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This project examines the implications of the photovoltaic power generation as well as the battery storage systems on the distribution network tariff structures. Different types of existing distribution tariffs were applied to the residential households’ demand patterns. Several scenarios of demand profiles were theoretically investigated. First scenario included households’ consumption under current situation without on-site power production and any storage, second scenario concerned penetration of average size of solar panel installations and the last demand profile with maximum possible size of photovoltaic panels complemented with battery storage use. The distribution tariffs included in the comparison are: power based tariff and two energy based tariffs, one with flat-rate and another with time-of-use structure. Distribution tariffs were normalized with the aim to research the implications of the on-site production and storage use. Normalization factors were used when comparing financial bills from the households under above mentioned scenarios. Energy distribution tariffs have higher potential for households to save on their energy bill with the introduction of the on-site solar power utilization. On the other hand power tariff provides higher incentive for the implementation of the demand response strategies in the households.

Esta dissertação apresenta uma proposta de construção de uma nova metodologia voltada à estrutura tarifária de sistemas elétricos, considerando grupos de consumidores de média e de baixa tensão. A discussão mostra a necessidade de aprimoramento da atual estrutura tarifária brasileira para os consumidores atendidos pelos sistemas de distribuição de energia. Também os principais aspectos necessários para uma estrutura mais eficiente, justa e consistente, baseada nos fundamentos da teoria econômica, são aqui considerados. Nesse contexto, realizou-se uma pesquisa sobre as tarifações praticadas em diversos países, identificando suas principais características e potenciais aplicabilidades neste estudo. Em relação às simulações computacionais, foi desenvolvido um algoritmo para determinação dos preços das tarifas dos consumidores atendidos por uma dada distribuidora, considerando as características socioeconômicas e operacionais de sua área de concessão. Por fim, apresentam-se os resultados obtidos a partir da simulação de novas tarifas, baseados em um estudo de caso de uma concessionária da região Sudeste do Brasil. Assim, foram comprovadas a aplicabilidade e eficiência da metodologia desenvolvida neste trabalho, no que diz respeito à segmentação do mercado da distribuidora nas opções tarifárias propostas e a potenciais aplicações em projetos piloto. / This dissertation presents a proposal for the construction of a new methodology for electricity distribution pricing, considering medium and low voltage consumer groups. The discussion shows the need for improvements in the current tariff structure for Brazilian consumers supplied by distribution systems. Also, main necessary aspects for a more efficient, fair and consistent rate design, based on the fundamentals of economic theory, are herein considered. In this context, a research on the pricing methods applied in different countries was carried out, identifying their key characteristics and potential applicability for this study. Regarding computer simulations, an algorithm was developed to determine the tariffs of consumers supplied by a certain distribution company, considering the social, economic and operational characteristics of its concession area. Finally, the results obtained from the simulation of new tariffs are presented, based on a case study for a company located in the southeast of Brazil. Thus, it was proved the applicability and efficiency of the methodology developed in this work, regarding the utility market segmentation on the proposed tariff options and potential applications in pilot projects.

Esta dissertação apresenta uma proposta de construção de uma nova metodologia voltada à estrutura tarifária de sistemas elétricos, considerando grupos de consumidores de média e de baixa tensão. A discussão mostra a necessidade de aprimoramento da atual estrutura tarifária brasileira para os consumidores atendidos pelos sistemas de distribuição de energia. Também os principais aspectos necessários para uma estrutura mais eficiente, justa e consistente, baseada nos fundamentos da teoria econômica, são aqui considerados. Nesse contexto, realizou-se uma pesquisa sobre as tarifações praticadas em diversos países, identificando suas principais características e potenciais aplicabilidades neste estudo. Em relação às simulações computacionais, foi desenvolvido um algoritmo para determinação dos preços das tarifas dos consumidores atendidos por uma dada distribuidora, considerando as características socioeconômicas e operacionais de sua área de concessão. Por fim, apresentam-se os resultados obtidos a partir da simulação de novas tarifas, baseados em um estudo de caso de uma concessionária da região Sudeste do Brasil. Assim, foram comprovadas a aplicabilidade e eficiência da metodologia desenvolvida neste trabalho, no que diz respeito à segmentação do mercado da distribuidora nas opções tarifárias propostas e a potenciais aplicações em projetos piloto. / This dissertation presents a proposal for the construction of a new methodology for electricity distribution pricing, considering medium and low voltage consumer groups. The discussion shows the need for improvements in the current tariff structure for Brazilian consumers supplied by distribution systems. Also, main necessary aspects for a more efficient, fair and consistent rate design, based on the fundamentals of economic theory, are herein considered. In this context, a research on the pricing methods applied in different countries was carried out, identifying their key characteristics and potential applicability for this study. Regarding computer simulations, an algorithm was developed to determine the tariffs of consumers supplied by a certain distribution company, considering the social, economic and operational characteristics of its concession area. Finally, the results obtained from the simulation of new tariffs are presented, based on a case study for a company located in the southeast of Brazil. Thus, it was proved the applicability and efficiency of the methodology developed in this work, regarding the utility market segmentation on the proposed tariff options and potential applications in pilot projects.

O objetivo desta dissertação é testar a hipótese sobre a resposta dos consumidores devido a uma alteração no sinal econômico horário das tarifas de energia elétrica. Foram examinados e testados os efeitos sobre a forma de uso de energia elétrica de 218 consumidores da empresa AES Sul para o período de janeiro de 2012 a maio de 2016, com marco na alteração tarifária a partir de abril de 2013, proposta com base na teoria de peak load pricing (preço de pico). A experiência deste caso corrobora com as hipóteses desta teoria, no qual aponta que os preços devem guardar reação com o custo marginal de atendimento e, é maior nos horários de pico. A hipótese foi testada usando o método econométrico de diferenças em diferenças, cujos resultados foram robustos ao mostrar que a alteração do sinal econômico influenciou o comportamento dos consumidores, melhorando a forma de utilização dos ativos de energia elétrica, aumentando os lucros da firma. / The objective of this dissertation is testing the hypotheses of consumers response due to a change in the hourly economic rates given through electrical energy tariffs. The effects in the form of using electrical energy of 218 consumers of the company AES Sul, due to the amendment occurred in the economic signal from April 2013 based on peak load pricing theory, were examined and tested using their data from January 2012 to May 2016. The experience of this case corroborates with the hypotheses of this theory, which indicates that prices must be linked to supply marginal cost, which is bigger at peak hours. The presented hypotheses was tested using the differences in differences econometric method, which results turned to be robust about the change in economic signal strongly influences on consumers behaviors, improving the usage of electrical assets, arising profits.

O objetivo desta dissertação é testar a hipótese sobre a resposta dos consumidores devido a uma alteração no sinal econômico horário das tarifas de energia elétrica. Foram examinados e testados os efeitos sobre a forma de uso de energia elétrica de 218 consumidores da empresa AES Sul para o período de janeiro de 2012 a maio de 2016, com marco na alteração tarifária a partir de abril de 2013, proposta com base na teoria de peak load pricing (preço de pico). A experiência deste caso corrobora com as hipóteses desta teoria, no qual aponta que os preços devem guardar reação com o custo marginal de atendimento e, é maior nos horários de pico. A hipótese foi testada usando o método econométrico de diferenças em diferenças, cujos resultados foram robustos ao mostrar que a alteração do sinal econômico influenciou o comportamento dos consumidores, melhorando a forma de utilização dos ativos de energia elétrica, aumentando os lucros da firma. / The objective of this dissertation is testing the hypotheses of consumers response due to a change in the hourly economic rates given through electrical energy tariffs. The effects in the form of using electrical energy of 218 consumers of the company AES Sul, due to the amendment occurred in the economic signal from April 2013 based on peak load pricing theory, were examined and tested using their data from January 2012 to May 2016. The experience of this case corroborates with the hypotheses of this theory, which indicates that prices must be linked to supply marginal cost, which is bigger at peak hours. The presented hypotheses was tested using the differences in differences econometric method, which results turned to be robust about the change in economic signal strongly influences on consumers behaviors, improving the usage of electrical assets, arising profits.

O objetivo desta dissertação é testar a hipótese sobre a resposta dos consumidores devido a uma alteração no sinal econômico horário das tarifas de energia elétrica. Foram examinados e testados os efeitos sobre a forma de uso de energia elétrica de 218 consumidores da empresa AES Sul para o período de janeiro de 2012 a maio de 2016, com marco na alteração tarifária a partir de abril de 2013, proposta com base na teoria de peak load pricing (preço de pico). A experiência deste caso corrobora com as hipóteses desta teoria, no qual aponta que os preços devem guardar reação com o custo marginal de atendimento e, é maior nos horários de pico. A hipótese foi testada usando o método econométrico de diferenças em diferenças, cujos resultados foram robustos ao mostrar que a alteração do sinal econômico influenciou o comportamento dos consumidores, melhorando a forma de utilização dos ativos de energia elétrica, aumentando os lucros da firma. / The objective of this dissertation is testing the hypotheses of consumers response due to a change in the hourly economic rates given through electrical energy tariffs. The effects in the form of using electrical energy of 218 consumers of the company AES Sul, due to the amendment occurred in the economic signal from April 2013 based on peak load pricing theory, were examined and tested using their data from January 2012 to May 2016. The experience of this case corroborates with the hypotheses of this theory, which indicates that prices must be linked to supply marginal cost, which is bigger at peak hours. The presented hypotheses was tested using the differences in differences econometric method, which results turned to be robust about the change in economic signal strongly influences on consumers behaviors, improving the usage of electrical assets, arising profits.