[pt] Essa dissertação de mestrado teve dois objetivos principais. O primeiro foi avaliar a metodologia atual de determinação de preços para tarifa branca de energia elétrica. O segundo foi propor uma nova metodologia, baseada na simulação e otimização do parâmetro kz, com a inserção de variáveis voltadas para a observação do equilíbrio econômico e financeiro da tarifa, a modicidade tarifária. De acordo com a estrutura tarifária brasileira, a tomada de decisão equivocada no tocante à regulamentação da tarifa branca poderá acarretar em consequências deletérias para a tarifa de energia, caso sejam concedidos benefícios indevidos a consumidores, ou por outro lado, ser uma barreira impeditiva para a migração, que causaria o fracasso da nova modalidade. Para o desenvolvimento do trabalho foi utilizada uma metodologia de clusterização das curvas de carga por tipo e desenvolvido uma metodologia baseada em parâmetros da regulamentação atual e variáveis fundamentadas em experiências internacionais de tarifação horo-sazonal na baixa tensão. A aplicação da metodologia foi realizada pela simulação do parâmetro kz, com a obtenção das respectivas tarifas (fora de ponta, intermediária e ponta), para cada kz simulado foram calculadas as variáveis do modelo por tipologia e, na sequência, realizada a otimização da variável kz pela observação dos resultados consolidados das tipologias do subgrupo. Concluiu-se com esse estudo que a metodologia atual não observa parâmetros relevantes para a determinação dos preços da tarifa branca e que as distorções possuem maior impacto absoluto no subgrupo residencial e maior impacto relativo na classe industrial. A metodologia proposta demonstrou-se consistente na obtenção das relações de preços da tarifa branca e, oportunamente, poderá contribuir para o aprimoramento da nova modalidade tarifária. / [en] This Master s thesis has two main goals. The first is to assess the current method for determining the electrical energy white tariff prices. The second is to propose a new methodology based on simulation and optimization of the kz parameter with the inclusion of new variables, aiming at the the economic and financial balance of the tariff, considering the fact that its adoption by the utility clientes is not at all compulsory. According to the Brazilian tariff structure, making wrong decision regarding the regulation of the white tariff may result in harmful consequences not only for the energy tariff, but also for the distribution utility. To develop the thesis it was used a clustering methodology by type of load curves and applied parameters based on international experiences that has used such kind of tariff. The methodology was carried out by simulation of the kz parameter, obtaining the white tariffs, for each simulated kz value. the model variables by type were then calculated. Finally, the optimal kz value was obtained by observing the consolidated results of the subgroup typologies. It is concluded from this study that the current methodology does not consider relevant parameters for the determination of the white tariffs prices and that distortions have greater absolute impact on residential subgroup and greater relative impact on the industrial class. The proposed methodology proved to be consistent in getting the price ratios of the white tariff and, in due course, can contribute to the improvement of the new tariff structure.

[pt] Esta dissertação de mestrado teve por objetivo demonstrar, por meio da análise de medições inteligentes e de pesquisas de posse de equipamentos e hábitos de uso (PPHs), quais os perfis de consumidores residenciais que poderão se beneficiar caso adotem a tarifa branca, reduzindo os custos de suas faturas de energia sem comprometer drasticamente seu conforto e tornando seu consumo de energia mais sustentável. Foi realizado um estudo de caso na área de concessão da distribuidora Coelce. A motivação para realização desse estudo de caso resultou do fato de ser um tema novo para o consumidor residencial brasileiro, com escassa literatura nacional, e que será objeto de diversos questionamentos, exigindo uma postura mais ativa do consumidor no sentindo de gerenciar seu consumo e reduzir os desperdícios, tornando mais complexa as relações consumidor versus concessionária e consumo de energia. A metodologia se utiliza do tratamento de dados e análises estatísticas de medições provenientes de medidores eletrônicos providos de memória de massa que registram leituras de consumo a cada 15 minutos em alguns equipamentos e no ramal de entrada. Utilizaram-se informações de PPHs como apoio às análises. Os resultados permitiram identificar quais as faixas de consumo que mais se beneficiariam da adesão à tarifa branca, quais equipamentos podem ter seu consumo deslocado e quais ações de gerenciamento de carga podem vir a ser adotadas. Concluiu-se que 55 por cento dos consumidores seriam beneficiados pela tarifa branca – outros 25 por cento teriam potencial –, obtendo descontos de 1,62 por cento a 