[pt] O complexo sistema elétrico brasileiro possui uma série de atores que formam parte de uma cadeia de valores, desde a geração, seguida pela transmissão, comercialização, distribuição até o consumidor final. Da atuação eficiente e responsável de cada um deles depende a excelência da qualidade dos serviços executados sob a supervisão de agências externas envolvidas na legislação aplicável à geração, comercialização e distribuição. Este estudo se concentra no processo relacionado aos dois atores finais: distribuidora e consumidor final. O ponto crítico desse processo é a tarifa que, por um lado, determina o preço pago pelo consumidor à concessionária pelo fornecimento de energia e, por outro, garante o retorno econômico justo dos investimentos por ela realizados para garantir a oferta de serviços de qualidade. Neste contexto, surge a necessidade de uma ferramenta computacional para mensurar o faturamento mensal dos consumidores de acordo com suas necessidades em função dos diferentes determinantes tarifárias, assim definindo a tarifa para as diferentes classes de consumo. O simulador de tarifas desenvolvido e validado baseia-se em um modelo matemático que permite fazer três tipos de simulações: faturamentos entre concessionárias; faturamentos entre postos tarifários, em um momento fixo do ano e comparações dos postos tarifários com base em dados históricos mensais para um determinado período do ano. O resultado das simulações fornece subsídios à tomada de decisão pelo consumidor fornecendo-lhe alternativas em situações específicas quanto à melhor tarifa a ser aplicada. / [en] The complexity of the Brazilian electrical system has a number of actors structured as a value chain, from the generation phase, followed by the transmission, marketing, distribution reaching the end user. The efficient and responsible performance of each partner results on the high quality service performed under the supervision of external agencies legislating all activities related to generation, commercialization and distribution of electricity. This study focuses the end players (distributor and consumer) where the critical point is the price that the consumer pays to the distributor utility. This payment ensures a fair economic return of investments made by the utility company while ensuring quality of services provided at reasonable prices. In this context, a computational tool was developed to estimate the monthly billing for different tariffs, guiding consumers to suit their needs. The tariff simulator developed is based on a mathematical model which allows three types of comparisons: inter dealer billings; billings inter tariff posts at a fixed time of year, and tariff comparisons based on monthly historical data for one-year period. Results of simulations performed produced relevant data helping consumers to decide whether or not they should maintain their energy contract with the utility or replace it to a more economic one.

[pt] Desenvolvida no âmbito da linha de pesquisa Metrologia para Energia, a presente dissertação de mestrado tem como objetivo validar os benefícios da tecnologia da termoacumulação como alternativa técnica e economicamente viável para deslocamento de cargas elétricas em períodos de grande utilização. O projeto de pesquisa teve como motivação o estudo de alternativas tecnológicas para viabilizar tarifas diferenciadas. A metodologia utilizada incluiu a revisão da literatura especializada sobre regulação tarifária e termoacumulação; desenvolveu estudos de sistemas de distribuição subterrâneos e aéreos situados em regiões de grande demanda de energia elétrica no horário comercial e desenvolveu análise de sensibilidade técnico-econômica visando a proposição de alternativas tarifárias e políticas de deslocamento de carga. O trabalho se desenvolveu no contexto da segunda revisão tarifária do setor elétrico, que busca repartir os ganhos de eficiência obtidos pelos agentes do setor elétrico com os seus consumidores. Dentre os resultados do trabalho destacam-se: (i) a comprovação da viabilidade da aplicação da termoacumulação em sistemas de climatização, (ii) a redução de custos de operação e implantação de subestações de energia elétrica para consumidores de sistemas de refrigeração e (iii) e proposição de uma tarifa diferenciada que permite a mudança do perfil de carga de sistemas de refrigeração comerciais. Estudos realizados mostraram que a termoacumulação pode gerar redução dos custos de energia elétrica da ordem de 30 a 45 por cento. Como conclusões, o trabalho reconhece a importância de se implantar políticas que privilegiem novas alternativas tarifárias e ressalta os benefícios que resultam da adoção dessa tecnologia alternativa para o meio ambiente. / [en] Studies have shown that thermo-accumulation is an attractive technology to increase the electric power load factor which can lower tariff billings in electricity retailing (30-45 percent), the motivation for this research project. The aim of the present M.Sc. dissertation is to validate the technological benefits of thermo-accumulation applied to the electric sector as an economically feasible alternative for power load displacement at peak mode. The methodology included a literature survey on tariff billings and the regulation of the electric sector; a study of aerial and underground distribution systems at locations of high power load demand; a technical-economic analysis (consumption and tariff) of power substations. Developed within the context of tariff billing revision where the electric sector shared energy-efficient gains with customers, the research project suggests alternate tariff schemes and power load displacement policies. Three major results were found: (i) the feasibility of thermo-accumulation in acclimatization; (ii) the reduction of operational cost of electricity for commercial air-conditioning users; (iii) a proposal for differentiated retailing tariff billings. To highlight the conclusions of the work, the use of the thermo-accumulation technology by electric companies was shown to be unmistakable. On the one hand it provides better tariff schemes for consumers and on the other it is environmentally friendly.

