Julio C. Cahuano, COPPE/UFRJ – DSc

O objetivo desta tese é desenvolver uma metodologia para a determinação do equilíbrio do mercado de energia elétrica num sistema hidrotérmico. Neste mercado, os agentes fazem ofertas de preços e quantidades, e o operador do sistema deve despachá-los de maneira a minimizar os custos de produção. A metodologia é adequada quando agentes estratégicos proprietários de usinas hidrelétricas ajustam as quantidades de energia ofertadas de maneira a alterar o preço do mercado para maximizar suas receitas. Uma variante da programação dinâmica, a PDDE é utilizada por resolver o acoplamento temporal das restrições do problema (pelo uso dos reservatórios). A função de receita é não-linear e descontínua, o que exige uma aproximação por sua envoltória côncava para emprego no contexto da PDDE. A metodologia está baseada na resolução sucessiva de problemas de PDDE. Em cada iteração, um agente estratégico hidrelétrico determina seu nível ótimo de produção supondo conhecida a produção da concorrência. Também será desenvolvida uma metodologia para o esquema de oferta de preços quando diferentes empresas são proprietárias de hidrelétricas na mesma cascata. O objetivo é permitir o gerenciamento individual dos recursos pelos proprietários das hidrelétricas sem prejuízo à coordenação da operação hidrotérmica. Um ambiente de simulação utilizando esta metodologia será apresentado.

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Bruno Flach, PUC-Rio – MSc

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma metodologia para oferta estratégia de uma empresa geradora em ambiente de mercado com múltiplas usinas hidrelétricas, levando em consideração múltiplos estágios e a incerteza nas afluências, e ilustrar a aplicação da mesma em sistemas realistas. Mostra-se inicialmente que o problema de oferta estratégica pode ser formulado como uma recursão de programação dinâmica estocástica (PDE), onde as variáveis de estado são os níveis de armazenamento dos reservatórios no início de cada estágio e as afluências observadas nos estágios anteriores. Entretanto, a dificuldade computacional dos algoritmos de PDE restringe sua aplicação a sistemas com poucos reservatórios, limitando bastante a aplicação da técnica a sistemas realistas. Assim, a abordagem proposta nesta dissertação é estender a metodologia de programação dinâmica dual estocástica (PDDE), até então aplicada a problemas de minimização de custos, ao problema de otimização da oferta. Isto é feito através de dois passos principais: (i) Uso de uma estratégia de oferta por quantidade somente (análogo a um modelo de Cournot em problemas de equilíbrio econômico) e (ii) a recursão de PDDE, que por ser baseada numa aproximação por hiperplanos requer que o problema seja convexo, o que não ocorre necessariamente no caso da oferta estratégica. A abordagem proposta consiste em aproximar a cada estágio a função de benefício futuro (FBF) por sua envoltória côncava (“concave hull”). Com isso, a técnica de PDDE pode ser aplicada para resolver o problema de ofertas multi-estágio e estocástico de uma empresa hidroelétrica com múltiplas usinas. Exemplos e estudos de caso serão ilustrados com os sistemas reais da Romênia e El Salvador, ilustrando a aplicabilidade da metodologia proposta em estudos e análises de poder de mercado.

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Fernando Porrua, UFRS – MSc

As regras do novo modelo de mercado para o Setor Elétrico Brasileiro (SEB) foram publicadas em julho de 2004. A base deste modelo está na criação do Ambiente de Contratação Regulada (ACR) e o Ambiente de Contratação Livre (ACL), para comercialização de energia elétrica. No ACR, a contratação é feita por leilão, procurando-se atender à soma das demandas de todas as Distribuidoras participantes. Cada Gerador, vencedor do leilão, assina contratos bilaterais com todas as Distribuidoras, as quais podem estar localizadas em submercados diferentes e, assim, expor os Geradores ao chamado “risco de submercado”. No entanto, no ACR, este risco é assumido pelas Distribuidoras, que poderão, eventualmente, repassá-los aos consumidores finais. Por outro lado, no ACL este risco continuará sendo assumido pelos Geradores no caso de contratos entre submercados. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é propor uma metodologia para precificação e análise dos riscos de submercado de um Gerador operando no ACL, com base na teoria da “utilidade esperada”. São analisados dois estudos de caso, de uma contratação bilateral diretamente com um consumidor e da participação em um leilão de compra de energia elétrica realizado em um submercado “vizinho”. Em ambos os casos, analisados com dados reais do sistema elétrico brasileiro, os resultados obtidos comprovam que a abordagem de “utilidade esperada” captura de forma mais coerente o perfil de risco do Gerador, comparada à abordagem tradicional de precificação do risco pelo valor presente médio da renda, que considera o Gerador como sendo neutro à situações de risco.

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Raphael Chabar, PUC-Rio – MSc

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma metodologia para determinar a estratégia ótima de despacho de usinas térmicas considerando as especificações do contrato de combustível e suas cláusulas de take-or-pay, as oportunidades de compra e venda de energia no mercado spot e as características da usina. Como as decisões de uma etapa têm impacto nas etapas seguintes, há um acoplamento temporal entre as decisões tomadas e o problema tem um caráter de decisão multi-estágio. Além disso, o principal guia para a tomada de decisão é o preço spot, que é desconhecido no futuro e modelado através de cenários. Desta forma, a estratégia ótima de despacho torna-se um problema de decisão sob incerteza, onde a cada etapa o objetivo é determinar a operação que maximize a rentabilidade total (ao longo de vários períodos) da central térmica. A metodologia desenvolvida se baseia em Programação Dinâmica Estocástica (PDE). Exemplos serão ilustrados com o sistema brasileiro.

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