10
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-::t·~!!!Il.'l;Z-g·:g'&·#·&I =' .;~~~~g~~~~~~~i~~!jil --7o ...stoa.usp.br/jajardini/files/1723/12302/REV1998018.pdf · madores de distribui9ao, aplica9ao de questionarios e realiza9ao

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··E;~inl:lU$lrl.alsFem·~"::;~:i~e~~~~~~~~a~g::~S0- ' •...••.••• " "' •. , .•.••••. '. .........-<-,_ . '·'..·baseem medi90es de campo..····.·.~··..1:ialxaCt~n$ag:s~;isli~~tf~~d~ae";:'~iO.

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JoseAhtqniQJa.rdini,!iernancJoMol1teirOdeFigueiredo, p{anejar aexpansao de.seusEduardoLUizFerratf,CarlosMarcio'VieiraTahan,RonaldoPedro . sistemas de distribui9ao de

..-.Casolari,FranciscoJoseBassotelli, formamais eficaz e precisa.-Pla.vfcY'deFatfaeSeUn Ahn,do CED

--------:.----

-....::0.

O conhecimentopreciso _g~;di-L;si'steInas de distribui9ao.e transmissao.yersas cargas. a serem atendh:. EstebeneffCio pod~ser. estendido· ao'das pelo sistemadedistribui-planejamento dagera~ao e do sistema

___ orerece dois .grandes'beneffcios:iIlte1'ligado comourn todo._~_::'::2.:0S: . ~~.--;~:__: ,~.-_~__-- ~~_-:--~_::--_=-~--..---- ,-;')3~-~po_r-isso,_ pecessario-re.aliza.r estu-• : ::=ire identificaros reliisrequlsi1:()so~dosinais detalhadosque cOllduzamao:O' : .::.':a parcela do mercadoconsunri':' conhecimento da carga atual e a corre-::~ =jefinir os custos de fontecimento:~s::iados, por meio do estudodetari-'

ta previsao do comportamento futuroda carga do sistema.

Neste sentido, 0 CED - Centro deExcelencia em Distribui9ao de EnergiaEletrica, que resultou da associa9aoentre a USP - Universidade de SaoPaulo e as tres concessionarias de

• ::=:-miteotimizar os recursos destina~ '..::, ao planejamento daexpanslioclos;'

8 10 12 14 16 18 20 22 24

HORAS

::========-o 4 6 8 '0 12 14 16 18 20 22 24

HORAS

4,0

3,0

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0,0o 2 4 6 8 '0 12 14 16 18 20 22 24

HORAS

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6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

HORAS

4,0

3,0::; 2,00:

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0,00 2 4 6 8 '0 12 14 16 18 20 22 24

HORAS

- . - ::_ ·,3.5 de carga media e desvio-padrao,. : - : ::: -" . ::;::;dias uteis, sem as domingos e sem as::"::,, :: ::;YTlingos, para um consumidor comercial-

:,,::::: ~ < '6 (magazines)

Fig. 2 - Curvas de carga media e desvio-padrao,considerando dias ute is, sem as domingos e sem assabados e domingos, para um consumidor industrial -Atividade 1370 (fabrica9ao de material eletr6nico)

_. Sao Paulo (Cesp, CPFL e- : -.:: . desenvolveu urn projeto

_~; ~: de curvas diarias de carga; ::.econsumo em baixa tensao.

o projeto compreendeu medi90es nospr6prios consumidores e em transfor-madores de distribui9ao, aplica9ao dequestionarios e realiza9ao de entrevis-

tas sobre a posse e 0 uso de eletrodo-mesticos.

A primeira categoria de consumido-res estudada foi a residencial, devido

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. - ~~::sideravel peso no univer-

. - ~~ :::iciado em 1991. 0 resul-~::'resentado no XII Sendi -

: - - ~~:~ ';acional de Distribui<;ao:::-':~;:lEletrica, em 94 [1]. 0

. - - co. ~. que prosseguiu com os: _~.jo:-es comerciais e indus-

:~i conclufdo em 97.

= s:: Iha das atividades::-erciais e industriais

-. : jJ it grande quantidade e va-: -'-~: je atividades de comercio e

- '--;:~: ~ existentes (cerca de 200 por: ~-:::-:'- de mercado), e fundamen-

':,::;'::,elecer uma sistematiza<;ao: _' : 0: :lha daquelas que devem ser

- ~ '-~lS. ='l" 0 nosso caso, tomamos~eferencia os arquivos con-: S consumos mensais de cada

-; .".dor comercial e industrial; c ~: em baixa tensao, no perfodo

. _ ".::ses.: '-~~ a classifica<;ao das ativida-

;~~lill adotados os mesmos co-:' :adronizados pela Receita

Tab. I - Atividades comerciais - Classificagao por consumo de energia e pornumero de consumidores

Atividades C6digo Classifica<;ao Classifica<;ao

,. pi consumo por numero deconsumidores

Bares, botequins e cafes 5222 1 1Comercio varejista - Qutros 6199 2 2Qutros servi<;os comerciais 5599 3 4Restaurantes e lanchonetes 5221 4 13Mercearias, armazens e padarias 6114 5 8

Atividades nao especificadas 6999 6 3Bancos e caixas economicas 5900 7 35Comercio varejista de vestuario e cal9ados 6112 8 5Escrit6rio de empresas . Nao especificado 5769 9 7Comercio varejista de carnes e peixes 6113 10 14Supermercados 6115 11 39

Federal, que tambem sao us ados pe-las concessionarias, quando da liga-<;ao de seus consumidores. Em se-guida, as atividades faram classifi-cadas em duas categorias, de acordocom os seguintes parametros: a) nu-mero de consumidores existentes; e

b) energia consumida par atividade.o procedimento envolveu as seguin-tes etapas:• cMculo do consumo medio mensa 1de cad a consumidor, eliminando-se asmeses com consumo nulo;• excIusao dos consumidores com ati-

energioelMrico, .' .'felefonia e 16gica.

Eietrodutos de 1/2" a 4" em a~o carbono com costura com luvas e conexiies,,as normas NBR 13057, NBR 5624 e, sob consulta NBR 5597/98 llAl MARVITEC

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Riial (gafvanopIBstia); GOmbiCll7.GEPQ722;l- 7J.1uarulhos~SP

• .: :::":':z,,~aoda energia media mensal,:::.:~ :.::::" atividade;• :.~5:.f.cac;:ao das atividades em ordem:; ::; 5:eme, em relac;:aoa energia media:.:...: _. .::::a:• : ·.::..:.:za~aodo numero de consumido--; ::: .:::iyidade; e• :.~5:.scac;:ao das atividades em ordem:.;::;5:e::.te, em rela9ao ao numero de_::.' :::"::iores por atividade.

-'-.: : :::nparar as classifica90es, veri-~: : _-5e que as primeiras atividades co-- ;: ::.:::5.industriais, organizadas pe-

::: ::s'J.mo de energia, encontra-~::.-5e no mesmo patamar na orde-

- :::.: Delo numero de consumidores.:: ;.'::5 I e II).

::.:.des comerciais:'.~':::5de 100 atividades foram con-

.:.;: .:::as na analise. Verificou-se,::'::;:'::Dto. que urn pequeno sub con-.:.::: era responsivel por maior parte

:.~ ::.:ga. tanto em termos de energia:: :5:::J.ida, quanta em numero de::::'5 :::.:idores (tabela III).

:::::::.clui-se, portanto, que as pri-- ;::'::5 40 atividades correspondem: ='::15 de 80% da participa9ao no::;:::'::0. Como algumas sao seme-

Curva tipo 3

Fig. 3 - Tipologias das curvas medias de carga

lhantes e vanas estao c1assificadascom a denomina9ao "outras", resol-vemos limitar 0 universo a 24 ativi-dades (tabela IV).

Antes da escolha dos locais das me-di90es, foram elaboradas as freqiien-cias de consumo por atividade e as fre-qiiencias acumuladas. Definiu-se co-mo pequeno (P) 0 consumidor cujo va-lor de energia estivesse abaixo do cor-respondente a 30% de probabilidadede nao ser excedido. Analogamente,foram usadas as denominac;:oes medio(M) para os consumos entre 30% e70% e grande (G) para os acima de

70%. Na escolha dos consumidores,procurou-se ter os estratos P, M e G re-presentados.

