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![Referências
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2. Kirschen, Daniel S. and Strbac, Goran. Power System Economics. West
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3. Luiz, Edson. Formação de Preços em Mercados de Energia Elétrica. São Paulo :
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4. Pereira, M. A nova operação do Sistema Elétrico Brasileiro: o funcionamento do
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5. virtuos, Grupo. Sobiologia. [Online] 2011. [Cited: Dezembro 17, 2011.]
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8. SILVA, FÁBIO STACKE. MODELO DE FORMAÇÃO DE PREÇOS PARA.
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9. Brígida Alexandre Sartini, Gilmar Garbugio, Humberto José Bortolossi. Uma
Introdução a Teoria dos Jogos. II Bienal da SBM. Outubro 26, 2004, p. 64.
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Correia. Unicamp. ANÁLISE DE MERCADO DE ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO
TEORIA DOS JOGOS. [Online] 2010. [Cited: Dezembro 18, 2011.] 53
http://www.fem.unicamp.br/~fcolli/Azevedo2003ABAR.PDF.](https://image.slidesharecdn.com/seminarioiiteste3-121102070719-phpapp02/85/Seminario-ii-teste3-53-320.jpg)
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Seminario ii teste3
O documento introduz conceitos sobre mercados de energia elétrica, incluindo participantes como consumidores e produtores. É discutida a perspectiva dos consumidores, com foco no nível de demanda e como varejistas atuam para comprar energia barata no atacado e vendê-la aos consumidores. A perspectiva dos produtores é também analisada, incluindo como usinas térmicas funcionam e como competição perfeita e imperfeita influenciam a produção de energia. A teoria dos jogos é brevemente introduzida
Seminario ii teste3
- 1. Introdução aos Mercadosde Energia Elétrica Parte II
- 2. Assuntos Passados • Overview sobre o assunto. • Conceitos básicos de mercados; • Principais atores; • Conceitos voltados para mercados elétricos • Particularidades do Mercado de energia elétrica • – – 2
- 3. Objetivos • Participantes noMercado de Energia – Perspectiva do consumidor • Participantes no Mercado de Energia elétrica – Perspectiva do produtor • Termoelétricas – Visão geral • Teoria dos jogos • Serviços Ancilares • 3
- 4. Participantes no Mercadode Energia elétrica Perspectiva do consumidor
- 5. Perspectiva do consumidor •Nível de demanda (curto prazo) – Nível do benefício marginal com energia elétrica. • Nbm – Preço deste benefício • Pb – Curto prazo – Pb ≤ Nbm – – 5
- 6. Nível de Demanda •Exemplo – Boutique • Iluminação • Mais clientes – – • – – 6
- 7. Nível de Demanda •Consumidores – Residenciais – Comerciais – Industriais • Pagam taxa fixa/kWh Ø Preço Spot üAumento ? • Forma da curva da demanda – Curto prazo 7
- 8. Nível de Demanda •Consumidores – Comerciais – Industriais • Geram no horário de ponta – Residenciais • Nada fazem – – – • 8
- 9. Nível de Demanda •Alguns países – Valor da carga perdida (VOLL) • Valor que o consumidor pagaria pra não ficar sem energia. – No caso da tabela: • • – – – 9 •
- 10. Varejista de energiaelétrica • Compram no mercado atacadista e revendem a taxa fixa – Fazem a ponte entre o mercado atacadista(preço variável) e os pequenos consumidores. • Principal desafio – Comprar barato no atacado – Vender caro no varejo. • Grandes consumidores – Prevêem sua demanda – Gente especializada – Compram diretamente do mercado atado – 10
- 11. Varejista de energiaelétrica • Exemplo de um varejista qualquer – • – – – • – – 11
- 12. Varejista de energiaelétrica • Forma gráfica – • – – – • – – 12
- 13. Varejista de energiaelétrica • Acumulou prejuízos: – Comprar mais barato – Melhorar a previsão de carga – Aumentar o preço da energia elétrica – – – • – – – 13
