PROGRAMA DE PESQUISA & DESENVOLVIMENTO

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1 A CELESC Distribuição S.A., concessionária do serviço público de distribuição de energia elétrica, disponibiliza para conhecimento o saldo da conta e os projetos do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento, conforme determina o Manual de Pesquisa e Desenvolvimento de 2012 da ANEEL, por meio da Resolução Normativa n. 504/2012 ANEEL. Segue abaixo quadro com os Projetos encerrados entre janeiro de 2014 e dezembro de 2014: Projeto /2011 Título ESTIMAÇÃO DINÂMICA DO COMPORTAMENTO DA DEMANDA DE CONSUMIDORES - DE TÉCNICAS E PROJETO PILOTO Período 33 MESES 31/10/2011 ATÉ 30/07/2014 Objetivo Desenvolver um sistema computacional para estimar os perfis dinâmicos de consumo e demanda de energia elétrica em edificações comerciais de uso coletivo integrada à dinâmica das atividades econômicas dos consumidores, mudanças de hábito de consumo aliadas à previsão espacial de demanda, incluindo mudanças devido a inovações tecnológicas e aos efeitos climáticos correlacionados, além do desenvolvimento de técnicas de agregação para levantamento dos Fatores de Demanda e Fatores de Carga (FDs e FCs) dos vários ramos de atividades CNAE de região piloto do estado de SC. Descrição Ia PARTE - Estimação dos Perfis de Consumo e Demanda de EE em Técnica Edificações Comerciais de Uso Coletivo Objetivos Específicos Pesquisar como as técnicas no âmbito da mineração de dados, especificamente, redes neurais e descoberta de associações (algoritmo Apriori e AFC - Análise Fatorial de Correspondência), podem ser utilizadas para prever o comportamento da demanda de vários tipos de estabelecimentos comerciais. Para o modelo neural de previsão deve-se buscar os seguintes objetivos: - Definir a arquitetura de RNA mais apropriada para o problema de previsão de demanda de edificações comerciais de uso coletivo; - Determinar as variáveis de entrada, considerando aspectos econômicos, climáticos e de potência instalada; - Executar análise de correlação variáveis de entrada e demanda de saída da edificação, para seleção das variáveis de entrada para a RNA; - Treinar a RNA com os dados de medição; - Implementar o sistema computacional para previsão Para o modelo de busca de associações deve-se buscar os seguintes objetivos: - Estabelecer um formulário padrão com as características funcionais de cada estabelecimento: atividades econômicas CNAE, área ocupada, n. de trabalhadores, carga instalada, localização, turnos, horários de

2 funcionamento, fatores sazonais desta atividade, mudanças de hábito de consumo aliadas à previsão espacial de demanda, incluindo mudanças devido a inovações tecnológicas, fatores econômicos e climáticos de interesse/impacto para os negócios, e etc. - Construir uma base de dados com a aplicação dos formulários em uma amostra de consumidores. - Descobrir com auxilio do algoritmo Apriori quais as associações mais relevantes entre as características funcionais e o perfil de carga dos consumidores. - Estabelecer via AFC quais os principais perfis de carga características e quais os consumidores / atividades CNAE que estão mais presentes em cada grupo. - Estabelecer um método complementar à previsão de demanda para estimar os futuros fatores de demanda e de carga típica de consumidores antigos e novos da concessionária, para serem aplicados nas solicitações de novos Pedidos de Ligação. IIa PARTE - LEVANTAMENTO DE FD e FC DE ATIVIDADES CNAE DO ESTADO DE SC Objetivos Específicos Definir com a Celesc as atividades CNAE a serem consideradas no projeto; Definir o universo de empresas por atividades CNAE a serem consideradas e a amostra necessária por região do Estado para as medições de demanda (horário de ponta) Estabelecer um formulário padrão com as características funcionais de cada estabelecimento: CNAE, área ocupada, n. de trabalhadores, carga instalada, localização, turnos, horários de funcionamento, fatores sazonais desta atividade, mudanças de hábito de consumo aliadas à previsão espacial de demanda, incluindo mudanças devido a inovações tecnológicas, fatores econômicos e climáticos de interesse/impacto para os negócios, etc. Utilizar metodologia de clusterização para agrupamento das atividades CNAE por FC e FD. Neste caso a clusterização será realizada por perfil de carga. Estabelecer um método complementar à previsão de demanda para estimar os futuros fatores de demanda e de carga típica de consumidores antigos e novos da concessionária, para serem aplicados nas solicitações de novos Pedidos de Ligação. Investimento R$ ,11 SEENERGIA