Atividades industriaisPara a carga industrial, foi feita

uma analise semelhante a comercial,considerando-se a ordem de im-portancia e a c1assifica9ao P, M ouG para a freqiiencia de ocorrencia doseu consumo. A tabela V apresenta aparticipa9ao das atividades no totalda carga industrial.

As atividades escolhidas para asmedi90es estao na tabela VI.

ATIVIJADES DOTP01-flEDiAE ATIVIJADES DO TIPO 2· fIE DIA EDESVIO.PADRAo DESVIO-PADRAo

2.0 2,5 -y...,~k".

I --.-r- riia ~1,5 2.0

1\ "'0 ,.

~ 1.0\. =:i 1,5 IV '\...

L a. "0 \. cL 1,00,5 I";" J v· r'v'(/\. "" ,-- - 0.5 ., 0

0.0 0,00 '" .•. <0 0> 5! ~ : !2 2? 0 '" .•. 0 '" ... ., 0> 5! ~ : ., 0> 0 N ...

'" '" '" - - N '" '"B:lIIAS BJ:Ul

FIGURA 6.1-3 - Curva Representativa de FIGURA 6.1-4 - Curva Representati va deAtividades Comerciais do Tipo 3 Atividades Comerciais do Tipo 4

ATIVIDAOES DOTlP03 .MEDIAE ATIVIJADES DO TIPO 4 - rd:DIAEDESVIO·PADRAO DESVIO-PADRAo

2,5 1.5 ---- - "-- _ ...~.~.. -.

2,0 i ., ~ iam d. '" ! 1,0 -;:j 1,5

J' "" r-- !;:j .-/

cL 1,0 cLIi un 0,5

M ---- "'"'"d \lo. -- .<

0.0 0,00 '" .•. ., 0:> 5! ~ : !2 2? 0 '" ...

0 '" ... <0 0> 5! ~ : !2 '" 0 ~ .•.'" '" '" - '" N

JDtIIS BJ:Ul

-," ,,- Atividades industriais - Classificac:;iio por consumo de energia e por- _-era de consumidores

Atividades C6diga Classificag8.o Classificag8.opi c9!1sumo por numero de

consumidores

-:0::' :,,;8.0 de produtos de padaria 2670 1 3-=::' : ,,:800de outros artigos de metal 1199 2 2=: -'s:;8oo de roupas e agasalhos 2510 3 1-=::' :,,:800 de outros artigos 3099 4 5-=:' :",,800 de outros artigos de plastico 2399 5 9= : - 5:':.19800civil 3210 6 6-=:':20800 de outras maquinas 1299 7 10:: :O",,~eria, fabricag8.o de tanques e 1160 8 4

j '=s=-'2t6rios

==:' :29800de m6veis de madeira 1610 9 8

::=-, 9:s graficos outros 2999 10 12==::' :2:;800de pegas e estruturas de 1060 11 7: -~-,:O

':',' ::1edi<;6es foram realizadas. - ~:gistradores eletr6nicos pro-

;- -~,::·::is. que acumulam os pulsos: :::: - s gerados na rota<;ao do disco:. ~.: :idor em intervalos pre-progra-

mados pelo usuano. Assim, a cada inter-valo tem-se a energia acumulada que, di-vidida pelo passe de tempo, fomece apotencia media no intervalo.

o levantamento das curvas de carga foirealizado com intervale da integra<;aode

15 min, perfodo que e atualmente usadocomo referencia para tarifa<;ao de de-manda.

As medi<;6es sac tratadas excluindo-se eventuais problemas de registro -como, por exemplo, aqueles oriundosda falta de energia eletrica. Assim, ob-tem-se, para cada dia de medi<;ao, urnregistro com 96 valores de demanJa(quatro medi<;6es pOI hora).

