“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
Relevância no Contexto Regulatório
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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Relevância no Contexto Regulatório
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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Relevância no Contexto Regulatório
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$/unidade
que inclui as despesas de compra e instalação do equipamento, ou linha
de alta tensão;
Taxa anual de operação e manutenção (O&M);
Taxa anual de depreciação.
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Valoração dos Benefícios
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Perdas
Perdas de Energia
Perdas de Demanda
Benefícios: max.)()( ][ PatTrafosTrechos PerdasPerdasPerdaD
PatdurPerdasPerdasPerdaEPat
TrafosTrechos .*)()(
custoEPerdaEPerdaEBenefPE redeFilharedePai *)( )()(
custoDPerdaDPerdaDBenefPD redeFilharedePai *)( )()(
Valoração dos Benefícios
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Carregamento de Trecho
Benefícios:
TrePaiTreFilha DemDemCarTre supsup
custoDCarTreBenefCTre *
Onde: *sup TrePaiDem (*Trecho mais
carregado no pat. de maior carregamento)
limlim PotPotsePotPot usouso .0 cc
*sup TreFilhaDem (*Mesmo trecho da
rede pai)
limlim PotPotsePotPot usouso .0 cc
Valoração dos Benefícios
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Queda de Tensão (Ganho de Mercado)
[ ]
( [
disp filho pai
disp disp
MWh
R$) 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
Indicadores Econômicos
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
Indicadores Econômicos
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
Indicadores Econômicos
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
Indicadores Econômicos
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.
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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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