modelo tcc ufsc

EDSON MARCELO VALTER

TARIFAS DE ENERGIA ELTRICA: CUSTOS MARGINAIS APLICADOS S CLASSES DE CONSUMIDORES

FLORIANPOLIS 2006

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA

TARIFAS DE ENERGIA ELTRICA: CUSTOS MARGINAIS APLICADOS S CLASSES DE CONSUMIDORESDissertao submetida Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos para a obteno do grau de Mestre em Engenharia Eltrica

EDSON MARCELO VALTER

Florianpolis, Julho de 2006.

TARIFAS DE ENERGIA ELTRICA CUSTOS MARGINAIS APLICADOS S CLASSES DE CONSUMIDORESEdson Marcelo Valter

Esta dissertao foi julgada adequada para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Eltrica, rea de Concentrao em Planejamento de Sistemas de Energia Eltrica, e aprovada em sua forma final pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica da Universidade Federal de Santa Catarina.

________________________________________ Prof. C. Celso de Brasil Camargo, D. Eng. Orientador

________________________________________ Prof. Nelson Sadowski, Dr. Coordenador do Programa de Ps Graduao em Engenharia Eltrica

Banca Examinadora:

________________________________________ Prof. C. Celso de Brasil Camargo, D. Eng. Presidente

________________________________________ Prof. Jorge Coelho, D.Sc

________________________________________ Prof. Raimundo C. G. Teive, D.Eng

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Resumo da Dissertao apresentada UFSC como parte dos requisitos necessrios para a obteno do grau de Mestre em Engenharia Eltrica.

TARIFAS DE ENERGIA ELTRICA CUSTOS MARGINAIS APLICADOS S CLASSES DE CONSUMIDORES

Edson Marcelo ValterJulho / 2006

Orientador: C. Celso de Brasil Camargo, D. Eng. rea de Concentrao: Planejamento de Sistemas de Energia Eltrica Palavras-chave: Tarifa de Energia Eltrica, Custos Marginais, Setor Eltrico Brasileiro, Curvas de Carga. Nmero de Pginas: 96 (Noventa e seis)

Este trabalho baseia-se no estudo da metodologia do clculo de custos marginais de expanso, aplicados na elaborao das tarifas de energia eltrica, para diferentes classes de consumidores de cada nvel de tenso. Atualmente so aplicadas as metodologias da Lei da quantidade de obra (LQO) e do Custo Incremental Mdio de Longo Prazo (CIMLP). Estes Custos Marginais so aplicados para cada nvel de tenso considerado e posteriormente um estudo estatstico realizado a fim de alocar os custos s classes de consumidores relevantes do sistema em um estudo de agrupamento de consumidores. No presente trabalho, um caso exemplo foi elaborado a fim de mostrar possveis distores quando da no aplicao de tarifas personalizadas para cada perfil de carga representativo. Desta forma, muitos consumidores podem ter seus custos baseados em um perfil de carga que no corresponde ao seu verdadeiro comportamento de carga. O Estudo realizado neste trabalho mostra a necessidade da aplicao de diferentes tarifas de energia eltrica para cada grupo consumidor com base no seu perfil de carga e no nvel de tenso em que est conectado, de forma que sejam preservados os princpios da neutralidade que visa garantir prximo da igualdade a relao entre a tarifa paga pelo consumidor e seu custo marginal, da igualdade que prev a tarifao de forma semelhante para todos os consumidores, e o princpio da eficcia que visa o incentivo ao uso racional de energia.

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Abstract of Dissertation presented to UFSC as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Master in Electrical Engineering.

TARIFF OF ELECTRICAL ENERGY, A COSTUMER CLASS MARGINAL COST APPLICATION

Edson Marcelo ValterJuly / 2006

Advisor: C. Celso de Brasil Camargo, D. Eng. Area of Concentration: Electrical Energy Systems Planning Keywords: Electrical Tariff, Marginal cost, Electrical Sector, Load Curves. Number of Pages: 96 (Ninety six)

This essay presents and brings to discussion the study of marginal cost applied to the electrical tariff design for different load curves into each voltage level. Currently, in Brazil, there are two methodologies of marginal costs calculation: Long Term Incremental Mean Cost LTIMC and Expression of Amount in Reinforcement - EAR. This study shows that the marginal costs should be applied for each voltage level, followed by a statistical analysis to allocate the costs to each significant costumer load curve. Nowadays, the electrical energy tariff concerns only voltage level and demand class. The costumer behavior is considered only in low voltage level. This work presents, as well, a hypothetic case that demonstrates possible tariff distortions due to not applying methodology to all costumers load curves. Therefore, some costumers can be charged with a tariff that is based on a not fair marginal cost. For a fair, effective and neutral tariff design, it is necessary to apply methodologies which preserve these principles, assigning the costs to the real responsible for them. This means that the costumer, who generates a higher cost, should be charged for it and there should not be cross-subsidies in calculation of the technical based reference tariff.

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SUMRIOSUMRIO.......................................................................................................................V LISTA DE ILUSTRAES........................................................................................VII LISTA DE TABELAS ............................................................................................... VIII LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS............................................................. IX 1 INTRODUO.............................................................................................................1 1.1 MOTIVAO .......................................................................................................1 1.2 OBJETIVOS ..........................................................................................................2 1.2.1 Objetivo Geral ............................................................................................2 1.2.2 Objetivos Especficos .................................................................................2 1.3 METODOLOGIA UTILIZADA ..................................................................................3 1.4 RELEVNCIA DO TRABALHO ................................................................................4 1.5 LIMITAES DO TRABALHO .................................................................................4 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO .................................................................................5 1.7 RESUMO..............................................................................................................5 2 REVISO DA LITERATURA.....................................................................................7 2.1 INTRODUO ......................................................................................................7 2.2 EVOLUO TARIFRIA NO SETOR ELTRICO BRASILEIRO .....................................8 2.2.1 A Tarifa Monmia at 1968........................................................................8 2.2.2 A Tarifao Diferenciada de 1968 a 1982 ...................................................8 2.2.3 Implantao da Estrutura Tarifria Marginalista - Dcada de 80 ...............10 2.3 NVEL TARIFRIO E ESTRUTURA TARIFRIA ......................................................12 2.3.1 Modalidades de Estrutura Tarifria ...........................................................13 2.3.2 Estrutura Tarifria Brasileira.....................................................................16 2.4 TARIFA DE REFERNCIA E TARIFA INTEGRADA ...................................................19 2.4.1 Tarifa de Referncia .................................................................................19 2.4.2 Tarifa Integrada com Base nos Custos Marginais ......................................20 2.5 CARACTERIZAO DE CARGA ............................................................................22 2.6 CUSTOS MARGINAIS ..........................................................................................24 2.6.1 Definio ..................................................................................................24 2.6.2 Mtodos Utilizados para Determinao dos Custos Marginais de Expanso das Redes de Distribuio de Energia Eltrica ..........................................................26 2.6.3 Vantagens e Desvantagens de Cada Mtodo .............................................28 2.6.4 Custo Marginal de Capacidade..................................................................29 2.6.5 Custo Marginal de Energia........................................................................30 2.6.6 Custo Marginal e Tarifa de Energia Eltrica..............................................30 2.7 NECESSIDADE DE UMA NOVA ABORDAGEM NA ELABORAO DA TARIFA DE ENERGIA ELTRICA ......................................................................................................31 3 FUNDAMENTAO MATEMTICA PARA AVALIAO DOS CUSTOS MARGINAIS .................................................................................................................33 3.1 INTRODUO ....................................................................................................33 3.2 CLCULO DO CUSTO MARGINAL PARA CADA NVEL DE TENSO .........................34 3.2.1 LQO Lei da Quantidade de Obras ..........................................................34 3.2.2 CIMLP Custo Incremental Mdio de Longo Prazo.................................36 v

3.3 CUSTOS ASSOCIADOS AOS CONSUMIDORES ........................................................39 3.3.1 Clculo do Custo Marginal de Capacidade................................................39 3.3.2 Custo Marginal de Energia........................................................................42 3.3.3 Custo Marginal Total ................................................................................45 3.4 CARACTERIZAO DA CARGA ...........................................................................45 3.5 PASSAGEM DO CUSTO MARGINAL S TARIFAS DE REFERNCIA ..........................45 3.6 RESUMO............................................................................................................48 4 APLICAO DA METODOLOGIA DESENVOLVIDA PARA A AVALIAO DOS CUSTOS MARGINAIS ........................................................................................49 4.1 INTRODUO ....................................................................................................49 4.2 CASO EXEMPLO ................................................................................................50 4.2.1 Caracterizao da Carga............................................................................52 4.3 DETERMINAO DO CUSTO MARGINAL POR NVEL DE TENSO ..........................56 4.3.1 Desenvolvimento do Software de Clculo dos Custos Marginais ..............57 4.3.2 Custo Marginal por Nvel de Tenso.........................................................57 4.4 CUSTOS MARGINAIS DE CAPACIDADE ................................................................61 4.4.1 Responsabilidade de Potncia ...................................................................62 4.4.2 Custos Marginais de Capacidade...............................................................67 4.5 CUSTO MARGINAL DE ENERGIA .........................................................................68 4.6 CUSTO MARGINAL TOTAL .................................................................................68 4.7 PASSAGEM DOS CUSTOS MARGINAIS S TARIFAS DE REFERNCIA ......................69 4.8 COMPARAO ENTRE OS CUSTOS MARGINAIS E TARIFA DE REFERNCIA ............71 4.9 RESUMO............................................................................................................75 5 CONCLUSES E RECOMENDAES ..................................................................76 5.1 CONCLUSES PRELIMINARES .............................................................................76 5.1.1 Referente aos Objetivos Especficos .........................................................76 5.1.2 Referente ao Objetivo Geral......................................................................77 5.2 RESUMO............................................................................................................79 5.3 SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS............................................................80 6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................................81 7 APNDICE A .............................................................................................................84