3 Projeto /2011 Título PESQUISA E DE METODOLOGIA PARA DETECÇÃO DE FALHAS IMINENTES EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO Período 33 MESES 19/12/2011 ATÉ 17/09/2014 Objetivo Em termos gerais, o principal objetivo desta pesquisa é o de reduzir os índices de DEC e FEC da concessionária, melhorando a qualidade do fornecimento, pela identificação e diagnóstico de defeitos iminentes nos componentes do sistema. Descrição Técnica Identificar os modos de falha dos diversos componentes do sistema, tais como isoladores, chaves, condutores, transformadores, buchas, pára-raios, entre outros; Investimento R$ ,76 Selecionar dispositivos de medição (medidor de ruído audível, ultrassom, rádio interferência, corona, de temperatura, etc...) capazes de detectar e quantificar os efeitos relacionados aos modos de falha dos componentes; Desenvolver uma metodologia de varredura de linhas de distribuição, adaptada à realidade das equipes de campo, para identificação e diagnóstico de defeitos iminentes. FURB Projeto /2011 Título DE EQUIPAMENTO INTELIGENTE PARA MEDIÇÃO E CONTROLE SETORIZADOS DO CONSUMO DE ENERGIA Período 27 MESES 31/10/2011 ATÉ 30/01/2014 Objetivo Desenvolver um equipamento que permitirá aos consumidores verificarem em ambiente on-line (via WEB) vários dados relativos ao seu Fornecimento de energia elétrica pela CELESC (medição geral de consumo da Unidade Consumidora e por circuitos de alimentação - medição setorizada), consumo de energia mensal, curvas de cargas históricas, índices de qualidade da energia elétrica (DIC, FIC e DMIC), projeções de carga e outras informações estratégicas para os consumidores. Estas informações poderão ser acessadas gratuitamente pelos clientes a partir de um computador com conexão Internet, mediante identificação do usuário e autenticação de sua senha de acesso. Descrição 1. Desenvolver (nacionalizar) um equipamento de baixíssimo custo a ser Técnica instalado em unidades consumidoras visando à medição setorizada do consumo de energia e subsequente disponibilização das informações aos consumidores. 2. Implementar um sistema computacional embarcado para ambiente WEB que permita aos consumidores monitorarem diversos parâmetros relativos à qualidade do fornecimento de energia elétrica da CELESC (curvas típicas de carga, gráficos históricos, projeções de consumo

4 Investimento R$ ,50 PROGRAMA DE PESQUISA & mensal, indicadores de continuidade DIC, FIC, DMIC, níveis de tensão de fornecimento, entre outros). 3. Testar o sistema desenvolvido (protótipo + sistema embarcado) em bancadas de laboratório e testes de campo com as equipes técnicas da CELESC Distribuição. 4. Permitir aos consumidores uma melhor previsibilidade dos seus gastos mensais com consumo de energia elétrica através do acesso online às suas curvas de carga própria e aos parâmetros de qualidade da energia elétrica fornecida pela CELESC. 5. Disponibilizar via WEB um folder aos consumidores da CELESC, tendo como objetivo o estímulo ao uso racional da energia, incentivando a mudança de hábitos que possibilitará o deslocamento de consumo do horário de ponta de carga do sistema. QUÂNTICO Projeto /2011 Título MODELO ROBUSTO PARA AVALIAÇÃO E MELHORIA DA CONFIABILIDADE DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO FUNDAMENTADO NA ANÁLISE CONJUNTA DE AÇÕES DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA, OPERAÇÃO E INCREMENTO DA FLEXIBILIDADE Período 36 MESES 28/11/2011 ATÉ 27/11/2014 Objetivo Este projeto centra suas diretrizes de pesquisa na avaliação da melhoria da confiabilidade dos sistemas primários de distribuição mediante a otimização sistemática das atividades de manutenção preventiva estabelecidas durante um período plurianual de análise, bem como de algumas ações de operação (dimensionamento de equipes em campo) e aumento de flexibilidade operativa (instalação de chaves de seccionamento, manobra e religamento). Dentro deste quadro, o modelo a ser concebido tem como objetivo simular a evolução dos indicadores de continuidade dos conjuntos de unidades consumidoras destacando a trajetória a ser obtida mediante o conjunto de ações de manutenção preventiva, operação e flexibilidade propostas visando atingir a trajetória regulatória a partir das respectivas metas anuais estabelecidas para os indicadores de freqüência (coletivos a partir do FEC, e individuais máximos a partir do FIC) e duração (coletivos a partir do DEC, e individuais máximos a partir do DIC e DMIC). Não obstante o aspecto de que esta trajetória possa ser auferida, em parte, por meio de obras de expansão executadas cronologicamente nos alimentadores primários, o modelo pretendido tratará este conjunto de reforços como dado de entrada, focando a avaliação do impacto da manutenção preventiva na evolução dos indicadores de continuidade.

