Dissertação 2008 Julho 22 José Manuel Figueiras Loureiro

Apresentação em tema: "Dissertação 2008 Julho 22 José Manuel Figueiras Loureiro"— Transcrição da apresentação:

1 Dissertação 2008 Julho 22 José Manuel Figueiras Loureiro
Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preços de Mercado de Electricidade Obrigado! Boa tarde, muito grato pela presença dos elementos do júri e a todos os presentes. Esta sessão tem como tema: Desenvolvimento de Modelos de Previsão a longo prazo do preço de mercado de electricidade. 1

2 Índice 1 Introdução Modelo de Previsão 2 Previsão 3 Introdução
Esta sessão é dividida em 3 partes: Uma parte referente ao contexto e objectivos, definido num capitulo de introdução sobre o tema; Num segundo ponto será demonstrado a construção do modelo de previsão; Por último, será mostrado a previsão a longo prazo para vários cenários – de incertezas de produção e do preço dos combustíveis, bem como as conclusões. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro 2

3 Contexto e Objectivos Introdução Modelo de Previsão Previsão Contexto e Objectivos Para as estratégias de expansão do sistema é utilizado um mix tecnológico que optimiza a utilização dos recursos, a segurança de abastecimento, as questões ambientais e também o preço da electricidade As previsões a longo prazo são utilizadas para o planeamento do sistema de produção Desenvolver modelos de previsão a longo prazo do preço do mercado de electricidade que sejam aplicados no planeamento do sistema de produção espanhol Pretende-se encontrar um modelo de previsão que mostre a variação do preço de electricidade a longo prazo Nas estratégias de expansão é usado 1 mix tecnológico que optimiza a utilização dos recurso, as questões ambientais e tb o preço de electricidade. Para fazer o estudo nas previsões a longo prazo, utiliza-se os panoramas do planeamento do sistema de produção. 1 dos objectivos passa por um desenvolvimento de modelos de previsão a longo prazo de preços de electricidade para aplica-lo no planeamento do sistema espanhol, encontrando a sua variação ao longo dos anos. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro 3

4 Contexto e Objectivos Introdução Modelo de Previsão Previsão Contexto e Objectivos Os aspectos tratados são integrados em modelos de multi-regressão Primeira etapa - tratar o modelo a curto prazo, sendo posteriormente simplificado e estendido para ser aplicado a problemas de previsão de preços a longo prazo Estes modelos foram criados, aplicados e testados para o mercado espanhol, sendo os dados retirados referentes aos anos 2006, 2007 e os primeiros 4 meses de 2008 É utilizado em todo o trabalho, modelos de multi-regressão. Numa primeira fase, foi construído, estudado e testado o modelo a utilizar a curto prazo, sendo depois corrigido, utilizando modelos para encontrar algumas das variáveis de entrada, e assim alargado o modelo para ser aplicado a uma previsão a longo prazo. -Como base de estudo para este trabalho, foram utilizados dados referentes aos anos 2006, 2007 e os primeiros 4 meses do ano 2008 do mercado espanhol. Passando ao estudo das variáveis. Destaquei… Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro 4

5 Estrutura do modelo de previsão
Modelo de previsão a curto prazo Modelo de previsão da fracção de produção Introdução Modelo de Previsão Previsão Estrutura do modelo de previsão Quando existe grande percentagem de hídrica, o preço do mercado é menor. Sendo que o preço aumenta com a diminuição do recurso hídrico. Quando existe pouca percentagem de ciclo combinado, o preço do mercado é baixo. Encontra-se a subida do preço da electricidade com o aumento da fracção de produção de ciclo combinado. Nota-se que quando o preço de energia se torna caro em Espanha, o recurso à importação é pouco utilizado. algumas das variáveis de produção que entram no mercado para apresentar nesta sessão. Uma das relações é: Da hidroelectricidade, relação da fracção de produção hídrica com o preço do mercado. Hídrica: - encontra-se um aumento do preço da electricidade, quando a fracção hidrica diminui. Outras das variáveis é a fracção de CC: - Ao contrario do recurso hídrico, a fracção de ciclo combinado contribui para o aumento do preço de energia quando este recurso a esta fracção aumenta. Vendo a fracção de produção que corresponde a importação: - Verifica-se que quando o preço da electricidade é elevado existe pouco recurso as importações; Destacando, por último, a fracção de Regime Especial: Regime especial esta ligado a produção de energia através do recurso eólico, das mini hídricas, da cogeração e dos resíduos sólidos urbanos. - Desta analisa-se nota-se uma diminuiçao do preço da electricidade com o aumento do recurso ao RE. Na dissertação foram verificadas outras relações que não foram aqui destacadas. Depois desta abordagem, será demonstrado quais as variáveis que entram no modelo de previsão. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro 5

6 Estrutura do modelo de previsão
Modelo de previsão a curto prazo Modelo de previsão da fracção de produção Introdução Modelo de Previsão Previsão Estrutura do modelo de previsão Fracção de Potência instalada Previsão do preço dos combustíveis Previsão Produção total Previsão da fracção de Produção Previsão do preço CO2 Preço do Mercado Sendo assim, O modelo construído com as seguintes variáveis de entrada: O preço de CO2 – variável correspondente a parte ambiental no modelo. O preço dos combustíveis (petróleo, gás, carvão) – diz respeito ao tipo de produção das centrais térmicas a menos da nuclear. A fracção de potência instalada (de todos os tipos de centrais) – variável importante para o modelo a longo prazo – pois mostra a tendência ao longo do tempo. A produção total, tem em conta a evolução do consumo. As fracções de produção – tem haver com as variáveis de produção de energia eléctrica; O preço do dia anterior. Ficando com o seguinte molde: Uma parte fixa, que diz respeito a potência instalada (fracção de Pinstl) Outra parte variável, dizendo respeito as fracções de produção e a produção total Por último existe uma parcela ambiental, que corresponde as fracções de produções térmica Preço do dia anterior Para estimar os parâmetros do modelo a curto prazo foi feita uma aproximação utilizando os mínimos quadrados para aproximar o meu modelo ao preço médio real. Chegando a seguinte aproximação. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

7 Previsão a curto prazo Introdução Modelo de Previsão Previsão
Estrutura do modelo de previsão Modelo de previsão a curto prazo Modelo de previsão da fracção de produção Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a curto prazo MAPE 7,4% De salientar que foi utilizado para teste os primeiros 4 meses do ano em curso (2008), sendo os restantes dados utilizados para treino do modelo determinado. Constata-se visualmente uma aproximação razoável do modelo aos valores reais, tanto para o treino do modelo, bem como a parte de teste. Focando a parte de teste, verifica-se um erro médio absoluto percentual de 7,4%,o que correspondendo a um valor baixo que era desejável. Após estes resultados, e para evoluir para o modelo de longo prazo será demonstrado o modelo encontrado para as variáveis de fracção de produção. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

8 Sequência do Modelo de previsão da fracção de produção
Estrutura do modelo de previsão Modelo de previsão a curto prazo Modelo de previsão da fracção de produção Introdução Modelo de Previsão Previsão Sequência do Modelo de previsão da fracção de produção Modelo de produção total, da produção em RE, da hídrica e do fuel-gás. Fracção de RE, Hídrica e Fuel-gás Fracção de CC Fracção de Carvão Fracção de Nuclear Fracção de Interligação Previsão da fracção de Produção Modelo CC Modelo Carvão Modelo Nuclear Modelo Interligação Defini como variáveis de incerteza a produção hídrica e RE – pois estas estão ligadas as condições climatéricas (). E a prod através do fuel-gás como um comportamento constante conforme a pont insta. Utilizando esta rede de modelos para determinar estas variáveis e tb a produção total; Existe uma rede de modelos que se alinha uns aos outros; Retirando à prod total cada 1ª das variáveis de produção, passo a passo, seguindo uma ordem de mérito do mix de tecnologia; Decompôs o modelo – tirando fatia a fatia – e comparando com as restantes variáveis Após estes supostos - Fui comparar com as variáveis restantes de produção. E foi encontrado uma relação com a prod de CC, relação linear. Após encontrar uma relação e retirado a parte da produção a variável de CC, fui mais uma vez comparar com as restantes variáveis, encontrando uma relação com o carvão. Retirando a parte de produção L’’ a produç de Carvão, foi encontrado uma relação que eu defini como linear com a produção de nuclear. Por fim, o resultado de retirar a esta parte da produção total a produção de Nuclear dá-nos o valor da importação. Para o meu modelo transformei as variáveis de produção em fracções de produção, encontrando assim o modelo para as fracções de produção. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

9 Previsão a longo prazo Partindo do modelo de curto prazo:
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a longo prazo Partindo do modelo de curto prazo: Transforma-se num modelo para longo prazo: Resumindo os detalhes encontrados atrás, o modelo de curto prazo vai evoluir para longo prazo, modificando as variáveis de entrada referente as fracções de produção. Estas fracções nascem das fracções dos modelos anteriormente demonstrados. Será utilizado valores médios para as fracções de produção. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

10 Previsão a Longo Prazo - Cenários
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo - Cenários A pôs simplificado o modelo para longo prazo, foi definido os seguintes cenários para os combustíveis ( Um cenário para preços altos de combustíveis, um cenário para os preços baixos dos combustíveis e um terceiro cenário para preços intermédios). O cenário base foi retirado de previsões a longo prazo de mercados de combustíveis e aplicado como referencia no modelo. Visto que não era intenção fazer previsão destas variáveis – dados retirados do IEA (Energy information administration) Foi definido um cenário para previsão do CO2 e aplicada neste modelo de previsão. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

