[pt] O objetivo desta dissertação é analisar a aplicação de metodologias de alocação de capacidade firme de usinas termelétricas através da teoria dos jogos cooperativos e suas conseqüências na cooperação entre os agentes. Mostra-se que não existe uma maneira ótima, única, de se fazer esta repartição, mas existem critérios para verificar se uma metodologia de repartição específica apresenta algum aspecto inadequado. Um desses critérios é a justiça. Mostra-se que este sentido de justiça equivale a pertencer ao chamado núcleo de um jogo cooperativo, onde não há subsídio de um subgrupo por outro. O cálculo da capacidade firme ou Capacidade de Suprimento de Carga será formulado como um problema de otimização linear e serão investigadas vantagens e desvantagens de distintos métodos de alocação (benefícios marginais, última adição, Nucleolus, Shapley). A aplicação desses métodos tem um crescimento exponencial de esforço computacional, o método de Aumann- Shapley abordado em seguida fornece para o problema de alocação de capacidade firme uma solução computacional mais eficiente, embora em sua descrição aparentemente o método aumente o esforço computacional. Em seguida foram realizados resultados numéricos com sistemas genéricos de pequeno porte. / [en] The objective of this work is to investigate the application of different methodologies of allocation of firm capacity rights among thermal plants using a game-theoretic framework and the consequences in the cooperation among the agents. It is shown that there is not an optimal and unique approach to make this allocation but there are criteria to verify if a given approach presents any inadequate aspect. One of these criteria is the justice, or fairness. It is shown that a one sense of justice is equivalent to the condition of the core of a cooperative game. The calculation of the firm capacity will be formulated as a linear program and advantages/disadvantages of different allocation methods (marginal allocation, incremental allocation, Nucleolus, Shapley) will be investigated. The complexities of these methods are exponential, so it will be shown that the Aumann-Shapley (AS) scheme to the problem of allocation of capacity rights will be more efficient. Numerical results about the difference allocations in these methods are presented in general smalls systems.

[pt] A consideração dos custos de transmissão associados a cada projeto é fundamental para que as comparações econômicas dos custos totais de geração entre tecnologia sejam realizadas corretamente. Os custos de transmissão tendem a ser elevados para usinas distantes dos centros de carga; ou reduzidos para usinas próximas dos centros de carga. O custo de transmissão de cada agente é calculado a partir de uma tarifa, cujo valor depende do ponto de conexão e deveria refletir o sinal locacional da parcela da rede efetivamente utilizada. As metodologias existentes têm limitações que atenuam consideravelmente o sinal locacional, e, consequentemente, necessitam de fatores de ajuste conhecidos como selo, que podem ser bastante significativos quando comparados com a parcela locacional. Uma limitação importante das metodologias existentes é não considerar múltiplos cenários de despacho, sobretudo em países com forte presença de hidrelétricas, podendo influenciar bastante a alocação e criar um problema de recuperação de custos. Outro tema abordado é o cálculo da tarifa de transmissão diferenciada por patamar de carga, cujo benefício é possibilitar que os consumidores respondam ao sinal econômico da tarifa de transmissão, aumentando a eficiência econômica. Esta dissertação apresenta uma nova metodologia com base no esquema Aumann Shapley (AS) que incorpora o tema dos múltiplos cenários de despacho e cálculo da tarifa de transmissão diferenciada por patamar de carga. Para ilustrar a aplicação da metodologia proposta foi utilizado um sistema teste de 3 barras e o sistema elétrico da Bolívia. A metodologia proposta é comparada com as seguintes metodologias: (i) Participações Médias; (ii) Metodologia Nodal ou Custo Marginal de Longo Prazo (CMLP); e (iii) AS Original. Os resultados mostraram que a utilização da metodologia proposta melhorou significativamente o sinal locacional, reduzindo a necessidade complementação com a parcela selo da tarifa de transmissão. / [en] The consideration of transmission costs is essential for an isonomic economic valuation of generation projects due to the competition among different sources. The transmission costs tend to be greater for power plants located far from the load centers than for those that are closer. The transmission cost of each agent is calculated through a tariff, whose value depends on the point of connection and might reflect a locational signal of the transmission network s portion effectively used. The existing methodologies have limitations that greatly hinders the locational signal, therefore, is required a complementary charge known as postage stamp that can be quite significant when compared with the locational portion. The existing methodologies do not consider the multiple dispatch scenarios for allocation of the transmission costs, which is a very important issue and can greatly influence the allocation and create a cost recovery problem, especially in countries with a strong presence of hydroelectric plants. Another important issue to be considered in methodologies for allocation of transmission costs is the calculation of the transmission tariff varying in accordance with the load blocks, whose benefit is enable the consumers to respond to the transmission tariff s economic signal, increasing economic efficiency. This thesis presents a new methodology based on the AS scheme that incorporates the multiple dispatch scenarios and provides the calculation of the transmission tariff per load block. To illustrate the application of the proposed methodology, it was used a 3 bus test system and the Bolivian power system. The proposed methodology is compared with the following methods: (i) Average Participation Factors (APF); (ii) Long Run Marginal Cost (LRMC) and (iii) Original AS. The results showed that the use of the proposed methodology significantly improved the locational signal, reducing the need of the postage stamp portion of the transmission tariff.