A seguir sac calculadas, para urn da-do consumidor, as curvas media e des-vio-padrao, correspondentes aos valo-res dos varios dias medidos, para cadaintervalo de 15 minutos. As curvas as-sim obtidas sac denominadas "mediaMi(t)" e "desvio-padrao Si(t)". As cur-vas diarias sac reduzidas a val ores emp.u. dividindo-se a potencia de cada in-tervalo pelo valor de base calculado, pe-la expressao (1):

1PB = - fM(t)d(t) =

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• V- I ~ ..:: - : -:;JrVaS das atividades comerciais 5120 (a),

. 00 ..-- u

.. ;.c •.•.•

--' :::-'.21sMi(t) e Slt), em valores p.u., ram obtidas reti-- - -- i2~ntificadas por mltJ e slt). A rando-se, do con-

- :. <:-lime consiste em obter as mj(t) e junto de dados,·::::5~ntativas das atividades pela in- as curvas de car-

- .. -.=.:..~ curvas dos varios consumi- ga dos domingo~ .~,_:.;:: I1siderando-se todos os dias e, depois, as dos

- - - .. - .. sabados e do-- ::.::,:as media e desvio-padrao fo- mingos.

- Ii - Participac;:ao das principais atividades no total da,--- A:=-;3 comercial (%)

- ==.::es Classificag8.a par Classificag8.a par nQ

kWh/mes de cansumidares

:: -0 50 48 • ,

= 20 67 64=. 3:1 76 75 I:: ~J 82 82:: 5J 86 88 I . . .

. ..ABRIL, 1998 EM ]97 .. , .

..

ATIVIDADE1080 - FAB. PE~/ESTR. CIMENTO ATIVJDADE 2670 - FAa. PRODUTOS PADARIA-- ',6t..!

':1,4

\ '" "".u ' \, ,-.."-- ',2

'\ \ ......V V\ ./ I..--edi ,--- 1,0-. r' -.r --- V '-:.....;' ;:;- '" 0,' j'N ~---_.

0,. SVI-' ,..r-.- ""-.. ••..•.0

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2 • • • I• 12"

1. 18 20 22 24

HOAASHOlAS

ATIVIDADE1232 • FAB. PES;AS/ACESS/UTENS/ ATlVJDADE 2880 • FAa. MASSAS/BISCOITOSFERR. PARA MAQUINAS

-- 9,0N! d "" A 8,0..,'-- , \ v \ eol 7,0:..= I ,m edie

\0'\"\ 6,0 u \-- ""'i! .." \

5,0'\- . s 4,0

Mt., rv des i~\ . 3,0 I, f "'/, '\, A .....< 2,0rl ",v,,

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I \.....0,00: 2 • • • I• 12 " I. 18 20 22 2. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

flORAS HORAS

.

ATIVlDADE 2601 • BENEFICIAMENTO CAFE/CEREAlS ATIVIDADE CONSTRU~AO civil. ,

2,5i- - me ie .1....

f '\ r 2,0

lJ1''\ I.- me.ia Ii',; '--:::::: t:--"\ \ ;:;

1,5 A.., Jir .... I-n- '" i\. "'-./ l••••,tj -*~ V 'or 1,0 J',. V .~... ;\-\.-/ f--- esvio U-, 0,5

: de VIa.•..•.. "-V 1.-

- - 0,0. - 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

HORAS HORAS

- ;:' :~~Sconjuntos de curvas (todos<~~:domingos; e sem sabados e

- -;,:: :oram analisados separada-: ::~~~todos os consumidares es-

tudados individualmente considerados.Concluimos ser mais recomendavel naoincluir os sabados e domingos no estu-do, pois, alem de demonstrarem com-

partamentos mais homogeneos, com va-lares de desvio-padrao bem menaresque os correspondentes nos outros doisconjuntos, apresentam valores maximos

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_ _ ., _ : = ,,,s economicas

- ,,',=.:e materiais de construgao

_. _ ,,:=.:e veiculos

_ ":,, :e veiculos e acess6rios

_ ,,:~:e acess6rios de veiculos

_ ,:,,:e m6veis e utilidades- ._-,. 0' _~o

_,- _ ,,:,,:e produtos quimicos e, - ,:,,-- ::"

