Economia dei servizi - Il mercato elettrico, Appunti di Economia Dei Servizi E Delle Reti

Scarica Economia dei servizi - Il mercato elettrico e più Appunti in PDF di Economia Dei Servizi E Delle Reti solo su Docsity! Mercato elettrico 1. Disegno del mercato Settore elettrico Nel settore elettrico le caratteristiche tecniche svolgono un ruolo decisivo nella scelta del disegno di mercato • Difficoltà nell’immagazzinare energia elettrica • Domanda inelastica al prezzo e varia con periodicità • Stabilità tensione e frequenza • Indisponibilità della generazione o della rete • Complessità generazione (rampe di carico, minimi di Potenza) • Infrastruttura condivisa
congestioni Caratteristiche del mercato elettrico a) prodotti scambiati Mercato energia servizi di dispacciamento Operatori produttori e consumatori produttori e gestore della rete Prodotto energia per il consumo energia e potenza per - Risoluzione delle congestioni - Bilanciamento - Riserva di generazione Considereremo solo il mercato dell’energia ma è imp sapere l’esistenza di un secondo mercato parallelo nec per assicurare la continuità del servizio in casi eccezionali (eccesso di domanda, rottura di imp…) b)intervalli temporali • nel mercato dell’energia tutte le decisioni sono prese facendo riferimento a un preciso intervallo temporale • nel Mercato del Giorno Prima l’Unità di tempo è l’ ora: esso è quindi costituito dall’insieme di 24 mercati orari separati Modello A: pool La borsa è l’unico compratore per iproduttori e l’unico venditore perconsumatori Venditori: produttori, grossisti Acquirenti: consumatori, grossisti, distributori, produttori 1)L’operatore del mercato • raccoglie le offerte a vendere e ad acquistare (in prezzo e quantità) • utilizza un meccanismo di asta per determinare le offerte da accettare e il prezzo di mercato 2)L’esito del mercato (in assenza di vincoli di rete) determina il dispacciamento degli impianti di generazione e i prelievi dei consumatori Si costruisce la curva cumulata di D e O sommando le curva dei singoli produttori e acquirenti; l’intersezione di queste due curve di mkt determina il prezzo e la quantità di equilibrio 3)Regola di prezzo • non discriminatoria o prezzo uniforme: tutti i produttori e tutti gli acquirenti le cui offerte sono state accettate ricevono e pagano lo stesso prezzo che è pari al costo marginale di sistema (prezzo richiesto dall’impianto meno economico tra quelli chiamati a produrre) • discriminatoria o pay as bid: ciascun produttore e acquirente la cui offerta sia stata accettata rispettivamente riceve o paga il prezzo specificato nella propria offerta Modello B: bilaterale • Produttori e consumatori definiscono le transazioni su base bilaterale in modo autonomo e privato • Il gestore della rete viene notificato delle transazioni e le autorizza salvo vincoli di rete n transazioni n prezzi P1, P2 … n quantità Q1, Q2, … Se il mercato fosse perfettamente concorrenziale tutti i prezzi tenderebbero al MCP e la somma delle quantità alla MCQ Modello C: italiano (modello ibrido)  1) struttura Compravendita all’ingrosso dell’energia : • Nel sistema delle offerte: mercato organizzato o borsa dell’energia ad accesso facoltativo • Al di fuori del sistema delle offerte: sistema di scambi decentrati basati su contratti bilaterali tra operatori Trade-off tra esigenze di coordinamento e decentralizzazione • Privilegia relazioni bilaterali • Attribuisce a Gestore della Rete (TERNA) e Gestore del Mercato (GME) compiti coordinamento centralizzati 2)Borsa elettrica Mercato a termine gestito dal GME articolato in due • mercato dell’energia • mercato dei servizi di dispacciamento dove gli operatori negoziano diritti/impegni a prelevare ed immettere energia elettrica nella rete il giorno successivo Obiettivi • promuovere la concorrenza tra gli operatori nel breve • aumenta la trasparenza nelle transazioni • garantisce la sicurezza e l’affidabilità del sistema 3. Dispacciamento di merito constrained 1) Cause dell’esistenza di vincoli • Perdite di rete (precedentemente si era supposto che ) • Vincoli di trasmissione: La rete potrebbe non essere in grado di trasportare la MCQ definita
È necessario una rappresentazione della rete nella definizione l’equilibrio del mercato 2) Descrizione matematica introduco vincoli che tengono conto della Cp della rete di trasmissione: A)approccio zonale
