José Pessanha received his D.Sc. degree from Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (2006) and his M.Sc. degree from Rio de Janeiro Federal University (1999), both in Electrical Engineering. He has a B.Sc. degree in Electrical Engineering from Rio de Janeiro State University (1994) and a B.Sc. degree in Statistics from National School of Statistical Science (1992). Dr. Pessanha is researcher at the Brazilian Electric Power Research Center (Cepel), Professor in the Statistics Department at the Rio de Janeiro State University (UERJ) and Universidade Estácio de Sá (UNESA). Recently, Dr. Pessanha carried out a post-doc study on wind power probabilistic forecasting at Inesc Tec at Porto, Portugal. Phone: 55 21 2598 6066 Address: Rio de Janeiro
... para análise estatística de registros anemométricos, tradicionalmente utilizada na avaliação ... more ... para análise estatística de registros anemométricos, tradicionalmente utilizada na avaliação do potencial eólico de uma localidade e na seleção do tipo de turbina eólica mais adequado a um determinado aproveitamento (JANGAMSHETTI & RAU, 1999; JANGAMSHETTI & ...
As lâmpadas LED (em inglês, light-emitting diodes) vem se consolidando no mercado principalmente ... more As lâmpadas LED (em inglês, light-emitting diodes) vem se consolidando no mercado principalmente após melhorias tecnológicas e significativa redução de seus custos. Entretanto, ainda há um potencial de eficiência energética a ser explorado pela introdução das lâmpadas LED, principalmente na iluminação pública. Diversos municípios ainda não modernizaram o seu parque de iluminação pública, seja por falta de informação ou por dificuldades de financiamento. Ciente dos benefícios da modernização da iluminação pública e das necessidades de financiamento dos municípios brasileiros, o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) tem desenvolvido projetos que visar viabilizar a modernização dos parques de iluminação pública dos municípios brasileiros. Entretanto, em função da falta de dados publicados e sistematizados sobre os parques de iluminação pública, não é trivial identificar os municípios com maior potencial de eficiência energética na iluminação pública e necessidade de financiamen...
<p><span>Intermittent sources, especially wind, have experienced acce... more <p><span>Intermittent sources, especially wind, have experienced accelerated growth - in the last decade, wind power grew 13 times in Brazil, reaching 19 GW of installed capacity in 726 wind farms and became the second largest source in the electricity mix (10%). According to the Ten Year Expansion Plan, in 2029 the wind power installed capacity will increase more than 2.5 times, reaching 39,500 MW (17.3% of the country's electricity mix).</span></p><p><span> </span><span>In Brazil, expansion and long term operation planning studies have been carried out since 1998 with the support of the NEWAVE model, which has been used in the routine and official activities of sector entities: generation dispatch by the National System Operator; calculation of the spot prices by the Whole Sale Energy Market Entity; expansion planning by the Ministry of Mines and Energy and the Energy Research Company; parameters of public auctions for the purchase of electricity by the Electricity Regulatory Agency; as well as by utilities of the power industry to develop corporate strategies.</span></p><p><span> </span><span>Currently, in accordance with the guidelines of the Electricity Regulatory Agency, the representation of wind generation in the NEWAVE model is currently carried out in a simplified manner, based on the monthly average of the last five years of net generation of each wind farm, aggregated by sub-system and load level, for the entire planning horizon.</span></p><p><span> </span><span>The objective of this work is to describe an approach to be used by the Brazilian power industry to represent the uncertainties of monthly wind power production in the SDDP algorithm applied in the long-term operation planning model, keeping the large-scale stochastic problem still computationally viable, when applied to large interconnected systems, especially with hydroelectric predominance, as is the case of the Brazilian system.</span></p><p><span> </span><span>The approach consists of four main stages: (i) statistical clustering of wind regimes and definition of equivalent wind farms; (ii) evaluation of monthly transfer functions (MTFs) between wind speed and power production; (iii) an integrated model for the generation of monthly multivariate synthetic series of inflows and winds, considering the correlations between wind speeds, between inflows and between wind speeds and inflows; and (iv) representation of the monthly wind power obtained through MTFs in the SDDP algorithm.</span></p><p><span> </span><span>Initial results obtained from the application of the proposed approach to actual configurations of the Brazilian interconnected power system are presented and discussed.</span></p>
Propõe-se uma metodologia para geração de cenários sintéticos de velocidade do vento e de produçã... more Propõe-se uma metodologia para geração de cenários sintéticos de velocidade do vento e de produção eólica obtidos a partir das previsões horárias ou semi-horárias de velocidade do vento, e.g., disponibilizadas no sistema Sintegre do Operador Nacional do Sistema Elétrico. Assume-se que em cada hora do horizonte de estudo as previsões de velocidade do vento sejam realizações de uma distribuição de Weibull. A geração dos cenários de velocidade de vento é realizada por meio de simulações das distribuições de Weibull em cada hora do horizonte, ajustadas por modelos aditivos generalizados para localização, escala e forma (GAMLSS), mas preservando as autocorrelações horárias por meio da transformação de Nataf. Por fim, curvas de potência transformam os cenários de velocidade do vento em cenários de produção eólica. Aplicada a dois parques eólicos do sistema elétrico brasileiro, a metodologia proposta mostrou-se efetiva e promissora para ser empregada nos demais parques.
