61 4 Premssas quano aos Modelos de Despacho de Geração, Formação do Preço da Energa e Comercalzação de Energa 4.1. Inrodução A remuneração de uma geradora depende do modelo de despacho de geração e formação do preço da energa, e do modelo de comercalzação de energa adoados no país onde é realzado o nvesmeno. Com sso, nese capíulo são apresenadas as premssas adoadas nesa ese com relação a eses modelos. Cabe ressalar que ano o modelo de despacho de geração e formação do preço da energa quano o modelo de comercalzação de energa aqu adoados, são os aualmene em funconameno no Brasl. O modelo de despacho de geração e formação do preço da energa é enfocado no em 4.2. São apresenadas as caraceríscas do modelo de despacho de geração adoado como premssa nesa ese, sua formulação maemáca, e como a parr do despacho é obdo o valor econômco (preço) da energa. No em 4.3 são apresenadas as premssas quano ao modelo de comercalzação de energa, desacando as possíves esraégas de comercalzação que poderam ser adoadas por uma geradora. Nese mesmo em é deduzda a expressão que modela a remuneração líquda da geradora, ulzada nos modelos de omzação de porfólo de conraos de energa proposos nesa ese.
62 4.2. Premssas quano ao Modelo de Despacho de Geração e Formação do Preço da Energa Bascamene, exsem duas verenes quano aos modelos de despacho de geração e formação do preço da energa: Loose Pool e Tgh Pool [45]. No modelo Loose Pool, os geradores oferam as quandades de energa e respecvos preços pelos quas esão dsposos a gerá-la. Com base nesas oferas, é monada a curva de ofera de energa do ssema. Por ouro lado, os consumdores fazem proposas de preços para dversos paamares de consumo, a parr das quas é monada a curva de demanda de energa do ssema. A nerseção das curvas de ofera e de demanda do ssema defne o preço da energa e os geradores a serem despachados, que são aqueles cuos preços oferados são menores ou guas ao preço da energa. Enre os países que adoam o Loose Pool, pode-se car Iála [46], Colômba [47] e Inglaerra 1 [48]. Já no modelo Tgh Pool exse uma endade (operador ndependene do ssema) que defne o despacho de geração de forma cenralzada. O obevo é mnmzar o cuso de operação do ssema. O preço da energa é defndo com base no cuso margnal de operação, que reflee o acréscmo no cuso de operação do ssema devdo ao aumeno margnal da demanda. Exemplos de países de adoam o Tgh Pool são o Brasl e Chle [47]. Nese rabalho assume-se que o modelo de despacho de geração e formação do preço da energa é o Tgh Pool. Assume-se ambém que o ssema energéco é de predomnânca hdráulca, o que faz com que o problema de despacho energéco sea basane complexo. Dealhes a respeo do planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco, assm como do processo de formação do preço da energa em um modelo Tgh Pool são apresenados a segur. 1 A Inglaerra passou a adoar o Loose Pool a parr de março de 2001. Anes desa daa, era adoado o modelo Tgh Pool.
