COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERUCONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMA

Ley N° 24648

C. N" 0042-2010-2011 -CDL/CIP

San Isidro, 19 de marzo del 2010

\ ' \

Sefior SecretarioDirection Administrativa del ConcursoPremio GRAtiA Y MONTERO , , n OPRESENTE.

De mi consideration:

Es grato dirigirme a usted en representation del Consejo Departamental de Lima delColegio de Ingenieros del Peru, para presenter al Ing. Jaime Eulogio Luyo Kuong,miembro de nuestra Orden, como postulante al concurso.

El trabajo de investigation "Poder de Mercado en los Sistemas Electricos Con GenerationHidro-Termica, Caso del Mercado Electrico del Peru", se llevo a cabo en el Institute deMatematica y Ciencia Afines, IMCA-UNI, durante el afio 2007.

Por lo expuesto, adjuntamos la documentacion requerida de esta importante investigationante el jurado calificador del premio.

Sin otro particular, expreso a usted mis cordiales saludos.

Atentamente,

A -:IDECANQ_]ING CIP. FRANCISCO ARAlftAYO PINAZO ,

scano\:

• Formulario firmado• 05 cartes de adherentes• C.V. del candidate• Resumen del trabajo de investigation

TulaF.

MARCONI 210 - SAN ISIDRO - CENTRAL: 422-2754 / 422-7897 / 421-2996 LIMA-PERUe - mail: webmaster@ciplima.org.pe http: //www.ciplima.org.pe

TRABAJOS DE INVESTIGACION Y PONENCIAS DEL DR. JAIME E. LUYO KUONG(1991-2000)

"HIGH TECHNOLOGY EFFECTS ON SOCIETY", Euroamerican Meeting: Technology of the New Millenium,Human Rights and Duties. Universidad Politecnica de Valencia, Espafla, Abril 2000.

"ESTABILIDAD DINAMICA DE LOS MERCADOS ELECTRICOS", Revista de Investigaciones de la Facultad deCiencias Economicas UNMSM, Aflo 4, N° 14. Noviembre 1999, Lima-Peru.

"INNOVATION PROCESS IN THE ENGINEERING CURRICULUM IN PERU", 28 th Engineering EducationSymposium, Istambul, Turkey, Octubre 1999.

"REDES DE DATOS EN FIBRA OPTICA CON TOPOLOGIA BIDIMENSIONAL", Revista ELECTRONICA-UNMSM, Lima Peru, 1999.

"INDUSTRIALIZACION EN UNA ECONOMIA GLOBALIZADA" Revista ENERGIA Y MECANICA, Colegio deIngenieros del Peru, Lima-Agosto 1999.

CIENCIA, TECNOLOGIA Y CONSULTORIA EN INGENIERiA EN EL PERU, BALANCE Y PERSPECTIVAS",XIII Congreso Nacional de Ingenieria Mecanica, Electrica y Ramas Afines (XIII CONIMERA), Colegio de Ingenierosdel Peru, Lima, Agosto, 1999.

"EJECUCION PROFESIONAL DE LA INGENIERIA EN UN MERCADO GLOBALIZADO" , XIII CONIMERA,Lima, Agosto 1999.

"UNIVERSIDAD, EMPRESA Y TECNOLOGIA" Revista ENERGIA Y MECANICA, Colegio de Ingenieros del Peru,Lima, Abril 1999.

"LA CALIDAD EN LA ENSENANZA DE LA INGENIERIA, Primer Encuentro Peruano de la Enseflanza de laIngenieria, Lima, Abril 1999.

"LA CALIDAD EN LA ENSENANZA DE LA INGENIERIA EN EL PERU", XXV Convention Panamericana deIngenieros UP ADI' 98, Lima, Nov. 1998

"BIOMETRIA PARA LA UNIVERSIDAD MAS ANTIGUA DE AMERICA", Revista Seguridad Latina, Miami,U.S.A., Set. 1998.

"EVOLUCION DE LA CARRERA DE INGENIERIA EN EL PERU" "LINEAMIENTOS GENERALES PARA LAREFORMA CURRICULAR EN LA CARRERA DE INGENIERIA ELECTRONICA", I Encuentro Iberoamericano deDirectives en la Ensefianza de Ingenieria, Universidad Politecnica de Madrid, Espafla, Noviembre, 1997.

"THE CONTINUING ENGINEERING EDUCATION IN PERU", World Congress of Engineering Educators andIndustry Leaders, UNESCO; Paris, France, July 1996.

"TECNOLOGIA, FACTOR DE DESARROLLO ECONOMICO", "MODERNIZACION Y DESARROLLO DE LAUNIVERSIDAD", 1° Congreso Quincenal de Ingenieria, Colegio de Ingenieros del Peru, Lima 1995.

"REVIEW OF CONTINUING ENGINEERING EDUCATION IN THE REPUBLIC OF PERU", 6th World Conferenceon Continuing Engineering Education, Univ.de Sao Paulo, Brazil, 1995.

"REDES DE DATOS EN FIBRA OPTICA CON TOPOLOGIA BIDIMENSIONAL". Presentado al concurso anual deAsociacion Electrotecnica Peruana. Diciembre 1994.

"CIENCIA Y TECNOLOGIA EN EL PROYECTO NACIONAL Congreso Internacional de Universidades 1992,Univ.Complutense de Madrid, Espafla 1992.

"CONTROL AUTOMATICO DE GENERACION OPTIMO PARA LOS SISTEMAS DE POTENCIAINTERCONECTADOS DEL PERU", X CONIMERA, Lima agosto 1991. Primer Premio del Congreso de IngenieriaMecanica, Electrica y Ramas Afines-X CONIMERA. Presentado en representacion del Peru en el XII CongresoPanamericano de Ingenieria Mecanica, Electrica y Ramas Afines-COPIMERA, Mexico, oct. 1991.

"TECNICAS MODERNAS PARA EL CONTROL Y OPERACION DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIAINTERCONECTADOS". Conferencia expuesta en la Escuela de Post Grado de la Universidad Nacional Autonoma deMexico y en el Instituto Mexicano de Investigaciones Electricas, Mexico D.F.,octubrel991.

EXPERIENCIA PROFESIONAL (Se incluyen solo algunos proyectos principales)

• "LINEAMIENTOS DE POLITICA ENERGETICA EN EL PERU". Estudio dePropuesta de Politica Energetica Nacional para el largo plazo , que incluye larevision y opinion sobre el Estudio realizado por Consorcio Cenergia -Fundacion Bariloche titulado "Estrategia para el Desarrollo del SectorEnergetico del Peru"( mayo del 2009) . Consultoria para Osinergmin , julio2009.

• "SISTEMA AUTOMATIC© QUE DETERMINA Y MANTIENEPERMANENTEMENTE ACTUALIZADA LA CAPACIDAD DE CONEXIONY LA CAPACIDAD DISPONIBLE EN LOS NODOS DEL SEIN". Consultorexterno del equipo del Proyecto. Para definir la metodologia para determinar lorefuerzos en el sistema ante el incremento de carga en una barra del sistema ydetermination de la capacidad de conexion; y la implementacion del SistemaAutomatico que determina y mantiene permanentemente actualizada la capacidadde conexion y la capacidad disponible en los nodos del SEIN. Osinergmin, marzodel 2009.

• "PLAN DE MANEJO AMBIENTAL DE LAS OPERACIONES DELEMBALSE DEL LAGO CHINCHAICOCHA" .Consultor externo para laevaluation de los modelos de simulation disponibles y su aplicacion en el Estudioen los topicos vinculados al valor del agua y las tarifas del mercado electricoperuano.Desarrollado en el 2008 para CESEL S.A. por encargo de Osinergmin.

"PROYECTO HUASCARAN". Consultor de la Contraparte Peruana con lamision del PNUD, para el diagnostico, diseno, y planeamiento estrategico deimplementacion de la Plataforma Tecnologica de Redes (LAN, WAN, VSAT,WLAN) y conectividad a nivel nacional. Ministerio de Education del Peru, Limaset-oct. 2002.

Proyecto "BASE DE DATOS BIOMETRICA DE LA UNMSM", para laidentification de la huella e imagen (fotografia) digitalizada de todos losmiembros de la Universidad, en Marzo 1998. Jefe de Estudio.

Proyecto "RED DE DATOS MEDIANTE FIBRA OPTICA PARA LAUNMSM"; para la interconexion de toda la universidad, a nivel nacional einternacional con la INTERNET, Setiembre 1995. Jefe de Estudio.

Proyecto " RED PERUANA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA (RPCYT)" paracomunicaciones nacional e internacional Via Satelite de todas las universidadesdel pais, Agosto 1993. Jefe de Estudio.

Proyecto "PROGRAMA DE EXCELENCIA EN INGENIERIA PARA LAREPUBLICA DEL PERU", para la modernization de la ensenanza mediante eldiseno electronico automatizado, Julio 1994. Jefe de Estudio.

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• "CENTRAL HIDROELECTICA DE SAN GABAN", 1992. Consultor ,responsable de estudio de factibilidad de interconexion parcial o total de sistemasde potencia del Sur- Este y Sur Oeste.

• "PROYECTO DE ASESORIA OPERATIVA INTEGRAL, SIDER-PERU", 1990.Asesor en estrategia y programacion de capacitacion tecnica y empresarial.

• "PROYECTO DEL CENTRO DE DESPACHO REGIONAL DE SISTEMAINTERCONECTADO CENTRO-NORTE, ELECTROPERU", 1986. Para laAutomatization Jerarquizada de los Sistemas Interconectados a nivel nacional.Consultor-Experto.

• "V PROYECTO DE ENERGIA ELECTRICA DEL PERU, Periodo 1979-2004"(Plan Maestro de Electricidad), 1979-1980. Jefe de la Contraparte peruana.Ministerio de Energia y Minas.

"PLAN DE DESARROLLO DE LA UNI", jefatura y supervision, 1986.

"CENTRO DE CONTROL Y COMUNICACIONES DE CENTROMIN-PERU".Para la automatization del control y la supervision SCAD A del sistema electricode CentrominPeru., 1982. Consultor- Experto.

• ESTUDIO INTEGRAL DE SISTEMA ELECTRICO NORESTE-TALARA,PETROPERU", 1987, Cosultor responsable del Planeamiento y Analisis deFactibilidad de Interconexion parcial o total de los sistemas electricos de potenciaaislados.

• ESTUDIO DE FACTIBILIDAD-DEFINITIVO DEL SISTEMA ELECTRICO DESIHUAS-QUICHES, PROVINCIA DE SIHUAS", ElectroPeru. Jefe de Estudio,1983.

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD-DEFINITIVO DE LA MINICENTRALHIDROELECTRICA PACHIZA HUICUNGO", ElectroPeru. Jefe de Estudio,1983.

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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERUCONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMA

Ley N° 24648

San Isidro, 12 de marzo de 2010

COME 024/2010-2011

SenorSecretario de la Direction Administrativa del ConcursoPREMIO GRANA Y MONTERO A LA INVESTIGACIONEN INGENIERIA PERUANAPresente

De nuestra mayor consideration:

Tengo el agrado de dirigirme a usted para adherirme a la presentation deltrabajo de investigation "Poder de Mercado en los Sistemas Electricos conGeneration Hidro-termica: Caso del Mercado Electrico del Peru", realizado por elIngeniero: Jaime E. Luyo Kuong, quien es miembro del Capitulo de IngenierfaMecanica y Mecanica Electrica.

Consideramos que en el trabajo aplicando la moderna Teorfa de Juegos se halogrado modelar y simular por primera vez el comportamiento dinamico de lageneration hidro-termica en el mercado electrico peruano, respondiendo alcambio de paradigma con la dacion de la Ley de Concesiones Electricas en 1992,que reformo el Sector Electrico al eliminarse el monopolio estatal que integrabaverticalmente las actividades de generation, transmision y de distribution deelectricidad, y se creo el mercado spot, promoviendose la competencia entregeneradores. Esta herramienta analftica permite determinar si el nivel del preciode la electricidad responde a un mercado competitivo o a un mercado dondealguna de las empresas generadoras influye en el precio, obteniendo mayoresbeneficios.

El Ingeniero Jaime Luyo ha sido ponente de trabajos de investigation yconferencista en las actividades organizadas por el Capitulo, particularmente enlas Reuniones del Congreso Nacional de Ingenierfa Mecanica, Electrica y RamasAfines (CONIMERA), habiendo sido merecedor del primer premio de CONIMERAen dos oportunidades.