[pt] Minerar bitcoins é uma atividade incerta, e para realizá-la, os participantes competem em um processo chamado Proof-Of-Work. Cada participante pode passar meses ou até anos sem fluxos positivos de caixa, enquanto os custos se mantém. Isto pode afastá-los da tecnologia e a saída de membros afeta a própria rede, que não sobrevive sem a presença de mineradores. Este trabalho propõe estudar o compartilhamento de recompensas em estruturas já existentes na rede: mineradores se juntando em pools de mineração e dividindo receitas e custos, assim diminuindo a variabilidade e gerando fluxos positivos de caixa mais constantes. A receita e custos são modelados, e um modelo de programação estocástica é proposto para encontrar as alocações ótimas que garantem a permanência dos membros no pool. Este grupo de é caracterizado por uma coalizão, estudado através de Teoria dos Jogos. O comportamento dos jogadores também é de estudo neste trabalho, e uma medida monetária de risco, na forma de CVaR (Conditional Value at Risk) é usada para representar o perfil de risco do minerador e as consequências para as alocações ótimas. Embora não haja benefício estrito em fazer parte do pool para um único período de análise, há ganho financeiro quando se analisa em múltiplos períodos, e o tempo médio para se acertar um hash diminui quando os participantes se juntam em um pool. Um ganho na probabilidade de mineração ao fazer parte de um pool aumentaria a receita média da coalizão, trazendo ganhos financeiros mesmo em um único período de análise. Divisões intuitivas de recursos, como por poder computacional ou igualitária podem não garantir estabilidade do pool, principalmente considerando períodos longos de tempo. Tal estabilidade é possível em um futuro sem receitas fixas de mineração, se ocorrerem também mudanças nas receitas variáveis e custos. Três funções objetivo diferentes representando três idéias de partilha de recompensa são comparadas e uma metodologia é proposta para uso conjunto de pelo menos duas destas, com objetivo de aumentar a justiça na divisão das recompensas. / [en] Mining Bitcoins is an uncertain activity, and to perform it, players must compete in a process known as Proof-Of-Work. A miner may spend months or even years without positive cash flows on this process, while still incurring in the associated costs. This outcome has the possibility to drive them away from the technology, and the departure of members affects the network itself, as it cannot survive without the presence of miners. This work proposes to study the sharing of rewards in structures already presented in the network: miners joining forces and taking place in mining pools, sharing revenues and costs, thus having positive cash flows more often, reducing variability in gains. The revenues and costs are modeled, and a stochastic optimization model is proposed to find the optimal allocations that guarantee that all members stay within the pool. This group of miners is characterized by a coalition, studied through Game Theory. The behavior of the players is also subject of this study, and a monetary risk measure, by the form of CVaR (Conditional Value at Risk) is used to represent the miner s risk profile and consequences to the optimal allocations. While there is no strict benefit from being part of a pool for a single block, there is financial gain when looking at multi-period, and the average time to correctly guess a hash decreases when players join forces in a pool. A gain in mining probability by being in the pool would raise the average reward of the coalition and allow for financial benefit even in single period.We observe that intuitive sharing allocations such as through computational power and equally dividing rewards may not guarantee the stability of the pool, mainly when longer periods of time are considered. Said stability is possible in the future without fixed incomes, but with changes to the variable rewards and the costs of mining. Lastly, three different objective functions representing three ideas to share the rewards within the nucleolus are compared and a method is proposed to collectively use at least two of them, aiming increased fairness in the sharing of rewards.