63 4.2.1. Planeameno da Operação Energéca de Ssemas Hdroérmcos em um Modelo Tgh Pool O obevo do planeameno da operação energéca é defnr uma políca de operação (despacho das undades geradoras) de modo suprr a carga, mnmzando o cuso de operação do ssema [45,49,50]. O cuso de operação de cada undade geradora é função do combusível por ela ulzado para a produção de energa. Usnas érmcas possuem um cuso explíco de operação, dado pelo cuso do combusível ulzado (gás naural, carvão, óleo ec.). Usnas hdrelércas ulzam a água para a produção de energa. A prncípo poder-se-a pensar que o cuso de operação de usnas hdrelércas é nulo, pos não há nenhum desembolso para comprar a água que esá armazenada nos reservaóros. Suponha enão que desea-se defnr o despacho horáro de um ssema fcíco composo por apenas duas usnas, uma érmca e uma hdráulca. A usna érmca pode fornecer no máxmo 10 MWh, a um cuso de operação de 1$/MWh. A usna hdráulca possu em seu reservaóro um volume de água que possbla o fornecmeno de apenas 20 MWh. Se realmene o cuso de operação da usna hdrelérca for nulo, e se for assumdo que a carga a ser suprda é de 20 MWh, o despacho de mínmo cuso resulane sera: Tabela 4.1 Despacho Resulane na Prmera Hora Despacho (MWh) Cuso de Operação ($) Usna Hdráulca 20 0 Usna Térmca 0 0 Défc de Energa 0 0 Noe que a água grás fo ulzada para aender a carga, resulando no menor cuso de operação para o ssema. Enreano, oda a água do reservaóro fo gasa na operação do ssema. Suponha enão que na próxma hora a mesma carga de 20 MWh deva connuar a ser aendda, e que nenhuma chuva ocorreu de modo a repor a água grás do reservaóro. Como não há mas água para o despacho da usna hdráulca, esa carga era que ser aendda aravés da usna érmca. Enreano a érmca só pode
64 fornecer 10 MWh, logo pare da carga era que ser corada, havendo défc de energa no ssema. O sumáro da operação do ssema é apresenado na Tabela 4.2, supondo-se cuso de défc de 500 $/MWh. Tabela 4.2 Despacho Resulane na Segunda Hora Despacho (MWh) Cuso de Operação ($) Usna Hdráulca 0 0 Usna Térmca 10 10 * 1 = 10 Défc 10 10 * 500 = 5000 A operação do ssema fo fea com cuso zero na prmera hora e cuso 5010 $ na segunda hora, resulando em um cuso oal de operação ao longo das duas horas de 5010 $. Na Tabela 4.3 é apresenada uma esraéga de operação alernava, na qual não sera necessáro corar carga no ssema. Tabela 4.3 Esraéga Alernava de Operação Operação - Hora 1 (MWh) Operação Hora 2 (MWh) Usna Hdráulca 10 10 Usna Térmca 10 10 Défc 0 0 O cuso de operação oal ao longo das duas horas da esraéga alernava apresenada na Tabela 4.3 é gual a 20 $ (10 $ na hora 1 e 10 $ na hora 2), bem mas baraa do que a esraéga de operação ncal. Com o exemplo apresenado verfca-se que no planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco exse uma relação enre a decsão omada em
65 um eságo 1 e sua conseqüênca fuura. Se no presene for gaso água em excesso e as afluêncas não forem sufcenes para repor a água dos reservaóros, no fuuro o cuso de operação do ssema pode vr a ser alíssmo, pos o aendmeno a carga erá que ser feo aravés do uso de geração érmca, ou porque pode aé ser necessáro corar carga devdo à fala de capacdade de geração no ssema. Por ouro lado, ulzando geração érmca em excesso no presene de modo a economzar a água dos reservaóros e um período de condção hdrológca favorável ver a ocorrer, no fuuro pode ser necessáro verer água dos reservaóros, o que represena um desperdíco de energa. Dz-se enão que o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco é acoplado no empo. A Fgura 4.1 lusra as conseqüêncas do processo de decsão de operação energéca de um ssema hdroérmco. Fgura 4.1 Conseqüêncas Operavas de um Ssema Hdroérmco Além de acoplado no empo, o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco é ambém esocásco, á que não exse cereza a respeo das afluêncas fuuras no momeno em que a decsão operava é omada. Na omada de decsão da operação de um ssema hdroérmco deve-se comparar o benefíco medao do uso da água e o benefíco fuuro de seu armazenameno. O benefíco do uso medao da água pode ser represenado aravés 1 No exemplo apresenado o eságo equvale a uma hora, porém podera ser uma semana, um mês ec.
