Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/38873
Type: Tese
Title: Modelagem estatístico-computacional do modelo de negócio da CEMIG-D utilizando bases de dados e conhecimento técnico
Authors: Álvaro Lédo Ferreira
First Advisor: Marcelo Azevedo Costa
First Referee: Anderson Laécio Galindo Trindade
Second Referee: Frederico Gualberto Ferreira Coelho
Third Referee: José Francisco Moreira Pessanha
metadata.dc.contributor.referee4: Sidney Lino de Oliveira
Abstract: O setor elétrico brasileiro se diferencia de outros setores de serviços mais tradicionais. Ele se caracteriza como um monopólio natural e portanto deve ser regulado para garantir a sua eficiência. O órgão responsável pela regulação no Brasil é a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Dentre as suas diversas atribuições, pode-se destacar a atuação como um agente mediador entre as empresas geradoras, transmissoras e distribuidoras de energia elétrica e os clientes. No caso das distribuidoras, existem outros detalhes que dificultam a compreensão do funcionamento do setor de distribuição. Da forma que os contratos são firmados com a ANEEL, as empresas distribuidoras não são proprietárias dos ativos elétricos dos quais fazem a gestão, são somente o possuidor já que o proprietário é a União. Essa condição, em conjunto com crises econômicas e políticas nos últimos anos, faz com que a gestão das empresas distribuidoras se torne um desafio. Dentre as distribuidoras do Brasil, a que possui a maior operação (número de clientes e receita) é a Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). Essa condição torna a empresa o benchmark para as demais do setor. Ademais, a realização de um projeto de P&D com a empresa permitiu uma aproximação e acesso facilitado a seus dados. Assim, neste trabalho é proposto a aplicação de diferentes ferramentas de modelagem, estatística e computacionais no intuito de prover suporte à gestão de diferentes áreas da CEMIG. Para isso, primeiramente são utilizados frameworks para modelar, entender e avaliar o modelo de negócio das empresas distribuidoras. Os resultados encontrados permitem visualizar o funcionamento do setor e servem como base para a construção de outros modelos estatísticos e matemáticos. Em seguida foi realizada a análise do setor pelo ponto de vista da sustentabilidade tal qual foi definida pela ANEEL. No estudo foram utilizadas análises comparativas e geográficas, e modelos ordinais logísticos de regressão. Os resultados permitiram visualizar o estado da sustentabilidade do setor entre 2011 e 2018, além de avaliar o impacto na sustentabilidade de fatores como tipo de controle e região. Em seguida foi realizado um estudo sobre o índice de Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (DEC) utlizando MEE e Modelos híbridos multicamadas. Esse índice é utilizado pela ANEEL como o principal indicador do nível de qualidade das operações das empresas distribuidoras. O objetivo nessa etapa foi duplo: 1) identificar as principais variáveis que impactam no DEC; 2) encontrar o melhor modelo preditivo possível para o DEC. O primeiro objetivo permite à empresa identificar a melhor forma de diversificar os seus investimentos e tomar decisões com bases quantitativas. O segundo objetivo almeja possibilitar à empresa a realização de simulações e análises de cenários futuros ou incertos. Os resultados encontrados permitiram identificar as variáveis mais relevantes ao analisar o DEC. Também foi alcançado um modelo com poder preditivo considerável utilizando como input variáveis contábeis, operacionais, climáticas e geográficas. Este trabalho de pesquisa se caracteriza como uma proposta de doutorado em Engenharia de Produção pois não foi encontrado na literatura científica nacional e internacional um modelo estatístico computacional desenvolvido especificamente para auxiliar a gestão de uma empresa brasileira de distribuição de energia elétrica. Os resultados obtidos até o presente momento são inéditos e já foram objeto de premiação em um evento nacional do setor energético. Além disso, foi desenvolvida uma ferramenta computacional inovadora que permite o ajuste e a simulação das metodologias desenvolvidas em uma interface user-friendly. O modelo proposto para o indicador DEC agrega modelos Bayesianos para regionalização, modelos de regressão múltipla e modelos de aprendizado de máquina (machine learning) sendo, portanto, caracterizado como um modelo híbrido. Este modelo pode ser facilmente aplicado a outros contextos como as compensações financeiras e a receita anual da CEMIG-D ou qualquer outra empresa Brasileira de distribuição de energia elétrica.
Abstract: The Brazilian electricity sector differs from other more traditional service sectors. It is charac- terized as a natural monopoly and therefore must be regulated to guarantee its efficiency. The agency responsible for regulation in Brazil is the National Electric Energy Agency (ANEEL). Among its various attributions, it can be highlighted the acting as a mediating agent between the generators, transmission and distribution companies of electric energy and the customers. In the case of distributors, there are other details that make it difficult to understand how the distribution sector works. As the contracts are signed with ANEEL, the distribution companies do not own the electrical assets they manage, they are only the owner since the owner is the Union. This condition, together with economic and political crises in the last few years, makes the management of distribution companies a challenge. Among the distributors in Brazil, the one with the largest operation (number of customers and revenue) is Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). This condition makes the company the benchmark for others in the sector. Furthermore, carrying out an R&D project with the company allowed for an approach and easier access to its data. Thus, in this work, the application of different modeling, statistical and computational tools is proposed in order to support the management of different areas of CEMIG. For this, first frameworks are used to model, understand and evaluate the business model of the distribution companies. The results found allow us to visualize the functioning of the sector and serve as a basis for the construction of other statistical and mathematical models. Then, an analysis of the sector was carried out from the point of view of sustainability as defined by ANEEL. The study used comparative and geographic analyses and ordinal logistic regression models. The results allowed us to visualize the state of sustainability of the sector between 2011 and 2018, in addition to evaluating the impact on sustainability of factors such as type of control and region. Then, a study was carried out on the Index of Equivalent Outage Duration per Consumer Unit (DEC) using SEM and multilayer hybrid models. This index is used by ANEEL as the main indicator of the quality level of the operations of the distribution companies. The objective in this step was twofold: 1) to identify the main variables that impact the DEC; 2) find the best possible predictive model for DEC. The first objective allows the company to identify the best way to diversify its investments and make decisions on a quantitative basis. The second objective aims to enable the company to carry out simulations and analyses of future or uncertain scenarios. The results found allowed us to identify the most relevant variables when analysing the DEC. A model with considerable predictive power was also achieved using accounting, operational, climatic and geographic variables as input. This research work is characterized as a proposal for a doctoral degree in Production Engineering as it was not found in the national and international scientific literature a computational statistical model developed specifically to assist the management of a Brazilian electricity distribution company. The results obtained so far are unprecedented and have already been awarded at a national event in the energy sector. In addition, an innovative computational tool was developed that allows the adjustment and simulation of the developed methodologies in a user-friendly interface. The proposed model for the DEC indicator aggregates Bayesian models for regionalization, multiple regression models and machine learning models (machine learning) and is, therefore, characterized as a hybrid model. This model can be easily applied to other contexts such as financial compensation and annual revenue of CEMIG-D or any other Brazilian electricity distribution company.
Subject: Engenharia de produção
Framework (Programa de computador)
Modelos de equações estruturais
Serviços de eletricidade
Sustentabilidade
Teoria bayesiana de decisão estatística
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PRODUÇÃO
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/38873
Issue Date: 23-Nov-2021
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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