14,60 por cento em suas faturas de energia. / [en] This thesis aimed to demonstrate, through the analysis of intelligent measurement and survey of possession and habits (PPHs), which profiles of residential consumers that will be able to benefit if they adopt the white-tariff, cutting down the costs of their energy bills without quite compromising your comfort, and making your consumption of energy more sustainable. A case study was done conducted in the concession area of the Coelce power utility. The motivation for conducting this case study resulted from the fact that it is a new theme for Brazilian household consumers, with little national literature, and will be subject to several questions, requiring a more active stance of the consumer to manage their consumption and reduce the losses, becoming more complex the relationship as consumer versus utility and energy consumption. The methodology makes use of data processing and statistical analysis of measurements from smart meters equipped with mass memory which record consumption readings every 15 minutes in some equipment and the input extension of energy. PPHs information were used as supporting analyzes. The results showed which are the ranges of consumption that would most benefit from joining the white-tariff, which equipment may have shifted their energy consumption and what actions of load management can be adopted. The conclusion was reached that 55 percent of consumers would be benefited by the white tariff – another 25 percent had potential – getting discounts of 1.62 percent to 14.60 percent on their energy bills.

[pt] Nos últimos anos, o custo com energia elétrica tem aumentado de forma significativa para os consumidores no Brasil. Grandes consumidores, como indústrias e comércios, atualmente dispõem de alternativas para mitigar estes custos, como a otimização do contrato de demanda, a correção do baixo fator de potência, a utilização de geração própria, renovável ou não renovável, além da possibilidade de migrar para o mercado livre de energia elétrica, com diversas modalidades de contratos, preços e prazos. Já os consumidores residenciais, em função dos custos menores com as faturas de energia e da limitação técnica dos medidores, até agora dispunham de poucos mecanismos para atenuar seus custos. Entretanto, nos últimos anos tem sido cada vez mais comum a utilização de geração distribuída, principalmente com o uso de painéis fotovoltaicos por parte destes consumidores. Além disto, com a redução dos custos dos medidores inteligentes de energia elétrica, estes consumidores também podem monitorar seu consumo em tempo real, promovendo ações de aumento de eficiência energética para reduzir custos. Mais recentemente, foram criadas as bandeiras tarifárias, que propõem identificar as condições sistêmicas por cores verde, amarela e vermelha. As cores amarela e vermelha sinalizam aumentos de custos na produção de energia elétrica e, consequentemente, são repassados para o consumidor na forma de aumento de tarifa, promovendo resposta da demanda. Assim, há uma razão adicional para os consumidores monitorarem seu consumo. Não obstante, em 2018 foi adotada uma nova modalidade tarifária voltada para esta classe de consumidor chamada tarifa branca. Nesta modalidade, o consumidor possui diferentes valores de tarifas para diferentes períodos do dia. Assim, o consumidor que optar por esta modalidade pode reduzir o custo da sua fatura deslocando o consumo de horários de maior valor de tarifa para horários de menor valor de tarifa. Esta dissertação busca analisar em detalhes a viabilidade de um consumidor residencial migrar seu contrato para a chamada tarifa branca. Para isto, é proposto um modelo de otimização linear inteiro misto que busca desagregar o consumo de energia elétrica, medido de forma não invasiva, do consumidor para os diferentes eletrodomésticos da casa. Logo, o consumidor poderá decidir pela mudança contratual avaliando a perda de conforto que terá em mudar seus hábitos de consumo. A aplicação do modelo proposto é interessante não só por apresentar um diagnóstico mais detalhado do consumo de energia elétrica, mas também por identificar o funcionamento de eletrodomésticos como geladeira, ar condicionado e frigobar, que possuem diferentes estados de operação que dificilmente seriam capturados por uma simples inspeção destes eletrodomésticos. Para ilustrar o modelo proposto, nesta dissertação, dados de um consumidor real foram utilizados e a acurácia do modelo pôde ser comprovada com medições diretas de alguns eletrodomésticos. Desta forma, o consumidor tem a sua disposição uma ferramenta de apoio à decisão importante para monitorar o funcionamento dos eletrodomésticos e definir se deve migrar para a nova modalidade tarifária. / [en] In the last years, energy consumption has increased significantly for consumers in Brazil. Large consumers, such as industrial and commercial customers, are currently subject to cost-mitigation alternatives such as demand contract optimization, power