Resumo-A previsão dos recursos eólicos é um requisito fundamental para a integração segura e econ... more Resumo-A previsão dos recursos eólicos é um requisito fundamental para a integração segura e econômica dos parques eólicos à operação do sistema elétrico. A precisão da previsão depende da qualidade dos registros anemométricos, em geral caracterizados por lacunas de dados e observações aberrantes decorrentes de falhas no sistema de medição. Tais características comprometem a modelagem da série temporal de velocidade de vento e a precisão das previsões. Neste artigo é apresentada uma metodologia baseada em técnicas estatísticas e de mineração de dados para o preenchimento de lacunas e filtragem dos registros de velocidade do vento. A metodologia proposta tem como objetivo melhorar a qualidade dos dados para a modelagem da velocidade de vento. Palavras-chave-Energia eólica, velocidade do vento, tratamento de dados, suavização, análise de agrupamentos.
Reliability analysis has been supporting energy operations planning studies in a very significant... more Reliability analysis has been supporting energy operations planning studies in a very significant way, specially to obtain predictive indexes of peak load supply. During the last couple of years, due to high growth rates of peak load, Brazilian organism for Coordination of the Interconnected Operation (GCOI) decided to implement reliability studies in the short-term operations planning. The multi-area methodology that has been used in the long-term planning was extended and now, important information to the short-term planning, like probability distribution function of the EPNS, is available.
... para análise estatística de registros anemométricos, tradicionalmente utilizada na avaliação ... more ... para análise estatística de registros anemométricos, tradicionalmente utilizada na avaliação do potencial eólico de uma localidade e na seleção do tipo de turbina eólica mais adequado a um determinado aproveitamento (JANGAMSHETTI & RAU, 1999; JANGAMSHETTI & ...
As lâmpadas LED (em inglês, light-emitting diodes) vem se consolidando no mercado principalmente ... more As lâmpadas LED (em inglês, light-emitting diodes) vem se consolidando no mercado principalmente após melhorias tecnológicas e significativa redução de seus custos. Entretanto, ainda há um potencial de eficiência energética a ser explorado pela introdução das lâmpadas LED, principalmente na iluminação pública. Diversos municípios ainda não modernizaram o seu parque de iluminação pública, seja por falta de informação ou por dificuldades de financiamento. Ciente dos benefícios da modernização da iluminação pública e das necessidades de financiamento dos municípios brasileiros, o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) tem desenvolvido projetos que visar viabilizar a modernização dos parques de iluminação pública dos municípios brasileiros. Entretanto, em função da falta de dados publicados e sistematizados sobre os parques de iluminação pública, não é trivial identificar os municípios com maior potencial de eficiência energética na iluminação pública e necessidade de financiamen...
