INGENIERÍA ENERGÉTICA PROGRAMACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Programación de la generación MERCADO DIARIO Es el mercado en el que tienen lugar las transacciones de compra y venta de energía para el día siguiente. Organización: • Sobre la base de un sistema de ofertas de venta y adquisición • Período de programación: una hora • Horizonte de programación: el día siguiente (24 horas) • Cierre de recepción de ofertas: 10:00 del día D • Resultados para el día D+1: 11:00 del día D Ingeniería Energética 2 1 Programación de la generación Ofertas de venta: Ofertas simples: • Curva de oferta creciente. Ofertas complejas: • • • • condición de indivisibilidad ingresos mínimos gradiente de carga parada programada. Ofertas de compra: Ofertas sin precio: curva de demanda rígida Ofertas con precio: curva de demanda decreciente incorpora condiciones complejas Ingeniería Energética 3 Programación de la generación Condiciones complejas: Indivisibilidad: uno de los tramos ofertados de energía puede ser indivisible, es decir, si resulta casado ha de ser aceptado totalmente. Ingresos mínimos: se expresa por una cantidad fija y otra variable. Recuperación de costes de arranque. Parada programada: las unidades no casadas por incumplir la condición de ingresos mínimos pueden parar. Gradiente de carga: incremento máximo de la producción al alza o a la baja entre dos períodos consecutivos. Puede incluirse la condición de variación de carga al arranque y parada del grupo. Ingeniería Energética 4 2 Programación de la generación Si las ofertas fueran simples: Para formar la curva agregada de venta, el OM ordena las parejas cantidad-precio desde las más baratas a las más caras. Para la curva de compra, el orden es el inverso. El algoritmo de la casación simple persigue la maximización de la suma del excedente del consumidor y del productor, es decir, la maximización del beneficio social neto (BSN). El algoritmo del OM incorpora reglas de reparto para cuando exista empate en el precio de distintas ofertas. Ofertas complejas: procedimiento iterativo Ingeniería Energética 5 Programación de la generación c€/kWh Ofertas de producción Precio Marginal Horario Punto de corte de las curvas de producción y adquisición Ofertas de adquisición Energía casada en la hora Ingeniería Energética MWh 6 3 Programación de la generación c€/kWh Ofertas de producción Punto de corte de las curvas de producción y adquisición Precio Marginal Horario Ofertas de adquisición Energía casada en la hora MWh Ingeniería Energética 7 Programación de la generación Ejemplo de casación del mercado eléctrico En la tabla se muestran las ofertas de venta y de compra presentadas. En la figura se ilustran las curvas agregadas de venta y de compra. El precio marginal del sistema resultante es de 2 y la cantidad total comercializada es 7 unidades. VENTA COMPRA p q p q 0 2 1 2 1.5 1 6 3 1 2 1.5 1 2 3 3 2 2 4 2.5 2 2 5 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 4 Programación de la generación MERCADO INTRADIARIO Es un mercado de ajustes (voluntario) Puede operar todo agente autorizado a operar en el mercado de producción de energía eléctrica Los distribuidores, consumidores cualificados y comercializadores deberán haber participado en la sesión correspondiente del mercado diario. Los agentes podrán presentar tanto ofertas de venta de energía como de adquisición de la misma, para una unidad de producción o de adquisición. Ingeniería Energética 9 Programación de la generación Gestión de desvíos Ámbito de aplicación: Agentes del mercado que hayan participado en el mercado diario o en los mercados intradiarios y el OS. Objetivo: Corrección de los desvíos entre generación y consumo en el período comprendido entre dos sesiones consecutivas de mercados intradiarios Asignación por mecanismos de mercados • Ofertas complejas : costes arranque, gradiente de carga, Emax/Emin por hora u oferta. • Objetivo: minimización del