Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com a aplicação do modelo de redes da Análise

151 Pages·2017·6.01 MB·Portuguese

(cid:1)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com a
aplicação do modelo de redes da Análise Envoltória de
Dados - NDEA

ADRIANA CAVALCANTE MARQUES

NATAL
2016
(cid:1)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com a
aplicação do modelo de redes da Análise Envoltória de
Dados - NDEA

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação
em E ngenharia de Produção, como requisito para obtenção
do Título de Mestre em Engenharia de Produção da
Univ ersidade Federal do Rio Grande do Norte.
Área de Concentração: Engenharia de Produção
Subárea: Pesquisa Operacional e Logística

Orientador: Dr. Daniel Aloise

Co-orientadora: Drª. Mariana Rodrigues de Almeida

ADRIANA CAVALCANTE MARQUES

NATAL
2016
(cid:1)
Reitora da Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Profª. Drª. Ângela Maria Paiva Cruz

Diretor do Centro de Tecnologia
Prof. Dr. Luiz Alessandro Pinheiro da Câmara de Queiroz

Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de
Produção
Prof. Dr. Mario Orestes Aguirre Gonzales

Orientação
Prof. Dr. Daniel Aloise

Co-orientação
Profª. Drª. Mariana Rodrigues de Almeida

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Marques, Adriana Cavalcante.
Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com a
aplicação do modelo de redes da Análise Envoltória de Dados -
NDEA / Adriana Cavalcante Marques. - 2016.
132 f.: il.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Produção. Natal, RN, 2016.
Orientador: Prof. Dr. Daniel Aloise.
Coorientador: Profª. Drª. Mariana Rodrigues de Almeida.

1. Engenharia de Produção - Dissertação. 2. Setor elétrico
brasileiro - Dissertação. 3. Tarifas - Dissertação. 4. Eficiência
- Dissertação. 5. Ajuste de tarifas - Dissertação. 6. Análise
Envoltória de Dados - Dissertação. I. Aloise, Daniel. II.
Almeida, Mariana Rodrigues de. III. Título.

RN/UF/BCZM CDU 658.5
Dedico este trabalho aqueles
que são meu alicerce, minha
família – pai, mãe e irmão.
AGRADECIMENTOS

Antes de tudo, agradeço à Deus, por guiar meus caminhos quando estava sem saber para
onde ir, por me dar forças quando pensei que não conseguiria, por me dar discernimento
quando me faltava clareza, enfim, por tudo que acontece em minha vida, sou eternamente
grata.
Aos que me acompanham diariamente por toda minha vida, agradeço à minha família. À
minha mãe, pela paciência e companheirismo, por aguentar meus momentos de estresse
e me apoiar sempre. Ao meu pai, por me impulsionar a ser e sempre buscar pelo melhor,
por me ensinar a ter responsabilidades e contribuir ao meu crescimento. Ao meu irmão,
pelos momentos de descontração e até mesmo pelas discussões que me direcionam a ser
sempre uma pessoa melhor. Às minhas tias, primas, avós, pelos exemplos de vida,
determinação e doação. A eles todo meu amor!
Aos meus orientadores, Profª Drª Mariana Almeida, por ter enxergado potencial em mim,
por direcionar meus caminhos e por sempre exigir meu melhor. Sou muito grata por todos
os ensinamentos e parceria! Ao Prof. Dr. Daniel Aloise, por contribuir para o meu
crescimento, por ter tido paciência comigo e me direcionar a objetividade. Com certeza,
são meus exemplos de profissionais a seguir. A eles toda minha admiração.
Aos meus amigos, todos aqueles que fazem ou fizeram parte da minha caminhada, que
contribuíram de alguma forma, aos que deixaram suas marcas, aos que me aguentam
todos os dias, aos que há muito tempo não vejo, mas que me apoiam e me impulsionaram
a continuar seguindo. Ao meu amigo de longa data, Marcelo, que me conhece mais do
que eu, que cresceu comigo e passou por várias fases ao meu lado, deixo o meu enorme
obrigado! À Ana Clara, por me acompanhar desde o colégio nas mesmas jornadas,
agradeço pela companhia e por todos os momentos compartilhados. Aos meus lindos,
amigos desde colégio que fazem parte do meu dia a dia, agradeço por todas histórias que
tenho a contar. Aos amigos que o mestrado me deu, que compartilham os momentos de
desespero e de alegria, agradeço muito a turma da Sofrência. Às amigas que a graduação
me deu, por todas as risadas. Às meninas, que mesmo distantes estão sempre presentes,
Ellen, Carla, Patrícia, Ju Lys. E à minha família do intercâmbio, que mesmo
geograficamente distantes, me acompanham e fizeram parte da minha história. A todos
citados e não citados, agradeço por tudo que fizeram por mim e por todas as palavras e
momentos compartilhados.
“Não fiquem preocupados com
o dia de amanhã, pois o dia de
amanhã trará as suas próprias
preocupações. Para cada dia
bastam as suas próprias
dificuldades.”

