Performance and efficiency in Colombia's power utilities: an assessment of the 1994 reform

El artículo describe las características centrales de la reforma regulatoria al sector eléctrico en 1994 y evalúa el desempeño y la eficiencia de las empresas públicas antes y después de la reforma. El análisis de desempeño evalúa los cambios en medias y medianas en ganancias, eficiencia, inversión y ventas de las empresas privatizadas en el sector. La eficiencia técnica es estimada mediante la técnica DEA en una muestra de 33 plantas térmicas de energía, que representan el 85% del parque térmico; y 12 empresas distribuidoras de energía. La muestra de plantas generadoras está compuesta por plantas que estaban activas antes de la reforma y plantas nuevas que entraron en operación después de la reforma. Los principales resultados muestran que la eficiencia mejoro después de la reforma y que la política regulatoria ha tenido un efecto positivo en la eficiencia de la generación térmica de energía. Por el contrario, las distribuidoras de energía menos eficientes empeoraron después de la reforma y no llevaron a cabo una reestructuración para alcanzar la eficiencia productiva respecto a las empresas que conforman la frontera de eficiencia en distribución de energía.

Ground fault protectionmethods for distribution systems

The system grounding method option has a direct influence on the overall performance of the entire medium voltage network as well as on the ground fault current magnitude. For any kind of grounding systems: ungrounded system, solidly and low impedance grounded and resonant grounded, we can find advantages and disadvantages. A thorough study is necessary to choose the most appropriate grounding protection system. The power distribution utilities justify their choices based on economic and technical criteria, according to the specific characteristics of each distribution network. In this paper we present a medium voltage Portuguese substation case study and a study of neutral system with Petersen coil, isolated neutral and impedance grounded.

Exploring methods to evaluate the carbon impact of network investment deferral

Replacement, expansion and upgrading of assets in the electricity network represents financial investment for the distribution utilities. Network Investment Deferral (NID) is a well discussed benefit of wider adoption of Distributed Generation (DG). There have been many attempts to quantify and evaluate the financial benefit for the distribution utilities. While the carbon benefits of NID are commonly mentioned, there is little attempt to quantify these impacts. This paper explores the quantitative methods previously used to evaluate financial benefits in order to discuss the carbon impacts. These carbon impacts are important for companies owning DG equipment for internal reporting and emissions reductions ambitions. Currently, a GB wide approach is taken as a means for discussing more regional and local methods to be used in future work. By investigating these principles, the paper offers a novel approach to quantifying carbon emissions from various DG technologies.

Fatores de decisão em situações de incentivos divergentes: seleção de projetos de eficiência pelas concessionárias de energia elétrica

Normalmente, o processo de tomada de decisão para seleção de um novo projeto considera o retorno financeiro e estratégico por meio de indicadores e métodos diversos. Porém, no caso abordado aqui, há uma situação atípica: uma verba mínima estabelecida, e de uso obrigatório, para implementação de projetos antagônicos aos objetivos da empresa. Por força de lei, todas as concessionárias distribuidoras de energia elétrica no Brasil devem direcionar recursos para projetos de eficiência energética a serem aplicados em seus clientes, ou seja, aqueles que consomem e geram lucro para as empresas. A existência deste tipo de situação não é comum no meio empresarial. Ou seja, enfrentar um processo decisório onde o que se busca são resultados contrários ao objetivo das empresas em questão. Assim, o principal objetivo desta pesquisa é compreender os fatores de decisão em situações de incentivos divergentes. Este trabalho mostra que a existência da situação de incentivo divergente alterou os fatores considerados pelos decisores no processo de tomada de decisões. No lugar de fatores financeiros normalmente adotados em projetos em situação normal e mesmo em projetos de eficiência energética, obtiveram maior importância os fatores diretamente ligados ao sucesso e resultados específicos dos projetos, minimizando a importância de buscar conexão com as diretrizes de governança das organizações.

