140168 1

Determinação do nível de qualidade do serviço

baseado no consumidor e na distribuidora

Ivo Ordonha Cyrillo e Nelson Kagan

Enerq – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Avenida Professor Luciano Gualberto, Travessa 3, nº 158, Sala A1-21. São Paulo, SP.

Resumo  Este artigo aborda o tema de definição do nível adequado de qualidade do fornecimento de energia elétrica, focando na valoração das demandas sociais (custo da energia não fornecida) e com a possiblidade de ação das distribuidoras (custo da melhoria da qualidade). Um projeto de P&D foi desenvolvido com a Associação brasileira de distribuidoras (ABRADEE) de forma a elaborar uma nova metodologia para incorporar a participação do consumidor. Os resultados apresentados neste artigo podem indicar novos rumos para regulação, buscando novos patamares de qualidade de fornecimento que atendam os consumidores e sejam exequíveis pelas distribuidoras.

Palavras-chaves  Nível de qualidade, otimização, consumidor, distribuidora.

I. INTRODUÇÃO

No Brasil a qualidade de fornecimento da energia elétrica é avaliada, dentre outras formas, através de indicadores de continuidade, sobressaindo-se dois: um para medir a duração acumulada das interrupções – DEC (Duração equivalente de interrupções) e outro para medir a frequência de interrupção – FEC (Frequência equivalente de interrupções). Esses indicadores refletem o nível de qualidade do fornecimento (ou continuidade) de cada distribuidora.

Por sua vez a Aneel define valores a serem atingidos para cada um desses indicadores, de forma que cada distribuidora seja incentivada a apresentar anualmente valores inferiores às metas definidas pela Aneel. Estes valores são definidos para diversas áreas ou conjuntos da distribuidora através de processos de benchmarking, provendo incentivos para otimização do nível de qualidade ao longo do tempo. Entretanto este método ainda considera a opinião do consumidor em relação ao nível de qualidade desejado. Neste artigo sugerimos que metas de qualidade podem ser também determinadas considerando os aspectos econômicos entre concessionária e consumidor. Nesse caso procura-se o custo econômico mínimo do sistema, com base na distribuidora e no cliente: para a distribuidora os custos associados à melhoria da qualidade e para o cliente os custos relacionados com a energia não distribuída (ou com a interrupção), providenciando a melhor escolha econômica na definição dos níveis de qualidade.

Os custos da concessionárias estão relacionados com ações para promover a melhoria da qualidade, especialmente aquelas ações visando diminuição da taxa de falhas e da duração da interrupção.

Ivo Ordonha Cyrillo, ivo.cyrillo@poli.usp.br, Nelson Kagan, nelsonk@pea.usp.br, Tel. +55-11-3091 5317,;

Estas ações são propostas pela concessionária com objetivo de diminuir as interrupções ou de melhorar a continuidade. Na regulação brasileira as causas típicas de interrupções são definidas em procedimentos e a maioria das concessionárias classificam as interrupções de acordo com as causas típicas estabelecidas.

Para o custo dos consumidores, uma meta-análise foi

especialmente desenvolvida baseada em pesquisas

internacionais para avaliar o custo da energia não distribuída aplicada ao caso brasileiro. Em tal análise os consumidores foram classificados em residenciais, comerciais e industriais.

II. O NÍVEL ÓTIMO DE QUALIDADE

É conhecido que, devido à liberalização do setor elétrico e a adoção de regulação de preço utilizando “price cap”, níveis de qualidade de um determinado serviço tendem a cair [1]. Nesse contexto é necessária a regulação da qualidade do serviço, de modo a impedir ou coibir tal redução.

Um dos instrumentos amplamente utilizados na regulação da qualidade do serviço é a política de incentivos e penalidades[1][2]. Políticas de incentivos e penalidades modificam a receitas das empresas reguladas de acordo com o seu desempenho, tendo como referências padrões definidos pelo órgão regulador. Dessa forma, tais políticas tendem a replicar o efeito de um mercado competitivo, associando níveis de qualidade elevados com receitas elevadas e vice-versa.

