- 1 - Gestão de Congestionamentos nas Interligações em Mercados de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa MEN - Mercados de Energia Mestrado em Engenharia Electrotécnica ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

- 2 - Agenda ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Enquadramento 2.Mecanismos para gestão de congestionamentos 3.Market splitting 4.Exercícios de aplicação

- 3 - Enquadramento ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Mecanismos para a Gestão de Congestionamentos O congestionamento é uma situação em que a capacidade de interligação entre duas ou mais redes não permite acomodar todo o fluxo de energia resultante das transacções pretendidas pelos agentes do mercado. Esta falta de capacidade de interligação tanto pode ser devida à insuficiente capacidade das linhas de interligação, como a limitações ao nível interno de cada uma das redes nacionais. Para resolver ou mitigar este problema existem diversas formas para a gestão de congestionamento, em ambiente de mercado, normalmente com o objectivo de alocar de forma eficiente a capacidade de interligação existente mantendo a segurança técnica do sistema. No MIBEL o mecanismo existente para o horizonte diário é o market splitting (separação de mercados) do qual resultam preços diferenciados para a zona portuguesa e para a zona espanhola nas horas de congestionamento.

- 4 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Mecanismos de alocação de capacidade de interligação Regras explícitas (pro-rata, first come first served) Leilões explícitos Leilões implícitos (market splitting e market coupling) Mecanismos de resolução de congestionamentos Redespacho Counter trading Gestão de congestionamentos Mecanismos existentes

- 5 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Leilões explícitos de capacidade de interligação, para o horizonte anterior ao diário (mecanismos previsto mas ainda não utilizado); Market splitting (separação de mercados), para o horizonte diário, obtido de forma implícita através das licitações efectuadas pelos agentes no mercado diário; Counter trading (contra negócio), para um horizonte posterior ao diário, da responsabilidade dos operadores da rede de transporte para fazer face a desvios entre os resultados de mercado e os observados na exploração do sistema em tempo-real. Gestão de congestionamentos Mecanismos previstos no MIBEL

- 6 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa O market splitting é um mecanismo de leilão da capacidade de interligação entre dois sistemas implícito nas licitações que os agentes efectuam no mercado diário e pressupõe a existência de um mercado conjunto gerido por um único operador de mercado. Quando a capacidade de interligação entre os dois sistemas é superior ao trânsito de energia que resulta do fecho de mercado então a interligação não fica congestionada e existe um preço único de mercado, igual para os dois sistemas. Quando, por outro lado, a capacidade de interligação é inferior ao trânsito de energia que resulta do fecho de mercado então a interligação fica congestionada no seu limite e os mercados ficam separados em termos de preço, sendo este superior no mercado importador e inferior no mercado exportador. Market Splitting Princípio de funcionamento

- 7 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa A existência de market splitting (separação de mercados) dá origem a uma renda de congestionamento que resulta do facto dos preços nos dois sistemas serem distintos. O valor desta renda de congestionamento é igual à diferença de preços entre os dois sistemas multiplicada pela capacidade de interligação, que corresponde à energia comprada no sistema de preço mais baixo e vendida no sistema de preço mais alto. As receitas provenientes da renda de congestionamento são atribuídas aos operadores das redes de transporte com o principal objectivo de promoverem medidas de redução dos congestionamentos observados, em particular investindo em capacidade adicional de interligação. Market Splitting Renda de congestionamento

- 8 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Market Splitting Exemplo de dois mercados em autarcia M E R C A D O 1 Energia Preco Mercado MWh /MWh c c c v v v M E R C A D O 2 Energia Preco Mercado MWh /MWh c c v v v v /MWh 600 MWh c1 c3 c2 v1 v2 v3 20 /MWh 800 MWh c4 c5 v4 v5 v6 v7

- 9 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Market Splitting Situação de integração total dos dois mercados M E R C A D O I N T E G R A D O Energia Preco Mercado MWh /MWh c c c c c v v v v v v v /MWh 1700 MWh c1 c3 c2 c4 c5 v4 v1 v5 v6 v2 v3 v7 O preço do mercado integrado (45 /MWh) é intermédio em relação aos preços dos mercados em autarcia (70 e 20 /MWh). Existe um trânsito de 600 MWh energia do mercado 2 para o mercado 1 -> 1400 MWh de energia produzida no mercado 2 (licitações v4, v5, v6 e 300 MWh de v7) menos 800 MWh de energia consumida no mercado 2 (licitação c4).

/MWh Ec = 800 MWh Ev = 1050 MWh cInt ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Market Splitting Separação de mercados: 250 MW de interligação M E R C A D O 1 Energia Preco Mercado MWh /MWh c c c v vInt v v M E R C A D O 2 Energia Preco Mercado MWh /MWh cInt c c v v v v A B C 50 /MWh Ec = 750 MWh Ev = 500 MWh vInt D

ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Market Splitting Exemplo MIBEL: Dia 24/11/2009 No dia indicado (24/11/2009) ocorreu market splitting nas horas 1, 4 e 5. Observando o exemplo da hora 4 verifica-se um trânsito de energia de Espanha para Portugal de 1600 MWh, igual à capacidade de interligação dessa hora. O preço português foi de 2,703 c/kWh e o espanhol de 2,410 c/kWh o que dá uma renda de congestionamento de 4688 nessa hora.

ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Market Splitting Exemplo MIBEL: Dia 24/11/2009 / Hora 4 Como na hora o sentido o congestionamento da interligação ocorre no sentido de Espanha para Portugal é introduzida uma licitação de compra na curva da procura espanhola de 180,03 /MWh e 1600 MWh. Daqui resulta o preço espanhol de 2,410 c/kWh. Uma licitação de venda correspondente à capacidade de interligação de 1600 MWh é introduzida na curva de oferta portuguesa com o valor de fecho do mercado espanhol de 2,410 c/kWh. Daqui resulta o preço português de 2,703 c/kWh E S P A N H AP O R T U G A L 1600 MWh 18,003 c/kWh 1600 MWh 2,410 c/kWh 2,703 c/kWh

Exercícios de aplicação Exercício #1 ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Responda às questões considerando o exemplo apresentado com as seguintes licitações de compra e venda dos dois mercados: C O M P R A V E N D A Energia Preço Mercado Energia Preço Mercado MWh /MWh MWh /MWh c v c v c v c v c v v v a) Para uma capacidade de interligação de 400 MW indique se existe market splitting. Qual o preço de cada mercado nesta situação? b) Indique o valor da renda de congestionamento da alínea a). c) Qual o valor da capacidade de interligação que garante a integração total dos dois mercados?

Gestão de Congestionamentos nas Interligações em Mercados de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa MEN - Mercados de Energia Mestrado em Engenharia Electrotécnica ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa