Definição de tarifas

Neste caso de estudo são definidas novas estruturas tarifárias com base na caracterização do perfil típico de carga dos consumidores (já apresentados no caso de estudo anterior), no preço da energia transaccionada em mercado e na quantidade de energia eólica e solar produzida.

Relembramos que o cálculo da tarifa é feito com base na metodologia definida na secção 3.4. de acordo com a formulação das equações (4.4) e (4.5):

𝑇𝑁𝑒𝑤_𝑎,𝑏= 𝑇𝑏 × 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟, [𝑎, 𝑏] (4.4)

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 𝑥 × 𝑃𝑚 + 𝑦 × 𝐶𝑐 − 𝑧 × 𝑃𝑒𝑠, (4.5)

𝑥 + 𝑦 + 𝑧 ≤ 1

Esta metodologia é aplicada considerando os critérios estabelecidos nos pontos anteriores, tendo em conta a análise dos resultados.

Para a realização deste caso prático foi necessário seleccionar os melhores resultados dos métodos e procedimentos testados anteriormente, assim foram considerados os seguintes dados:

 Consumo (Cc) – Normalização Customizada, com resultados de clustering para k=3, em unidades de medida (pu),

 Preço de mercado (Pm) – Método de previsão C, em unidades de medida (pu),

 Produção energia eólica e solar (Pes) – Método de previsão A, em unidades de medida (pu),

 x, y e z – Cinco combinações referidas anteriormente na tabela Tabela 4-8, (u.m.),  Tarifa da base ERSE (Tb) – Considera valores regulados relativos ao ano de 2017 em

€/kWh.

A tarifa é calculada para os períodos horários de inverno e verão, para os dias úteis, sábados e domingos, de acordo com os períodos legais da ERSE que consideram ainda os tipos de tarifa BTN, BTE e BTN Bi-hour. De forma a ser possível avaliar o impacto da aplicação das tarifas propostas, foram utilizados como referência os preços regulados emitidos pela ERSE para o ano de 2017. A definição de tarifas é realizada ainda com cinco combinações para parâmetros x, y e z. Ao considerar as diferentes combinações de todas essas variáveis realizou- se 5 simulações diferentes que permitiu obter 94 tarifas diferentes. Na Tabela 7-19 do Anexo B1, é apresentada parte da tabela Excel onde estão compiladas as novas estruturas tarifárias obtidas, resultado do processo de optimização decorrente do algoritmo implementado.

Assim foi importante comparar a variação das novas tarifas com a variação da tarifa que tomamos como referência (ERSE) e verificar se os resultados se assemelham ou se são muito diferentes e justificar esses comportamentos. Importa também analisar a variação da tarifa nova de acordo com os pesos dos diferentes factores, assim como analisar o custo efectivo da energia para cada consumidor, ou conjunto de consumidores.

4.3.3.1. Simulação – Cálculo de novas estruturas tarifárias

A análise dos resultados obtidos no cálculo das novas tarifas foi realizada de forma a estudar o seu comportamento e evolução ao longo do dia, comparativamente com as tarifas reguladas da ERSE. Tratando-se a tarifa da ERSE uma tarifa regulada, é expectável que as novas tarifas permitam obter melhores resultados para os consumidores, através de uma adaptação ao longo do dia, de acordo com o PTC do consumidor (relembramos que nesta análise não será considerado o lucro/custo para o agregador). De forma a ser possível realizar uma análise mais sólida e que pudesse ser representada graficamente, foi necessário limitar o número de resultados em análise. Assim na Figura 4.23 estão representadas as tarifas reguladas da ERSE em linhas tracejadas e as novas tarifas, limitando-nos a apresentar as que correspondem ao período de inverno e dias úteis para os regimes horários BTN, BTE e BTN-BI. Para fazer esta análise não se incluíram as restantes tarifas (relativas ao período de verão, sábados, domingos e feriados) uma vez que neste tipo de análise o comportamento/evolução acaba por ser semelhante e reduzir o número de dados a analisar permite-nos uma melhor visualização gráfica, tornando os resultados mais inteligíveis.

Figura 4.23 – Variação diária das tarifas da ERSE (2017) e novas tarifas, para dias úteis de inverno, BTN, BTE e BTN-BI.

Ao analisar o gráfico da Figura 4.23 verifica-se que no geral, as novas tarifas seguem a tendência das tarifas da ERSE, ao analisar os três grupos correspondentes ao regime BTN, BTE e BTN-BI, claramente as novas tarifas sofrem influência da componente da tarifa da ERSE e

têm um comportamento adaptado a esse regime, contudo e de uma forma geral, têm um valor mais baixo, mais adaptado para atender à evolução da produção renovável, dos preços do mercado e do consumo a cada momento, conforme já referenciado. Assim importa fazer uma análise mais detalhada nas subsecções seguintes, para verificar de que forma cada uma das componentes contribui para a definição da nova tarifa.

4.3.3.2. Variação das tarifas ao longo do tempo e o perfil típico dos consumidores No seguimento da análise de resultados é importante fazer uma análise da evolução e comportamentos das tarifas de acordo do perfil típico de consumo dos clusters em estudo. Ao gráfico apresentado na Figura 4.23 com a evolução das tarifas, foi acrescentado o perfil típico de consumo dos três clusters em estudo. O novo gráfico está representado na Figura 4.24.

Figura 4.24 – Variação das tarifas e perfil típico de consumo dos clusters

Ao analisar o gráfico verificamos que as propostas tarifárias acompanham o perfil típico de consumo dos clusters bem como o preço da energia eléctrica transaccionada.

No perfil típico do cluster 1 (linha amarela), é evidente que o ideal para este grupo de consumidores seria usufruir de uma tarifa do tipo T_ERSEBTNBI_I, uma vez que este grupo de consumidores tem um consumo mais elevado de energia durante a noite, tem um consumo elevado entre as 22h00m e as 04h00m, período que a tarifa é mais baixa. Entre as 05h00m e as 10h00m tem uma redução bastante acentuada, subindo ligeiramente entre as 10h00m e as 14h00m onde é atingido um pico durante a atarde. Volta a descer até às 19h00m e sobre de uma forma acentuada até às 21h00m. Pelo facto de a tarifa do tipo BTNBI ter um valor constante

entre as 08h00m e as 21h00m, faz com que seja a tarifa mais indicada para este tipo de perfil de carga, permitindo ao consumidor reduzir os custos.

O perfil típico do cluster 2 (linha laranja) corresponde a um grupo de consumidores que tem um pico de consumo entre as 03h00m e as 06h00m, e outro entre as 08h00m e as 12h00. Mantendo-se depois relativamente estável e aumentando gradualmente entre as 20hmm e as 02h00m. Para este perfil a tarifa ideal seria a T_ERSEBTE_I, uma vez que tem um valor bastante reduzido na altura em que este grupo tem picos de consumo, e um valor mais elevado quando o consumo é muito reduzido.

Para o perfil típico do cluster 3 (linha vermelha) teríamos que fazer uma análise mais detalhada, pois ambas as tarifas T_ERSEBTE_I e T_ERSEBTN-BI-I podem ser uma solução, uma vez que estes consumidores têm um consumo muito constante ao longo do dia. O ideal será escolher uma tarifa que na generalidade tenha um custo mais baixo para o consumidor.

No gráfico da Figura 4.25 está representado o valor da produção estimada através do Método A, o preço de mercado determinado através do Método C e o perfil típico de consumo/centroide resultante do processo de clustering recorrendo a Normalização Customizada para k=3, cluster 3, onde estão localizados os consumidores relativos aos prédios (residential building). Foi ainda considerada a tarifa da ERSE BTN, como tarifa base.

Figura 4.25 – Representação gráfica da produção média, preço de mercado, consumo e novas tarifas BTN, inverno, dias úteis com normalização customizada, correspondente ao cluster 3, k=3.

No seguimento desta análise é necessário fazer uma análise complementar, perceber de que forma as novas tarifas, foram influenciadas pelas diferentes componentes, na sua formação. Esta análise vai ser realizada na subsecção seguinte.

4.3.3.3. Variação da tarifa e o peso dos factores x, y e z

Para fazer uma análise de resultados mais exaustiva optou-se por considerar as tarifas relativas ao regime de Inverno, dias úteis do tipo BTN, representadas no gráfico da Figura 4.26. Analisando as diferentes tarifas resultantes para cada regime tarifário (BTN-Bi e BTN), é visível que o comportamento das diferentes tarifas foi semelhante ao que vimos na análise anterior. As tarifas que têm os mesmos pesos comportam-se forma semelhante nos três regimes tarifários.

