um novo modelo de planejamento da expansão do sistema de distribuição para atender as exigências...

“Um Novo Modelo de Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição para

Atender as Exigências Regulatórias Brasileiras”

Autores:Nome Empresa

André Meffe Daimon

Marcus Rodrigo Carvalho Daimon

Mário Miguel Filho Daimon

Alden Uehara Antunes Daimon

Carlos Cesar Barioni de Oliveira Daimon

Motivação

Nova regulamentação do setor elétrico brasileiro, em especial PRODIST

- Procedimentos de Distribuição :

Conjunto de documentos que normatizam e padronizam as

atividades técnicas relacionadas ao funcionamento e desempenho

dos sistemas de distribuição de energia;

Módulo 2 – Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição:

PDD - Plano de Desenvolvimento da Distribuição.

http://www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=82

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Motivação

Em termos gerais, o planejamento deve:

Avaliar quando e onde investir no sistema elétrico;

Avaliar a qualidade de fornecimento;

Detectar (prever) problemas e indicar soluções técnicas;

Adequar a rede elétrica às exigências regulatórias;

Analisar as opções de investimento com enfoques técnicos,

econômicos e ambientais.

Propor ações que tornem a transmissão de energia mais eficiente.

Exemplo: Diminuição das perdas técnicas.

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Objetivo

Novo modelo e software de apoio à tomada de decisões para os

estudos de planejamento da expansão:

Considerando múltiplos objetivos;

Integração dos métodos de valorização econômica aos

indicadores técnicos de desempenho;

Incorporação dos riscos regulatórios referentes às transgressões

dos indicadores de tensão e de continuidade.

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Relevância no Contexto Regulatório

Módulo 2 do PRODIST: Planejamento do Sistema Elétrico

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Suprimento

Rede de Subtransmissão

Subestação dedistribuição

Rede Primária

Rede Secundária

Consumidorprimário

Transformadorde Distribuição

Ramal de Ligação

Medidor de Energia

SDAT

SED SDMT

SDBT


PRODIST – SED (Subestações de Distribuição) & SDMT (Sistema de

Distribuição de Média Tensão):

Compreendem as subestações de distribuição (SED) e alimentadores

primários (SDMT);

Horizonte de estudo de 10 anos para as SED e 5 anos para o SDMT com

periodicidade anual;

Carga considerada p/ os períodos de ponta e fora de ponta.

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Plano de Desenvolvimento da Distribuição - PDD:

Deve ser enviado anualmente para todas as distribuidoras

Abrange: Planos de obras dos sistemas de AT, MT e BT; lista de obras

realizadas no ano anterior e análise crítica

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Base de Remuneração:

Valor dos ativos físicos da concessionária atualizados na data da revisão

tarifária periódica;

Líquida de depreciação, descontados todos os ativos que estão incluídos

nos custos operacionais da Empresa de Referência;

Adoção dos planos de investimentos declarados no PDD a cargo das

distribuidoras;

Se o planejamento realizado ser inferior ao reconhecido no ciclo tarifário

anterior, aplica-se um redutor na parcela B referente ao ciclo corrente.

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Aspectos Gerais do Planejamento

Análise da rede com o crescimento da carga;

Avaliação das áreas carentes de reforços.

Proposição de Obras de Expansão e Melhoria.

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Proposição das Obras

Alternativas e Planos de Obras:

Ações Operacionais: otimização da rede elétrica e equipamentos

existentes;

Obras & Ações para Melhoria da Confiabilidade: não

necessariamente ampliam a capacidade de atendimento mas

viabilizam a redução da quantidade e duração das interrupções;

Obras de expansão: agregam capacidade de atendimento adicional

ao sistema elétrico.

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Proposição das Obras

Alternativas e Planos de Obras:

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Custos Modulares

Custo Modular: Refere-se a uma unidade de custo dado em R$/unidade

que inclui as despesas de compra e instalação do equipamento, ou linha

de alta tensão;

Taxa anual de operação e manutenção (O&M);

Taxa anual de depreciação.

