2.4 Novos Modelos
2.4.3 Modelo Simétrico e Assimétrico
No modelo em Pool Simétrico existe uma grande liberdade no que diz respeito às propostas, pois existe a transmissão de propostas de venda e de compra de energia elétrica. Este modelo também é um dos mais frequentes e recentes que se aplica nos mercados de eletricidade.
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Neste modelo o Operador de Mercado recebe as propostas das entidades produtoras, dos co- mercializadores e dos consumidores elegíveis, sendo que nessas mesmas devem ser referidos cer- tos aspetos tais como: nas ofertas de compra deve ser referido o nó de absorção, a potência em questão de cada intervalo de tempo analisado bem como o preço máximo que se está disponível para pagar em cada intervalo de tempo. As ofertas de venda devem indicar também o nó de inje- ção, a disponibilidade de produção para cada intervalo e o preço mínimo a que se está disponível para vender o seu produto.
Posto isto, o Operador de Mercado, como já referido, organiza essas propostas. As propostas de venda são organizadas de forma crescente de preço enquanto que as propostas de compra de forma decrescente de preço. O ponto de interseção das curvas diz respeito ao Preço de Encontro do Mercado, designado em inglês por Market Clearing Price, e a energia elétrica associada a esse ponto diz respeito à Quantidade Negociada também conhecida como Market Clearing Quantity. O Preço de Encontro diz respeito ao preço da energia elétrica para o qual existem propostas de compra de valor de compra superior ao valor de venda, ou até mesmo, ser considerado a quantidade máxima de energia elétrica para a qual existem ofertas de compra em que o preço de compra é superior ao preço de venda associado às ofertas de venda [1]. Com isto, o cálculo destes dois valores (Preço de Encontro do Mercado e Quantidade Negociada) são considerados os processos fundamentais no funcionamento dos mercados de eletricidade.
Figura 2.6: Funcionamento de um Pool Simétrico, adaptado de [1].
Como se pode observar na Figura2.6, as ofertas de venda e de compra situadas do lado direito da Quantidade Negociada não serão aceites, pois não existem ofertas de compra em que o preço seja superior ao do preço das ofertas de venda ainda não despachadas. Já a área (laranja) que se encontra à esquerda do ponto da Quantidade Negociada, diz respeito ao beneficio social obtido pelo funcionamento deste mecanismo.
As propostas podem ser do tipo Propostas Simples ou Propostas Complexas. Nas propostas simples não há a possibilidade de interação temporal entre as que são oriundas da mesma enti- dade, ou seja, uma proposta apresentada por uma certa entidade para um dado intervalo de tempo
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é independente de todas as outras que surjam para outro intervalo de tempo. Então, pode-se afir- mar que existem 24 ou 48 intervalos com propostas independentes, sendo que, para cada um é aplicado o modelo já explicado acima, para se obter o ponto de interceção. As Propostas Comple- xas correspondem a situações especiais, em que existem restrições nas produções e nos respetivos despachos, como por exemplo a existência de valores mínimos de produção, bem como rampas de subida e descida e o mínimo de remuneração ao longo de um dia tendo em vista recuperar custos de arranque e de paragem [1] [6]. Contudo, a introdução destas propostas leva a uma simulação de um plano mais realista e à utilização de algoritmos mais pesados, como por exemplo resoluções de problemas de Programação Inteira Mista utilizando por exemplo a Metaheurístiva Simulated Annealing[1][7].
Em termos de remuneração, e se se verificar a viabilidade técnica dos despachos, os agentes produtores são renumerados e as cargas pagam o Preço de Encontro do Mercado. Considera- se então que esta renumeração é atrativa, já que as entidades produtoras com preços de propostas abaixo do Preço de Encontro do Mercado serão pagas segundo o preço de referência para a energia que se comprometeram a produzir. Portanto, para todas as entidades, com exceção ao último agente que apresentou a última proposta de venda aceite, o preço de mercado irá superar os custos marginais de produção [6][7].