5 No que tange à avaliação das atividades de manutenção, propõe-se o desenvolvimento de um modelo heurístico que irá avaliar para cada conjunto (em particular, para um mesmo alimentador que contribua significativamente para a composição dos parâmetros de continuidade) o conjunto de ações individuais e/ou combinadas (inclusive, contemplandose ações que se direcionem à resolução do mesmo problema, como por exemplo, a instalação de cabos no padrão spacer cable e a execução de regular de podas de árvore), para tanto, utilizando-se modelos heurísticos. Para avaliação das ações de operação (dimensionamento de equipes) e flexiblidade (inserção ou otimização locacional das chaves de seccionamento, manobra e proteção/religamento) serão utilizadas modelos heurísticos e algoritmos evolutivos. Com esta concepção direcionada à avaliação das ações de manutenção preventiva, operação e ampliação de flexibilidade operativa, será proposto um modelo completo de simulação dos indicadores de continuidade individuais e coletivos em períodos de estudo mensais, trimestrais, anuais e plurianuais. Descrição Técnica Para tanto, o modelo proporá: diagnóstico do sistema de distribuição (equipamentos e rede elétrica); a determinação dos índices de continuidade; a ponderação relativa às respectivas metas com identificação dos conjuntos que mais se distanciam; ranqueamento e seleção das melhores ações de manutenção preventiva, operação e automação/proteção visando aumento da flexibilidade operativa; em casos de restrição orçamentária, as melhores ações cabíveis no orçamento e o impacto correspondente, incluindo a determinação das multas regulatórias. - Desenvolver modelo de simulação visando a determinação dos indicadores de continuidade individuais e coletivos das unidades consumidoras, com a respectiva contribuição de cada fato gerador; - Desenvolver modelo de avaliação do impacto da manutenção preventiva na evolução dos indicadores de continuidade, incluindo tanto análises de atividades individuais quanto a combinação de ações diferenciadas (com particular interesse em alimentadores específicos que contribuam sensivelmente para composição dos parâmetros do conjunto); - Desenvolver modelo de avaliação do impacto da otimização do dimensionamento de equipes e aumento da flexibilidade operativa a partir da instalação de chaves de seccionamento, manobra e proteção (religadores); - Desenvolver modelo completo de análise da evolução dos indicadores de continuidade nos períodos de interesse (mensal, trimestral, anual e plurianual), propondo-se o diagnóstico, cálculo de indicadores, mensuração do eventual distanciamento das metas regulatórias, ranqueamento e seleção das ações de manutenção preventiva, além da indicação do número otimizado de equipes, e instalação de chaves visando

6 aumento da flexibilidade operativa. Outrossim, o modelo avaliará condições de restrição orçamentária indicando o conjunto de ações possíveis, e no caso de descumprimento das metas, a mensuração das multas regulatórias incidentes; - Desenvolver software com base nas concepções metodológicas precedentes. Entre os objetivos complementares do projeto destacam-se: - Mapear e integrar os diversos sistemas utilizados pela distribuidora visando aferir a taxa de falhas de cada alimentador, particularizada nos valores globais e por blocos de carga; bem como a determinação dos tempos de restabelecimento do sistema de distribuição; - Desenvolver modelo de avaliação do estado do sistema de distribuição, incluindo os diversos equipamentos e a rede de distribuição, a partir das inspeções em campo e da do estabelecimento de índices de méritos que expressem a criticidade operativa correspondente, no que tange à necessidade de manutenção preventiva; - Desenvolver aplicações práticas em área piloto da CELESC; - Promover treinamentos e transferência de resultados para as diversas áreas afins. Investimento R$ ,42 DAIMON Projeto /2011 Título DE SISTEMA INTEGRADO DE GERAÇÃO DE ENERGIA PARA AUMENTO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE AVIÁRIOS Período 24 MESES 02/07/2012 ATÉ 01/07/2014 Objetivo Desenvolver um protótipo de equipamento que permitirá a recuperação de até 20 % da energia consumida pelos motores utilizados nos sistemas de exaustão de aviários de grande escala. O equipamento, denominado Aeroexaustor 500, será composto por um aerogerador com pás fixas, controlador de carga e inversor CC/CA, sendo que o sistema possuirá potência nominal de 500 W. Descrição 1. Desenvolver um modelo de aerogerador sem a necessidade de controle Técnica das pás, pois o fluxo de ar dos exaustores em aviários é unidirecional, bem como o duto direcionador a ser instalado na saída do exaustor sem cone (para minimizar o escoamento turbulento do fluxo de ar); 2. Desenvolver um modelo de controlador de carga e inversor CC/CA com potência nominal de 500 W, permitindo a nacionalização de significativa parte dos componentes do sistema de geração proposto;