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LISTA DE ILUSTRAES

Figura 2. 1 - Tarifa Monmia: kWh x R$/kWh .................................................................14 Figura 2. 2 - Tarifa Binmia: kWh x R$/kWh + kW x R$/kW........................................14 Figura 2. 3 Obteno das tarifas de referncia .............................................................20 Figura 2. 4 - Obteno da Tarifa Integrada .....................................................................22 Figura 2. 5 - Processo de Caracterizao da Carga ........................................................23 Figura 2. 6 - Ex: Custo x Demanda..................................................................................25 Figura 3. 1 - Responsabilidade de Potncia .....................................................................42 Figura 3. 2 - Responsabilidade de Energia ......................................................................44 Figura 3. 3 - Aproximao das Tarifas de Referncia aos Custos Marginais....................46 Figura 4. 1 - Digrama Unifilar Simplificado....................................................................51 Figura 4. 2 - Tipologias de Carga do Subgrupo A4 10 a 50kW (em pu da mdia) .........53 Figura 4. 3 - Tipologias de Carga do Subgrupo A4 - acima de 500kW (em pu da mdia).55 Figura 4. 4 - Clculo do CIMLP para nvel de tenso 30kV a 44kV .................................58 Figura 4. 5 - Clculo do CIMLP para nvel de tenso 69kV.............................................58 Figura 4. 6 - Clculo do CIMLP para nvel de tenso 88kV a 138kV ...............................59 Figura 4. 7 - Histrico de Investimentos para o nvel A4..................................................60 Figura 4. 8 - Dados para clculo do CM a partir da LQO ...............................................60 Figura 4. 9- Custo Marginal de Expanso para o nvel A4...............................................61 Figura 4. 10 - Custos totais no posto ponta......................................................................70 Figura 4. 11 - Custos totais no posto fora de ponta..........................................................71 Figura 4. 12 - Custos Marginais de Potncia para Clientes com demanda entre 10kW e 50kW e Tarifa de Referencia de Potncia para o Nvel A4..............................................72 Figura 4. 13 - Custos Marginais de Potncia para Clientes com demanda acima de 500kW e Tarifa de Referncia de Potncia para o Nvel A4 .............................................72 Figura 4. 14 - Custos Marginais de Energia para Clientes com demanda com demanda entre 10kW e 50kW e Tarifa de Referncia de Energia para o Nvel A4 ..........................73 Figura 4. 15 - Custos Marginais de Energia para Clientes com demanda acima de 500kW e Tarifa de Referncia de Energia para o Nvel A4 ..........................................................74

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LISTA DE TABELASTabela 2. 1 Exemplo de tarifa em blocos de consumo....................................................15 Tabela 2. 2 - Classe de Consumidores do Grupo A ..........................................................17 Tabela 2. 3 - Estrutura da tarifa horo-sazonal azul.........................................................18 Tabela 2. 4 Estrutura da tarifa horo-sazonal verde .......................................................18 Tabela 2. 5 - Classe de Consumidores do Grupo B ..........................................................19 Tabela 2. 6 Metodologia para Cclculo do CM para nveis de tenso..............................26 Tabela 4. 1 - Proporo do Fluxo de Energia ..................................................................51 Tabela 4. 2 - Participao das Atividades Econmicas na Faixa de Demanda de 10 a 50 kW ...................................................................................................................................52 Tabela 4. 3 - Demandas e FC dos Consumidores do Subgrupo A4 entre 10kW e 50kW ...54 Tabela 4. 4 - Participao das Atividades Econmicas na Faixa de Demanda Acima de 500kW .............................................................................................................................54 Tabela 4. 5 - Demandas e FC dos Consumidores do Subgrupo A4 e consumo acima 500kW .............................................................................................................................56 Tabela 4. 6 - Metodologias aplicada para cada Nvel de Tenso......................................57 Tabela 4. 7 - Custo de Expanso do Caso Exemplo..........................................................61 Tabela 4. 8 - Fator de Coincidncia para as Tipologias do Caso Exemplo.......................62 Tabela 4. 9 Fator e para o Nvel A4 ...........................................................................63 Tabela 4. 10 - Fator e para o Nvel A3a .....................................................................63 Tabela 4. 11 - Fator e para o Nvel A3 .......................................................................64 Tabela 4. 12 - Fator e para o Nvel A2 .......................................................................64 Tabela 4. 13 - Probabilidade de Associao dos Clientes s Redes Tipo ..........................65 Tabela 4. 14 - Responsabilidade Potncia para as Tipologias do Caso Exemplo..............66 Tabela 4. 15- Fator de Perdas Acumuladas .....................................................................66 Tabela 4. 16 - Custos Marginais de Capacidade para todos os nveis de Tenso (R$/KW) ........................................................................................................................................67 Tabela 4. 17 - Custo Maginal de Capacidade Total para as Tipologias do Caso Exemplo (R$/KW) ..........................................................................................................................67 Tabela 4. 18 - Custo Marginal de Energia do caso exemplo (R$/KW.ano) .......................68 Tabela 4. 19 - Custo Marginal Total do caso exemplo .....................................................69

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LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURASANEEL Agencia Nacional de Energia Eltrica AT Alta Tenso BT Baixa Tenso CIMLP Custo Incremental Mdio de Longo Prazo CM Custo Marginal CMLP Custo Marginal de Longo Prazo CMM Custo Marginal Mdio DNAEE - Departamento Nacional de guas e Energia Eltrica GLD Gerenciamento Pelo Lado da Demanda LQO Lei da Quantidade de Obras MT Mdia Tenso O&M Operao e Manuteno ONS Operador Nacional do Sistema UMTS Universal Mobile Telecommunications System

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CAPTULO 11INTRODUO

1.1 MotivaoDada a importncia de alguns servios pblicos como Energia Eltrica, Saneamento Bsico, Transporte, Comunicaes, tem-se mantido uma importante discusso, no aspecto tarifrio, devido a estes serem servios de necessidades bsicas para toda a populao de qualquer pas do mundo contemporneo. Devido ao desenvolvimento do Brasil, a necessidade de investimento no setor eltrico vem se fazendo necessrio, para que a sociedade no sofra prejuzos, como os causados pelo racionamento de 2001, fruto da falta de investimento e planejamento no setor. Crises como essa, enfrentada pelo Brasil, podem ser evitadas pelo planejamento bem executado pelos rgos competentes e pelos investimentos necessrios no sistema eltrico. O investimento para o setor sempre muito oneroso, tornando importantes os estudos de aplicao de recursos e gesto da demanda, como o caso do estudo das metodologias de tarifao. A Tarifa baseada no Custo Marginal preserva a justia tarifria, uma vez que os custos gerados por determinadas classes de consumidores so utilizados no clculo das tarifas atribudas a estes. Os Custos Marginais so utilizados no clculo da tarifa de referncia, que posteriormente utilizada para o clculo da tarifa integrada podendo ainda fazer o uso de subsdios cruzados. A Tarifa de Energia Eltrica baseada no CMLP, Custo Marginal de Longo Prazo vem sendo utilizado no setor eltrico desde os anos 80. Atualmente esta tarifa aplicada pelas concessionrias brasileiras, para cada nvel de tenso e classe de consumo, e diferenciada apenas por pequenos agrupamentos de consumidores, residencial, comercial, industrial na baixa tenso. Nos demais nveis as tarifas so baseadas apenas no nvel ao qual o consumidor atendido e sua classe de consumo, independente do tipo de consumo, e conseqentemente tipologia de carga. Isso faz com que vrias classes de consumidores menos onerosas para o setor paguem por custos no geradas por elas. Atualmente, apenas alguns consumidores de mdio e grande porte tm sua tarifa diferenciada no horrio de ponta e fora de ponta, perodo seco e mido, e tem sua tarifa

CAPTULO 1 INTRODUO

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separada em uma componente demanda e energia (horo-sazonal). Desde a aplicao da chamada Nova Tarifa de Energia Eltrica na dcada de oitenta a estrutura tarifria permaneceu inalterada. J nesta poca se defendia o benefcio de uma tarifa diferenciada para consumidores de pequeno porte, porm, questes tecno-econmicas tornavam esta aplicao invivel. Os recentes avanos tecnolgicos no campo da medio bem como

telecomunicaes, tm proporcionado redues substanciais nos custos de equipamentos para este fim, tornando cada vez mais vivel a implantao de tarifas diferenciadas para um nmero muito maior de consumidores. O atual cenrio nacional e internacional, de Energia Eltrica, mostra cada vez mais a necessidade desta evoluo na rea de tarifas de energia, uma vez que a otimizao de recursos imprescindvel e a aplicao de tarifas diferenciadas, baseadas nos reais custos gerados por cada classe de consumidor no trs apenas benefcios para a concessionria que otimizarias seus recursos, mas para o consumidor que deve pagar os custos por ele impostos no sistema e para a sociedade que tem a utilizao dos recursos naturais minimizados.

1.2 Objetivos1.2.1 Objetivo Geral

Face ao exposto no item anterior, o presente trabalho tem como objetivo, propor uma nova abordagem no clculo da tarifa de energia eltrica do Setor Eltrico Brasilero. O trabalho busca comparar a Tarifa de Refncia, determinada por uma metodologia ustilizada desde os anos 80, com o verdadeiro custo marginal de cada classe de consumidor, afim de justificar o estudo para uma nova abordagem da tarifa de energia eltrica (estutura tarifria e nvel tarifrio). A nova abordagem deve considerar no apenas a classe de tenso, classe de consumo (demanda) e perodos do ano, mas considerar o perfil de carga de cada classe de consumidor.

1.2.2 Objetivos Especficos

CAPTULO 1 INTRODUO

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Como objetivos especficos e decorrentes do cumprimento do objetivo geral, podese citar: Apresentar os mtodos de clculo dos custos marginais utilizados no Setor Eltrico Brasileiro; Comparar os mtodos; Apresentar as vantagens e desvantagens de cada mtodo; Mostrar aplicao dos mtodos; Efetuar o clculo dos Custos Marginais para diferentes classes de consumidores; Comparar a Tarifa de Referncia para cada nvel de tenso e os custos marginais de cada classe de consumidor. Apontar distores na atual estrutura tarifria, que tarifa os consumidores baseado apenas no nvel de tenso de atendimento e demanda. Propor o desenvolvimento de uma metodologia de clculo das tarifas de energia eltrica que considere os custos marginais para cada classe de consumidor.

1.3 Metodologia UtilizadaDe modo a se alcanarem os objetivos propostos neste trabalho, a metodologia utilizada foi a anlise documental das metodologias aplicadas no clculo das tarifas no Setor Eltrico Brasileiro e de trabalhos de autores que defendem uma reformulao na estrutura tarifria atual. A metodologia da anlise documental assemelha-se a pesquisa bibliogrfica, porm, enquanto a pesquisa bibliogrfica utiliza-se fundamentalmente das contribuies dos diversos autores sobre determinado assunto, a pesquisa documental utiliza-se de dados que no receberam tratamento analtico ou que podem ser reexaminados com vistas a uma interpretao nova ou complementar. Pode oferecer base til para outros tipos de estudos qualitativos e possibilita que a criatividade do pesquisador dirija o estudo por enfoques diferenciados. Na pesquisa documental existem documentos de primeira mo, que no receberam tratamento analtico tais como os documentos conservados em rgos pblicos e instituies privadas, e os documentos de segunda mo que j foram analisados anteriormente, como relatrios de pesquisa, tabelas estatsticas e outros.(GIL, 1994).

