mercado de generacion 2014-2015

Universidad Tecnológica de Chile.

Mercado de la Generación

Contenido

Modelos Aplicados de OrganizaciónModelos Aplicados de Organización

Modelos Teóricos de OrganizaciónModelos Teóricos de Organización

Características de la generaciónCaracterísticas de la generación

Modelos ChilenoModelos Chileno

Productos en generaciónProductos en generación

Formación de precios en generaciónFormación de precios en generación

Tarifas reguladasTarifas reguladas

Características de la Generación

• Altas tasas de crecimiento de la demanda

• Restricciones de la tecnología al

almacenamiento de energía

• Diversidad de fuentes de generación

• Recursos hidráulicos estocásticos (Un proceso

estocástico es aquel cuyo comportamiento es no determinista,

en la medida que el subsiguiente estado del sistema está

determinado tanto por las acciones predecibles del proceso

como por elementos aleatorios

• Proyectos de inversión largo plazo

(hidroeléctricos)

• Proyectos intensivos en capital

• Agotamiento de economías de escala

• Es posible la competencia

Ref. DIE USACH

Contenido








Modelos de Organización del Mercado Mayorista

El principal fundamento en el cual se basa la actividad competitiva de los mercados eléctricos es la existencia de un mercado mayorista organizado de energía eléctrica.

Una de las condicionantes para la existencia de un mercado mayorista de electricidad es la coordinación entre los diversos participantes: generadores, empresas de transmisión y consumidores, requeridos para realizar el suministro de energía.

Aunque cada sistema eléctrico desarrolla su modelo de coordinación de acuerdo a su situación particular, es posible distinguir dos modelos de organización de un mercado eléctrico que corresponden a dos paradigmas o formas de entender el mercado de la electricidad.

El modelo bilateral:

Se basa en la idea que la eficiencia económica en el mercado (señal de precio eficiente) se logra a través de transacciones bilaterales directas entre los participantes.

El modelo Pool:

El modelo Pool defiende la idea que debe existir un organismo (pool) el cual debe conducir al mercado a lograr la eficiencia económica.

Una clasificación amplia es aquella que separa los mercados competitivos existentes en los que tienen una estructura centralizada y aquellos con un énfasis en la descentralización en la toma de decisiones.

La teoría ha concebido diversas formas de organización para un mercado eléctrico competitivo.


Las estructuras implementadas en la actualidad nacen de la nueva forma de concebir el sector, a través de la cual se puede identificar diversas actividades de naturaleza técnica y económica muy distintas, pero necesarias para suministrar la energía requerida por los consumidores del sistema. Las funciones del mercado mayorista que son centrales en esta diferenciación son las siguientes:

Funciones del Operador del Sistema (OS). Son aquellas relacionadas con la operación y control del sistema eléctrico. Tienen por objetivo garantizar el correcto funcionamiento del sistema, bajo condiciones seguras y confiables, balanceando demanda y oferta de electricidad a través del despacho en tiempo real.

Funciones del Operador del Mercado (OM). Se identifica dos grandes tipos claramente identificables:

Operación económica: Optimización de los recursos de generación y transmisión. Consisten en las funciones relacionadas con el comercio de electricidad, planificación y selección de las transacciones de energía en diferentes horizontes de tiempo.

Operación comercial: Administración del mercado.


• La siguiente figura muestra la operación del sistema y la combinación de la operación económica y comercial, también conocida como la operación del mercado:

• Figura N°1 Funciones del mercado mayorista.

• A partir de la identificación de estas actividades y su asignación a diferentes agentes del sistema, la implementación práctica del mercado mayorista adopta diversas formas. Entre las variantes particulares del sector eléctrico de cada país, se distinguen los modelos de organización mencionados anteriormente, el Modelo Pool y el Modelo de Contratos Bilaterales.


Modelo Pool

• Este modelo de operación confía a un único organismo, el Pool, las funciones de operador del sistema y operador del mercado mayorista, es decir, el Pool es el organismo encargado de realizar la operación económica, comercial y coordinar la operación física del sistema eléctrico. En este sentido, las funciones son realizadas por el operador de mercado y un operador de sistema.

