Tarifa de uso dos sistemas de distribuição TUSD

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1 Centro de Pesquisas de Energia Elétrica Tarifa de uso dos sistemas de distribuição TUSD José Francisco Moreira Pessanha Workshop sobre Mercado de Energia Elétrica Juiz de Fora MG, 6 de julho de 24

2 Sumário. 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. Estudo de caso

3 . Introdução Cenário atual do setor elétrico brasileiro Separação das atividades de G, T e D (desverticalização) Necessidade de conhecer a estrutura de custos de cada segmento Competição na geração e comercialização Transmissão e distribuição continuam sob regulação técnica e econômica Acesso livre e não discriminatório às redes de distribuição e transmissão Surgimento dos consumidores livres clientes conectados em 69 kv ou acima clientes com demanda superior a 3 MW Necessidade de uma tarifa para remunerar o serviço de transporte de energia prestado pela transmissão e distribuição ( Tarifas de Uso )

4 2. Tarifas de uso Propriedades desejáveis Remunerar o serviço de tranporte de energia prestado pela transmissão e distribuição Garantir a remuneração adequada dos investimentos presentes e futuros Promover a eficiência econômica (sinais econômicos para a expansão) Transparência no procedimento de alocação dos custos Ausência de subsídios cruzados Facilidade de regulamentação

5 2. Tarifas de uso Tarifas de uso da transmissão Apenas LT s e SE s da rede básica (>23 kv) são custeadas Refletem o custo de expansão da capacidade de transmissão e divide estes custos entre as barras do sistema (sinal locacional) Tarifas calculadas pelo método Nodal As tarifas nodais são relacionadas ao ponto de conexão do usuário Encargos pagos : capacidade instalada (geradores) e demanda máxima contratada (consumidores e comercializadores ) As tarifas nodais não remuneram o custo total do sistema de transmissão, sendo necessário utilizar uma parcela aditiva (SELO POSTAL) Instabilidade temporal das tarifas

6 2. Tarifas de uso Tarifas de uso da distribuição Remunera as redes de BT até 38 KV Mesmos objetivos globais da tarifação da transmissão Entretanto, as características físicas e comerciais diferem dos sistemas de transmissão : os fluxos nas redes de distribuição são menos complexos consumidores de tamanho relativamente pequeno pequenos consumidores têm menor capacidade de responder a sinais de preço e menor flexibilidade com relação a localização Não há necessidade de um sinal locacional detalhado, importa apenas o nível de tensão onde estão conectados os consumidores As tarifas devem incentivar à conexão nos níveis de tensão de custos mais baixos

7 3. Resoluções ANEEL Resolução ANEEL n o 28/999-4 de outubro de 999 Estabeleceu as condições gerais de acesso (uso e conexão) aos sistemas de T&D. Resolução ANEEL n o 282/999-4 de outubro de 999 Estabeleceu as tarifas de uso das instalações de transmissão componentes da Rede Básica. Resolução ANEEL n o 286/999-4 de outubro de 999 Estabeleceu os valores da TUSD a serem praticados por consumidores livres, distribuidoras e geradores conectados aos sistemas de distribuição. Resolução ANEEL n o 594/2-2 de dezembro de 2 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 52/23-3 de abril de 23 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.

8 4. Receita Requerida de Distribuição (RQD) A RQD é segregada em três componentes (Res. ANEEL 52/23) : fio, encargo e uso da rede básica Componente Fio RQD fio = Custos operacionais eficientes + Remuneração dos investimentos prudentes + Montante de perdas técnicas + RGR + Encargos ONS + Encargos de uso da distribuição + P&D + Taxa de fiscalização ANEEL + PIS/PASEP + COFINS Componente Encargo RQD encargo = CCC + Encargos de serviço dos sistemas + Proinfra + Itaipu + Montante de perdas comerciais + P&D + Taxa de fiscalização ANEEL + PIS/PASEP + COFINS Componente uso da Rede Básica TUST = Montante de receita obtido pela aplicação da TUST ao mercado de referência de demanda

9 5. Cálculo da TUSD Os valores da TUSD são aplicáveis às demandas de potência ativa (R$/kW) e ao consumo de energia elétrica (R$/MWh). As tarifas aplicáveis ás demandas são determinadas por faixa de tensão, para os postos tarifários ponta e fora de ponta. Estas tarifas são contruídas a partir do rateio das componentes fio e uso da Rede Básica, proporcionalmente aos custos marginais de capacidade. A tarifa aplicável ao consumo de energia elétrica é uma tarifa selo definida a partir da razão entre a componente encargo (R$) e o mercado de referência (MWh). RQD Componente fio Componente uso da rede básica Componente encargo Rateio proporcional aos custos marginais de capacidade Divide pelo mercado de referência TUSD aplicável à demanda (R$/kW) TUSD aplicável ao consumo (R$/MWh)

