Otimização na contratação de energia sob a ótica das distribuidoras considerando a sazonalização da carga

Abstract

Resumo: O Decreto 5.163/2004 impõe às distribuidoras a contratação de 100% do seu mercado de energia e, no caso de descumprimento dessa regra, as mesmas são sujeitas a perdas financeiras decorrentes da exposição ao Mercado de Curto Prazo (MCP). Para que haja atendimento a essa obrigação, cada distribuidora deve adquirir energia por meio de leilões, sendo os mais comuns: Ajuste, A-1, A-3 e A-5, que possuem tempo de início de suprimento e duração de contratos diferenciados. Também, cada leilão possui limites de compra e de repasse 'a tarifa de energia, sendo que cada categoria de leilão negocia mais de um tipo de produto, com durações de contratos diferenciadas, o que acaba dificultando o planejamento estratégico de compra. Ainda, as distribuidoras precisam, a cada ano, discretizar suas cargas mensalmente, sendo esse processo denominado por sazonalização. Tal processo precisa ser bem executado, de forma que essa discretização mensal fique o mais próximo da curva de demanda para cada mês, visto que uma diferença positiva ou negativa entre a carga alocada mensalmente e a demanda realizada pode acarretar prejuízos financeiros para a distribuidora. Assim, para o desenvolvimento deste trabalho foi proposto um modelo de otimização linear que considerou uma estratégia de contratação com menor custo possível, considerando as diversas categorias de leilões, suas restrições e limitações de repasse de custos, tanto para um horizonte de curto como de longo prazo. No curto prazo considerou-se a contabilização de energia no MCP como mensal, englobandose à contratação o processo de sazonalização, já no longo prazo considerou-se a contabilização de energia em base anual. A partir desse modelo, foram realizados estudos de caso para o horizonte de 2010 a 2015, tomando valores reais praticados no mercado de energia, bem como as informações dos leilões ocorridos e seus produtos. Os resultados mostraram-se promissores, visto que o modelo devolve uma solução de menor custo, utilizando a sazonalização da carga. Foram realizadas comparações entre o modelo proposto e o que realiza a sazonalização somente após a decisão de compras e, para diferentes cenários de Preço de Liquidação das Diferenças (PLD), o modelo proposto se mostrou superior. Por fim, foi realizada uma análise sensibilidade para quantificar os riscos financeiros que a distribuidora está sujeita ao prever sua demanda erroneamente. Palavras-chave: Leilões de energia. Sazonalização. Contratação de energia elétrica. Otimização.

Abstract: The Brazilian decree 5.163/2004 impose on electricity distribution companies to contract energy for one hundred percent of their energy markets. In case of noncompliance, they are subject to financial losses due to Shorth Term Market (MCP) exposure. In order to meet this obligation, each distributor must acquire energy through auctions, the most commons known as Adjust, A-1, A-3 and A-5. Every auction has distinct supply schedules and contracts duration, as well as purchase and tariff onlending limits. Moreover, each auction category trades more than one type of product, with differentiated contracts durations, which hinders the companies' strategic purchases planning. In addition, distributors must, each year, discretize their loads monthly, which is called seasonally. This process needs to be well executed, so that this monthly discretization is closer to the demand curve for each month, since a positive or negative difference between the monthly allocated load and the demand realized can cause financial losses to the distributor. Thus, for the development of this work, a linear optimization model was proposed that considered, a contracting strategy with the lowest possible cost was defined, considering the various categories of auctions, their constraints and cost onlending limitations, both for short-term and long-term horizons. In the short term, monthly energy power accounting was considered at the MCP, including the process of contracting, and the seasonalization. On the other hand, in the long term a yearly energy accounting was considered. The present work did not have the purpose of treating the very short term, where modulation of contracts takes place. From this model, case studies were carried out, for the horizon from 2010 to 2015. Real values practiced in the energy market were applied, as well as the information of the auctions and its products. The results were promising, since the model returned a lower cost solution even using the load seasonalization strategy. Comparisons were made between the proposed model and an alternative that performs the seasonalization only after the purchase decision. For different Settlement Price of Differences (PLD) scenarios the proposed model showed superior. Finally, a sensitivity analysis was performed to quantify the financial risks that the distributor is subject to when applying a wrong forecast of its energy needs. Key-words: Electric power auctions. Seasonalization. Electric power contracting. Optimization.