Cálculo de ofertas estratégicas por meio de sistema de curvas cota-preço Nodais com restrições de rede em mercados do dia seguinte

Abstract

No mercado pool de energia do dia seguinte, o problema de cálculo de ofertas estratégicas (COE) de uma companhia geradora price-maker consiste em calcular as ofertas desta companhia no leilão de modo maximizar seus lucros. O COE tem sido formulado por meio de modelos de otimização bi-nível, em que o nível superior envolve a maximização dos lucros da companhia e o nível inferior envolve o problema de compensação de mercados (do inglês, market clearing procedure) utilizado pelo operador de mercado. Esta abordagem de COE apresenta dificuldades devido à necessidade de que o problema de nível inferior seja convexo, o que não ocorre na operação prática dos mercados. Outra abordagem para o COE envolve a utilização de problemas de autoprodução (AP) que definem as ofertas ótimas da companhia geradora com base nas previsões de preços de equilíbrio do sistema fornecidos pela curva cota-preço, a qual relaciona o preço de equilíbrio do sistema com a cota aceita pela companhia. Entretanto, esta abordagem pode apresentar erros de estimação de preços associados às imprecisões da curva cota-preço. Esta tese tem por objetivo propor um modelo de COE baseado em modelos de AP e nas curvas cota-preço, que considera a representação de aspectos físicos e operativos práticos de unidades termelétricas, da rede de transmissão e de incertezas associadas às ofertas das unidades geradoras das demais companhias e aos lances dos consumidores. Para tanto, é proposto um sistema de curvas cota-preço nodais, obtido por meio de modelos de otimização, que reduz consideravelmente os erros de estimação de preços de equilíbrio e um novo modelo de AP que utiliza este sistema de curvas de modo a obter as ofertas estratégicas para o mercado do dia seguinte.

In the day-ahead energy market, the problem of calculating strategic offers (COE) for a price-maker company consists of determining the offers for this company which maximize its profits in the energy auction. The COE has been formulated by means of bi-level optimization models, where the upper level involves maximizing the company’s profits, and the lower level involves a market clearing procedure problem performed by the market operator. This COE approach faces difficulties due to the need for convexity characteristics associated with the lower-level problem, which generally does not occur in practical operation of energy markets. Another approach to formulated the COE involves the use of self-scheduling problems (AP) that define the optimal power output of the generating company based on equilibrium price forecasts provided by the price-quota curve, which relates the system’s equilibrium price to the company’s accepted quota. However, this approach may have price estimation errors associated with inaccuracies in the price-quota curve. This thesis aims to propose a COE model based on self-scheduling models and pricequota curves that consider the representation of practical physical and operational aspects of thermal units, transmission networks, and uncertainties associated with offers from the remaining generating companies and consumer bids. A system of nodal price-quota curves is proposed, which is obtained by means of optimization models, that considerably reduces the forecast errors for market prices along with a new self-scheduling model that utilizes this system of curves to obtain strategic offers for the day-ahead market.