factor reduction, self-generation, renewable or non-renewable generation, and the possibility of migrating to the free market of electric energy, with various modes of purchase, prices and deadlines. The consumer, in which the means of the upper costs with the fat means of the data of the meters, is in function of minor engines to reduce their costs. However, on a constant basis, with the use of photovoltaic panels, by these consumers. In addition, with the help of the costs of smart electric power meters, these profits are potentially higher, in real time, the ability to generate weaker sound profits for the cost image. More recently, they were created as tariff plates, which identify the systemic conditions by the green, yellow and red nuclei. The yellow and red samples are generated from the temperature of electric energy production and, consequently, are passed on to the consumer in the form of temperature increase. Thus, there is a large difference in consumption levels of your consumption. Nevertheless, in 2015 a new tariff modality was implemented for this class of energy consumption called the white tariff. In this mode, the buyer has different rate values for different periods of the day. Thus, consumers who have this option can reduce the cost of their invoice in relation to the consumption of schedules of higher tariff value for the hours of lower tariff value. This dissertation looks at the analysis on a feasibility of a residential ad migrating its contract to a so-called white tariff. To this end, it is necessary a linear model that makes the difference in consumption of electric energy, measured non-invasively, from consumer to the different units of household appliances of the house. Therefore, the consumer is also evaluated by contracting a service that improves their consumption capacity. The application of the model is more interesting, but no longer presents the power of electric power, but also has the same standard of electricity as the refrigerator, air conditioning and minibar, which have different states of operation that are hardly captured by a simple inspection of each appliance. To illustrate the proposed model, this dissertation, data from a real consumer were used and an accuracy of the model can be proven with the direct measurements of some home appliances. The way in which the consumer has a migration support tool for the operation of the equipment and defines whether to migrate to a new tariff modality.

[pt] Este trabalho apresenta um método de Monitoramento Não Intrusivo de Carga de Aparelhos elétricos (do inglês Non-Intrusive Appliance Load Monitoring – NIALM) supervisionado, usando técnicas de análise de estados estacionários, para desagregação do consumo elétrico residencial a partir de uma única medição, sem a necessidade de instalação de medidores individuais nos dispositivos. A metodologia proposta divide o problema em duas etapas. Inicialmente, há um pré-processamento para identificação e desagregação dos aparelhos que apresentam comportamento periódico, modelados a partir da estimação dos parâmetros da série de Fourier. Na etapa seguinte, os resultados obtidos são combinados a um modelo de otimização linear-inteiro misto para desagregação dos equipamentos não-periódicos, buscando minimizar a diferença entre a curva de carga total lida e a soma das curvas de carga desagregadas por dispositivo. Uma aplicação didática é realizada para validação do método proposto com dados reais e, por fim, é apresentada uma análise de viabilidade econômica da migração para a tarifa branca aplicada no Brasil. Os resultados mostram que, ao utilizar dessa metodologia, é possível que o usuário avalie se há ou não vantagem em deslocar parte do seu consumo de energia para fora do horário de ponta para obter benefício na sua fatura de energia elétrica. / [en] This work presents a supervised Non-Intrusive Appliance Load Monitoring (NILM) method, or energy disaggregation, for residential consumption, which aims to decompose the aggregate energy consumption data collected from a single measurement point into device-level consumption estimation using steady state analysis techniques with no need to install individual meters on appliances. The proposed methodology considers two steps to face the problem. Firstly, periodical appliances are modeled from the estimation of Fourier series parameters and extracted from the total power measured. Secondly, the results obtained are combined with a Mixed Integer Linear Programming proposed to disaggregate the remaining appliances, which minimize the difference between the total aggregated load and the sum of the estimated load curves per appliance. A study case is performed with a real case to validate the proposed method and indicates that the model can be useful for practical applications, such as helping evaluate the possibility of the consumers changing the modality of their tariff contract from the conventional tariff to the new Brazilian modality called white tariff.