CAPTULO 1 INTRODUO

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Com dados coletados em estudos de casos de outros pesquisadores, devidamente aprovados como detentores de rigor metodolgico e credibilidade cientfica, elaborou-se um caso exemplo. Este compara a atual abordagem no clculo das tarifas de energia eltrica, baseada nos custos marginais, mas diferenciadas apenas por nvel de tenso e classe de consumo, e uma nova abordagem da aplicao dos custos marginais para diferentes classes de consumidores. Efetuou-se um estudo das metodologias de clculo dos custos marginais utilizados no clculo da tarifa de uso do sistema de distribuio no setor eltrico. Dentre elas a metologia da Leia da quantidade de obras LQO e o mtodo do Custo Incremental Mdio de Longo Prazo CIMLP, e suas utilizaes, seguido de um estudo da metodologia de clculo dos custos marginais de potncia por classe de consumidor, que configura pesos de responsabilidade pelo custo marginal para cada classe de consumidores alocados em cada nvel de tenso.

1.4 Relevncia do TrabalhoCom relao relevncia do tema pesquisado e da contribuio de campo pode-se dizer que o presente estudo apresenta grande importncia, uma vez que a necessidade de evoluo no mbito de metodologias do clculo de tarifas de energia eltrica merece uma ateno constante, dado que deve proporcionar eficincia ao sistema, uso racional da energia eltrica e sobretudo ser justa em relao alocao dos custos queles que realmente do origem aos mesmos.

1.5 Limitaes do TrabalhoComo limitao do trabalho pode-se salientar a dificuldade na obteno de dados reais. Por se tratar de um assunto que envolve dados confidenciais e estratgicos para as Concessionrias dentro de um ambiente competitivo, como o caso de investimentos de obras, previso de demanda, receita, etc, torna-se difcil a aquisio destes dados. A indisponibilidade de dados tornou obrigatria a utilizao de dados tpicos, suficientes para os objetivos do estudo proposto.

CAPTULO 1 INTRODUO

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1.6 Estrutura do TrabalhoO presente trabalho foi estruturado em cinco captulos de modo a propiciar maior entendimento do tema e seqncia lgica dos dados apresentados: No Captulo 1 so apresentados os objetivos da pesquisa e a motivao que levou a realizao da mesma. No Captulo 2 feita uma reviso da literatura. So abordados conceitos bsicos sobre tarifa de energia eltrica, a atual estrutura tarifria do Brasil, agrupamento de consumidores, mtodos para o clculo dos custos marginais com suas vantagens e desvantagens. O Captulo 3 foi dedicado ao detalhamento das metodologias de clculo dos custos marginais utilizados no Setor Eltrico Brasileiro, com a formulao matemtica necessria para a sua aplicao. No Captulo 4 foi apresentado um caso exemplo de determinao dos custos marginais de potncia e energia, necessrios para o clculo da tarifa de referncia, para diferentes tipologias de carga e a comparao com sua respectiva tarifa de referncia, atualmente calculada para a determinao da tarifa integrada no Setor Eltrico Brasileiro. E por fim, no Captulo 5, esto sintetizadas as concluses desta pesquisa seguidas de recomendaes para trabalhos futuros.

1.7 ResumoEste trabalho traz um estudo da aplicao de metodologias para clculo de tarifas de energia eltrica com base nos custos marginais do sistema. O Clculo da tarifa de energia pode ser separado em duas etapas: O levantamento e clculo dos custos do sistema; e a aplicao destes custos no clculo das tarifas para cada classe de consumidor considerada. Neste trabalho buscou-se obter informaes sobre o estudo das tarifas eltricas no Brasil, mtodos utilizados, diferenas, vantagens e desvantagens dos mesmos bem como uma anlise do comportamento das classes de consumidores e suas contribuies nos custos empregados no sistema. As concessionrias de energia eltrica no Brasil baseiam sua tarifa eltrica nos custos marginais impostos pelos consumidores conectados na sua rede de distribuio. Os

CAPTULO 1 INTRODUO

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custos so calculados para cada grupo de consumidores, porm o nmero de agrupamentos estabelecido apenas por nvel de tenso e classe de consumo. Estudos realizados comprovam que os consumidores que possuem comportamento de carga diferente geram diferentes custos para o sistema, o que sugere a aplicao diferenciada de tarifas. A justia tarifria necessria e incentiva o uso racional da energia, uma vez que o consumidor que gera maior custo tender a reduzir o consumo ou modificar seu perfil de carga para reduzir o montante pago pela energia consumida por ele. O Estudo realizado neste trabalho mostra a necessidade da aplicao de diferentes tarifas de energia eltrica para cada grupo consumidor com base no seu perfil de carga e no nvel de tenso em que est conectado, de forma que sejam preservados os princpios da neutralidade que visa garantir prximo da igualdade a relao entre a tarifa paga pelo consumidor e seu custo marginal, da igualdade que prev a tarifao de forma semelhante para todos os consumidores, e o princpio da eficcia que visa o incentivo ao uso racional de energia.

CAPTULO 22REVISO

DA LITERATURA

2.1 IntroduoA discusso sobre tarifas vem, cada vez mais, assumindo uma posio de destaque nas discusses que envolvem servios pblicos, principalmente os relacionados energia eltrica, saneamento bsico, transportes e comunicaes. Estes servios representam necessidades bsicas em qualquer pas do mundo contemporneo, dada a sua importncia na qualidade de vida da populao. (BITU e BORN, 1993). A prestao de servio de eletricidade requer uma tarifa que ao mesmo tempo promova o uso racional por parte do consumidor e a eficincia da empresa prestadora do servio, com o mximo de qualidade e produtividade. A tarifa baseada nos custos marginais apresenta condies necessrias para que os princpios de eficincia e uso racional sejam desenvolvidos. Por isso, uma estrutura tarifria, com base nos custos marginais, pode proporcionar resultados interessantes do ponto de vista do consumidor, que tem sua tarifa baseada nos custos que ele gera no sistema, do ponto de vista da concessionria, que pode postergar investimentos, e tambm para a sociedade. A tarifa com base nos Custos Marginais busca atender alguns princpios importantes para a sociedade: Neutralidade, Igualdade e Eficcia. A neutralidade significa que a relao entre a tarifa e o custo prxima da unidade, a igualdade defende que consumidores semelhantes sejam tarifados igualmente e o princpio da eficcia o da utilizao racional da capacidade instalada e o melhor uso dos excedentes sociais, evitando investimentos desnecessrios. (VELSAQUEZ, 2002) Sob a tica do consumidor, o conhecimento de uma base tarifria justa associada ao consumo de energia que seja expressa por uma estrutura de preos baseada nos custos marginais, o ajudar a adotar o comportamento mais vantajoso para ele e, por conseguinte, para toda sociedade, dada a possibilidade que tem de mensurar o benefcio

CAPTULO 2 REVISO DA LITERATURA

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decorrente da reduo ou deslocamento do respectivo consumo (UEHARA ANTUNES, 2002).

2.2 Evoluo Tarifria no Setor Eltrico Brasileiro2.2.1 A Tarifa Monmia at 1968 Desde o incio da prestao de servios de energia eltrica no Brasil at 1968, a regra bsica da poltica tarifria era para a justa remunerao do capital investido pelo concessionrio, previsto no Artigo 180 do Cdigo de guas (BRASIL, 1934). A racionalidade no uso dos recursos naturais ainda no era uma preocupao premente no Setor Eltrico Brasileiro. Os grandes projetos de gerao de energia eltrica para aumentar sua oferta e impulsionar o desenvolvimento do pas no permitiram espaos ao GLD Gerenciamento pelo Lado da Demanda. O GLD s apareceu com maior destaque, no Brasil, a partir dos anos 80 com a reestruturao das tarifas via teoria marginalista, e depois nos diversos programas de conservao da energia. A estrutura tarifria esteve, at 1968, resumida a tarifas que refletiam somente os custos da energia consumida (kWh), no importando as demandas impostas pelos consumidores a tarifa tipo monmia; aplicadas em diferentes grupos de consumidores. A tarifa monmia aplicada por tantos anos, quase sempre de forma poltica, provocou a deteriorao da sade financeira das companhias do setor eltrico. A tarifa foi utilizada por vrias vezes de formas distorcidas, repletas de subsdios e como uma espcie de modulador inflacionrio do governo. A conta destas distores a sociedade s veio a ser paga na ltima dcada, com reajustes tarifrios muito acima da inflao. 2.2.2 A Tarifao Diferenciada de 1968 a 1982 A partir do final da dcada de 60 permitiu-se a aplicao de uma tarifa binmia para os grandes consumidores, e ainda, a possibilidade de utilizao de uma estrutura tarifria por blocos de demanda de potncia e/ou consumo de energia. O Decreto no 62.724, de 17 de maio de 1968 (BRASIL, 1968), estabeleceu normas gerais de tarifao para as empresas concessionrias de servios pblicos de energia eltrica. Pode-se destacar a instaurao da tarifa binmia: Art. 11 As tarifas a serem aplicadas aos consumidores do


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Grupo A sero estruturadas sob a forma binmia, com uma componente de demanda de potncia e outra de consumo de energia. A formao de uma estrutura tarifria, onde os maiores blocos de energia e/ou de potncia teriam menores tarifas, foi estabelecida no pargrafo 4 o do mesmo artigo: Art. 11 4o As portarias de fixao de tarifas podero estabelecer blocos nas taxas de demanda de potncia e consumo de energia, aplicveis aos consumidores do Grupo A, levando-se em considerao o valor da carga demandada e a sua distribuio, com base em estudos a serem apresentados pelo concessionrio, Fiscalizao. As regras para a determinao da demanda de potncia faturvel foram estabelecida pelo Art. 12, como sendo o maior valor entre a mxima potncia demandada no intervalo de 15 minutos durante o perodo de faturamento (geralmente o ms) e 85% da maior demanda verificada em qualquer dos 11 meses anteriores. Assim do decreto deixou clara as conseqncias para o usurio por excessos de demanda de potncia. Os consumidores do Grupo B tiveram suas tarifas definidas da seguinte forma: Art. 13 As tarifas a serem aplicadas aos consumidores do Grupo B sero, inicialmente, calculadas sob a forma binmia com uma componente de demanda de potncia e outra de consumo de energia e sero fixadas, aps converso, para a forma monmia equivalente, admitindo-se o estabelecimento de blocos. O Decreto referido acima, definiu ainda, em seu Captulo III, sobre a classificao especial de consumidores. O fornecimento rural de energia eltrica foi definido no Art. 16. Finalmente, deve-se destacar no Art. 20, o subsdio (que era fixado peloDepartamento Nacional de guas e Energia Eltrica - DNAEE) tarifa para o fornecimento de

energia eltrica a poderes pblicos, autarquias, sociedades de economia mista e empresas de utilidade pblica. Verifica-se que a poltica de subsdios cruzados entre grupos de consumidores, foi permanentemente adotada no Setor Eltrico Brasileiro sem o devido conhecimento dos verdadeiros custos de atendimento cada classe consumidora.