<p><span>Intermittent sources, especially wind, have experienced acce... more <p><span>Intermittent sources, especially wind, have experienced accelerated growth - in the last decade, wind power grew 13 times in Brazil, reaching 19 GW of installed capacity in 726 wind farms and became the second largest source in the electricity mix (10%). According to the Ten Year Expansion Plan, in 2029 the wind power installed capacity will increase more than 2.5 times, reaching 39,500 MW (17.3% of the country's electricity mix).</span></p><p><span> </span><span>In Brazil, expansion and long term operation planning studies have been carried out since 1998 with the support of the NEWAVE model, which has been used in the routine and official activities of sector entities: generation dispatch by the National System Operator; calculation of the spot prices by the Whole Sale Energy Market Entity; expansion planning by the Ministry of Mines and Energy and the Energy Research Company; parameters of public auctions for the purchase of electricity by the Electricity Regulatory Agency; as well as by utilities of the power industry to develop corporate strategies.</span></p><p><span> </span><span>Currently, in accordance with the guidelines of the Electricity Regulatory Agency, the representation of wind generation in the NEWAVE model is currently carried out in a simplified manner, based on the monthly average of the last five years of net generation of each wind farm, aggregated by sub-system and load level, for the entire planning horizon.</span></p><p><span> </span><span>The objective of this work is to describe an approach to be used by the Brazilian power industry to represent the uncertainties of monthly wind power production in the SDDP algorithm applied in the long-term operation planning model, keeping the large-scale stochastic problem still computationally viable, when applied to large interconnected systems, especially with hydroelectric predominance, as is the case of the Brazilian system.</span></p><p><span> </span><span>The approach consists of four main stages: (i) statistical clustering of wind regimes and definition of equivalent wind farms; (ii) evaluation of monthly transfer functions (MTFs) between wind speed and power production; (iii) an integrated model for the generation of monthly multivariate synthetic series of inflows and winds, considering the correlations between wind speeds, between inflows and between wind speeds and inflows; and (iv) representation of the monthly wind power obtained through MTFs in the SDDP algorithm.</span></p><p><span> </span><span>Initial results obtained from the application of the proposed approach to actual configurations of the Brazilian interconnected power system are presented and discussed.</span></p>
Propõe-se uma metodologia para geração de cenários sintéticos de velocidade do vento e de produçã... more Propõe-se uma metodologia para geração de cenários sintéticos de velocidade do vento e de produção eólica obtidos a partir das previsões horárias ou semi-horárias de velocidade do vento, e.g., disponibilizadas no sistema Sintegre do Operador Nacional do Sistema Elétrico. Assume-se que em cada hora do horizonte de estudo as previsões de velocidade do vento sejam realizações de uma distribuição de Weibull. A geração dos cenários de velocidade de vento é realizada por meio de simulações das distribuições de Weibull em cada hora do horizonte, ajustadas por modelos aditivos generalizados para localização, escala e forma (GAMLSS), mas preservando as autocorrelações horárias por meio da transformação de Nataf. Por fim, curvas de potência transformam os cenários de velocidade do vento em cenários de produção eólica. Aplicada a dois parques eólicos do sistema elétrico brasileiro, a metodologia proposta mostrou-se efetiva e promissora para ser empregada nos demais parques.
Resumo-A previsão dos recursos eólicos é um requisito fundamental para a integração segura e econ... more Resumo-A previsão dos recursos eólicos é um requisito fundamental para a integração segura e econômica dos parques eólicos à operação do sistema elétrico. A precisão da previsão depende da qualidade dos registros anemométricos, em geral caracterizados por lacunas de dados e observações aberrantes decorrentes de falhas no sistema de medição. Tais características comprometem a modelagem da série temporal de velocidade de vento e a precisão das previsões. Neste artigo é apresentada uma metodologia baseada em técnicas estatísticas e de mineração de dados para o preenchimento de lacunas e filtragem dos registros de velocidade do vento. A metodologia proposta tem como objetivo melhorar a qualidade dos dados para a modelagem da velocidade de vento. Palavras-chave-Energia eólica, velocidade do vento, tratamento de dados, suavização, análise de agrupamentos.
Reliability analysis has been supporting energy operations planning studies in a very significant... more Reliability analysis has been supporting energy operations planning studies in a very significant way, specially to obtain predictive indexes of peak load supply. During the last couple of years, due to high growth rates of peak load, Brazilian organism for Coordination of the Interconnected Operation (GCOI) decided to implement reliability studies in the short-term operations planning. The multi-area methodology that has been used in the long-term planning was extended and now, important information to the short-term planning, like probability distribution function of the EPNS, is available.