- 14. Participantes no Mercadode Energia elétrica Perspectiva do produtor
- 15. Perspectiva do produtor •Geradores de energia elétrica – Produzem energia elétrica – Maximizam seus lucros diminuindo os custos com operação. • Lucro da unidade i 𝑚𝑎�Ω� = 𝑚𝑎�ሾ ∙ �� − �� ሾ ሾ � � ሾ – – • – RECEITA CUSTO – – 15
- 16. Perspectiva do produtor • Lucro da unidade i �Ω� �ሾ ∙ �� ሾ �൫� ሾ ሾ � � � ൯ – Condições de otimização – = �� − �� ��� =0 – � � – – RECEITA MARGINAL CUSTO MARGINAL – – A produção de uma unidade i com lucro ��� = ��� máximo – – IMPERFEITA COMPETIÇÃO 16
- 17. Perspectiva do produtor •Competição perfeita ��� = � – O preço não é afetado pela potência ��� = � – – – A quantidade produzida alcançará um nível em que o CM seja igual ao preço. – CM: • Custo com combustível • manutenção; • Etc que variem de acordo com a pot. produzida. – 17
- 18. Perspectiva do produtor •Exemplo – Unidade operando comሾ�1 ሾ= 110 + 8.2�1 + 0.002�12 ��/ℎ �1 Nos limites: ≤ �1 ≤ 500�� 100�� , seu custo é 1.3 $/MJ. Se o preço for 12,00 $/h, a produção será: �1 ሾ 1 ሾ = 143 + 10.66�1 + 0.0026�1 $/ℎ � 2 – ��1 ሾ– ሾ �1 = 10.66 + 0.0052�1 = 12$/��ℎ – ��1 �1 = 257.69�� – Despacho básico 18
- 19. Perspectiva do produtor •Competição perfeita – Níveis de potência • Quantidade mínima; – �൫ ሾ ሾ �� � ൯ • Quantidade máxima; ≤� ��� �� 𝑚𝑎� • – – �൫� ሾ ሾ � � ൯ >� – • ��� �� 𝑚�� – 19
- 20. • Despacho básico – Na prática: – – 20
- 21. Perspectiva do produtor •Despacho básico – Igualar o preço de mercado com o CM • Não garante lucro; – Custos que independem de Pi • Custos fixos: – Pessoal – ligar/desligar – Restrições ambientais �1 ሾ 1 ሾ = 143 + 10.66�1 + 0.0026�1 $/ℎ � • 2 – Mudar o nível de potência. – – CUSTOS FIXOS 21
- 22. Perspectiva do produtor •Despacho básico – É interessante fazer um despacho ao longo de um horizonte; – Isso requer que se faça a previsão do preço • Em cada período. • É complexo – Previsão de carga – – – • 22
- 23. Perspectiva do produtor •Operação de uma térmica. – – – – • – – 23
- 24. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – Tem custos de partida altos; – Custos para variar sua potência; • Tempo mínimo para ficar ligar/desligar. – Otimiza a vida útil. – Resulta em diminuição das oportunidades de lucros. – – – 24
- 25. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – O calor liberado de combustão • Transformado em eletricidade. – Óleo pesado – Carvão – Nuclear – Gás natural » Ciclo combinado – – – 25
- 26. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – Impactos ambientais • Contribui para aquecimento global; • Chuva ácida • Lança carbono na atmosfera. – Ao lado, em Cuiabá – Lança 4,5 milhões de toneladas de Caborno/ano – – – 26
- 27. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – Ciclo combinado (Combined cycle power stations - CCPS's) • Funciona combinado o valor oriundo da queima do gás para gerar energia através de outra turbina a vapor; • Escolhida para funcionar no Brasil – Serão 35, 12.000MW – Principais equipamentos: • Turbina • Compressor • Sistema de combustão – – 27
- 28. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – Ciclo aberto – 28
- 29. Perspectiva do produtor •Plantas térmicas – Ciclo combinado • Mais eficiente – 29
- 30. Perspectiva do produtor •Competição imperfeita – Poucos geradores Ω� = � ∙ �� − �� ൫� ൯ � – Lucro: – • Pf é a combinação de todas as unidades controlada pela empresa • Cf representa o custo mínimo de produção da empresa. – O Preço não está no controle das empresas, P depende de suas decisões. • E das outras empresas também. 30
- 31. Perspectiva do produtor •Competição imperfeita – O preço varia também com ações dos concorrentes Ω� = Ω� ൫ � , �−� ൯ � – Assim o lucro fica: – – – Em que: • Xf são as decisões da empresa f. • X-f são as decisões dos concorrentes. – O lucro não pode ser maximizado de forma isolada. – – 31 –
