tecnica e bastante eficaz nas diferentes condicoes de operacao da rede eletrica e pode ser utilizada tanto para identificar a ocorrencia de ilhamento quanto para identificar uma reconexao do gerador a rede da concessionaria. / The connection of distributed generators to the grid allows the use of dispersed sources of energy and may bring other benefits such as increasing the reliability in the distribution network. This increase in reliability occurs when the connection to the utility is lost due to some problem and distributed generators connected to the network then supply the loads; practice named intentional islanding. However, for the islanded operation of the distributed generators it is essential that the disconnection of the utility network is identified and the mode of control of the generators is changed. This identification of the operating condition can easily be performed when the network is provided with a communication system, which allows communication between all protection devices. However, this is still an expensive solution, which would limit the islanded operation of several distributed generators. Thus, in this work a methodology is developed to identify the operating conditions of the network that does not depend on a communication system. The developed technique is classified as active, since it is based on voltage (ÄV) and frequency (Äf) measurements, and, when it is necessary, a change in reference power (ÄP) of the generator is used to check the status of the network. Thus, the technique is quite effective in the different operating conditions of the electrical network and can be used both to identify the occurrence of islanding and to identify a reconnection of the generator to the utility network.

The new regulations of the electricity sector have requested from the power utilities great performance efficiency on their distribution systems, requiring more rigorous quality and continuity energy levels. In Brazil, the privatization of the power utility companies has been allowing the adoption of new planning and operation policies, that necessarily consider the system reliability and its economic constraints. Regarding this the companies are looking for objectively estimate all the necessary system investments in order to achieve safe and economic continuity for its consumers. At planning level, there are several alternatives, such as complex systems of larger flexibility, new feeders allowing several possibilities of load transfer, isolating permanent faults confining outages to smaller sections of line, remote operated maneuver and protection equipment and supervised substations featuring devices to help fault location. However, these alternatives normally mean large sums of investment which results are not always easy to measure, due to the difficulty of identifying its benefits from those produced by other accomplished actions. At operational level, it is possible to achieve results on medium and short term through the efficient dimension of emergency dispatching crews, maneuver and maintenance plans, contingency studies, protection devices readjustment, strategic use of protection and maneuvers devices and so forth. The power utility companies have planning areas that define the best practices through its professionals' experiences associated to computing tools. Traditionally, these tools help the professionals with power flow and short circuit simulation, losses calculation, protection coordinating diagrams, etc. Some tools and methods capable to proceed reliability simulations through several criteria have been proposed recently. For example, through continuity indicators such as SAIDI and SAIFI, through network topology and equipment alternatives, as developed by Violin and Martinez [2004], through the number of customers or non-supplied energy helping the decision of inserting or removing equipment, as demonstrated by Abaide [2005], or even through reduction of interrupted customers number by the network reconfiguration due to contingency events as described by Bernardon [2007]. However during the studies of these alternatives many simplifications are usually assumed, mostly on the protection devices models. Due to that, they are considered as completely stable and it is just verified the overload operation possibility. The unsuitable protection devices interruptions caused by coordination problems are totally unconsidered. This thesis aims at presenting the algorithms developed to help determining the best distribution resources alternatives in order to increase the network reliability according to basic continuity criteria and the dynamic relationship among protection and maneuver devices. The developed computing tool can also automatically determine all the protection devices adjustments along the distribution network in order to achieve the best technical and economical application. To check the efficiency of the proposed methods, real case studies are presented with data from power utility companies. / As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias de distribuição de energia elétrica uma maior eficiência no desempenho de seus sistemas, exigindo níveis de qualidade e de continuidade de energia cada vez mais rigorosos. No que se refere ao Brasil, a privatização das empresas distribuidoras está conduzindo à incorporação de novas políticas de planejamento e operação, que necessariamente levam em consideração a confiabilidade do sistema e suas restrições econômicas. Desta forma as empresas estão buscando responder objetivamente o quanto é necessário investir em seus sistemas visando uma continuidade segura e econômica para seus consumidores. Em nível de planejamento existem diversas alternativas, tais como sistemas cada vez mais complexos e de maior flexibilidade, novos alimentadores que permitem diversas possibilidades de transferência de carga, seccionamento de trechos defeituosos, equipamentos de manobra e proteção telecomandados e subestações supervisionadas dotadas de dispositivos de auxílio à localização de falhas. Entretanto, essas alternativas geralmente implicam em investimentos de grande magnitude e nem sempre de fácil