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- 1 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
:::: Sessão #14 ::::
Mecanismos de alocação de capacidade e de
gestão de congestionamento nas interligações
Jorge de SousaProfessor Coordenador
ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa
Formação Galp EnergiaModelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica
- 2 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Agenda
Enquadramento
Mecanismos de gestão de interligações
Mecanismos mais utilizados
Exercícios de aplicação
- 3 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
O congestionamento é uma situação em que a capacidade de interligação entre duas ou mais redes não permite acomodar todo o fluxo de energia resultante das transacções pretendidas pelos agentes do mercado.
Esta falta de capacidade de interligação tanto pode ser devida à insuficiente capacidade das linhas de interligação, como a limitações ao nível interno de cada uma das redes nacionais.
Para resolver ou mitigar este problema existem diversas formas para a gestão de congestionamento em ambiente de mercado, normalmente com o objectivo de alocar de forma eficiente a capacidade de interligação existente mantendo a segurança técnica do sistema.
O mecanismo existente no MIBEL para o horizonte diário é o market splitting (separação de mercados) do qual resultam preços diferenciados para a zona portuguesa e para a zona espanhola nas horas de congestionamento. Este mecanismo é também na Europa na NordPool e em Itália.
EnquadramentoGestão de interligações
- 4 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Perdas por efeito de Joule
Radiação solar Emissão de calor
Vento
INDUTORES DE CALOR
DISSIPADORES DE CALOR
A radiação solar varia dia/noite
A temperatura ambiente varia ao longo do dia
Ao longo do anoA radiação solar varia de mês para mês
A temperatura ambiente varia de meses de Inverno para meses de Verão
Ao longo do dia
EnquadramentoCapacidade de transporte
44448,02max 55,8 APAP TTDECVDTTARDRtI
Equação de equilíbrio térmico (Kuipers-Brown)
Indutores de calor Dissipadores de calor
- 5 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Existem outros factores com impacto na capacidade de transporte das linhas:
•Perfis de geração e consumo•Indisponibilidades programadas•Critérios de segurança (sobrecargas e tensão dentro dos limites nos elementos da rede) a serem verificados em determinadas contingências (contingência N-1)
Capacidade de Interligação Portugal -> Espanha
0
200
400
600
800
1000
1200
31/08/2007 01/09/2007 02/09/2007 03/09/2007 04/09/2007 05/09/2007 06/09/2007
[MW]
EnquadramentoCapacidade de transporte
- 6 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Agenda
Enquadramento
Mecanismos de gestão de interligações
Mecanismos mais utilizados
Exercícios de aplicação
- 7 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de alocação de capacidade de interligação
Regras explícitas (pro-rata, first come first served)
Leilões explícitos
Leilões implícitos (market splitting e market coupling)
Mecanismos de resolução de congestionamentos
Redespacho (redispatching)
Contra-negócio (counter trading)
Mecanismos de gestão de interligaçõesMecanismos existentes
- 8 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligaçõesLeilões explícitos
Os leilões explícitos caracterizam-se pela capacidade de transporte de interligação ser leiloada em mercado separado e independente do mercado de energia eléctrica.
Os leilões explícitos são considerados como um método simples de alocar a capacidade de interligação na Europa (p.e. Benelux + França + Alemanha no CASC-CWE: Capacity Allocation Service Company for the Central West European Electricity market ).
Esta capacidade é normalmente leiloada em horizontes anuais, mensais e diários.
Devido à separação dos mercados de alocação de capacidade de interligação e de energia existe uma falta de informação sobre os preços de energia dos mercados interligados da qual pode resultar uma utilização ineficiente de interligações, com uma diminuição do bem-estar social e uma menor convergência dos preços da energia entre os mercados interligados.
- 9 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligaçõesLeilões implícitos
Nos leilões implícitos a capacidade de transporte das interligações é usada para integrar diferentes mercados locais a fim de maximizar o bem-estar social global dos vários mercados (dois ou mais).
O fluxo de energia nas interligações é determinado com base nos dados do mercado diário das diversas áreas. Assim, o leilão de capacidade de transporte está incluído (implicitamente) nos leilões de energia do mercado diário.
Nos implícitos a capacidade de interligação entre as áreas de licitação é incorporado no mecanismo de formação dos preços spot, para além das licitações de energia por área, assim, os preços resultantes por área reflectem tanto o custo da energia em cada área como os custos de congestionamento.
Este mecanismo garante que os fluxos de electricidade ocorrem das zonas excedentárias (com preço mais baixo) para as zonas deficitárias (com preço mais alto).
