Modelo de leilão de energia para mercado de futuros de sistemas hidrotérmicos - Chaves, Caio Nogueira [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
Este trabalho propõe um modelo de Leilão de Futuros (LF) para sistemas hidrotérmicos em que agentes geradores/consumidores submetem ofertas/lances envolvendo quantidade e preço referentes à venda/compra de energia em períodos futuros. O modelo de leilão, visto a partir da perspectiva do Operador Independente do Sistema (OIS), tem como objetivo maximizar o bem comum dos agentes envolvidos no mercado de futuros. Este modelo se diferencia dos modelos de planejamento energético tradicionais na função objetivo de bem comum adotada, porém, assim como nos modelos de planejamento, considera aspectos de segurança e confiabilidade associados aos sistemas hidráulico e elétrico. A política de despacho dirigida pela função de bem comum tem o intuito de produzir a concorrência entre os agentes, porém atendendo às restrições de segurança e confiabilidade também presentes nos modelos de planejamento energético tradicionais. O tratamento de incertezas nas afluências é feito por meio da técnica de janela regressiva, em que o modelo de leilão estocástico multi-estágio original é reformulado como uma sequência de modelos estocásticos em dois estágios interligados, o que resulta no modelo de Leilão de Futuros Estocástico em Dois Estágios com Janela Regressiva (LFEDEJR). Simulações em um sistema hidrotérmico baseado nas usinas da bacia do Rio Paranaíba evidenciam a factibilidade e a eficiência da modelagem e da técnica de solução propostas. Os resultados de diferentes estratégias das usinas hidrelétricas dentro do ambiente de leilão são comparados aos resultados obtidos por um modelo de planejamento tradicional, destacando as diferenças de orientação na política de geração de cada um.

This work proposes a Futures Market Auction model for hydrothermal systems in which generators/consumers submit offers/bids involving quantity and price referring to the sale/purchase of energy in future periods. The auction model, seen from the perspective of the Independent System Operator (OIS), aims to maximize the social welfare of the agents involved in the futures market. This model differs from traditional energy planning models in the social welfare objective function adopted, however, as in the planning models, the auction model considers security and reliability aspects associated with hydraulic and electrical systems. The dispatch policy directed by the function of social welfare, aims to produce competition between agents, but taking into account security and reliability constraints, also present in the traditional energy planning model. The handling of uncertainties in inflows is performed by means of the regressive window technique, in which the original multi-stage stochastic auction model is reformulated as a sequence of interconnected two-stage stochastic models, which results in the Two-Stage Stochastic Futures Auction model with Regressive Window (LFEDEJR). Simulations in a hydrothermal system based on hydroelectric plants in the Paranaíba River basin show the feasibility and efficiency of the proposed model and solution technique. The results of different strategies of hydroelectric plants within the auction environment are compared to the results obtained by a traditional planning model, highlighting the differences in orientation regarding the generation policy of each one.
Energy auction model for futures market of hydrothermal systems
Keywords: Planejamento Energético de Médio Prazo; Leilão de Futuros; Sistemas Hidrotérmicos; Otimização Estocástica; Mercado de Futuros; Energia Elétrica; Medium-term hydrothermal scheduling; Futures market auction; Hydrothermal systems; Stochastic optimization; Energy markets