Em diversos mercados de energia onde há competição, a formação de preços de energia elétrica no mercado de curto prazo decorre do equilíbrio da oferta e da demanda, onde geradores e grandes consumidores informam, em periodicidade horária ou inferior, as quantidades de energia e preços associados aos quais estão dispostos a produzir e consumir, respectivamente. No Brasil, no entanto, a demanda utilizada no modelo de formação de preço de energia elétrica no curto prazo (PLD) é considerada inelástica em relação ao preço. Por mais que se possam constatar sinais de resposta da demanda frente à volatilidade do PLD, ou ao custo com uso da rede de transmissão e distribuição no período de ponta, não há mecanismo estabelecido para que os consumidores ofertem as quantidades de energia e preços aos quais estão dispostos a reduzir seu consumo. O presente trabalho tem o objetivo de apresentar proposta de alteração no processo de formação de preço no curto prazo de modo a permitir a Oferta da Redução do Consumo (ORC) pelos consumidores industriais. A proposta parte da representação do parque termelétrico atual, que serve de base para o valor da oferta de redução do consumo, as adaptações para introdução da curva de operação para fins de consideração da redução de consumo, bem como metodologia para aferição do montante de energia efetivamente reduzido. Além disso, de modo a apresentar o potencial benefício sistêmico com a introdução da proposta, são apresentadas simulações com a cadeia de modelos de formação de preço atual tendo como base a indústria de alumínio no Brasil. Os cenários de ORC da indústria levam em consideração parâmetros econômicos que asseguram a atratividade do negócio em consonância com o benefício sistêmico de redução do custo de operação. Apresenta-se ainda simulação da operação do ano de 2015 com estimativa do potencial de ORC no Ambiente de Contratação Livre (ACL) onde se constatou reduções de até 25% no Custo Marginal de Operação (CMO) e 16% de redução despacho termelétrico. / In several competitive power markets, short term power price is the result of the balance of supply and demand represented by bid and ask prices and energy quantities. In Brazil, short term power price (PLD) calculated by Newave/Decomp price models consider price-inflexible demand, even though traces of demand response to short term power prices and demand tariffs can be identified. The purpose of this Thesis is the proposal of changes in process of power pricing allowing large energy consumers bid their price to curtail their consumption in substitution of thermal power dispatch. Topics included in proposal are: cost of installed thermal power plants in power system, industrial demand curtail and restart features, and demand response effectiveness appraisal tools. Current power price models were employed on simulations to evaluate system\'s benefits with demand response. From an industrial perspective, accounting measures were basis to convert loss of production in demand-side bidding price in order to keep business profitability. Estimate of demand side bidding potential market in Brazilian free market with simulation of system impact in 2015 with results that reached 25% of Marginal Cost reduction and 16% of Thermal Dispatch reduction.

Em diversos mercados de energia onde há competição, a formação de preços de energia elétrica no mercado de curto prazo decorre do equilíbrio da oferta e da demanda, onde geradores e grandes consumidores informam, em periodicidade horária ou inferior, as quantidades de energia e preços associados aos quais estão dispostos a produzir e consumir, respectivamente. No Brasil, no entanto, a demanda utilizada no modelo de formação de preço de energia elétrica no curto prazo (PLD) é considerada inelástica em relação ao preço. Por mais que se possam constatar sinais de resposta da demanda frente à volatilidade do PLD, ou ao custo com uso da rede de transmissão e distribuição no período de ponta, não há mecanismo estabelecido para que os consumidores ofertem as quantidades de energia e preços aos quais estão dispostos a reduzir seu consumo. O presente trabalho tem o objetivo de apresentar proposta de alteração no processo de formação de preço no curto prazo de modo a permitir a Oferta da Redução do Consumo (ORC) pelos consumidores industriais. A proposta parte da representação do parque termelétrico atual, que serve de base para o valor da oferta de redução do consumo, as adaptações para introdução da curva de operação para fins de consideração da redução de consumo, bem como metodologia para aferição do montante de energia efetivamente reduzido. Além disso, de modo a apresentar o potencial benefício sistêmico com a introdução da proposta, são apresentadas simulações com a cadeia de modelos de formação de preço atual tendo como base a indústria de alumínio no Brasil. Os cenários de ORC da indústria levam em consideração parâmetros econômicos que asseguram a atratividade do negócio em consonância com o benefício sistêmico de redução do custo de operação. Apresenta-se ainda simulação da operação do ano de 2015 com estimativa do potencial de ORC no Ambiente de Contratação Livre (ACL) onde se constatou reduções de até 25% no Custo Marginal de Operação (CMO) e 16% de redução despacho termelétrico. / In several competitive power markets, short term power price is the result of the balance of supply and demand represented by bid and ask prices and energy quantities. In Brazil, short term power price (PLD) calculated by Newave/Decomp price models consider price-inflexible demand, even though traces of demand response to short term power prices and demand tariffs can be identified. The purpose of this Thesis is the proposal of changes in process of power pricing allowing large energy consumers bid their price to curtail their consumption in substitution of thermal power dispatch. Topics included in proposal are: cost of installed thermal power plants in power system, industrial demand curtail and restart features, and demand response effectiveness appraisal tools. Current power price models were employed on simulations to evaluate system\'s benefits with demand response. From an industrial perspective, accounting measures were basis to convert loss of production in demand-side bidding price in order to keep business profitability. Estimate of demand side bidding potential market in Brazilian free market with simulation of system impact in 2015 with results that reached 25% of Marginal Cost reduction and 16% of Thermal Dispatch reduction.

