Algoritmo genético especializado aplicado ao planejamento da expansão de sistemas de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Planejamento estocástico da expansão da rede de transmissão de energia elétrica multiestágio considerando restrições de segurança

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

A utilização de leilões em modelos de expansão da rede de transmissão de energia elétrica

Com o objetivo de contribuir com a literatura sobre a regulação dos setores de infraestrutura, este trabalho apresenta uma análise do modelo regulatório utilizado para viabilizar a expansão de capacidade do setor de transmissão de energia elétrica no Brasil. Neste país, de dimensões continentais, o setor de transmissão tem um papel de fundamental importância para garantir o suprimento de energia elétrica e, consequentemente, para viabilizar uma trajetória de crescimento sustentável da atividade econômica. Grandes quantidades de energia são transportadas entre as unidades geradoras, principalmente hidroelétricas que, em muitos casos, estão localizadas em regiões bem distantes dos grandes centros de consumo. Devido à similaridade entre as dimensões continentais e os volumes de energia produzidos e consumidos, são comparados os modelos regulatórios utilizados para a expansão da transmissão no Brasil e Argentina. Aspectos institucionais e dos sistemas políticos nos dois países são ressaltados para explicar as diferenças entre os dois modelos e os resultados alcançados em cada um dos países. Neste caso destacam-se os desafios para expansão da infraestrutura de transmissão de elevada tensão e grande extensão no caso argentino e os benefícios do modelo brasileiro que combina a realização de leilões com um mecanismo de planejamento centralizado. As especificidades do modelo regulatório brasileiro, principalmente do modelo híbrido de leilões de contratos de concessões de transmissão, acompanhado de revisões periódicas da receita dos investidores têm especial atenção. Através de uma análise dos lances apresentados nos leilões realizados no Brasil entre 2002 e 2008, testa-se a reação dos participantes com relação à mudança no modelo regulatório introduzida em 2006, ano em que foi introduzida a revisão tarifária periódica nos contratos de concessão para serviços de transmissão. Evidencia-se que, com esta mudança, os participantes não diminuíram os deságios praticados nos leilões, indicando que não houve aumento da percepção de risco do negócio para os investidores devido a esta mudança na regulação. As informações utilizadas pelos participantes para formulação dos lances, no modelo de leilões para a expansão da transmissão no Brasil, são analisadas através de uma amostra ampliada dos lances apresentados no período 1999-2011. Encontram-se evidências empíricas de que os lances dos participantes são correlacionados, indicando que estes levam em consideração os lances dos seus competidores para formulação de seus próprios lances.

Algoritmo tabu search especializado para o problema de planejamento da expansao de sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Evaluation of hybrid models for static and multistage transmission system planning

Neste trabalho é analisada a aplicação de algoritmos heurísticos para o Modelo Híbrido Linear - Hybrid Linear Model (HLM) - no problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão. O HLM é um modelo relaxado que ainda não foi suficientemente explorado. Assim, é realizada uma análise das características do modelo matemático e das técnicas de solução que podem ser usadas para resolver este tipo de modelo. O trabalho analisa em detalhes um algoritmo heurístico construtivo para o HLM e faz uma extensão da modelagem e da técnica de solução para o planejamento multi-estágio da expansão de sistemas de transmissão. Dentro deste contexto, também é realizada uma avaliação da qualidade das soluções encontradas pelo HLM e as possibilidades de aplicação deste modelo em planejamento de sistemas de transmissão. Finalmente, são apresentados testes com sistemas conhecidos na literatura especializada.

Planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica através de um modelo de Programação Linear Inteiro Misto (plim)

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modelo matemático de linhas de transmissão, contemplando influências ambientais, para o trecho Guamá-Utinga, localizado em Belém, pertencente à Eletronorte

Teoricamente, a predição de falha em cadeia de isoladores pode ser observada pela verificação do comportamento harmônico da corrente através dos isoladores, chamada de corrente de fuga. Isto porque a capacitância de uma cadeia de isoladores permite a passagem das componentes harmônicas de maior ordem da corrente na linha. No entanto os projetos e planejamento de linhas de transmissão só levam em consideração as dimensões e geometrias da linha; esquecendo ou ignorando os efeitos ambientais em uma linha de transmissão. A omissão de tais efeitos, podem confundir um diagnóstico de falha no sistema de isolação da linha, de forma que foi necessário desenvolver uma metodologia para determinação dos valores dos parâmetros elétricos, resistência elétrica e capacitância em função de variáveis ambientais como: temperatura ambiente, radiação solar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e direção do vento, particularmente a determinação do comportamento da capacitância, em função dessas variáveis ambientais se deu de maneira inovadora e experimental, tendo em vista obter um modelo matemático de linha de transmissão mais realista e dinâmico, que possa identificar de maneira precisa os parâmetros elétricos, sob a influência das variáveis ambientais. Nesse trabalho é desenvolvido esse modelo, que, além de ser alimentado com dados elétricos e ambientais reais, é feito o estudo da decomposição harmônica da corrente de fuga; além da comparação com resultados de outros modelos já existentes. São realizadas ainda, simulações de falhas virtuais, que compravam a eficiência e limitações do modelo, além de sugerir uma forma de monitoração em tempo real e a baixos custos.