mensuração dos resultados, pois os benefícios acabam agregando-se a outras ações realizadas. Já em nível operacional, é possível almejar resultados em médio e curto prazos, através do dimensionamento eficiente das equipes de emergência, planos de manobra e manutenção, estudos de contingência, reajuste dos dispositivos de proteção e utilização estratégica de dispositivos de proteção e manobra entre outros. As empresas distribuidoras de energia possuem áreas de planejamento e operação, as quais definem as melhores práticas através da experiência dos profissionais associadas à utilização de ferramentas computacionais. Tradicionalmente, essas ferramentas auxiliam os profissionais através da realização de simulações de fluxo de potência, curto-circuito, cálculos de perda, cordenogramas de proteção, entre outros. Mais recentemente, surgiram algumas propostas de ferramentas e métodos capazes de realizar simulações de confiabilidade, sendo através dos indicadores de continuidade tais como DIC, FIC, DEC e FEC mediante alternativas de topologia e equipamentos da rede, conforme desenvolvido por Violin e Martinez [2004], do número de consumidores ou energia não fornecida mediante a inserção ou remoção de equipamentos, demonstrado por Abaide [2005], ou até mesmo reduzindo o número de consumidores interrompidos através da reconfiguração emergencial de rede descrita por Bernardon [2007]. Mas, normalmente, simplificações são assumidas na elaboração destas alternativas, principalmente ao que se refere aos dispositivos de proteção, sendo considerados completamente estáveis, verificando-se apenas a possibilidade da operação por sobrecarga e desconsiderando interrupções indevidas mediante a descoordenação dos dispositivos de proteção. Esta tese visa apresentar os algoritmos desenvolvidos aliados a uma ferramenta computacional, a qual possibilita determinar as melhores alternativas de distribuição de recursos visando o aumento da confiabilidade das redes de distribuição, segundo os critérios básicos de continuidade incluindo o relacionamento dinâmico entre dispositivos de proteção e manobra. A ferramenta desenvolvida também é capaz de determinar automaticamente os ajustes de todos os dispositivos de proteção tradicionalmente utilizados nas redes de distribuição de energia de modo a obter a melhor aplicação técnica e econômica. Como resultados, são apresentados estudos de casos com dados reais das concessionárias de energia elétrica, com o objetivo de comprovar a eficiência dos métodos propostos.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5383084 bytes, checksum: a1ad7fe923d3922eba517c7aa27cfa01 (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This thesis aims to develop a robust computational model with a view to multivariate calibration of hydraulic models of water distribution systems, enabling the identification of possible irregularities such as leaks, obstructions in the pipes, valves, dead or strangled and incompatibilities regarding the modeling to real data. The model LenhsCalibra - software developed in this thesis for the application of multivariate calibration algorithm proposed - incorporates two distinct alternatives for calibration of distribution networks. The first alternative uses an iterative algorithm, the other is carried out by Multiobjective Genetic Algorithms. The calibration process aims at using networks modeled in Epanet hydraulic simulator, adjust the differences of state variables of the network giving information consistent with their respective real networks. The calibration process allows the proposed use up to seven variables: the roughness, the demand, the pressure drop is unique, the topographic, leaks, valve diameters and, simultaneously, or any combination thereof. Depending on the characteristics of the network to be modeled and calibrated you can set limits for the variables and choose which variables to calibrate. The experimental application was carried out at the Laboratory for Energy Efficiency and Water Sanitation UFPB through its Pilot System for Water Distribution. The results showed that the algorithm has good convergence with respect to processing time and the approximation of the measured and calculated values, as well as enables the identification of problems by analyzing the parameters resulting from calibration, thus providing support for a more accurate rehabilitation. / Este trabalho de tese tem por objetivo desenvolver um modelo computacional robusto com vistas à calibração multivariada de modelos hidráulicos de sistemas de distribuição de água, possibilitando a identificação de possíveis irregularidades como: vazamentos, obstruções nas tubulações, válvulas inoperantes ou estranguladas e incompatibilidades na modelagem referente aos dados reais. O modelo LenhsCalibra software desenvolvido nesta tese para aplicação do algoritmo de calibração multivariado proposto incorpora duas alternativas distintas para calibração de redes de distribuição. A primeira alternativa utiliza um Algoritmo Iterativo, a outra é realizada através dos Algoritmos Genéticos Multiobjetivo. O processo de calibração tem por objetivo, utilizando redes modeladas no simulador hidráulico Epanet, ajustar as diferenças das variáveis de estado da rede produzindo informações compatíveis com suas respectivas redes reais. O processo de calibração proposto permite utilizar até sete variáveis: a rugosidade, a demanda, a perda de carga singular, a cota topográfica, vazamentos, diâmetros e válvulas, simultaneamente, ou qualquer combinação delas. Dependendo das características da rede a ser modelada e calibrada é possível definir limites para as variáveis e escolher quais variáveis calibrar. A aplicação experimental foi realizada no Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento da UFPB através do seu Sistema Piloto de Distribuição de Água. Os resultados mostraram que o algoritmo tem uma boa convergência com relação ao tempo de processamento e a aproximação dos dados medidos e calculados, assim como possibilita a identificação de problemas mediante análise dos parâmetros resultantes da calibração, proporcionando assim subsídios para uma reabilitação mais precisa.

As descargas atmosféricas sempre foram tratadas como acontecimentos fortuitos e de força maior, inerentes à vontade do homem. Contudo, mudanças significativas a esse respeito ocorreram recentemente na legislação brasileira, no Código Civil e na norma ABNT NBR 5410: 2004 (Instalações Elétricas de Baixa Tensão). Além disso, em 29 de abril de 2004 foi publicada a Resolução Normativa nº 61 da ANEEL, que estabelece as disposições relativas ao ressarcimento de danos, em equipamentos elétricos instalados em unidades consumidoras, causados por perturbações no sistema elétrico. De acordo com essa nova visão, as descargas atmosféricas devem ser tratadas como fenômenos que podem ter as suas conseqüências previstas, evitadas ou ao menos minimizadas, fazendo com que os custos associados não sejam considerados simplesmente como prejuízos, mas sim passíveis de ressarcimento junto à concessionária. Tais fatores, aliados à inexistência de uma metodologia comum para análise dos prejuízos causados por esse fenômeno, motivaram a realização deste trabalho, que teve por objetivo avaliar os custos decorrentes de descargas atmosféricas em sistemas de distribuição de energia. Além de aspectos técnicos e jurídicos, são discutidos os custos referentes à energia não fornecida, danos em equipamentos, mão-de-obra e ressarcimento de pedidos de indenização por danos (PIDs). Discute-se ainda, embora de forma superficial, a importância de contabilização do custo da imagem da empresa junto aos consumidores. Finalmente, apresenta-se uma metodologia para determinação de tais custos, a qual é aplicada a casos reais, com comparação e análise dos resultados obtidos em diferentes situações. / Lightning discharges have always been treated as Acts of God and force majure events, inherent to man?s will. However, significant changes to this regard have recently occurred in the Brazilian Law, in the Civil Code and on the Brazilian Standard ABNT NBR 5410: 2004 (Low Voltage Electric Installations). In addition, on April 29th, 2004, ANEEL Normative Resolution No. 61 was published, which establishes the provisions regarding reimbursement of damages in electrical equipment installed in consumer units, caused by disturbances in the electrical system. According to this new version, the lightning discharges must be treated as phenomena which may have their consequences foreseen, avoided or at least minimized, causing the associated costs to be considered not only as losses, but also entitled to reimbursement with the operator. Such factors, allied to the non-existence of a common methodology for the review of the losses caused by such phenomenon, motivated the development of this work, which aimed at assessing the lightning-related costs in power distribution systems. In addition to the technical and legal aspects, the costs regarding non-supplied power, equipment damage, labor and indemnity claims (PIDs), are also discussed. Although superficially, the importance of taking into account the cost of the company?s image with the consumers is also discussed. Finally, a methodology for the determination of such costs is presented and applied to actual cases, with comparison and analysis of the results obtained in different situations.