7 Investimento R$ ,05 PROGRAMA DE PESQUISA & 3. Medir o escoamento de ar na saída do exaustor utilizado nos aviários com o objetivo de dimensionar o aerogerador para o sistema de geração proposto; 4. Adaptar o aerogerador ao exaustor existente no aviário (sistema de encaixe/adaptação), obedecendo as características do sistema atual e evitando transtornos/inconvenientes em relação à temperatura do local (minimização da perda de carga); 5. Executar testes do sistema proposto no projeto piloto durante um período de, no mínimo, 6 meses (incluindo-se os meses de verão, onde a atuação do sistema de exaustão é mais significativa); 6. Solicitar pedido de patente industrial do protótipo de equipamento desenvolvido no INPI, após a efetivação e validação dos testes em campo no sistema piloto. A VERO DOMINO Projeto /2011 Título METODOLOGIA PARA ESTIMAÇÃO ROBUSTA DE ESTADOS COM TRATAMENTO FUZZY DE INCERTEZAS DE SISTEMAS TRIFÁSICOS DESEQUILIBRADOS EM AMBIENTES COM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS E INTELIGENTES (SMART-GRID) - SMARTMATOR Período 26 MESES - 02/07/2012 A 01/09/2014 Objetivo Desenvolvimento de uma metodologia de estimação de estados robusta aplicada a sistemas de distribuição trifásicos desequilibrados de grande porte. Serão explorados os conceitos de redes inteligentes (smartgrid) para obtenção de medidas de tensões e correntes através de IEDS ao longo dos alimentadores, tensões e injeções de potência nos barramentos adjacentes ao sistema de distribuição e geradores distribuídos. As potências de transformadores de distribuição sem monitoração serão obtidas através de pseudo medidas utilizando modelagem fuzzy da demanda. Também será objetivo deste projeto aplicar a metodologia proposta em um sistema piloto, a ser definido pela CELESC, e realizar o estudo e análise comparativa entre resultados obtidos com a metodologia desenvolvida e dados de campo. Descrição Técnica Em função do ineditismo da proposta os resultados desta pesquisa deverão ser publicados em congressos e periódicos nacionais e internacionais da área, visto que não foram encontrados estudos sobre a eficiência e aplicabilidade desta técnica em um sistema real de distribuição operando em um ambiente de rede inteligente (smartgrid). A metodologia que será desenvolvida será utilizada para a construção de modelos topológico e de medidas que representem com fidelidade o estado atual da rede de distribuição, filtrando erros normais e mitigando a