Diagnóstico ambiental das áreas de expansão urbana do município de Jaguariúna - SP

The spatial chaotic urban growth is an increasing and common problem in Brazilian cities, especially in the State of São Paulo. In order to assist the territorial expansion planning, the present study aimed to conduct the environmental diagnosis of urban expansion areas in the City of Jaguariúna – SP, bounded by the Municipal Plan. From the preparation and analysis of thematic maps, literature review and field analysis, data were collected for use and occupation, geology, geomorphology, pedology, vegetation, water resources and features surrounding the five urban sprawl existing areas. It was noted, in general, that these areas are suitable for urban occupation, since they show flat geomorphology characteristics, with flattened, medium to large hills, slightly undulated, with low slope, and soils that do not present risks to the deployment of buildings, once properly managed. It was also observed a few water bodies crossing these areas and a few areas with native vegetation beyond permanent protection areas along the rivers. By the analysis of these areas and their surroundings, it was possible to determine on which area the urbanization process can occur more quickly. Thus, the study allows the City of Jaguariúna to perform a more effective occupation planning in these areas, always aiming the sustainable development and, consequently, the improvement in population’s quality of life, as well as the maintenance of environmental quality.

Planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando questões de confiabilidade e risco

O problema de Planejamento da Expansão de Sistemas de Distribuição (PESD) visa determinar diretrizes para a expansão da rede considerando a crescente demanda dos consumidores. Nesse contexto, as empresas distribuidoras de energia elétrica têm o papel de propor ações no sistema de distribuição com o intuito de adequar o fornecimento da energia aos padrões exigidos pelos órgãos reguladores. Tradicionalmente considera-se apenas a minimização do custo global de investimento de planos de expansão, negligenciando-se questões de confiabilidade e robustez do sistema. Como consequência, os planos de expansão obtidos levam o sistema de distribuição a configurações que são vulneráveis a elevados cortes de carga na ocorrência de contingências na rede. Este trabalho busca a elaboração de uma metodologia para inserir questões de confiabilidade e risco ao problema PESD tradicional, com o intuito de escolher planos de expansão que maximizem a robustez da rede e, consequentemente, atenuar os danos causados pelas contingências no sistema. Formulou-se um modelo multiobjetivo do problema PESD em que se minimizam dois objetivos: o custo global (que incorpora custo de investimento, custo de manutenção, custo de operação e custo de produção de energia) e o risco de implantação de planos de expansão. Para ambos os objetivos, são formulados modelos lineares inteiros mistos que são resolvidos utilizando o solver CPLEX através do software GAMS. Para administrar a busca por soluções ótimas, optou-se por programar em linguagem C++ dois Algoritmos Evolutivos: Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-2 (NSGA2) e Strength Pareto Evolutionary Algorithm-2 (SPEA2). Esses algoritmos mostraram-se eficazes nessa busca, o que foi constatado através de simulações do planejamento da expansão de dois sistemas testes adaptados da literatura. O conjunto de soluções encontradas nas simulações contém planos de expansão com diferentes níveis de custo global e de risco de implantação, destacando a diversidade das soluções propostas. Algumas dessas topologias são ilustradas para se evidenciar suas diferenças.

Localização de usinas termoelétricas utilizando Sistema de Informação Geográfica e métodos de decisão multicritério

No setor de energia elétrica, a área que se dedica ao estudo da inserção de novos parques geradores de energia no sistema é denominada planejamento da expansão da geração. Nesta área, as decisões de localização e instalação de novas usinas devem ser amplamente analisadas, a fim de se obter os diversos cenários proporcionados pelas alternativas geradas. Por uma série de fatores, o sistema de geração elétrico brasileiro, com predominância hidroelétrica, tende a ser gradualmente alterada pela inserção de usinas termoelétricas (UTEs). O problema de localização de UTEs envolve um grande número de variáveis através do qual deve ser possível analisar a importância e contribuição de cada uma. O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo de localização de usinas termoelétricas, aqui denominado SIGTE (Sistema de Informação Geográfica para Geração Termoelétrica), o qual integra as funcionalidades das ferramentas SIGs (Sistemas de Informação Geográfica) e dos métodos de decisão multicritério. A partir de uma visão global da área estudada, as componentes espaciais do problema (localização dos municípios, tipos de transporte, linhas de transmissão de diferentes tensões, áreas de preservação ambiental, etc.) podem ter uma representação mais próxima da realidade e critérios ambientais podem ser incluídos na análise. Além disso, o SIGTE permite a inserção de novas variáveis de decisão sem prejuízo da abordagem. O modelo desenvolvido foi aplicado para a realidade do Estado de São Paulo, mas deixando claro a viabilidade de uso do modelo para outro sistema ou região, com a devida atualização dos bancos de dados correspondentes. Este modelo é designado para auxiliar empreendedores que venham a ter interesse em construir uma usina ou órgãos governamentais que possuem a função de avaliar e deferir ou não a licença de instalação e operação de usinas.

Efeitos da regulação no custo de aquisição de energia elétrica no Brasil

Nos últimos vinte anos, o Setor Elétrico Brasileiro (SEB) vem passando por profundas transformações incluindo duas reestruturações. A primeira, em 1995, faz a transição de um modelo centralizado com empresas estatais operando no regime de monopólio para um modelo de livre mercado com ênfase na privatização do setor. A segunda, em 2004, retoma o papel do Estado no planejamento da expansão do setor, estabelece a convivência entre empresas estatais e privadas e busca promover a modicidade tarifária. A principal razão para as mudanças é a necessidade de investimento para expansão da oferta de energia elétrica. Este trabalho tem como objetivo apresentar estas reformas, descrever o funcionamento atual do setor elétrico e analisar a questão do término das concessões de geração a partir de 2015. A indefinição do governo federal entre prorrogar ou licitar estas concessões cria incertezas, adiando investimentos e provocando perdas ao país.

Análise de decisão multicritério na localização de usinas termoelétricas utilizando SIG

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aplicações de sistemas multiagentes na previsão espacial de demanda elétrica em sistemas de distribuição

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Sistema inteligente para previsão de carga multinodal em sistemas elétricos de potência

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Otimização multiobjetivo na análise da integração de geração distribuída às redes de distribuição

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)