Analytical and Monte Carlo approaches to evaluate probability distributions of interruption duration

Regulatory authorities in many countries, in order to maintain an acceptable balance between appropriate customer service qualities and costs, are introducing a performance-based regulation. These regulations impose penalties-and, in some cases, rewards-that introduce a component of financial risk to an electric power utility due to the uncertainty associated with preserving a specific level of system reliability. In Brazil, for instance, one of the reliability indices receiving special attention by the utilities is the maximum continuous interruption duration (MCID) per customer.This parameter is responsible for the majority of penalties in many electric distribution utilities. This paper describes analytical and Monte Carlo simulation approaches to evaluate probability distributions of interruption duration indices. More emphasis will be given to the development of an analytical method to assess the probability distribution associated with the parameter MCID and the correspond ng penalties. Case studies on a simple distribution network and on a real Brazilian distribution system are presented and discussed.

Considering Urban Dynamics in spatial electric load forecasting

When dealing with spatio-temporal simulations of load growth inside a service zone, one of the most important problems faced by a Distribution Utility is how to represent the different relationships among different areas. A new load in a certain part of the city could modify the load growth in other parts of the city, even outside of its radius of influence. These interactions are called Urban Dynamics. This work aims to discuss how to implement Urban Dynamics considerations into the spatial electric load forecasting simulations using multi-agent simulations. To explain the approach, three examples are introduced, including the effect of an attraction load, the effect of a repulsive load, and the effect of several attraction/repulsive loads at the same time when considering the natural load growth. © 2012 IEEE.

Detecção e classificação de faltas de curto-circuito em sistemas de distribuição de energia elétrica usando lógica nebulosa

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Previsão espacial da densidade de carga nos sistemas de distribuição de energia elétrica considerando a geometria fractal da zona urbana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise espacial do potencial fotovoltaico em telhados de residências usando modelagem hierárquica bayesiana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma abordagem paramétrica do impacto da geração distribuída sobre as correntes de curto-circuito e na proteção de redes de distribuição.

Esta dissertação tem por propósito analisar os impactos da geração distribuída sobre as correntes de curto-circuito e sobre a proteção das redes de média tensão das concessionárias de distribuição de energia elétrica usando uma abordagem paramétrica. A principal motivação deste trabalho são os recentes incentivos regulatórios que estão fomentando a geração distribuída no Brasil. Contudo, as redes de distribuição convencionais foram projetadas para serem passivas e a introdução da geração poderá causar problemas de ordem técnica que ainda precisam ser resolvidos. Tais problemas foram pesquisados e aqueles relacionados com os impactos sobre as correntes de curto-circuito foram enfatizados. As normas técnicas das concessionárias também foram investigadas porque seus requisitos, como a ligação dos transformadores de acoplamento, influem nas correntes de curto-circuito. Para se calcular as correntes de curto-circuito, desenvolveu-se uma planilha eletrônica cujos resultados foram validados com programas comerciais de análise de redes elétricas. Esta ferramenta foi utilizada para demonstrar, através de exemplos, o impacto causado pela geração distribuída sobre as correntes de curto-circuito e, posteriormente, para realizar as análises paramétricas nas quais a influência de cada variável foi avaliada. A aplicação do método paramétrico permitiu o estudo de possíveis limites para a potência de um gerador distribuído em função dos impactos admissíveis, de seu ponto de conexão, de seus parâmetros elétricos e dos parâmetros elétricos da rede.

Sistema especialista para análise pós-evento da proteção em subestações distribuidoras.