A formulação matemática deste modelo e aplicado no caso de propostas simples, apresenta-se em seguida e tem como principal objetivo a maximização da Função de Benefício Social, mais conhecida em inglês como Social Welfare Function. Existe um preço até ao qual o benefício é superior ao preço a pagar pela energia, até que se atinge um preço em que a compra da energia elétrica é considerada inviável economicamente. Para melhor interpretação, e com base na Fi- gura2.6, a função matemática que diz respeito à área entre as curvas das propostas de venda e compra será maximizadora, equação (2.1).
max Z= Nc
∑
i=1 CCio f× PCi− Ng∑
j=1 CG jo f× PG j (2.1) Sujeito a: 0 ≤ PCi≤ P o f Ci (2.2) 0 ≤ PG j≤ P o f G j (2.3) Nc∑
i=1 PCi= Ng∑
j=1 PG j (2.4) Nesta formulação:Nc- Número de propostas de compra;
Ng- Número de propostas de venda;
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j- Índice de propostas de venda de energia;
CCio f - Preço que a carga i está disposta a pagar pelo consumo de energia;
CG jo f - Preço que a produção j pretende receber por unidade de energia;
PCi- Potência despachada relativa à carga i;
PG j- Potência despachada relativa à produção j;
PCio f -Potência da proposta de compra relativa à carga i;
PG jo f - Potência da proposta de venda relativa à produção j.
Falando em termos de eficiência, pode-se afirmar que este tipo de mercado é mais eficiente quanto mais agentes estiverem envolvidos nas ofertas de compra e venda. Pois, se cada agente detiver uma pequena parcela da produção ou da carga total a negociar, fará com que as curvas de compra e venda apresentem modificações menos acentuadas no cálculo do preço de encontro do mercado e que exista mais competição.
Na Figura2.7, representa-se um esquema do funcionamento do modelo em pool simétrico
ideal, em que existe a participação de um grande número de agentes bem como a existência de uma diferença, não desprezável, entre capacidade de produção instalada e a potência de carga. Porém, pode ocorrer o caso limite em que essa capacidade de produção seja aproximada à carga, o que leva a um papel extremamente importante no mercado por parte do último gerador a ser despachado. Esse gerador poderá apresentar propostas de venda com preços superiores ao seu custo marginal de produção dando-lhe um elevado poder de mercado [1] [8].
Figura 2.7: Funcionamento de um Pool Simétrico Ideal [1].
No modelo Pool Assimétrico, a grande diferença deste para o já abordado é o facto de apenas existir a curva das ofertas de venda da energia elétrica, pelo que existe a inevitável consideração de que a carga é inelástica, ou seja, considera-se que a carga está disposta a pagar o preço do mercado para ser integralmente alimentada.
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Figura 2.8: Funcionamento de um Pool Assimétrico [1].
Neste modelo, utilizam-se previsões de cargas comunicadas pelos consumidores ou comer- cializadores para cada intervalo de tempo negociado. Pela análise da figura entende-se bem a volatilidade (quanto maior for a variação do preço de uma ação num curto espaço de tempo, maior será o risco de ganhar ou perder dinheiro, portanto a volatilidade é uma mediada de risco) dos preços de mercado. Os preços de encontro são influenciados pelos preços das ofertas de venda, pela procura que exista e pela ocorrência ou não de saídas de serviço (forçadas ou programadas) [1].
Traduzindo estas definições para uma formulação matemática, obtém-se então:
max Z= − Ng
∑
j=1 CG jo f× PG j⇔ min Z = Ng∑
j=1 CG jo f× PG j (2.5) Sujeito a: 0 ≤ PG j≤ P o f G j (2.6) Ng∑
j=1 PG j= Nc∑
i=1 PCispec (2.7) Nesta formulação:Nc- Número de propostas de compra;
Ng- Número de propostas de venda;
CG jo f - Preço que a produção j pretende receber por unidade de energia;
PG j- Potência despachada relativa à produção j;
PCispec-Potência prevista para a carga i;
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Como acontecia no modelo em Pool Simétrico, se existir uma grande quantidade de agentes produtores, e se cada um possuir uma pequena parte da capacidade total da produção, a curva de ofertas de venda apresentará menores descontinuidades, permitindo assim reduzir a volatilidade do preço de mercado, podendo obter um cenário mais competitivo que está representado na Figura2.9
[8].
Figura 2.9: Funcionamento de um Pool Assimétrico Ideal [8].