- 32. Perspectiva do produtor •Competição imperfeita – Maximizar o lucro Ω� ൫� , �−� ൯≥ Ω� ൫� , �−� ൯ �∗ ∗ � – �� – ∗ �−� ∗ Ações ótimas da empresa f Ações ótimas dos concorrentes. 32
- 33. Perspectiva do produtor •Competição imperfeita – Modelos de Bertrand �� = �� ∀ � • Concorrem pelo preço • • – Modelo de Courtnot • Concorrem pela quantidade �� = �� ∀ � • • • – Duopólios 33
- 34. Teoria dos jogos Princípios básicos 34
- 35. Teoria dos jogos •Histórico – Teve início com a publicação: • The Theory of Games and Economic Behaviour – 1944 – John von Neumann Oscar Morgenstern 35
- 36. Teoria dos jogos •Histórico – Esta teoria invadiu o campo da ciência e da matemática: – – Provou a existência de um equilíbrio de estratégias mistas para jogos concorrentes. John Forbes Nash Junior – 36
- 37. Teoria dos jogos •Conceito – Estuda decisões ótimas sob condições de conflito através de modelos matemáticos. • Jogador – Agente de decisão • Conjunto de estratégias – Estratégias eleitas • Situação ou perfil – 37
- 38. Teoria dos jogos •Conceito – Estuda decisões ótimas sob condições de conflito através de modelos matemáticos. • Jogador – Agente de decisão • Conjunto de estratégias – Estratégias eleitas • Situação ou perfil – 38
- 39. Teoria dos jogos •Matematicamente � =– �1 , �2 , �3,…, �� ሾ ሾ – Jogadores �� ∈ � �� = ሾ �1 , ��2 , … ��𝑚 ሾ � – Estratégias – – – Função utilidade �� : • �→ℝ • Quantifica a estratégia – 39 –
- 40. Teoria dos jogos •Exemplo: dilema dos prisioneiros – Dois ladrões: Bidoca e Grilo. A polícia tem provas insuficientes para os condenar, mas, separando os prisioneiros, oferece a ambos o mesmo acordo: se um dos prisioneiros, confessando, testemunhar contra o outro e esse outro permanecer em silêncio, o que confessou sai livre enquanto o cúmplice silencioso cumpre 10 anos de sentença. Se ambos ficarem em silêncio, a polícia só pode condená-los a 6 meses de cadeia cada um. Se ambos traírem o comparsa, cada um leva 5 anos de cadeia. Cada prisioneiro faz a sua decisão sem saber que decisão o outro vai tomar, e nenhum tem certeza da decisão do outro – 40 –
- 41. Teoria dos jogos � = ሾ𝑏��𝑜𝑐𝑎, �𝑟�𝑙𝑜ሾ – ����𝑜𝑐𝑎 = ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ – ��𝑟�𝑙𝑜 = ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ – � = ሾ 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟 ሾ ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ ሾ�𝑒�𝑎𝑟 ሾ , , ሾ ሾ�𝑒�𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟 ሾ ሾ , , �𝑒�𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ ሾ 41
- 42. Teoria dos jogos – Funções utilidade: ���� ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟ሾ = −5 ���� ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎ሾ = 0 • Bidoca ���� ሾ𝑒��𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟ሾ = −10 ���� ሾ𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ = −0,5 • • �Gri ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟ሾ = −5 �Gri ሾ𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎ሾ = 0 • Grilo �Gri ሾ𝑒��𝑎𝑟, 𝑐𝑜��𝑒��𝑎𝑟ሾ = −10 �Gri ሾ𝑒��𝑎𝑟, �𝑒�𝑎𝑟ሾ = −0,5 • 42
- 43. Teoria dos jogos – Payoffs dos jogadores • Grilo confessar negar confessar (-5,-5) (-0,-10) Bidoca negar (-10,0) (-0.5,-0.5) 43
- 44. Teoria dos jogos –Resultado • Confessar é um estratégia dominante para ambos; – Independente do que o outro vir a escolher – O resultado é o equilíbrio dominante, – Equilíbrio de Nash – • 44
- 45. Teoria dos jogos •Exemplo: duas firmas A e B competem pelo fornecimento de energia elétrica estudos mostram que a função de demanda abaixo, • � = 100 − � $/��ℎ a empresa A produz mais barato que B. �� = 35 ∙ �� $/ℎ • � = 45 ∙ � $/ℎ � � Assumindo o modelo de Bertrand, ajustarmos o preço em 45$/MWh 45
- 46. Teoria dos jogos – A firma A teria um lucro de $550, decidiria não vender energia. • Se, por exemplo a ambas decidissem vender 5MW. – D=10MW, o preço seria 90$/MW, o lucro de cada uma seria: – Demanda Lucro A 10 275 225 90 Lucro B Preço 46
- 47.
