“Desenvolvimento de Ferramenta para Priorização de Obras na Distribuição”

1. “Desenvolvimento de Ferramenta para Priorização de Obras na Distribuição”

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) • http://www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=82 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. Entrada de dados • Lista de obras • Orçamento Investimento>Orçamento Não Sim Elencar obras com Maior Payoff 1° Processamento Escravo 1 1° Processamento Mestre 1 Não Sim 2° Processamento Escravo 2 Atingiu Orçamento ? Fim 2° Processamento Mestre 2 Modelo de Priorização 9

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

11. Programação em Dois Níveis e por Metas NÍVEL SUPERIOR (Mestre) • 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

12. x2 ZÓTIMO (PL) ZÓTIMO (PI) x1 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

13. Forward Backtrack VariáveisLivres VariáveisLivres Enumeração Implícita (Método de Balas) A cada Iteração entre o problema Mestre e Escravo executa-se o algoritmo: Inicialmente, todas as variáveis estão no valor 0; Fixar uma variável livre no valor 1; Resolver o subproblema com as demais variáveis livres; Fixar a mesma variável no valor 0 e repetir o processo. 13

14. Testes e Resultados Plano de Obras Caso Teste: 14

15. Testes e Resultados Dados de Entrada Caso Teste: 15

16. Testes e Resultados Resultados Indicadores DEC e FEC: 16

17. Testes e Resultados Resultados Demais Indicadores: 17

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. Obrigado! Marcus R. Carvalho marcus@daimon.com.br Daimon Engenharia e Sistemas Ltda www.daimon.com.br