10 6. Construção da estrutura de custos marginais Dados cadastrais de clientes e redes Mercado anual por classe e níveis de tensão Medições de curva de carga Módulo de construção das TIPOLOGIAS Curvas de carga típicas (Tipologias) de clientes e redes Diagrama simplificado de fluxos Custo marginal por nível de tensão (R$/kW) Perdas por nível de tensão Módulo de cálculo dos custos marginais de capacidade Estrutura de custos marginais de capacidade por nível de tensão, nos postos tarifários ponta e fora de ponta Componentes fio e uso da rede básica Demandas faturadas Relação entre as tarifas de ponta e fora de ponta Módulo de cálculo da TUSD TUSD applicável à demanda

11 kw tem po kw kw tem po (intervalo de integração de 5 m in) te m po kw tem po 6. Construção da estrutura de custos marginais Construção das tipologias de clientes e redes. Obtenção de uma amostra de medições de curva de carga, represeentativa do universo de clientes e redes da concessionária de distribuição 2. Seleção das curvas características de cada medição dia útil (sexta) 3. Formação de clusters de curvas de carga e construção das tipologias de clientes e redes sábado domingo Curvas diárias típicas de um dia útil Clusters de curvas Tipologias Algoritmo de cluster analisys Soma das curvas em cada cluster 4. Ajuste das tipologias ao mercado de referência

12 6. Construção da estrutura de custos marginais Construção das tipologias de clientes e redes As tipologias de consumidores (clientes-tipo) são agregados de clientes e as tipologias de redes (redes-tipo) são agregados de SE s e TD s Os clientes-tipo de um nível podem ser atendidos por qualquer rede-tipo a montante, assim é importante avaliar a probabilidade do cliente-tipo estar associado com as de demanda de ponta de cada rede-tipo. 69 kv Exemplo MT REDE-TIPO 69 kv / MT Diagrama simplificado de um sistema de distribuição com três níveis de tensão e com três clientes-tipo na baixa tensão atendidos por três redes-tipo REDE-TIPO MT/BT BT 6 MW 4 MW REDE-TIPO 69 kv / BT CLIENTES-TIPO

13 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Exemplo 69 kv 4,2 R$/kW MT REDE-TIPO MT/BT BT REDE-TIPO 69 kv / MT 6 MW 4 MW REDE-TIPO 69 kv / BT 36,6 R$/kW 57, R$/kW CLIENTES-TIPO CIMLP de cada nível dado pelo planajemento da concessionária CMC CMC cliente tipo ponta cliente tipo fponta = 57,R R φ ponta, BT + 36,6R ponta, MTφ MT, BT + 4, 2 fponta, BT + 36,6R fponta, MTφ MT, BT + 4, 2 ponta, AT = 57,R R φ fponta, AT AT, BT AT, BT

14 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Custo marginal de capacidade de um cliente-tipo conectado no nível V CMC cliente tipo posto = 38kV k = v CIMLP k R cliente posto, k φ k, v = Custo marginal de capacidade de um cliente-tipo conectado no nível V, em relação ao nível k 38kV k = v CMC cliente tipo posto, k Responsabilidade de potência? Fator proporção de fluxo? Desagrega o CIMLP do nível k tarifários ponta e fora de ponta nos postos Mede a contribuição do cliente-tipo nos horários de demanda de ponta das redes tipo que atendem o nível de tensão k. Contempla o fato de que MW solicitado em um nivel v não transita necessariamente em todos os níveis a montante de v

15 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Responsabilidade de potência Os custos de expansão do sistema estão associados com os horários onde as demandas das redes-tipo ultrapassam,9 p.u, ( de demanda de ponta) A responsabiliade de potência é uma medida da contribuição de um cliente-tipo na formação dos horários de demanda de ponta das redes que atendem um determinado nível tensão Probabilidade de associação ( fator π ) probabilidade do cliente tipo j se associar com as demandas de ponta das redes que atendem o nível k Fator de coincidência das demandas de ponta do cliente j com as demandas de ponta das redes que atendem o nível k R cliente posto, tipo k j = ( k + f ) posto h π posto k j, h P cliente h, k - tipo Fator de perdas acumulado desde o ponto de conexão do cliente tipo até o nível de tensão k demanda esperado no posto tarifário

16 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Fator de coincidência O fator de coincidência define como uma tipologia de cliente influi na formação dos horários de ponta de um nível de tensão kw Rede-tipo 8h 9h 2h 8 Cliente-tipo Fator de coincidência de % entre 9h e 2h e nulo entre 8h e 2h 2 Cliente-tipo 2 Fator de coincidência de % nas duas

17 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Probabilidade de associação (fator pi) No caso dos fluxos de energia das redes-tipo para os clientes-tipo serem conhecidos as probabiliade de associação são facilmente determinadas Na prática, os fluxos não são conhecidos, então como calcular as probabilidades? π (k,j) é igual a parcela do cliente-tipo j que é atendida pela rede-tipo k