• En el modelo Pool clásico, suministradores y consumidores no establecen relaciones comerciales directas entre ellos. Las compras y ventas de energía son determinadas y valorizadas por el OM, basándose en una optimización de los costos totales del sistema. Para ello, dependiendo del esquema elegido, suministradores y consumidores emiten ofertas o curvas de costos al OM. El plan de operación resultante es transferido a el o los OS, quienes verifican la factibilidad técnica del mismo. De esta forma, el OS realiza las correcciones necesarias al plan de operación y determina los servicios auxiliares requeridos. Para las distintas etapas del procedimiento anteriormente descrito, se definen fechas y horarios que deben ser respetados por todos los participantes del Pool.

• En este modelo, la operación física de las unidades de generación está subordinada al despacho

realizado por el Pool al determinar los precios spot.

Modelos de Contratos Bilaterales

Los generadores son despachados siempre y cuando el precio ofertado por cada uno de ellos sea inferior al precio spot. Los contratos bilaterales entre empresas de generación y clientes son contratos financieros, ya que la energía requerida por el cliente será suministrada por las empresas que fueron despachadas por el Pool.

En caso que la energía generadora propietaria del contrato no entrase en servicio, ésta deberárecompensar a las empresas que proveyeron a su cliente, pagan la energía al precio spot.

Modelo de Contratos Bilaterales Físicos

Este modelo, entrega la operación física del sistema: balance oferta-demanda en tiempo real, provisión de servicios complementarios y operación del sistema de transmisión, a un operador independiente del sistema (Independent System Operator). El ISO tiene además la responsabilidad de administrar la tarifa de transmisión.

La operación económica es dejada a los propios agentes del sistema. Existe una bolsa de energía (Power Exchange o PX) la cual opera como corporación sin fines de lucro y posee la responsabilidad de proveer una instancia, con acceso abierto y no discriminatorio, donde los generadores y consumidores, en forma anónima, compran y venden energía a entregar en un futuro inmediato. Las transacciones en el PX se realizan mediante un mecanismo de ofertas, tanto de compra como venta, las cuales ofrecen un precio de acuerdo al nivel de energía.

Una vez recibidas las ofertas, el PX construye las curvas de oferta y demanda para cada hora del día para realizar la casación, obteniendo de esta manera: las empresas de generación que entran en servicio; la cantidad de energía a generar por cada una de ellas; y el precio spot del sistema.

Con esta información se elabora un programa de despacho el cual es enviado al ISO para que realice la verificación de la factibilidad de éste, considerando eventuales restricciones de transmisión.


Por último la operación comercial se realiza como resultado de la operación física y de la operación económica.

Una característica fundamental de este modelo es que los acuerdos entre agentes sirven de base al despacho de las unidades generadoras, esto es, se despacha la unidad contratada, no la de menor costo marginal como en el pool.

Mediante el contrato de abastecimiento de energía, el suministrador asegura la inyección en el sistema de la potencia especificada en un plan de operación. Por su parte, las cargas administradas por el consumidor que integra el contrato, deben orientar sus consumos a la potencia especificada en el plan de operación antes mencionado.

Los generadores y clientes no están obligados a transar en el PX. Existe la opción de firmar contratos bilaterales físicos, los cuales permiten que unidades de generación entren en operación para abastecer directamente a sus clientes. Este tipo de contratos son recolectados por organismos conocidos como coordinadores de programación (Sheduling Coordinators o SC) las cuales confeccionan un programa de generación que es finalmente enviado al operador del sistema para la verificación de factibilidad.


Los contratos bilaterales físicos en un modelo ISO-PX cobran gran relevancia desplazando al PX a una labor de mercado residual.

En el caso del sistema eléctrico Californiano, se estima que alrededor de un 80% de la energía producida es la transada a través de contratos bilaterales.

Sin perjuicio de lo anterior, en un modelo de transacciones bilaterales puro, con sólo este tipo de acuerdos, no existe homogeneidad en las transacciones, ni tampoco existe seguridad respecto del valor en el precio de despeje del mercado.

