SMITH ADLER ORBEGOZO CASTANEDA. FERNANDO MAYOR PARIONA.

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1 SMITH ADLER ORBEGOZO CASTANEDA. FERNANDO MAYOR PARIONA.

2 - Asumiremos que todos los generadores y las cargas están conectados a la misma barra o que están conectadas a través de una red libre de perdidas de capacidad infinita. - Comerciar con energía eléctrica, siempre se refiere a una cierta cantidad de horas-megawatt para ser enviada en un periodo de tiempo específico. - Ya que la energía eléctrica entregada durante un periodo no es el mismo comoditi enviado como la energía eléctrica durante otro periodo, el precio usualmente será diferente por cada periodo.

3 2. Cual es la diferencia entre un Megawatt-hora y un barril de petr ó leo? La diferencia m á s fundamental es que la energ í a el é ctrica es ligada con un sistema f í sico que funciona mucho m á s r á pido que cualquier otro mercado. En este sistema de potencia f í sica, abastecer y demanda – generaci ó n y carga – deben estar balanceados sobre bases milimetradas. Si este balance no es mantenido, el sistema colapsara con consecuencias catastr ó ficas. Tal colapso es intolerable, porque no es solo el sistema de comercio que para de trabajar sino tambi é n una regi ó n entera o pa í s que pueden estar sin potencia por varias horas. Restaurar un sistema de potencia a su normal operaci ó n despu é s de un colapso completo es un proceso muy complejo que puede tomar 24 horas o m á s, en pa í ses industrializados. Las consecuencias sociales y econ ó micas de un apag ó n en un sistema tan grande son tan severas que ning ú n gobierno sensato podr í a estar de acuerdo con la implementaci ó n de un mecanismo de mercado que incrementar í a significativamente la probabilidad de tal evento. Otra diferencia significante (pero algo menos fundamental) entre energ í a el é ctrica y otros comoditis es que la energ í a producida por un generador no puede ser dirigida a un consumidor espec í fico. Inversamente, un consumidor no puede tomar energ í a de un solo generador. Sin embargo la potencia producida por todos los generadores es agrupada en su camino a las cargas. Esta agrupaci ó n es posible porque unidades de energ í a el é ctrica producidas por diferentes generadores son indistinguibles. La uni ó n es deseable porque resulta en una valiosa econom í a en escala: la m á xima capacidad de generaci ó n debe ser en proporci ó n con la demanda m á xima agregada y no m á s que la suma de la m á xima demanda individual. Por otro lado, un colapso en el sistema en el cual el comoditi esta agrupado afecta a todos y no solo a las partes de una transacci ó n particular.

4 El mercado es un ambiente diseñado para ayudar a que los compradores y vendedores interactúen y acuerden transacciones. Estas interacciones progresivamente se apoyan en un equilibrio en el cual aclara el mercado, esto es, el abastecimiento es igual a la demanda. Si la energía eléctrica es comerciada de acuerdo a este ideal de mercado libre, el equilibrio entre la producción y el consumo de energía eléctrica podría establecer la interacción directa de compradores y vendedores. 3. La necesidad de una administraci ó n del Mercado Spot (Mercado al Contado) En este mercado ideal, numerosos consumidores y comerciantes minoristas compran energía eléctrica de las empresas generadoras. Como todo consumidor racional, tienen que estimar cuanta cantidad comprar. Para este fin, ellos proyectan su consumo o el consumo de sus propios clientes para todo un periodo en el mercado (hora, media hora o cuarto de hora) antes de realizar un contrato. Por su parte, los generadores organizan la producción de sus unidades para repartir en el tiempo acordado la energía que han vendido. Cada generador claramente trata de minimizar el costo de producción de energía. En la práctica, sin embargo, las cosas no son tan simples. Ninguna parte puede confiadamente encontrar sus obligaciones contractuales con perfecta exactitud.

