MEN - Mercados de Energia Mestrado em Engenharia Electrotécnica

1. MEN - Mercados de EnergiaMestrado em Engenharia Electrotécnica Gestão de Congestionamentos nas Interligações em Mercados de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

2. Agenda Enquadramento Mecanismos para gestão de congestionamentos Market splitting Exercícios de aplicação

3. Enquadramento Mecanismos para a Gestão de Congestionamentos • 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. • No MIBEL o mecanismo existente 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.

4. Gestão de congestionamentosMecanismos 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 • Counter trading ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

5. Gestão de congestionamentosMecanismos previstos no MIBEL • 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; • 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. ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

6. Market SplittingPrincípio de funcionamento • O market splitting é um mecanismo de leilão da capacidade de interligação entre dois sistemas implícito nas licitações que os agentes efectuam no mercado diário e pressupõe a existência de um mercado conjunto gerido por um único operador de mercado. • Quando a capacidade de interligação entre os dois sistemas ésuperior ao trânsito de energia que resulta do fecho de mercado então a interligação não fica congestionada e existe um preço único de mercado, igual para os dois sistemas. • Quando, por outro lado, a capacidade de interligação é inferior ao trânsito de energia que resulta do fecho de mercado então a interligação fica congestionada no seu limite e os mercados ficam separados em termos de preço, sendo este superior no mercado importador e inferior no mercado exportador. ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

7. Market SplittingRenda de congestionamento • A existência de market splitting (separação de mercados) dá origem a uma renda de congestionamento que resulta do facto dos preços nos dois sistemas serem distintos. • O valor desta renda de congestionamento é igual à diferença de preços entre os dois sistemas multiplicada pela capacidade de interligação, que corresponde à energia comprada no sistema de preço mais baixo e vendida no sistema de preço mais alto. • As receitas provenientes da renda de congestionamento são atribuídas aos operadores das redes de transporte com o principal objectivo de promoverem medidas de redução dos congestionamentos observados, em particular investindo em capacidade adicional de interligação. ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

8. Market SplittingExemplo de dois mercados em autarcia M E R C A D O 1 Energia Preco Mercado MWh €/MWh c1 600 140 1 c2 300 60 1 c3 200 40 1 v1 300 10 1 v2 200 50 1 v3 450 70 1 M E R C A D O 2 Energia Preco Mercado MWh €/MWh c4 800 100 2 c5 500 10 2 v4 400 0 2 v5 600 20 2 v6 100 30 2 v7 350 45 2 c1 c4 70 €/MWh 600 MWh v3 c2 v2 20 €/MWh 800 MWh v7 c3 v6 v5 v1 c5 v4 ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

9. Market SplittingSituação de integração total dos dois mercados M E R C A D O I N T E G R A D O Energia Preco Mercado MWh €/MWh c1 600 140 1 c2 300 60 1 c3 200 40 1 c4 800 100 2 c5 500 10 2 v1 300 10 1 v2 200 50 1 v3 450 70 1 v4 400 0 2 v5 600 20 2 v6 100 30 2 v7 350 45 2 c1 45 €/MWh 1700 MWh c4 v3 c2 v2 v7 c3 v6 v5 c5 v1 v4 O preço do mercado integrado (45 €/MWh) é intermédio em relação aos preços dos mercados em autarcia (70 e 20 €/MWh). Existe um trânsito de 600 MWh energia do mercado 2 para o mercado 1 -> 1400 MWh de energia produzida no mercado 2 (licitações v4, v5, v6 e 300 MWh de v7) menos 800 MWh de energia consumida no mercado 2 (licitação c4). ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

10. Market SplittingSeparação de mercados: 250 MW de interligação M E R C A D O 1 Energia Preco Mercado MWh €/MWh c1 600 140 1 c2 300 60 1 c3 200 40 1 v1 300 10 1 vInt 250 30 1 v2 200 50 1 v3 450 70 1 M E R C A D O 2 Energia Preco Mercado MWh €/MWh cInt 250 100 2 c4 800 100 2 c5 500 10 2 v4 400 0 2 v5 600 20 2 v6 100 30 2 v7 350 45 2 A C D 50 €/MWh Ec = 750 MWh Ev = 500 MWh cInt B 30 €/MWh Ec = 800 MWh Ev = 1050 MWh vInt ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

11. Market SplittingExemplo MIBEL: Dia 24/11/2009 No dia indicado (24/11/2009) ocorreu market splitting nas horas 1, 4 e 5. Observando o exemplo da hora 4 verifica-se um trânsito de energia de Espanha para Portugal de 1600 MWh, igual à capacidade de interligação dessa hora. O preço português foi de 2,703 c€/kWh e o espanhol de 2,410 c€/kWh o que dá uma renda de congestionamento de 4688 € nessa hora. ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

12. Market SplittingExemplo MIBEL: Dia 24/11/2009 / Hora 4 E S P A N H A P O R T U G A L 1600 MWh 18,003 c€/kWh 2,703 c€/kWh 2,410 c€/kWh 1600 MWh 2,410 c€/kWh Como na hora o sentido o congestionamento da interligação ocorre no sentido de Espanha para Portugal é introduzida uma licitação de compra na curva da procura espanhola de 180,03 €/MWh e 1600 MWh. Daqui resulta o preço espanhol de 2,410 c€/kWh. Uma licitação de venda correspondente à capacidade de interligação de 1600 MWh é introduzida na curva de oferta portuguesa com o valor de fecho do mercado espanhol de 2,410 c€/kWh. Daqui resulta o preço português de 2,703 c€/kWh ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

13. Exercícios de aplicaçãoExercício #1 Responda às questões considerando o exemplo apresentado com as seguintes licitações de compra e venda dos dois mercados: C O M P R A V E N D A Energia Preço Mercado Energia Preço Mercado MWh €/MWhMWh €/MWh c1 600 140 1 v1 300 10 1 c2 300 60 1 v2 200 50 1 c3 200 40 1 v3 450 70 1 c4 800 100 2 v4 400 0 2 c5 500 10 2 v5 600 20 2 v6 100 30 2 v7 350 45 2 a) Para uma capacidade de interligação de 400 MW indique se existe market splitting. Qual o preço de cada mercado nesta situação? b) Indique o valor da renda de congestionamento da alínea a). c) Qual o valor da capacidade de interligação que garante a integração total dos dois mercados? ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

14. MEN - Mercados de EnergiaMestrado em Engenharia Electrotécnica Gestão de Congestionamentos nas Interligações em Mercados de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa