Formação Galp Energia
Modelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica
:: Sessão #14 ::
Mecanismos de alocação de capacidade e de
gestão de congestionamento nas interligações
Jorge de Sousa
Professor Coordenador
ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Agenda

Enquadramento

Mecanismos de gestão de interligações

Mecanismos mais utilizados

Exercícios de aplicação
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Enquadramento
Gestão de interligações

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.
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Enquadramento
Capacidade de transporte
INDUTORES
DE CALOR
Radiação solar
Emissão de calor
DISSIPADORES
DE CALOR
Perdas por efeito de
Joule
 Equação de equilíbrio térmico (Kuipers-Brown)
0, 448
2
max
P
A
I
Rt  ARD  8,55T T
Indutores de calor
Ao longo do dia
Ao longo do ano
VD
Vento

 DEC TP4  TA4

Dissipadores de calor
A radiação solar varia dia/noite
A temperatura ambiente varia ao longo do dia
A radiação solar varia de mês para mês
A temperatura ambiente varia de meses de
Inverno para meses de Verão
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Enquadramento
Capacidade de transporte
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)
[MW]
Capacidade de Interligação Portugal -> Espanha
1200
1000
800
600
400
200
0
31/08/2007
Sessão #14 | 27 Julho 2010
01/09/2007
02/09/2007
03/09/2007
04/09/2007
05/09/2007
06/09/2007
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Agenda

Enquadramento

Mecanismos de gestão de interligações

Mecanismos mais utilizados

Exercícios de aplicação
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Mecanismos de gestão de interligações
Mecanismos existentes


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)
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Mecanismos de gestão de interligações
Leilões 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.
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Mecanismos de gestão de interligações
Leilões 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).
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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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.
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Mecanismos de gestão de interligações
Market Splitting / Market Coupling
Exemplo #1: Capacidade de interligação suficiente
:: Convergência de preços nos dois mercados ::
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Mecanismos de gestão de interligações
Market Splitting / Market Coupling
Exemplo #2: Capacidade de interligação insuficiente
:: Preços distintos nos dois mercados ::
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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.
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Agenda

Enquadramento

Mecanismos de gestão de interligações

Mecanismos mais utilizados

Exercícios de aplicação
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Mecanismos mais utilizados
Europa: Leilões implícitos
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Mecanismos mais utilizados
Europa: Iniciativas de Market Coupling
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Mecanismos mais utilizados
MIBEL: Co-existência de três mecanismos

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.
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Agenda

Enquadramento

Mecanismos de gestão de interligações

Mecanismos mais utilizados

Exercícios de aplicação
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Exercícios de aplicação
Market 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:
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Exercícios de aplicação
Market 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.
Sessão #14 | 27 Julho 2010
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Formação Galp Energia
Modelação e Simulação de Mercados de Energia Eléctrica
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Mecanismos de alocação de capacidade e de
gestão de congestionamento nas interligações
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