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Análise econômica dos preços horários Claudia Sagastizábal
41

Análise econômica dos preços horários

Jul 07, 2022

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Page 1: Análise econômica dos preços horários

Análise econômica

dos

preços horáriosClaudia Sagastizábal

Page 2: Análise econômica dos preços horários

Análise econômica

dos

preços horáriosClaudia Sagastizábal

Em colaboração com J. P. Luna, P. J. S. Silva, K. Vinente

Page 3: Análise econômica dos preços horários

3

Para saber mais:

Page 4: Análise econômica dos preços horários

4

Os dois lados da PDO do SIN

Fonte: CEPEL

Page 5: Análise econômica dos preços horários

5

Os dois lados da PDO do SIN

Fonte: CEPEL

OPERADOR: interessado em viabilidade do despacho, com baixo custo

GERADOR: interessado na remuneração (preço), para rentabilizar o negócio

Page 6: Análise econômica dos preços horários

6

Os dois lados da PDO do SIN

Fonte: CEPEL

OPERADOR: interessado em viabilidade do despacho, com baixo custo

GERADOR: interessado na remuneração (preço), para rentabilizar o negócio

Page 7: Análise econômica dos preços horários

7

Os dois lados da PDO do SIN

Fonte: CEPEL

OPERADOR: interessado em viabilidade do despacho, com baixo custo

O que significa?(MIP≠ PL)

OPERADOR: interessado em viabilidade do despacho, com baixo custo

GERADOR: interessado na remuneração (preço), para rentabilizar o negócio

Page 8: Análise econômica dos preços horários

8

Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS 1: u=u* fixa a capacidade instalada

Page 9: Análise econômica dos preços horários

9

Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS 1: u=u* fixa a capacidade instalada

(multip.=CMO)

Page 10: Análise econômica dos preços horários

10

Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS 1: u=u* fixa a capacidade instalada

(multip.=CMO)

CMO para capacidade de geração FIXA em u*

Page 11: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS 1: u=u* fixa a capacidade instalada

(multip.=CMO)

CMO para capacidade de geração FIXA em u*

Para esse PL, o multiplicador de Lagrange (=CMO) mede variações marginais do custo se a demanda aumenta

Page 12: Análise econômica dos preços horários

12

Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS 1: u=u* fixa a capacidade instalada

(multip.=CMO)

CMO para capacidade de geração FIXA em u*

Para esse PL, o multiplicador de Lagrange (=CMO) mede variações marginais do custo se a demanda aumenta

MAS: não tem como acionar unidades desligadas, para valores de D maiores que a capacidade “on”, CMO=+∞

Page 13: Análise econômica dos preços horários

13

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

Page 14: Análise econômica dos preços horários

14

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 1819 20 21 22 2324150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

CMO Subsistema

S1 S2

Período (h)

CM

O (

R$

)

Page 15: Análise econômica dos preços horários

15

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 1819 20 21 22 2324150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

CMO Subsistema

S1 S2

Período (h)

CM

O (

R$

)

Qual é olucro de mercado

dos geradores despachados?

preço*despacho -

Custo de Geração

Page 16: Análise econômica dos preços horários

16

Algumas surpresas ...

Page 17: Análise econômica dos preços horários

17

Algumas surpresas ...

Page 18: Análise econômica dos preços horários

18

Algumas surpresas ...

Page 19: Análise econômica dos preços horários

19

Algumas surpresas ...

OK

OK

not OK

Page 20: Análise econômica dos preços horários

20

O cálculo não é incorreto, porem!pot. minima distorce multiplicadores

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

Geração Termelétrica

ANGRA1 IGARAPE PIRAT.12 G

Período (h)

GT

(MW

)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00

Geração Hidrelétrica Subsistema 1

FURNAS M. DE MORAES ESTREITO

IGARAPAVA CACONDE E. DA CUNHA

A.S.OLIVEIRA

Período (h)

GH

(M

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

CMO Subsistema

S1

CM

O (

R$

)

Page 21: Análise econômica dos preços horários

21

O cálculo não é incorreto, porem!pot. minima distorce multiplicadores

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

Geração Termelétrica

ANGRA1 IGARAPE PIRAT.12 G

Período (h)

GT

(MW

)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00

Geração Hidrelétrica Subsistema 1

FURNAS M. DE MORAES ESTREITO

IGARAPAVA CACONDE E. DA CUNHA

A.S.OLIVEIRA

Período (h)

GH

(M

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

CMO Subsistema

S1

CM

O (

R$

)

C. H. Saboia+

A. Diniz

Page 22: Análise econômica dos preços horários

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

Geração Termelétrica

ANGRA1 IGARAPE PIRAT.12 G

Período (h)

GT

(MW

)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240,00

100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00

Geração Hidrelétrica Subsistema 1

FURNAS M. DE MORAES ESTREITO

IGARAPAVA CACONDE E. DA CUNHA

A.S.OLIVEIRA

Período (h)

GH

(M

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

CMO Subsistema

S1

CM

O (

R$

)

O cálculo não é incorreto, porem!pot. mínima distorce multiplicadores

Page 23: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS2: multip=CMO só se v(D) convexa