- 10 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligações Market Splitting / Market Coupling
O leilão implícito é o conceito base utilizado tanto para o Market Splitting como para o Market Coupling, não existindo necessariamente qualquer diferença nos algoritmos de cálculo usados ambos.
No mecanismo de Market Splitting a capacidade de transporte é gerida no mercado diário de energia por uma única bolsa de energia. Quando a capacidade de transporte entre as áreas de licitação não é suficiente para obter uma convergência completa de preços, resultam preços distintos nas áreas de licitação. Assim, o nome Market Splitting refere-se ao facto da capacidade de transmissão limitada levar a uma separação do preço entre as áreas.
No mecanismo de Market Coupling o leilão implícito é organizado em colaboração entre duas ou mais bolsas de energia distintas. Assim, o termo refere-se ao acoplamento de duas ou mais áreas. Cada bolsa de energia fornece a informação de mercado necessária para um algoritmo de acoplamento central e os Operadores de Sistema fornecem a capacidade de transporte disponível entre as áreas de mercado.
- 11 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligações Market Splitting / Market Coupling
Exemplo #1: Capacidade de interligação suficiente :: Convergência de preços nos dois mercados ::
- 12 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligações Market Splitting / Market Coupling
Exemplo #2: Capacidade de interligação insuficiente :: Preços distintos nos dois mercados ::
- 13 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos de gestão de interligações Redespacho / Counter trading
As metodologias de resolução de congestionamentos efectuam uma redistribuição do padrão de geração/consumo de um subconjunto de geradores/consumos, envolvendo apenas numa área de controlo (redespacho) ou envolvendo mais do que uma área de controlo (counter trading).
No caso do resdespacho os geradores/consumos a afectar são estabelecidos através das ofertas de subida/descida de carga feitas aos operadores de sistema no mercado de serviços de sistema.
No caso do counter trading os operadores de sistema utilizam as licitações dos produtores na bolsa por forma a aumentar ou diminuir a geração nas suas áreas.
Estes mecanismos são utilizados em particular no MIBEL no âmbito das áreas de controlo de Portugal e Espanha da responsabilidade da REN e da REE, respectivamente.
- 14 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Agenda
Enquadramento
Mecanismos de gestão de interligações
Mecanismos mais utilizados
Exercícios de aplicação
- 15 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos mais utilizadosEuropa: Leilões implícitos
- 16 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Mecanismos mais utilizadosEuropa: Iniciativas de Market Coupling
- 17 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Leilões explícitos de capacidade de interligação, para o horizonte anterior ao diário (mecanismos previsto mas ainda não utilizado);
Market splitting (separação de mercados), para o horizonte diário, obtido de forma implícita através das licitações efectuadas pelos agentes no mercado diário e intradiário;
Counter trading (contra negócio), para um horizonte posterior ao diário, da responsabilidade dos operadores da rede de transporte para fazer face a desvios entre os resultados de mercado e os observados na exploração do sistema em tempo-real.
Mecanismos mais utilizadosMIBEL: Co-existência de três mecanismos
- 18 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Agenda
Enquadramento
Mecanismos de gestão de interligações
Mecanismos mais utilizados
Exercícios de aplicação
- 19 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Exercícios de aplicaçãoMarket splitting vs counter trading
Para dois mercados (mercado 1 e mercado 2) considere as seguintes licitações de venda efectuadas numa determinada hora do mercado diário e os consumos de cada mercado nessa mesma hora:
- 20 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
Exercícios de aplicaçãoMarket splitting vs counter trading
1. Indique o preço e a energia de fecho em cada um dos mercados, assumindo que funcionam em bolsas separadas.
2. Indique o preço e a energia de fecho para o mercado integrado (mercado 1 e mercado 2 numa única bolsa) e o trânsito nas interligações.
3. Indique o preço e a energia de fecho em cada mercado sabendo que a capacidade de interligação entre os dois sistemas está limitada a 400 MW e que o mecanismo de gestão de congestionamento é o Market Splitting.
4. Resolva a questão anterior admitindo agora que o mecanismo de gestão de congestionamento é o Counter Trading.
5. Para as condições das questões anteriores determine o custo total para os consumidores e a receita total dos produtores. Comente a diferença entre os dois valores calculados para a situação de Market Splitting e de Counter Trading.
- 21 -Sessão #14 | 27 Julho 2010
:::: Sessão #14 ::::
Mecanismos de alocação de capacidade e de
gestão de congestionamento nas interligações
Jorge de SousaProfessor Coordenador
ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa
Formação Galp EnergiaModelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica