Autor: JOAO PEDRO MATTOS COSTA
Orientador: Bruno Fânzeres dos Santos
Data e Hora: 14/04/2023, 9 h
Link Zoom Meeting: https://puc-rio.zoom.us/j/94154576603?pwd=RmN4elJxRDQraWhFVFhTRzNDRVdpdz09
Banca Examinadora: Bruno Fânzeres dos Santos – orientador – PUC-Rio; Davi Michel Valladão – PUC-Rio; Erlon Cristian Finardi – UFSC; Débora Dias Jardim Penna – ONS.
Resumo:
Ao longo das últimas décadas, diversos mercados de energia elétrica ao redor do globo vêm passando por mudanças estruturais, dirigidas, essencialmente, pelo aumento da penetração de fontes de energia renovável variável, dos recursos energéticos distribuídos e de maior eficiência na resposta da demanda. Um ponto crítico destas mudanças é a necessidade da precificação da energia e operação do sistema estarem aderentes à realidade, refletindo comportamentos desejáveis dos competidores do mercado. O Setor Elétrico Brasileiro (SEB)
também enfrenta esta esteira de mudanças e, recentemente, instituiu a Consulta Pública nº 033/2017 do Ministério de Minas e Energia (MME), que, dentre outras medidas, resultou na organização de um Grupo de Trabalho para conduzir a Modernização (GT Modernização) do marco regulatório do SEB por meio da Portaria MME nº 187/2019. As atividades do GT Modernização culminaram com a publicação de um relatório final, cujos principais pontos se encontram atualmente em fase de tramitação na Câmara dos Deputados na figura do Projeto
de Lei 414/2021, que aborda, dentre outros, a modernização do mecanismo de formação de preço de energia.
No Brasil, o modelo de precificação vigente, usualmente chamado como “por custos auditados”, é baseado na execução de uma cadeia de modelos de otimização eletroenergética que calculam o preço da energia usando uma coleção de informações “auditadas” pelos operadores de mercado e do sistema sobre os custos de geração dos agentes. Por outro lado, a formação de preços chamada de “por oferta” foi colocada à mesa para discussão como uma alternativa ao modelo atual, pois promoveria o aumento da eficiência econômica ao preço da energia elétrica e melhoraria a resposta da demanda à oferta para o contexto brasileiro. Na dinâmica comercial e operativa do formato “por oferta”, os agentes manifestam sua disposição a suprir energia a partir da oferta de uma curva de suprimento, indicando os preços mínimos que estão dispostos a receber por cada unidade de energia produzida por seus geradores e as respectivas quantidades máximas de cada trecho da curva, refletindo, entre outros fatores, os custos de oportunidade sobre o recurso disponível e seu perfil de aversão a risco. A partir da coleção de ofertas de cada participante, o preço da energia e o ponto operativo do sistema são calculados pelo operador de mercado e do sistema, respectivamente.
Neste sentido, a fim de prover suporte às discussões de modernização do SEB, neste trabalho, será estudado o impacto de uma mudança na dinâmica de precificação e operação do sistema brasileiro para o formato “por oferta”. O foco será destinado ao problema de operação e liquidação do chamado mercado de curtíssimo prazo, isto é, para o dia seguinte. Para tanto, será proposta uma modelagem para o processo decisório dos agentes para definição das ofertas de curva de suprimento ótimas sob um desenho de mercado-operação similar ao contexto regulatório atual. Mais especificamente, será considerada uma estrutura de precificação uniforme e zonal, remontando os atuais submercados de energia, e um processo de especificação do ponto operativo para o dia seguinte, dada uma representação nodal, mais detalhada, da rede. Ademais, as restrições básicas do sistema (e.g., balanço hídrico, cascatas de hidrelétricas, limitações operativas de usinas, etc.) serão representadas tanto no modelo de mercado quanto no modelo de operação. Posteriormente, será apresentada uma metodologia para avaliar pontos de equilíbrio neste mercado a partir do conceito de Equilíbrio de Nash. A metodologia proposta permite emular a dinâmica de mercado, refletindo o comportamento racional dos competidores e seus impactos econômico-financeiros e operativos. Desta forma, reguladores e operadores de mercado e do sistema podem utilizar este arcabouço metodológico para inferir estados econômicos de equilíbrio do sistema, permitindo ajustes regulatórios do desenho de mercado/operação, e monitoramento das atividades dos agentes.
Por fim, utilizando dados reais do SEB e de seus agentes, análises e insights a respeito do ponto de equilíbrio econômico (de Nash) encontrado serão apresentados e discutidos. Também será realizada uma comparação do ponto operativo do sistema e das receitas dos competidores com dois possíveis benchmarks de desenho de mercado-operação: (i) “por oferta” com precificação nodal, e (ii) “por custos auditados”, emulando um equilíbrio competitivo. Dessa forma, buscaremos trazer uma metodologia adequada para intensificar as
discussões da modernização do SEB no âmbito de uma mudança da dinâmica de operação e precificação do sistema, com evidências empíricas usando dados reais do sistema brasileiro.