Presentación - Análisis Estocástico de Beneficios

1

Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE

Instituto de Energía EléctricaUniversidad Nacional de San JuanSeptiembre 2004

Curso de Posgrado 2004

Confiabilidad en Mercados Eléctricos Competitivos

Simulación Estocástica de Beneficios

2


2


Nodo Demanda

N1 150 MW

N2 150 MW

N3 400 MW

Sistema Ejemplo

Generación total 950 MWDemanda total 700 MW

Demanda nodal

Ejemplos Numéricos

~

~

~G1 G2

~G3

G7

L1

L2

L3

N1 N2

N3

L12

L23L13B

~ ~

~

L13A

G5G4

G6

3


3


Generador Capacidad Costos Generación U λ [h-1] µ [h-1]

G1 225 MW 10 $/MWh 0.01 0.0005 0.0495

G2 200 MW 20 $/MWh 0.01 0.0005 0.0495

G3 100 MW 30 $/MWh 0.01 0.0005 0.0495

G4 125 MW 40 $/MWh 0.05 0.0010 0.0190

G5 150 MW 50 $/MWh 0.05 0.0010 0.0190

G6 100 MW 75 $/MWh 0.1 0.0020 0.0180

G7 50 MW 100 $/MWh 0.1 0.0020 0.0180 Línea Capacidad Longitud R [pu] X [pu] U λ [h-1] µ [h-1]

L12 350 MW 500 km 0.00468 0.0558 0.010 0.0005 0.0495

L13A 200 MW 500 km 0.00936 0.1116 0.010 0.0005 0.0495

L13A 200 MW 500 km 0.00936 0.1116 0.010 0.0005 0.0495

L23 200 MW 1000 km 0.00936 0.1116 0.012 0.0010 0.0800

Datos Sistema

Ejemplos Numéricos

4


4


Ejemplos NuméricosCurva cronológica de demanda

Curva Demanda Semanal

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 24 48 72 96 120 144 168Horas

Dem

anda

en

pu

Nodo 1

Nodo 2

Nodo 3

5


5


Estado de operación normal (Demanda Mínima)System Summary

================================================================================Objective Function Value = 5316.17 $/hr

Bus Data Bus Voltage Generation Load Lambda($/MVA-hr)# Mag(pu) Ang(deg) P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) P Q --- ------- -------- -------- -------- -------- -------- ------- -------1 1.030 -0.083 - - 95.56 0.00 20.006 0.0002 1.028 -3.437 - - 79.77 0.00 20.204 0.0003 1.026 -5.289 - - 200.99 0.00 20.314 0.00011 1.030 0.039 225.00 -8.49 - - 19.997 -12 1.030 0.000 153.31 -1.45 - - 20.000 -13 1.030 -0.083 0.00 4.81 - - 20.006 -21 1.028 -3.437 0.00 2.52 - - 20.204 -22 1.028 -3.437 -0.00 2.52 - - 20.204 -31 1.026 -5.290 0.00 5.49 - - 20.314 -32 1.026 -5.290 0.00 5.49 - - 20.314 -

Total: 378.31 10.87 376.31 0.00================================================================================| Deficit Data |Bus Voltage Generation# Mag(pu) Ang(deg) P (MW) Q (MVAR) --- ------- -------- -------- --------1 1.030 -0.083 0.00 4.81 - -2 1.028 -3.437 -0.00 2.52 - -3 1.026 -5.290 -0.00 5.49 - -

Total: -0.00 12.82================================================================================| Branch Data |From To From Bus Injection To Bus Injection Loss (I^2 * Z) L LoadingBus Bus P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) [%]----- ----- -------- -------- -------- -------- -------- -------- ---------

1 2 110.80 -1.70 -110.26 8.16 0.542 6.46 31.71 3 85.94 0.33 -85.29 7.44 0.652 7.77 43.01 3 85.94 0.33 -85.29 7.44 0.652 7.77 43.02 3 30.49 -0.61 -30.41 1.59 0.082 0.98 15.2

Total: 1.998 23.69================================================================================

Ejemplos Numéricos

6


6


Estado de operación normal (Demanda Máxima)| System Summary |================================================================================Objective Function Value = 16711.75 $/hr================================================================================| Bus Data |Bus Voltage Generation Load Lambda($/MVA-hr)# Mag(pu) Ang(deg) P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) P Q --- ------- -------- -------- -------- -------- -------- ------- -------1 1.030 -0.108 - - 143.89 0.00 49.634 0.0012 1.030 -2.634 - - 150.00 0.00 50.005 0.0003 1.028 -9.130 - - 400.00 0.00 50.973 0.00211 1.030 0.014 225.00 -9.42 - - 49.613 -12 1.030 0.000 200.00 -6.97 - - 49.615 -13 1.030 -0.055 100.00 2.88 - - 49.625 -21 1.030 -2.566 125.00 -2.38 - - 49.993 -22 1.030 -2.608 49.23 5.06 - - 50.000 -31 1.028 -9.131 -0.00 19.46 - - 50.973 -32 1.028 -9.131 -0.00 19.46 - - 50.973 -