66 de uma função chamada Função de Cuso Imedao (FCI), enquano que o benefíco de armazená-la no presene para o seu uso fuuro pode ser represenado aravés de uma Função de Cuso Fuuro (FCF). A palavra fuuro aqu não sgnfca apenas um eságo depos, e sm odos os eságos fuuros aé o fm do horzone de esudo 1. Esas duas funções esão lusradas na Fgura 4.2. O exo x do gráfco represena o volume fnal armazenado nos reservaóros das usnas hdrelércas do ssema, e o exo y represena o valor da FCF ou FCI expresso em undades moneáras. $ Fgura 4.2 Função de Cuso Imedao e Função de Cuso Fuuro Como é de se esperar, a FCI aumena com o volume fnal armazenado nos reservaóros. Iso ocorre porque a decsão de economzar água no presene esá relaconada a um maor gaso com geração érmca no eságo aual para o aendmeno a carga. Por ouro lado, a FCF dmnu com o volume fnal armazenado nos reservaóros, porque a decsão de economzar água no presene esá relaconada a um menor uso de geração érmca no fuuro. O uso ómo da água armazenada nos reservaóros é aquele que mnmza a soma do cuso de geração érmca no presene com o valor esperado do uso de geração 1 O horzone de esudo a ser adoado depende das caraceríscas dos reservaóros do ssema. Por exemplo, no Brasl, que é um país com reservaóros que possuem capacdade de armazenameno pluranual, ulza-se um horzone de 5 anos.
67 érmca aé o fm do horzone de esudo. Logo ese é o pono de mínmo da curva formada pela soma da FCI com a FCF, conforme apresenado na Fgura 4.3. Fgura 4.3 Decsão Óma para o Uso da Água Noe que ese pono é aquele onde as dervadas da FCF e da FCI em relação ao volume fnal armazenado nos reservaóros se gualam em módulo. Maemacamene: (FCI + FCF) V FCI FCF = + = 0 V V FCI V FCF = V As dervadas ( FCI/ V) e (- FCF/ V) são conhecdas como valores da água. Logo, ao conráro do exposo anerormene, a água armazenada nos reservaóros não é grás, e sm possu um valor relaconado ao cuso de oporundade de a economzarmos hoe para seu uso no fuuro.
68 4.2.1.1. Modelagem Maemáca do Problema de Planeameno da Operação Energéca de Ssemas Hdroérmcos De forma smplfcada 1, o problema de planeameno da operação energéca de ssemas hdroérmcos podera ser resolvdo aravés da solução do segune problema de programação lnear [45,49]: Mnmzar G,Def,u,s,V s.a. nh ρ = 1 u E a n T n c G + c = 1 = 1 = 1 + G + Def = D def Def = 1,...,T (4.1) (a) V V u s,mn G + 1,mn,mn,mn = V V u s G u u s V G s,max,max + a,max,max + m m U( ) m (u + s ) = 1,..., nh ; = 1,...,T = 1,...,nh ; = 1,...,T = 1,...,nh ; = 1,...,T = 1,..., nh ; = 1,...,T = 1,...,n ; = 1,...,T (b) (c) (d) (e) (f) onde: E a [.] operador valor esperado (as ncerezas esão nas afluêncas aos reservaóros) 1 Realmene a represenação é basane smplfcada, pos váras caraceríscas do problema não foram modeladas, enre elas: - a produção de energa de uma hdrelérca é uma função não lnear do volume armazenado em seu reservaóro; - o cuso de operação de uma ermelérca é uma função não lnear do seu nível de geração; - a dnâmca das ermelércas, que após parrem devem connuar em operação por um cero número de horas, e quando deslgadas devem permanecer paradas por um cero período (resrções mposas pelos processos de resframeno e aquecmeno das undades ermelércas). Esas caraceríscas fazem com que o problema sea do po nero-mso e não lnear. Além dsso, na formulação apresenada a esocascdade esá somene nas afluêncas, porém ambém exsem ncerezas quano à carga a ser aendda, cronograma de enrada em operação de novas undades geradoras, dsponbldade das usnas ec.
69 T horzone do planeameno da operação energéca n números de usnas ermelércas no ssema nh número de usnas hdrelércas no ssema c - cuso de operação da -ésma usna ermelérca do ssema G - despacho da -ésma usna ermelérca do ssema no eságo cdef - cuso de défc do ssema Def - défc de energa no eságo ρ - coefcene de produção (MWh/hm 3 ) da -ésma usna hdrelérca do ssema u - volume urbnado pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo D - carga a ser suprda no eságo V - volume armazenado no reservaóro da -ésma usna hdrelérca no níco do eságo 1 V + - volume armazenado no reservaóro da -ésma usna hdrelérca no fnal do eságo (níco do eságo +1) s - volume verdo pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo a - afluênca laeral que chega a -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo U() - conuno de usnas hdrelércas a monane da -ésma usna hdrelérca do ssema,mn V - lme mínmo de armazenameno do reservaóro da -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo,max V - lme máxmo de armazenameno do reservaóro da -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo,mn u - lme mínmo para o volume urbnado pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo
70,max u - lme máxmo para o volume urbnado pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo,mn s - lme mínmo para o volume verdo pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo,max s - lme máxmo para o volume verdo pela -ésma usna hdrelérca do ssema no eságo,mn G - despacho mínmo da -ésma usna ermelérca do ssema no eságo,max G - despacho máxmo da -ésma usna ermelérca do ssema no eságo A função obevo do problema (4.1) represena a mnmzação do valor esperado do cuso de operação do ssema ao longo de odo o horzone de planeameno da operação energéca. A ncereza do problema esá relaconada às afluêncas fuuras aos reservaóros, que não são conhecdas anecpadamene. A resrção (a) represena a equação de aendmeno à carga do ssema, e deve ser represenada para odo horzone de planeameno da operação. A resrção (b) represena a equação de balanço hídrco de cada uma das usnas hdrelércas do ssema. Ela ndca que o volume fnal no reservaóro de uma dada usna hdrelérca em um eságo é gual ao volume ncal nese mesmo eságo, menos o volume urbnado e verdo pela usna no eságo, mas a afluênca laeral que chega ao reservaóro da usna no eságo, mas o volume que chega ao reservaóro da usna devdo à decsão de vermeno ou urbnameno das usnas hdrelércas a monane. Esa resrção deve ser represenada para odas as usnas hdrelércas do ssema e odo o horzone de planeameno da operação. As resrções (c), (d) e (e) represenam os lmes mínmo e máxmo de armazenameno nos reservaóros das usnas hdrelércas, e volumes mínmo e máxmo de urbnameno e de vermeno desas usnas. Esas resrções ambém devem ser represenadas para odas as usnas hdrelércas do ssema e odo o horzone de esudo. Fnalmene a resrção (f) represena os lmes mínmo e máxmo de geração das usnas ermelércas do ssema, e deve ser represenada para odas as ermelércas e odo o horzone de esudo.
71 O longo horzone de planeameno da operação e a esocascdade das afluêncas fazem com que o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco sea de grande pore e de dfícl solução. Para faclar a solução do problema, geralmene ese é subdvddo em eapas (longo prazo, médo prazo e curo prazo). Na análse de longo prazo, a maor ênfase esá na represenação da esocascdade das afluêncas. Para al são represenados um grande número de cenáros de afluêncas fuuras aos reservaóros. Além dsso, muas vezes agrupa-se um deermnado conuno de usnas hdrelércas em reservaóros equvalenes. Na análse de médo prazo as usnas hdrelércas são represenadas ndvdualmene, porém o número de cenáros de afluêncas fuuras aos reservaóros é bem menor que aquele ulzado na análse de longo prazo. Na análse de curo prazo a ênfase esá na represenação dealhada do parque gerador. Desa forma a análse consdera em sua formulação a dnâmca das undades ermelércas, bem como uma represenação dealhada das funções de produção das undades hdrelércas. Enreano, as afluêncas aos reservaóros do ssema são assumdas conhecdas, á que no curo prazo esas podem ser prevsas com precsão razoável. Deve-se ressalar que os resulados obdos na análse de longo prazo são ulzados como dados de enrada para a análse de médo prazo. Da mesma forma, os resulados de médo prazo são dados de enrada para a análse de curo prazo. Esas nformações são passadas de uma eapa para a oura aravés da Função de Cuso Fuuro, que raduz para o modelo da eapa segune o mpaco da ulzação da água armazenada nos reservaóros. 4.2.1.2. Modelos Compuaconas Ulzados no Planeameno da Operação Energéca de Longo, Médo e Curo Prazos no Brasl Conforme á menconado, o modelo de despacho de geração adoado nesa ese é o aualmene vgene no Brasl. O obevo desa seção é fazer uma breve descrção dos modelos compuaconas ulzados pelo Operador Naconal do Ssema Elérco (o operador ndependene do Brasl) para o planeameno da operação energéca de longo, médo e curo prazo. Eses modelos compuaconas são o NEWAVE [51,52], o DECOMP [51,53] e o DESSEM [51,54,55], odos desenvolvdos pelo Cenro de Pesqusas de Energa Elérca CEPEL.