Palestra sobre inovações energéticas, novas tecnologias para geração de energia e mobilidade, cri... more Palestra sobre inovações energéticas, novas tecnologias para geração de energia e mobilidade, criatividade e motivação na VII Semana Acadêmica Polo UAB/CEDERJ de São Gonçalo
Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de simulação para avaliação da recarga de veículos elét... more Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de simulação para avaliação da recarga de veículos elétricos em redes de distribuição de energia, com foco na adequação da capacidade dos transformadores. Com base em medições efetuadas, foi possível o tratamento dos dados para a modelagem de curvas de recarga de veículos elétricos e a análise do acréscimo da demanda da recarga em transformadores de distribuição. O modelo de simulação permite avaliar o efeito da variável relacionada ao horário da conexão dos veículos elétricos à rede elétrica, tanto de forma determinística quanto de forma aleatória. Estes efeitos forma comparados e permitiram concluir a importância da utilização deste método mais realista para calcular a capacidade dos transformadores, visando suprir esta nova demanda. Além disso, o trabalho apresenta indicadores dos benefícios ambientais da penetração dos veículos elétricos no que diz respeito às emissões evitadas ao se utilizar veículos elétricos à bateria em substituição aos tradicionais veículos à combustão interna.
Apresentação de exemplos de aplicação da análise envoltória de dados na regulação das concessioná... more Apresentação de exemplos de aplicação da análise envoltória de dados na regulação das concessionárias de transmissão e distribuição de energia elétric
This work aims to present a brief introduction about the implementation of Data Envelopment Analy... more This work aims to present a brief introduction about the implementation of Data Envelopment Analysis (DEA) classical models in the R program.
The models implemented include the DEA model with constant returns to scale (CRS) and the model with variable returns to scale (VRS), both in the multipliers forms and input oriented.
The computational implementation of DEA models is illustrated by the efficiency evaluation of the 18 biggest Brazilian electric power distribution utilities.
This work presents a brief history about the softwa
res for identifying of typical daily
load ... more This work presents a brief history about the softwa
res for identifying of typical daily
load profiles developed in the Brazilian electric p
ower sector.
1. Introdução 2. Tarifas de Uso 3. Resoluções ANEEL 4. Receita requerida de distribuição 5. Cálcu... more 1. Introdução 2. Tarifas de Uso 3. Resoluções ANEEL 4. Receita requerida de distribuição 5. Cálculo da TUSD 6. Construção da estrutura de custos marginais 7. Componente fio da TUSD 8. Componente encargo da TUSD 9. Tardist Resolução ANEEL n o 281/1999 -4 de outubro de 1999 Estabeleceu as condições gerais de acesso (uso e conexão) aos sistemas de T&D. Resolução ANEEL n o 286/1999 -4 de outubro de 1999 Estabeleceu os valores da TUSD a serem praticados por consumidores livres, distribuidoras e geradores conectados aos sistemas de distribuição. Resolução ANEEL n o 594/2001 -21 de dezembro de 2001 Estabeleceu a metodologia de cálculo da TUSD : Tarifas construídas a partir do rateio do valor global da Receita Requerida de Distribuição (RQD), proporcionalmente aos custos marginais de capacidade imputados por um grupo de consumidores ao sistema de distribuição ( abordagem top-down ). Resolução ANEEL n o 152/2003 -3 de abril de 2003 Incorpora novas regras e conceitos da revisão tarifária no cálculo da RQD, de modo a obter uma receita mais aderente aos custos da atividade de distribuição. Resolução ANEEL n o 282/1999 -4 de outubro de 1999 Estabeleceu as tarifas de uso das instalações de transmissão componentes da Rede Básica. de cada rede-tipo Rk, k=1,2 Fator β = parcela da energia da rede Rk, k=1,2, destinada aos clientes Cj, j=1,2,3 Fator λ = Parcela do mercado anual associado ao cliente-tipo Cj, j=1,2,3 P(C1|R1) =β11 = ? P(C1|R2)= β21 = ? ... P(C3|R2)= β23 = ? CLIENTE C1 CLIENTE C2 CLIENTE C3 REDE R1 REDE R2 ENERGIA (MWh) P(C1)=λ1=70/100 P(C2)=λ2=20/100 P(C3)=λ3=10/100 70 MWh 20 MWh 10 MWh 60 MWh 40 MWh VALORES DESCONHECIDOS P(R1) = α1 = 60/100 P(R2) = α2 = 40/100
This presentation describes a methodology to long term consumption forecasting of the residential... more This presentation describes a methodology to long term consumption forecasting of the residential class.