- 48. Serviços Ancilares Conceitos básico 48
- 49. Serviços Ancilares • Conceitoformal – Recursos e ações que garantem a continuidade do fornecimento, a segurança do sistema e a manutenção dos valores de tensão e freqüência. • Tipos – Regulação primária – Regulação secundária – Suporte de reativo – Reserva de contingência – Restauração Autônoma (Black start) • 49
- 50. Serviços Ancilares • Tipos – Controle primário • Refere-se ao controle de freqüência nas máquinas geradoras – Controle secundário • Refere-se ao controle fino da freqüência, é feito de forma conjunta com todas as unidade de geração. • • 50
- 51. Serviços Ancilares • Tipos – Suporte de reativo • Energia reativa injetada ou absorvida para manter um nível de tensão. – Reserva de contingência • Energia gasta para corrigir a potência gerada com a demanda. – Restauração Autônoma (Black start) • Energia necessária para deixar uma unidade em sincronismo com a rede. • Contratação • 51
- 52. Conclusão • O mercadode energia elétrica é muito complexo – Sua semelhança com outros mercados deve ser tomando-se alguns cuidados – A teoria dos jogos aplicada aos mercados de energia elétrica hoje já é uma realidade – um novo nicho de trabalho apare com a consideração de tudo isso. • 52
- 53. Referências 1.Harris, Chris. Electricity Markets: Pricing, Structures and Economics. Chichester : Wiley Finance, 2008. 2. Kirschen, Daniel S. and Strbac, Goran. Power System Economics. West Sussex : John Wiley & Sons, 2004. 3. Luiz, Edson. Formação de Preços em Mercados de Energia Elétrica. São Paulo : Sagra Luzzatto, 2001. 4. Pereira, M. A nova operação do Sistema Elétrico Brasileiro: o funcionamento do ONS e MAE. São Paulo : S/d, 1999. 5. virtuos, Grupo. Sobiologia. [Online] 2011. [Cited: Dezembro 17, 2011.] http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ar/termeletrica.php. 6. Gasnet. Gasnet. [Online] 2007. [Cited: 12 17, 2011.] http://www.gasnet.com.br/novo_termeletricas/ciclo.asp. 7. Plano Nacional de Energia - PNE 2030. Federal, Governo and Governo Federal Ministerio de Minas e Energia. 2007, informe a imprensa, p. 8. 8. SILVA, FÁBIO STACKE. MODELO DE FORMAÇÃO DE PREÇOS PARA. Brasília : UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, 2005. Dissertação de mestrado. 9. Brígida Alexandre Sartini, Gilmar Garbugio, Humberto José Bortolossi. Uma Introdução a Teoria dos Jogos. II Bienal da SBM. Outubro 26, 2004, p. 64. 10. Erick M. Azevedo, Tiago B. Correia, Fernando C. Munhoz, Paulo B. Correia. Unicamp. ANÁLISE DE MERCADO DE ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO TEORIA DOS JOGOS. [Online] 2010. [Cited: Dezembro 18, 2011.] 53 http://www.fem.unicamp.br/~fcolli/Azevedo2003ABAR.PDF.
Notas do Editor
- #6 Fazer uma contextualização do comportamento do consumidor, como a demanda varia no curto prazo.
- #8 O que acontece se o preço aumentar, teoricamente, nada a demanda vai permanecer a mesma no curto prazo. Sua forma é quase impossivel de ser determinada (pg74)
- #11 Se o varejista errar na previsão ele vai comprar ou vender no mercado spot. Eles também são consumidores
- #12 Exemplo da operação diáriia de um varejista. Isso resultado de varios tipos de contratos bilateriais , a termo, futuros, etc.
- #13 Exemplo da operação diáriia de um varejista.
- #14 Isso acima é o que ele pode fazer, pra se proteger
- #15 FAZER DIFERENCIAÇÃO ENTRE COMPETIÇÃO PERFEITA E IMPERFEITA
- #16 p é a potência produzida durante o intervalo i. pi é o preco .
- #17 Receita marginal= o que ela ganha quando gera um MW a mais, o segundo é o custo marginal
- #18 Se tiver algum custo que não faça parte da produção, como o de implantação etc , não deve entrar no cm. No curto prazo.
- #19 Não foi totalmente ótimo pq os custos de partida não foram considerados.
- #20 FALAR DO Para MIN
- #22 Mudar o nível de potência é sair de um estado e ir pra outro. FALAR DE CADA CUSTO FIXO.
- #24 Tudo em cima é horário: falar que na hora 4 o preço tava baixo mas o melhor não era desligar.
- #26 NÃO ESQUECER DA SIMULAÇÃO
- #28 O compressor serve para captar ar comprimido a 13bar.
- #34 Apenas duas empresas concorrem
- #38 Quando se escolhe uma estratégia se tem uma situação ou perfil
- #47 Qual seria melhor decisão de geração para se encontrar o equilíbrio de Nash?
- #49 Qual seria melhor decisão de geração para se encontrar o equilíbrio de Nash?
- #50 Falar que no mercado é importante precificar, e importante definir seus preços e quantidades.
- #51 Feito através dos reguladores automáticos de velocidade das unidades geradoras.
- #52 Falar da contratação e precificação.