72 O modelo NEWAVE é o prmero da cadea, e fo desenvolvdo para o planeameno da operação energéca de longo prazo. Ele defne para cada mês do horzone de planeameno da operação, que é de 5 anos, a alocação óma dos recursos hídrcos e érmcos de forma a mnmzar o valor esperado do cuso de operação ao longo de odo o horzone do planeameno. O parque hdroelérco é represenado de forma agregada, agrupando-se as usnas hdrelércas em quaro reservaóros equvalenes (N, NE, S e SE/CO). O modelo NEWAVE smula um grande número de séres hdrológcas (afluêncas aos reservaóros) em paralelo, calculando assm, índces probablíscos de desempenho do ssema para cada mês da smulação. Denre os resulados obdos nos esudos desa eapa esão os oas mensas de geração érmca e hdráulca. O modelo DECOMP é o próxmo da cadea, e fo desenvolvdo para aplcação no horzone de médo prazo. Seu obevo é deermnar as meas de geração de cada usna de um ssema hdroérmco, sueo a afluêncas esocáscas, de forma a mnmzar o valor esperado do cuso de operação ao longo do período de planeameno de um ano, com dscrezação semanal para o prmero mês e mensal para os demas meses 1. A ncereza acerca das afluêncas aos dversos aproveamenos do ssema é represenada aravés de cenáros hdrológcos. Os cenáros hdrológcos podem ser represenados aravés de uma árvore de afluêncas com probabldades de ocorrênca assocadas a cada ramo. O modelo DESSEM é ulzado no planeameno de operação energéca de curo prazo. Ese modelo rabalha com horzone de uma a duas semanas, sendo os dos prmeros das dscrezados de 30 mnuos em 30 mnuos, e os demas das com dscrezação horára. A fm de que o despacho fornecdo pelo DESSEM esea basane próxmo do despacho que efevamene será colocado em práca, o modelo consdera em sua formulação a dnâmca das undades ermelércas, bem como uma represenação dealhada das funções de produção das undades hdrelércas. 1 Na práca, o ONS em rodado o DECOMP com horzone de apenas dos meses, sendo o prmero mês deermnísco, e o segundo mês esocásco.
73 Deve-se desacar que exse um acoplameno enre o NEWAVE e o DECOMP, e enre o DECOMP e o DESSEM. Ese acoplameno é feo aravés da Função de Cuso Fuuro, que raduz para o modelo da eapa segune (de mas curo prazo), o mpaco da ulzação da água armazenada nos reservaóros. 4.2.2. Processo de Formação do Preço da Energa no Modelo Tgh Pool do Brasl O valor econômco da energa no modelo Tgh Pool do Brasl é calculado com base no cuso margnal de operação, que reflee o acréscmo no valor esperado do cuso de operação do ssema ao longo de odo o horzone de planeameno da operação devdo a um aumeno margnal na demanda do ssema [45,56]. Como será mosrado a segur, maemacamene o cuso margnal de operação é dado pela varável dual assocada à resrção de aendmeno à carga do ssema no problema de planeameno da operação energéca. Consdere o problema genérco de programação lnear a segur: Mnmzar c x T x s.a. A x = b (4.2) x 0 Da eora de programação lnear [57], sabe-se que exse um problema dual assocado ao problema (4.2). A formulação dese problema dual é dada por: Maxmzar π b π (4.3) s.a. A T T π c onde π é o veor de varáves duas assocadas à resrção Ax = b de (4.2). Uma propredade mporane de problemas de programação lnear é que se a solução óma de (4.2) e * π é a solução óma de (4.3), enão: * x é
74 π T * b = c T x * Desa forma pode-se ver que: T (c x b * ) = π * Cada componene do veor * π é uma medda da varação do valor ómo de (4.2) em relação a uma varação nfnesmal do lado dreo da resrção assocada. Enão, reescrevendo o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco, porém agora represenando explcamene a ncereza acerca das afluêncas aravés de cenáros hdrológcos (modeladas aravés de S séres snécas), em-se 1 : T n z =,s Mnmzar Ea c G + cdef G,Def,u,s,V = 1 = 1 s.a. nh,s n,s,s ρ u + G + Def = D = 1 = 1,s Def = 1,...,T ; s = 1,...,S (4.4) + 1,s V,mn V,mn u,mn s,mn G,s,s,s = V u s,s V,s u,s s,s G,max V,max u,max s,max G,s + a,s,s + (u m + sm ) = 1,..., nh ; = 1,...,T ; s = 1,...,S m U() = 1,..., nh ; = 1,...,T ; s = 1,...,S = 1,..., nh ; = 1,...,T ; s = 1,...,S = 1,..., nh ; = 1,...,T ; s = 1,...,S = 1,..., n ; = 1,...,T ; s = 1,...,S 1 Noe que em relação ao problema (4.1), no problema (4.4) fo adconado o índce s, assocado ao cenáro hdrológco, às varáves do problema. Por exemplo, a varável, s G se refere ao despacho da - ésma usna ermelérca do ssema no eságo, assocado ao s-ésmo cenáro hdrológco.