8 presença de erros grosseiros. Para que este objetivo seja atingido e aplicável ao contexto da CELESC serão desenvolvidos e integrados, durante o projeto, dois novos módulos ao PSL-DMS. O PSL-DMS é um software de análise de sistemas de distribuição desenvolvido pela PowerSysLab Engenharia e Sistemas. Este software está integrado a base de dados coorporativa da CELESC e encontra-se implantado em todas as regionais da CELESC, sendo gerido pelo DVOD - Divisão de Operação da Distribuição. Em função do PSL-DMS já estar implantado na CELESC, a integração da metodologia desenvolvida neste projeto deve: - seguir o critério de economicidade, base da regulação do setor elétrico brasileiro, reaproveitando módulos já adquiridos e em uso pela concessionária, tais como: Interface Gráfica, Configurador, Fluxo de Potência, Relatórios e Gráficos de Análise, Drivers de acesso a banco de dados etc...; - garantir a usabilidade e aplicabilidade da metodologia desenvolvida, uma vez que o setor de operação da empresa já utiliza o PSLDMS como plataforma de análise. Dessa forma, a aplicabilidade e o uso da metodologia proposta será imediata. Os módulos que serão desenvolvidos e integrados ao PSL-DMS durante o projeto serão: Estimador de Estados Fuzzy-Robusto : metodologia de estimação robusta de estados baseado no método dos mínimos quadrados com ponderação variável para sistemas trifásicos desbalanceados de grande porte com uma relação elevada de X/R. Neste estimador de estados as medidas monitoradas de tensão, potência ativa e reativa, corrente e status de chaves serão representados de forma convencional,enquanto que a potencia ativa e reativa dos transformadores de distribuição sem monitoração serão representadas por Pseudo Medidas Fuzzy obtidas através do Modelador de Carga Fuzzy. Modelador de Carga Fuzzy: um dos grandes desafios do projeto é encontrar uma maneira eficiente de representação das injeções de potência ativa e reativa não monitoradas no problema de estimação de estados. Para isso será desenvolvido um módulo que, a partir das campanhas de medição realizadas pela empresa e por informações provenientes do banco de dados comercial, produzirá FuzzySets típicos que deverão ser utilizados explicitamente como Pseudo Medidas Fuzzy no problema de estimação de estados. Driver de Acesso ao Histórico On-Line: será desenvolvido e integrado ao PSL-DMS um driver de acesso ao Histórico On-Line da Empresa (Banco de dados que contém os valores históricos das medidas monitoradas) permitindo que se tenha acesso a configuração e ao estado da rede em qualquer momento atual/passado.

9 Investimento R$ ,64 PROGRAMA DE PESQUISA & Futuramente a metodologia desenvolvida poderá também ser utilizada para o desenvolvimento de aplicações Self-Healing, tais como, Controle de Tensão/Potencia Reativa, Identificação e Isolação de Faltas, Restauração de Serviço etc que necessitem como base modelos de fluxo de potência em tempo real precisos. PSL Projeto /2011 Título DE IDENTIFICADOR DE FASES PARA REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE MÉDIA TENSÃO UTILIZANDO SINCROFASORES Período 28 MESES 06/08/2012 ATÉ 05/12/2014 Objetivo 1. Desenvolver um protótipo de equipamento portátil com tecnologia nacional para identificar em campo, de forma rápida e segura, o ângulo de fase do sinal de tensão presente nos condutores da rede de MT, através da técnica de sincrofasores, substituindo o método convencional utilizado para este fim; 2. Testar o sistema desenvolvido (protótipo + sistema embarcado) em bancadas de laboratório e em campo com as equipes técnicas da CELESC DISTRIBUIÇÃO; 3. Sugerir ações e procedimentos operacionais para a incorporação do uso do equipamento na rotina das equipes de manutenção e operação da CELESC DISTRIBUIÇÃO; Descrição Técnica 4. Solicitar pedido de patente industrial do protótipo desenvolvido no INPI. As redes de distribuição constituem uma importante parte dos ativos elétricos das concessionárias de distribuição de energia elétrica, pois é através delas que a concessionária disponibiliza o seu principal produto aos seus consumidores - a energia elétrica. Para atingir este objetivo, as redes de distribuição estão presentes em toda a área de concessão, desde os grandes centros urbanos até os pontos mais remotos, caracterizando-se por uma malha complexa e de grande capilaridade e extensão física. O sistema de distribuição é composto basicamente por linhas e subestações de AT - Alta Tensão (tensões iguais ou superiores a 69 kv) e por subestações de Média Tensão (MT) e redes de distribuição de Média e Baixa Tensão (BT). As redes de distribuição de MT constituem, como já citado acima, uma malha complexa que permeia toda a área de concessão. Para tornar o fornecimento de energia elétrica mais confiável aos consumidores, a concessionária provê a rede de distribuição de diversos pontos de manobra (chaves NA - Normalmente Aberta) entre os alimentadores da mesma subestação e de subestações diferentes, de forma a criar caminhos elétricos alternativos de atendimento aos consumidores, quando da