Bajo este tipo de esquemas de organización, tanto compradores como vendedores de energía deben buscar en el mercado para descubrir precios por medio de publicidad, servicios de información proporcionados por entidades dependientes de los organismos reguladores y comparación de ofertas.

En este sentido, una comparación con el modelo pool indica que este último permite ahorros importantes, porque evita la búsqueda de la oferta más conveniente

Operación del Sistema Eléctrico

La Operación del Sistema Eléctrico

En una mirada global, existen dos opciones básicas para la operación del sistema, que son:

1. Operador Independiente del Sistema (ISO, por sus siglas en inglés).

2. Operador Independiente del Sistema de Transmisión (ITSO, por sus siglas en inglés).

Operador Independiente del Sistema (ISO)

a) Descripción:

El ISO tiene responsabilidad de controlar el acceso y el uso de la red de transmisión, que hacen los generadores y los comercializadores.

La red de transmisión puede ser de propiedad de los generadores o comercializadores, pero el control en tiempo real de la operación es de responsabilidad del ISO. Esto, para garantizar que la propiedad de los activos de transmisión no limita la libre competencia en el mercado ó facilita conductas anticompetitivas de los generadores o distribuidores integrados.

Todos los operadores de sistema, por definición, realizan el control de la operación física del sistema del cual son responsables. Sin embargo, no todos manejan la gama completa de los mercados de la energía potencial que pueden existir en un modelo competitivo. Los mercados de la energía específicos, pueden ser conducidos por terceros (a menudo los subsidiarias de otros operadores del sistema) o no existir simplemente (por ejemplo. los mercados para financialtransmission Rights�).


Características y funciones del ISO

La Comisión Regulatoria Federal de Energía de E.E.U.U. (FERC) ha definido el conjunto mínimo de características y funciones para el ISO/RTO (FERC Order 2000/1999):

•Independencia

•Configuración y alcance regional

•Autoridad operacional

•Confiabilidad a corto plazo

En estricto rigor, el modelo ISO tiene dos acepciones: ISA (Independent Sheduling Administrator) que coordina las acciones de sistemas de transporte que siguen siendo operados por sus dueños e ISO que realiza la operación de forma independiente de los dueños de las redes. Los operadores de sistema pueden realizar un gran número de funciones, pero no necesariamente deben realizarlas todas para constituir un ISO. Las funciones mínimas son las siguientes:

•Administración y diseño tarifario

•Gestión de la congestión

•Parallel Path Flow

•Manejo y administración de los Ancillary Services

•Determinación de: Capacidad total de transmisión (TTC, sus siglas en inglés) y capacidad de transmission disponible (ATC, sus siglas en inglés)

•Monitoreo del Mercado.

•Planificación y Expansion

•Coordinación Interregional


Operador Independiente del Sistema de Transmisión (ITSO)

a) Descripción

• Las redes eléctricas son el soporte físico del mercado, ya que ponen en contacto la oferta y demanda, siendo fundamentales para seguridad y calidad de suministro. Además, las redes facilitan la reposición del servicio, la gestión de excedentes regionales y facilitan la elección de emplazamientos.

• En el sector eléctrico la solución competitiva se realiza separando las actividades de transporte y distribución, que constituyen un monopolio natural y deben ser reguladas de la forma más eficiente, de la generación y la comercialización que, con derecho de acceso a las redes, pueden abrirse a la competencia.

• Dicho de otra forma, la segregación de las redes o de su operación del resto de las actividades es condición necesaria, pero no suficiente para el desarrollo de un mercado competitivo.

• En este contexto, surge un modelo de operación ITSO cuando existe, entidad (literalmente una sola, o al menos claramente dominante; con o sin ánimo de lucro) que opera la red de transmisión de acuerdo a estándares de seguridad predefinidos y que a la vez, es propietaria de todos o gran parte de los activos que componen la red de transmisión.