coste de resolución del desvío a precio de oferta Ingeniería Energética 10 5 Programación de la generación Gestión de desvíos • Restricciones: además de las contenidas en las ofertas: • Ofertas del mismo sentido que el desvío • Cumplimiento de las limitaciones de seguridad • Suma de asignaciones igual a requerimiento (en cada hora) Valoración al precio marginal de la asignación • Mayor de los precios de las unidades asignadas (desvíos a subir). • Menor de los precios de recompra ofertados por las unidades asignadas (desvíos a bajar). Imputación a todos los agentes que se desvían (de forma proporcional a su desvío) Ingeniería Energética 11 INGENIERÍA ENERGÉTICA PROGRAMACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA: algoritmos de mercado 6 Algoritmos de mercado Subasta monoperiodo Las horas se consideran individualmente. No se analizan las restricciones intertemporales. Maximización del BSN. Si los productores no ofertan a su coste marginal no se maximiza el BSN. Función objetivo max imizar ∑∑ p j∈Λ b∈BD ⋅ D j ,b − ∑ ∑ pi•,b ⋅ Pi ,b ∗ j ,b i∈G b∈BG sujeta a: ∑∑D j∈Λ b∈BD = ∑ ∑ Pi ,b j ,b i∈G b∈BG 0 ≤ Pi,b ≤ P ∀i ∈ min ui ⋅ Pi ≤ Pi ≤ ui ⋅ Pi max Pi = ui ⋅ Pi min + ∑ Pi ,b max i,b ∀( b > 1 ) ∈ ∀i ∈ G ∀i ∈ G G, B b∈BG b >1 0 ≤ Dj,b ≤ Dmax j,b ∀j ∈ Λ, ∀b ∈ BD Algoritmo del Operador del Mercado Ingeniería Energética 13 Algoritmos de mercado Subasta multiperiodo Las horas se consideran conjuntamente. Se analizan las restricciones intertemporales (restricción de rampa, ingresos mínimos,...) Maximización del BSN. Si los productores no ofertan a su coste marginal no se maximiza el BSN. Función objetivo max imizar ∑∑ ∑ p t∈T j∈Λ b∈BD ⋅ Dt , j ,b − ∑∑ ∑ pt•,i ,b ⋅ Pt ,i ,b ∗ t , j ,b t∈T i∈G b∈BG sujeta a: ∑∑D j∈Λ b∈BD = ∑ ∑ Pt ,i ,b t , j ,b ∀t i∈G b∈BG 0 ≤ Pt ,i ,b ≤ Pt max ∀t ∈ T , ∀i ,i,b ut ,i ⋅ Pi min ≤ Pt ,i ≤ ut ,i ⋅ Pi max ∀t Pt ,i = ui ⋅ Pi min + ∑ Pt ,i,b ∀t b∈BG b >1 −DRi ≤ Pt ,i − Pt −1,i ≤ URi 0 ≤ Dt,j,b ≤ D max t, j,b ∈ G, ∈ T, ∈ T, ∀t ∈ T, ∀( b > 1 ) ∈ ∀i ∈ G ∀i ∈ G ∀i B ∈ G ∀t ∈ T, ∀j ∈ Λ, ∀b ∈ BD Algoritmo del Operador del Mercado Ingeniería Energética 14 7 Algoritmo del Productor Algoritmos de mercado Productor precioaceptante Productor con varios generadores, pero sin posibilidad de alterar los precios de mercado. Maximiza sus beneficios al maximizar ingresos de cada generador. Depende de la predicción de precios. max imizarPt ,i ∑λ ⋅ P − ∑C (P ) t∈T t t ,i t∈T ut,i ⋅ Pi min ≤ Pt,i ≤ ut,i ⋅ Pi max ∀t t t ,i ∈T Productor fijador de precio Productor con varios generadores y con capacidad de alterar los precios de mercado. Todos los generadores del productor actuarán de forma coordinada. Depende de la predicción de precios. max imizarPt ,i ,Qt ∑ λ ( Q ) ⋅ Q − ∑ C ( P ) t t∈T t t ut,i ⋅ Pi min ≤ Pt ,i ≤ ut,i ⋅ Pi max ∀t i∈G t ,i t ,i ∈ T, ∀i ∈ G Qt = ∑Pt,i i∈G Ingeniería Energética 15 Algoritmos de mercado Comercializador max imizarPGt ,PBt ∑ λCt ⋅ Dt − Ct ( Pt ,i ) − λt PBt t∈T ut,i ⋅ Pi min ≤ Pt,i ≤ ut,i ⋅ Pi max ∀t ∈ T Ingeniería Energética Consumidor max imizarPGt ,PBt ∑ U ( D ) − C ( P ) − λ ⋅ P t∈T t t t t ,i t Bt ut,i ⋅ Pi min ≤ Pt,i ≤ ut,i ⋅ Pi max ∀t ∈ T sujeto a Pt ,i + PBt = Dt ∀t Pt,i + PBt = Dt ∀t ∈T ∈T 16 8 Algoritmos de mercado Problema subasta multi-periodo: GENERADORES OFERTAS Energía [MWh] • i p [€/MW] GEN1 GEN2 10 1 6 6.2 6.3 5 GEN1 GEN2 GEN3 Pmax [MW] 29 20 20 Pmax [MW] 5 5 10 UR [MW/h] 10 5 20 DR [MW/h] 10 5 20 P0 [MW] 25 10 10 GEN3 5 12 12 4 5 Características 5 10 5 5 6.5 6.6 7 COMERCIALIZADORA OFERTAS PERIODO1 PERIODO2 Energía [MWh] 20 10 5 10 40 15 5 10 10 10 • i p [€/MW] 8 7 3 8 7 3 Ingeniería Energética 17 Algoritmos de mercado Problema subasta multi-periodo: PRODUCCIÓN ACEPTADA (MW) Hora Bloque SOLUCIÓN 1 1 2 2 3 Total GEN1 5 12 12 GEN2 6 0 GEN3 0 0 Total - - 29 1 2 3 Total 5 12 12 29 6 10 1 0 11 0 0 10 5 5 20 - 35 - 60 0 - - DEMANDA ACEPTADA (MW) Ingeniería Energética BLOQUE 1 2 3 TOTAL HORA 1 20 10 5 35 HORA 2 40 15 5 60 18 9