18 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Probabilidade de associação (fator pi) Usar teoremas da probalidade total e Bayes para calcular a parcela do cliente-tipo j atendido pela rede-tipo k, i.e., P(Rk Cj) Fator α = Parcela da energia que passa através de cada rede-tipo Rk, k=,2 ENERGIA (MWh) 6 MWh 4 MWh P(R) = α = 6/ P(R2) = α2 = 4/ REDE R REDE R2 Fator β = parcela da energia da rede Rk, k=,2, destinada aos clientes Cj, j=,2,3 P(C R) =β =? P(C R2)= β2 =?... P(C3 R2)= β23 =? VALORES DESCONHECIDOS Fator λ = Parcela do mercado anual associado ao cliente-tipo Cj, j=,2,3 CLIENTE C CLIENTE C2 CLIENTE C3 7 MWh 2 MWh MWh P(C)=λ=7/ P(C2)=λ2=2/ P(C3)=λ3=/

19 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Probabilidade de associação (fator pi) R β C λ P(R C) =? P(R2 C) =? Parcela do consumo de C atendida por cada rede α β 2 β 3 C2 P(C)=λ Parcela da energia consumida por C α 2 R2 β 2 β22 λ 2 P(R)=α P(R2)=α 2 Parcela da energia que passa em cada rede C3 β 23 λ 3 P(C R)=β P(C R2)=β 2 Parcela das energias em cada rede destinada a C P(C) = P(R)P(C R) + P(R2)P(C R2) = α β + α 2 β 2 = Σα J β J P(R C) = P(R)P(C R) = α β P(R2 C) = P(R2)P(C R2) = α 2 β 2 P(R C) = P(R C)/P(C) = α β / Σα J β J P(R2 C) = P(R2 C)/P(C) = α 2 β 2 / Σα J β J (π) (π2)

20 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Probabilidade de associação (fator pi) Cálculo do fator beta Hipótese : As parcelas de energia das redes-tipo que atendem um cliente-tipo tem o mesmo perfil da demanda dos clientes Consequência : A curva de carga da rede-tipo k (k=,m), Y k, pode ser escrita como uma combinação linear das curvas dos clientes-tipo j (j=,n), X j,h,, em cada hora do dia : Betas são determinados através da solução de um problema de otimização quadrática, onde o objetivo consiste em minimizar a soma dos quadrados dos desvios entre a tipologia da rede a a combinação linear das tipologias dos clientes :.2 curva estimada curva da rede p.u. da méd

21 6. Construção da estrutura de custos marginais Cálculo dos custos marginais de capacidade Probabilidade de associação (fator pi) p.u p.u de ponta HORÁRIOS DE PONTA Rede R de ponta HORÁRIOS DE PONTA,9 p.u. Os horários de ponta de uma rede são aqueles com demanda superior à,9 p.u Rede R2 5 probab P(R C).( / 7 ) T k 2 22 α β k jk β α jk k k 22 ( i, j h) π, = α k β jk k h Tk β α w Ω α β k jk T β α k jk k k jw w probabi 2 4 P(R2 C).( / 5 ) probabilidade Fator π Fornece para cada hora do dia a probabilidade do cliente se associar aos horários de ponta da redes que atendem um nível de tensão

22 7. Componente fio da TUSD Receita teórica (RT) dos N clientes-tipo conectados no nível i RT i = N j= CMC Receita teórica total = RT = Fator de ajuste = N ( ponta, j) d( ponta, j) + CMC( fponta, j) d( fponta, j) F = RQD 2 * RT 38kV RT i i= baixa tensão FIO J = - Rateio da RQD proporcionalmente aos custos marginais de capacidade Tarifas preliminares (TP) TP ( fponta, i) = D F RT ( ponta, i) r + D fponta, i ( ponta, i) = r T( fponta i) TP i, i i 2 Ajuste aos postos tarifários Fator de ajuste = TUSD F* = 38kV TP i= baixa tensão RQD FIO 38KV ( ponta, i) DF( ponta, i) + TP( fponta, i) DF( fponta, i) i= baixa tensão ( ponta, i) = TP( ponta, i) F * TUST TUSD FIO + TUSD FIO ( fponta, i) = TP( fponta, i) F * 3 Ajuste ao mercado faturado

23 8. Componente encargo da TUSD TUSD c = RQD ENC Mercado

24 9. TARDIST Sistema computacional, desenvolvido pelo CEPEL, para cálculo dos cistos marginas de capacidade e TUSD Integra em um único aplicativo, as rotinas de aquisição de dados (leitura de medições de curvas de carga) e construção de tipologias, cálculo dos custos marginais de capacidade e a passagem destes às tarifas.

25 . Estudo de caso 22,83 MW 34,5 kv. MWh 6,74 MW 3,8 kv 6. MWh 9,3 MW 5. MWh 4. MWh 6,9 MW BT. MWh

26 . Estudo de caso

27 . Estudo de caso

28 . Estudo de caso