• En Inglaterra y Gales se utilizó un modelo TSO para facilitar la competencia, con la creación de la National Grid Company (NGC). NGC es un operador de sistema independiente de transmisión (ITSO), propietario de la red. Esta propiedad fue posteriormente dividida ente los operadores regionales (RECs).


b) Características y funciones del ITSO

• Las características que permiten reconocer la existencia de un ITSO, es cuando una entidad realizas las siguientes funciones:

1. Efectúa la operación técnica de un sistema eléctrico, dado estándares de seguridad.2. Es propietaria de todos o gran parte de los activos que componen la red.3. Planifica y ejecuta su mantenimiento.4. Por consiguiente, prevé y desarrolla la expansión de la red de transporte.

• En el caso TSO, tanto la operación del sistema como los activos de red y su mantenimiento están radicalmente segregados de los agentes que compiten en generación y comercialización. En el caso del ISO esta segregación se refiere solo a la operación del sistema.

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Simulación de mercados competitivos

• No existe una única forma de organizar un mercado mayorista.

• Desde un punto de vista teórico se han planteado diversas formas de organización para un mercado eléctrico competitivo.

• Sin embargo, en la práctica se han implementado como formas básicas de organización los modelos de tipo Pool y sistemas en base a contratos bilaterales, incluyendo a los modelos de bolsas dentro de los tipo Pool, en una concepción genérica amplia.

• Una clasificación que complementa la anterior es la que separa los mercados competitivos existentes en aquellos con una estructura centralizada y aquellos con un énfasis en la descentralización en la toma de decisiones

Simulación de mercados competitivos

•En un sentido esquemático, lo anterior se puede resumir de la siguiente forma:

Ref. R. Palma – U de Chile

Sistema Pool: (Físico, Financiero)

• Existen dos organismos encargados de la organización y coordinación del sistema: el Operador de la Red (OR) y el Operador del Mercado (OM).

• El OR es responsable de los aspectos técnicos de la operación. Para tal efecto, opera las redes pertenecientes a su área de control y recibe, por parte de suministradores y consumidores, información de los parámetros técnicos de inyecciones de red, generadores y cargas.

• El OM es responsable de los aspectos económicos del Pool.


Sistema Pool: (Físico, Financiero)

• Suministradores y consumidores renuncian a establecer relaciones comerciales directas entre ellos. Las compras y ventas de energía son determinadas y valorizadas por el OM en base a una optimización de los costos totales del sistema.

•Para ello, dependiendo del esquema elegido, emiten suministradores y consumidores, ofertas o curvas de costos al OM.

• El plan de operación resultante es transferido al OR, quien verifica la factibilidad técnica del mismo, realizando las correcciones necesarias al plan de operación y determina los servicios complementarios requeridos.

• Para las distintas etapas del procedimiento anteriormente descrito, se definen fechas y horarios que deben ser respetados por todos los participantes del Pool.


Mercado de Contratos Bilaterales Físicos

• Suministradores y consumidores establecen libremente relaciones de tipo comercial, ya sea en forma directa o a través de un comercializador. Estas relaciones se basan en un intercambio directo de ofertas entre los participantes del mercado.

• Lo que caracteriza a un contrato bilateral físico es su relación directa con el despacho de la operación resultante. Mediante el contrato, el suministrador asegura la inyección en el sistema de la potencia especificada en un plan de operación, de sus unidades de generación. A su vez, el cliente que toma parte en el contrato, deben orientar sus consumos a la potencia especificada en el plan de operación antes mencionado.

• A su vez, el cliente que toma parte en el contrato, deben orientar sus consumos a la potencia especificada en el plan de operación antes mencionado.


Mercado de Contratos Bilaterales Financieros

• Los Contratos bilaterales financieros es usado como complemento a las estructuras de mercado presentadas anteriormente y no pueden constituir en forma única la organización de un mercado de electricidad.

• En forma análoga a los contratos bilaterales físicos, los de tipo bilateral financiero son producto de un libre intercambio comercial entre suministradores y consumidores, ya sea en forma directa o a través de un comercializador. Sin embargo, estos dos tipos de mercado se diferencian de manera fundamental en el impacto sobre el despacho de operación del sistema.