(Mateus 6:34)
i

MARQUES, Adriana Cavalcante. Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com
a aplicação do modelo de redes da Análise Envoltória de Dados - NDEA. Fls. 132.
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Produção (PEP). Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN),
Natal/RN, 2016.
RESUMO
O setor elétrico brasileiro tem apresentado diferentes mudanças, desde a desverticalização
das empresas até a criação do órgão regulador (Aneel - Agência Nacional de Energia
Elétrica) responsável pela regulação econômica dos segmentos de transmissão e
distribuição. Contudo, a Aneel aplica as políticas de tarifação separadamente entre os
segmentos que compõem o sistema elétrico, não considerando as relações existentes na
cadeia de suprimentos. O presente trabalho tem como objetivo propor um novo modelo
de análise de eficiência do sistema elétrico brasileiro a fim de tornar a revisão tarifária
melhor ajustada para a realidade do cenário atual. Os segmentos do setor (geração,
transmissão e distribuição) foram fundamentados por meio de um conjunto de variáveis
recorrentes na literatura para retratar os processos realizados no sistema elétrico, no
âmbito nacional e internacional. A partir disso, o modelo conceitual considera 12
variáveis distribuídas em três dimensões: custo, produtividade e qualidade. A amostra
contempla 94 empresas, dentre as quais segmentam: 16 empresas de geração, 28 empresas
transmissoras de energia e 50 empresas distribuidoras. As Unidades Tomadoras de
Decisão (Decision Making Units - DMU) foram classificadas como os caminhos com as
diferentes empresas da geração até a distribuição de energia, de forma que a amostra
totalizou em 362 DMUs. Na condução da pesquisa, elaborou-se um modelo para
avaliação do sistema elétrico com a utilização da Análise Envoltória de Dados (DEA –
Data Envelopment Analysis), com o propósito de identificar quantitativamente o nível de
eficiência da rede. De modo a poder representar a complexidade do sistema elétrico, o
modelo proposto utiliza o DEA em redes (Network Data Envelopment Analysis – NDEA)
com três estágios, cada um simulando os segmentos do setor, para identificar os impactos
entre os processos e as causas de ineficiência. Esses estágios da rede foram avaliados para
verificar a performance das empresas em cada segmento e validar o modelo de retornos
constantes de escala, por meio dos modelos clássicos CCR em comparação com o NDRS,
utilizado pela Aneel. A partir dessa comparação entre os modelos clássicos, validou-se o
uso do modelo de retornos constantes de escala para as análises do setor. Os resultados
do modelo NDEA apontam para a adequação do método proposto realizando a análise
agregada do sistema elétrico, ao apresentar resultados mais discriminatórios que os
modelos clássicos. Obteve-se que nenhum caminho da rede observado possui as três
empresas constituintes eficientes em sua totalidade. Contudo, foi possível identificar em
quais ligações as empresas devem focar seus investimentos para alcançar melhores
desempenhos e quais redes ter como benchmarks, contribuindo para a tomada de decisão
gerencial e o planejamento eficiente das empresas. Por fim, identificou-se os fatores
exógenos que influenciam na eficiência, como a região geográfica e porte, sendo possível
então, obter diagnósticos para uma tarifação mais adequada à realidade do setor,
beneficiando tanto os consumidores, quanto as empresas e o governo.
Palavras-chave: Análise Envoltória de Dados. Setor elétrico brasileiro. Tarifas.
Eficiência. Ajustes de tarifas.
ii

MARQUES, Adriana Cavalcante. Revisão de tarifa do Sistema Elétrico Brasileiro com
a aplicação do modelo de redes da Análise Envoltória de Dados - NDEA. Fls. 132.
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Produção (PEP). Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN),
Natal/RN, 2016.
ABSTRACT
The Brazilian electricity sector has shown different changes, since unbundling of
companies to the creation of the regulatory agency (Aneel - National Electric Energy
Agency), responsible for the economic regulation of the transmission and distribution
segments. However, Aneel applies charging policies separately between the segments that
make up the electrical system, not considering the relationship in the supply chain. In this
context, this paper aims to propose a new model of the Brazilian electric system efficiency
analysis in order to make the best-adjusted tariff review with the system reality. The
segments of the industry (generation, transmission and distribution) were founded
through a set of recurring variables in the literature to portray the processes carried out in
the electrical system at the national and international levels. The conceptual model
includes initially 12 variables divided into three dimensions: cost, productivity and
quality. The sample includes 94 companies, consisting of in 16 generation companies, 28
electricity transmission companies and 50 distribution companies. The Decision Making
Units (DMU) were considered the paths from generation to distribution, so that the
sample contains 362 DMUs in total. In conducting the research analysis, a model was
developed to evaluate the electrical system using the data envelopment analysis (DEA)
to quantitatively identify the network efficiency level. To be able to represent the
complexity of the electrical system, a unique grouping model was proposed and analyzed
by Network DEA's model (NDEA) in three stages, each one simulating a particular
segment of the industry, in order to identify the impacts between the processes and the
causes of inefficiency. These stages of the network were evaluated to verify the
performance of the companies in each segment and validate the model of constant returns
to scale, through the classic models CCR compared to the NDRS used by Aneel. From
this comparison between the classic models, the use of constant returns to scale model for
sector analysis was validated. The results of the NDEA model point to the adequacy of
the proposed method by performing the electrical system aggregate analysis, by
presenting more discriminatory results than classic models. Furthermore, none of the
paths have efficient companies in all of its three stages. However, it was possible to
identify which links those companies should focus their investments to achieve better
performance and which networks are its benchmarks, contributing to the decision-making
and the efficient planning of companies. Finally, we identified the exogenous factors that
influence efficiency, such as geography and size, thereby making possible to obtain a
more appropriate tariffing regarding the reality of the sector, benefiting consumers,
companies and the government.
Keywords: Data envelopment analysis. Brazilian electric sector. Tariff. Efficiency.
Tariff Adjustments. Supply Chain.
iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 – Rede do sistema elétrico............................................................................5
Figura 1.2 – Modelo conceitual da pesquisa..................................................................5
Figura 1.3 – Estrutura organizacional da pesquisa........................................................10
Figura 2.1 – Evolução cronológica dos marcos do setor elétrico brasileiro...................13
Figura 2.2 – Composição básica no sistema elétrico brasileiro......................................13
Figura 2.3 – Síntese metodológica da revisão tarifária das transmissoras......................17
Figura 2.4 – Tipos de reajustes do valor tarifário...........................................................18
Figura 2.5 – Composição da receita do serviço de distribuição.....................................19
Figura 2.7 – Síntese metodológica da revisão tarifária das distribuidoras.....................21
Figura 2.8 – Categorização dos problemas nos segmentos da rede................................22
Figura 3.1 – Modelo caixa preta....................................................................................35
Figura 3.2 – Modelo de redes (NDEA) .........................................................................36
Figura 3.3 – Estrutura de série.......................................................................................38
Figura 3.4 – Estrutura em paralelo.................................................................................40
Figura 3.5 – Estrutura mista..........................................................................................41
Figura 3.6 – Estrutura do modelo dinâmico...................................................................43
Figura 3.7 – Sistematização dos trabalhos do setor de geração de energia.....................50
Figura 3.8 – Sistematização dos trabalhos do setor de transmissão de energia..............51
Figura 3.9 – Sistematização dos trabalhos do setor de distribuição de energia..............53
Figura 4.1 – Etapas da pesquisa.....................................................................................57
Figura 4.2 – Mapa das localizações das distribuidoras da análise..................................58
Figura 4.3 – Etapas metodológicas para construção do trabalho...................................66
Figura 4.4 – Análises e modelagens utilizadas na pesquisa...........................................78
Figura 4.5 – Modelo inicial proposto com todas variáveis.............................................79
Figura 4.6 – Compartilhamento de recursos em subunidades........................................80
Figura 5.1 – Arquitetura das análises com DEA............................................................85
Figura 5.2 – Estrutura do modelo para o segmento de geração......................................86
Figura 5.3 – Estrutura do modelo para o segmento de transmissão................................88
Figura 5.4 – Estrutura do modelo para o segmento de distribuição................................90
Figura 5.5 – Especificação das fases da rede do setor elétrico.......................................92
Figura 5.6 – Estrutura do modelo para primeira fase da rede.........................................93