O fornecimento de energia elétrica com qualidade tem um custo para as empresas distribuidoras de energia elétrica, sejam eles relacionados com investimentos ou com operação e manutenção da rede. É fácil perceber que esses custos aumentam significativamente para níveis de qualidade elevados. No caso das redes de distribuição, isso pode implicar na alteração de padrões de rede, levando a investimentos consideráveis. Paralelamente, os consumidores são beneficiados com níveis de qualidade crescentes. Partindo de situações com baixos níveis de qualidade, consumidores tendem a se beneficiar significativamente com uma pequena melhoria nos níveis de qualidade. A partir do momento em que os níveis de qualidade atingem patamares elevados, os consumidores deixam de ser sensíveis para eventuais melhorias. Os benefícios que os consumidores recebem com a qualidade podem ser traduzidos na disposição a pagar pela mesma (willingness to pay – WTP).

A Fig. 1 ilustra qualitativamente o comportamento descrito. A partir dessa curva, podemos definir o Nível Ótimo de Qualidade (NQO) como o nível em que o benefício marginal de melhoria da qualidade se iguala ao custo marginal de fornecimento da mesma. Como ilustrado na Fig. 1, o NQO é

o nível em que a tangente à curva de disposição a pagar do consumidor se iguala a tangente da curva de custos da empresa.

Fig. 1. Nível de qualidade ótimo

A curva de disposição a pagar do consumidor é uma curva, em geral, de difícil obtenção. Na prática, a mesma é aproximada através da sua inversa: os custos a que o consumidor incorre devido à qualidade precária. Esse novo conceito é ilustrado na Fig. 2. Logo, o NQO corresponde ao mínimo da curva de custos totais, a qual é a soma da curva de custos da empresa com a curva de custos do consumidor. O objetivo da regulação deve ser a manutenção do NQO. Só que, para tanto, o regulador deve conhecer as curvas de custos das empresas de distribuição e dos consumidores. Pesquisas junto aos consumidores são os instrumentos mais comuns para a determinação dos custos dos consumidores. Estudos de engenharia são um dos métodos para a determinação das curvas de custos das distribuidoras.

Através da política de incentivos/penalidades, as

distribuidoras são levadas a internalizar os custos dos consumidores na sua própria função de custos. Por exemplo, na fig. 2 os custos inicialmente percebidos pela distribuidora são apresentados na linha vermelha. Quando há a internalização dos custos dos consumidores (linha verde) as distribuidoras passam a perceber os custos totais (linha azul). Dessa forma, a boa estimativa do valor da qualidade para os consumidores é o elemento chave para o mecanismo de incentivos/penalidades.

Fig. 2. Nível de qualidade ótimo

Apesar da discussão teórica apresentada anteriormente, a regulação da qualidade não é uma tarefa simples. Um ponto

que contribui para a complexidade é o fato da qualidade ser multidimensional, requerendo uma série de indicadores, de modo a induzir as distribuidoras à prestação do serviço dentro de padrões mínimos. Devido a essa complexidade, políticas de incentivos e penalidades tendem a se focar em apenas alguns indicadores. De forma similar ao caso brasileiro, percebe-se, internacionalmente, que as políticas de incentivos e penalidades se restringem apenas ao aspecto da continuidade, utilizando, primordialmente para tal tarefa, indicadores relativos a duração de interrupções (SAIDI), frequência de interrupções (SAIFI) e de energia não distribuída (END). Através desses poucos indicadores e da política de incentivos e de penalidades é possível influenciar as distribuidoras, de acordo com os melhores benefícios econômicos para a sociedade, oferecendo:

 um nível de qualidade superior àqueles

especificados nos padrões de desempenho definidos pelo regulador, quando os benefícios para os consumidores advindos desse nível superam os custos associados para o seu fornecimento;

 um nível de qualidade inferior àqueles especificados

nos padrões de desempenho definidos pelo regulador, quando a economia com os investimentos para o seu fornecimento necessários superam as perdas sofridas pelos consumidores.