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Estructura del Mercado Mayorista en Chile

• En relación a los modelos de mercado analizados, el mercado mayorista diseñado en Chile responde a un sistema de Pool, con costos de despacho declarados y auditados. Los generadores realizan el papel de comercializadores, estableciendo contratos bilaterales con los clientes, sin que estos contratos afecten el despacho.

• La operación de la red la realiza un ente centralizado, CDEC, quien determina el despacho óptimo de las centrales y calcula las transferencias comerciales entre los generadores, por ajustes entre su producción real y sus compromisos de suministros con los clientes.


Estructura del Mercado Mayorista en Chile

El Mercado Mayorista diseñado en nuestro país se basa en un mercado de la generación que:

• Opera bajo condiciones de competencia

• Acceso abierto

• Libertad tecnológica

• Desarrollo asignado al sector privado, entendiendo como tal la realización de las inversiones necesarias para sustentar el abastecimientofuturo.

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Caracterización y productos eléctricos

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Análisis de la Tarificación Marginalista

• En consistencia con la consideración de que el mercado mayorista opera bajo condiciones de competencia, el sistema tarifario imperante en Chile a este segmento del sector eléctrico, se basa en la Tarificación a Costo Marginal, o como se conoce mayormente, Tarificación Marginalista.

• Lo anterior implica que bajo condiciones de óptimo, esto es, cuando la estructura del parque generador está adaptada a la demanda (CMgCP=CMgLP), los ingresos por las ventas de energía a costo marginal de la energía, más los ingresos por la venta de potencia a costo de desarrollo dela potencia de punta, cubren exactamente los costos de capital mas los costos de operación de los productores

Análisis de la Tarificación Marginalista

• Esta curva se debe llenar óptimamente con centrales de distinto tipo, distintos costos de inversión y distintos costos de operación

• Tarifa fijada por la autoridad.

• Suministro mediante distribuidora local.

• No existe posibilidad de elegir suministrador

• Tarifa pactada directa y libremente con el generador o distribuidor (mediante contratos bilaterales).

• Se incluye en esta categoría a los clientes con estándares especiales de calidad de suministro.

Mercado de ComercializaciMercado de Comercializacióónn

Potencia conectada menor a

500 kW

Potencia conectada entre 500 kW y 2 MW

Potencia conectada superior 2 MW

• Tienen el derecho de optar por un régimen de tarifa regulada o de precio libre.

• El periodo de permanencia en la tarifa es de 4 años.

• El cambio de opción debe ser comunicado a la distribuidora local con 12 meses de anticipación

El Mercado Mayorista chileno está diseñado de forma tal, que los generadores pueden comercializar su producción en tres mercados claramente definidos.

Mercado de Comercialización

1. Mercado Libre o de grandes clientes:

• En este mercado, los acuerdos bilaterales por suministro son libremente pactados por productores y clientes, sin la intervención de la autoridad. Tal como se dijo anteriormente, en Chile los contratos contraídos bajo esta modalidad no son take or pay, por lo que no afectan ni la planificación ni la utilización de los recursos del sistema.

• El suministrador se compromete por la venta de un determinado monto de energía y potencia para el cliente, en punto del sistema previamente acordado.


2. Mercado Regulado:

• Compuesto por los clientes cuya capacidad instalada es inferior a 2 MW y las empresa concesionarias de Distribución.

• Los precios a los cuales pueden vender los generadores a estos clientes están regulados por la autoridad y se denominan Precios de Nudo.

• A partir de la Ley Nº 20.018, se establecen precios de largo plazo, que resultarán de las licitaciones reguladas por la autoridad que efectúen las empresas concesionarias para abastecer sus consumos regulados.

• En el mediano plazo, y en la medida que expiren los actuales contratos, el precio regulado para efectos de las distribuidoras estará constituido sólo por estos precios.


3. Mercado Spot:

• Consiste en el mercado de ajuste entre empresas generadoras por efecto del cumplimiento de sus contratos y el despacho centralizado que efectúa el CDEC.

