Publicação: Análise Multicritério de Viabilidade de uma Fonte Emergencial Híbrida para Suprimento de Sistema de Serviços Auxiliares em Subestações de Transmissão
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
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Resumo
Esta tese propõe, avalia e implementa uma solução para o suprimento emergencial
do Sistema de Serviços Auxiliares em corrente alternada de Subestações de Alta Tensão,
visando elevar a confiabilidade operacional e reduzir impactos regulatórios associados à
indisponibilidade, especialmente em subestações remotas sem fontes internas. O estudo
fundamenta-se em uma revisão bibliográfica sistemática, que evidencia a predominância
de arranjos baseados em grupos motor-geradores e a lacuna de abordagens integradas que
conciliem desempenho econômico, confiabilidade e critérios ambientais. Com base nesse
diagnóstico, desenvolve-se uma metodologia replicável de avaliação técnico-econômica e
multicritério para comparar quatro alternativas de suprimento: sistema híbrido com armazenamento
em baterias e geração fotovoltaica, grupo motor-gerador adquirido, grupo
motor-gerador alugado e ramal externo. A análise econômico-financeira utiliza fluxo de
caixa descontado (VPL, TIR e Payback), incorporando as Parcelas Variáveis associadas à
Receita Anual Permitida, enquanto a avaliação multicritério emprega o método TOPSIS.
A metodologia é validada por meio de um estudo de caso real em uma subestação do
sistema elétrico brasileiro. Os resultados indicam que a solução híbrida proposta é tecnicamente
viável e economicamente atrativa no médio e longo prazo, destacando-se pela
robustez operacional, menor dependência de combustíveis fósseis e melhor desempenho
ambiental, sem perda de competitividade econômica, além de apresentar potencial de
escalabilidade e replicação. A tese consolida contribuição original ao demonstrar a viabilidade
técnica, econômica e regulatória de uma solução implementável e ao estruturar
uma metodologia de apoio à decisão alinhada às exigências do setor elétrico brasileiro.
Abstract
This thesis proposes, evaluates, and implements a solution for the emergency power
supply of the auxiliary services alternating current system of high-voltage substations,
aiming to enhance operational reliability and reduce regulatory impacts associated with
unavailability, particularly in remote substations without internal power sources. The
study is grounded in a systematic literature review, which reveals the predominance of
arrangements based on diesel generator sets and the lack of integrated approaches that
reconcile economic performance, reliability, and environmental criteria. Based on this
assessment, a replicable techno-economic and multicriteria evaluation methodology is developed
to compare four supply alternatives: a hybrid system combining battery energy
storage and photovoltaic generation, an owned diesel generator set, a rented diesel generator
set, and an external feeder. The economic analysis employs discounted cash flow
methods (NPV, IRR, and Payback), incorporating variable penalties derived from the Annual
Allowed Revenue, while the multicriteria assessment applies the TOPSIS method,
integrating economic, technical, and environmental criteria. The methodology is validated
through a real-world case study conducted at a Brazilian power system substation.
The results indicate that the proposed hybrid solution is technically feasible and economically
attractive in the medium and long term, standing out for its operational robustness,
reduced dependence on fossil fuels, and superior environmental performance, without loss
of economic competitiveness, while also presenting potential for scalability and replication.
This thesis consolidates an original contribution by demonstrating the technical,
economic, and regulatory feasibility of an implementable solution and by structuring a
decision-support methodology aligned with the requirements of the Brazilian power sector.
Palavras-chave
Serviços auxiliares, Auxiliary power systems, Subestações de alta tensão, High-voltage substations, Armazenamento de energia, Energy storage, Parcela Variável, Variable penalty, Viabilidade técnico-econômica, Techno-economic feasibility, TOPSIS
Citação
ALELUIA JUNIOR, Leovir Cardoso. Análise multicritério de viabilidade de uma fonte emergencial híbrida para suprimento de sistema de serviços auxiliares em subestações de transmissão. 2026. 228 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.260.
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