Muy atentamente,

ING. FQRTUNATO ALVAPresidente

Marconi 210, San Isidro / Central: 202-5000 Lima • Peruwebmaster@ciplima.org.pe www.ciplima.org.pe

PREMIOGRANAyMONTERO

PREMIO GRANA Y MONTEROA la Investigacion en Ingenieria Peruana

Datos de la Entidad que Presenta

Giro de la Actividad de la Entidad ': Institucion representativa de la profesion de la

Ingenieria en el Departamento de Lima

Nombre de la Entidad : Consejo Departamental del Colegio de Ingenieros del Peru

Persona de Contacto de la Entidad: Ing. Francisco Aramayo Pinazo, Decano

Documento de identidad: 01322435

Direccion: Guillermo Marconi N° 210, San Isidro

Telefonos: 202-5001 799754-5952

E-mail: decano@.ciplima.org.pe , faaramavo@gmail.com

Firma

Datos de los candidato/s

Nombre/s : Jaime Eulogio LUYO KUONG

Profesion/es : Ingeniero Mecanico Electricista

Documento/s de identidad : DNI N° 07220618

Numero/s de Colegiatura: Reg. CIP N° 9879

Representantes (En caso de Equipo)

Direccion : Los Eucaliptos 408 , Lima 11

Telefonos : (Dom.) 4610790 , eel 99975-6658

E-mail : jeluyo@yahoo.es

Firma

MCA Institute de Matematica y Ciencias Afines

Lima, 15 de Marzo del 2010

SenorSecretario de la Direction Administrativa del ConcursoPREMIO GRANA Y MONTERO A LA INVESTIGACIONEN INGENIERIA PERUANAPresente.-

De mi mayor consideration:

Tengo el agrado de dirigirme a usted para adherirme a la presentation del trabajo deinvestigacion "Poder de Mercado en Sistemas de Generation Hidrotermica: Caso delMercado Electrico Peruano" realizado por el ingeniero Jaime E. Luyo Kuong. ,quien haparticipado en el grupo de investigacion en Optimizacion (Programacion Matematica) delProyecto internacional STIC-AMSUD para el desarrollo de Modelos Energeticos , granparte del trabajo de investigacion mencionado ha sido desarrollado y expuesto por el autoren eventos internacionales en el IMCA-UNI y en el extranjero, como en la / EscuelaFranco Latinoamericana de Optimizacion Energetica , Argentina , 2007.

En el desarrollo del trabajo de investigacion , el autor aplica conceptos de la Teoria deJuegos No-Cooperativos dinamicos , el Problema de Complementaridad Mixta ,Programacion Matematica , el Equilibrio de Nash , y la teoria de Matrices.

El trabajo un importante aporte de la aplicacion la Matematica al mejor conocimiento delcomportamiento de los productores y consumidores (jugadores , en la Teoria de Juegos)en los mercados de energfa , particularmente en el mercado de electricidad peruano.

Muy Atentamente,

iUILADIRECTOR"

direccion telefono (51-1) 349-1892Calle Los Biologos 245 fax (51 -1) 349-9838Urb. San Cesar - La Molina email imca@imca.edu.peLima, Peril http:// www.imca.edu.pe

Pontificia Universidad Catolica del PeruUniversidad Nacional de Ingenieria

CURRICULUM VITAE

JAIME E. LUYO KUONG

DATOS PERSON ALES:

Domicilio: Los Eucaliptos 408, C. R. San Felipe, Jesus Maria.Telefono: 461-0790 Cel.: 999756658Reg. CIP N°: 9879e-mail: prometheus@speedy. com, pe; jeluyo@yahoo. es; ieluyo(q)csd-institute.org

ESTUDIOS:

• Doctor en Economia, Primer Puesto de su Promotion. Universidad Nacional Mayorde San Marcos, UNMSM.

• Ingeniero Mecanico Electricista, graduado con "Distincion Unanime" en laUniversidad Nacional de Ingenieria, UNI, Lima, Peru.

• Master of Science in Electrical Engineering (Systems and Control) , RensselaerPolytechnic Institute, N.Y., USA.

• Diplomado en Gestion Publica, CAL-Instit. J. Ortega y Gasset (U. Complutense deMadrid).

• Especializacion, Energy Systems Design for the Sustainable Development,International Centre for Theoretical Physics, ICTP, Trieste, Italia

• Estudios de Post Grado: The University of Texas at Austin; Duke University, U. S.A.; Esc. de Administration de Negocios para Graduados (ESAN), U. del Pacifico.

DISTINCIONES:

• "Ingeniero del Ano". Sociedad de Ingenieros del Peru, Lima, octubre, 1996.

• Obtuvo el "Primer Premio X CONIMERA", al mejor trabajo de investigacion,Congreso Nacional de Ingenieria Mecanica, Electrica y Ramas Afines(CONIMERA), Lima, 1991.

• "Primer Premio VI CONIMERA" al mejor trabajo de investigacion, Lima, 1981.

• Premio al "Merito Cientifico 1998-1999" UNMSM, Lima, mayo 2000.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Peru, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE INGENIERlX ELECTRON1CA Y ELfCTRICA

«Ano de la Calidad Educativa»

Lima, 11 de marzo del 2010

Seftor

Secretario de la Direction Administrativa del Concurso

PREMIO GRANA Y MONTERO A LA INVESTIGACION

EN INGENIERIA PERUANA

Presente

De nuestra mayor consideracion:

Tengo ei agrado de dirigirme a usted para adherirme a presentaci6n del trabajo deinvestigacion "Poder de Mercado en Sistemas de Generacion Hidrotermica: Casodel Mercado Electricx) Peruano" realizado por el ingeniero Jaime E. Luyo Kuong,quien ha sido Decano de esta Facultad, desarrollando una intensa actividadinvestigation cientifico-tecnica en esta universidad siendo merecedor del Premioal "Merito Cientifico 1998-1999" de la UNMSM .

Siendo Decano, tuvo a su cargo por encargo del Rectorado, el proyecto y puestaen operation de la red telematica de fibra optica de la Universidad inaugurada el12 de mayo de 1996. En el mismo afio crea la Escuela de Ingenieria Electrica.

Muy Atentamente,

Decano

Facultad de Ingenieria Electrica y ElectronicaDecanato

"Jlno de (a Consolidation 'Economicay Social del (Peru"

Carta N° 022/Decanato FIEE/2010Lima, 16 de marzo de 2010

SenorSecretario de Direccion Administrativa del ConcursoPREMIO GRANA Y MONTERO A LA INVESTIGACION E INGENIERJA PERUANAPresente. -

De mi mayor consideration:

Me dirijo a Listed para hacer llegar un cordial saludo y a la vez aprovecho la oportunidadpara felicitar a los auspiciadores del Concurso Premio Grafia y Montero a la Investigacion eIngenieria Peruana.

Asimismo, adherirme a la presentation del Trabajo de Investigacion "Poder de Mercadoen los Sistemas Electricos con Generation Hidro-termica: Caso del Mercado Electrico delPeru", realizado por el ingeniero Jaime E. Luyo Kuong, profesor de posgrado en esta Facultad.

Al respecto, debo indicar que es un nuevo aporte cientifico dentro de las areas deOptimization y de Economia de los Sistemas Electricos de Potencia; que estudia y presentasoluciones en un problema que actualmente esta siendo investigado a nivel internacional en loscentres de investigacion de las principales universidades; a partir de la liberalization de losmercados electricos a principios de la decada de 1990 y las posteriores crisis de principios de lapresente decada, como la producida en el Peru en el sector electrico durante el ano 2004 porinsuficiencia energetica y que elevo los costos marginales de la electricidad hasta en mas de 5veces.

El modelado matematico desarrollado permite simular el comportamiento de las empresasgeneradoras hidroelectricas y termoelectricas que compiten en el mercado electrico peruano,considerando las restricciones de los recursos hidricos y de capacidad en las plantas degeneration; asi como tambien la congestion en las tineas de transmision de potencia, posibilitandodeterminar si los precios de la electricidad son competitivos o si tienen una distorsion que afecta laeficiencia del mercado electrico y el beneficio general de los consumidores; o en la adoption, encaso de producirse, de medidas de mitigation del ejercicio de poder de mercado en el mercadoelectrico peruano.

Agradezco la atencion a la presente, me despido expresandole mi consideration y estimapersonal.

MSC. ING. VICTOR CACERES CARDENASD E C A N O - F I E E

Av. Tupac Amaru N° 210 - Rimac - Apartado Postal N° 1301 - Telefono Fax (511) 481-9836Central Telefonica (511) 481-1070 Anexo 264 - LIMA - PERUE-mail: secredecafiee@uni.edu.pe - decano_fiee@uni.edu.pe

• "OPORTUNIDAD DE CAMBIO DE LA MATRIZ ENERGETICA PARA ELDESARROLLO SOSTENIBLE EN PERU", Revista "Observatorio de laEconomia Latinoamericana ",N° 119, Univ. Malaga,Espana, setiembre 2009.

• "COMPETITIVIDAD, SEGURIDAD ENERGETICA Y DESARROLLOREGIONAL", Forum, Univ. Catolica Santa Maria, Arequipa, 14 de setiembre2009.

• "EL SHOCK DEL PRECIO DE PETROLEO EN EL 2008", Revista"Contribuciones a la Economia", Univ. Malaga, Espafla, enero 2009.

• "LA INTERCONEXION DE MERCADOS Y REDES DE GAS YELECTRICIDAD EN PERU", Encuentro Cientifico Intemacional (ECI Peru),Lima, 05 de agosto del 2009.

• "MESA REDONDA: CRISIS ENERGETICA NACIONAL, ALTERNATIVESDE DESARROLLO. SITUACION ENERGETICA DEL PERU. DESAFIOSANTE UNA CRISIS", Encuentro Cientifico Intemacional (ECI Peru), Lima, 05de agosto del 2009.

• "MESA REDONDA: PERSPECTIVAS ENERGETICAS. PANORAMAENERGETICO NACIONAL E INTERNACIONAL", Encuentro CientificoIntemacional (ECI Peru), Lima, 04 de agosto del 2009.

• "CRISIS EN EL SECTOR ELECTRICO EN PERU POR UNA VISIONCORTOPLACISTA", Revista Energia, Industria y Construction (EIC), Lima,marzo 2009.

• "DINAMICA DEL PRECIO DEL PETROLEO", Revista del Colegio deEconomistas de Lima "El Economista", Segunda Etapa Ano 1 N° 3, oct-dic2008, publicado marzo 2009.

• "CRONICA DE UNA CRISIS ANUNCIADA EN EL SECTOR ELECTRICOEN PERU", Reportes CienciaPeni, febrero 2009.

• "EL SHOCK DEL PRECIO DEL PETROLEO DEL 2008", RevistaContribuciones a la Economia, Universidad de Malaga, Espafta, enero del 2009.

• "PERSPECTIVAS ENERGETICAS EN EL SIGLO XXI", Encuentro CientificoIntemacional, ECI 2009v, Lima, enero 2009.

• Co-Autor Libro: "LA SEGURIDAD ENERGETICA. UN RETO PARA ELPERU EN EL SIGLO XXI ", Edit. Consejo Departmental de Lima, Colegio deIngenieros del Peru, Lima, diciembre 2008.

• "ENERGIA Y MERCADOS EMERGENTES", Conferencia, Semana delCapitulo de Ingenieria Mecanica y Mecanica Electrica, CIP, Lima, noviembre2008.

MIEMBRO DE:

• New York Academy of Sciences, U. S. A.

• National Bureau of Economic Research , U.S.A.

• Senior Member del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), U. S.A.

• International Who's Who of Professionals, U. S. A.

• American Association for the Advancement of Science, U. S. A.

• Institute de Matematica y Ciencias Afines, IMC A-UNI, Lima, Peru.

LIBROS PUBLICADOS

• Co-Autor del libro "La Seguridad Energetica. Un Reto para el Peru en el SigloXXI", Edit. CDL-CIP, die. 2008.

• Autor del libro "Teoria de Control Automatico ",Edit. CDL-CIP,dic. 2005.

EXPERTICIA

• Ingenieria Electrica , Electronica de Potencia, Automatization Industrial,Sistemas de Potencia Interconectados (SEP).

• Economia de los SEP, Regulation de los Servicios Publicos, OrganizationIndustrial, Mercados de Energia y de Servicios.

RECIENTES TRABAJOS DE INVESTIGACION Y DE DIVULGACIONPUBLICADOS COMO AUTOR(Se incluyen algunos de relevancia)

• "IMPLICANCIAS DE LA INTERCONEXION ELECTRICA PERU-BRASILEN LA MATRIZ ELECTRICA PERUANA", paper presentado al Foro"Perspectivas de la Matriz Electrica Peruana y Brasilena", organizado por elGrapo de Estudios del Sector Electrico (GESEL),Universidad Federal de Rio deJaneiro , Lima, 19-20 abril 2010.

• "WILL PERU HARNESS HYDRO TO BECOME A MAJOR POWEREXPORTER ? , Latin America Energy Advisor, InterAmerican DialogueMagazine, Washington DC, February 1-5, 2010.

• "CHANGE OF THE ELECTRICAL MATRIX WITH RENEWABLEENERGY IN PERU", Energy, Industry and Construction Magazine, N° 54,March 2010. www.csd-institute.org

• "HACIA LA DEFINICION DE UNA POLITICA ENERGETICA PARA ELDESARROLLO SOSTENIBLE EN PERU", Revista del Institute deInvestigaciones Economicas y Sociales, Facultad de Ingenieria Economica,IECOS-UNI, N°7, diciembre 2009.

• "ABOUT THE OPINON OF OSINERGMIN ON ELECTRICITY RATESWITH WIND GENERATION", diciembre 2009, www.csd-institute.org

• "IMPACTO MACROECONOMICO DE LA POLITICA ENERGETICA", Rev.Energia, Industria y Construction, N° 53, diciembre 2009, pgs. 28-31.

• "MODELADO DE LA INTERCONEXION DE LOS MERCADOS DE GAS YELECTRICIDAD EN PERU", Revista del Encuentro Cientifico InternacionalECI 2009,vol. 6, N° 2, octubre 2009.

• " PERSPECTIVAS DEL SECTOR ENERGIA EN EL PERU", XVIII CongresoNacional de Ingenieria Mecanica, Electrica y Ramas Afines -CONIMERA,Lima . octubre del 2009.

