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Desenvolvimento de Ferramenta para Priorização de Obras na Distribuição Autores: NomeEmpresa Marcus Rodrigo CarvalhoDaimon Cleverson Luiz da Silva PintoCopel.

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1 Desenvolvimento de Ferramenta para Priorização de Obras na Distribuição Autores: NomeEmpresa Marcus Rodrigo CarvalhoDaimon Cleverson Luiz da Silva PintoCopel Bruno Yukio EnomotoDaimon Fabiano ArantesDaimon Carlos Cesar Barioni de OliveiraDaimon

2 Motivação Obrigatório o envio para Agência Nacional de Energia Elétrica – Aneel: Plano de Obras do Sistema de Distribuição de Média Tensão através do PDD - Plano de Desenvolvimento da Distribuição. (Módulo 2 – Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição do PRODIST - Procedimentos de Distribuição) 2

3 Motivação Como: Obter a máxima melhoria no fornecimento de energia; Com menor investimento possível através da realização de um conjunto de obras; Garantindo assim investimentos prudentes e o reconhecimento destes na base de remuneração (Aneel - Agência Nacional de Energia Elétrica). 3

4 Objetivo Metodologia e Ferramenta de Priorização de Obras: Valoração dos benefícios auferidos pela realização das obras. Comparação de obras de natureza distintas. Modelo de otimização que elenque as melhores obras para atender ao objetivo proposto: melhorias do sistema que garantam a qualidade de serviço (continuidade, tensão, carregamento e perdas); respeitando o limite orçamentário aprovado pela empresa. 4

5 Prosposta Baseado na metodologia Payoff de cálculo de relação custo-benefício de obras; Uso de modelagem matemática: otimização em dois níveis e programação por metas; Algoritmo de otimização Programação Linear Inteira: método de enumeração implícita Algoritmo Aditivo ou Método de Balas; possibilidade de escolher dentre três funções objetivos: Minimizar o Investimento, Maximizar o Benefício ou Minimizar o Payoff. 5

6 Valoração dos Custos e Benefícios Especificação do cálculo de custos e benefícios das obras: Custo de cada obra é conhecido, calculado através de parâmetros médios; Valoração dos Benefícios: modelo baseado no método Payoff de valoração econômica dos benefícios; equacionado num contexto integrado, agregando-se as valorações de todos os indicadores melhorados. 6

7 Valoração dos Custos e Benefícios Método Payoff: As obras são caracterizadas pela natureza do serviço e as de mesma natureza são agrupadas em módulos. São avaliados para cada módulo o ganho em: Redução dos indicadores de continuidade DEC e FEC; Diminuição das Perdas; Melhoria do Nível de Tensão; Redução dos custos de Operação e Manutenção; Diminuição da Energia não Distribuída. 7

8 Modelo de Priorização Modelo de priorização desenvolvido possui dois objetivos: Primeiro é a preocupação em otimizar o benefício global da empresa – restrito a um orçamento; Segundo é a preocupação em otimizar o benefício individual de cada conjunto/regional por indicador; A cada iteração entre o nível superior e inferior é utilizado um algoritmo de otimização Programação Linear Inteira, 8

9 Modelo de Priorização 9 Entrada de dados Lista de obras Orçamento Entrada de dados Lista de obras Orçamento Investimento>Orçamento Elencar obras com Maior Payoff Elencar obras com Maior Payoff 1° Processamento Escravo 1 1° Processamento Escravo 1 Não Sim 1° Processamento Mestre 1 1° Processamento Mestre 1 Sim Fim 2° Processamento Escravo 2 2° Processamento Escravo 2 2° Processamento Mestre 2 2° Processamento Mestre 2 Não Atingiu Orçamento ?

10 Programação em Dois Níveis e por Metas A função objetivo FUNC-OBJ acima pode assumir: 10 NÍVEL INFERIOR (Escravo)

11 Programação em Dois Níveis e por Metas Colocar o maior número de conjuntos/regionais na meta, maximizando o benefício, sendo restrito ao orçamento disponível. Se o mestre rejeitar algum conjunto/região, nenhuma obra deste conjunto/região será realizada. 11 NÍVEL SUPERIOR (Mestre)

12 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. 12 x2x2 x1x1 Z ÓTIMO (PL) Z ÓTIMO (PI)

13 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. 13 Forward Backtrack Variáveis Livres

14 Testes e Resultados Plano de Obras Caso Teste: 14 DescriçãoQuantidade Quantidade de Obras250 Quantidade de Conjuntos25 Conjuntos fora da meta DEC25 Conjuntos fora da meta FEC15 Custo realização de todas as ObrasR$ ,25 Investimento DisponívelR$ ,31

15 Testes e Resultados Dados de Entrada Caso Teste: 15

16 Testes e Resultados Resultados Indicadores DEC e FEC: 16 Nº Conjuntos que Atingiram a Meta Nº Obras Aprovadas DECFEC Algoritmo Desenvolvido Método Tradicional

17 Testes e Resultados Resultados Demais Indicadores: 17 Melhoria (%) PerdasTensãoO&MEND Algoritmo Desenvolvido 31,320,3211,201,75 Método Tradicional 40,334,3727,502,38

18 Conclusão - Análise de novos módulos de obras; - Concepção de um novo modelo de priorização, baseado numa nova abordagem do algoritmo de otimização de Balas, programação em dois níveis e programação por metas; - Possibilidade de criar cenários com diferentes funções objetivos, metas, plano de obras e orçamentos, seguindo diretrizes da empresa, com possibilidade de comparação entre eles. 18

19 Daimon Engenharia e Sistemas Ltda Obrigado! Marcus R. Carvalho


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