Desenvolvimento e aplicação de ferramenta estatística para análise de fluxo inverso

Resumo

Nos últimos anos o crescimento exponencial, da micro e minigeração distribuída, impôs às concessionárias de energia elétrica o desafio da inversão do fluxo de potência em suas redes. Esse fenômeno ocorre quando a quantidade de energia elétrica injetada, oriunda da geração distribuída, excede a demanda dos consumidores conectados à mesma rede. Para enfrentar esse cenário, a ANEEL reformulou algumas normativas, culminando na resolução nº 1000 de 7 de dezembro de 2021, especificamente no artigo 73º, que detalha os deveres e condições para a avaliação do fluxo inverso. Uma concessionária de energia no Rio Grande do Sul necessita de uma ferramenta robusta para auxiliar na análise e na tomada de decisão sobre a presença de potência inversa no sistema de distribuição. Esse projeto propõe desenvolver uma metodologia e ferramenta, com fundamentos estatísticos, para analisar centenas de amostras de dados de potência elétrica dos disjuntores e transformadores das subestações, além de abranger as linhas de pesquisa em engenharia de métodos, modelagem de dados, programação matemática, processos decisórios e inteligência computacional. Para a implementação foi utilizada a linguagem de programação R Script, integrada ao Power BI, unindo a capacidade analítica do R com a interface interativa do Power BI. Essa aplicação é capaz de traçar a distribuição das faixas de potência, a frequência de ocorrência, o valor mínimo encontrado e analisar uma série temporal de todos os valores de potência registrados, além de gerar uma melhoria significativa no índice de produtividade, proporcionando uma maior argumentação técnica nas decisões operacionais.

Palavras-chave: REN 1000; Artigo 73; R Script, geração distribuída, estatística, fluxo inverso.

Abstract

In recent years, the exponential growth of micro and mini distributed generation has posed a challenge for electric utilities: the reversal of power flow in their networks. This phenomenon occurs when the amount of injected electricity from distributed generation exceeds the demand of consumers connected to the same grid. To address this scenario, ANEEL revised certain regulations, culminating in Resolution No. 1000 of December 7, 2021, specifically Article 73, which details the duties and conditions for evaluating reverse flow. An energy utility in Rio Grande do Sul requires a robust tool to assist in analyzing and making decisions regarding the presence of reverse power in the distribution system. This project proposes the development of a methodology and tool, based on statistical principles, to analyze hundreds of power data samples from circuit breakers and transformers in substations, while also encompassing research areas such as methods engineering, data modeling, mathematical programming, decision-making processes, and computational intelligence. For implementation, the R Script programming language was used, integrated with Power BI, combining R’s analytical capabilities with Power BI’s interactive interface. This application can map the distribution of power ranges, frequency of occurrence, minimum values found, and analyze a time series of all recorded power values, in addition to significantly improving productivity indexes and providing stronger technical arguments for operational decisions.

Keywords: REN 1000; Article 73; R Script; distributed generation; statistics; reverse flow.

Resumen

En los últimos años, el crecimiento exponencial de la micro y mini generación distribuida ha impuesto a las concesionarias de energía eléctrica el desafío de la inversión del flujo de potencia en sus redes. Este fenómeno ocurre cuando la cantidad de energía eléctrica inyectada, proveniente de la generación distribuida, excede la demanda de los consumidores conectados a la misma red. Para enfrentar este escenario, ANEEL reformuló algunas normativas, culminando en la Resolución Nº 1000 del 7 de diciembre de 2021, específicamente en el artículo 73, que detalla los deberes y condiciones para la evaluación del flujo inverso. Una concesionaria de energía en Rio Grande do Sul necesita una herramienta robusta para ayudar en el análisis y la toma de decisiones sobre la presencia de potencia inversa en el sistema de distribución. Este proyecto propone desarrollar una metodología y herramienta, con fundamentos estadísticos, para analizar cientos de muestras de datos de potencia eléctrica de los disyuntores y transformadores de las subestaciones, además de abarcar las líneas de investigación en ingeniería de métodos, modelado de datos, programación matemática, procesos de decisión e inteligencia computacional. Para la implementación se utilizó el lenguaje de programación R Script, integrado con Power BI, uniendo la capacidad analítica de R con la interfaz interactiva de Power BI. Esta aplicación es capaz de trazar la distribución de los rangos de potencia, la frecuencia de ocurrencia, el valor mínimo encontrado y analizar una serie temporal de todos los valores de potencia registrados, además de generar una mejora significativa en el índice de productividad, proporcionando una mayor argumentación técnica en las decisiones operativas.

Palabras clave: REN 1000; Artículo 73; R Script; generación distribuida; estadística; flujo inverso.