• "ANALISIS DEL IMPACTO EN EL SECTOR ELECTRICO.CONVENIOPERU-BRASIL", Seminario "Hidroelectricas en la Amazonia. El CasoInambari",Derecho Ambiental ,EDERA, PUCP, Lima, 23 octubre 2009.

• "POLITICA DE DESARROLLO ENERGETICO SOSTENIBLE:CAMBIO DELA MATRIZ ELECTRICA", Conferencia Internacional "Desarrollo deMegaproyectos Hidroelectricos", CIP-CDL, Lima, 19 de octubre 2009.

• "EFECTOS DE LA CONGESTION DE LAS REDES DE TRANSMISION ENLA COMPETENCIA EN MERCADOS ELECTRICOS DE PRODUCCIONHIDROTERMICA", Revista Pensamiento Critico N.° 9, Fac. CienciasEconomicas, UNMSM, pags. 77-98, Noviembre del 2008.

• "REDUCCION DEL CRECIMIENTO ECONOMICO POR CRISIS EN ELSECTOR ELECTRICO EN PERU", Observatorio de la EconomiaLatinoamericana, N° 101, agosto del 2008, Universidad de Malaga, Espafia.

• "CRISIS DE LAS REFORMAS, PODER DE MERCADO Y MITIGACION ENEL MERCADO ELECTRICO PERUANO", Revista del Institute deInvestigaciones Economicas y Sociales, IECOS-UNI, No 5, Ano III, febrero2008.

• "PODER DE MERCADO Y MITIGACION EN SISTEMAS DEGENERACION HIDROTERMICA : CASO DEL MERCADO ELECTRICOPERUANO", Encuentro Cientifico Internacional ,ECI 2008,Concytec , Lima 2-4enero 2008.

• "PODER DE MERCADO EN LOS SISTEMAS ELECTRTOS CONGENERACION HIDRO-TERMICA: CASO DEL MERCADO ELECTRICODEL PERU", Tesis de Doctor en Economia, Facultad de Ciencias Economicas,UNMSM, diciembre 2007.

• "GENERACION DE ELECTRICIDAD CON ENERGIAS RENOVABLES(ER)", Observatorio de la Economia Latinoamericana", N° 91, diciembre 2007,Universidad de Malaga, Espafia.

• "CONGESTED NETWORK WITH MARKET POWER IN HYDRO-THERMAL GENERATION: MODELLING AND SIMULATION OFPERUVIAN ELECTRICITY MARKET", VIII International Seminar onOptimization , Institute de Matematica y Ciencias Afines, IMCA-UNI, 01-05October 2007.

• "NOTAS SOBRE LA NUEVA ECONOMIA DEL CRECIMIENTO", Revistadel Instituto de Investigaciones Economicas y Sociales, IECOS, Ano II N° 2,Universidad Nacional de Ingenieria, UNI, Lima, setiembre 2007.

• "^CRECIMIENTO ECONOMICO SOSTENIDO ?". , La Voz del Ingeniero,Capitulo de Ingenieria Industrial y de Sistemas, CIP, Lima, julio del 2007.

• "EFECTOS DE LA CONGESTION DE LA TRANSMISION EN LACOMPETENCIA. CASO DEL MERCADO ELECTRICO PERUANO",Primer a Escuela Franco Latinoamericana de Optimization Energetica, Institutode Matematica, Informatica y Tecnologia, Universidad Nacional del NorOeste,Provincia de Buenos Aires, Argentina, 23-27 de abril 2007.

"APLICACION DE SISTEMAS ADAPTATIVOS COMPLEJOS PARA LASREDES NACIONALES INTERACTIVAS, CASO DEL SEP PERUANO", -'Semana de la Ingenieria Electronica", Capitulo. de Ingenieria Electronica,Colegio de Ingenieros del Peru, CIP, Lima, 14-17 de mayo del 2007.

• "CRISIS EN EL SECTOR ELECTRICO EN EL PERU: LIBERALIZACION YPODER DE MERCADO. APLICACION DEL MCP", International Conferenceon Mathematics, Institute de Matematica Aplicada y Ciencias Afines, IMCA,Lima, 04 al 08 de diciembre del 2006.

• "REFORMA EN EL SECTOR ELECTRICO EN PERU. LA CRISIS DEL 2004Y CAMBIOS NECESARIOS", Revista de la Facultad de Ciencias Economicasde la UNMSM, Ano 11, en edition de noviembre 2006.

• "CRISIS DE LAS REFORMAS EN EL SECTOR ELECTRICO EN A. L.: LACRISIS DEL 2004 EN PERU", Encuentro Cientifico Internacional, ECI-2006I,agosto del 2006.

• "LIBERALIZACION DE LOS MERCADOS ELECTRICOS ENLATINOAMERICA: CRISIS ACTUAL Y EL CASO PERUANO",INTERCON 2006, Lima, agosto 2006.

• Co-Autor Libro: "TEORIA DE CONTROL AUTOMATICO", libro depostgrado en analisis y diseno de sistemas dinamicos y control, para ingenieros yeconomistas; 550 pags., Edit. Colegio de Ingenieros del Peru-ConsejoDepartamental de Lima, diciembre 2005.

• "EFECTOS DE LAS TARIFAS RTP EN LA EFICIENCIA Y SEGURIDADDE LOS MERCADOS ELECTRICOS", V Encuentro Cientifico InternacionalECI 2005i, Lima, agosto 2005.

• "ENERGIA Y DESARROLLO SOSTENIBLE: SITUACION ACTUAL YFUTUROS DESAFIOS", IV Encuentro Cientifico Internacional ECI 2005v,enero 2005.

• "REGIONALIZACION, INTERCONEXION E INTEGRACIONENERGETICA EN AMERICA LATINA Y PERU", III Encuentro InternacionalECI 2004i, Lima, julio-agosto del 2004.

• "INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA CONFIABILIDAD Y CALIDAD DELOS GRANDES SISTEMAS DE ENERGIA", Encuentro CientificoInternacional - ECI 2004, Lima, enero 2004.

• "IMPORTANCIA DEL GAS DE CAMISEA COMO FUENTE DE ENERGIAPARA EL PAIS", Sociedad de Ingenieros del Peru, Lima, Octubre del 2003.

"COLAPSO DE SISTEMAS ELECTRICOS: APAGON EN USA-2003",Universidad Tecnologica del Peru, setiembre 2003.

"REGIONALIZACION, INTERCONEXION E INTEGRACIONENERGETICA EN EL PERU", I Congreso Regional de Ingenieria Mecanica yRamas Afines, Arequipa, agosto 2003.

• "SISTEMAS CAS (Complex Adaptive Systems) PARA LA SEGURIDAD YOPERACION DEL SISTEMA ELECTRICO INTERCONECTADOPERUANO", II Encuentro Cientifico Internacional de Invierno, Julio 2003.

• "SISTEMAS SAC PARA EL CONTROL DE LA SEGURIDAD DE LAINFRAESTRUCTURA DE LAS REDES NACIONALES" II CongresoInternacional de Ingenieria de Sistemas, Universidad Cesar Vallejo, Trujillo,Junio 2003.

• "LAS TIC Y EL DERECHO A LA EDUCACION EN EL PERU", RevistaMadri+d, Espafla, Junio 2003.

• "SISTEMAS ADAPTATIVOS COMPLEJOS PARA EL CONTROL DE LASEGURIDAD DEL SEP PERUANO", UNI, Centenario de la Facultad deIngenieria Electrica y Electronica, Junio del 2003.

• "SISTEMAS ADAPTATIVOS COMPLEJOS PARA EL CONTROL DE LASEGURIDAD DE LAS REDES NACIONALES INTERACTIVAS". Presentadoal X Encuentro Cientifico Internacional, IPEN, Lima, enero 2003.

• "PROBLEMAS DE SEGURIDAD EN LAS REDES DE ENERGIA YCOMUNICACIONES", TEKHNE, Lima, diciembre 2002.

• "OSCILACIONES DE FRECUENCIA EN LOS SISTEMAS DE POTENCIAINTERCONECTADOS, TEKHNE, Lima diciembre 2002.

• "SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTO Y GLOBALIZACION", II CongresoNacional de Derecho Informatico y Comercio Electronico", Univ. IncaGracilazo de la Vega, Lima, Nov. 2002.

• "PROBLEMAS DE SEGURIDAD EN LAS REDES DE ENERGIA Y DECOMUNICACIONES",II Encuentro Internacional Universitario, "La sociedad del Conocimiento y los

Derechos Humanos", Universidad de Costa Rica, San Jose, Junio 2002.

• "EFECTOS DE LA ALTA TECNOLOGIA EN LA NUEVA ECONOMIA YLA SOCIEDAD" , XIV Congreso Nacional de Ingenieria Mecanica, Electricay Ramas Afines (CONIMERA), Colegio de Ingenieros del Peru, Lima, 10-13octubre2001.

• "Twentieth Century Achievement Award", American Biographical Institute, U. S.A.1997.

• Senior Member del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), U. S.A.1996.

• Biografia registrada en: "Who's Who in the World", y "Who's Who in Science andEngineering", U. S. A; "International Who's Who of Intellectuals", U. S. A;Dictionary of International Biography, IBC, Cambridge, England; "Quien esQuien?", Revista derecom, Espana; "The Top People in Peru", Peru Reporting,Lima, Peru.

CARGOS ACADEMICOS Y PROFESIONALES

• Director fundador del Consejo Nacional de Facultades de Ingenieria del Peru(CONAFIP), noviembre 1, 997 - Madrid, Espana.

• Decano de la Facultad de Ingenieria Electronica, U. N. M. S. M., 1989 -2000, LimaPeru.

• Director de la Oficina General de Planificacion de la Universidad Nacional deIngenieria, 1985-88. Director de Postgrado (1988), Director Esc. IngenieriaElectronica (1989-90), Facultad de Ingenieria Electrica y Electronica (FIEE); UNI.Actualmente profesor de la Section de Posgrado , FIEE-UNI.

• Decano, organizador de la Facultad de Ingenieria, y Director de la RevistaTEKHNE, de la UTP, 2002-05.

• Director, Competitiveness and Sustainable Development Institute, CSDI.

• Gerente General, PROMETHEUS S. A. C. , consultora en desarrollo estrategico yenergia.

• Secretario del Capitulo Nacional de Ingenieros Mecanicos Electricistas, Colegio deIngenieros del Peru (CIP), 1982-1983. Miembro de la Comision de Colegiacion,Consejo Nacional CIP, 1983.

• Miembro de la Comision de Defensa Profesional, CDL-CIP, 1994-1995.

• Jefe de la Contraparte Peruana en el "V Proyecto de Energia Electrica del Peru"(Plan Maestro. Periodo 1979-2004). 1980, Ministerio de Energia y Minas.

• Perito de Patentes de Invention, Ministerio de Industria, Turismo e Integration1982-83.

• Miembro Comision de Tarifas Electricas, Ministerio de Energia y Minas, 1984.

UNIVERSIDAD Facultad deNACIONAL DE Ingenieria EconomicaINGENIERIA -X Ciencias Sociales

Lima, 15 de marzo del 2010

SenorSecretario de la Direction Administrativa del ConcursoPREM1O GRAftA Y MQNTERO A LA INVESTIGACIONEN INGENIERlA PERUANAPresente.-

De nuestra mayor consideration:

Tengo el agrado de dirigirme a ustedes para saludarlos y con relacion al trabajo deinvestigacion "Poder de Mercado en los Sistemas Electricos de GenerationHidrotermica: Caso del Mercado Electrico Peruano", desarrollado por el IngenieroJaime E. Luyo Kuong .

El mentionado trabajo ha afrontado un problema cientifico para el cual se requieretener solidos conocimientos en economia de la regulacion de los servieios publicosy tambien en ingenieria de sistemas electricos de potencia .Los resultadoslogrados seran de gran utilidad en la regulacion y definition de politicas demitigation del ejercicio de poder de dominio en el mercado de electricidad y enotros como el mercado gasifero en actual desarrollo en el pais, posibilitando lamayor competencia y eficiencia economica , y la mejora de la productividad querepercutira en la mayor competitividad del pais.

Para mayor argumentacion de mi adherencia, debo mencionar que el ingenieroJaime E. Luyo ha contribuido con varias las publicaciones cientificas vinculadas altrabajo presentado, registradas en la Revista del Institute de Investigacion de estaFacultad.

Sin otro particular, sea propicia la oportunidad para expresartes nuestraconsideration y estima personal.

Atentamente,

MAG. SER^JO^UENTASDecano-FIECS

Escuela Pof. delng. Economica : 382-4705Escuela Pof.de Ing. Economica : 382-5503IECOS : 382-6032PostGrado : 481-0342SEUPROS : 382-4708

Av. Tupac Amaru 210Lima 25 - Peru

Apartado 1301Telefax: 482-0626

48I-I070 anexo:239

Tema

Nombre del Trabajo de Investigacion :" PODER DE MERCADO EN LOS SISTEMAS

ELECTRICOS CON GENERACION HIDRO-TERMICA: CASO DEL MERCADO

ELECTRICO DEL PERU"

Lugar de la Investigacion: Institute de Matematica y Ciencia Afines JMCA-UNI,

Lima, Peru

Fecha de Ejecucion: Desarrollo durante el ano 2007. Se termino el 15 de diciembre

2007.

