Transmission expansion planning outside the box: a bilevel approach

Abstract

Desde el inicio del proceso de liberalización del sector energético y la llegada de los mercados eléctricos, la toma de decisiones se ha alejado de los planificadores centralizados y ha pasado a ser responsabilidad de muchas entidades diferentes como operadores de mercado, empresas privadas de generación, operadores de sistemas de transmisión, y muchos más. La interacción y la secuencia en la que estas entidades toman decisiones en marcos de mercado liberalizados han llevado a un renacimiento de los juegos tipo Stackelberg denominados problemas binivel, que capturan la jerarquía natural en muchos procesos de toma de decisiones en los sistemas de poder. Este capítulo tiene como objetivo demostrar los importantes conocimientos que estos modelos pueden proporcionar con respecto a la planificación de la expansión de la transmisión. Finalmente, se incluye un ejemplo numérico con fines ilustrativos.

Ever since the beginning of the liberalization process of the energy sector and the arrival of electricity markets, decision-making has gone away from centralized planners and has become the responsibility of many different entities such as market operators, private generation companies, transmission system operators, and many more. The interaction and sequence in which these entities make decisions in liberalized market frameworks have led to a renaissance of Stackelberg-type games referred to as bilevel problems, which capture the natural hierarchy in many decision-making processes in power systems. This chapter aims at demonstrating the important insights that such models can provide with respect to transmission expansion planning. Finally, a numerical example is included for illustrative purposes.