Data from paper "Construindo tipologias de curvas de carga com o programa R"
Typical load profi... more Data from paper "Construindo tipologias de curvas de carga com o programa R"
Typical load profiles of consumers and networks are essential information for determining the use rates in
electric power distribution systems. It is noteworthy that the time of use tariffs are based on the hourly load
profiles. This paper presents a computational implementation in R environment of the K-Means, KMedoids
and Ward methods, three multivariate statistical methods for cluster analysis, useful in identifying
typical daily load profiles, a critical stage in the revision of electricity tariff. This paper provides an effective
and economical alternative to the construction of typologies of load curves.
Estatística Descritiva e Análise Exploratória de Dados
Ciclo PPDAC - Problema, Plano, Dados, Aná... more Estatística Descritiva e Análise Exploratória de Dados
Ciclo PPDAC - Problema, Plano, Dados, Análise e Conclusão (Spiegelhater, 2019)
SPIEGELHALTER, D The Art of Statistics : How to learn from data , New York: Basic Books,
Problema: Traçar o perfil dos funcionários da Secretaria de Turisimo.
Plano: Obter dados de remuneração dos servidores da Secretaria de
Turismo (Fonte: Portal da Transparência).
Dados: 40 servidores ativos, variávaies: Sexo, Carga Horária, Tempo no Cargo, Remuneração.
Análise: Cálculo das distribuições de frequencias e estatísticas descritivas.
Conclusão: Perfil dos funcionários da Secretaria de Turismo.
Example of DEA model with weight constraints to virtuals inputs and outputs
Data (Cooper,W.W, Sei... more Example of DEA model with weight constraints to virtuals inputs and outputs Data (Cooper,W.W, Seiford, L.M., Tone, K. Data Envelopment Analysis: A comprehensive text with models, applications, references and DEA-Solver software, Kluwer Academic Publishers,2000) https://rpubs.com/PESSANHA/591579
Minicurso Análise de Agrupamentos (Cluster Analysis), 2017
A capacidade de estabelecer comparações e perceber diferenças e semelhanças entre objetos, fenôme... more A capacidade de estabelecer comparações e perceber diferenças e semelhanças entre objetos, fenômenos e pessoas é uma importante habilidade cognitiva que permite organizar informações, reconhecer padrões e estabelecer relações entre variáveis. Tal habilidade é natural ao ser humano e vem sendo desenvolvida e aplicada desde tempos imemoriais, por exemplo, na taxonomia das espécies. A análise de agrupamentos consiste na algoritmização desta habilidade cognitiva com o objetivo de identificar automaticamente grupos de objetos com caraterísticas semelhantes em uma massa de dados. Ao longo do minicurso pretende-se apresentar os principais algoritmos hierárquicos (métodos de encadeamento e Ward) e não hierárquicos (K Means) para análise de agrupamentos e abordagens baseadas em conceitos de machine learning como o mapa auto organizável, o método fuzzy c-means e o DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise). Algumas aplicações reais também serão ilustradas com o auxílio do programa R. http://www.semest.uff.br/index.php/minicursos
A R script to generate the famous picture called Composition en rouge, bleu et blanc II (Mondrian... more A R script to generate the famous picture called Composition en rouge, bleu et blanc II (Mondrian, 1937)
Introduzida por Karl Pearson em 1901. On lines and planes of closest fit to systems of point in s... more Introduzida por Karl Pearson em 1901. On lines and planes of closest fit to systems of point in space, Philosophical Magazine, Series 6, vol. 2, no. 11, pp. 559-572. EVERITT, B. An R and S-Plus companion to multivariate analysis, Springer-Verlag, London, 2007. FÁVERO, L.P.; BELFIORE, P.; SILVA, F.L.; CHAN, B.L. Análise de dados: modelagem multivariada para tomada de decisões, Campus, Rio de Janeiro, 2009. JOHNSON, R.A. & WICHERN, D.W. Applied Multivariate Statistical Analysis, 5th edition, Prentice Hall, New Jersey, 2002. LATTIN, J.; CARROLL, J.D.; GREEN, P.E. Análise de dados multivariados, Cengage learning, São Paulo, 2011. LEBART, L.; MORINEAU, A.; PIRON, M. Statistique Exploratoire Multidimensionelle , 3e édition, Dunod, Paris, 2000. MINGOTI, S.A. Análise de dados através de métodos de estatística multivariada: uma abordagem aplicada, Editora UFMG, Belo Horizonte, 2005. SOUSA, V.D.; OLIVEIRA, V.N. Análise do desempenho dos atacantes do campeonato brasileiro 2013 por meio da análise de componentes principais, Projeto Final, UERJ, 2014.