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2.2.3 Implantao da Estrutura Tarifria Marginalista - Dcada de 80 Os anos 80 marcaram, no campo da regulamentao, o incio da tarifao baseada nos custos marginais de fornecimento para cada grupo de consumidores em detrimento da tarifao baseada do custo mdio do servio. A seguir so apresentadas as principais legislaes do Setor Eltrico Brasileiro sobre o tema. O Decreto no 86.463/81 (BRASIL, 1981) deu o embasamento legal necessrio para que os estudos que foram realizados pelo Setor Eltrico Brasileiro entre 1977 e 1981, objetivando a determinao de uma nova estrutura tarifria, pudessem ser de fato implementados junto s concessionrias de energia eltrica e os consumidores. O Decreto atribuiu ao DNAEE a faculdade de estruturar as tarifas, estabelecer diferenciaes, modificar mtodos de medio e faturamento e, ainda, fixar normas e condies para os efeitos aplicao. Em seu Art. 14 o mesmo decreta: O custo do servio do fornecimento de energia eltrica dever ser repartido, entre os componentes de demanda de potncia e de consumo de energia, de modo que cada grupo ou subgrupo, se houver, de consumidores, responda pela frao que lhe couber. Pode-se considerar este ato como sendo o marco regulatrio inicial para a busca da racionalidade do uso da energia eltrica atravs de tarifas diferenciadas. Ficou definido ainda em pargrafo nico, que: O critrio de repartio das parcelas do custo do servio entre os componentes tarifrios ser definido pelo Departamento Nacional de guas e Energia Eltrica DNAEE. Este por sua vez poderia segundo o Art. 3o: i) estabelecer diferenciaes nas tarifas, bem como modificar os mtodos de medio e faturamento, tendo em vista os perodos do ano, os horrios de utilizao da energia, ou sua distino; ii) fixar normas e condies relativas a casos de opo dos consumidores por mudanas de agrupamento, para efeito de medio e aplicao de tarifas.


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O Ministrio de Minas e Energia publicou a Portaria no 046 (MME, 1982), em 10 de janeiro de 1982, considerando a necessidade de: a) Dispor de uma estrutura tarifria coerente com a estrutura de custos do setor de energia eltrica; b) Fundamentar orientaes quanto poltica de substituies de outros energticos por energia eltrica; c) Orientar decises sobre o esquema aceitvel de transferncia de encargos entre as diversas categorias de consumidores; d) Racionalizar o processo de escolha de novos investimentos; e) Estabelecer uma estrutura de tarifas que oriente o consumo, para as horas e os locais onde o fornecimento menos oneroso para a Nao, estimulando o uso mais racional do sistema eltrico. Portaria no 046 resolveu em seu Art. 1o determinar ao DNAEE que considerasse como tarefa prioritria, para o ano de 1982, a implantao de tarifas de energia eltrica diferenciadas conforme os perodos do ano e os horrios de utilizao da energia. A Portaria tambm determinou, atravs de seu Art. 2, que os concessionrios de servios pblicos de energia eltrica estruturassem seus sistemas de medio, leitura e faturamento segundo critrios, prioridades e cronogramas a serem estabelecidos. A Portaria 165 do DNAEE (DNAEE, 1984), de 05 de novembro de 1984, estabeleceu as condies a serem observadas para o fornecimento de energia eltrica com tarifas diferenciadas, conforme os perodos do ano e os horrios de utilizao de energia, segundo a estrutura tarifria horo-sazonal. Diante das significativas mudanas previstas na portaria, aos concessionrios couberam importantes funes. O item XXI trazia: ..., o concessionrio dever desenvolver programas especficos de atendimento, informao, orientao e assistncia a consumidores enquadrveis nas disposies da presente Portaria, considerando as conseqncias para seu sistema.


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Pode-se observar tambm, que a tarifao horo-sazonal foi implementada de cima pra baixo, isto , inicialmente somente os consumidores do grupo A, atendidos pelo sistema eltrico interligado e com uma demanda no inferior a 500 kW, puderam ser enquadrados. Posteriormente as demandas superiores a 50 kW foram enquadradas na tarifao horo-sazonal, atravs da Tarifa Verde. Atualmente existem projetos pilotos para implantao da tarifao horo-sazonal, para a baixa e mdia tenso, em algumas cidades brasileiras, a tarifa amarela

2.3 Nvel Tarifrio e Estrutura TarifriaDe acordo com (BITU E BORN, 1993), em linhas gerais pode-se definir nvel tarifrio como o valor geral dos preos estabelecidos para o fornecimento de energia eltrica que, por sua vez, define a receita total auferida pela concessionria. Basicamente, o nvel tarifrio ideal aquele no qual a concessionria obtm uma receita que cubra os custos e remunere adequadamente os respectivos investimentos, em conformidade com os preceitos regulatrios. Por sua vez, a estrutura tarifria o parmetro que define a relatividade de preos praticados nas diversas categorias de consumidores. No Brasil, em termos tarifrios, esta classificao considera o nvel de tenso de atendimento dos clientes, a intensidade da demanda requerida, a caracterizao da utilizao da energia e a sazonalidade do consumo. Partindo do princpio da teoria econmica, em que o custo marginal igual ao custo mdio timo e ainda, admitindo-se que este valor o custo do servio reconhecido pelo rgo Regulador, a utilizao dos custos marginais adequada para repartio do custo total do servio entre os diversos tipos de consumidores, na composio da estrutura tarifria. Entretanto observa-se que nem sempre conveniente se utilizar os custos marginais na definio do nvel tarifrio, uma vez que as distores em mercados de servios ou produtos substitutos e/ou complementares podem conduzir a uma pior alocao final de recursos se uma alterao isolada de preos em direo ao custo marginal realizada. Com efeito, caso a tarifa fosse definida como o custo total do servio dividido pelo correspondente mercado global (custo mdio) seria determinado um valor nico para todas as classes de consumidores, bem como a receita total que cobriria o correspondente custo global. Porm, certamente, esta hiptese implicaria em

conseqncias indesejveis em termos de sinalizao de preos.


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Partindo-se do princpio de que os diversos tipos de consumidores imputam custos diferentes ao sistema, alguns estariam pagando a mais e outros a menos relativamente aos efetivos custos que provocam. Este aspecto poderia induzir alguns consumidores a adotar hbitos de uso do sistema que em muitos casos levariam a uma elevao dos custos globais, conduzindo a ineficincia econmica. Em assim sendo, parte-se para a determinao de tarifas diferenciadas para as diversas classes de consumidores, com base na respectiva estrutura tarifria, ou seja, nos custos marginais totais para atender as diferentes classes de consumidores. A sinalizao presente nos preos um instrumento bastante forte para o comportamento do mercado; portanto, qualquer distoro poder induzir a comportamentos indesejveis ao equilbrio Receita Total / Custo Total. O consumidor poderia mudar para nveis de tenso onde os respectivos custos so realmente mais baixos que os valores efetivos para seu atendimento, ou seja, o cliente estaria se deslocando para um outro nvel onde os custos marginais so mais baixos e, portanto, as tarifas tambm. Neste caso, os custos no seriam cobertos pela receita total prevista na determinao do nvel tarifrio. Desta forma, conclui-se que a determinao correta dos custos marginais do sistema nos diferentes nveis de tenso de vital importncia na avaliao da estrutura tarifria, essencial para o equilbrio econmico-financeiro da concessionria. equivocado o raciocnio de que um custo marginal de expanso mais elevado pode levar a tarifas e receitas mais elevadas, pois, conforme salientado, o custo marginal no deve definir o nvel tarifrio, e sim a estrutura tarifria que a relatividade dos preos entre os consumidores que requerem diferentes nveis de custos para serem atendidos. Essa relatividade avaliada incorretamente induz a comportamentos equivocados dos mercados (ANTUNES, 2002).

2.3.1 Modalidades de Estrutura Tarifria 2.3.1.1 Tarifas Monmias a forma mais comum de estrutura tarifria que contempla somente o uso de um preo para energia consumida (kWh) ao longo de um perodo de tempo, normalmente, um ms. Nesta tarifa o valor a ser pago calculado a partir de um nico preo por kWh consumido em um determinado perodo. (BITU E BORN, 1993)


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kWh x R$

kW

Energia Consumida

Tempo [h]

Figura 2. 1 - Tarifa Monmia: kWh x R$/kWh

2.3.1.2 Tarifas Binmias A tarifa binmia aquela que apresenta uma parcela referente componente de energia consumida e outra referente potncia mxima demandada (pico). A forma mais utilizada aquela que considera o faturamento separado do consumo de energia e da demanda de potncia mxima. Deve-se observar que o consumidor, caso sua mxima potncia no seja observada no perodo da ponta do sistema, pode ser penalizado com uma tarifa superior aos custos que impe ao sistema. Isto necessrio para evitar sobrecargas no sistema devidamente dimensionado para um grupo de consumidores com cargas mximas conhecidas. (BITU E BORN, 1993)

kW x R$

kWh x R$

kW

Energia Consumida

Tempo [h]

Figura 2. 2 - Tarifa Binmia: kWh x R$/kWh + kW x R$/kW


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2.3.1.3 Tarifas em Blocos Aquelas na qual o preo unitrio varia de acordo com o total de kWh consumido. usada geralmente para beneficiar os consumidores de baixa renda quando tem preos mais reduzidos para os primeiros blocos de consumo. Nesta situao, pode ser chamada de tarifa crescente em blocos ou tarifa progressiva. (BITU E BORN, 1993)Tabela 2. 1 Exemplo de tarifa em blocos de consumo

Preo R$/kWh x 1.9 R$/kWh x 1.4 R$/kWh x 1.2 R$/kWh

Faixa de Consumo mais de 500kWh 200 a 500kWh 100 a 200kWh 0 a 100kWh

2.3.1.4 Tarifas Horo-Sazonais Quando a medio de energia e potncia registrada em uma seqncia de perodos mais curtos, possvel aplicar uma tarifa diferenciada segundo o momento da utilizao. Horo porque so diferenciadas segundo as horas do dia (na ponta e fora da ponta, por exemplo), sazonais porque so diferenciadas tambm segundo as estaes do ano (perodo mido e perodo seco, por exemplo). (BITU E BORN, 1993) 2.3.1.5 Tarifas Interruptveis Tarifa interruptvel, tambm conhecida como tarifa para disponibilidade eventual de energia, uma forma extrema de tarifao diferenciada. O Consumidor concorda em ser desconectado caso exista uma dificuldade de fornecimento de energia por parte da concessionria. A tarifa interruptvel pode ser monmia ou binmia e normalmente bem baixa, porque tais fornecimentos no sobrecarregam o sistema. (BITU E BORN, 1993) 2.3.1.6 Tarifas em funo do tempo de utilizao Essas tarifas so determinadas em funo do tempo de utilizao dos consumidores, ou seja, em funo de seu fator de carga (relao entre demanda mdia e a demanda mxima). Podem ser classificadas em tarifas de curta, mdia e longa utilizao, as quais variam em funo dos custos respectivos em cada perodo.