10 ocorrência de contingências no sistema elétrico. A operacionalidade destes pontos de manobra exige que os pontos de interligação estejam "sincronizados em fase", de forma que estes pontos de chaveamento possam ser manobrados sem qualquer risco operacional ao sistema elétrico. Desta forma, identificar com facilidade e segurança o sincronismo das fases destes pontos do sistema elétrico é condição indispensável para a operacionalização dos pontos de interligação no sistema elétrico. Outro importante aspecto relacionado à "identificação das fases" das redes de MT está associado à execução de obras no sistema elétrico que envolvam ampliação das redes (construção de novos alimentadores ou de ramais de MT), envolvendo interligações de contingência com os sistemas existentes, seja com outros pontos do mesmo alimentador, com outros alimentadores da mesma subestação ou alimentadores de outras subestações. Pelas mesmas razões acima, a segura "identificação das fases" nestes pontos permite criar as condições necessárias e indispensáveis à operacionalização destas interligações. Um outro ponto de fundamental importância, desta feita associado ao planejamento operacional das redes de MT, é a confiabilidade do cadastro do sistema elétrico de MT. Em sistemas de MT com características de atendimento à regiões rurais, como é o caso da grande maioria das regiões do estado de Santa Catarina, onde o atendimento é feito predominantemente através de redes monofásicas, a identificação das fases é fundamental na eleição da fase que será utilizada para derivação de novos ramais monofásicos, visando se manter o equilíbrio de cargas entre as fases da rede de MT. A imprecisão da identificação das fases no cadastro do sistema elétrico de MT implica em distorções nos estudos de regulação de tensão, que são realizados a partir desta base. Da mesma forma, cálculos de perdas técnicas realizados a partir de um cadastro que contenha imprecisões de identificação das fases das quais derivam redes monofásicas, refletem em distorções das perdas calculadas em relação às reais perdas incorridas no sistema elétrico. De todos os aspectos acima abordados, pode-se deduzir que o desenvolvimento de um protótipo de equipamento capaz de identificar em trabalhos de campo, de foma segura e rápida, cada uma das fases das redes de MT seria de grande importância do ponto de vista de segurança operacional, confiabilidade da base cadastral e de estudos técnicos que se utilizam da base cadastral (queda de tensão, regulação de tensão de MT, planejamento da amplição do sistema de MT, equilíbrio de cargas na MT e cálculo de perdas técnicas). Investimento R$ ,01 REASON Projeto /2011 Título METODOLOGIA DE ANÁLISE ESTOCÁSTICA PARA APOIO À DECISÃO NA COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA DE FONTES

11 ALTERNATIVAS COM TÉCNICA DE AVERSÃO A RISCO. Período 18 MESES 02/07/2012 ATÉ 01/01/2014 Objetivo Este projeto tem por objetivo desenvolver uma metodologia de suporte a decisão na comercialização de energia elétrica de fontes alternativas, mais especificamente de PCHs, que considera as especificidades do mercado brasileiro, os aspectos estocásticos e as características das fontes de geração, e busca maximizar a receita da empresa considerando aversão a risco, sendo que o nível de aversão a risco é definido pela empresa. Descrição 1) Estudo estatístico da disponibilidade de energia que pode ser Técnica comercializada considerando a repotenciação futura das PCHs; Investimento R$ ,17 2) Fazer a modelagem dos parâmetros estocásticos e definir necessidade de técnicas de amostragem para reduzir o tamanho do problema e viabilizar que seja encontrada uma solução de boa qualidade; 3) Formular o problema de otimização estocástica com aversão a risco aplicada à comercialização de energia advinda de Pequenas Centrais Hidrelétricas; 4) Desenvolver e implementar metodologia de solução e técnicas de amostragem para encontrar uma solução de boa qualidade. PLAN4 Projeto /2012 Título CONCEPÇÃO DE MODELO PARA CÁLCULO DE DEMANDA ATIVA E REATIVA FUTURA NO ÂMBITO DO PLANEJAMENTO DA EXPANSÃO DE SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA Período 24 MESES 03/12/2012 ATÉ 02/12/2014 Objetivo - Desenvolver metodologia que permita agregar os enfoques globais e pontuais (por transformador de subestação e barramento) de maneira a garantir o acoplamento entre o mercado de energia por região geográfica de concessão e o mercado de energia por subestação, bem como viabilizar as projeções de demanda ativa correspondentes; - Desenvolver técnica de avaliação da aderência da projeção quando da utilização de informações consolidadas referentes às curvas típicas de consumidores, perdas técnicas e não técnicas anualizadas por subestação, dentre outras; - Desenvolver técnica que viabilize o tratamento de aspectos de sazonalidade e perfil da carga referente aos dias da semana, de modo a enriquecer os modelos de simulação de fluxo de potência, em complemento às informações dos patamares de carga conforme Módulo 5 dos Procedimentos de Rede; - Desenvolver metodologia de projeção de demanda reativa visitando aspectos atrelados à estabilidade de tensão em sistemas de distribuição

