Modelagem da inserção de GD em redes de distribuição e avaliação da flexibilização da desverticalização
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106133/tde-30082025-094059/ |
Resumo: | As reformas liberais dos anos 90, dentre diversas mudanças, introduziram a desverticalização das atividades do setor que antes estavam reunidas nas empresas verticalmente integradas. A implantação de GD nos sistemas pode contribuir com a transição energética e trazer benefícios para a rede no nível local. Porém, para que estes sejam realizados, é preciso que a GD seja instalada conforme uma racionalidade técnica e de planejamento para os quais o operador de rede é o agente melhor posicionado, mas que devido ao mandato da desverticalização não pode cumprir este papel plenamente. Em termos da regulação nacional, nos marcos da Lei n° 14.300/2022 e da Resolução n° 2 de abril de 2024 do CNPE, há o reconhecimento dos múltiplos impactos da adoção de GD nos sistemas de distribuição para além da simples compensação de energia ativa dentro do ciclo tarifário. Desta maneira, notando-se as perspectivas sinérgicas da instalação de GD com os ativos convencionais da rede, em especial face à postergação de investimentos em reforços, e que o operador da rede seria o agente melhor posicionado para direcionar a implantação de GD, mas que está impedido de fazê-lo devido à desverticalização, foi investigada a inserção de GD nas redes tanto sob as regras atuais quanto sob uma regulação prospectiva com flexibilização da desverticalização. Por esta regulação entende-se a liberação da distribuidora para investir em GD na sua área de concessão e auferir receitas sobre a energia gerada. Para a modelagem da inserção de GD, foi desenvolvido um modelo de otimização da expansão de circuitos de distribuição que tem como resultado cronogramas de investimentos ótimos segundo a ótica dos agentes explicitamente modelados: o Consumidor e a Distribuidora. Os casos foram simulados considerando a expansão convencional, apenas com os reforços em equipamentos da rede, e a expansão aliada à GD na qual o fenômeno da postergação é observável. Dentre os resultados observou-se que para as condições analisadas a inserção apenas de GD FV sob a regulação atual traz grandes vantagens para o Consumidor e leve vantagem para a Distribuidora. Caso GD despachável seja inserida também, aumenta a vantagem do Consumidor e a Distribuidora tem fortes perdas de receitas em TUSD Fio B. Na regulação atual, boa parte da vantagem do Consumidor vem de parcelas não pagas de encargos sobre o autoconsumo. Já para a flexibilização da desverticalização o Consumidor tem leve vantagem com a instalação de GD ao passo que a Distribuidora tem receitas extras via TE Energia. Neste caso, todas as parcelas de encargos são pagas e não há transferências de recursos. Por fim, para os casos analisados, na flexibilização da desverticalização, a Distribuidora tem a TIR do investimento em GD maior que a TMA e o VPL do fluxo de caixa integrado cresce indicando um crescimento do retorno global da Distribuidora e um alinhamento do incentivo financeiro de retorno à inovação para o agente melhor posicionado para fazê-la. A flexibilização da desverticalização é um caminho a ser investigado mais profundamente como instrumento para a adoção da GD na plenitude de seu potencial, tendo isso grande contribuição à transição energética. |
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Modelagem da inserção de GD em redes de distribuição e avaliação da flexibilização da desverticalizaçãoModeling the integration of DG into distribution networks and assessment of the flexibilization of unbundlingBiogasBiogásDesverticalizaçãoDistributed GenerationGeração DistribuídaInvestment DeferralPostergação de InvestimentosRegulaçãoRegulationUnbundlingAs reformas liberais dos anos 90, dentre diversas mudanças, introduziram a desverticalização das atividades do setor que antes estavam reunidas nas empresas verticalmente integradas. A implantação de GD nos sistemas pode contribuir com a transição energética e trazer benefícios para a rede no nível local. Porém, para que estes sejam realizados, é preciso que a GD seja instalada conforme uma racionalidade técnica e de planejamento para os quais o operador de rede é o agente melhor posicionado, mas que devido ao mandato da desverticalização não pode cumprir este papel plenamente. Em termos da regulação nacional, nos marcos da Lei n° 14.300/2022 e da Resolução n° 2 de abril de 2024 do CNPE, há o reconhecimento dos múltiplos impactos da adoção de GD nos sistemas de distribuição para além da simples compensação de energia ativa dentro do ciclo tarifário. Desta maneira, notando-se as perspectivas sinérgicas da instalação de GD com os ativos convencionais da rede, em especial face à postergação de investimentos em reforços, e que o operador da rede seria o agente melhor posicionado para direcionar a implantação de GD, mas que está impedido de fazê-lo devido à desverticalização, foi investigada a inserção de GD nas redes tanto sob as regras atuais quanto sob uma regulação prospectiva com flexibilização da desverticalização. Por esta regulação entende-se a liberação da distribuidora para investir em GD na sua área de concessão e auferir receitas sobre a energia gerada. Para a modelagem da inserção de GD, foi desenvolvido um modelo de otimização da expansão de circuitos de distribuição que tem como resultado cronogramas de investimentos ótimos segundo a ótica dos agentes explicitamente modelados: o Consumidor e a Distribuidora. Os casos foram simulados considerando a expansão convencional, apenas com os reforços em equipamentos da rede, e a expansão aliada à GD na qual o fenômeno da postergação é observável. Dentre os resultados observou-se que para as condições analisadas a inserção apenas de GD FV sob a regulação atual traz grandes vantagens para o Consumidor e leve vantagem para a Distribuidora. Caso GD despachável seja inserida também, aumenta a vantagem do Consumidor e a Distribuidora tem fortes perdas de receitas em TUSD Fio B. Na regulação atual, boa parte da vantagem do Consumidor vem de parcelas não pagas de encargos sobre o autoconsumo. Já para a flexibilização da desverticalização o Consumidor tem leve vantagem com a instalação de GD ao passo que a Distribuidora tem receitas extras via TE Energia. Neste caso, todas as parcelas de encargos são pagas e não há transferências de recursos. Por fim, para os casos analisados, na flexibilização da desverticalização, a Distribuidora tem a TIR do investimento em GD maior que a TMA e o VPL do fluxo de caixa integrado cresce indicando um crescimento do retorno global da Distribuidora e um alinhamento do incentivo financeiro de retorno à inovação para o agente melhor posicionado para fazê-la. A flexibilização da desverticalização é um caminho a ser investigado mais profundamente como instrumento para a adoção da GD na plenitude de seu potencial, tendo isso grande contribuição à transição energética.The liberal reforms of the 1990s, among various changes, introduced the unbundling of sector activities that were previously grouped within vertically integrated companies. The implementation of Distributed Generation (DG) in the systems can contribute to the energy transition and bring benefits to the grid at the local level. However, for these benefits to be realized, DG must be installed according to technical and planning rationales, for which the grid operator is the most suitably positioned agent. Yet, due to the unbundling mandate, it cannot fully fulfill this role. In terms of national regulation, within the framework of Law No. 14,300/2022 and CNPE Resolution No. 2 of April 2024, there is recognition of the multiple impacts of DG adoption in distribution systems, beyond the simple compensation of active energy within the tariff cycle. Thus, considering the synergistic perspectives of DG installation alongside conventional grid assetsparticularly in view of investment deferral in reinforcementsand that the grid operator would be the best-positioned agent to guide DG deployment but is prevented from doing so due to unbundling, the insertion of DG into the grid was investigated under both the current regulatory framework and a prospective regulation allowing greater flexibility in unbundling. This prospective regulation is understood as granting the distribution utility the ability to invest in DG within its concession area and to earn revenues from the energy generated. For the modeling of DG deployment, an optimization model was developed for the expansion of distribution circuits, which outputs optimal investment schedules from the perspective of the explicitly modeled agents: the Consumer and the Distribution Utility. The cases were simulated considering both conventional expansiononly with reinforcements in grid equipmentand expansion combined with DG, in which the deferral phenomenon can be observed. Among the results, it was found that, under the analyzed conditions, the deployment of PV DG alone under the current regulation brings significant advantages to the Consumer and slight advantages to the Distribution Utility. If dispatchable DG is also included, the Consumers benefits increase, while the Distribution Utility suffers significant revenue losses in TUSD Fio B charges. Under the current regulation, a