11 Previsão a Longo Prazo - Incertezas
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo - Incertezas Para além dos cenários dos combustíveis, é utilizado cenários de incerteza para as variáveis de fracção de produção, a produção hídrica e do regime especial, uma vez que estas dependem das questões climatéricas. Logo para anos em que as condições são favoráveis ao recurso hídrico e de RE(nomeadamente - eólica) considera-se um cenário de incerteza para uma alta produção de RE e hídrico (isto é, considera-se para a previsão da fracção de produção Hi e RE como sendo a média do histórico mais 1 desvio padrão da mesma)…. Tendo como resultados a figura representada para as fracções de produção de cada variável. Evolução das fracções para um cenário de dias com alta produção RE e hidroelectricidade Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

12 Previsão a Longo Prazo - Incertezas
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo - Incertezas Para simular dias médios de produção de RE e hidroelectricidade, foi considerado como a fracção média para cada uma das variáveis. Evolução das fracções para um cenário de dias com média da produção RE e hidroelectricidade Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

13 Previsão a Longo Prazo - Incertezas
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo - Incertezas Para simular anos de condições climatéricas desfavoráveis foi utilizado como influencia a média da fracção menos 1 desvio padrão. Evolução das fracções para um cenário de dias com baixa produção RE e de hidroelectricidade Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

14 Previsão a Longo Prazo Introdução Modelo de Previsão Previsão
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo Utilizando os cenários de incertezas, tem-se como resultado final para o cenário de preços altos de combustíveis as seguintes variações: Condições climatéricas a seu favor (hídrica, RE), torna o preço da electricidade mais baixo. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

15 Previsão a Longo Prazo Introdução Modelo de Previsão Previsão
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo Para preços de combustíveis de referência foi encontrado a seguinte evolução do preço de electricidade. Verifica-se um aumento da gama de valores consoante o cenário de incerteza. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

16 Previsão a Longo Prazo Introdução Modelo de Previsão Previsão
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo Para o cenário de preços altos dos combustíveis, encontra-se preços altos para o preço da electricidade. Podendo atingir os 130 €/MWh, consoante exista muito ou pouco recurso das variáveis de incerteza. Em relação ao cenários anteriores, nota-se os valores mais altos para o preço de energia, devido ao cenário de preços altos dos combustíveis. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

17 Previsão a Longo Prazo – Média das fracções
Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Previsão a Longo Prazo – Média das fracções Resumindo os cenários dos preço dos combustíveis, encontra-se

18 Conclusões e Futuros Trabalhos
Previsão a longo prazo Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Conclusões e Futuros Trabalhos O preço do mercado de electricidade depende de um conjunto de variáveis: Variáveis relacionadas com a fracção de produção associadas ao despacho Variáveis relacionadas com os cenários de potências instaladas para cada tecnologias Variáveis relacionadas com a evolução a longo prazo dos mercados do petróleo, gás, carvão e CO2 Previsão do crescimento do consumo Foi possível estender o modelo de previsão a curto prazo através da modelização das tendências a longo prazo das diversas variáveis Com isto conclui-se que o preço da electricidade depende de: -Variáveis relacionadas com a fracção de produção associadas ao despacho Variáveis relacionadas com os cenários de potencial instalada. Variáveis relacionadas com a evolução a longo prazo dos mercados dos combustíveis e do CO2. E da previsão do crescimento do consumo O modelo de previsão a curto prazo foi estendido a longo prazo através da modelização das tendências a longo prazo. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

19 Conclusões e Futuros Trabalhos
Previsão a longo prazo Conclusão e Futuros Trabalhos Introdução Modelo de Previsão Previsão Conclusões e Futuros Trabalhos O modelo de previsão foi aplicado a previsão de preço de electricidade, até ao horizonte de 2020 em Espanha, observando-se um crescimento dos preços de electricidade para 110 €/MWh até 2012 estabilizando a partir de 2012 Para trabalhos futuros, existe uma vasta área de possíveis desenvolvimentos, integrando os modelos de previsão parciais de algumas das variáveis (previsão da carga, previsão da evolução das tecnologias, previsão dos mercados de combustíveis) Desenvolver os modelos de evolução das fracções Estruturar o modelo para alterações de mudança de politicas de produção e para o surgimento de novas fontes de energia A previsão do preço da electricidade foi aplicada para um horizonte de 2020 no mercado espanhol, presencia-se um crescimento dos preços de electricidade em volta dos 120 €/MWh até 2012, permanecendo a partir de 2012 nesse valor. Como trabalhos futuros, será desejável um desenvolvimento dos modelos de previsão parciais de algumas das variáveis – nomeadamente, previsão da carga, previsão da evolução das tecnologias, previsão dos mercados de combustíveis. Aperfeiçoar melhor o modelo de evolução das fracções de produção. Para um melhor ajuste do modelo de previsão, será desejável um desenvolvimento para as questões de mudanças de politicas de produção e também para o surgimento de novas fontes de energia. Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preço de Mercado de Electricidade José Loureiro

20 FIM 2008 Julho 22 José Manuel Figueiras Loureiro
Introdução Modelo de Previsão Previsão 2008 Julho 22 FIM José Manuel Figueiras Loureiro Desenvolvimentos de Modelos de Previsão a Longo Prazo de Preços de Mercado de Electricidade Termino aqui a minha apresentação. Grato pela atenção. 20