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Valoração dos Benefícios

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Perdas

Perdas de Energia

Perdas de Demanda

Benefícios: max.)()( ][ PatTrafosTrechos PerdasPerdasPerdaD

PatdurPerdasPerdasPerdaEPat

TrafosTrechos .*)()(

custoEPerdaEPerdaEBenefPE redeFilharedePai *)( )()(

custoDPerdaDPerdaDBenefPD redeFilharedePai *)( )()(


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Carregamento de Trecho

Benefícios:

TrePaiTreFilha DemDemCarTre supsup

custoDCarTreBenefCTre *

Onde: *sup TrePaiDem (*Trecho mais

carregado no pat. de maior carregamento)

limlim PotPotsePotPot usouso .0 cc

*sup TreFilhaDem (*Mesmo trecho da

rede pai)

limlim PotPotsePotPot usouso .0 cc


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Queda de Tensão (Ganho de Mercado)

[ ]

( [

disp filho pai

disp disp

MWh

R$) CustoEnerg R$]

365

( ( ) ( ))

n

carga ipatamares cargas i

carga i cte cte cte

NhorasPat P

onde

P P P I P Z

Indicadores Econômicos

Taxa de Rentabilidade Inicial do Investimento – TRII:

Na qual:

BT 1º ano: Benefício econômico total auferido pelas obras no 1º ano de

operação [$];

CA: Custo Anualizado (durante a vida útil da obra), referente ao respectivo

investimento global [$];

I: Investimento total associado à obra [$];

FRC: Fator de recuperação do capital.

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1oBT anoTRII

CACA I FRC


Relação Benefício/Custo:

Na qual:

INVpres: Investimento total na data presente [$]; B/C: Índice benefício/custo.

BENpres: Benefício total na data presente [$]; AR: Ano limite

para análise;

Inva: Investimento total para o ano a [$]; n: Ano da análise;

bena: Benefício total para o ano a [$]; i: T. de

atualização do capital;

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1

1

(1 )/

(1 )

AR aa a

pres

AR apresa a

benBEN i

B CinvINV

i


Período de Retorno:

Na qual:

IEXTpres: Investimento total na data presente por extrapolação [$];

inva: Investimento total para o ano a [$];

i: Taxa de atualização do capital;

n: Ano da análise.

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1(1 )

VIDA UTIL apres n n

invIEXT

i


Custos Marginais de Expansão:

Na qual:

a: Ano de estudo;

h: Horizonte de estudo;

ΔIa: Investimentos no sistema para o ano a [$];

ΔPa: Acréscimo de demanda para o ano a [MW];

j: Taxa de atualização do capital (%).

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•

•

(1 )

(1 )1

Ia jCIMLP

Pa j

aha

a


IAS – Índice de Aproveitamento de Subestação:

Na qual:

DM : Demanda máxima em MVA

TCA : Estimativa de crescimento anual de carg. máx. atendida pela SE

PTI : Potencia total instalada em MVA

(Nota Técnica nº183/2006 [ANEEL])

20

100*

1*%

10

PTI

TCADMIAS

Enumeração Implícita (Método de Balas)

Surge com a necessidade de modelagem dos problemas através de

variáveis de decisão:

Cada variável pode assumir o valor 0 ou 1;

Aplicada ao problema de priorização corresponde a “realizar” ou

“não realizar” a obra.

21

x2

x1

ZÓTIMO (PL)ZÓTIMO (PI)

Enumeração Implícita (Método de Balas)

A cada Iteração entre o problema Mestre e Escravo executa-se o

algoritmo:

1. Inicialmente, todas as variáveis estão no valor 0;

2. Fixar uma variável livre no valor 1;

3. Resolver o subproblema com as demais variáveis livres;

4. Fixar a mesma variável no valor 0 e repetir o processo.

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Forward

Backtrack

Variáveis Livres

Variáveis Livres

Testes e Resultados

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Ano Investimento VPL

1 (2010) 2.500.000,00 2.232.142,86

2 (2011) 4.000.000,00 3.188.775,51

3 (2012) 3.000.000,00 2.135.340,74

4 (2013) 1.000.000,00 635.518,08

5 (2014) 500.000,00 283.713,43

6 (2015) 1.500.000,00 759.946,68

8 (2017) 1.000.000,00 403.883,23

Total 13.500.000,00 9.639.320,53

Testes e Resultados

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Testes e Resultados

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Conclusão

- Criação de diversas alternativas viáveis (árvore de possibilidades de

obras de expansão);

- Possibilidade criações de árvore de alternativas por regionais;

- Realizar o plano de obras, sob um montante de investimentos

específico (Restrição: Orçamento anual);

- Adequação as exigências impostas pelo órgão regulador.

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Daimon Engenharia e Sistemas Ltdawww.daimon.com.br

Obrigado!

Marcus R. [email protected]

http://www.daimon.com.br/

mailto:[email protected]

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