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O tempo de utilizao tambm pode ser definido como sendo o nmero de horas de uso da potncia mxima que o consumidor necessitaria para produzir o seu consumo num perodo determinado, por exemplo, consumo anual, ou consumo por posto tarifrio. (BITU E BORN, 1993) 2.3.1.7 Tarifas variveis em funo do preo do produto Essas tarifas consideram os custos de fornecimento e o preo dos produtos finais dos consumidores. So destinadas aos consumidores eletrointensivos e so vinculadas comercializao de grandes blocos de energia. Permitem viabilizar a produo de certos consumidores eletrointensivos de forma competitiva. Apresenta-se em duas formas, com diferimento (adiamento) e sem diferimento. As tarifas com diferimento guardam neutralidade entre o consumidor e a empresa concessionria. Esse diferimento realizado atravs de uma conta de compensao. O consumidor paga uma tarifa em funo do preo internacional de seu produto, sendo feita uma compensao com base na tarifa normal, para posterior acerto de contas entre o consumidor e o concessionrio. (BITU E BORN, 1993) 2.3.1.8 Tarifas Instantneas Tarifas instantneas ou tarifas spot so aquelas cujos valores variam em perodos curtos de tempo. Sua determinao feita com base nos custos marginais de curto prazo, geralmente resultante da livre comercializao de energia, entre empresas ou pases. O objetivo desse tipo de tarifa estimular a utilizao de sobras eventuais de energia em um mercado sob regime de concorrncia. Geralmente, a compra dessa energia s vantajosa se o preo de compra for inferior ao custo marginal de curto prazo da gerao prpria. (BITU E BORN, 1993)

2.3.2 Estrutura Tarifria Brasileira Como visto anteriormente a estrutura tarifria o conjunto de tarifas aplicveis aos componentes de consumo de energia eltrica e/ou demanda de potncia, de acordo com a modalidade de fornecimento.


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No Brasil, as tarifas esto estruturadas em dois grupos: Grupo A e Grupo B Grupo A Fazem parte do grupo A os consumidores atendidos pelas redes de alta tenso:Tabela 2. 2 - Classe de Consumidores do Grupo A

ClasseA1 A2 A3 A3a A4 AS

Tenso> 230kV 88 a 138kV 69kV 30 a 44kV 2,3 a 25kV Sistemas Subterrneos

As tarifas do grupo A so construdas em trs modalidades de fornecimento: convencional, horo-sazonal azul e horo-sazonal verde. Convencional: A estrutura tarifria convencional caracterizada pela aplicao de tarifas de consumo de energia e/ou demanda de potncia independentemente das horas de utilizao do dia e dos perodos do ano. A tarifa convencional apresenta um valor para a demanda de potncia e outro para o consumo de energia. O consumidor atendido em alta tenso, se atendido em tenso de fornecimento abaixo de 69 kV, pode optar pela estrutura tarifria convencional, sempre que tiver contratado uma demanda inferior a 300 kW.

Horo-sazonal azul: a modalidade de fornecimento estruturada para a aplicao de tarifas diferenciadas de consumo de energia eltrica, de acordo com as horas de utilizao do dia e dos perodos do ano, bem como de tarifas diferenciadas de demanda de potncia de acordo com as horas de utilizao do dia. Ela aplicvel obrigatoriamente s unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado, e com tenso de fornecimento igual ou superior a 69 kV.


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A tarifa horo-sazonal azul tem a seguinte estrutura:

Tabela 2. 3 - Estrutura da tarifa horo-sazonal azul

Demanda de potncia (R$/kW): Um valor para o horrio de ponta (P) Um valor para o horrio fora de ponta (FP) Consumo de energia (R$/MWh): Um valor para o horrio de ponta em perodo mido (PU) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo mido (FPU) Um valor para o horrio de ponta em perodo seco (PS) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo seco (FPS)

Tarifa horo-sazonal verde: a modalidade de fornecimento estruturada para a aplicao de tarifas diferenciadas de consumo de energia eltrica, de acordo com as horas de utilizao do dia e dos perodos do ano, bem como de uma nica tarifa de demanda de potncia. A tarifa horo-sazonal se aplica obrigatoriamente s unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado com tenso de fornecimento inferior a 69 kV e demanda contratada igual ou superior a 300 kW, com opo do consumidor pela modalidade azul ou verde. As unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado com tenso de fornecimento inferior a 69 kV e demanda contratada inferior a 300 kW podem optar pela tarifa horo-sazonal, seja na modalidade azul ou verde. A tarifa horo-sazonal verde tem a seguinte estrutura:Tabela 2. 4 Estrutura da tarifa horo-sazonal verde

Demanda de potncia (R$/kW): valor nico Consumo de energia (R$/MWh): Um valor para o horrio de ponta em perodo mido (PU) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo mido (FPU) Um valor para o horrio de ponta em perodo seco (PS) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo seco (FPS)


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Grupo B

No grupo B esto os consumidores atendidos na Baixa Tenso (abaixo de 2,3kV) e so classificados nas seguintes classe e sub-classes: .Tabela 2. 5 - Classe de Consumidores do Grupo B

ClasseB1 B2 Residencial Rural

SubclasseResidencial baixa renda agropecuria, cooperativa de eletrificao rural, indstria rural, servio pblico de irrigao rural;

B3

Outras

industrial, comercial, servios e outras atividades, poder pblico, servio pblico e consumo prprio;

B4

Iluminao Pblica

-

Para este grupo so estabelecidas tarifas apenas para a componente de consumo de energia (R$/MW) considerando que o custo da demanda de potncia est incorporado ao custo da energia.

2.4

Tarifa de Referncia e Tarifa Integrada

2.4.1 Tarifa de Referncia As tarifas de Referncia de um determinado fornecimento tpico, destinado a consumidores finais ou intercmbios entre empresas concessionrias, so obtidas considerando o comportamento da carga no sistema eltrico e nos diversos agrupamentos de consumidores (caracterizao da carga) e os custos marginais de gerao, transmisso e distribuio, alm dos custos de atendimento ao consumidor (custos do sistema) (BITU e BORN, 1993). A figura a seguir ilustra o processo de obteno das tarifas de referncia.


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Caracterizao da Carga Sistema Eltrico Consumidor

Custos do Sistema Produo Transmisso Distribuio Consumidor

Tarifas de Referncia Entre Empresas Consumidor Final

Figura 2. 3 Obteno das tarifas de referncia

FONTE: BITU E BORN, 1993 As tarifas de referncia so tarifas de potncia e energia, baseadas nos custos marginais de fornecimentos tpicos. Os custos marginais dos fornecimentos tpicos so calculados a partir dos custos marginais de gerao, transmisso e distribuio e das probabilidades de associao dos consumidores tpicos ao sistema, conforme definidas pela caracterizao da carga. As Tarifas de Referncia devem refletir, o melhor possvel, os custos marginais de cada fornecimento tpico e, por outro lado, ser definida a partir de parmetros de fcil obteno. 2.4.2 Tarifa Integrada com Base nos Custos Marginais A tarifa integrada estabelecida a partir da tarifa de referncia ou tarifa ao custo marginal, considerando o equilbrio financeiro da empresa concessionria e tambm aspectos de ordem poltica, social, operacional, etc. MUNASINGHE (1981) definiu os princpios bsicos para uma tarifa integrada: i) Os recursos econmicos nacionais devem ser alocados de forma eficiente, no somente entre diferentes setores da economia, mas dentro do prprio setor eltrico. Isto implica que os preos consonantes com os custos devem


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ser usados para indicar aos consumidores os custos econmicos verdadeiros para o suprimento de suas necessidades especficas; ii) Deve ser observada: a justa alocao dos custos entre os consumidores de acordo com a carga por eles imposta; a garantia de uma razovel estabilidade dos preos com baixa flutuao de reviso para reviso; a proviso de um nvel mnimo de servio para aqueles que no esto aptos arcar com os verdadeiros custos tarifa social; iii) As tarifas de energia eltrica devem ser suficientes para remunerar de forma justa o capital necessrio para a disponibilidade da energia, incluindo a gerao, transmisso e distribuio; iv) A estrutura tarifria deve ser simples o suficiente para facilitar a medio e o faturamento dos consumidores; v) E finalmente, a tarifa deve atender aos requisitos polticos e econmicos. Dessa forma, a tarifa integrada contempla adequadamente a teoria econmica, pois considera os objetivos de eficincia econmica (primeiro timo), alm de tratar de forma racional os aspectos polticos, como a forma de equalizao das tarifas; econmicos relacionados ao segundo timo, como as tarifas para consumidores industriais considerando os subsdios em energticos alternativos; sociais, nas tarifas para consumidores de baixa renda; e operacionais, simplificando as tarifas devido as restries de medio e faturamento. Em virtude dessas caractersticas, essa modalidade tarifria, vem sendo escolhida pelos setores eltricos de um nmero crescente de pases, pois a que mais se ajusta aos requisitos por eles exigidos, que devem buscar uma tarifa adequada s suas caractersticas e s necessidades da sociedade, considerando o uso racional e a conservao da energia conduzindo os agentes envolvidos na direo da qualidade e da produtividade. Segundo BITU E BORN (1993), a tarifa integrada deve atender na integra os aspectos econmicos e financeiros da concessionria, assim como outros aspectos de


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ordem social, poltica, operacional, etc. Consideraes prticas, relativas ao processo de comercializao, medio, e cobrana, tambm podem afetar as tarifas integradas.