12 radiais e consequentes avaliações de necessidades de compensação nas redes elétricas decorrentes da análise de cenários futuros de demanda reativa uma vez conhecidas as demandas ativas projetadas para cada transformador de subestação e ponderadas (por algum critério a ser definido) pelas cargas dos consumidores distribuídos ao longo dos circuitos; Descrição Técnica - Concepção de modelo de análise de risco e incertezas no contexto de projeção de mercado relativo à consolidação de cada cenário de simulação e sua quantificação monetária quanto aos riscos inerentes, além da consideração das incertezas dos modelos representativos da carga nas projeções futuras de demanda ativa e reativa. O projeto se desenvolverá a partir das seguintes etapas: - Concepção de modelo desagregado de projeção de demanda ativa e mercado de energia levando-se em consideração os procedimentos consolidados já adotados pela área de mercado da CELESC no que tange aos estudos de projeção do mercado global de energia. Analisar as diversas técnicas de previsão existentes de forma a identificar a de melhor aderência possível destinada à projeção de demanda ativa (por exemplo: séries temporais, filtro de Kalman, modelos econométricos, entre outras). Tratar aspectos relacionados à participação das classes de consumo por subestação; entradas e saídas de grandes clientes; perdas técnicas e não técnicas de energia; demanda dos consumidores livres; presença de geração distribuída e manobras entre alimentadores de subestações diferentes; - Validação do modelo desagregado de projeção via aplicação de técnica a ser implementada para avaliação da aderência das demandas ativas projetadas frente ao histórico recente de curvas de carga medidas nos transformadores de subestação. Aliado aos dados de medição pretende-se utilizar informações relativas às curvas típicas de consumidores provenientes da última campanha de medidas realizada pela empresa, perdas técnicas e não técnicas anualizadas por subestação (calculadas via software específico desenvolvido no âmbito do programa de P&D da CELESC - Projeto /2006), manobras, entre outras. Informações estas a serem disponibilizadas e validadas pela CELESC. Para validar a correspondente obtenção das demandas ativas projetadas são esperadas as seguintes informações: 1. Consumo faturado por classe para cada subestação da CELESC. Objetivo: obter participação das classes de consumo por subestação; 2. Número de unidades consumidoras faturadas por classe para cada subestação da CELESC. Objetivo: obter referencial para avaliação do número de unidades consumidoras de toda a CELESC; 3. Perdas técnicas e não técnicas para cada subestação da CELESC. Objetivo: levantar percentual de perdas globais por subestação;

13 4. Medições de energia e demanda máxima (curvas de carga medidas) em cada subestação da CELESC (onde houver). Objetivo: apurar sazonalidade em cada subestação; 5. Diagrama unifilar da rede da CELESC (conexões de subestações em barramentos AT). Objetivo: compor impactos nos barramentos a montante; 6. Relação de clientes livres e suas conexões a alimentadores de subestações da CELESC ou barramentos AT. Objetivo: mapear impactos de consumo não vegetativos em cada subestação; 7. Relação de gerações e suas conexões a alimentadores de subestações da CELESC ou barramentos AT. Objetivo: mapear impactos de geração em cada subestação; 8. Relação de consumidores cativos/livres/especiais (Grupo A) e suas conexões a alimentadores de subestações da CELESC. Objetivo: mapear demanda contratada para uma eventual análise à parte; 9. Dados do perfil de consumo obtidos da última RT da CELESC. Objetivo: subsidiar os estudos de projeção de demanda (MW); 10. Projeção de perdas globais da CELESC. Objetivo: complementar os estudos de projeção de consumo de energia; 11. Variáveis sócio-econômicas relevantes já mapeadas pela CELESC em suas diferentes regiões. - Complementação do modelo com a inserção da variável sazonalidade referente ao mercado atendido e correspondente impacto na curva de carga agregada em cada barramento, bem como o perfil de carga referente aos dias da semana. Para tanto, poderão ser estudados métodos específicos para consideração da sazonalidade como o método da média móvel centrada, método de Furnas, entre outros. - Concepção de modelo de projeção de demanda reativa a partir das projeções de demanda ativa realizadas e validadas em etapa anterior. Nesta etapa pretende-se investigar temas relacionados à fronteira da estabilidade estática de tensão e ao máximo carregamento de sistemas de distribuição radiais objetivando um mapeamento das principais linhas de estudo voltadas para o controle de reativos de um sistema. A partir deste mapeamento poderá ser possível conceber metodologia inédita que indique as necessidades mínimas de compensação de reativos nos alimentadores na iminência de novas necessidades de expansão/melhoria do sistema. - Complementação do modelo com análises específicas de incertezas e riscos. Dado que o modelo em pauta especificado deve contemplar

