“Um Novo Modelo de Planejamento da Expansão
do Sistema de Distribuição para Atender as
Exigências Regulatórias Brasileiras”
Autores:
André Meffe
Nome
Empresa
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
SDAT
Rede de Subtransmissão
Suprimento
Subestação de
distribuição
SDMT
SED
Consumidor
primário
Rede
Primária
SDBT
Transformador
de Distribuição
Rede Secundária
Ramal de Ligação
Medidor de Energia
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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
necessariamente
para
ampliam
Melhoria
a
da
capacidade
Confiabilidade:
de
atendimento
não
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$/unidade
que inclui as despesas de compra e instalação do equipamento, ou linha de
alta tensão;
 Taxa anual de operação e manutenção (O&M);
 Taxa anual de depreciação.
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Valoração dos Benefícios
 Perdas
 Perdas de Energia
Pat
PerdaE   Perdas(Trechos )  Perdas(Trafos ) * dur.Pat
 Perdas de Demanda
PerdaD [ Perdas(Trechos )  Perdas(Trafos )]Pat.max
 Benefícios:
BenefPE ( PerdaE( redePai)  PerdaE( redeFilha)) * custoE
BenefPD ( PerdaD( redePai)  PerdaD( redeFilha)) * custoD
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Valoração dos Benefícios
 Carregamento de Trecho
CarTre  Dem sup TreFilha  Dem sup TrePai
Onde:
Dem sup TrePai
Pot lim Potuso se Potuso  Pot lim
*
Dem sup TreFilha
0
*
cc.
(*Trecho mais
carregado no pat. de
maior carregamento)
Pot lim Potuso se Potuso  Pot lim
(*Mesmo trecho da
0
cc.
rede pai)
 Benefícios:
BenefCTre  CarTre * custoD
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Valoração dos Benefícios
 Queda de Tensão (Ganho de Mercado)

n
 
365  NhorasPat  Pcarga i
patamares cargas i
onde
Pcarga i  ( Pcte  P ( I cte )  P ( Z cte ))
 disp   filho   pai [ MWh]
 disp ( R$)   disp  CustoEnerg [ R$]
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Indicadores Econômicos
Taxa de Rentabilidade Inicial do Investimento – TRII:
BT 1o ano
TRII 
CA
CA  I  FRC
Na qual:
BT 1º ano:
Benefício econômico total auferido pelas obras no 1º ano de operação
[$];
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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Indicadores Econômicos
Relação Benefício/Custo:
B/C 
BEN pres
INV pres

AR
a 1

AR
a 1

bena
(1  i ) a
inva
(1  i ) a
Na qual:
INVpres:Investimento total na data presente [$];
B/C: Índice benefício/custo.
BENpres:
AR: Ano limite para análise;
Benefício total na data presente [$];
Inva:
Investimento total para o ano a [$];
bena:
Benefício total para o ano a [$];
n:
i:
Ano da análise;
T. de atualização do capital;
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Indicadores Econômicos
Período de Retorno:
IEXT pres  
VIDA UTIL
n 1
inva
(1  i ) n
Na qual:
IEXTpres:
inva:
Investimento total na data presente por extrapolação [$];
Investimento total para o ano a [$];
i:
Taxa de atualização do capital;
n:
Ano da análise.
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Indicadores Econômicos
Custos Marginais de Expansão:
h Ia • (1  j ) a
CIMLP  
a

Pa
•
(1

j
)
a1
Na qual:
a:
Ano de estudo;
h:
Horizonte de estudo;
ΔIa:Investimentos no sistema para o ano a [$];
ΔPa:
j:
Acréscimo de demanda para o ano a [MW];
Taxa de atualização do capital (%).
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Indicadores Econômicos
IAS – Índice de Aproveitamento de Subestação:
DM * 1  TCA
IAS% 
*100
PTI
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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])
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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.
x2
ZÓTIMO (PL)
ZÓTIMO (PI)
x1
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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.
Forward
Backtrack
Variáveis
Livres
Variáveis
Livres
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Testes e Resultados
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
13.500.000,00
9.639.320,53
Total
23
Testes e Resultados
24
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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Obrigado!
Marcus R. Carvalho
[email protected]
Daimon Engenharia e Sistemas Ltda
www.daimon.com.br