Singular Spectrum Analysis (SSA) is a non-parametric technique that allows the decomposition of a... more Singular Spectrum Analysis (SSA) is a non-parametric technique that allows the decomposition of a time series into signal and noise. Thus, it is a useful technique to trend extraction, smooth and filter a time series. The effect on performance of both Box and Jenkins' and Holt-Winters models when applied to the time series filtered by SSA is investigated in this paper. Three different methodologies are evaluated in the SSA approach: Principal Component Analysis (PCA), Cluster Analysis and Graphical Analysis of Singular Vectors. In order to illustrate and compare the methodologies, in this paper, we also present the main results of a computational experiment with the monthly residential consumption of electricity in Brazil.
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Papers by José Francisco Pessanha
The models implemented include the DEA model with constant returns to scale (CRS) and the model with variable returns to scale (VRS), both in the multipliers forms and input oriented.
The computational implementation of DEA models is illustrated by the efficiency evaluation of the 18 biggest Brazilian electric power distribution utilities.
res for identifying of typical daily
load profiles developed in the Brazilian electric p
ower sector.
Typical load profiles of consumers and networks are essential information for determining the use rates in
electric power distribution systems. It is noteworthy that the time of use tariffs are based on the hourly load
profiles. This paper presents a computational implementation in R environment of the K-Means, KMedoids
and Ward methods, three multivariate statistical methods for cluster analysis, useful in identifying
typical daily load profiles, a critical stage in the revision of electricity tariff. This paper provides an effective
and economical alternative to the construction of typologies of load curves.
Ciclo PPDAC - Problema, Plano, Dados, Análise e Conclusão (Spiegelhater, 2019)
SPIEGELHALTER, D The Art of Statistics : How to learn from data , New York: Basic Books,
Problema: Traçar o perfil dos funcionários da Secretaria de Turisimo.
Plano: Obter dados de remuneração dos servidores da Secretaria de
Turismo (Fonte: Portal da Transparência).
Dados: 40 servidores ativos, variávaies: Sexo, Carga Horária, Tempo no Cargo, Remuneração.
Análise: Cálculo das distribuições de frequencias e estatísticas descritivas.
Conclusão: Perfil dos funcionários da Secretaria de Turismo.
https://rpubs.com/PESSANHA/642558
Data (Cooper,W.W, Seiford, L.M., Tone, K. Data Envelopment Analysis: A comprehensive text with models, applications, references and DEA-Solver software, Kluwer Academic Publishers,2000)
https://rpubs.com/PESSANHA/591579
http://www.semest.uff.br/index.php/minicursos
useful technique to trend extraction, smooth and filter a time series. The effect on performance of both Box and Jenkins' and Holt-Winters
models when applied to the time series filtered by SSA is investigated in this paper. Three different methodologies are evaluated in the SSA
approach: Principal Component Analysis (PCA), Cluster Analysis and Graphical Analysis of Singular Vectors. In order to illustrate and compare
the methodologies, in this paper, we also present the main results of a computational experiment with the monthly residential consumption of
electricity in Brazil.