5 Sin embargo concluiremos que, mientras una gran proporción de la energía eléctrica puede ser comerciada a través de un inmanejable mercado abierto, tal mercado no es capaz de mantener la confiabilidad del sistema de potencia. Una administración del mercado spot que provee un mecanismo para cargas y generación balanceada debe reemplazar al mercado abierto de energía como a la proximidad de tiempo de entrega. Su función es emparejar la carga residual y la generación ajustando la producción de generadores flexibles y reduciendo la demanda de consumidores dispuestos. También debería ser capaz de responder a mayores interrupciones causadas por inesperadas e imprevistas desconexiones de grandes unidades generadoras debido a problemas técnicos inevitables.

6 4. Mercados Abiertos de Energ í a El é ctrica 4.1 Comercio Bilateral Como su nombre implica, comercio bilateral envuelve solo dos partes: un comprador y un vendedor. Los participantes que entran en contratos sin involucrarse, interferencias o facilidades de una tercera parte. Dependiendo de la cantidad de tiempo disponible y las cantidades a ser comerciadas, compradores y vendedores pasaran por diferentes formas de comercio bilateral: Contratos largo – plazo personalizados los t é rminos de tales contraltos son flexible ya que son negociados en forma privada para conocer las necesidades y objetivos de ambas partes. Usualmente envuelven la venta de grandes cantidades de potencia (cientos y miles de MW) en largos periodos de tiempo (varios meses a varios a ñ os Comercio “ over the counter ” (Mercado no organizado, negociaci ó n directa entre las partes) Estas transacciones envuelven cantidades peque ñ as de energ í a a ser distribuidas de acuerdo a perfil est á ndar, esto es, una definici ó n estandarizada de cuanta energ í a deber í a ser distribuida durante diferente periodos del d í a y de la semana. Comercio Electrónico Los participantes pueden entrar ofertas para comprar energía y licitar para vender energía directamente en un Mercado computarizado. Todos los participantes del mercado pueden observar las cantidades y precios ofrecidos pero no saben la identidad de la parte que ofreció cada licitación u oferta

7 Ejemplo Borduria Power comercializa en el Mercado de Electricidad de Borduria que opera sobre bases bilaterales. Posee las tres unidades generadoras cuyas caracter í sticas est á n dadas en la tabla de abajo. Para tener las ideas simples, hemos asumido que el costo marginal de estas unidades es constante sobre su rango de operaci ó n. Debido a su gran costo de puesta en marcha, Borduria Power trata de mantener la unidad A sincronizada al sistema en todo tiempo y produce lo mas posible con la unidad B durante el d í a. El costo de puesta en marcha de la unidad C se asume que es negligente.

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10 4.2 Agrupaciones de Electricidad (Pool de Electricidad) Un pool esencialmente opera de la siguiente manera: Compañías generadoras presentan ofertas para abastecer una cierta cantidad de energía eléctrica a cierto precio para el periodo bajo consideración. Estas ofertas están en un ranking en el orden del incremento del precio. Similarmente, los consumidores presentan sus ofertas especificando cantidad y precios y el ranking de estas ofertas en orden decreciente de precio. Todas las ofertas presentadas a un menor precio o igual al mercado de tasación son aceptados y las compañías generadoras son instruidas a producir la cantidad de energía correspondiente a sus ofertas aceptadas. Similarmente, todas las ofertas presentadas a un precio mayor o igual al mercado de tasación son aceptadas y los consumidores son informados de la cantidad de energía que están permitidos para sacar del sistema. El mercado de tasación representa el precio de una hora – megawatt adicional de energía y es así llamado el precio marginal del sistema o SMP. Las empresas generadoras pagan el SMP por cada hora – megawatt que consumen, sin tener en cuenta los concursos y ofertas que ha presentado.

11 Ejemplo El pool de electricidad de Syldavia ha recibido los concursos y ofertas mostradas en la tabla de abajo para el periodo comprendido entre las 9:00 y 10:00 am el 11 de junio.

