Durante as últimas décadas, os modelos utilizados para estimar o desempenho de sistemas de transmissão têm evoluído visando acomodar uma transformação tecnológica pela qual o setor elétrico está passando desde a sua desregulamentação. a transição energética, impulsionada principalmente pela integração de fontes de energia renováveis variáveis (e.g., energia solar e eólica), elos de corrente contínua, interfaces de eletrônica de potência, sistemas de armazenamento de energia, bem como a automação de componentes de potência, está promovendo um novo sistema elétrico com características híbridas, onde o crescimento de subsistemas síncronos e assíncronos vem apresentando novos desafios para as fases de operação e planejamento da expansão. nesse sentido, as análises de desempenho de linhas de transmissão estão sendo realizadas sob a perspectiva tecnológica atual, buscando aprimorar modelos considerando novos desenvolvimentos tecnológicos. com o objetivo de contribuir com este novo paradigma de avaliação de desempenho, esta tese está dividida em três segmentos exploratórios distintos. o segmento i apresenta uma discussão sobre o estado da arte, destacando novos desafios e oportunidades em sistemas de energia relacionados a tecnologias, modelos e metodologias de análise. o segmento ii descreve a instalação de um protótipo de sistema de monitoramento óptico em uma linha de transmissão de alta tensão (ambiente operacional), permitindo a implementação de modelos para a avaliação de funções como dynamic line rating, e possibilitando medidas operativas ligadas a flexibilidade da linha de transmissão. este segmento ii destaca os desenvolvimentos tecnológicos alcançados no decorrer da pesquisa. o segmento iii apresenta as contribuições que estão relacionadas com a avaliação da capacidade do sistema de transmissão em responder a mudanças repentinas no ponto de operação do sistema elétrico, representando parâmetros operacionais de unidades geradoras e capacidade variável de linhas de transmissão. este segmento destaca contribuições no campo da análise dos sistemas elétricos, possibilitando explorar os resultados alcançados no segmento ii. resultados numéricos mostraram que o método tecnológico probabilístico baseado em dlr pode ser incluído como uma alternativa de planejamento para reforçar o sistema de transmissão. para ilustrar os resultados, uma linha de transmissão de alta tensão do sistema interligado nacional, sistemas teste do ieee e o sistema elétrico da península ibérica, o qual é composto por portugal e espanha, são utilizados como casos de estudo.