Metodologias para o Cálculo das Perdas Elétricas

Na literatura, existem diversos trabalhos que apresentam metodologias para a determinação das perdas técnicas nos sistemas de distribuição. As metodologias para a estimativa de perdas desenvolvidas pelo CODI (ABRADEE, 2014) e pela ANEEL (2007) são particularmente importantes e consideradas em diversos trabalhos, entretanto a metodologia tradicionalmente proposta como modelo para as concessionárias supõe que o estudo das perdas seja estratificado por componente: condutores de rede primária, transformadores de distribuição, condutores de redes secundárias, ramais de ligação, medidores, equipamentos (capacitores, reguladores de tensão, etc.) e outros (isoladores, efeito corona, conexões, etc.). Isto é feito devido à porcentagem de participação que tem cada um dos diferentes componentes no valor das perdas totais.

O anterior, nota-se na metodologia adotada pela Eletropaulo e outras concessionárias brasileiras, onde são calculadas as perdas técnicas por segmento no sistema de distribuição dentro de uma política de cálculo periódico mensal com a utilização do software “Pertec” (CED/USP) (MÉFFE et al., 2006). Tal metodologia utiliza os dados de topologia da

rede provenientes do sistema de geoprocessamento (GIS), os dados de consumo provenientes do faturamento e as curvas de carga típicas obtidas por campanha de medição. A partir dos dados de medições (nos transformadores das subestações e na saída dos circuitos primários) são feitas correções nas curvas de cargas estimadas dos consumos faturados. Desta forma é possível distribuir, ao longo da rede elétrica, as perdas técnicas provocadas pelos consumidores que fraudam ou furtam energia. Como resultado tem-se o diagnóstico das perdas técnicas de modo rápido e preciso, estratificado por segmento (ARANHA NETO, 2012).

A base da metodologia anterior, foi desenvolvida em Méffe (2001). Na época, era comum no setor elétrico realizar o cálculo das perdas técnicas de energia de forma indireta, ou seja, primeiro eram calculadas as perdas de demanda para o instante de ponta do sistema para, em seguida, calcular as perdas de energia com o uso de um fator de perdas estimado a partir do fator de carga. Em tal estimativa do fator de perdas, estava implícita a utilização de um perfil de carga único para todo o sistema de distribuição. A metodologia desenvolvida introduziu um novo conceito no setor elétrico para cálculo de perdas técnicas de energia, que consiste na utilização de curvas típicas de carga para representar a carga dos consumidores com posterior cálculo de fluxo de potência trifásico para cada componente do sistema de distribuição em cada instante do dia representado pelas curvas típicas. A metodologia proposta passou a permitir identificar não só quais segmentos mais contribuem paras as perdas técnicas totais, mas também a participação de cada uma das regiões de uma determinada área de concessão no valor total das perdas.

Outras metodologias para cálculos das perdas são baseadas nas metodologias tradicionais. No entanto, utilizam métodos estatísticos para avaliar o comportamento aleatório das cargas e seu contínuo processo de crescimento. A maioria destas metodologias utiliza modelos estatísticos “agregados” para calcular as perdas nos condutores das redes primárias e secundárias e, métodos simplificados nos demais elementos das redes de distribuição. O tratamento estatístico é dado tanto no agrupamento dos elementos semelhantes, para criar famílias típicas ou descritores de características, como na previsão do processo de expansão e comportamento sazonal da carga. Strauch et al. (2002) utiliza este tipo de metodologia para calcular as perdas no sistema de distribuição usando uma base de dados reduzida e de fácil obtenção por parte das concessionárias, a metodologia proposta permite resolver o compromisso entre a confiabilidade dos resultados dos cálculos e o dispêndio de tempo e recursos para a obtenção e processamento dos dados necessários.

Com a crescente importância das perdas no setor elétrico, novas necessidades e também novos objetivos começaram a ser observadas, exigindo assim novas soluções. Em Méffe (2007), são introduzidas algumas contribuições na metodologia para o cálculo de perdas em redes de baixa tensão no caso de concessionárias que não possuem um cadastro detalhado dessas redes em banco de dados ou possuem cadastro incompleto. A partir do uso de técnicas de classificação e de um conjunto de redes levantadas em campo, são estabelecidos os padrões de redes típicas de baixa tensão da concessionária. Estes são atribuídos às redes reais e então, suas perdas são calculadas, havendo possibilidade de considerar incertezas com a utilização de números difusos.

Em Queiroz (2010) foram estudadas metodologias para apoiar a regulação das perdas técnicas na distribuição da energia elétrica. São propostos modelos para estimação das perdas técnicas de energia baseada no valor médio e na variância dos pontos da curva de carga podendo ser aplicada alternativamente aos métodos baseados na perda de potência máxima, que inserem imprecisões desnecessárias para a estimativa das perdas de energia. Como a proposta sugere aprimoramento na regulação das perdas técnicas, também foram desenvolvidos métodos para a determinação de valores adequados das perdas, tornando o método de estimação das perdas mais preciso.

Partindo do fato de que o cálculo das perdas técnicas de forma precisa requer uma análise detalhada do sistema de distribuição, e consequentemente uma base de dados completa e atualizada, o que dificilmente as empresas possuem, em Oliveira (2009), é proposta uma metodologia que identifica as perdas de forma consistente, porém utilizando uma base de dados de fácil obtenção em todas as empresas do setor. Dentre esses dados, tem-se as curvas de carga medidas nas subestações ou alimentadores através de medidores eletrônicos. Assim, com essas curvas é utilizado um método de alocação de carga que distribui o carregamento da subestação (ou alimentador) para os transformadores e, com a utilização do fator de perdas obtido também das curvas de cargas medidas, têm-se as perdas técnicas de energia.

Em Aranha Neto (2012) foi desenvolvida uma metodologia probabilística para a estimação das perdas técnicas e comerciais em um alimentador na presença de variações na carga de um sistema de distribuição de grandes dimensões. Devido a estas variações de carga, as perdas do alimentador são também caracterizadas como variáveis aleatórias, às quais estão relacionados momentos estatísticos tais como média, variância e respectivos intervalos de confiança. Para tanto, dados

da rede, dados de medições periódicas e dados de faturamento dos clientes conectados ao alimentador foram utilizados. Como estão envolvidos nos cálculos a média e o desvio padrão, tem-se um Balanço Probabilístico. Ao longo de um alimentador são instalados diversos medidores, possibilitando sua divisão em sub-redes, assim, as perdas técnicas e comerciais de cada circuito são estimadas com maior precisão.

2.4.2 Ferramentas Para Apoio A Decisão Na Avaliação De Perdas