vincoli di flusso di potanza B)approccio nidale
equazioni di power flow 3) Approccio nodale • I vincoli di uguaglianza rappresentano un bilancio di potenza ad ogni nodo n • Il vincolo di bilancio ad ogni nodo n pu ò portare ad avere prezzi nodali diversi. Ciascun operatore (acquirente o venditore) paga/riceve il prezzo nodale del nodo in cui immette/preleva energia  plus •Da un punto di tecnico impiega al meglio le risorse di trasmissione minus • Richiede l’impiego di algoritmi sofisticati • Difficile da fare comprendere ad operatori non tecnici 4) Approccio zonale 1) Una “linea” di trasmissione è congestionata se risulta saturato il limite di trasporto in potenza attiva
Viene saturato il corrispondente vincolo di disuguaglianza 2) La rete è suddivisa in zone per ognuna delle quali è definito un limite di scambio con le altre aree scelto in modo tale che se lo scambio è minore del valore massimo non ci siano congestioni.Si esegue il mercato solo verificando che siano rispettati i vincoli di scambio tra le zone 3) Considerazioni legate alla sicurezza portano a considerare il funzionamento del sistema anche in condizioni di guasto:i limiti di flusso interzonale sono fissati considerando condizioni normali e un insieme predefinito di casi di guasto plus: • Semplifica la gestione della rete di trasmissione e non richiede l’impiego di algoritmi molto sofisticati • È un modo semplice di gestire la rete e quindi comprensibile dagli operatori non tecnici Minus: • Se la rete è molto magliata come è possibile definire le zone? E come variano i flussi tra le zone • Non è garantito un uso ottimale della rete 5) Esempio: due nodi 1) Problema: potenza richiesta dal N2>Cp rete di trasmissione Per eliminare il sovraccarico della linea riduco la produzione in G1 di 100 MW (impianto più efficiente ma appartenente al N1) e aumento la produzione più costosa in G2 in modo da soddisfare in loco la D che eccede i vincoli di potenza trasmissibile sulla rete Ottengo: Non è l’unica soluzione possibile ma è quella meno costosa (Posso pensare di ridurre anche la D di N2 di 100MW -in modo che non esista più il sovraccarico della rete- ma questa sol non massimizza il surplus collettivo) 2) Conseguenze: 1) Il limite di trasporto su una linea divide il mercato in due mercati diversi che hanno MCP diversi (per ogni nodo, in modo indipendente, si procede nell’assegnazione di De O cercando un punto di intersezione delle curve e utilizzando il criterio di merito fino l limite max) 2) Il generatore pi ù economico al nodo 1 è utilizzato per soddisfare il carico nel nodo 2 fino al limite fisico di trasporto(D di N1 comprende parte della D N2) 3) La domanda residua nel nodo 2 è soddisfatta localmente da un impianto non massimamente efficiente 4) le zone con necessità di importare en hanno p> ripatto a quelle che l producono (in Italia è il sud che avendo D>O vede p >) Il criterio di merito economico è seguito considerando i vincoli di potenz sulla rete di trasmissione: assegno potenza a produttore più economico e al consumatore piu conveniente fino al limite di trasporto poi uso domanda e offerta locali
il criterio di merito deve sottostare ai vincoli di cp della rete 5) Congestioni Introducono cambiamenti nell’equilibrio del mercato 1) Da un prezzo unico a prezzi zonali (o nodali) diversi 2) Si modifica il dispacciamento nella produzione e nella domanda (quantità prodotte/consumate) 3) Cambia il bilancio economico dei diversi Operatori (prezzi pagati/ricevuti) L’impatto delle congestioni si può misurare in termini di variazione nel surplus degli operatori (a) di energia che deve essere redispacciata (b) (essendo diversi ora i prezzi nei due nodi l’espressione non si semplifica) a) rendita di congestione è La differenza tra quanto pagato dagli acquirenti e quanto ricevuto dai produttori (Ovvero Flusso sull’interconnessione congestionata per differenza zonale dei prezzi) La rendita di congestione è parte del benessere sociale E’ assegnata all’operatore della rete di trasmissione GME b) costo di congestione L’esistenza di una congestione produce una riduzione nell’efficienza del mercato o perdita di welfare: e Rappresenta il costo di utilizzare impianti più costosi poiché non è possibile trasportare potenza dalla zona più economica (detto costo di redispacciamento perché corrisponde al costo della produzione out-of-merit) Si N i iBj M j j BS PMCPPMCPSSS ⋅−⋅++= ∑∑ == 11