O multiplicador de Lagrange mede variações marginais do custo para problemas convexos,

SEM “indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Page 24: Análise econômica dos preços horários

24

Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS2: multip=CMO só se v(D) convexa

CASO CONVEXO IDEAL

variação marginal (CMO) =

derivada de função valor v(D)

=multiplicador de Lagrange da restrição de demanda

O multiplicador de Lagrange mede variações marginais do custo para problemas convexos,

SEM “indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Page 25: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOOBS3: v(D) mal comportada para o UC

CASO CONVEXO IDEAL

variação marginal (CMO) =

derivada de função valor v(D)

=multiplicador de Lagrange da restrição de demanda

O multiplicador de Lagrange não mede variações marginais do custo para problemas com

“indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Page 26: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOCaso de função valor convexa

Page 27: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOCaso de função valor convexa

Page 28: Análise econômica dos preços horários

28

OK: multiplicador=CMO (mult=5, [5,12], 12)

Multiplicadores de Lagrange e PDOCaso de função valor convexa

Page 29: Análise econômica dos preços horários

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Multiplicadores de Lagrange e PDOFunção valor descontinua e não convexa

1000

100

Page 30: Análise econômica dos preços horários

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O multiplicador de Lagrange não mede variações marginais do custo para problemas com

“indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Multiplicadores de Lagrange e PDOFunção valor descontinua e não convexa

1000

100

Not OK!: multiplicador≠CMO (mult=5,∞, 12,5,∞,5, 12)

Page 31: Análise econômica dos preços horários

31

O multiplicador de Lagrange não mede variações marginais do custo para problemas com

“indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Multiplicadores de Lagrange e PDOFunção valor descontinua e não convexa

Not OK!: multiplicador≠CMO (mult=5,∞, 12,5,∞,5, 12)

Page 32: Análise econômica dos preços horários

32

O multiplicador de Lagrange não mede variações marginais do custo para problemas com

“indivisibilidades” (pot. mínima, custos de partida)

Not OK!: multiplicador≠CMO (mult=5,∞, 12,5,∞,5, 12)

Preço paga CVU? E os custos de partida com encargos?

Multiplicadores de Lagrange e PDOFunção valor descontinua e não convexa

Page 33: Análise econômica dos preços horários

33

● DESSEM calcula despacho de custo mínimo: (pi*,u

i*)

● ONS corrige esse despacho por questões inerentes a boa pratica operacional do SIN: segurança elétrica, inflexibilidades, risco hídrico

● Descolamento entre CMO e preços parece inevitável, mais ainda ao se definir preços uniformes por subsistema

● Proposta: determinar preços próximos ao CMO resolvendo um MIP simples, que formaliza o lado da moeda dos geradores despachados, atendendo aos requerimentos de SS do operador

Análise pós-despacho

Page 34: Análise econômica dos preços horários

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● DESSEM calcula despacho de custo mínimo: (pi*,ui*)

● Calculamos custo desse despacho para o gerador: GenCosti(pi*,ui*)

● DESSEM calcula preço de referência π* (p.ex. CMO)● Resolvemos um problema de otimização, com o preço π como variável de decisão

● EconPrice: encargos compensam somente custos fixos ou inflexibilidades, outras regras ONS (ESS), não ha geradores despachados que fiquem em vermelho ao final do dia, encargos limitados, etc

Proposta EconPrice: calcular preços fazendo uma análise econômica

+ restrições com sentido econômico

Page 35: Análise econômica dos preços horários

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Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

72.69

3.96

-200.41

Page 36: Análise econômica dos preços horários

36

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

72.69100.00

3.96

-200.41

Page 37: Análise econômica dos preços horários

37

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

72.69100.00

3.9624.81

-200.41

Page 38: Análise econômica dos preços horários

38

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

72.69100.00

3.9624.81

-200.410.00

Page 39: Análise econômica dos preços horários

39

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

Diferença percentual em relação ao preço de referencia

Page 40: Análise econômica dos preços horários

40

Instância simples ~ IEEE 24 bus DESSEM acadêmico

Diferença percentual em relação ao preço de referencia

Vantagem de EconPrice: cálculo feito de modo direto,impondo condições explicitas(ao invés de multiplicador),

estabelecidas de modo consertado

Page 41: Análise econômica dos preços horários

41

Considerações finais sobre a PDO e como lidar com indivisibilidades

● Cálculo de preços horários sempre envolve trade-offs ● Para o SIN no curtíssimo prazo, os multiplicadores de Lagrange não sempre informam as

variações marginais do custo – u=u* fixa a capacidade instalada e pode acrescer indevidamente o CMO– Potencia mínima, Ton/Toff, custos de partida distorcem os valores do CMO, que devem ser

corrigidos– multiplicadores pode não ser únicos: podemos ter valores diferentes com rodadas em

maquinas diferentes ● A metodologia EconPrice

– determina um preço horário único que tira aos geradores despachados do vermelho, corrigindo o preço de referência, levando conta de ESS

– EconPrice pode incorporar outras restrições sobre os preços, definidas de modo consertado (acompanhar a demanda, GFOM, p.ex.)

– Mitiga o impacto de resolução aproximada do MIP nos preços