De maneira geral, a aplicação de uma política de incentivos/penalidades deve responder ao objetivo de garantir o fornecimento de energia elétrica dentro de níveis de

qualidade desejáveis. Outros objetivos podem ser

acrescentados pelos órgãos reguladores, dependendo de circunstâncias relativas ao setor elétrico local. Normalmente, os reguladores desenvolvem políticas que promovem uma melhoria na média dos níveis de qualidade, de maneira competitiva entre as empresas distribuidoras. Tal abordagem é condizente com a aplicada no setor nacional. Na Itália, devido à grande diferença de desempenho observada entre a região norte e a região sul, as políticas de incentivo foram desenvolvidas de forma a induzir uma melhoria maior na região sul do que na região norte. Em Portugal e na Espanha, as distribuidoras que atendem as áreas com piores desempenhos têm a oportunidade de apresentar planos especiais de melhoria de qualidade, os quais, caso aprovados pelo órgão regulador, são parcialmente financiados através das tarifas.

A escolha dos indicadores a serem regulados é importante, pois define a trajetória de melhoria a ser seguida pelas empresas. Isto é, a desconsideração de determinados indicadores na política de incentivos e penalidades faz com

que os aspectos ilustrados pelos mesmos sejam

negligenciados. Um aspecto muito importante na escolha dos indicadores regulados recai na consideração das interrupções programadas no cálculo dos mesmos. Fazer tal escolha implica, por um lado, permitir que as distribuidoras obtenham uma receita maior através da redução de manutenções programadas, induzindo a adoção de programas de manutenção mais eficientes (e, em particular, planejar a manutenção quando o consumo é baixo). Por outro lado, pode-se induzir um risco de longo prazo devido à execução insuficiente de serviços de manutenção.

II. O CUSTO PARA A DISTRIBUIDORA

Para se definir o Nível Ótimo de Qualidade (NQO) é necessário conhecer quais são os custos mínimos necessários Qualidade Cu st os e W TP WTP do consumidor Custos da Empresa Qualidade Cu st os e W TP Custos do consumidor Custos da Empresa NQO Custos Totais

para a distribuidora mudar o padrão de qualidade. Adota-se como pressuposto que a alteração no nível de qualidade será sempre positiva, visando a melhoria na qualidade. Para tal é preciso garantir que:

 A distribuidora informe quais ações impactam na

qualidade da energia e em que medida

 Quais são os custos das ações possíveis

Uma forma possível de se atingir este objetivo é através da definição da relação entre causas de interrupções de fornecimento e sua duração com as ações que as mitiguem. As informações devem ser fidedignas e possíveis de serem auditadas.

Desse ponto de vista, para se estabelecer as causas, pode-se utilizar a definição de “fatos geradores”, conforme definida nos procedimentos de distribuição (Prodist Módulo 8, Aneel) e as informações de cada interrupção. Para as ações possíveis pode-se estabelecer uma matriz relacionando o impacto de redução, em cada tipo de fato gerador, para cada ação possível pela distribuidora. Os valores de custos das ação quando relacionadas às despesas de capital (capex) podem ser facilmente auditadas utilizando-se para isso as informações já disponíveis e avaliadas periodicamente pela agência reguladora. Para as ações operativas e de manutenção (opex), pode-se criar mecanismos que garantam o uso eficiente dos recursos, como por exemplo benchmarking entre as diversas distribuidoras.

A matriz que relaciona cada ação aos impactos causados em cada fato gerador é chamada de Matriz de Causas, ações e impactos. O levantamento do impacto que cada ação tem nos fatos geradores pode ser obtida inicialmente através da experiência dos planejadores do sistema e posteriormente através de dados estatísticos baseados no histórico do processo. Por fim é necessário a correta avaliação de quais ações são possíveis de serem realizadas em cada alimentador. Por isso é necessária a caracterização de cada alimentador e de cada obra. Isso é possível através do uso da base de dados georeferenciadas regulatória, que é obrigatória e de responsabilidade de cada distribuidora. A fig 3 apresenta de maneira sintética a relação entre de custos versus qualidade aplicada para a obtenção do NQO.

Fig. 3: Visão geral de método para obtenção da curva de custos para a melhoria da qualidade por parte da distribuidora.

