Planejamento da expansão de sistemas elétricos de distribuição considerando a tarifação da transmissão e aspectos de confiabilidade
Resumo
Nos países que adotaram o modelo de competição nos segmentos de geração e de comercialização
de energia elétrica, tem-se a desverticalização das atividades de geração, transmissão e
distribuição como premissa básica. Nesta estrutura, os investimentos na expansão da geração,
da transmissão e da distribuição são realizados por agentes distintos. Desse modo, a alocação
apropriada dos custos de uso das redes, através de tarifas locacionais, revela-se um aspecto
fundamental para o desenvolvimento dos agentes do setor elétrico. As tarifas locacionais de
uso da rede visam proporcionar a adequada renumeração das empresas provedoras de serviços
de transmissão. A definição dessas tarifas leva em consideração a “extensão de uso” de
cada usuário, em função da sua localização. Dentre outros atributos, tais tarifas estimulam a
utilização racional dos ativos de transmissão, bem como a redução de custos operacionais. Entretanto,
embora a importância desses estímulos, os custos de uso do sistema de transmissão,
ainda, não se encontram sistematicamente explorados no âmbito do planejamento da expansão
da distribuição. Neste sentido, esta Tese apresenta uma nova perspectiva para o problema da
expansão do sistema de distribuição, ao considerar a sinalização econômica locacional da tarifação
da transmissão. Propõe-se a minimização de custos de uso do sistema de transmissão,
investimentos, operação e Energia Não Suprida Esperada (ENSE). As alternativas de expansão
consideradas compreendem: a instalação e a repotencialização de subestações; a construção e o
recondutoramento de circuitos; a alocação de dispositivos de manobra; e a construção de circuitos
de interconexão entre alimentadores. A alocação de dispositivos de manobra e a construção
dos circuitos de interconexão visam proporcionar maior flexibilidade à operação, de modo a
mitigar os impactos de faltas permanentes na rede. Este modelo é formulado como um problema
de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e a metaheurística GRASP (Greedy
Randomized Adaptive Search Procedure) é adotada como algoritmo de solução. A metodologia
é desenvolvida em linguagem AMPL (A Modeling Language for Mathematical Programming)
e o solver KNITRO (Nonlinear Interior-point Trust Region Optimizer) é utilizado como ferramenta
de otimização. Os testes de validação são realizados utilizando sistemas testes de 23, 54 e
182 barras. Os resultados demonstram as potencialidades da metodologia proposta, obtendo-se
reduções nos custos de expansão. Verifica-se, ainda, que a metodologia desenvolvida fornece
subsídios às distribuidoras, para que estas possam definir as contratações de uso do sistema de
transmissão.
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