É importante que as redes elétricas tenham altos índices de confiabilidade, de forma a se manter a agilidade e a manutenção ideais para um melhor funcionamento. Por outro lado, o crescimento inesperado da carga, falhas em equipamentos e uma parametrização inadequada das funções de proteção tornam a análise de eventos de proteção mais complexas e demoradas. Além disso, a quantidade de informações que pode ser obtida de relés digitais modernos tem crescido constantemente. Para que seja possível uma rápida tomada de decisão e manutenção, esse projeto de pesquisa teve como objetivo a implementação de um sistema completo de diagnóstico que é ativado automaticamente quando um evento de proteção ocorrer. As informações a serem analisadas são obtidas de uma base de dados e de relés de proteção, via protocolo de comunicação IEC 61850 e arquivos de oscilografia. O trabalho aborda o sistema Smart Grid completo incluindo: a aquisição de dados nos relés, detalhando o sistema de comunicação desenvolvido através de um software com um cliente IEC61850 e um servidor OPC e um software com um cliente OPC, que é ativado por eventos configurados para dispará-lo (por exemplo, atuação da proteção); o sistema de pré-tratamento de dados, onde os dados provenientes dos relés e equipamentos de proteção são filtrados, pré-processados e formatados; e o sistema de diagnóstico. Um banco de dados central mantém atualizados os dados de todas essas etapas. O sistema de diagnóstico utiliza algoritmos convencionais e técnicas de inteligência artificial, em particular, um sistema especialista. O sistema especialista foi desenvolvido para lidar com diferentes conjuntos de dados de entrada e com uma possível falta de dados, sempre garantindo a entrega de diagnósticos. Foram realizados testes e simulações para curtos-circuitos (trifásico, dupla-fase, dupla-fase-terra e fase-terra) em alimentadores, transformadores e barras de uma subestação. Esses testes incluíram diferentes estados do sistema de proteção (funcionamento correto e impróprio). O sistema se mostrou totalmente eficaz tanto no caso de disponibilidade completa quanto parcial de informações, sempre fornecendo um diagnóstico do curto-circuito e analisando o funcionamento das funções de proteção da subestação. Dessa forma, possibilita-se uma manutenção muito mais eficiente pelas concessionárias de energia, principalmente no que diz respeito à prevenção de defeitos em equipamentos, rápida resposta a problemas, e necessidade de reparametrização das funções de proteção. O sistema foi instalado com sucesso em uma subestação de distribuição da Companhia Paulista de Força e Luz.

Benchmarking e regulação do setor de distribuição de energia elétrica nacional: proposta para avaliação dos custos operacionais eficientes

In Brazil, the National Agency of Electric Energy (ANEEL) represents the energy regulator. The rates review have been one of its main tasks, which establish a pricing practice at a level to cover the efficient operating costs and also the appropriate return of the distributors investments. The changes in the procedures to redefine the efficient costs and the several studies on the methodologies employed to regulate this segment denote the challenge faced by regulators about the best methodological strategy to be employed. In this context, this research aims to propose a benchmarking evaluation applied to the national regulation system in the establishment of efficient operating costs of electricity distribution utilities. The model is formulated to promote the electricity market development, partnering with government policies ant to society benefit. To conduct this research, an integration of Data Envelopment Analysis (DEA) with the Stochastic Frontier Analysis (SFA) is adopted in a three stages procedure to correct the efficiency in terms of environmental effects: (i) evaluation by means of DEA to measure operating costs slacks of the utilities, in which environmental variables are omitted; (ii) The slacks calculated in the first stage are regressed on a set of environmental variables by means of SFA and operating costs are adjusted to account the environmental impact and statistical noise effects; and, (iii) reassess the performance of the electric power distribution utilities by means of DEA. Based on this methodology it is possible to obtain a performance evaluation exclusively expressed in terms of management efficiency, in which the operating environment and statistical noise effects are controlled.

Audit report on the National Deaf-Blind Equipment Distribution Program administered by the Iowa Utilities Board Division of the Iowa Department of Commerce for the year ended June 30, 2013

Audit report on the National Deaf-Blind Equipment Distribution Program administered by the Iowa Utilities Board Division of the Iowa Department of Commerce for the year ended June 30, 2013

Audit report on the National Deaf-Blind Equipment Distribution Program administered by the Iowa Utilities Board Division of the Iowa Department of Commerce for the year ended June 30, 2014

Audit report on the National Deaf-Blind Equipment Distribution Program administered by the Iowa Utilities Board Division of the Iowa Department of Commerce for the year ended June 30, 2014

Study of distribution network demand response events in the Portuguese system

In competitive electricity markets with deep concerns for the efficiency level, demand response programs gain considerable significance. As demand response levels have decreased after the introduction of competition in the power industry, new approaches are required to take full advantage of demand response opportunities. Grid operators and utilities are taking new initiatives, recognizing the value of demand response for grid reliability and for the enhancement of organized spot markets’ efficiency. This paper proposes a methodology for the selection of the consumers that participate in an event, which is the responsibility of the Portuguese transmission network operator. The proposed method is intended to be applied in the interruptibility service implemented in Portugal, in convergence with Spain, in the context of the Iberian electricity market. This method is based on the calculation of locational marginal prices (LMP) which are used to support the decision concerning the consumers to be schedule for participation. The proposed method has been computationally implemented and its application is illustrated in this paper using a 937 bus distribution network with more than 20,000 consumers.