Alocação ótima de dispositivos indicadores de falta em alimentadores de média tensão

Abstract

O atual marco regulatório do setor elétrico estabelece dois pressupostos básicos para as empresas distribuidoras de energia elétrica: monopólio natural e forte regulação. O grande desafio das organizações é fornecer um produto que atenda os padrões de qualidade exigidos pelos órgãos reguladores e sociedade. Enfrentando esses desafios, a Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) e o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicação (CPqD) desenvolveram, no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor de Energia Elétrica regulado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), um dispositivo denominado Indicador de Falta (IF) que permite o sensoriamento das grandezas elétricas corrente e tensão em alimentadores de energia elétrica de média tensão. O equipamento IF informa ao centro de operações da empresa a ocorrência de correntes de curto-circuito, tornando mais célere a identificação do trecho da rede onde ocorreu a falha. Porém, a viabilidade da solução passa pela alocação de uma quantidade mínima de dispositivos em pontos estratégicos do sistema que possa cumprir o objetivo de reduzir a duração das interrupções de energia elétrica sem, entretanto, inviabilizar economicamente a solução. O presente trabalho apresenta um estudo de caso que aborda duas metodologias associadas a uma classe mais ampla de problemas que tratam de decisões sobre localização. O problema da P-mediana e o problema do Recobrimento, bem como a combinação entre os dois métodos, foram aplicados a dois casos reais em alimentadores de média tensão do sistema elétrico da CELPE. O método da P-mediana priorizou a instalação dos equipamentos em pontos ou barras com maior número de unidades consumidoras a jusante, enquanto que o Recobrimento indicou pontos de forma a garantir a observabilidade das grandezas elétricas corrente e tensão em todo o sistema, ambos em conformidade com os respectivos critérios adotados. O médodo combinado apresentou uma compensação entre os critérios observabilidade e número de unidades consumidoras, interpretado como mais aderente à politica de manutenção da CELPE. As ferramentas computacionais IBM ILOG CPLEX e MATLAB foram utilizadas para realizar as implementações computacionais.