Unveiling the inefficiencies of pay-as-bid clearing In day-ahead electricity markets

Abstract

GreenSim es una herramienta de generación de perfiles horarios de producción renovable para el sistema eléctrico español, desarrollada en Python con interfaz Streamlit. Su objetivo es proporcionar escenarios detallados de generación renovable que permitan analizar la evolución del mix energético español en el horizonte temporal 2026-2040, alineados con los objetivos de descarbonización del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2023-2030.

La herramienta implementa tres modos de simulación diferenciados. El primero utiliza percentiles hidrológicos conjuntos para capturar la correlación entre tecnologías dependientes del recurso hídrico. El segundo aplica percentiles históricos basados en series temporales reales de generación. El tercero combina ambos enfoques mediante percentiles independientes por tecnología, permitiendo explorar configuraciones extremas del sistema. A partir de estos modos, GreenSim genera perfiles horarios de alta resolución para las tres principales fuentes renovables: hidráulica, eólica y solar fotovoltaica.

El análisis se estructura en torno a cuatro configuraciones de referencia: los escenarios P10, P50 y P90, que representan condiciones hidrológicas favorables, medias y desfavorables respectivamente, y el Modo 2 con percentiles independientes, que evalúa combinaciones extremas entre tecnologías. Esta aproximación permite cuantificar el impacto de la variabilidad hidrológica sobre el sistema, modelar la transformación del mix renovable conforme aumenta la penetración de eólica y solar, y explotar la complementariedad temporal entre tecnologías para identificar períodos de excedente o déficit de generación.

GreenSim está diseñada para apoyar la toma de decisiones en planificación energética, estudios de integración de renovables y análisis de seguridad de suministro, ofreciendo una interfaz accesible que combina la flexibilidad del modelado estadístico con la visualización interactiva de resultados.GreenSim is a tool for generating hourly renewable energy production profiles for the Spanish electricity system, developed in Python with a Streamlit interface. Its objective is to provide detailed renewable generation scenarios that allow for the analysis of the evolution of the Spanish energy mix over the 2026-2040 time horizon, aligned with the decarbonization objectives of the National Integrated Energy and Climate Plan (NECP) 2023-2030.

The tool implements three distinct simulation modes. The first uses combined hydrological percentiles to capture the correlation between water-dependent technologies. The second applies historical percentiles based on real-world generation time series. The third combines both approaches using independent percentiles for each technology, allowing for the exploration of extreme system configurations. Based on these modes, GreenSim generates high-resolution hourly profiles for the three main renewable energy sources: hydropower, wind, and solar photovoltaics.

The analysis is structured around four reference configurations: the P10, P50, and P90 scenarios, representing favorable, average, and unfavorable hydrological conditions, respectively, and Mode 2 with independent percentiles, which evaluates extreme combinations of technologies. This approach allows for quantifying the impact of hydrological variability on the system, modeling the transformation of the renewable energy mix as wind and solar penetration increases, and exploiting the temporal complementarity between technologies to identify periods of generation surplus or deficit.

GreenSim is designed to support decision-making in energy planning, renewable energy integration studies, and security of supply analysis, offering an accessible interface that combines the flexibility of statistical modeling with interactive visualization of results.