This thesis stems from the interest of Holmen group to investigate the opportunitiesavailable for large electricity consumers in the Swedish primary reserve markets.The study performed focuses on one of Holmen's paper mill and it aims at identifyinga load inside the production process that is suitable for providing frequency containmentservices for the grid. The evaluation of the mill's consumption prole and the technicalrequirements of the reserve market led to the identication of the electric boiler coupledwith a steam accumulator as the most appropriate load.Five case study simulating the participation of the mill to dierent energy and reservemarkets have been evaluated. For each case a linear optimization problem has beenformulated. The rst simulation represents the current practice of the mill in relation tothe energy purchased on the spot market (following it will be also referred as referencecase). The second case study (II c.s.) integrates the use of the steam accumulator asa tool to perform thermal load shifting. In the third case study (III c.s.) the mill ismodelled to bid on the spot and primary reserve market by oering some capacity ofthe electric boiler. The last two case studies (IV and V c.s.) recalls the rst and lastpreviously mentioned, but also include the possibility of having energy imbalance. Thismeans that the imbalance settlement operated by eSett will produce an additional costor prot for the mill.The last three problem formulations fall under the denition of stochastic problems,since two random variable are present, namely: average hourly frequency value andimbalance settlement price. The uncertainty of the variables is represented throughscenarios.The outcome derived from the combination of the results for the winter and summercases shows that each strategy brings an economic saving when compared to the referencecase (I c.s.). The less interesting strategies are the ones that do not involve the reservemarket, leading to about 0.03% (II c.s.) and 0.06% (IV c.s.) of saving on the overallyearly energy cost. Contrariwise, by oering FCR-N capacity, the cost of electricitycan be cut by 5.15% (III c.s.) and 6.69% (V c.s.), respectively considering and notconsidering the imbalance settlement. / Avhandlingen har sitt ursprung i skogsindustrikoncernen Holmens intresse att undersökamöjligheten för stora elförbrukare att delta på den svenska primär-reservmarknaden. Studien som utförts fokuserar på ett av Holmens pappersbruk och syftar till att identifiera en elektrisk process som, inom bruksgränserna, är lämplig för att tillhandahålla frekvensregleringstjänster till det nationella nätet. En utvärdering av brukets elförbrukning samt de tekniska krav som ställs på reservmarknaden ledde till att en elektrisk panna med tillkopplad ångackumulator identifierades som mest lämplig.Fem budstrategier som simulerar brukets deltagande till olika energioch reservmarknader har presenterats. För varje strategi är ett linjärt optimeringsproblem formulerat. Den första strategin visar på nuvarande sätt bruket köper elektricitet på spotmarknaden. Den andra strategin integrerar användning av ångackumulatorn som ett verktyg för att utföra termisk lastskiftning. I den tredje modelleras deltagande också på primärreservmarknaden genom att erbjuda en viss kapacitet hos elpannan. De två sista strategierna baseras på den första och tredje, men tillåter i tillägg obalanser vilket innebär en extra kostnad eller möjlig intjäning för bruket.De tre sista problemformuleringarna faller under definitionen stokastiska problem, eftersom två slumpmässiga variabler är närvarande, nämligen: genomsnittligt timfrekvensvärde och priset för obalans. Osäkerheten för variablerna representeras genom scenarier.Resultatet visar att varje strategi ger en ekonomisk besparing jämfört med refer-ensfallet (strategi ett). De mindre intressanta strategierna är de som inte involverarreservmarknaden, vilka endast leder till ca 0,03% och 0,06% minskning av den totalaårliga energikostnaden. Däremot, genom att erbjuda FCR-N-kapacitet kan kostnaden för el minskas med 6,69% och 5,15% beroende s eller ej.