75 Exse uma varável dual assocada a cada resrção do problema acma, obdas auomacamene quando da solução do problema. Sea enão as varáves duas =1, T, s=1,,s, assocadas às resrções de aendmeno a carga. Cada uma desas varáves mede a sensbldade do valor esperado do cuso de operação do ssema ao longo de odo o horzone de planeameno da operação em relação à varação nfnesmal da demanda do eságo, no cenáro hdrológco s, ou sea: s π, z * D s = π s * A varável s π represena o cuso margnal de operação do eságo assocado ao cenáro hdrológco s. Noe que com a solução do problema são fornecdos os cusos margnas de operação assocados a odos os eságos de empo e cenáros hdrológcos. Cada um deses s π são apenas esmavas ponuas, pos não pode-se prever a pror quas serão os fuuros cusos margnas de operação. Enreano, após a operação ser verfcada, pode-se resolver o problema (4.4) ulzando a afluênca verfcada do prmero eságo. Com sso em-se apenas um cenáro de afluênca no prmero eságo. A varável s π assocada à resrção de aendmeno a demanda assocada ao únco cenáro do prmero eságo represena o cuso margnal de operação do eságo em quesão. É com base nese cuso margnal de operação que é defndo o valor econômco da energa, que recebe a denomnação de preço da energa no mercado a vsa.
76 4.3. Premssas quano ao Modelo de Comercalzação de Energa Com relação ao modelo de comercalzação de energa 1, assume-se a exsênca de um mercado a vsa onde é realzada mensalmene a lqudação fnancera dos volumes de energa gerados e consumdos. O valor da energa nese mercado a vsa é dado pelo preço da energa no mercado a vsa, defndo com base no cuso margnal de operação do ssema. Além da exsênca do mercado a vsa, assume-se ambém que a energa pode ser comercalzada aravés de conraos blaeras, negocados dreamene enre geradoras e dsrbudoras ou grandes consumdores de energa. Com sso, uma geradora pode opar por comercalzar energa apenas no mercado a vsa, ou aravés de conraos blaeras. Cabe ressalar que mesmo que a geradora ope por comercalzar energa aravés de conraos blaeras, ela esará suea ambém à comercalzação no mercado a vsa, como será vso adane. A segur são feas algumas consderações com relação às esraégas de comercalzação acma, com o obevo de se deduzr uma expressão para represenar a remuneração líquda de uma geradora, a ser ulzada nas abordagens para omzação de porfólo de conraos de energa proposas nese rabalho. 4.3.1. Comercalzação de Energa Exclusvamene no Mercado a Vsa Quando uma geradora opa por comercalzar energa exclusvamene no mercado a vsa, oda a energa gerada é vendda pelo preço da energa no mercado a vsa. Logo a recea da geradora no nsane de empo é dada pelo volume de energa gerada mulplcado pelo preço da energa no mercado a vsa. Como para produzr energa, a geradora em um gaso que é função de seu cuso de operação, sua remuneração líquda no nsane de empo sera: 1 O modelo de comercalzação aqu adoado como premssa esá de acordo com as drerzes do processo de reesruuração do seor elérco braslero ncado em meados da década de 90. Além dsso, as Les 10.847 e 10.848 de 15 de março de 2004 ndcam que al modelo de comercalzação ambém esá de acordo com o Ambene de Conraação Lvre do novo processo de reesruuração ncado em 2003.