Reconhecendo-se a importância da água como recurso natural limitado e considerando-se a perspectiva de crescimento do contingente populacional urbano, faz-se necessária uma investigação dos sistemas de distribuição de água para abastecimento, por tratarem-se de infra-estruturas básicas comuns aos núcleos populacionais do mundo todo. O planejamento da reabilitação das redes de distribuição de água torna-se de fundamental importância considerando os recursos financeiros limitados e o comportamento operacional desses sistemas que são alterados ao longo do tempo devido ao processo de deterioração de seus componentes. O presente trabalho representa um esforço no sentido de considerar objetivos mais promissores na análise de reabilitação de redes. Dessa maneira, foram considerados: custo, benefício, vazamentos e confiabilidade. Este trabalho apresenta contribuições às análises multiobjetivo via algoritmos genéticos, propriciando um aprimoramento do algoritmo Multiobjective Genetic Algorithm (MOGA) e realizando investigação dos operadores (recombinação e mutação) e dos métodos Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA), Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA) e Elitist Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA II). Do ponto de vista hidráulico, este trabalho introduz tanto perdas por vazamentos como demanda variável com a pressão, proporcionando uma análise mais realística do problema. Os estudos desenvolvidos para redes hipotéticas e para um sistema real, possibilitaram que soluções satisfatórias fossem obtidas, chegando-se inclusive a uma proposição do conceito de programação dinâmica para o caso multiobjetivo. / Recognizing the importance of water as a limited natural resource and considering the prospect of continued population growth, it is important to investigate water distribution systems which are common to all urban infrastructures. Planning of the water distribution network rehabilitation becomes additionally important given economic constraints and operational behavior these systems which modifies in time due to deterioration of water networks. The present work is an effort to consider the multiple objectives in the water network rehabilitation analyses. Four objectives were considered: cost minimization, benefit maximization, leakage minimization and reliability maximization. In addition, it presents some contributions to multiobjective optimization methodology by genetic algorithms, offering an improvement of Multiobjective Genetic Algorithm (MOGA). A detailed investigation is conducted on genetic operators (recombination and mutation) comparing some existing multiobjective optimization methods (Multiobjective Genetic Algorithm - MOGA, Non-dominated Sorting Genetic Algorithm - NSGA, Strength Pareto Evolutionary Algorithm - SPEA and Elitist Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm - NSGA II). As regards the hydraulic analysis, this work introduces both leakages and pressure dependent demands in the simulations, providing a more realistic representation of actual field situations. The present study employs hypothetical networks and a real network obtaining satisfactory solutions. Further, dynamic programming concept is also incorporated into the multiobjective optimization framework.

Submitted by Miriam Lucas (miriam.lucas@unioeste.br) on 2017-09-04T14:16:18Z No. of bitstreams: 2 Diego_Dieferson_Apolinario_2013.pdf: 11159824 bytes, checksum: a7eb832c477da03385c667bc970781c1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:16:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Diego_Dieferson_Apolinario_2013.pdf: 11159824 bytes, checksum: a7eb832c477da03385c667bc970781c1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2013-09-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The spatial electric load forescating aims to determine the sapatial and temporal distribution of the growth of electricity demand in the service area of a distribution utility. This information is vital to support the process of decision making in planning the expansion and operation of dostribution networks in the medium and long term. Currently there are many methodologies that can perform spatial load forecasting, among these cell models hace been the most widely used in recent years. Moreover, these models need to be calibrated with information concerning the data in the studied region and one of these information is the spatial rsolution. This work presents a partitioning method, using a divisive algorithm, to crate homogeneous grid cells for cellular models used in saptial electric load forecasting, and thereby determine a spatial resolution that allowa for proper display and inference from the obtained at ffeder ordistribution transformer levels. / A previsão espacial de demanda em sistemas de distribuição de energia elétrica visa determinar a distribuição espaço-temporal do crescimento da demanda de energia elétrica na área se serviço. Essa informação é de vital importância para apoiar o processo de tomada de decisões no planejamento da expansão e operação das redes de distribuição no médio e longo prazo. Atualmente existem muitas metodologias que permitem a previsão espacial de carga, dentre estas os modelos celulares tem sido os mais utilizados nos últimos anos. Além disso, estes modelos precisam ser calibrados com informações referentes aos dados da região em estudo, e uma dessas informações é a resolução espacial. Neste trabalho apresenta-se uma metodologia de particionamento, utilizando um algoritmo divisivo com a finalidade de criar quadrículas homogêneas para os modelos celulares utilizados na previsão espacial de carga, e desta forma determinar uma resolução espacial que permita uma aprpriada visualização e inferência dos resultados obtidos na previsão espacial de carga ao nivel de alimentador ou transformador de distribuição.