CONCURSO

PREMIO GRANA Y MONTERO A LA INVESTIGACIONEN INGENIERIA PERUANA

Trabajo de Investigacion

"Poder de Mercado en los Sistemas Electricoscon Generacion Hidro-Termica: Caso del

Mercado Electrico del Peru"

Autor: Jaime Eulogio LUYO KUONG

Lima, marzo del 2010

RESUMEN

El suministro eficiente, suficiente y confiable de electricidad es determinante parael crecimiento economico sostenido de los paises. En las dos ultimas decadas lospaises de la region sudamericana han ido introduciendo reformas en el sectorelectrico hacia mercados electricos competitivos. Despues de un periodo inicialcon resultados auspiciosos, a fines de la decada de 1990 e iniclos de la actual sehan producido crisis de suministro electrico y volatilidad de precios de laelectricidad particularmente en aquellos paises sudamericanos con predominanciade produccion hidroelectrica, identificandose como factores determinantes, entreotros, la sequia y el poder de mercado (PM). En el Peru en el 2004 se produjo unacrisis en el Sector Electrico elevandose los costos marginales de la electricidadhasta en cinco veces con relacion al nivel promedio del afio anterior y que fueagravada por insuficiencia energetica.

Uno de los mayores obstaculos para el exito de la reforma en el Sector Electricoes la posibilidad de ejercicio de Poder de Mercado (PM), tanto a nivel de todo elmercado como nivel regional o local. En este Trabajo se investiga este problema,considerando la posibilidad del uso estrategico de los recursos hidricos por lasempresas, para la cual se modela el comportamiento dinamico del mercadomayorista de electricidad aplicando la Teoria de Juegos y la ProgramacionMatematica, y se disena y Simula el case del mercado electrico peruano.

Primeramente, se realiza el diagnostico de poder de mercado, para lo cual sedesarrolla un modelo matematico general de analisis; y el mercado electricoperuano se modela como un duopolio Cournot con una franja competitiva, para unhorizonte temporal de un mes usando los costos marginales horario reales y lainformacion de la demanda para el escenario mas critico que corresponde al mesde maxima demanda en la estacion de estiaje, con especial atencion al usointertemporal de los recursos hidroelectricos. La simulacion numerica del modeloha posibilitado conocer que, si el mercado spot se desregula completamente, lasempresas mas grandes como ElectroPeru y Endesa ejercerian poder de mercadoreteniendo la produccion hidroelectrica en los periodos de mayor demanda paraluego producir mas en periodos de menor demanda. La empresa Endesa ademas,aplicaria la practica anticompetitiva de retention de la produccion termica(withholding), contribuyendo adicionalmente a elevar los precios por encima delnivel de competencia. Cuando mas inelastica es la demanda electrica mayorresulta la intensidad del poder de mercado. Se ha aplicado el metodo delProblema de Complementaridad Mixta para la solution de los puntos de equilibrioCournot-Nash.

Otro impedimento para que el mercado electrico al por mayor sea competitive esla congestidn que se produce en las tineas de transmision electrica al variar lademanda, afectando los precios nodales y posibilitando el ejercicio de poder demercado local. Se estudia los efectos que produciria la congestion en lacompetencia, desarrollando un modelo de equilibrio Cournot-Nash resuelto como

problema de complementaridad mixta, considerando una production hidro-termicade electricidad y representando la red electrica congestionada como flujo depotencia DC y las empresas generadoras con sus plantas conectadas a lasdiferentes barras de la red, dentro de un mercado oligopolico. El mercado electricoperuano se Simula como modelo estatico para el periodo de maxima demanda enperfodo de estiaje, siendo el nivel de restriction de capacidad de las Ifneas detransmision la variable exogena. Se observa que los precios en las barras de lared aumentan al reducir la capacidad de transmision en la linea Pomacocha-SanJuan 220Kv aumentando el poder de mercado de la empresa dominantelocalizada en el centra de carga (demanda de Lima). Tambien se identifica queesta empresa podria hacer uso estrategico de sus plantas localizadas fuera de labarra de Lima para congestionar esta Ifnea de transmision, beneficiandose con laelevation de los precios de barra.

El proceso de desregulacion de la industria electrica presenta desaffos a los entesreguladores y gobiernos para la formation de mercados competitivos; por lo quese vienen adoptando medidas de mitigation del poder de mercado en America,Europa y los otros continentes. Entre las medidas mas difundidas y mas factiblesde aplicacion en el Peru estan la venta o transferencia de activos de las empresas(divestment) y los contratos forward; que es otro objetivo de estudio, que seafronta y desarrolla modelando ambas acciones con el enfoque y metodologfausados para el diagnostico de PM, y luego simulando el comportamiento dinamicopara el caso peruano. Entre los resultados relevantes se tiene que, en el mercadoduopolico peruano, si la empresa de generation hidro-termica se comportaramonopolicamente, se elevarian los precios del mercado mas respecto al caso deun comportamiento duopolico; y cuando se vende los activos de generationtermica de la empresa monopolista a una tercera empresa, los precios delmercado se reducen notoriamente durante todos los periodos de maxima aminima demanda, lo que demuestra la eficacia de la medida. En la aplicacion de lamedida de contratacion a largo plazo, se observa que mientras mas alto es elporcentaje de contratos forward el comportamiento del mercado mas se acerca ala perfecta competencia. Cuando se aplican conjuntamente las polfticas dedivestment y de contratos a largo plazo mejora la competencia en el mercadoelectrico, con relation a la aplicacion aislada de una de las polfticas o medidas demitigation estudiadas.

Actualmente, a nivel international se realizan intensivamente investigacionesorientadas al estudio de la competencia en mercados de electricidad al por mayorgeneralmente en los paises desarrollados o industrializados. En este Trabajo seha desarrollado un marco analftico (modelos y simulation matematica) pararealizar el diagnostico del poder de mercado y la adoption de politicas demitigation en los mercados de electricidad de generation hidro-termica, y tambienpara el estudio de los efectos de la congestion en la red de transmision de laenergia electrica en la competencia en un mercado oligopolico; adaptables a lascaracteristicas existentes en los paises en vfa de desarrollo, y en particular, parael estudio del mercado electrico peruano.

INTRODUCCION

Dentro de la corriente internacional de liberalizacion de los mercados electricosque se intensified en la decada de 1990 en la region sudamericana, el Peruinicio la reforma del sector electrico en noviembre de 1992 al promulgarse la leyde Concesiones Electricas, eliminandose el monopolio estatal e introduciendoun nuevo modelo de mercado electrico descomponiendo (unblunding) laindustria electrica en sus actividades de generacion, transmision y distribucion,introduciendose la competencia en el mercado al por mayor en la generacioncreandose el mercado spot1 asi como un marco regulatorio par la transmision ydistribucion definidos como monopolio natural, el mercado de clientes libres y elmercado de servicio publico. A finales de la decada pasada y a inicios de lapresente, se han ido produciendo sucesivamente crisis tanto en los paisesvecinos como en el caso paradigmatico del Estado de California entre 1999 y el2001 manifestandose en la elevacion de los precios spot de la electricidad enmas de diez veces produciendose incluso la bancarrota de grandesgeneradores2. Entre los factores comunes que incidieron en estas crisisestuvieron: la volatilidad de la generacion hidroelectrica, la ineficiencia de losreguladores y el poder de mercado3.

En el Peru durante el 2004, se produjo una crisis de suministro de energfaelectrica, que se manifesto en el incremento de los costos marginales en variasveces para los mismos meses del ano previo alcanzando un pico de cincoveces en el mes de setiembre4; entre los factores desencadenantes de la crisisse senalan: el factor climatico coyuntural (la sequfa) que afecta a los sistemasde generacion predominantemente hidroelectrica como el peruano, y que tienecorrespondencia con las crisis observadas en paises de la region con similarestructura de generacion electrica; descuido del regulador; y fuertes indicios depoder de mercado5. Siguiendo la tendencia hacia la mayor desregulacion delmercado electrico, el Congreso peruano promulgo el 23 de julio del 2006 la Leypara el Desarrollo Eficiente de la Generacion Electrica, y que tiene por objeto lareduccion de intervention del regulador y propiciar la efectiva competencia enel mercado de generacion, para lo cual se crea un mercado de corto plazo y unsistema de subastas de contratos a largo plazo; se espera que estos nuevosmecanismos esten completamente implementados hacia fines del 2008.

Existe la interrogante si con una mayor desregulacion las empresas mayoresde generacion estaran en posicion de ejercer poder de mercado6'7, elevandoselos precios por encima de los niveles competitivos; dada la situacion actual dealto nivel de concentration en el segmento de generacion8 y una demanda muyinelastica y la predominancia de la production hidroelectrica con embalses; asicomo el efecto de la congestion en las lineas de transmision en la competencia

1 Mercado spot: un mercado donde la entrega de energia es inmediata.2 Joskow (2001), Borenstein (2002), Wolak (2003)3 Millan (2000), Watts y Aritzia (2001), Stachetti (1999), Mammons et al (2002), Rudnick et al (2005)4 Estadisticas de Operaciones COES-SINAC, 2004.5 Luyo (2006)6 El gerente general de Luz del Sur dice: "La ley define el sector de generacion como un mercado de competencia, locual no es verdad, es un oligopolio...", El Comercio, 21 de Octubre del 2006.7 El presidente de Osinergmin dice:"... deben analizarse los potenciales problemas de poder de mercado,...", Dammert(2005), p. 120.

"... oferta esta casi en un 80% en tres grupos de generacion...", Libro Blanco, Comision MEM-OSINERG, agosto2005, p. 35.

1

en el mercado mayorista de electricidad. Es por lo tanto, el estudio de Poder deMercado (PM) en el mercado mayorista de generation hidro-termico peruano,por su importancia y trascendencia, el problema central de investigation.

A continuation presentamos en varios capitulos y en la forma mas compacta yresumida el trabajo de investigation realizado.

I. LAS CARACTERfSTICAS DIFERENCIADAS DEL MERCADO ELECTRICO

Podemos observar primeramente que, el cambio estructural en el sectorelectrico con la formacion del nuevo mercado electrico, es mas complicado queen el caso de otros mercados de bienes y servicios que han sido desreguladosmas rapidamente y con mayor anticipation. Esto se ha debido a suscaracteristicas propias y diferenciadas, que basicamente son:

• La oferta y la demanda se debe satisfacer todo el tiempo. La energiaelectrica se produce en el mismo momento en que se consume;instantanea y simultaneamente en todo el mercado electrico. Si la ofertaes menor que la demanda del servicio, la limitation es resueltafacilmente por el consumidor en otros mercados de servicios (como eltelefonico, que se puede mantener en espera la comunicacion). Sinembargo, esta situation es prohibitiva en la electricidad, ya que seproduce un problema de inestabilidad del sistema (pudiendo colapsar)afectando a los usuarios en grandes regiones geograficas (incluso envarios paises, si estan interconectados electricamente) yconsecuentemente a la economia vinculada. Por lo que es necesarioque un unico operador deba coordinar y supervisar permanentemente elbalance oferta-demanda (generacion-carga) del sistema electricointerconectado (plataforma fisica que vincula permanentemente aproductores y consumidores), dependiendo del tamano del mercado yregion geografica vinculada (que puede cubrir todo un pais o pafsescuando hay interconexiones internacionales)9.

• La electricidad no es economicamente almacenable en grandescantidades (excepto en la production hidroelectrica con embalses, altransformarse en las plantas de generacion electrica la energfa potentialhidraulica en energia electrica), y existen restricciones fisicas en laproduction en el corto plazo; que hacen que la respuesta de la oferta oproduction sea relativamente inelastica. Se produce y transports agrandes distancias y se consume en forma instantanea.

• Contrariamente a la perception comun, un usuario (consumidor) de laelectricidad no compra una cantidad de energia (MWh) producida en unadeterminada unidad de production (generacion), sino solo el derecho detomar (consumir) una cantidad de una localization especffica de la redelectrica; y el vendedor es remunerado por inyectar una cierta cantidad(MWh) en un determinado punto de la red.

' Luyo (2002)

• Cuando se transmite energia en una red, se producen flujos paralelos(loops) debido a las /eyes flsicas de Kirchhoff, esto afectasignificativamente al sistema electrico y el despacho de energia deterceros que no estan involucrados en la transaction; produciendoseexternalidades. Estas pueden ser negatives, aumentando los costos deterceros; y a veces positives, reduciendolos. No es posible evitar enredes electricas esta perturbation, ya que el libre flujo de la energiaelectrica es importante para la confiabilidad del sistema.

• En el mercado electrico, productores y consumidores estan conectadoslas 24 horas del dia y los precios y costos de la electricidad variandurante todo el dia. Cualquier action de un agente en un punto de lared, impacta directamente en los demas agentes, por la compra(consumo) o venta (production); que afecta la seguridad del sistema ensu conjunto. Debido a que todos los agentes estan conectados a travesde la misma red electrica, a traves de la cual fluye la energia de acuerdoa complejas leyes de la Fisica, el efecto de las externalidades es fuerte yes internalizado por los precios10, como cuando se produce la salidaforzada de algun componente del sistema electrico interconectado o laconexion subita de una carga (demanda) en cualquier punto geograficode la red electrica ente otros.

• El alcance geografico de los mercados electricos puede cambiarestacionalmente, incluso en horas; pueden mostrarse competitivosdurante los perfodos de demanda fuera de pico (fuera de alta demanda),y con indicios de poder de mercado en periodos de alta demanda.Debido a la imposibilidad de almacenamiento de la electricidad, lacongestion de las Ifneas de transporte incentiva la posibilidad demanipulation del mercado por los generadores.