77 R = ( π cop) G (4.5) onde: π - preço da energa no mercado a vsa no nsane de empo cop - cuso de operação da usna G - despacho de geração no nsane de empo Verfca-se que sempre que a geradora não é despachada ( G = 0 ), sua remuneração líquda é nula. Verfca-se ambém que mesmo quando ela é despachada ( G > 0 ), exse uma ncereza muo grande com relação a sua remuneração líquda 1, pos esa depende do preço da energa no mercado a vsa, que vara connuamene em função da demanda, volume armazenado nos reservaóros, afluêncas aos reservaóros ec. Cabe ressalar que ssemas com geração de predomnânca hdráulca com grandes reservaóros, como o assumdo como premssa nesa ese, são proeados para assegurar o fornecmeno de energa em condções hdrológcas adversas, que não ocorrem com freqüênca. Com sso, na maora do empo há energa armazenada em excesso (água armazenada nos reservaóros), resulando em preços da energa no mercado a vsa muo baxos. Por ouro lado, quando um período de seca ocorre, os preços da energa no mercado a vsa se ornam basane elevados, podendo alcançar o cuso de raconameno do ssema. Como os períodos de baxos preços da energa no mercado a vsa ocorrem com freqüênca, podendo se esender por anos, a remuneração de uma geradora pura e exclusvamene com a venda de energa no 1 Embora haa ncereza com relação à remuneração líquda, a prncípo esa nunca é negava. O preço da energa no mercado a vsa reflee o cuso da energa produzda pela undade geradora mas cara despachada, enão, uma condção para que um gerador enha sdo despachado é que o preço da energa no mercado a vsa sea maor ou gual a seu cuso de operação, o que faz com que a remuneração líquda sea sempre posva. Tal conclusão não é verdadera se exsr algum grau de nflexbldade de geração.
78 mercado a vsa sera uma esraéga muo arrscada, pos provavelmene o capal nvesdo não sera recuperado [56]. 4.3.2. Comercalzação de Energa Va Conraos Blaeras (e Conseqüenemene ambém no Mercado a Vsa) Uma forma de reduzr a ncereza com relação à remuneração da geradora é aravés da comercalzação de energa aravés de conraos blaeras. Um conrao blaeral de comercalzação de energa pode ser caracerzado como um acordo frmado dreamene enre uma geradora e uma dsrbudora ou grande consumdor de energa, no qual a geradora se compromee a enregar um cero volume de energa durane um cero período, por um deermnado preço [58,59]. O volume de energa, período no qual a energa deve ser enregue e o preço da energa são especfcados no momeno em que o conrao é frmado. Com sso, durane oda a vgênca de um conrao blaeral, a energa é comercalzada a um preço fxo preesabelecdo enre as pares envolvdas, o que garane um fluxo deermnísco de recea para a geradora. Vale ressalar que uma geradora esará sempre suea a comercalzação no mercado a vsa, pos ese mercado funcona como um mercado de dferenças, onde são negocadas as dferenças dos volumes conraados e gerados ou consumdos. Por exemplo, se uma geradora possu um conrao blaeral no qual se compromee a enregar 1000 MWh, e seus geradores não são despachados pelo operador ndependene do ssema, esa é obrgada a adqurr os 1000 MWh no mercado a vsa, de modo a poder honrar o conrao blaeral. Por ouro lado, se ela é despachada em 1500 MWh, os 500 MWh adconas são venddos no mercado a vsa 1. Sea enão G o despacho do gerador no nsane de empo, π o preço da energa no mercado a vsa no nsane de empo, x o volume de energa que deve ser enregue no nsane de empo esabelecdo no conrao blaeral, p o preço da 1 Logo, a comercalzação de energa va conraos blaeras dmnu a ncereza com relação à remuneração da geradora, pos garane um fluxo deermnísco de recea. Enreano, não elmna oalmene a ncereza, á que a geradora esará sempre suea a comercalzação no mercado a vsa.