O crescente adensamento populacional em grandes centros urbanos vem propiciando crescentes demandas hídricas. Esse fato aliado às limitações das fontes para abastecimento, tanto do ponto de vista quantitativo como qualitativo, impõe que políticas de gerenciamento da água sofram transformações no futuro próximo. Nesse sentido, devem merecer atenção especial as técnicas de reuso, bem como o uso racional e otimizado da água em meio urbano. O presente trabalho enfoca um dos principais aspectos do gerenciamento da qualidade da água para abastecimento, que é a manutenção do residual de cloro no interior da rede conforme a Portaria 518/2004. Trata-se de um problema complexo, uma vez que o cloro decai, ao longo do tempo, e se mistura nos nós da rede, sofrendo mudanças de concentração. Visando à modelagem e simulação do comportamento do cloro residual como uma ferramenta eficiente de gerenciamento dos sistemas de distribuição de água, muitos estudos têm sido realizados e reportados pela literatura assumindo-se que os efeitos do decaimento são representados pelos coeficientes Kbulk e Kwall. O presente trabalho realiza a calibração hidráulica e de qualidade para um setor de distribuição de água real do município de São Carlos - SP - Brasil, considerando o vazamento. Para tanto, calibradores hidráulicos já testados por outros autores foram usados, e um calibrador de qualidade para resolução do problema inverso, que utilizam em conjunto o simulador EPANET 2.0 e os algoritmos genéticos (AGs) como ferramenta de otimização, foram desenvolvidos. Foi evidenciada a importância de se considerar o vazamento na calibração hidráulica e conseqüentemente na calibração de qualidade. Foi desenvolvida também uma metodologia para a calibração dos parâmetros dos AGs através do uso do \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Foram testados ainda diversos modelos de vazamento para determinação de qual modelo seria capaz de representar de maneira mais fidedigna o comportamento hidráulico da rede e os resultados obtidos apontaram os modelos que admitem vazamento por comprimento linear da tubulação como sendo mais adequados. / The rising population density of large urban centers is gradually increasing water supply demands. This together with the paucity of water sources requires that the future water administration policies go through a transformation from both quantitative and qualitative points of view. Thus rational use of available water and water reuse deserve special attention in the urban environment. This study focuses on one these main aspects of water quality management, namely, the maintenance of residual chlorine in the hydraulic network according the respective Directive nº 518/2004. This is a complex problem in view of the fact chlorine decays in time and undergoes mixing at the network nodes, consequently producing changes in its concentration. Numerous studies on modeling and simulation of behavior of residual chlorine, as an efficient water distribution system management tool, have been made and reported in literature. These studies assume that chlorine decay in the network can be represented through Kbulk and Kwall coefficients. This research work conducts hydraulic and water quality calibration of a prototype water distribution sector in the city of São Carlos - SP - Brazil, while taking into account leakages in the network. Hydraulic calibration programs previously tested by others and a water quality calibration program were employed for the solution of the inverse problem for determination of unknown parameters. This problem was solved using hydraulic simulator EPANET 2.0 in conjunction with the genetic algorithms (AGs). These procedures showed the importance of considering network leakages in hydraulic calibration and consequently in the calibration of water quality. A method for the calibration of AG parameters was also developed through the use of \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Various representations for leakage were tested in order to identify the model that best described the hydraulic performance of the network. Thus it was possible to show that the models, which consider leakage per unit length, were the most adequate.

<p>U ovoj doktorskoj disertaciji razvijen je novi algoritam za operativno planiranje rekonfiguracije distributivnih mreža. Cilj ovog algoritma jeste određivanje skupa konfiguracija distributivnih mreža, čijim se uzastopnim primenama optimizuje njihov rad tokom određenog vremenskog perioda. U ovoj doktorskoj disertaciji predložen je novi algoritam za rešavanje navedenog problema, a koji je zasnovan na metodi Lagranžove relaksacije.</p> / <p>This PhD thesis proposes a new algorithm for the operation planning of the<br />distribution network reconfiguration. The aim of this algorithm is to determine<br />the set of the distribution network topologies (configurations) which optimizes<br />the distribution network operations during the given time period. In order to<br />enable processing of the real-life distribution networks, this PhD thesis<br />proposes a new algorithm for the operation planing of the distribution network<br />reconfiguration which is based on the Lagrange relaxation approach.</p>