• El mercado spot debe tener liquidez, lo que implica que, se puedenproducir grandes transacciones en cualquier instante sin causar notoriosmovimientos de precios, de lo contrario se afectara tambiennegativamente a los contratos forward. En un mercado llquido, el preciose estabiliza rapidamente en un precio de mercado para un productoespecffico en un momento y lugar especifico, donde consumidores yvendedores interactuan facilmente entre ellos ya que ademas tienenbuena information acerca de los precios de mercado, permitiendo a uncomprador o vendedor adicional entrar al mercado sin afectar el precio11.Sin embargo se pueden producir problemas de "Sparkings" (volatilidaden los precios en cualquier momento del dia).

• A diferencia de los mercados financieros, los compradores y vendedoresen el mercado al por mayor no tienen otra alternativa para recibir o pararemitir la electricidad que se ha comprado o vendido, sino a traves delunico medio que es la red electrica que los conecta. Si hay una malaoperation del servicio de la red de transmision, esto afectara tanto a losprecios del mercado spot, el mercado forward y tambien en el de futuros,

10Luyo(1999)11 Hunt (2002)

pudiendo causar ejercicio de poder de mercado por los grandesgeneradores, cuando hay congestion12er\s redes.

• Las redes electricas no son redes de conmutacion como las de telefoniao de ferroviarios, donde un productor de servicios puede hacer un envfofisico de un punto a otro sin afectar toda la red. En las redes electricasgeneralmente no hay relacion directa entre el electron producido por elgenerador en un nodo y aquel absorbido por un consumidor (cargaelectrica) en otro nodo; la electricidad sigue las /eyes de KirchofF3.Cuando el generador se conecta o desconecta, afecta a toda la red.

• Demanda y oferta son dependientes del clima y meteorologia. En elcaso de production hidroeiectrica, se pueden presentar situaciones depoder de mercado cuando existen reservorios hfdricos y tambien cuandola demanda es inelastica.

• Ningun producto y mercado tiene problemas de reglas institucionales, detransaction comercial y tecnicos simultaneamente, como el mercadoelectrico.

1.1 Caracteristicas Principales del Mercado Electrico Peruano

La actividad empresarial en el sector electrico con empresas estatalesmonopolicas que integraban verticalmente las actividades de generacion,transmision y de distribucion de electricidad, concluyo con la promulgation dela Ley de Concesiones Electricas N° 25844 (LCE) en noviembre de 1992 queelimina el monopolio del Estado y desintegra (unblunding) estas actividades. Lareforma considera que la actividad de generacion no es un monopolio natural,se crea un mercado spot y se promueve la competencia entre generadores; ypor otro lado, se establece que las actividades de transmision y de distribucionsean reguladas. Las ventas de generadores a distribuidores se hacen a travesde contratos forward (actualmente, de hasta 10 anos) supervisados por elregulador; y tambien se introduce un mercado para las compensaciones decompra-venta entre generadores al precio spot. En el ano 2004 se produce lacrisis de la reforma cuya secuela aun se mantiene.

La problematica actual de la industria electrica despues de la reforma de 1992,se manifiesta a traves de la estructura de la oferta y la demanda de electricidady la situation de la transmision electrica, que afectan la competencia en elmercado electrico mayorista.

La organization del mercado electrico peruano (MeP) es un poo/14 obligatorioen el mercado mayorista abastecido por los generadores, quienes tienen quepresentar al GOES sus ofertas de capacidad disponible y los costos auditados

12 "Congestion: evento en el que una o mas lineas de transporte nan alcanzado su capacidad maxima". Ver Hunt(2002).13 Jaime Millan etal(2001)14 Pool: Mercado centralizado que usa compensaciones para pagar diferentes precios a diferentes ofertantes en elmismo momento y lugar. Stoft (2002) p. 224. Modelo Integrado (Pool). El Operador del sistema esta a cargo delMercado spot, programa los contratos forward, proporciona servicios de desbalances, manejo de la congestion yservicios auxiliares, y minimiza los costos totales. Hunt (2002) pp.127-128.

correspondientes, para la determination del precio spot. Las actividades detransporte y distribution de electricidad, siguiendo criterios aceptadosinternacionalmente, son consideradas monopolios naturales regulados.

La Estructura de la Oferta

Como resultado del proceso de privatization iniciado en 1994, la estructura dela propiedad de las empresas de generacion se fue concentrando de modo quela composition de la oferta esta casi en un 77% en poder de tres gruposimportantes de generacion: el Estado, Endesa y Duke Energy. El restante 23%se encuentra diversificado en empresas de propiedad privada15.

En el ario 2005, segun las estadisticas del Comite de Operation Economica delSistema (GOES), la capacidad efectiva y la energia producida por generacionhidraulica fue de 2,784 MW y 17,100 GWh, y la generacion termica de 1,686MW y 5,901 GWh. La maxima demanda se produjo en el mes de diciembre,ascendiendo a 3,305 MW.

De la generacion total, de 23,001 GWh, el 74% ha sido de origen hidraulico y26% termico. Dos grupos empresariales de generation tienen el 66% del totalde capacidad efectiva del sistema y el 71% de la production total, y ademas el61% de la capacidad de embalses hidraulicos. Estos grupos esten en positionde ejercer poder de mercado (market power) 16'17 elevando los precios deelectricidad sobre los niveles competitivos18 (Ver tablas 1, 2 y 3 en el Anexo).

El indice de concentration Herfindahl-Hirschmann (HHI) es mas de 2700 enproduction de energia (y mas de 2300 en capacidad), es altamenteconcentrado y con alto potential de poder de mercado19, y que es igual al delano 200420. Segun Gallardo y Davila (2003) el nivel del umbral deconcentration recomendado para el caso peruano es de un valor del HHI de1800 como limite superior.

El posible ejercicio de poder de mercado fue previsto en la LCE mediante unmecanismo de fijacion de precios de generacion con costos auditablessustentados por los generadores que determinaba el despacho economico delas unidades de generation, lo cual sin embargo no elimina el problema porquelos precios pueden elevarse tambien por efectos de la retention (withholding)de la production en las plantas de generacion y/o la programacion de unidadesde generacion mas caras en las centrales de generacion, que de otra manerase debian considerar para el despacho. Esto ha sido un problema desde elinicio de la reforma introducida por la LCE debido a una asimetria de

15 Ver Libro Blanco (2005) - MEM-Osinerg; Estadisticas COES-SINAC 200516"... when there are only a few agents on one side of a market, ...for these agents will often possess market power -the ability to alter profitably prices away from competitive level." Mas-Colell (1995), p. 383.17 "There are two fundamental problems with deregulating electricity: complexity (of power system) and local marketpower." Stoft (2002), p. 16.

El presidente de Osinergmin dice: "...deben analizarse los potenciales problemas de poder de mercado,..." Dammert(2005), p. 120.El gerente general de Luz del Sur dice: "La ley define el sector de generacion como un mercado de competencia, locual no es verdad, es un oligopolio..., le dan una serie de ventajas de dominio en el mercado que son perjudicialespara los consumidores...". Entrevista, El Comercio, 21 de Octubre del 2006.19 Ver US Department of Justice (1997)20 Ver Luyo (2006)

informacion que limita la eficacia del regulador (Osinergmin); y ademas unperiodo de maxima demanda en estiaje, una pequena planta ineficiente y decombustible caro puede determinar el precio spot en el SEIN.

Las empresas de generacion suministran electricidad a las empresas dedistribucion, los grandes clientes libres21, y a otras empresas de generacion.Las transacciones o transferencias entre generadores se realiza a un preciospot, en base al denominado costo marginal de corto plazo horario; que escalculado por una entidad privada a cargo de la operacion del SEIN, Comite deOperacion Economica del Sistema Interconectado Nacional (GOES)22.

La Estructura de la Demanda

La demanda es actualmente atendida por empresas de distribucion localizadasgeograficamente y tambien directamente por las generadoras en el caso de losclientes libres (grandes consumidores. En lo que respecta al consumo hacia el2005, aproximadamente el 41% es atendido por los dos distribuidores de Lima(Edelnor y Luz del Sur). El 39% (mercado libre) se encuentra atendidodirectamente por los generadores; el 20% restante del consumo esta atendidopor distribuidoras de provincias, en su mayoria estatales. En el lado de lademanda, actualmente los consumidores toman la energfa que necesitan ypagan segun contrato a precio fijo; no existe respuesta (non responsiveness)de la demanda. Aproximadamente el 64%% de la demanda del mercadoregulado esta en Lima, y esta atendida por dos empresas y el 82% de lademanda del mercado libre esta a cargo de los generadores23. Dado el tamariorelativamente reducido del sistema electrico las posibilidades de competenciaen el mercado no son muy grandes. Todo lo cual, establecen las condicionespara que se den practicas oligopolicas en el segmento de generacion.

Limitaciones del sistema de transmision

El segmento de transmision es considerado a nivel internacional comomonopolio natural debido a sus caracterfsticas ffsicas que no hace posible lacompetencia, y la economia de escala23. Debido a las caracteristicas del marcoregulatorio existente, durante los ultimos anos en el Peru el desarrollo de latransmision ha sido muy limitado.

Actualmente la eficiencia economica y la seguridad del sistema, estan siendoafectadas por la insuficiente capacidad de transmision electrica en ciertaszonas del pais, en particular en las lineas que vinculan la region central con lasregiones norte y sur del pais, y por otro lado, la congestion en las lineas detransmision pueden producir practicas anti-competitivas24 El sistema detransmision principal (a 220 KV y 138 KV) tiene mas de 3,700 Km. de Ifneasque cubren la mayor parte del territorio nacional conformando el SistemaElectrico Interconectado Nacional (SEIN), notandose que algunas lineasprincipales que unen la region central con el Sur (Campo Armino - Socabaya),

21 Consumidores con demandas mayores de 1 MW22 Para mayor informacion ver Luyo (2006).23 Ver Joskow (2005), Hunt (2002).24 Ver Borenstein, Bushnell, Stoft (2000)

y la region central con el norte (P. Nueva - Chimbote), estan congestionadas25,asi como algunas en la malla26 (loop) de la region central (como Pomacocha-San Juan). Tambien, se puede producir poder de mercado local, cuando en elsegmento de transporte de electricidad una linea principal estacongestionada27, produciendose una externalidad con la division del mercado,dando lugar a practicas anticompetitivas que se reflejan en la diferencia deprecios en las areas unidas por esta Ifnea28.

II. PROPOSITO DE LA 1NVESTIGACION

Este Trabajo de investigation tiene como proposito: con el estudio delproblema de PM en el mercado electrico peruano proporcionar el suficientesustento cientifico y herramientas analfticas para el diseno de las politicas ynormas para la regulation e incentive de la competencia y la tarificacion de laelectricidad en el pais, contribuyendo al mejoramiento de la eficiencia y eficaciade los organos normativo, regulador y fiscalizador del sector electrico peruano,y sobre todo, al bienestar economico del usuario final y del sector en suconjunto, con precios mas justos de la electricidad, que incentiven ademas lasinversiones para la expansion de la infraestructura electrica a mediano y largoplazo y lograr la seguridad energetica del pais, ya que la electricidad es uninsumo estrategico en las actividades industrials, comerciales y de serviciopublico y para el crecimiento economico y la competitividad del pafs.

III. OBJETIVOS

Considerando que, cada pais tiene una realidad diferente respecto a, lascaracteristicas de diseno de su propio mercado electrico, como de su distintaplataforma fisica (tecnologias, magnitudes de production, y estructura de la redde transporte de energia, diferenciadas) que conecta a productores yconsumidores de electricidad; considerando a la propia realidad del sistemaelectrico del Peru, se ha planteado como objetivos generates:

• Diagnosticar la existencia de Poder de Mercado si el mercado electricospot mayorista peruano es desregulado completamente.

• Identificar la posibilidad del uso estrategico del recurso hidraulico paraejercer poder de mercado en el mercado electrico peruano.

• Determinar como afectarfa la restriction en la capacidad de transmisionde una linea de la malla de la region central del SEIN, en lacompetencia.

y, como objetivo especifico:

• Determinar medidas de mitigation del Poder de Mercado en el mercadoelectrico peruano.

25 COES-SINAC. Comite de Operacion Economics del Sistema. 2005.26 malla: lineas de transmision conectadas en paralelo y en serie27 "Congestion: evento en el que una o mas lineas de transporte nan alcanzado su capacidad maxima". Ver Hunt2002).18 Ver Bushnell (1999)

PREGUNTAS DE INVESTIGACION

• La alta concentration en el segmento de generation de electricidad en elPeru, ^se traducira en practices anticompetitivas (Poder de Mercado) aldesregularse el mercado spot al por mayor29?

• En mercados con produccion hidroelectrica predominante como en elmercado peruano ^se puede ejercitar el Poder de Mercado? ^Comoinfluye la elasticidad-precio de la demanda?

• <j,La elimination o reduction de la congestion existente en las lineas detransporte de la Red Principal (de 220 KV y 138 KV) mejorara lacompetencia en el MeP?

• Un mayor volumen de contratos forward en el MeP, ^mejorara lacompetencia?

• La venta o transferencia de propiedad de plantas de generation(divestment) de un grupo empresarial dominante en el MeP a otrasempresas menores ^mejorara la competencia en el MeP?

IV. HIPOTESIS

"La liberalization (desregulacion completa) del mercado electrico spot horario alpor mayor en el Peru, incentivara y producira practicas anticompetitivas"

"El uso intertemporal de los recursos hidraulicos embalsados puede originarpoder de mercado en el mercado electrico peruano"

"Una demanda mas inelastica acentuara el poder de mercado en un mercadoelectrico de generation hidro-termica"

"La elimination o reduction de la congestion en las h'neas de transporte de laRed Principal del Sistema Electrico Interconectado National, o el mayorvolumen de contratos forward, o el divestment de alguna de las empresasdominantes, mejorara la competencia en el mercado spot mayorista peruano,mitigandose el Poder de Mercado".

V. METODOLOGlA

La metodologfa se ha estructurado tomando en cuenta lo expuesto en elcapftulo I; es decir, para grandes sistemas complejos, cuya representation yexperimentation se tiene que realizar a traves del modelado y simulationmatematica.

En el modelado del comportamiento de los agentes (jugadores) en el mercadoelectrico, se aplica la Teorfa de Juegos no-cooperativos y el enfoque deEquilibrio de Nash30; y se efectua un proceso de optimization considerandoque por la localization geografica y mayor capacidad efectiva de generation(produccion) que existen solo dos productores dominantes (jugadores) y unafranja competitiva de pequenos productores, tomando en cuenta ademas las

29 Borenstein et al (1999) establece que un alto indice HHI no es suficiente para diagnosticar el poder de mercado.30 Gibbons (1992)

restricciones de las tecnologias de production termica e hidraulica, asf como ladinamica de los embalses hidricos.

Con la informacion tecnica publica y la suministrada en entrevistas realizadascon directives y especialistas en el GOES, Osinerg (ahora Osinergmin) y DGE-MEM se ha modelado tambien las funciones de demanda, las funciones decostos marginales de production de los generadores (productores). Lainformacion tecnica se presenta tabulada en los anexos correspondientes acada capftulo. Toda la formulation del modelo se orienta en base de lascaracteristicas propias del MeP. Luego, con la aplicacion de las condiciones deKarush-Kuhn-Tucker31 se tiene como resultado un conjunto de ecuaciones querepresentan la formulation del Problema Complementario (MCP) mixto. Estametodologia (MCP) de reciente introduction,32' permite hallar las solucionesde equilibrio Nash de un juego multiperiodo para la fase de Simulation delmercado electrico real.

En la fase de Simulation dinamica del comportamiento del mercado electrico;para el Diagnostico de Poder de Mercado, primeramente se Simula un casobase (benchmark) para equilibrio competitivo; previamente se construye lademanda con la estimation de la elasticidad - precio del sistema a traves deltiempo, y la curva de duration de carga mensual que es segmentada enperiodos de tiempo (en horas) desde el nivel de maxima demanda hasta laminima demanda, lo que permite el analisis intertemporal. Ademas el modelose ajusta para la simulation, por perdidas por transmision, para tomar encuenta la distancia de las lineas de transporte, y tambien, la capacidad de lasplantas hidraulicas y termicas debe ajustarse por disponibilidad y pronosticohidrologico. Luego se simulan diversos escenarios para diferentes niveles deelasticidad-precio de la demanda electrica. Las variables dependientes son lascantidades (MW) y los precios (US$/MWh) de production de las empresas enlos diferentes periodos de simulation asi como el costo marginal del agua, y lavariable explicativa es la elasticidad-precio de la demanda.

En el modelamiento para estudiar el efecto de la congestion en algun sector dela red de transmision, se ha disenado el mercado electrico en un ambienteoligopolico con generation mixta para identificar el potential PM a nivel local,representandose las plantas de generation de propiedad de las empresas encada nodo (barra) de la red electrica donde estan acoplados. Se aplica unprocedimiento similar al usado para el Diagnostico de PM, solo que en estecaso al considerar el efecto de la red electrica de transmision, se tienen querepresentar las cargas (demandas) y generadores (productores) distribuidos enlos nodos de la red, lo cual multiplica notablemente el numero de variables; porlo que se adopta una representation matricial con variables vectoriales; quesignifica en cierto modo una generalization del modelo desarrollado para elDiagnostico de PM. En la fase de Simulation, considerando que se estudiabasicamente el efecto de la variation del flujo de potencia en determinada (s)lineas en la competencia y para determinar la existencia de poder de mercadolocal, se Simula como modelo estatico, considerando la variation del nivel de

31 Luenberger(1985), Varian (1998)32 Rutherford (2002), Cottle (1992)33 Facchinei (2003)

restriction en la transmision y ademas el efecto de exportation fuera de laregion. Los precios en las barras de la red y el precio de congestion en la Ifneason las variables dependientes, siendo la variable explicativa el nivel decapacidad de transmision de la linea de transporte. Se ha realizado lasimulation del comportamiento del MeP para todos los escenarios planteadospara resolver las preguntas de investigation.

En los escenarios estudiados, se ha usado la information tecnicacorrespondiente al ano 2005 analizando el mes de maxima demanda anual(noviembre) en epoca de estiaje en el Sistema Electrico InterconectadoNacional (SEIN) cuyas estadfsticas consolidadas estan oficializadas por lasinstituciones del sector publico y privado.

Para estudiar las medidas de mitigation de Poder de Mercado, se adapta elmodelo para el diagnostico de Poder de Mercado en el MeP, asumiendoprimeramente que la empresa hidroelectrica mas grande (ElectroPeru) es depropiedad estatal, y en otro, que una de las empresas dominantes (Endesa)vende sus empresas de generation termica en un caso; esta reduction deltamario o cambio de condition de propiedad (privada a publica) de la empresapasa a ser una variable explicativa para observar los resultados con referenciasa los casos base competitivo y duopolio a la Cournot. Para analizar el impactode los contratos forward a precio fijo, se incluye, este factor en la funcionobjetivo de optimization de beneficios como una variable explicativa para cadaempresa que adquiere compromiso contractual, tambien se evalua con relationa la situation competitiva. Finalmente, se estudia la aplicacion de ambasmedidas al caso mas desfavorable de los simulados en la aplicacion deldivestment. Las variables dependientes o endogenas seran las cantidades(MW) y los precios (US$/MWh).

La information tecnica para el modelado del mercado electrico peruano y lafase de simulation, se ordenado, clasificado y adaptado para la estimation delos parametros de los modelos disenados. Esta information ha sido obtenidade las publicaciones oficiales y entrevistas con los directives y especialistas delOsinergmin, GOES, ElectroPeru, Endesa y el MEM, complementada coninformation cientifica y tecnica international que se ha reportado a lo largo deldesarrollo de la investigation.

Para la solution numerica se ha empleado el software MatLab (MatrixLaboratory)34 en plataforma Windows, y que esta orientado a matrices yvectores, que se adapta directamente a la forma de presentation de los datos yparametros de los modelos desarrollados en esta investigation.

' MathWorks Inc., Boston,Massachussets, USA

10

VI. DIAGNOSTICO DE PODER DE MERCADO. CASO DEL MERCADOELECTRICO PERUANO35

En este capitulo se estudia si la alta concentracion existente en el nivel degeneracion del MeP resultara en practices anticompetitivas por los productoresde electricidad si el mercado spot horario es desregulado completamente; esdecir se diagnosticara si hay poder de mercado (market power36).

En la practica ningun mercado es perfectamente competitive37 y los mismosfuncionan mas o menos en el intermedio de los extremos entre el monopolio yel mercado perfecto. Si un mercado tiene solo unos cuantos productores, losmismos actuaran mas como un oligopolio y, en cierta medida, podrfan fijar elprecio. Si un productor no es un tomador de precios y reconoce que,reduciendo su produccion, o postergando inversiones, puede elevar los precios,y hacerlo de tal manera que esto le produzca un beneficio, se dice que tienepoder de mercado.

La produccion hidrotermica o mixta de electricidad presenta posibilidades decomportamiento estrategico por los generadores con mayor participation en elmercado, a traves de una estrategia estatica comunmente empleada en lossistemas puramente termicos, o puramente hidraulicos e hidro-termicos (sinreservorios) reduciendo su produccion para incrementar los precios. Perocuando las centrales (plantas de generacion) poseen recursos hidraulicosembalsados (reservorios); cuentan ademas con la capacidad de decidir en quemomento, dentro de un periodo de tiempo, el uso de los recursos hidraulicospara producir electricidad, lo que constituye una estrategia de programaciondinamica de la produccion electrica, que es mas dificil de detectar por elregulador cuando se emplea para practices anticompetitivas.

Las empresas generadoras dominantes conocen que, con la reduction de laproduccion cuando la demanda es pico (periodo de mayor demanda) puedenincrementar significativamente los precios, y que resulta por lo tanto masrentable reducir la produccion en horas pico y aumentar en las horas fuera depico cuando el mercado es aceptablemente competitivo. Los modelos dedespacho de energfa a! mfnimo costo no pueden capturar esta estrategia de lasempresas con PM, que eleva los precios, reducen la produccion y asignaineficientemente.

El modelo que presentamos a continuation, considera las dos estrategiasmencionadas, y determina el equilibrio de un juego multiperiodo entreproductores dominantes, dentro de un enfoque de Nash-Cournot con una franjacompetitiva de produccion.

35 El modelo teorico y primera version de la simulacion desarrollada en este trabajo ha sido presentado en mi ponencia"Crisis del Sector Electrico en Peru: Liberalization y Poder de Mercado. Una aplicacion del MCP", InternationalConference on Mathematics, Institute de Matematica y Ciencias Afines, IMCA4JNI, Lima, 04 al 08 de diciembre del2006. La Simulacion y resultados se presentaron en la Primera Escuela Latinoamericana de OptimizaciGnEnergetics,Bs. Aires.Argentina, abril 2007. Ademas ver en Referencias Luyo (Feb. 2008).36 Ver Borenstein et al (1996), (1999), (June 2002) que senalan que el alto indice de concentracion no es suficienteindicador de poder de mercado.37Hogan(2001)

11

6.1. Modelado del Mercado Electrico Peruano

Para el caso del mercado electrico peruano; considerando la localization,capacidad y tipo de generation de los grupos empresariales, y segun los datostecnicos del GOES y Osinergmin correspondientes al afio 200538, se formula unmodelo de base que esta estructurado como un duopolio de Cournot y unafranja competitiva. El grupo empresarial de generation que denominaremosgrupo Estado, sera de production puramente hidroelectrica constituido por lasplantas de ElectroPeru, y la llamaremos empresa 1; y el grupo Endesa deproduction hidro-termica, empresa 2; el resto de empresas conformaran lafranja competitiva hidro-termica, franja (V. Tablas 2 y 3, Anexo).Consideraremos que cada uno de los tres productores tiene un reservoriointegrando los reservorios individuales. El horizonte temporal, considerando eltamano de los reservorios existentes, sera mensual de corto plazo conperiodos iguales en horas39. Tambien se tomara en cuenta los flujos maximos ymmimos de agua y volumenes disponibles en los embalses expresados enunidades de energia, tanto por restricciones tecnicas como por necesidades deirrigation. Considerando el enfoque adoptado; el problema a estudiar se puedeexpresar de la forma siguiente:

Empresa 1

Maxj±pt(Qt)-q?t (6.1)q" i

*«• 0/L * 0» * 9/L Vr,/ = 1.....P (6.2)P = numero de periodos

q" > 0 Vf

(6-3)

el Langrangiano para la empresa 1

te&un -q5) + Slt(<l5 -^max)J

(6-4)

Aplicando las condiciones de Karush-Kuhn-Tucker (KKT)

rf +r" "^ "^ =0 w (6-5)dqlt

38 El grupo Estado estara conformado solo por ElectroPeru que tiene el 29.93% del mercado electrico y que suministraelectricidad mayormente a la zona central de mayor demanda (Lima), su componente termico es muy pequeno (0.53%)y esta desconcentrado (en Tumbes y Ucayali) por lo que Integra a la franja competitiva. El grupo Duke localizado en elnorte del pais y de mucho menor tamano (9% del mercado) que los otros dos grupos generadores, y que producepracticamente para su propio mercado local, no tiene posibilidad de comportamiento estrategico, por lo que seconsidera dentro de la franja competitiva. El indice HHI resulta mas de 1800.39 No se produce incertidumbre en la demanda y la hidrologfa, ni dependencia temporal de la dinamica de muy cortoplazo de las plantas termicas de la empresa 2.

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Empresa 2p

A/o*I>r(!2,)-?2, -CM,} (6.6)fe.«2/ ,

•*•'• An ^ 02? ^ ??max V/,/ = 1,...,P (6.7)

?2, ^ tflmax V/ (6.8)

^ , fe>0 V/

P

2>2=£? (6.9)/

<2, , produccion total en el mercado en el periodo t, y q2t = q^t + q^t

el Langrangiano para la empresa 2

(610)72,

Aplicando las condiciones KKT:

d - (6.11)

(6.12)

Franja Competitiva

Para la produccion de la franja competitiva de los pequenos generadores,aplicando el mismo metodo resulta que las condiciones de equilibrio, para laproduccion termica multiperiodo resultan:

dL ,„, , v , „ Vf (613)

y para la produccion hidraulica:

pt(Qt)+rft-sft-<rf=o v/ (6.14)

ademas, las restricciones y las condiciones de complementaridad:

13

- °> Yn (tffmin - <}" ) = ° ' = 1,2, / V/

> D A In" -r,H \ - f \0 / W^ (°- '5)

donde:

Pt(Qt} = funcion inversa de demanda en el periodo t.2

(?/ = ZiCL< + clft + <lwt ~ produccion total de las empresas 1 y 2 y la franjai=i

cornpetitiva, en el periodo t.chmt ~ produccion hidroelectrica de las empresas sin embalses (centrales depasada), en el periodo t. En el caso peruano se presenta tambien este tipo degeneration.

q-tr = produccion hidroelectrica de la empresa /, en el periodo t.

qlt = produccion termoelectrica de la empresa 2, en el periodo t.

qlft - produccion termoelectrica de la franja cornpetitiva, en el periodo t.

