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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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
2
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
3
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
4
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
5
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
6
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
7
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
8
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Realización estocástica de precios (5 años)
Ejemplos Numéricos
9
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
9
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Realización estocástica de precios (1 semana)
Ejemplos Numéricos
10
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
10
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
11
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Precios horarios esperados
Ejemplos Numéricos
12
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
12
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Precios esperados horarios (por tipo de día)
Ejemplos Numéricos
13
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
13
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Dispersión de los precios horarios (STD)
Ejemplos Numéricos
14
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
14
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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 $/MWh
15
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
15
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de precios
Ejemplos Numéricos
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
Price [$/MWh]
Cou
nts
Node 2
Mean Price =36.26 $/MWh
Std. Deviation = 36.09 $/MWh
16
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
16
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de precios
Ejemplos Numéricos
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
Price [$/MWh]
Cou
nts
Node 3
Mean Price = 37.01 $/MWh
Std. Deviation = 38.04 $/MWh
17
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
17
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución del error (pico & Base)
Ejemplos Numéricos
18
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
18
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de diferencias de precios
Ejemplos Numéricos
19
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
19
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios spot G1
Ejemplos Numéricos
20
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
20
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios spot (G4)
Ejemplos Numéricos
21
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
21
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios spot G7
Ejemplos Numéricos
22
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
22
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios contrato forward G1-L1
Ejemplos Numéricos
23
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
23
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios contrato forward G1-L2
Ejemplos Numéricos
24
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
24
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios contrato forward G4-L2
Ejemplos Numéricos
25
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
25
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
Distribución de beneficios contrato forward G4-L2
Ejemplos Numéricos
26
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
26
Confiabilidad en mercadoseléctricos competitivos IEE
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