Tarifas de Referncia

Aspectos Econmicos

Tarifa Integrada

Aspectos Financeiros

Aspectos Sociais

Outros Aspectos

Aspectos Operacionais

Figura 2. 4 - Obteno da Tarifa Integrada

FONTE: BITU E BORN, 1993

Podemos classificar em dois grupos as restries que definem a tarifa integrada: a) Alteraes sob a tica puramente econmica (ex: consideraes de timo secundrio e tarifas subsidirias para consumidores de baixa renda). b) Outras consideraes como viabilidade financeira, restries sciopolticos e aspectos de medio e cobrana, para os quais a anlise econmica pura difcil de ser aplicada.

2.5 Caracterizao de CargaSegundo VELASQUES (2002) a inviabilidade prtica da construo de tarifas, a partir da anlise do comportamento individual de cada consumidor, torna necessria a definio de um nmero conveniente de tipologias de curvas de carga representativas do


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universo dos consumidores e das redes da distribuidora, respectivamente, clientes-tipo1 e redes-tipo2. As tipologias so o resultado do estudo de caracterizao da carga, que comea com a realizao de campanhas de medidas, em transformadores e consumidores de baixa e mdia tenso, e envolve tambm a recuperao de medies de grandes consumidores e subestaes. De cada medio obtida, so extradas a curva de carga de um dia til, de um sbado e de um domingo, que melhor caracterizem o perfil da demanda. A caracterizao da carga definida como a identificao, a qualificao e a quantificao do comportamento da demanda, em diversos pontos do sistema eltrico e para diversos conjuntos consumidores (BRASIL, 1985). Trs grupos de atividades so necessrios para realizar a caracterizao da carga conforme figura a seguir.

Obteno dos Dados

Anlise da Carga

Previso do Comportamento da Carga

Figura 2. 5 - Processo de Caracterizao da Carga

O comportamento da carga um dos fatores determinantes para a definio do mercado anual de cada consumidor tpico, estratificado nos postos tarifrios, constituindose em umas das informaes bsicas para a definio das tarifas de referncias. (DOMICIANO, 2002). ANDRADE (2002) fez um estudo dos agrupamentos de consumidores com base no perfil e carga individual, onde ele relata a necessidade de criar mais agrupamentos para a determinao da tarifa de energia eltrica. Os resultados apresentados em seu trabalho1

A denominao cliente-tipo utilizada para se referir a um consumidor que possui uma determinada tipologia de carga representativa para o sistema, e pode ser utilizada para se referir classe de consumidor. (BRASIL, 1985)2

A denominao rede-tipo utilizada para definir a curva de carga de um dado posto de transformao ou rede do sistema. (BRASIL, 1985)


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sero utilizados como dados para a aplicao do estudo e metodologia propostos nesta dissertao. Segundo ANDRADE (2002), o presente enquadramento dos consumidores de energia eltrica, separando-os tanto por nvel de tenso como por classe de consumo, no garante uma sinalizao adequada capaz de promover o uso racional da energia eltrica em sua plenitude. Os ltimos estudos de caracterizao nacional da carga dos consumidores foram realizados h quase duas dcadas e precisam ser desenvolvidos novamente, sob pena de continuarmos utilizando uma estrutura tarifria cada vez menos eficaz. A formao de grupos tarifrios com base no perfil de carga individual, possibilita agregar dentro de uma mesma categoria os consumidores que impem custos similares ao sistema, em funo da semelhana no comportamento das cargas. A aplicao desta metodologia aumenta a oferta de servios diferenciados com o atendimento personalizado ao consumidor, possibilitando empresa uma maior competitividade no mercado. Os agrupamentos de consumidores similares podem, ainda, ser o alicerce de uma nova tarifa de energia eltrica personalizada e capaz de promover a melhoria da racionalidade do uso dos recursos energticos do pas. A elasticidade da demanda dos consumidores possibilita o melhor aproveitamento de tarifas diferenciadas, uma vez que o consumidor torna-se capaz de responder sinalizao tarifria.

2.6 Custos Marginais2.6.1 Definio De acordo com a teoria econmica, os custos marginais so capazes de gerar um sinal para orientar o consumo, no sentido de uma alocao mais eficiente dos recursos de um sistema. Os custos marginais so definidos como sendo o quociente do aumento de despesas totais pelo aumento da produo. Ou seja:


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CM =Onde: CM - Custo Marginal Dt - Despesas totais Q - Quantidade Produzida

dDt dQ

Como se sabe as despesas totais no podem ser totalmente parametrizadas pelo aumento da produo. Outras variveis influenciam no aumento destas despesas: Administrativas; Seguro; Amortizao de Instalaes; Aquisio ou uso de terrenos; Etc;

custo

demanda

Figura 2. 6 - Ex: Custo x Demanda

A Figura 2. 6 refere-se a curva de Custo x Demanda para o mercado de energia eltrica, facilmente pode-se observar que o custo marginal crescente, no havendo economia de escala como acontece em alguns segmentos de mercado.


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No Setor Eltrico, o Custo Marginal de Expanso da Capacidade representa a estimativa de custo para o suprimento de uma demanda unitria adicional (1kW) no horrio de ponta, ao longo de seus diversos segmentos, incluindo a prpria rede a que est ligada a carga e todos os nveis a montante. Constitui um parmetro econmico de suma importncia. O seu conceito apresenta uma sinalizao entre volume de produo, demanda associada a determinado produto e estrutura de custos correspondente, numa adequada referncia para os produtores. (ANTUNES, 2002) O Custo Marginal de fornecimento constitui o fundamento para atribuir a cada grupo de consumidores a frao correspondente ao custo do servio que lhe foi prestado, conferindo deste modo, estrutura tarifria a base justa e racional desejada. (BRASIL,1985). 2.6.2 Mtodos Utilizados para Determinao dos Custos Marginais de Expanso das Redes de Distribuio de Energia Eltrica No Setor Eltrico Brasileiro, existem hoje duas metodologias aplicadas para a determinao do custo marginal no sistema de distribuio: A Lei de Quantidade de Obras (LQO) que utiliza dados histricos de obras e investimentos e outra metodologia chamada Custo Incremental Mdio de Longo Prazo (CIMLP) que baseia-se em um plano otimizado de investimentos proposto para as redes de distribuio. Estas metodologias so utilizadas na determinao dos Custos Marginais no SEB desde a dcada de 80. A utilizao de cada metodologia est correlacionada ao nvel conforme tabela abaixo:

Tabela 2. 6 Metodologia para Cclculo do CM para nveis de tenso NVEL DE TENSO METODOLOGIA DE CCULO DO CM EAT e alguns sistema AT AT MT e BT CIMLP CIMLP ou LQO LQO


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2.6.2.1 Mtodo da Lei da Quantidade de Obras LQO O mtodo da LQO utiliza funes tcnicas de produo que associa a quantidade dos agregados de obras ao consumo de energia ou demanda, para tanto valendo-se de dados histricos de obras e investimentos em infra-estrutura . Desde meados da dcada de 1980, grande parte das concessionrias de distribuio de energia eltrica brasileiras utiliza a metodologia das Leis de Desenvolvimento das Quantidades de Obras LDQO ou, como ficaram conhecidas no Brasil, LQOs, na determinao do respectivo custo marginal de expanso. Fundamentando-se numa representao simplificada das redes de distribuio, as LQOs constituem-se em funes tcnicas de produo que relacionam a quantidade de produto fornecido com insumos relacionados aos agregados de redes. Os produtos so: consumo de energia ou demanda mxima de ponta; e os insumos, ou agregados de rede, so: comprimento de alimentadores de baixa e de mdia tenso, quantidade de postos de transformao e potncia instalada em transformadores de distribuio. Esta metodologia teve origem em trabalhos efetuados pela EDF Eletricite de France e adaptadas ao sistema nacional pela ELETROBRS (BRASIL, 1985) Na estimativa dos parmetros que intervem nessas funes tcnicas de produo so utilizados dados histricos referentes evoluo dos agregados de redes considerados (ANTUNES, 2002). No captulo a seguir ser vista em detalhes a formulao matemtica para a aplicao deste mtodo. 2.6.2.2 Custo Incremental Mdio de Longo Prazo - CIMLP Nesta metodologia o clculo do custo marginal baseia-se num plano otimizado de investimentos proposto para as redes de distribuio de energia eltrica. A CIMLP faz uma aproximao do Custo Marginal de Longo Prazo (CMLP) com base no custo mdio da expanso prevista. Em linhas gerais, esta metodologia impe uma constncia no CMLP em um dado perodo, buscando-se eliminar as descontinuidades do CMLP resultantes de um acrscimo instantneo de investimentos no sistema (ANTUNES, 2002). No mtodo do CIMLP, mais fcil a avaliao da qualidade de fornecimento, uma vez que pode ser sistematizado a partir da elaborao de um plano otimizado de


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investimentos que revelaria a real necessidade requerida para atendimento do mercado. No captulo a seguir ser detalhada a formulao matemtica para este mtodo. 2.6.3 Vantagens e Desvantagens de Cada Mtodo OLIVEIRA (2002) apresenta as principais vantagens e cuidados para cada mtodo da determinao do custo marginal de expanso. 2.6.3.1 LQO Lei da Quantidade de Obras Como principais vantagens visualizadas nesta metodologia podem-se citar: Revela uma provvel tendncia de investimentos; Disponibilidade de uma base de dados confivel concernente aos histricos de investimento e volume de obras praticadas e permite estimar o impacto da evoluo tecnolgica na implantao de redes de mdia e baixa tenso; Fornece subsdios para definio de polticas de projeto de redes de mdia e baixa tenso. Como desvantagem deste mtodo pode-se destacar os cuidados requeridos para que no haja distoro nos resultados. Os principais cuidados requeridos so:

Dados histricos inexistentes e/ou no confiveis em algumas Empresas; Descontinuidades de polticas de investimentos nas Empresas que poder distorcer a realidade futura dos custos; Probabilidades de mudanas de polticas de investimentos Passado x Futuro que poder levar a resultados incorretos; ndices de qualidade de servios registrados no passado versus compromissos assumidos para o futuro; Dificuldade de os custos avaliados de operao, reforos e manuteno refletirem a prtica.

2.6.3.2 CIMLP Custo Incremental Mdio de Longo Pazo A principal vantagem visualizada na aplicao desta metodologia que esta revela a real necessidade de investimentos da Empresa. Como desvantagem deste mtodo pode-se destacar os cuidados requeridos para que no haja distoro nos resultados. Os principais cuidados requeridos so:


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Indivisibilidade das Obras, que, dependendo do grau, poder distorcer o resultado obtido (a aproximao Custo mdio x Custo Marginal se torna imprecisa);

Passado com excesso ou carncia de investimento, o que poder refletir de forma expressiva nos primeiros anos da srie, distorcendo o resultado do que seria o Custo Marginal de Longo Prazo.