- - ,-=.:e carnes e peixes

',- __ O"-=.zens e padarias

'::-. _~.:i. ) geralmente urn pou-~ : ' ,-\s figuras 1 e 2 apresen-

-- ~: ':~:':3.analise para urn con-- - ':: :',~:~ industrial, respectiva-

~-::::=;::~.'"=-:T ento:2.:" ::. -,:S :::e carga

:-Jrma (tipologia) da:'or atividade comer-

C6digo Numero de Numero deconsulllipores dias medidos

5048512052115221522253215322

5410543354655536590061016103610461056106

610961116112611361146115

cial/industrial foi realizada, inicialmente, apartir da curva media de carga de cadaconsumidor. Procurou-se, entao, agruparos consumidores de uma mesma atividadee com caracterfsticas semelhantes - ascurvas representativas da mesma atividadesao obtidas da composi9io de todas as cur-vas diarias dos vanos consumidores enfo-cados. Finalmente, procurou-se agruparconsumidores com curvas representativas

semelhantes entre si,independentementedo tipo de atividade.

A analise deagrupamento foifeita, primeiramen-te, atraves da com-para<;ao grafica vi-sual das curvas decarga media e, pos-teriormente, pelaanalise de seme-

- - := -: : Dagao das principais atividades no total da.'-"".':;: ..-: -:_,,:" s 1'6)

----- :',assificagao por Classificagao por nQ de- - - --kWh/mas consumidores

63 58-' 71 67- '

" 79 76- 83 80

,-, 87 85

Disjuntor MonopolarEmpalux

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"c' ,.',nalysis), realizada por-. --: :':s.tistico (SAS - Statis-

- _.','"em, da IBM).: :::.=.::irda semelhan~a das

- - .':::.=.s. agrupa-as em urn cer-:::: ::stratos (clusters), com

- - . <::i3. Euclidiana dos pontos- _:,' ,~J final do agrupamento,. -- c::' lS curvas media e des-

- • C - ~, :'='5CJ1'vasagrupadas em ca-- ,~ :i,:ancia Euclidiana entre

. _: :: l grandeza basica para a- . : ~: :' Jr semelhan~a em clus-

C c, :.::.=.ja inicialmente conside-. ~ :,C'ntos e, posteriormente,

- ::.=.C'l1'Vade carga nos hora-- . :: i:::eresse (entre 8 e 19 h),

':: observadas altera~6es

': - :.=.::, alcan~ados pelas anali-.. : :::: semelhan~a apresenta--"::::a entre si, com repeti~ao

-: -::" :i;,ologias. Assim, permiti-- : :,:::::r quatro tipos de curvas

.=., dos consumidores co-=;.::2. 3). Portanto, dependen-

.. . ::.=.;3.0. todas as cargas comer-:::~- ,::[ representadas por urn

;c'.:pos que, por serem peque-

nos, saGde facil manuseio e suficientes pa-ra avaliar a carga geral de uma cidade, parexemplo.

Recomendac;6~s de curvasrepresentativas

Como os resultados obtidos das an3.lisesgraficas de agrupamento foram confirma-dos pela analise de clusters, pade-se re-comendar, para as concessionanas, a uti-liza~o de algumas curvas em seus estudos.

Deve-se notar que nao foram observadasaltera~es impartantes nas tipalogias dascurvas de carga, considerando-se 0 estratode consumo e a localiza~o (capital ou inte-rior) dos consumidores.

Consumidores comerciaisPara representar os consumidares, re-

comendou-se a utiliza~ao das curvas me-dia e desvio-padrao da figura 4, obtidas apartir do agrupamento de atividades comtipologia de curva de carga similares. Natabela VII, estao indicadas as atividades eas curvas de carga que as representamnesse conceito .

Para as atividades nao medidas, reco-menda-se, quando houver, a curva de umaatividade similar.

__ c. i31 a escolha certa do equipamento certo?~,-.C:: ::delidade de coro' : ~: ::3, condiyoes exigidas pela lampada_' ::t:: l \ida util de sua lampada

. -:: l ,eguranya de sua instalayao

. _ - : c,::; a vida do equipamento

Para aplica~es em programas digitais,foram estabelecidas curvas para todas as ati-vidades da tabela IV (exemplo na figura 5).

Consumidores industriaisPara representar os consumidares indus-

triais ligados em baixa tensao, recomendou-se a utiliza~o das curvas media e desvio-padriio, obtidas, quando passivel, pelo agru-pamento de atividades com tipalogia decurva de carga similares. Foram estabeleci-das curvas representadas para todas as ativi-dades da tabela VI (exemplos na figura 6).