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14 4.3 Comparación del pool y el comercio bilateral Un grupo competitivo de electricidad es siempre creado sobre las bases de un acuerdo de cooperación entre varios servicios. Su conversión a una operación sobre bases competitivas serán menos de una revolución que la creación de una estructura completamente nueva. La mayoría de pequeños y medianos consumidores de electricidad tienen muy poca iniciativa para tomar parte activa en un Mercado de electricidad. Aun cuando estén agregados, el minorista que los representa no tiene medios directos de ajuste de consumo en respuesta a los cambios en los precios. Uno debe sostener que el costo de transacción puede ser reducida significativamente si la demanda es considerada pasiva y esta representada por un pronostico de carga en un pool de electricidad. Los Pools también proporcionan mecanismos para reducir el riesgo programado encarado por las generadoras y de ahí, felizmente, el costo de la energía eléctrica. Cuando una generadora vende energía basados en ofertas simples, para cada periodo de mercado separadamente, corre el riesgo que para algunos periodos no se haya vendido suficiente energía para mantener la planta en línea. En ese punto, se debe decidir si vender energía a perdida para mantener la unidad funcionando o cerrarla y asumir el gasto de otro inicio mas adelante.

15 3.5 La administración de un Mercado Spot. Para cada comoditi, los desequilibrios casi siempre surgen entre la cantidad que una parte ha contratado para comprar o vender y la cantidad que actualmente se necesita o puede producir. Mercados Spot proporcionan mecanismos para manejar estos desequilibrios. Si la energía eléctrica va a ser tratada como un comoditi, un mercado spot debe ser por lo tanto organizado. Desafortunadamente, como hablamos arriba, los desequilibrios entre generación y carga deben ser corregidos tan rápidamente que un mecanismo convencional de mercado spot no es factible. En vez de ello, al operador del sistema (SO) se le da la responsabilidad de mantener el sistema balanceado usando lo que uno podría llamar un “Mercado spot administrado”. Este mecanismo es un mercado porque la energía que es usada para alcanzar este balance es libremente ofertada por los participantes a un precio de propia elección. Es un mercado spot porque determina el precio en el cual los desequilibrios son fijados. Sin embargo, es un mercado administrado porque las licitaciones y ofertas son seleccionadas por una tercera parte (OS) mas que a través de trato bilateral.

16 Obtención de recursos de balance. Si los participantes del Mercado fueran capaces de predecir con suficiente tiempo y con perfecta precisión la cantidad de energía que se consumirá o producirá, el OS no podría tener acciones balanceadas. Los participantes pueden comerciar para cubrir sus déficits y absorber sus excedentes. En la practica, siempre hay desequilibrios y el OS debe obtener ajustes en la generación o carga. Integrando horas extras, estos ajustes se traducen en adquisiciones y venta de energía eléctrica que puede ser fijado a un precio spot reflejando la buena disposición del mercado para proporcionar estos ajustes. Esto deberá dar al OS la mas amplia elección posible de opciones de balance y deberá ayudar a reducir el costo de balance. Los servicios de balance para un periodo especifico son normalmente ofrecidos por participantes específicos de mercado para el OS después de abrir el mercado de energía que para ese periodo ha cerrado. Unidades generadoras que no están totalmente cargadas pueden presentar ofertas para incrementar la salida. Una unidad generadora puede también ofrecer pagar para reducir su salida. Este es una proposición rentable si el precio adicional de esta oferta es menor que el costo adicional de la producción de energía con esta unidad. Una unidad generadora que presenta tal oferta esta, en efecto, tratando de reemplazar su propia generación por potencia más barata vendida en un mercado spot. El lado de la demanda puede también proporcionar recursos de balance. Es también concebible que los consumidores deban ofrecer incrementar su demanda si el precio es suficientemente bajo. Desde que esas ofertas de recursos de balance son presentadas poco antes del tiempo real, el OS puede interesarse acerca de la cantidad o el precio de los recursos para el balance que serán ofertados. Para protegerse contra tales problemas el OS puede vender recursos de balance sobre bases de largo plazo. Bajos tales contratos, el abastecedor se le paga un precio fijo (siempre llamado la tarifa opción) para mantener disponible alguna capacidad de generación. El contrato también especifica el precio o la tarifa ejercida a ser pagada por cada MWh producida a solicitud del SO usando esta capacidad.

17 Cierre de compuerta Cuanto tiempo puede transcurrir entre el cierre de compuerta y el tiempo real es un asunto candente de debate. Los operadores del sistema prefieren largos intervalos porque esto les da más tiempo para desarrollar sus planes y mas flexibilidad es su selección de recursos de balance. Por ejemplo, si la compuerta se cierra una media hora antes del tiempo real, no hay suficiente tiempo de traer en línea una gran planta de combustión de carbón para compensar un déficit en la generación. Los participantes en el mercado de energía, por otro lado, usualmente prefieren una clausura mas corta de la compuerta porque reduce su exposición al riesgo. El pronóstico de la carga calculada con una hora adelantada del tiempo real es usualmente mucho más exacto que el pronóstico calculado cuatro horas antes. Un minorista le gustaría comerciar electrónicamente hasta el último minuto para corresponder su venta con su anticipada carga. Esto es considerado preferible a confiar en el mercado spot administrado en el que se expone los precios sobre los cuales no se tiene control. Las generadoras también prefieren clausura de compuertas mas cortas debido al riesgo de apagones repentinos. Si una unidad falla después de la clausura de la compuerta, no hay nada que un generador pueda hacer excepto esperar que el precio del mercado spot no sea tan alto. Por otro lado, si la unidad falla antes de la clausura de la compuerta, el generador puede tratar de arreglar el déficit en generación comprando al mejor precio posible en el intercambio electrónico. En general, los comerciantes prefieren un mercado spot real que sea manejado solamente por las fuerzas del mercado a un mercado spot administrado que es difícilmente influenciado por consideraciones técnicas complejas.

18 Operaciones del Mercado spot administrado

19 Interacciones entre el Mercado Spot Administrado y otros Mercados Desde que el Mercado spot administrado es el Mercado de último recurso para la energía eléctrica, tiene una fuerte influencia en los otros mercados. Si el precio spot tiende a bajar, compradores de energía no estarán excesivamente preocupados por ser pocos porque pueden recuperar sus déficits en el mercado spot a un precio razonable. Ellos puedes comprar ligeramente menos de lo que necesitan en el mercado a plazos y bajaría el precio de la energía en este mercado. Por otro lado, si el precio spot tiende a ser alto, estas mismos compradores elevarían el precio en el mercado a plazos tanto como ellos compran mas para asegurarse que cubrirán todas sus necesidades a un mejor precio. Para asegurar una tranquila y segura operación de un sistema de potencia se requiere la realización de servicios auxiliares tales como la carga que sigue y la respuesta de frecuencia como también la capacidad de los servicios de giro. pantas generadoras que son muy flexibles pero que les resulta difícil competir en el mercado de electricidad usualmente ocupa este hueco en el mercado. La provisión de estos servicios se traduce en la entrega de una relativa cantidad pequeña de energía eléctrica. Si los proveedores de estos servicios son remunerados en base a los megawatt-hora producidos, ellos tendrán que cobrar un precio alto por el megawatt –hora para recaudar suficientes ganancias para permanecer en el negocio. Incluyendo los costos de este servicio en el calculo del precio spot resultara siempre en picos de los precios súbitos. Estos picos en los precios no reflejan un déficit repentino de la energía eléctrica en el mercado.

20 3.6 El proceso de pago Las transacciones comerciales son normalmente resueltas directamente entre las dos partes involucradas: seguido de la entrega de los bienes por el vendedor al comprador, el comprador paga al vendedor el precio acordado. Si la cantidad enviada es menor que la cantidad del contrato, el comprador tiene derecho de retener parte del pago. Similarmente, si el comprador consume mas que la cantidad acordada, el vendedor tiene derecho a un pago adicional. Este proceso es mas complejo para el mercado de electricidad porque la energía esta agrupada durante su transmisión de sus productores a los consumidores. Esto es porque el proceso de pago centralizado es necesario. Para transacciones bilaterales en energía eléctrica, el comprador paga al vendedor el precio acordado como si la exacta cantidad acordada fuera enviada. Similarmente, transacciones anónimas arregladas a través del comercio en pantalla son establecidas a través del intermediario del intercambio de energía como si fuera ejecutada a la perfección. Sin embargo, siempre habrá inexactitudes en la finalización de los contratos. Si un generador falla al producir una cantidad de energía que ha sido contratada para vender, el déficit no podrá ser simplemente ocultado de los clientes de este generador. En vez de ello, para mantener la estabilidad del sistema, el operador del sistema compra energía de reemplazo en el mercado spot administrado.