Modelo de formação de preços para mercados integrados de curto prazo/bilateral/renovável/ancilar de energia elétrica utilizando a metodologia preço por oferta

Abstract

A proposta deste trabalho consiste em sugerir uma nova metodologia que analisa as características do modelo de formação de preços atual, desenhado para trabalhar com a clássica abordagem de formação de preços com a lógica de custos marginais - PM e a metodologia Preço por Oferta PPO, em um mercado de estrutura combinada, que envolve a presença de contratos bilaterais físicos (com fontes convencionais e renováveis) no mercado de longo prazo, negociações no mercado de curto prazo (mercado spot), e no mercado de curtíssimo prazo, também chamado de serviços de suporte de reserva (ou serviços ancilares de reserva). O modelo também fornece sinais econômicos como portfólios de receitas e pagamentos e preços pelos diversos tipos de serviços ofertados, de acordo com o estudo da estratégia de operação do sistema elétrico. Explora a vantagem da coordenação centralizada de um mercado de energia e os potenciais benefícios de usar a estratégia PPO, por meio da estabilidade e previsibilidade dos preços, da adequação financeira (i.e. reconciliação entre pagamentos e receitas) e no menor risco no suprimento das cargas devido à maior estabilidade de preços. Esta metodologia é frequentemente considerada como a melhor alternativa em vários sistemas reais, inclusive o brasileiro. Permite comparar o comportamento das duas metodologias de formação de preços num mercado integrado em diversas operações do sistema. As características previamente mencionadas do modelo permitem aos agentes de mercado planejar seus portfólios pelo conhecimento dos preços dos serviços de eletricidade com várias possibilidades de cenários operativos. Além do mais, do ponto de vista do operador independente do sistema, é possível estimar o impacto de diferentes níveis de negociação bilateral nos contratos de longo prazo convencional e renovável e nos mercados de curto e curtíssimo prazo considerando capacidades de geração e transmissão. Da mesma forma, permite avaliar o impacto nos preços dos mercados garantindo a estabilidade de preços e adequação financeira. Uma formulação matemática detalhada do problema é apresentada mostrando como os preços dos diversos tipos de energia são obtidos através de um processo de integração. Resultados numéricos do modelo utilizando em sistema IEEE e um caso construído a partir da caso real brasileiro comprovam que as características do modelo que o tornam atrativo são a estabilidade nos preços e o fornecimento de índices financeiros que orientam a operação do sistema elétrico pelo operador independente e auxiliam os portfólios de contratação da energia pelos agentes do sistema. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The propose is suggest a new methodology that analyses the characteristics of the current energy pricing model draw to work with the classic marginal pricing (MP) and the Pay as Bid (PAB) strategies in a combined market structure involving the presence of long term forward physical bilateral contracts (not financial contracts), renewable energy contracts and short term trades like pool and ancillary reserve services. The model also gives economic indexes such as prices, revenues and payments portfolios by studying the implications of the combined market on the system operation. The purpose of the model is exploiting the advantages of centralized market coordination and the potential benefits of using the PAB pricing strategy like: obtaining less risk in supplying loads, more price stability and financial adequacy. Because of these characteristics, the PAB strategy is currently being considered as an alternative in some actual systems. It is not the focus here to mathematically proof which of the pricing approaches should be followed but instead observing their price behaviour in the combined market. The formulation of the model is an extension of a previous work in terms of including the ancillary reserve market with its characteristics and associated system requirements. The previously mentioned characteristics of the model allow market agents to plan their portfolios by knowing how prices of electricity services interact in several possible operation scenarios. Moreover, from the Independent System Operator (ISO) point of view, it is possible to estimate the impact of different levels of total bilateral trades, pool load and reserve requirements on prices and generation and transmission capacity while enforcing price stability and financial adequacy. A detailed mathematical formulation of the problem is presented showing how prices of energy and reserve services are obtained through the integration process. Numerical results of this model using the IEEE and the case built from the real Brazilian case system proves that the model characteristic which turn its attractive are the establish of value prices and the supply of economic indexes that allow the operation of the system and assist the agents to improve their portfolios.