C2(q\t) - funcion de los costos totales de las plantas termicas de la empresa 2,en el perfodo t.

Cj-(qji) = funcion de los costos totales de las plantas termicas de la franja

cornpetitiva, en el periodo t.

tf/max ~ rnaxima produccion hidroelectrica de la empresa /, en el perfodo t.

limm = mfnima produccion hidroelectrica de la empresa /, en el perfodo t.

tffmax = maxima produccion termoelectrica de la empresa 2, en el perfodo t.

(j,H = maximo recurso hidroelectrico disponible de la empresa / durante todo elperfodo de estudio.

c2(qlt) - costos marginales de la empresa 2, en el periodo t.

Cf(q1ft} = costos marginales de la franja cornpetitiva, en el periodo t.

cr, = beneficio adicional de la empresa si una unidad adicional de agua seusara para la generacion, que se mantiene constante durante todo el tiempodebido al horizonte temporal de corto plazo40. Es el valor marginal del agua.o-f= valor marginal del agua de la franja cornpetitiva.

Vit'VffYit'Sit ~ multiplicadores de Lagrange para la maxima capacidadtermica, mfnima capacidad hidraulica, maxima capacidad hidraulica, todas

40 Bushnell (2003)

14

deben ser positives. Son los precios sombra', los costos de producir una unidadadicional cuando se alcanzan los Ifmites de produccion termica e hidraulica.f = periodos de tiempo de igual extension (t = 1,..., 6) en horas, dentro de unhorizonte de planificacion de un mes.

El conjunto de ecuaciones de equilibrio obtenido, se adaptan a la solucion porel metodo del Problema Complementario mixto (MCP).

Reordenando las expresiones (3.5), (3.11) y (3.12)

= Pt (Q< ) + ~- ' q" =<?!- 7]t + S}t Vt (6.5a)

g2t=c2(qT^ + ̂ l \/t (6. 11 a)

q» = °2~ T2t + S» Vf (6.1 2a)

Se observa que, la empresa 1 programa su produccion de modo que su ingresomarginal (IMn) iguale al costo marginal del agua (ajustado por los preciossombra) en cada perfodo. Este productor hidroelectrico podra ejercer poder demercado trasladando la produccion de periodos cuando la demanda es menoselastica a periodos cuando es mas elastica respecto al precio; es decir, dehoras de "demanda pico" a horas "fuera de pico . La empresa 2 distribuye elagua en el tiempo, de modo de igualar el costo marginal del agua (ajustado porlos precios sombra) con el coste de producir una unidad adicional de energiade la planta termica marginal (mas cara o menos eficiente); es decir, el uso deuna unidad adicional del agua incrementara los beneficios en el costo deproduccion ahorrado.

Cuando las restricciones maxima y minima de produccion hidroelectrica ytermica no son alcanzadas, tanto el costo marginal y el ingreso marginal esconstante e igual al valor marginal del agua durante todo el tiempo; y en el casode la empresa 2, esta tratara de asignar sus recursos de agua de modo deigualar su costo marginal (cuando ^ = 0) al valor marginal del agua que semantiene constante todo el tiempo.

*.

Para la franja competitiva, donde por definicion se asume que -^- = 0 , las

relaciones (3.13) y (3.14) pueden representarse equivalentemente:pt=cf(qTft)-vft Vt (6.13a)

Pt=af-rft+6ft Vt (6.14a)

como las empresas se comportan como tomadoras de precios, y no tienenpoder de mercado; la franja opera sus plantas termicas de modo que su costomarginal (ajustado) iguale al precio de mercado; similarmente fija su produccionhidroelectrica hasta que el costo marginal (ajustado) del agua sea igual alprecio del mercado.

41 Ver Bushneil (1998)

15

En los periodos en que no se alcanzan las restricciones, se obtiene unresultado interesante: el precio de mercado es igual al valor marginal del aguade la franja competitiva (af}\a condicion se podria mantener para todos losperiodos dependiendo del nivel de los flujos de agua. Esto contribuye a atenuarel poder de mercado.

6.2. Estimacion de los Parametros del Modelo

La Demanda del Mercado

Considerando que, el modelo es desarrollado para un horizonte de corto plazo(un mes), y que ademas, la forma de la curva de demanda se ha mantenidopracticamente igual en los ultimos anos42; los efectos aleatorios, sobretodohidrologicos, no son determinantes.

Definiendo la demanda, dentro del enfoque Borenstein y Bushnell (1999), comouna funcion general de demanda lineal:

D(pt) = At-B.Pt ,W,/ = 1,...,6 (6.16)la pendiente de la demanda se mantiene constante a traves de los periodos43 y,como la demanda en el SEIN es inelastica ya que la elasticidad-precioestimada es de s = -0.20 ̂ De la curva de duracion de carga para el mes denoviembre 200545, determinamos un punto de anclaje para t=1 (periodo dedemanda punta promedio) y su correspondiente costo marginal, que resultanDI = 3155.27 MW, pi = 106.22 $/MWh; para s= -0.20. Donde p es hallado de laestadistica de registros horarios del COES-SINAC.

La curva de duracion de carga46 se ha construido para el mes de noviembre del2005, estableciendose seis niveles de demanda correspondientes a losperiodos (t = 1,...,6) en que se ha dividido el mes, cada nivel se ha calculadocomo el promedio de las cargas cubiertas dentro de las horas del periodo. Ennuestro caso, se considera el nivel de demanda de punta (t = 1) y el precioigual al costo marginal promedio horario correspondiente; que conforman el parcantidad-precio que servira de punto de "anclaje" para la determinacion de losparametros At y B de la funcion de demanda. Los puntos de anclaje para losotros niveles de demanda se determinan similarmente, manteniendo p^ comoreferencia. Ver Figura 1 y Tabla 4.

Las curvas de demanda en funcion de la elasticidad-precio, e, y para losdiferentes periodos del mes de noviembre del 2005 se muestran en la Fig. 3., ylos datos en las Tablas 4.Se estiman valores de la elasticidad-precio algomayor y menor (valor absolute) a -0.20; estudiaremos el efecto de la elasticidaden el PM para valores s- -0.1, -0.15, -0.2 y -0.40, medidos en el punto deanclaje en las horas de demanda de punta.

42 GOES, Estadisticas 2003-200543 Ver Bushnell (2000), pag. 21. Arellano (2003), p. 18, reports que se obtienen resultados similares si se varia 6.44 Gallardo et al (2004), pags. 100 y 101.45 Si bien el nivel de maxima demanda anual se produce en el mes de diciembre, se ha seleccionado el mes previo,noviembre (que tiene el siguiente nivel de maxima demanda) y sobretodo porque es el mes que aun esta dentro delperiodo de estiaje (Ver GOES - Estadisticas de Operaciones 2005).46 El nivel de carga (demanda) por hora se ha incrementado tomando en cuenta eM % de reserva rotante.

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La Oferta

La construction de las funciones de costo marginal de cada empresa, se haefectuado mediante la agregacion de las funciones de costo marginal de cadaplanta de generation en cada empresa, considerando que estas mantienen uncosto marginal constante hasta su maxima capacidad efectiva de production47.Los costos marginales de las plantas han sido tornados de los datos reportadospor el operador del SEIN (GOES), estos estan reajustados tornando en cuentalas perdidas por transmision debido a la diferente ubicacion geografica entre losgeneradores y los consumidores. Tambien la capacidad de cada planta se hareajustado para considerar las perdidas por transmision48.

La grafica de la curva de oferta de la empresa 2, segun programacion paranoviembre 2005, se muestra en las figura 2.

Considerando que la curva de oferta no presenta escalones muy pronunciados,se hara una primera aproximacion; se ajustara a una forma:

c2(qT2t) = K2+m2qT2t V? (6.17)

La Oferta de la Franja

Observando la curva escalonada de la franja construida segun programacionde noviembre del 2005, esta se puede ajustar linealmente en dos partes, conun fndice de correlation 0.950 en su tramo mayor que es el de interes para elperiodo de maxima demanda (V. Fig. 3), resultando:

Vt (6.18)

Datos de Hidrologia en el SEIN

Los datos hidroelectricos se presentan incluyendo, entre otros, las restriccionestecnicas existentes en las actuales instalaciones, asi como disposicionesoficiales de protection contra inundaciones y de consumo publico (maximaproduction hidroelectrica) y fines agricolas (minima productionhidroelectrica)49. V. Tabla 5.

Si se considera a los productores hidroelectricos que no tienen embalses, esdecir, que producen obligatoria y permanentemente (centrales de pasada,must-run plants) para no verter el agua al no; cuya production se asumeconstante durante todos los perfodos e igual qMRt , V. Tabla 3. A partir de lafuncion de demanda (ec. 6.16) se construye la funcion de demanda residualD,.(pt) , segun Varian (1998), a la que enfrentarfan los productores Cournot y lafranja competitiva (con reservorios); o sea que

Dr (Pt ) = D(Pt ) - VMR, : 4W = constante V?

47 No se consideran los costos de arranque de las plantas.48Segun el GOES es, en promedio, 1.8%.49 Res. Ministerio de Agricultura N° 0149-98-AG

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y ademas, se debe mantener el equilibrio oferta-demanda, Dr = Q't ;considerando estas relaciones en la ecuacion (6.16), resulta

y la funcion inversa de demanda resulta

AL^MRL_QL (

' B B V

Cuando la Demanda es Maxima

Para la maxima demanda anual en el perfodo de estiaje (de junio a noviembre),que corresponde regularmente al mes de noviembre; podemos considerar que,la franja de pequenos productores tomadores de precios tienden a agotar suproduccion; es decir su produccion termica esta cerca al maximo50, qTft - g/max .

La produccion hidraulica de la franja, qnft , se distribuye de acuerdo a la relacion

dada por la ecuacion (6.14), considerando que la mayor parte del tiempo losproductores tratan de mantener el precio constante, asignando mas agua a losperlodos de mayor demanda, cortando asf los precios pico (peak shaving51)arbitrando intertemporalmente, teniendo en consideracion las restricciones delos flujos maximos y minimos en cada perfodo.

Lo anterior permite que la funcion de demanda residual resulte ser finalmenteD,.(pt) = D(Pt)-qMRt-qTft-qHft ,V/ (6.19)

donde qHft se distribuye de acuerdo al criterio "peak shaving" (Ver Fig. 4 y

Tablas 6).

Segun las ecuaciones siguientes, los productores estrategicos solo enfrentan ala Dr(Pt),

(118)D

(12a)

donde: A't =At- (qMRt + qTft + qHft ) VrQ't=D,.(pt) V/

y segun (6.15), las restricciones

50 Ver Bushnell (1998)51 Ver Bushnell (1998), Borenstein y Bushnell (1999)

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Lx - & * 0, V2r (02, - ̂ ) - 0 \/t

l" - <? £«» > 0, Yn(^ -q") - 0 / = 1,2 V/

- ? * 0. < - = ° * = ^

r H

La formulation inicial se transforma a un MCP (Mixed Complementary Problem)lineal. Este resultado cumple tambien con la condition de cuadratura .

6.3. Simulacion

Para la simulation del equilibrio de mercado resultante se han considerado dosescenarios: que existe un mercado competitive; y que las empresas Estado(ElectroPeru) y Endesa se comportan como un duopolio a la Cournot. Elprimero sirve de referencia (benchmark), y ambos escenarios se simulan parael mes de maxima demanda anual en epoca de estiaje (noviembre), usando lainformation tecnica correspondiente al mes de noviembre del 2005. Se Simulatambien el efecto de la elasticidad-precio de la demanda en la intensidad delpoder de mercado asumiendo s = - 0.10, - 0.15, - 0.20 y - 0.40. Se consideraademas que, la estrategia de maximo beneficio implica que los generadores nodeben alcanzar las restricciones de capacidad53. En la simulation y solution delos casos planteados, se ha empleado el software Matlab.

6.4. ResultadosPor razon de limite de espacio, solo se presentas los resultados mas notorios.Graficando los puntos de equilibrio-Nash para diferentes elasticidades-preciosde la demanda para los escenarios especificados para la simulation del modeloCournot-Nash, se ha obtenido los resultados siguientes:

• Las cantidades (production total) son menores en la competencia a laCournot que en el mercado competitivo, siendo la diferencia mayor para losperfodos de mayor demanda, y acercandose al nivel competitivo conformese avanza hacia los perfodos de menor demanda, Ver Figura 5.

• Los precios son mayores en el duopolio con respecto a la conditioncompetitiva; siendo la diferencia mayor en el perfodo de punta (t=1),reduciendose y llegando a acercarse al precio competitivo en el perfodo demenor demanda (t=6), V. Fig. 6.

• Se observa que la production hidraulica es mayor en los perfodos demenor demanda con respecto a la condition de competencia, que en losperfodos de mayor demanda, donde es menor esta production hidraulica;que esta relacionado con la magnitud de la elasticidad interperiodo (si) dela demanda (V. Fig.5); lo que indica que mayor es el incentive de lasempresas dominantes de ejercer PM con la estrategia de trasladar laproduction hidroelectrica de un periodo de menor elasticidad a otro conmayor elasticidad de la demanda.

