Study of efficiency gains derived from cross-border coordination in national capacity remuneration mechanisms

Abstract

El objetivo de este Trabajo de Fin de Máster es modelar las ganancias de eficiencia y los beneficios derivados de la participación efectiva de agentes extranjeros en los Mecanismos de Capacidad (CRMs, por sus siglas en inglés) nacionales a nivel regional. Para evaluar esto, se han modelado tres configuraciones diferentes para un sistema regional de 2 áreas. • Configuración base: donde no se realiza ninguna planificación de mecanismos de capacidad. Esto sirve para analizar la adecuación de los sistemas sin inversiones adicionales, así como para calcular un flujo horario de referencia para el interconector.

• La segunda configuración es la planificación no coordinada de mecanismos de capacidad en cada área. Cada área tiene su propio objetivo de confiabilidad (expresado a través del EENS, por sus siglas en inglés). En esta configuración, cada área optimiza el mix y el despacho en dos subconfiguraciones diferentes, que representan dos estrategias de expansión distintas:

o (i) Sin considerar la interconexión, lo cual representa la estrategia de expansión más autárquica. o (ii) Considerando los flujos de línea base a través de la interconexión obtenidos en la primera configuración.

• La tercera configuración representa la participación efectiva de agentes extranjeros en los CRMs nacionales a nivel regional. Esto se modela a través de una expansión y despacho coordinado de coste mínimo, donde cada área tiene un objetivo de confiabilidad independiente (el mismo objetivo utilizado en la segunda configuración). A través de la evaluación de los resultados, se puede afirmar que la participación de agentes extranjeros en los CRMs nacionales resulta en una inversión de expansión menos costosa y más eficiente para el sistema en general en comparación con la planificación no coordinada, cuando se analiza el caso de estudio estilizado. La reducción de costes se debe principalmente a la distribución de unidades de expansión e intercambios de energía entre las áreas.

Generation adequacy refers to the degree to which a system can meet demand without having energy not served. Capacity mechanisms are policy instruments that improve the generation security of electricity supply in the medium and long term. This master’s Thesis objective is to model the efficiency gains and benefits derived from the effective participation of foreign agents in national CRMs at a regional level. To assess this, three different settings have been modeled for a 2-area regional system. • Base-case setting where no capacity mechanism planning is carried out. This serves to analyze the adequacy of the systems without further additional investments, as well as to compute a baseline hourly flow for the interconnector. • The second setting is the uncoordinated capacity mechanism planning in each area. Each area has its own reliability target (expressed through the EENS). In this setting, each area optimizes the mix and dispatch in two different subsettings, representing two different expansion strategies: o (i) Without considering the interconnection, which represents the most autarkic expansion strategy. o (ii) Considering the base-line flows through the interconnector obtained in the first setting. • The third setting represents the effective participation of foreign agents in national CRMs at a regional level. This is modeled through a coordinated minimum cost expansion and dispatch, where each area holds an independent reliability target (the same target used in the second setting). Through the evaluation of the results, it can be stated that the participation of foreign agents in national CRMs results in a less costly and more efficient expansion investment for the overall system compared to the uncoordinated when the stylized study case is analyzed. The cost reduction is mainly due to the allocation of expansion units and power exchanges between the areas.