large portion of the Consumers benefit comes from unpaid portions of non-energy charges on self-consumption. Under the flexible unbundling regulation, the Consumer sees slight advantages with DG installation, while the Distribution Utility gains additional revenues via TE Energia. In this case, all charge components are paid, and there are no resource transfers. Finally, in the analyzed cases, under flexible unbundling, the Distribution Utility achieves an internal rate of return (IRR) on DG investment that exceeds the minimum acceptable rate of return (MAR), and the net present value (NPV) of the integrated cash flow increases, indicating an overall growth in the utilitys return and an alignment of financial incentives for innovation with the agent best positioned to carry it out. Flexible unbundling is a path that should be further explored as a tool for fully realizing the potential of DG adoption, with significant contributions to the energy transition.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSauer, Ildo LuísPelegia, Erick Del Bianco2025-05-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106133/tde-30082025-094059/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-02T12:47:05Zoai:teses.usp.br:tde-30082025-094059Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-02T12:47:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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As reformas liberais dos anos 90, dentre diversas mudanças, introduziram a desverticalização das atividades do setor que antes estavam reunidas nas empresas verticalmente integradas. A implantação de GD nos sistemas pode contribuir com a transição energética e trazer benefícios para a rede no nível local. Porém, para que estes sejam realizados, é preciso que a GD seja instalada conforme uma racionalidade técnica e de planejamento para os quais o operador de rede é o agente melhor posicionado, mas que devido ao mandato da desverticalização não pode cumprir este papel plenamente. Em termos da regulação nacional, nos marcos da Lei n° 14.300/2022 e da Resolução n° 2 de abril de 2024 do CNPE, há o reconhecimento dos múltiplos impactos da adoção de GD nos sistemas de distribuição para além da simples compensação de energia ativa dentro do ciclo tarifário. Desta maneira, notando-se as perspectivas sinérgicas da instalação de GD com os ativos convencionais da rede, em especial face à postergação de investimentos em reforços, e que o operador da rede seria o agente melhor posicionado para direcionar a implantação de GD, mas que está impedido de fazê-lo devido à desverticalização, foi investigada a inserção de GD nas redes tanto sob as regras atuais quanto sob uma regulação prospectiva com flexibilização da desverticalização. Por esta regulação entende-se a liberação da distribuidora para investir em GD na sua área de concessão e auferir receitas sobre a energia gerada. Para a modelagem da inserção de GD, foi desenvolvido um modelo de otimização da expansão de circuitos de distribuição que tem como resultado cronogramas de investimentos ótimos segundo a ótica dos agentes explicitamente modelados: o Consumidor e a Distribuidora. Os casos foram simulados considerando a expansão convencional, apenas com os reforços em equipamentos da rede, e a expansão aliada à GD na qual o fenômeno da postergação é observável. Dentre os resultados observou-se que para as condições analisadas a inserção apenas de GD FV sob a regulação atual traz grandes vantagens para o Consumidor e leve vantagem para a Distribuidora. Caso GD despachável seja inserida também, aumenta a vantagem do Consumidor e a Distribuidora tem fortes perdas de receitas em TUSD Fio B. Na regulação atual, boa parte da vantagem do Consumidor vem de parcelas não pagas de encargos sobre o autoconsumo. Já para a flexibilização da desverticalização o Consumidor tem leve vantagem com a instalação de GD ao passo que a Distribuidora tem receitas extras via TE Energia. Neste caso, todas as parcelas de encargos são pagas e não há transferências de recursos. Por fim, para os casos analisados, na flexibilização da desverticalização, a Distribuidora tem a TIR do investimento em GD maior que a TMA e o VPL do fluxo de caixa integrado cresce indicando um crescimento do retorno global da Distribuidora e um alinhamento do incentivo financeiro de retorno à inovação para o agente melhor posicionado para fazê-la. A flexibilização da desverticalização é um caminho a ser investigado mais profundamente como instrumento para a adoção da GD na plenitude de seu potencial, tendo isso grande contribuição à transição energética. |
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