Modelado de la explotación de la generación en mercados eléctricos liberalizados mediante el problema complementario
Resumen
La entrada en funcionamiento de los mercados eléctricos de generación ha
modificado profundamente los hábitos de gestión y explotación de las empresas
generadoras. Sus departamentos de planificación deben asumir nuevas funciones y
nuevas responsabilidades relacionadas con el mercado para las que se requieren
nuevas herramientas de ayuda a la toma de decisiones. El objetivo de esta tesis
consiste en dar solución a esta nueva necesidad que aparece como consecuencia del
proceso de liberalización de los sistemas de energía eléctrica.
Los modelos matemáticos empleados en las citadas herramientas de
planificación para representar la explotación de la generación en un contexto de
competencia, deben basarse en nuevos planteamientos conceptuales que consideren
correctamente los mecanismos del mercado que son ahora los que explican quién
produce, cuándo y además a qué precio debe ser remunerado.
Esta tesis se ocupa del desarrollo de una metodología para el diseño de modelos
de explotación que representen con realismo el comportamiento de las empresas y la
explotación a medio plazo de los medios de producción y que, además, puedan ser
aplicados a sistemas eléctricos de tamaño real. Para ello, y como a continuación se
expone, esta tesis mezcla las técnicas clásicas de optimización aplicadas
tradicionalmente a la planificación con nuevos conceptos extraídos de la teoría
microeconómica. Además, por lo reciente de los desarrollos efectuados en este campo,
existe una cierta confusión en cuanto a la diversidad de metodologías y modelos que
se están proponiendo. Es por ello por lo que en los primeros capítulos se trata de
clarificar el panorama, analizando y estructurando las nuevas funciones de la
planificación de la generación en un contexto desregulado y presentando una
clasificación propia de las distintas metodologías propuestas en la literatura científica
de acuerdo a su ámbito de utilización y a otros criterios considerados relevantes.
La principal contribución de la tesis consiste en el desarrollo de una metodología
que permite reproducir la competencia de las empresas −como en el equilibrio de
Cournot− al mismo tiempo que permite considerar en detalle las restricciones técnicas
que afectan a los medios de producción de electricidad. El método consiste en
formular explícitamente las ecuaciones que definen el comportamiento óptimo de
cada una de las empresas mediante sus condiciones de optimalidad de Karush-Kuhn-
Tucker−. El sistema de ecuaciones que resulta se puede resolver directamente
aprovechando que tiene la estructura de un “Problema Complementario”, cuyas
particularidades permiten emplear metodologías especiales de resolución incorporadas
hoy en día en potentes y probados paquetes informáticos comerciales.
Con el objetivo de acelerar la resolución del problema complementario, se ha
desarrollado en esta tesis un procedimiento rápido para la obtención de una solución
aproximada del equilibrio del mercado que proporcione una buena solución inicial. El
método se basa en formular un problema tradicional de minimización de los costes de
explotación que incorpora el comportamiento del mercado a través de un conjunto de
restricciones denominadas en esta tesis “Restricciones de Equilibrio”.
El trabajo de investigación realizado ha culminado con la implantación
informática de un modelo de cálculo adecuado a las características del caso español y
orientado a la realización de estudios de medio plazo. Este modelo ha permitido
comprobar las prestaciones de la metodología propuesta para el modelado de la
explotación de la generación en un contexto de competencia, así como su viabilidad y
correcto funcionamiento con problemas de tamaño real.
Tesis Doctoral
Modelado de la explotación de la generación en mercados eléctricos liberalizados mediante el problema complementarioTitulación / Programa
Programa de doctorado en Sistemas de energía eléctricaMaterias/ UNESCO
12 Matemáticas1207 Investigación operativa
120713 Planificación
33 Ciencias tecnológicas
3322 Tecnología energética
332202 Generación de energía
Colecciones
El ítem tiene asociados los siguientes ficheros de licencia: