Avaliação do desempenho de projetos de smart grids utilizando métodos multicritério de apoio à tomada de decisão

Abstract

Resumo: Os sistemas elétricos não sofreram grandes alterações em sua topologia, soluções e métricas desde sua concepção. Entretanto, a utilização de sensores, comunicações, capacidade computacional e controle para aumentar e melhorar as funcionalidades do sistema de fornecimento de energia elétrica tem grande potencial para revolucionar o setor elétrico. A instalação e operação adequadas dessas chamadas redes inteligentes (Smart Grids - SG) tornará os sistemas elétricos mais eficientes, seguros, dinâmicos e funcionais. Porém, inúmeras dificuldades surgem quando da implementação em larga escala de SG nos sistemas elétricos existentes, que podem ser técnicas, financeiras, ambientais e regulatórias, entre outras. Com o intuito de auxiliar neste processo, optou-se pela construção de um modelo para avaliar o desempenho de projetos de implementação de SG. Para tal, identificaram-se, com uma revisão sistemática da literatura, fatores chave e motivadores estratégicos para implementação de SG. Posteriormente foram utilizados três métodos multicritério de apoio à tomada de decisão: o método Delphi, para confirmar com especialistas os parâmetros que compõem o modelo; e os métodos do Analytic Hierarchy Process (AHP) e do Multicriteria Decision Aid Constructive Approach (MCDA-C) para modelar, no que se refere às suas estruturas lógicas e de tratamento de dados, a avaliação de projetos de SG. Avaliou-se o modelo proposto através de um estudo de caso de um projeto piloto da COPEL na região de Curitiba - PR, obtendo-se resultados com essa nova abordagem que permitiram identificar e hierarquizar os fatores chave e motivadores mais relevantes para o projeto estudado, além de construir uma estrutura quantitativo para monitorar e melhorar o desempenho do projeto. A principal contribuição deste trabalho é a nova abordagem proposta, um modelo adaptativo e amplo o suficiente para avaliar qualquer projeto de SG.

Abstract: Since their conception, electric systems have not been through large modifications regarding their topology, solutions and metrics. However, the use of sensors, communications, computational capacity and control to increase and improve the power system functionalities has great potential to revolutionize the electric sector. The proper installation and operation of these so-called Smart Grids (SG) will make electric systems more efficient, safe, dynamic and functional. Nonetheless, many difficulties emerge when implementing SG technologies in a large scale. These difficulties may be technical, financial, environmental, regulatory, etc. In order to aid in this process, the proposition of a model to assess SG implementation projects performance was chosen. For this purpose, SG implementation key-factors and strategic driving factors were searched in the literature through a systematic review. Later, three multicriteria decision aid methods were used to consolidate the model being proposed: the Delphi method, to validate with experts the chosen model parameters; and the Analytic Hierarchy Process (AHP), along with the Multicriteria Decision Aid Constructive Approach (MCDA-C), to model, in relation to their logical and data treatment structures, the SG project assessment. A case study to evaluate the model was conducted, in which a local utility SG pilot-project was assessed. It was possible to, using this novel approach, identify and rank the driving and key-factors that were more relevant to the project being assessed. Also, to build a quantitative roadmap to monitor and improve the project performance. The main contribution of this work is the novel approach proposed, an adaptive model that can comprehensively assess any SG project.