2.6.4 Custo Marginal de Capacidade Segundo BITU e BORN (1993), o custo marginal de fornecimento de potncia de um cliente-tipo o custo para atender um incremento unitrio de sua demanda, no nvel de atendimento, em uma determinada hora. Tais custos constituem um instrumento, considerado ideal, para construir uma estrutura racional e justa para as tarifas de uso da distribuio, pois atravs dele atribudo a cada grupo de consumidores, o custo efetivo que a distribuidora incorre no eu atendimento. A tarifa de uso obtida desta forma tambm constitui um sinal econmico que orienta o perfil de demanda dos consumidores, no sentido de racionalizar o uso da energia eltrica. Todos os custos de investimento em transmisso e distribuio so considerados como custos de capacidade, porque o dimensionamento destes sistemas determinado basicamente pelos kW de ponta que podem ser transportados. O consumo adicional de energia somente implica custos adicionais de perdas. Os consumidores de cada nvel de tenso devem ser onerados somente pelos custos de transmisso e distribuio correspondentes a nveis de tenses iguais ou superiores quele de fornecimento. Um consumidor tpico pode associar-se a qualquer rede situada em um nvel de tenso a montante do ponto de conexo. A demanda marginal nesse nvel depender da demanda do usurio na hora de ponta das redes s quais ele se associa. Uma vez que essa associao aleatria, deduz-se que o valor esperado da potncia marginal a soma das demandas do consumidor tpico nas horas de ocorrncia de demanda mxima nas redes, ponderadas pelas respectivas probabilidades de associao do consumidor tpico aos diferentes pontos do sistema. A formulao matemtica e aplicao sero demonstradas no captulo 3.


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2.6.5 Custo Marginal de Energia Ao incremento de demanda em relao a curva de durao de carga em um determinado perodo, de ponta ou fora de ponta, correspondem adicionais de consumo de energia. Em um sistema gerador, esse consumo adicional de energia deve ser suprido atravs de uma maior utilizao da ltima unidade geradora colocada em operao para o atendimento da curva de carga antes de ocorrer o incremento de demanda. Supe-se que as unidades geradoras do sistema so colocadas em operao seqencialmente, na ordem crescente de seus custos de combustveis. De forma anloga, o CMLP de energia fora de ponta, corresponde a um incremento de carga fora do perodo de ponta, equivalente ao custo de combustvel da menos eficiente unidade de base acionada fora do perodo de ponta. Os fatores de perdas de transmisso so menores nesse perodo que na ponta. 2.6.6 Custo Marginal e Tarifa de Energia Eltrica Um sistema tarifrio baseado nos custos marginais indica ao consumidor, por exemplo, o benefcio da reduo ou deslocamento do seu consumo, torna este sistema mais eficiente e conserva os seguinte princpios, que fundamentam a tarifa baseada nos custos marginais: neutralidade, igualdade e eficcia. A Neutralidade diz respeito ao nvel de preo. Uma tarifa neutra quando guarda uma relao to mais unitria quanto possvel em relao ao custo. A Igualdade, quando aplicada a uma estrutura tarifria, atingida quando no se pratica a discriminao entre os consumidores, isto , consumidores com caractersticas semelhantes so tarifados da mesma maneira, enquanto a eficcia est relacionada com a capacidade que uma estrutura tarifria pode mostrar na consecuo dos objetivos econmicos que visam, notadamente a racionalizao do consumo e o melhor uso dos excedentes sociais. Para uma determinao precisa das tarifas a serem praticadas pelas concessionrias de energia eltrica, uma avaliao conveniente do custo marginal de expanso necessria. H diversas metodologias de determinao da estrutura tarifria, algumas estabelecem a tarifa de energia com base no custo do servio prestado, geralmente obtido a partir de custos contbeis; outras se fundamentam no preo praticado, usualmente regulado pelo rgo competente e ainda, existem tarifas praticadas diretamente com base nos custos


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marginais (BITU e BORN, 1993). Independente da modalidade tarifria, o fato da distribuio de energia eltrica ser um servio pblico, considerado um monoplio natural e, portanto, sujeito regulao, a determinao das tarifas deve atender as regras do modelo do setor, sendo usualmente propostas pelo operador da concesso e aprovadas pelo rgo regulador, aps negociao. O regulador atua de modo que o servio pblico de distribuio, universalmente aceito como monoplio natural, tenha como alvo a eficincia que seria esperada num ambiente de concorrncia perfeita.

2.7 Necessidade de uma nova abordagem na elaborao da Tarifa de Energia EltricaNas ltimas dcadas a sociedade aprimorou de forma substancial os fundamentos para a formao da oferta e da demanda de energia eltrica. Muitos pases passaram por reformas nas quais a figura do Estado como nico prestador dos servios pblicos de energia deu lugar aos mercados de energia dinmicos e competitivos. A necessidade de atrair mais investimentos, dada a incapacidade do Estado de aportar novos recursos para o setor, e a crena de que um mercado eficiente poderia reduzir os custos dos servios de energia aos consumidores foram as principais justificativas dessas reformas. Ao mesmo tempo, a energia eltrica , antes abundante e barata, tornava-se um bem a ser preservado de forma sustentvel para as geraes futuras. As aes para o uso racional dos recursos naturais e o gerenciamento eficiente pelo lado da demanda tm se destacado no mbito das polticas estratgicas para o setor energtico ao redor do planeta. A reforma do setor eltrico brasileiro, iniciada no principio dos anos 90 e ainda em curso, possibilitou a competio entre as empresas de distribuio de energia eltrica pelos consumidores livres. Na medida que mais consumidores tornar-seo livres este mercado ser mais dinmico e atraente. Nesse amplo contexto, pode-se notar que os agentes da indstria de energia eltrica devem ser competitivos para permanecerem ofertando energia ao mercado, ao mesmo tempo em que a sociedade conscientiza-se de seu papel responsvel no uso dos recursos a ela disponveis. Uma boa estrutura tarifria deve ser capaz de promover o uso mais racional da energia eltrica e ainda estabelecer uma maior transparncia na formao dos


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preos aos consumidores. Deve, ainda, incrementar a competio e a eficincia entre as empresas distribuidoras, respeitando o principio da equidade tarifria. No Brasil, os custos para fornecer energia eltrica variam conforme o horrio do dia e o perodo do ano, balizados pelo fator de carga do sistema e pelo nvel dos reservatrios. Dessa forma, o processo de determinao da tarifa de energia eltrica para cada consumidor pode ser explicado, abreviadamente, em duas etapas: a elaborao da estrutura tarifria, que determina como os diversos consumidores so classificados, e o clculo do nvel tarifrio, que define o montante a ser cobrado de cada classe de consumo. Experincias internacionais bem sucedidas no atendimento dos consumidores de energia eltrica, capazes de promover o uso racional dos recursos atravs de tarifas diferenciadas, ajudam na consecuo das perspectivas para uma nova estrutura tarifria para o caso brasileiro. Os moldes de um sistema tarifrio com base nos perfis de carga individuais, dependente da existncia de medidores de demanda nos diversos consumidores, podem se tornar uma alternativa vivel para o setor eltrico brasileiro num futuro prximo, devido ao grande avanos tecnolgicos nas reas de medio eletrnica, bem como

telecomunicaes. Deve-se destaca a importncia de conscientizao da sociedade, empresas e consumidores em torno de um modelo energtico se no auto-sustentvel ao menos mais eficiente. (CAMARGO, ANDRADE e VALTER, 2004) De forma semelhante, CHANG (2003) apresenta em seu artigo que

tradicionalmente a maioria das concessionrias classifica seus consumidores tendo como base poucos parmetros e alguns cdigos comerciais. No mercado de energia eltrica liberalizado, h uma forte necessidade da classificao destes consumidores com base em indicadores capazes de caracterizar seus verdadeiro comportamento de consumo. Apesar das grandes diferenas regionais, a estrutura tarifria do Setor Eltrico Brasileiro quase uniforme em todo o pas, especialmente em relao s tarifas horosazonais. A estrutura das tarifas horo-sazonais praticamente no mudou desde 1985, havendo apenas um pequeno aumento no preo da Ponta em relao ao preo Fora da Ponta. (INEE, 2003)

CAPTULO 33FUNDAMENTAO

MATEMTICA PARA

AVALIAO DOS CUSTOS MARGINAIS

3.1 IntroduoO grau de sofisticao da estrutura dos CMLP deve ser definido em funo da qualidade dos dados disponveis e da utilidade dos resultados, tendo em conta os problemas prticos de clculo e de aplicao de uma estrutura tarifria complexa (BRASIL, 1985). As metodologia clssicas para a determinao do custo marginal de expanso das redes de distribuio de energia eltrica desenvolveram-se segundo duas linhas para o estabelecimento das obras necessrias para atendimento do acrscimo da demanda num perodo especfico: 1) Determinao das obras no tempo por meio de relaes funcionais que

vinculam a correspondente quantidade de equipamentos e instalaes que compem os reforos de rede, com o consumo (ou demanda) de energia eltrica. A metodologia fundamentada na Lei de Quantidade de Obras, LQO, a principal referncia dessa linha de desenvolvimento. 2) Determinao das obras atravs de modelos de planejamento da expanso das redes de distribuio. A metodologia do Custo Incremental Mdio de Longo Prazo, CIMLP, que se fundamenta numa aproximao dos custos marginais de longo prazo, constitui-se na principal referncia deste mtodo. Teoricamente o Custo Marginal para cada consumidor individual poderia ser determinado a cada momento, porm esta prtica invivel e os consumidores so classificados de acordo com seu perfil de consumo em agrupamentos que devem corresponder, de forma aproximada ao seu perfil de consumo.

CAPTULO 3 METODOLOGIA

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Sendo assim netste trabalho, o clculo do custo marginal de capacidade por classe de consumidores realizado para cada classe considerada em um estudo de agrupamentos. Desta forma, os custos so determinados para cada classe de consumidores considerando as suas respectivas responsabilidades no carregamento das redes at o nvel mais a montante.