III. O CUSTO PARA O CONSUMIDOR

Há diversos métodos para a caracterização dos custos da qualidade para os consumidores. Neste artigo são considerados os custos incorridos por interrupções não programas e que não são decorrentes de racionamento. A forma de apresentação desses custos é através da energia não distribuída (END), resultando no custo da energia não

distribuída (CEND).

Segundo Cruz, [3] há métodos indiretos e diretos para a avaliação do custo da qualidade para o consumidor, sendo que os métodos indiretos utilizam informações que indicam os custos incorridos devido à problemas de qualidade e os métodos diretos demandam ao consumidor qual é o valor que estes estão dispostos a pagar ou receber por uma melhoria ou piora da qualidade.

Não há valores estabelecidos de custos da qualidade que possam ser utilizados no Brasil atualmente. Há estudos regionais e que não podem ser estendidos para toda a realidade brasileira.

Assim optou-se neste estudo por utilizar meta-análise com base em dados internacionais e nacionais do custo da qualidade para as três classes de consumidores: residencial, comercial e industrial.

Os dados utilizados tomam como base estudo realizado em 2014 pelo Enerq [4] (Centro de estudos em regulação e qualidade da energia), caracterizando o valor do custo da qualidade para uma região com base em valor de cada hora interrompida por tipo de unidade consumidora e pelo consumo. Este dados são aplicados no estudo de caso. A. Dados de clientes para estudo de caso.

Na metodologia adotada estimasse o valor do custo da energia não distribuída com o seguinte procedimento:

 Separação dos clientes em Residenciais, Comerciais

e Industriais;

 Valoração do custo da interrupção para cada tipo de

cliente, considerando energia (CEND), mas não

considerando tensão;

 Valoração do impacto segundo a fatia de mercado e

evolução no mercado;

 O modelo apresentado se baseia em custos mínimos

e máximos de interrupção de energia e em uma taxa de mudança do valor mínimo para o máximo (tau da exponencial), que variam em função da duração equivalente das interrupções.

Os valores máximo e mínimos de interrupção estão vinculados com o tempo esperado de duração das interrupções. Este modelo é uma aproximação que permite considerar implicitamente o custo da frequência de interrupções, pois há uma relação entre DEC e FEC. Assim pressupõem -se valores baixos de FEC para valores baixos de DEC e valores altos de FEC para valores altos de DEC. Para o estudo de caso foram usados os valores típicos para caracterização os clientes. Por exemplo os valores de custo para cliente residencial variam entre 2,00 à 21,00 R$/kWh. A Tabela I apresenta estes valores as três formas de classificação de clientes adotada. Estas estimações usaram como proxy estudos realizados no Brasil e no Exterior, consolidados em [2] e [4] e atualizados para valores de 2014. Entretanto ainda está em processo de levantamento valores de

custo de interrupção (ou de CEND) que representem a

realidade brasileira atual.

Tabela I: Custo da qualidade (CEND) para clientes residenciais, comerciais e industriais estimados no estudo de caso

Cmax Cmin Tau

R$/kWh R$/kWh

Residencial 21 2 200

Comercial 48 4 100

Industrial 19 4 10

Os valores calculados de custo da energia não distribuída

(CEND) total são apresentados na tabela II. Esses valores

representam o custo para a sociedade de acordo com o DEC, de acordo com os consumos médios de cada classe de cliente. Tabela II: Valores calculados para custo da energia não distribuída para os

consumidores -2012

A partir desses resultados é possível interpolar curvas representativas do custo da qualidade (em milhões de Reais) para o consumidor, conforme apresentado em (1). E apresentado na Fig. 4. Estes custos são válidos para a área de estudo em questão.

𝐶

= 0,0213. 𝐷𝐸𝐶

+ 0,4104. 𝐷𝐸𝐶 − 0,605 (1)

Fig. 4:Custo da energia não distribuída calculado(2012)

Nessa abordagem a tensão dos consumidores não foi considerada para avaliação dos custos. Porém considera-se

que quanto maior o consumo, maior a tensão,

consequentemente haveria uma relação entre custos maiores e tensão de conexão dos consumidores.

