Modelling cooperative behavior among consumers in the investment decision-making in distributed generation: a theoretical approach

Abstract

Las fuentes de energía renovable tienen una penetración cada vez mayor en las redes europeas. A mayor penetración de energía renovable, mayor es la incertidumbre en la generación. Por ello se hace necesaria la regulación desde la demanda mediante servicios de respuesta de la demanda. Para gestionar estos servicios serán claves modelos de colaboración, entre los que están los agregadores. Estos agregadores podrán a su vez colaborar entre ellos y formar un agregador mayor, que podrá ser lo suficientemente relevante como para poder ejercer poder de mercado para manipular los precios e incrementar la utilidad de su demanda. Hay distintas propuestas para modelar el poder de mercado de clientes y generadores de energía, como el Equilibrio de Stackelberg, el Equilibrio de Cournot o el Equilibrio de Variación Conjetural. La ventaja que tiene el Equilibrio de Variación Conjetural es que permite tener en cuenta las reacciones de todos los clientes. Este trabajo aporta un nuevo algoritmo iterativo para computar las conjeturas tanto de la demanda como de la generación de manera endógena y simultánea. Estas conjeturas representan la variación en el precio de la electricidad en caso de una variación en la demanda de un cliente. Se proponen futuras líneas de desarrollo en la materia para la implementación comercial del modelo.

Renewable energy sources are having an increasing penetration in the European and Spanish grids due to the EU’s objectives for climate neutrality and the reduction in price in RES technology. The higher the penetration of renewable energy, the greater the uncertainty in generation. Therefore, demand-side regulation through demand response services becomes necessary. Collaborative models, including aggregators, will be key to managing these services. These aggregators may collaborate with each other and form a larger aggregator, which may be sufficiently relevant to be able to exercise market power to manipulate prices and increase the utility of its demand. There are different proposals to model the market power of energy clients and generators, such as the Stackelberg Equilibrium, the Cournot Equilibrium or the Conjectural Variation Equilibrium. The advantage of the Conjectural Variation Equilibrium is that it allows to take into account the reactions of all customers. This work provides a new iterative algorithm to compute both the demand and the generation conjectures endogenously and simultaneously, using the demand and supply slopes. The demand conjectures represent the variation in the price of electricity in case of a variation in a customer's demand. Future lines of development in the field are proposed for the commercial implementation of the model.