• Los precios de venta energía entre generadores se realiza a CMginstantáneo del sistema y es determinado por el organismo coordinador de la operación, quien calcula las trasferencias mes a mes.

Modalidades de comercialización en el M. E. Chileno

EMPRESAS DISTRIBUIDORAS

CONSUMIDORES LIBRES

CONSUMIDORES REGULADOS

Precios Libres

Precios Libres

Precios de Nudo

Precio de Nudo + VAD

GeneradorGenerador GeneradorGenerador

GeneradorGeneradorCDECCDEC

SISTEMA DE TRANSMISIÓN

Precios en el sector eléctrico chileno

Generador Generador

Generador Generador

EMPRESAS DISTRIBUIDORAS

EMPRESA DE TRANSMISIÓN

CDEC

CONSUMIDORES LIBRES

Dda. sobre 0.5 MW

Pequeño

Generador

P >9 MW

CONSUMIDORES LIBRES

Dda. sobre 0.5 MW

CONSUMIDORES REGULADOS

Demanda bajo 2MW

Precio Libre

Precio Libre

Precio de Nudo

Precio de Nudo + VAD

MERCADO OBLIGATORIO

Operación Económica a través del CDEC

Mercado Spot

MERCADO VOLUNTARIO

Transacciones Mediante Contratos Comerciales

Mercado de Contratos

CMg CP

CMg CP

CMg CP

CMg CP

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Tarifas Reguladas, Precio de Nudo y Precios de Largo Plazo

Determinación de los Precios de Nudo:

• La determinación de los precios de nudo mantiene en lo esencial su mecanismo de determinación, existiendo modificaciones en la etapa de interacción con la banda de mercado.

Precios de Nudo

• El precio básico de energía resulta de promediar los costos marginales esperados para el sistema, en los primeros 24 o 48 meses, según el sistema eléctrico de que se trate.

• Los costos marginales esperados son obtenidos a través de la utilización de modelos de optimización que permiten la representación de las variables más importantes del sistema: demanda, costos de combustibles, restricciones en el uso de insumos relevantes, y en el caso del SIC, el sistema de transmisión y sus restricciones).

Precios de Nudo

• Se dividen en:

• Precio de nudo de la potencia de punta ($/KW-mes)• Precio de la energía ($/KWh)

• El precio de la potencia de punta representa el costo real y global de la inversión que para el sistema significa proporciona 1MW adicional en la hora de máxima demanda del sistema eléctrico particular.

• Horas punta: SIC entre las 18:00 y 23:00 horas de abril a septiembre; Aysén y Magallanes 17:00 a 22:00 horas de abril a sept.; SING 19:00 a 24:00 horas en verano y 18:00 a 23:00 en invierno.

• Los precios de nudo son calculados por la CNE cada 6 meses (abril y octubre).

Precios de Nudo

Procedimiento general para cálculo de Precio Nudo Básico Energía

Precios de Nudo


• El Precio de Nudo se regulado que deben pagar los usuarios se determina de modo tal que dicho pago sea equivalente al pago de costos marginales:

Precios de Nudo


• En el caso del SIC, el costo marginal esperado de cada etapa, se determina como el costo marginal esperado para condición hidrológica que se puede presentar. Se utiliza una serie histórica de más de 40 años históricos.

• El resto de los precios en las barras troncales se determina en base a Factores de Penalización de energía (FPenergía) que dan cuenta de las pérdidas marginales en la operación del sistema. Esto es, en cualquier nudo k el precio será:

Precios de Nudo


Precios de Nudo


Factores de penalización:

Precios de Nudo

Procedimiento para cálculo de Precio Nudo Básico de la Potencia

• El precio básico de la potencia de punta se determina en base al costo de desarrollo de turbinas de punta, de menor costo de inversión y alto costo de operación.

•El tamaño de dicha turbina teórica se establece en función del sistema eléctrico respectivo.

Precios de Nudo


Precios de Nudo


Factores de penalización:

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Mercado de la Generación

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