14 horizontes diferenciados (curto, médio e longo prazos), torna-se essencial a gestão do risco associado a custos, prazos, qualidade, demandas projetadas e incertezas da carga. Poderão ser estudadas as técnicas qualitativas e quantitativas, como Árvore de Decisão, Simulação de Monte Carlo, Análise de Sensibilidade, entre outras. - Desenvolvimento de banco de dados para o armazenamento de informações históricas relacionadas a todas as entidades consideradas na análise, como transformadores de subestações, regiões elétricas, área de concessão. Este banco de dados deve contemplar o armazenamento de informações relativas às demandas passadas e futuras por transformadores de subestação, energias faturadas por classe, curvas de carga características de consumidores e transformadores de subestação, entre outros. - Desenvolvimento de módulo computacional com implementação de todas as metodologias propostas, sendo previstos, além dos relatórios de projeção de mercado de energia e demanda por barramento, uma análise abrangente da gestão do risco vinculado ao negócio em pauta. - Aplicação prática, treinamento e difusão de resultados. Investimento R$ ,26 DAIMON Projeto /2013 Título TECNOLÓGICO DE UMA CHAMINÉ SOLAR COM INSERÇÃO EÓLICA ATRAVÉS DA DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL Período 18 MESES 12/06/2013 ATÉ 11/12/2014 Objetivo Desenvolver através de metodologia computacional uma chaminé solar com inserção eólica que apresente níveis elevados de eficiência de geração de energia, tornando-se esta tecnologia viável para futuras construções de planta piloto. Descrição 1) Tomar conhecimento da tecnologia mundial disponível para geração de Técnica energia através de chaminés solares, especialmente no que concerne a ideia inovadora deste projeto: geração conjunta através de chaminé solar mais eólica. Inclusive tomar conhecimento da tecnologia envolvendo equipamentos utilizados; 2) Realizar um estudo detalhado através de simulação em CFD que fornecerá respostas de dimensionamento da chaminé, na busca de uma maior eficiência e consequente viabilidade técnica-econômica deste processo. O importante é que as simulações numéricas contemplarão diferentes condições geométricas da chaminé (diâmetro e altura) e também diferentes tipos de turbinas, fazendo assim um completo detalhamento dos fenômenos físicos que influenciam na eficiência de geração de energia do sistema. Muito importante é a possibilidade de simular numericamente o conjunto (chaminé solar + turbina), já que a

15 maioria dos estudos analisa a chaminé solar de forma independente. Parte da originalidade do processo está no modelo composto (solar + eólica) onde o sistema eólico será inserido na parte abaixo da chaminé solar. Serão dois sistemas de geração em um único espaço, os quais poderão inclusive operar em paralelo; 3) Teste exaustivos dos modelos desenvolvidos via utilização de CFD e equações diferenciais (validação), visando obter o completo entendimento da influência das diversas variáveis operacionais na eficiência do processo. 4) Transferência de tecnologia sobre simulação numérica da ESSS para a CELESC. Investimento R$ ,71 ESSS Informações contábeis do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento: Saldo da Conta de P&D: Mês Referência Dez/2014: R$ ,21 Provisão Anual: R$ R$ ,24 Investimentos em andamento: R$ ,11 Investimento em 2014: R$ R$ ,24 As contribuições para o Programa de P&D podem ser enviadas para o endereço: Celesc Distribuição S.A. DPEP/DVEE - R: Itamarati, bairro: Itacorubi - Florianópolis - SC - CEP: ou para o ped@celesc.com.br com o título CONTRIBUIÇÕES P&D CELESC. Estes canais de comunicação estarão abertos em tempo permanente. Obs.: As propostas de projetos de P&D só poderão ser submetidas à Celesc D. quando houver a publicação de Chamada Pública, sempre informada em diário Oficial.