3.2 Clculo do Custo Marginal para cada Nvel de TensoNo Setor Eltrico, existem basicamente duas metodologias de clculo de Custos Marginais. Conhecida desde os anos 80 a metodologia da Lei da Quantidade de Obras (LQO), estabelece as funes tcnicas da produo associadas quantidade de reforos agregados demanda ou consumo de energia. Baseia-se em dados histricos dos reforos e dos investimentos. A outra metodologia o Custo Incremental Mdio de Longo Prazo (CIMLP), por meio do qual o clculo dos custos marginais estimado via um plano otimizado de investimentos propostos s redes de distribuio. importante observar que a metodologia de CIMLP usada para determinar o custo marginal no setor eltrico desde os anos oitenta, no entanto no usualmente no segmento de distribuio em baixa e mdia tenso (ANTUNES E OLIVEIRA, 2002). A seguir sero detalhados os dois mtodos:

3.2.1 LQO Lei da Quantidade de Obras Esta metodologia baseia-se na premissa que o futuro prximo comporta-se como o passado recente. Esta alicerada na equao a seguir (BRASIL, 1985) .

Y = k Xonde: (Y) Reforo de um agregado de rede; (X) Energia ou Potncia; () Coeficiente de eficincia, que depende da tenso e da geometria da rea.

( 3.1)

(k) representa o coeficiente de eficincia que depende da tenso, da forma geomtrica da rea alimentada, da disposio da rede, da mxima queda de tenso admitida e da resistividade do condutor;


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Derivando a equao 3.1 tem-se:

dY = k X ( 1) dXdY X = k dX XAplicando a equao 3.1 tem-se:

dY Y = dX X

(3.2)

Isto , para um determinado perodo, o agregado marginal dos reforos, dy/dx, o produto de um coeficiente escalar, historicamente obtido, pela razo entre o total de reforos e o consumo previsto para o referido perodo. O Custo marginal agregado ento obtido pela multiplicao do agregado marginal pelo respectivo custo unitrio.

Cmg (Y ) = I o

dY dXY X

Cmg (Y ) = I o

(3.3)

Sendo: Io Custo Unitrio Como normalmente a tomada de deciso procedida de uma anlise dos custos anuais, o Custo Marginal obtido dever ser anualizado, usando um fator de recuperao de capital que considerar a vida til das instalaes, remunerao de capital e custos de operao e manuteno.


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Devido dificuldade no levantamento dos histricos de demanda, normalmente trabalha-se com histricos de consumo levando posteriormente o resultado em R$/kWh. Para obter o custo marginal por unidade agregada de demanda na hora da ponta, aplica-se um fator H definido como nmero de horas de utilizao da demanda mxima para converter o valor original em R$/kW.

3.2.2 CIMLP Custo Incremental Mdio de Longo Prazo Um segundo mtodo para determinao do custo marginal utilizado no setor eltrico brasileiro o mtodo do CIMLP, que faz a aproximao do custo marginal com base no custo mdio da expanso prevista (BRASIL, 1985). A Equao bsica do mtodo :

[( I ) /(1 + a) ] CIMLP = [(P ) /(1 + a) ]( i 1) i ( i 1) i

(3.4)

Onde: (Ii ) - investimentos anuais agregados (i) ao longo do perodo considerado; (Pi ) - demandas anuais agregadas (i) ao longo do perodo considerado; ( a ) - taxa de atualizao do capital A equao anterior fornece como resultado a mdia mvel dos custos mdios de investimentos realizados em cada ano n de estudo, e pode ser escrita como:

Ci =Onde:

Ii Di

(3.5)

( I ) - investimento incremental, num determinado ano i; ( Di ) - demanda incremental, num determinado ano i; ( Ci ) - custo incremental, num determinado ano i. Considerando-se que a receita total no horizonte n projetado deve ser capaz de cobrir os custos totais dos investimentos tem-se:


37

n Ci Di Ii = (1 + a) (i 1) i =1 (1 + a) (i 1) i =1 n

Sendo T o preo (tarifa) aplicado pela concessionria no segmento considerado:n Ci Di TD (1 + a)(i1) = (1 + a)(ii1) i =1 i =1 n

Como o preo T constante durante todo o horizonte de estudo para manter a estabilidade tarifria, tem-se:n Ii Di =T (1 + a)(i 1) ( i 1) i =1 i =1 (1 + a ) n

Logo:n

T=

(1 + a)i =1 n

Ii

( i 1)

D (1 + ai)(i 1) i =1

= CMM

(3.6)

Onde: CMM Custo Marginal Mdio

Ressalta-se que ambos, demandas e investimentos, devero ser referenciados a uma mesma base temporal que normalmente adota-se como o primeiro ano de estudo. A formao de uma base de dados adequada para aplicao desta metodologia deve conter:

Previso plurianual de mercado; Plano plurianual de investimentos. A partir da rede existente e do acrscimo de carga a ser solicitado ao sistema

definido um programa de obras necessrias ao atendimento da carga prevista, dentro de critrios preestabelecidos de confiabilidade e qualidade de servio, o chamado Plano


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Decenal de Obras do Setor Eltrico. O planejamento dos sistemas de subtransmisso e distribuio, que atendem os consumidores de grande e pequeno porte, bem como subestaes transformadoras, feito levando-se em considerao apenas os requisitos de cargas previstas e capacidade do sistema existente. Dispondo-se do banco de informaes sobre os sistemas, planejados para os horizontes de curto, mdio e longo prazo, pode-se efetuar o clculo do Custo Mdio da Expanso, utilizando-se a metodologia do CIMLP, para cada nvel de tenso, conforme frmula. A partir do custo marginal mdio de expanso, passa-se ao clculo do custo anual de antecipao dos investimentos, que engloba as despesas de capital, depreciao, e operao e manuteno (O&M). Uma das formas de fazer este clculo multiplicar cada investimento (Ii) por uma taxa de antecipao, que o somatrio das taxas correspondentes a cada uma das despesas citadas (anualizao linear), ou seja: (ANEEL, 2001)

Ta = Txrem + Txdep + TxO & MOnde:

( 3.7)

Ta Taxa de Antecipao

Txrem Taxa de Remunerao

Txdep Taxa de DepreciaoTxO& M Taxa de Operao e ManutenoUma outra forma de se obter o Custo Marginal anualizado dos investimentos atravs do clculo do Custo Anual Equivalente de cada investimento, durante a respectiva vida til, mediante a taxa de remunerao desejada e agregando-se as despesas de O&M.


39

3.3 Custos Associados aos Consumidores3.3.1 Clculo do Custo Marginal de Capacidade Todos os custos de investimento em transmisso e distribuio so considerados como custos de capacidade, porque o dimensionamento destes sistemas determinado basicamente pelos kW de ponta que podem ser transportados. O consumo adicional de energia somente implica custos adicionais de perdas. Os consumidores de cada nvel de tenso devem ser onerados somente pelos custos de transmisso e distribuio correspondentes a nveis de tenses iguais ou superiores quele de fornecimento. Um consumidor tpico pode associar-se a qualquer rede situada em um nvel de tenso a montante do ponto de conexo. A demanda marginal nesse nvel depender da demanda do usurio na hora de ponta das redes s quais ele se associa. Uma vez que essa associao aleatria, deduz-se que o valor esperado da potncia marginal a soma das demandas do consumidor tpico nas horas de ocorrncia de demanda mxima nas redes, ponderadas pelas respectivas probabilidades de associao do consumidor tpico aos diferentes pontos do sistema. Abaixo segue a equao que determina a probabilidade de associao de um dado cliente a uma determinada rede em um determinado horrio de ponta. (BRASIL, 1985)

p (t ) =e ji

h =t T

h

h h(3.8)

h

Onde:

p eji (t ) - Probabilidade de que um usurio marginal do tipo j se associe a uma rededo tipo i situada no nvel e, cuja ponta ocorre na hora t, dentro do perodo tarifrio u;

t - horrio de ponta da rede;


40

T - O conjunto de horrios com possibilidade de ocorrncia de demandasmximas das redes-tipo no nvel;

- Participao de cada tipo de rede, com ponta no horrio h, na energia total que transita no nvel; - Percentual de cada tipologia em cada tipo de rede, que tem ponta no horrio h;

A responsabilidade de potncia do cliente no posto tarifrio u, includo as perdas acumuladas desde o ponto de conexo do cliente at o nvel em considerao pode ento ser calculado (BITU e BORNE,1993):

ROnde :

e Pju

= (1 +

e Pju

) p eji ( h ) P j ( hi )e hu

(3.9)

R P

e Pju

- Responsabilidade de potncia de um usurio tipo j em um perodo tarifrio u, com respeito ao nvel e situao a montante de seu ponto de conexo

e j ( hi )

- Fator de Coincidncia: demanda do usurio tipo j na hora h de ocorrncia de ponta da rede tipo i, situada no nvel e, qual ele se associa, dividida pela demanda mxima do posto tarifrio;

e Pju

- taxa de perdas marginais de potncia no perodo u, acumulada desde o ponto de conexo do usurio tipo j at a origem do nvel e em considerao.

O custo marginal de potncia de um usurio tipo j no nvel e, para cada perodo horo-sazonal u, pode ser definido como (BITU e BORNE, 1993):

Cde Longo Prazo no nvel e.

e Pju

= CMLPPe R Pjuee

(3.10)

Onde o ndice e se refere ao nvel especificado, ou seja CMLPP = Custo Marginal


41

O custo marginal de potncia do mesmo usurio, com respeito a um nvel de tenso f situado a montante do ponto de conexo, dado por3:

Cf

f Pju

= CMLPPf R Pjuf

(3.11)

Onde: CMLPP o custo Marginal de longo prazo de potncia no nvel de tenso f e assim sucessivamente. O custo marginal total de potncia de um consumidor tipo j, em cada perodo horo-sazonal u, a soma do custo de potncia relativo gerao com os custos de todos os nveis de tenso e, situados a montante de seu ponto de conexo, ou seja:

C Pju = C Pju + C Pjug e

e ej

(3.12)

Onde:

ej

- Nvel de tenso de conexo do usurio tipo je Pju

C

- Custo de potncia de um usurio tipo j no nvel de gerao em um perodo tarifrio u.

O clculo do custo marginal de capacidade deve ser feito para cada grupo de consumidor, a partir dos seus custos marginais de capacidade em cada nvel do sistema eltrico, desde a gerao at seu ponto de conexo rede, calculado em R$ / kW.ano. A Figura 3. 1 mostra as variveis utilizadas no clculo da responsabilidade de potncia de um usurio tipo j, em um posto tarifrio u, no nvel de tenso e.

3

O clculo da responsabilidade de potncia deve ser realizado para todos os nveis montante, uma vez que

o cliente atendido no nvel em questo propaga o seu custo desde o nvel de atendimento at o nvel de gerao.


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~

Nvel ee j ( hi )

Rede tipo i

p

e ji ( h )

P

h h

pP

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