[pt] Os sistemas de transmissão cumprem uma função vital para o bom desempenho dos mercados de energia elétrica. A precificação do seu uso afeta diretamente a remuneração das empresas concessionárias e os custos dos participantes do mercado. No Brasil, os usuários do sistema interligado nacional (SIN) devem pagar pela disponibilização dos equipamentos que compõem a rede para as transmissoras detentoras destes ativos de forma proporcional ao seu uso. Assim, a agência reguladora brasileira (ANEEL) estabeleceu as tarifas de uso do sistema de transmissão (TUST), que são calculadas anualmente por barra via metodologia nodal. Tais tarifas são compostas por duas parcelas: locacional e selo. A parcela locacional reflete o uso efetivo da rede por cada agente participante, medindo o impacto da injeção de potência marginal de uma barra nos equipamentos do sistema. A parcela selo consiste num valor constante que garantirá a remuneração da porção não utilizada da rede. Em geral, a proximidade elétrica das barras do sistema implica valores tarifários similares. Esta Dissertação de Mestrado propõe uma nova metodologia a ser incorporada no cálculo da TUST, considerando a divisão do SIN em zonas tarifárias de transmissão (ZTT). Desta forma, cada ZTT apresentará uma única tarifa a ser aplicada aos seus participantes, que corresponderá à média ponderada das tarifas finais calculadas via metodologia nodal. Para a identificação das ZTT, são aplicadas técnicas de agrupamento k-Means e espectral nos sistemas IEEE-RTS e SIN. Nesta dissertação, avalia-se também o uso de modelos matemáticos para definir o número ideal de ZTT a ser considerado. São realizadas diversas análises de sensibilidade relativas a mudanças de despacho, alterações de topologia e evolução do sistema ao longo dos anos. Os resultados correspondentes são então extensivamente discutidos. / [en] Transmission systems play a vital role in the good performance of the electrical energy markets. The pricing of its use directly affects the budget of concessionary companies and the costs of market participants. In Brazil, users of the national interconnected system (NIS) must pay for the equipment availability that makes up the network to the transmission companies that own these assets in proportion to their use. Thus, the Brazilian regulatory agency (ANEEL) established the tariffs for transmission system usage (TTSU), which are calculated annually by bus using the nodal methodology. Such tariffs are made up of two installments: locational and postage stamp. The locational portion reflects the effective use of the grid by each participating agent, measuring the impact of the marginal power injection at a bus on the system equipment. The stamp portion consists of a constant amount that will guarantee the remuneration of the unused portion of the network. In general, the electrical proximity of the system buses leads to similar tariff values. This dissertation proposes a new methodology to be incorporated into the TTSU calculation, considering the division of the NIS into transmission tariff zones (TTZ). In this way, each TTZ will present a single tariff to be applied to its participants, which will correspond to the weighted average of the final tariffs calculated via the nodal methodology. For the identification of the TTZ, k-Means and Spectral clustering techniques are applied to the IEEE-RTS and SIN systems. In this dissertation, the use of mathematical models is also assessed to define the ideal number of TTZ to be considered. Various sensitivity analyses are carried out regarding changes in dispatch, grid topology and expansion of the system over the years. The corresponding results are deeply discussed.

[pt] Tarifas comerciais podem ser usadas para auxiliar o Banco Central na estabilização da economia? Para responder essa pergunta construímos um modelo Novo Keynesiano de economia aberta com dois países onde as firmas têm poder de mercado suficientemente alto para definir preços diferentes para o mercado local e estrangeiro e obtemos a política monetária e tarifária ótima sob a existência de um limite inferior para a taxa nominal de juros. Fazendo um exercício numérico, analisamos duas situações: quando apenas um país se encontra em uma armadilha de liquidez e quando ambos os países se encontram presos em uma armadilha de liquidez global. Nossos resultados sugerem, que mesmo quando os dois países estão cooperando, a existência do limite inferior da taxa de juros nominal gera uma situação onde o uso ativo de tarifas comerciais pode aumentar o bem-estar da economia. / [en] Can trade tariffs be used to help the Central Bank stabilize the economic cycle? To answer that question we build a New Keynesian Open Economy model with two different countries and where firms have enough market power to set prices in both Home and Foreign markets and calculate the optimal monetary and tariff policy under the existence of a Zero Lower Bound on the nominal interest rate. We perform a numerical exercise to analyse two distinct situations: when only one country is restricted by the Zero Lower Bound and when both countries face this constraint. Our results suggest that the Zero Lower Bound creates a situation in which active use of trade tariffs can be optimal, even if countries are cooperating.