Alocação de custos de congestionamento em redes de transmissão de energia elétrica baseada no princípio usuário-pagador

Abstract

Uma nova estratégia para alocação de custos associados ao gerenciamento de congestionamento na rede elétrica é apresentada. Ela é aplicada a duas situações. A primeira diz respeito ao re-despacho, usado pelo Operador Independente do Sistema - ISO para aliviar o congestionamento. Este procedimento implica custos adicionais em mercados com esquema "pay-as-bid", devido à operação de unidades geradoras fora da ordem de mérito. A segunda situação está relacionada com a inadequação de receita em redes que têm mercado de Direitos de Transmissão Ponto-a-Ponto - FTR ou de Direitos de Fluxo em Conexões da Rede - FGR. Nesses mercados, quando ocorre congestionamento, o ISO recebe uma receita dos usuários da rede como pagamento do custo do congestionamento e paga aos portadores de FTR e de FGR. Sempre que a receita não é suficiente para a realização dos pagamentos, caracteriza-se uma inadequação de receita. O procedimento habitual para superar-se essa inadequação de receita ou compensarem-se os custos do re-despacho mencionados na primeira situação é, normalmente, a cobrança de um encargo adicional aos agentes usuários do sistema. Atualmente, em ambas as situações, a cobrança desse encargo se dá com base no cálculo Pro-Rata. A metodologia apresentada neste trabalho é baseada no conceito de Transferências Equivalentes de Potência - TEP, que incorpora o princípio "usuáriopagador" no processo de alocação. Desse modo, é possível identificar os custos de congestionamento imputados aos agentes a partir do uso que cada um faz das linhas de transmissão considerando a sua posição física na rede. São apresentadas no trabalho análises comparativas da alocação dos encargos feita com o método TEP e com outros métodos existentes, por meio de simulações em redes de 3, 5 e 30 barras. Os resultados demonstram a coerência da estratégia proposta e a possibilidade de mitigação dos subsídios cruzados inerentes aos demais métodos. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT

A new strategy is presented for the cost allocation in electric networks under transmission congestion operation. The model can be applied to two situations of congestion cost. The first one is related to generation units re-dispatch, which is used by the Independent System Operator - ISO to alleviate network congestion, attending load balance and maintaining the secure state of the system. This procedure implies additional cost due to units' out of merit operation in markets with pay-as-bid approach. The cost is generally compensated by charging the consumption agents with a "congestion uplift". The second situation is related to revenue inadequacy in congested networks submitted to markets of point-to-point Financial Transmission Rights (FTR) and Flow Gate Rights (FGR). In these markets, when it happens a congestion, the ISO receives a revenue from the network users as payment for the congestion cost and, with this amount, pays the FTR and FGR holders. Whenever the received revenues are not sufficient for the payments, it is characterized a revenue inadequacy. The usual procedure to overcome that imbalance is also the surcharge of the system users. Nowadays, in both situations, the additional charge is usually applied on a Pro – Rata basis. The allocation methodology presented in this work is based on the concept of Equivalent Power Transferences - EPT. The advantage of the proposed method is the possibility of incorporating the principle of "pay-as-used" in the allocation process. This way, it is possible to identify the congestion costs imputed to the agents taking into account their individual use of the system transmission lines and considering their physical position in the electric network. Comparative analyses using the EPT and other methods in the allocation of the two congestion additional charges mentioned above are presented in this work. They are based on simulations using 3, 5 and 30 bus example systems. Results demonstrate the consistency of the proposed strategy and the possibility of mitigating the cross subsidies inherent in other methods.