Total: 699.23 28.10 693.89 0.00

================================================================================| Deficit Data |Bus Voltage Generation# Mag(pu) Ang(deg) P (MW) Q (MVAR) --- ------- -------- -------- --------1 1.030 -0.109 -0.00 10.92 - -2 1.030 -2.634 -0.00 5.04 - -3 1.028 -9.131 -0.00 19.46 - -

Total: -0.00 35.43

================================================================================| Branch Data |From To From Bus Injection To Bus Injection Loss (I^2 * Z) L LoadingBus Bus P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) P (MW) Q (MVAR) [%]----- ----- -------- -------- -------- -------- -------- -------- ---------

1 2 83.32 -5.19 -83.02 8.86 0.308 3.67 23.91 3 148.85 0.83 -146.89 22.49 1.955 23.31 74.41 3 148.85 0.83 -146.89 22.49 1.955 23.31 74.42 3 107.23 -1.30 -106.22 13.41 1.015 12.10 53.6

Total: 5.346 63.52

Ejemplos Numéricos

7


7


Confiabilidad del sistema (Indicadores)monteC V1.0 - 2004Instituto de Energia Electrica - UNSJwww.iee-unsj.org

===========================================================================================| Node Reliability Indices Summary |===========================================================================================

Node LOLP LOLE EENS EIR FOI EDOI ENSI ELCI # [pu] [h/yr] [MWh/yr] [pu] [1/yr] [h] [MWh] [MW]

---- --------- -------- ----------- --------- --------- -------- ----------- -----------1 0.0000065 0.06 1.38 1.000000 0.01 5.18 125.61 24.242 0.0000412 0.36 8.66 0.999998 0.10 3.80 91.12 23.983 0.0014040 12.30 588.18 0.999888 4.86 2.53 121.00 47.82

===========================================================================================| System Reliability Indices Summary |===========================================================================================

LOLP LOLE EENS EIR FOI EDOI ENSI ELCI [pu] [h/yr] [MWh/yr] [pu] [1/yr] [h] [MWh] [MW]

---------- -------- ----------- --------- --------- -------- ----------- -----------0.00141096 12.36 598.21 0.999886 4.89 2.53 122.43 48.40

Ejemplos Numéricos

8


8


Realización estocástica de precios (5 años)

Ejemplos Numéricos

9


9


Realización estocástica de precios (1 semana)

Ejemplos Numéricos

10


10


Resumen de precios (Salida monteC)• ===========================================================================================• | Nodal Prices |• ===========================================================================================•• Node E[Price] Var(Price) StdDev(Price) • # [$] [$] [$] • ---- ---------- ------------ -----------• 1 35.69 1279.14 35.77 • 2 36.26 1302.34 36.09 • 3 37.01 1446.94 38.04

• ===========================================================================================• | Nodal Price Spreads |• ===========================================================================================•• Nodes E[Price Diff] Var(Price Diff) StdDev(Price Diff) E[Pos. Diff's] E[Neg. Diff's] • # [$] [$] [$] [$] [$] • ---- ------------ -------------- ----------------- ----------------- -----------------• 1-2 -0.57 17.42 4.17 0.00 -0.57 • 1-3 -1.32 130.44 11.42 0.00 -1.32 • 2-3 -0.75 100.81 10.04 0.01 -0.76

• ===========================================================================================

Ejemplos Numéricos

11


11


Precios horarios esperados

Ejemplos Numéricos

12


12


Precios esperados horarios (por tipo de día)

Ejemplos Numéricos

13


13


Dispersión de los precios horarios (STD)

Ejemplos Numéricos

14


14


Distribución de precios

Ejemplos Numéricos

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

Price [$/MWh]

Cou

nts

Node 1

Mean Price =35.69 $/MWh

Std. Deviation = 35.77 $/MWh

15


15



Ejemplos Numéricos

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

Price [$/MWh]

Cou

nts

Node 2

Mean Price =36.26 $/MWh


16


16



Ejemplos Numéricos

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

Price [$/MWh]

Cou

nts

Node 3

Mean Price = 37.01 $/MWh


17


17


Distribución del error (pico & Base)

Ejemplos Numéricos

18


18


Distribución de diferencias de precios

Ejemplos Numéricos

19


19


Distribución de beneficios spot G1

Ejemplos Numéricos

20


20


Distribución de beneficios spot (G4)

Ejemplos Numéricos

21


21


Distribución de beneficios spot G7

Ejemplos Numéricos

22


22


Distribución de beneficios contrato forward G1-L1

Ejemplos Numéricos

23


23



Ejemplos Numéricos

24


24



Ejemplos Numéricos

25


25



Ejemplos Numéricos

26


26


Descripción de las rutinas de cálculo (monteC)

Ejemplos Numéricos

InicializaVariables de

Cálculo

PrecalcularOPF's?

Calcula EstadosProb >1/h

Si

Carga Matriz dePrecalculo

No

Sorteo deMontecarlo

Evaluación delEstado Sistema

Cómputo deHistogramas

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