79 energa defndo no conrao e cop o cuso de operação da usna. As receas e despesas da geradora com a comercalzação de energa são: Recea com a venda de energa va conrao blaeral: p x Recea (ou despesa) no mercado a vsa devdo à dferença: π G x) ( Despesa com a produção de energa: cop G Logo, a remuneração líquda da geradora no nsane de empo é dada por: R = p x + π (G x) copg (4.6) Rearranando os ermos, a expressão acma pode ser rescra como: R = (p π ) x + ( π cop) G (4.7) A expressão (4.7) é válda se o gerador e a carga que frmaram o conrao blaeral esão localzados no mesmo submercado 1. Caso so não sea verdade, a 1 Submercados são regões enre as quas se localzam as prncpas resrções de ransmssão do ssema, e denro das quas as resrções de ransmssão podem ser gnoradas na eapa de planeameno da operação de longo e médo prazo. Com sso, os modelos de planeameno da operação de longo e médo prazo rabalham com represenação agrupada das barras localzadas em um mesmo submercado (represenação por barra únca). Exse enão uma resrção de aendmeno a carga para cada submercado, que além das varáves apresenadas na seção 4.2.1.1, nclu ambém varáves que represenam o nercâmbo enre os submercados, o que pode resular em preços da energa no mercado a vsa dferencados para cada submercado.
80 varável π que aparece na parcela ( p π ) x se refere ao preço da energa no mercado a vsa do submercado onde a carga esá localzada. Já a varável parcela π da ( π cop) G se refere ao preço da energa no mercado a vsa do submercado no qual a usna se localza. Conforme será vso no capíulo 5, a expressão ulzada para represenar a remuneração líquda da geradora nas abordagens para omzação de porfólo de conraos de energa proposas nesa ese, será uma generalzação de (4.7) para o caso onde exsem város conraos blaeras váldos no nsane de empo. 4.4. Conclusões Nese capíulo foram apresenadas as premssas relaconadas ao modelo de despacho de geração, de formação do preço da energa e de comercalzação de energa adoados nesa ese. As prncpas conclusões do capíulo são: Enquano que as usnas érmcas possuem um cuso explíco de operação, dado pelo cuso do combusível ulzado, as usnas hdrelércas possuem um cuso mplíco de operação, dado pelo cuso de oporundade de se economzar a água dos reservaóros no presene para seu uso fuuro. Com sso, na omada de decsão da operação de um ssema hdroérmco deve-se comparar o benefíco medao do uso da água e o benefíco fuuro de seu armazenameno. Devdo ao não conhecmeno das afluêncas fuuras aos reservaóros, o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco se caracerza como um problema de programação esocásca. O longo horzone de planeameno da operação e a esocascdade das afluêncas fazem com que o problema de planeameno da operação energéca de um ssema hdroérmco sea de grande pore e de dfícl solução, sendo necessáro sua subdvsão em eapas (longo prazo, médo prazo e curo prazo).
81 O valor econômco da energa no modelo Tgh Pool do Brasl, que é o adoado como premssa nesa ese, é calculado com base no cuso margnal de operação, e reflee o acréscmo no valor esperado do cuso de operação do ssema ao longo de odo o horzone de planeameno da operação devdo a um aumeno margnal na demanda do ssema. O cuso margnal de operação é dado pela varável dual assocada à resrção de aendmeno a demanda. Quano ao modelo de comercalzação de energa adoado como premssa nesa ese, a energa gerada pode ser comercalzada no mercado a vsa e aravés de conraos blaeras. Caso a geradora ope por comercalzar a energa gerada exclusvamene no mercado a vsa, sua remuneração líquda é nula caso ela não sea despachada. Mesmo quando ela é despachada, sua remuneração líquda é muo ncera, pos depende do preço da energa no mercado a vsa, que vara connuamene em função da demanda, volume armazenado nos reservaóros, afluêncas aos reservaóros ec. A ncereza com relação à remuneração da geradora pode ser reduzda aravés da comercalzação de energa aravés de conraos blaeras, pos eses garanem um fluxo deermnísco de recea para a geradora.