Figura 4.26 - Tarifas calculadas com tarifa base tipo ERSE BTN-Bi Hor e ERSE BTN

Ao atribuir diferentes pesos às diferentes componentes x, y e z, pretende-se analisar de que forma há um ajuste da tarifa, relacionado com o tipo de comportamento dos agentes.

No gráfico representado na Figura 4.27 estão representadas as novas tarifas influenciadas pela tarifa base da ERSE relativa ao regime BTE. Vamos ter cinco novas tarifas (com diferentes influências dos pesos x, y e z) e a tarifa regulada da ERSE. É imediatamente visível que as novas tarifas calculadas com influência da tarifa base têm um comportamento em tudo semelhante à tarifa base.

Figura 4.27 – Tarifas calculadas com tarifa base tipo ERSE BTE, representação gráfica

Estas tarifas vão variando de acordo com o peso atribuído aos componentes x, y e z. Na tarifa T7 foi considerado um peso igual para as diferentes componentes da tarifa. Neste caso a tarifa assumiu o mesmo perfil da tarifa base, mas adoptou valores mais baixos para o custo de energia, considerando a influência das componentes, neste caso podemos dizer que foi definido um valor mais ajustados ao comportamento deste grupo de consumidores.

Na tarifa T25 foi dado um peso a todas as componentes, sendo que à componente da produção foi considerado um peso que seria o dobro das outras componentes. Verifica-se que a tarifa adoptou um comportamento bastante diferente do da tarifa base, o preço da energia baixou drasticamente, tornando-se praticamente constante para todas as horas do dia. Neste caso é evidente que a metodologia proposta incentiva o consumidor a aumentar a sua produção associada, compensando o comportamento do consumidor com uma descida no valor da tarifa a pagar.

Na tarifa T43 o peso das componentes preço de mercado e consumo passam a ter um peso muito baixo, comparativamente com a produção que passou a ser 8x superior às restantes componentes. Neste caso a tarifa acompanhou a mesma evolução da tarifa base, mas diminuiu o preço da energia, sendo em alguns períodos menos de metade do preço praticado pela tarifa base. Contudo esta tarifa teve um valor bastante superior à tarifa T25, porque a 43 quase só considera a produção e o valor da produção não varia muito (no gráfico onde está representada a comparação da produção, preço de mercado e consumo dos clusters, vê-se que a produção está quase sempre muito perto do 1, não desce nem sobre muito. Então a nova tarifa, sendo influenciada quase só pela produção, vai ficar na mesma muito perto da tarifa base e varia só

um pouco, de acordo com a produção. Embora o peso da produção seja grande, como o valor [0,5; 1,5] é sempre perto de 1, então não varia muito. Na T25, como também entra com mais peso para as outras componentes, a variação já é maior, porque o preço de mercado e consumo já assumem valores mais longe do 1, logo acabam por influenciar a tarifa a variar mais e ficar mais longe da tarifa base. As tarifas T25 e T43 são tarifas que se traduzem num incentivo á produção de energia por parte dos consumidores, uma vez que ao aumentarem a sua produção os consumidores vêm o valor da sua tarifa diminuir.

Na tarifa T61 foi dado mais peso à componente do preço de mercado, neste caso a tarifa adoptou um comportamento muito semelhante ao comportamento da tarifa base, sendo até superior nos períodos entre as 10h00m e as 17h00m e as 19h00m e as 22h00m. Este comportamento poderá indicar que a tarifa base da ERSE pode ter uma forte componente relacionada com o preço de mercado na sua constituição, estando fortemente dependente do preço a que a energia é adquirida.

Na tarifa T79 foi dado um peso maior à componente de consumo, a tarifa adoptou um comportamento muito semelhante à tarifa base. Nesta tarifa o preço volta a diminuir consideravelmente em comparação do a tarifa base, pois novamente temos uma tarifa adaptada às características deste grupo de grupo de consumidores. Podemos também verificar que comparativamente com a tarifa T61, a tarifa T79 sofre uma variação muito maior, em comparação com a tarifa base, do que a tarifa T61, onde o peso dado ao preço de mercado foi o mesmo, mas a variação da tarifa, em relação à tarifa base, foi muito menor.