Análise da operação do sistema hidrotérmico brasileiro sob o ponto de vista do custo marginal de operação

Abstract

Resumo: O sistema elétrico brasileiro é complexo, de difícil operação que envolve muitas análises que não podem ser resolvidas de maneira trivial. A predominância da matriz energética brasileira é hídrica, complementada na maior parte por fontes térmicas, sendo assim o sistema elétrico brasileiro é concebido como hidrotérmico. Assim, sobretudo, a operação do sistema deve ser otimizada de forma a atender a demanda de energia com o menor custo operacional possível. Por definição, este custo é composto pela soma entre os custos marginais das usinas térmicas e os eventuais custos de déficit de energia. Nesse contexto, espera-se que dentro do sistema exista a chamada ordem de mérito no despacho hidrotérmico. Ou seja, as usinas térmicas com custo menor devem ser despachadas antes das de maior custo. Portanto, é esperado que a geração térmica e o custo marginal de operação do sistema (representado pelo Preço de Liquidação das Diferenças - PLD) estejam inversamente relacionados à oferta hídrica. Assim, este trabalho avaliou a existência dessa ordem de mérito nos valores programados para o despacho termoelétrico de maneira concomitante aos valores efetivamente gerados de energia pelas termoelétricas. Para tanto, selecionou-se o ano de 2017 como estudo de caso e, para cada mês, foram obtidas as curvas de ordem de mérito do parque termoelétrico disponível na época. As curvas foram confrontadas com a energia gerada individualmente por cada usina térmica. Como resultados, as curvas com a energia gerada acumulada pelo custo mostram a ordem de mérito. Além disso, observou-se forte correlação inversa entre o PLD e a oferta hídrica, principalmente, em regiões com sazonalidade mais marcante. Palavras-chaves: Custo Marginal de Operação. Despacho Hidrotérmico. Planejamento Energético.

Abstract: Brazilian electric system is complex and difficult to operate, involving many analyses which cannot be solved in a trivial way. Brazilian energetic matrix is predominantly hydric, being completed mostly by thermal sources. Thus, it is conceived as hydrothermal. In that sense, system operation should be especially optimized so that it attends energy demand with the smallest operational cost possible. By definition, this cost consists of the sum between thermal power plants marginal costs and any costs due to energy deficit. In this context, it is expected that the so called "order of merit in thermoelectric dispatch" is included in the system. That is, thermal power plants with lowest cost might be dispatched before the ones with higher costs. Therefore, it is expected that the thermal generation and the system's operational marginal costs (represented by Spot Price - SP) are inversely related to the water supply. Thus, this project evaluated the existence of this order of merit in the scheduled values to the thermoelectric dispatch in parallel to the effectively generated energy by the thermoelectric. In order to achieve it, it was selected the year of 2017 as a study case and, for each month, the order of merit curves for the available thermoelectric power plants at that time were obtained and then compared to the energy generated individually by each thermoelectric power plant. As a result, the curves with the accumulated generated energy by cost show the order of merit. Besides that, it was also observed a strong negative correlation between SP and water supply, specially in regions with a more outstanding seasonality. Keywords: Operational marginal cost. Hydrothermal Dispatch. Energy Planning.