IV. ESTUDO DE CASO

Para avaliar a aplicação da metodologia foi realizado um estudo de caso no qual fosse possível estabelecer o Nível Ótimo Qualidade (NQO) através da curva de Investimentos versus Qualidade e dos custos de interrupção para o consumidor.

As informações necessárias para a execução dos testes foram obtidas em uma concessionária , que participou do

levantamento dos dados necessários para a realização dos experimentos. Os dados utilizados foram:

 Informações detalhadas sobre as interrupções

 Descrição dos alimentadores das redes

 Descrição dos consumidores

 Ações possíveis para a melhoria da qualidade de

fornecimento

 Impactos das ações na qualidade de energia

 Custos envolvidos com tais ações

Fig. 5:Custo calculado da melhora da qualidade da energia pelo lado da distribuidora

Para o desenvolvimento da curva Investimentos versus Qualidade no estudo de caso utilizou-se duas ações, as quais tem alto impacto na qualidade (troca de padrão para redes protegidas e criação de ramal de auxílio/interligação). A Fig.5 apresenta a curva resultante desse modelo.

A curva representativa do custo do consumidor foi realizada a partir da equação obtida para o estudo de caso, apresentada anteriormente e plotada na Fig. 4.

A obtenção do nível de qualidade ótimo é realizada matematicamente através das derivadas em função do DEC das duas curvas. Para o estudo de caso, o valor de NQO é 9,35 h. Ou seja, o valor de DEC(h) para a qualidade coletiva que maximiza o bem-estar social no estudo de caso é de 9,35h.

O valor de DEC na área de distribuição estudada era de 10,3h. Assim reduções ou aumentos muito elevados no valor de DEC podem ocasionar uma piora no benefício social global proporcionado pela qualidade de energia. A Agência reguladora deveria portanto incentivar a distribuidora a diminuir o DEC oferecido a população. Esses custos deveriam ser arcados através das tarifas.

V. DISCUSSÕES FINAIS

A presente metodologia aponta uma alternativa à definição de níveis de qualidade por benchmarking. O ponto forte desta alternativa é verificar a relação econômica entre a qualidade demandada pelos consumidores e a qualidade que pode ser proposta pela distribuidora.

É uma possibilidade para o uso da opinião do consumidor em relação à qualidade desejada, tendo em vista o benefício social gerado.

Se por um lado métodos de benchmarking permitem ao regulador estabelecer metas de qualidade sem entrar em detalhes de como esses resultados serão obtidos, por outro lado tais métodos quando são utilizados considerando somente a performance das distribuidoras não consideram o valor adequado do ponto de vista do consumidor. Assim o uso de métodos que se baseiam em informações levantadas da concessionária e dos consumidores para a definição de

DEC 55 45 35 25 15 5

metas de qualidade é particularmente interessante para aumentar o benefício social da energia elétrica distribuída. Outro fator interessante a ser apontado no método apresentado é a obrigatoriedade de controle das informações de causas relacionadas aos problemas de qualidade, que podem servir de dados para futuras definições de soluções e, atualmente, deveriam ser consideradas pelas distribuidoras no estabelecimento de políticas ótimas de melhoria da qualidade. Por fim deve se notar que estudos para a caracterização do custo da qualidade para a realidade brasileira ainda não são regulamentados e rotineiros, havendo portanto a necessidade de inclusão destes estudos.

VI. REFERÊNCIAS

[1] E. Fumagalli, L. Lo Schiavo, F. Delestre, 2007. Service Quality Regulation in Electricity Distribution and Retail, Springer, e-book. [2] Kagan, N. et al., 2015. Regulação da Qualidade do Fornecimento. In:

Hage, Fabio S. El; Delgado, Marco A. P. (Org.).Regulação Técnica e Econômica em Monopólios Naturais: Reflexões conceituais e metodológicas no setor de distribuição de energia elétrica. Rio de

Janeiro: Synergia, 2015. Cap. 6. p. 269-345.

[3] M.P. Cruz, 2007, Metodologia para avaliação dos impactos econômicos associados a problemas de qualidade de energia, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brazil.

[4] ENERQ-FDTE; 2014. Metodologia para Revisão tarifária: qualidade da energia. São Paulo: Relatório Final de Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento – R&D Repport ANEEL, Brazil