Para as atividades nao medidas, pade-seutilizar a curva representativa de atividadesimilar. Na ausencia desta, sugere-se a ado-~o da curva tipa 2 (a mais freqiiente no ra-mo industrial).

Validac;ao das curvas de cargaVma vez propostas as curvas de carga,

tornou-se fundamental aferir a adequabili-dade, para garantir 0 uso dessas curvas.Este processo foi realizado com aobten~o te6rica de curvas media e desvio-padrao de transformadares, atraves daagrega~o das curvas de seus consumi-dares e compara~o com as respectivascurvas medidas.

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- __ - =rncipais atividades industriais medidas, numero de:: -:0 _ - : ores e de dias medidos

Tab. VII - Curvas de carga representativas de atividadescomerciais

C6digo das atividades Curvarepresentativa

5211 ·5410 - 5465 - 5536 - 5900 - 6104- Figura 4(a)6105 - 6106 - 6112 - 6113

5321 -5322-6101 -6103 Figura 4(b)

5048 - 5221 - 5222 - 5433 - 6108 - 6109 - 6111 Figura 4(c)

5120-6114-6115 Figura 4(d)

, ==-: .:8 :elhas e tijolos

=~-=.: ~: ~: : 8 pegas e estruturas de cimento

, : 7 -. =. - 8' =. '=.:xicag8.o de tanques e

- ~-=.: =.: ~: :8 pegas, acess6rios, utensilios e-o-=. ;8-:0 :=.-" maquinas

'I -=-:.: =.:~::e material eletr6nico

=~-=. :=.:~: J8 pegas eacess6rios para8 : _ ::0 8.~:omotores

= 78::: ·8.'8nto da madeira

-=-:. :8.:~: :ie estruturas de madeira e

'I ==.-=.: 8.:~J de artigos diversos de madeira

-=.:' : 8.:~: de m6veis de madeira

• - =.:. : 8.:~: de artigos de material plastico

, - =.:~:8 :ecelagem

I = :--s-::~:de roupas eagasalhos

, ==.:.: 8.:~c de calgados

I :: -0- -0': 8.11entode cafe e cereais

i ==.:. :8.:~0 de produtos de padaria

=,,:' : =.:a.o de massa e biscoitos

, -=..:' :8.:30 de sorvetes

I -: ·855a.O de jornais e livros

I -:·8:05a.O de material escolar

! =: -:0:- _:ao civil

procedi-: :,j restado

~:-':'5 transfor-= '-0" .~ ern urn- ::.:~~Or. nos

'e observou:=:0 entre os

-: s :::.iculados e- : =.: :' era peque-

::-: :.iJr que urn: -: 3drao [2]).

-.-'S:::1. pode-se-,-~: :jue e adequada a rnetodologia

_:-:'O':.:~da para a obtenc;;ao das curvas__ :.::;~ de consurnidores.

- or. alii: Curva de carga de consumldores- -. 3113C30estatislica. XII Sendi Recife. 1994.

~~-:.:.. 2:. alli', Determinagao da curva de carga em umo dislribuic30 XIii Sendi S30 Paulo. 1997

'c'-anoD M.. Estudo sobre cur vas de carga 08.:omercials Disserta,3o de Mestrado

-::> =0: Sao Paulo.

C6digo Numero de Numero deconsumidores dias medidos

1010

1030

1060

1160

1370

1433

1510

1520

1550

1610

2350

2420

2510

2530

2601

2670

2680

2692

2910

2920

3210

[4] Casolari, Ronaldo P: Curva de carga de consumidoresindustrials - Agrega,ao com outras cargas Disserta,ao deMestrado. Unlversldade de Sao Paulo. 1996

[51 Figueiredo, Fernando M.; et alii: Curvas diailas de cargade consumldores comerciais. I Seminario de Distribuicionde Energia Electrica Santiago. Chile. 1994.

Trabalho apresentado no XIII Sendi - SeminarioNac/onal de Oistribui9aO de Energia EMtr/ca,realizado pela Cesp, em Sao PaUlo, de 18 a 23de maio de 1997. •