52 (n + 1 )(5P + 1) - 43 = 50. El numero de variables primales y duales se reduce notoriamente53 Ver Bompard et al (2006a)

19

• La diferencia en la production termica de la empresa 2 se mantienepracticamente constante aplicando el withholding en aumento conforme lademanda es menos elastica, V. Fig. 5.

• La elasticidad-precio de la demanda (s) incide en la production total que sereduce conforme s es menor (en valor absolute); mientras que los preciospor el contrario suben mas cuando la demanda es menos elastica. VerFigs. 5 y 6.

• Otro resultado interesante se observa para la production en la competenciaa la Cournot, el valor marginal del agua para la empresa 1 se tornanegative cuando la demanda es mas inelastica, los precios son mas altos ybaja el consume de electricidad; lo que significa que, debido a la estrategiaintertemporal de esta empresa de production puramente hidroelectrica,resulta de mayor beneficio verter el agua sobrante al no (o utilizarla parafines de riego) debido al withholding de la production hidroelectrica.Ademas, el valor marginal del agua aumenta o disminuye en funcion delincremento o disminucion de la elasticidad de la demanda.

VII. EFECTO DE LA CONGESTION EN LA COMPETENCIA. PODER DEMERCADO LOCAL54

En el capitulo VI se determine que el MeP se comporta come un duopolioconformado por la empresa 1 (Endesa) con generacion hidrotermica distribuidaen diferentes barras de la red de transmision principal (de 220Kv), y la empresa2 (ElectroPeru) con generation hidroelectrica55, como se puede observar en laFig. 1 del Anexo C. Para representar estas caractensticas del MeP, haremosuso de los datos y resultados obtenidos en el capitulo previo. Por convenienciadel modelado, denominamos en este capitulo, empresa 1 a la empresahidrotermica hegemonica (Endesa), y empresa 2 a la empresa hidroelectricamayor (Electroperu).

Empresa 1

La empresa 1 (Endesa) es propietaria de un conjunto de generadorestermoelectricos y generadores nidroelectricos localizados en diferentes barrasde la red de transmision principal, por lo que adoptaremos el modelomonopolico para esta empresa. La red del SEIN representada en la Fig. 7 delAnexo, se puede reducir a una red equivalente representada en la Fig. 8, comose explicara a continuation.

La zona Balnearies se puede representar como un generador y una cargaconectados a la barra 2 (San Juan 220Kv) de la Fig. 7 del Anexo; el generadores hidroelectrico y comprende a las centrales hidroelectricas (CCHE) deCallahuanca, Moyopampa y Huampanf (la central termica de Santa Rosa Viejaes de emergencia; pero se considera), los llamaremos generadores pH y pr- Enla barra 7 (Callahuanca 220Kv), estan acopladas la CCHE de Matucana yCallahuanca (una unidad) y las llamaremos PH, la central termica de Ventanilla

54 El modelado fue presentado en la Primera Escuela Franco Latinoamericana de Optimizaci6n Energetica,Argentina,abril 2007,y la Simulation y resultados en el VIII International Seminar on Optimization, IMCA-UNI, oct. 2007. Verademas en Referencias Luyo (Nov. 2008).55 Centrales de generacion Mantaro y Restitution acopiadas a la misma barra Campo Armino 220 Kv.

20

esta acoplada a la barra 9 (Ventanilla 220Kv) y la llamaremos pT; y en la barra1 (Santa Rosa 220Kv) estan acopladas la central termica de Santa Rosa Nuevay la central hidroelectrica de Huinco, y las llamaremos pT y PH. Y tambien lasCCHE de Chimay y de Yanango estan conectadas a la barra 5 (Pachachaca220Kv) y se representaran como una CHE equivalente.

Al analizar la red del SEIN (Fig.7) y verificar los datos tecnicos (Tabla 10) de laslineas que unen las barras 1, 2, 8 y 9 de la zona Lima-Callao, tienen distanciascortas y ademas tienen circuitos en paralelo (que reduce aun mas la distanciaen un 50% aprox.); y que para fines del estudio, estas se pueden concentrar enla barra 1 (Santa Rosa 220Kv). Esto permitira representar en la barra 1, toda lageneracion hidraulica y la generacion termica de la empresa 1, excepto lageneracion hidraulica de la CCHE de Matucana, Chimay y Yanango que por sulocalizacion alejada de la barra 1, se representaran conectadas a las barrasCallahuanca 220Kv y Pachachaca 220Kv. Asi mismo se podra representar masadecuadamente el comportamiento de la carga (demanda) mayor del MePlocalizada en Lima. Como resultado se tiene finalmente !a red del SEINequivalente de la Fig.8 del anexo, adquiriendo los generadores y Ifneasequivalentes la nueva numeracion de la red equivalente. Ademas la zona Lima-Callao se comporta actualmente en un alto porcentaje de horas al ano como unmercado aislado debido a la congestion de las lineas de transmision Lima-Chimbote y Mantaro-Socabaya56.

Considerando que es el caso de un solo propietario de un conjunto degeneradores, el maximo beneficio para la empresa 1 es

max Sl -Pm-Pn

p'l,p'Ht,p'Tt,a',AG.l,B': vectores y matriz que no incluyen la segunda y tercera

fila de pt,pHt,pTt, AGt, a y B ya que p2f = 0 y p3t no pertenece a la empresa

157.

s.a. J(pt-qt}^f™

J(pt-1t)^-fmax

P'T, - /4maX

/ .- i maxPut - PH

pXT"1 i not

t=i

ademas,

p, q: vectores Gx1 y Dx1, de generacion, y de demanda; G es el numero degeneradores, y D el numero de cargas.f max: vector de los flujos Ifmite en las lineas, MW.

6 Estadistico de Operaciones 2006-Operacion del Sistema de Transmision, COES-SINAC.7 Pi - [Pu, P2(, P3i, Psf, Pei]T, PHI ~ [Ptm, Pmt, Pmt, PHSI, Pnst] , PTI = [p™, Pnt, Pnt, P?5(, PTBI]

21

x. vector de capacidad maxima en los generadores, MW.pmin: vector de capacidad minima en los generadores, MW.lg, la: vectores fila identidad, con un numero de elementos igual a generadoresy cargasJ: matriz de transferencia de redyN: precio en el nodo de referenda.

/I: vector de precios nodales; AG, en barras de generation; fa, en barras decarga.ju+,ju~: vectores de variables duales, de restricciones de flujo en las lineas en elsentido positive y en el negative.CD +, a)+: vectores de variables duales, de restricciones de capacidad maximo ymfnimo en los generadores.B, H: matrices diagonales con elementos bj, y hj, correspondientes a la

production y la demanda.

la funcion lagrangiana es

aplicando las condiciones KKT

J': es la matriz J sin la segunda y tercera columna.a',(o'Ht,rg'. vectores cr,caHt,Ig, sin el segundo y tercer elemento.

(7.1)

= B'.p'Tl +a' + v'Tl + J'r.^-^- r (7.2)

Seguiremos la numeracion definida para las barras y lineas de la Fig. 8 delAnexo; tanto los generadores como las cargas acopladas a una determinadabarra, tendran la numeracion de la barra para cada caso.

Se tiene entonces que: pt - pHt + pTt , y

22

entonces58,PitPst

.P6t.

=

PHU + Pr\t

Past

PH6t

de la ecuacion (7.1), se tiene que

r,T +J . -

'T

(7.3)

y de la ecuacion (7.2),

/iir — 0, .pT},

Empresa 2

J1 n'V* (7.4)

TJ : primera columna de J'

La empresa 2 (ElectroPeru) es propietaria de las CCHE de mayor capacidad enel SEIN, Mantaro y Restitution, las cuales inyectan la energfa electricaproducida en la barra 3 (Campo Armirio 220KV).La optimizacion del beneficio de la empresa 2 esta expresada por

PHI, t=i

. precio en la barra de generation 3.

s.a. J(pt-qt)<fma

J(pt-qt)>-f

(4.31)

Pm

,Vt

,\/t

' j't=\ ntot

n ~ PHI,

ademas, Pit = PHlt><lt > 0 -

el lagrangiano de este sistema es

-J(pt ~qt)]

aplicando las condiciones de KKT

58 p't ademas no incluye el elemento cero correspondiente a la barra 2 de pasada. J' no incluye tambien la segunda

columna y A.Q't = [/In, ^s/, /ta]r, S' = 61, a'= 81.

23

JH: tercera columns de J

^ =g3 +^3, +JTH^-^)- r P™ JT (7.5)V# Jd

ademas;

43r =[A\t>&it>&jt>^t\ y Pt -[P\t'PH3t>Pu5t>Pa6t\s precios en todas las barras de generation estan vinculados al precio yN, de

la barra de referenda, el cual se define en funcion de lg. pt, es decir, de laproduction total; y esta vinculada por las restricciones de las lineas detransmision. Esto permite la interaction estrategica (juego) entre las empresas1 y 2, cuando hay congestion en la transmision.

Restricciones de Complementaridad

De la representation de flujo de potencia del SEIN (Ver Fig.8) y segunestadisticas del GOES, se puede producir congestion en la linea 1-4(Pomacocha - San Juan 220Kv); y que ademas tiene flujo negative (sale de labarra 4 y llega a barra 1). Por lo que la restriction de congestion en la linearesulta:

0</ / - ( , j2(A_^) + /iT=0 ,w (7.6)

J2, segunda fila de JAdemas, por las mismas consideraciones adoptadas en el subcapitulo 3.5,

tot*H\

t=\r lo tanto, las restricciones de complementaridad resultan lineales.

La expresion (7.6) relaciona la maxima capacidad de transmision de la linea 1-4con la demanda.

Estimacion de Parametros

En la estimation de los parametros del modelo para el caso del mercadoelectrico peruano (MeP) tomaremos los datos tecnicos proporcionados porOsinerg, GOES, ElectroPeru y Endesa principalmente.

La Red de Transmision Principal

En el trabajo in extenso se han desarrollado las expresiones analiticas quedefinen el flujo de potencia DC en las lineas de la red de transmision principal

24

(a 220Kv), que consideran las interconexiones electricas de las lineas detransmision que definen la operacion real de acuerdo a las leyes de la Ffsica, yque estan representados por la matriz J (matriz de transferencia de la red). Conlos datos de las lineas de transmision (V. Tabla 10), la distribution y directionde los flujos de potencia segun la topologia de la red de transmision principal,se calcula la matriz de transferencia. V. Tabla 12 del anexo.

La demanda principal esta localizada en la barra 1 (Santa Rosa 220Kv);ademas, al observar la carga localizada en la barra 2 (Independencia 220Kv),de acuerdo al sentido de los flujos de potencia, es atendida por las dosempresas estrategicas; si se tiene en cuenta ademas que las perdidas en latransmision son despreciables.

La Oferta

La grafica de la curva de oferta de la empresa 1 (Endesa), para el mes demaxima demanda en periodo de estiaje (noviembre 2005), ajustadalinealmente, es igual a la determinada en el capitulo VI.

La demanda

La demanda que enfrentan los productores estrategicos es la demandaresidual, que varia entre el periodo de maxima demanda (demanda pico) y elperfodo de minima demanda (demanda base). En el capitulo VI se determine lademanda residual del SEIN, cuya expresion es:

Y para el flujo de potencia existente en el SEIN59, la funcion inversa dedemanda

pt = — 4" - — Q" ; Dr(pt) = Q"t (oferta igual a demanda)

A" = A't - pfxt , ptext = exportation de energia fuera de laregion central del SEIN

luego lDr = 1,, = elt + A, .q}, Vf (7.7)

eu =-A't', /*!=--B B

la demanda varfa con el tiempo.

7.1 Simulacion

Para la simulacion de los efectos de la restriction en el transporte deelectricidad en el comportamiento del mercado electrico al por mayor en laRegion Central del SEIN; se ha considerado que: existe un mercadooligopolico, y la congestion se produce en el mes de maxima demanda enepoca de estiaje (noviembre 2005). Se ha tornado como referencias(benchmarks), un escenario de competencia a la Cournot sin restricciones en la

59 ElectroPeru transmite energia al sur a partir de la barra Carnpo Armino 220Kv, y Endesa hacia el Norte en barraVentanilla 220Kv envia parte de su produccion termica en CC.TT. de Ventanilla. Esta transmision de energia electricase descuenta adicionalmente para hallar la Dr que enfrentan los generadores estrategicos, y que denominamos p,e*'que varia con el periodo de operacion.

25

red de transmision electrica, para lo cual se ha aplicado la metodologiadesarrollada para el diagnostics de PM, con s = -0.2, y otro de competenciaperfecta sin restricciones en la red cuando todas las barras (nodos) de la redtienen los mismos precios. Se asume que las cantidades de produccion estandadas; que se derivan de los resultados de la simulacion sin restricciones en latransmision, aplicando la metodologia del diagnostico de PM.

Se Simula congestion en la malla de la region Centro-Lima; variando el nivel derestriction (reduction en escalones de 25 MW la capacidad de transmision,,/j™", respecto a un maximo flujo de potencia) en la linea Pomacocha-SantaRosa 220Kv60 (V. Fig. 8), tambien se considera el efecto de exportacion fuerade la region (pext).

Tambien se Simula la posibilidad de manejo estrategico de la empresadominante (empresa 1) de sus plantas ubicadas en la barra 5 (Pachachaca220Kv) y la barra 6 (Callahuanca 220Kv) incrementando la produccion (+25MW) en cada una y reduciendo (-50 MW) en su planta de la barra 1produciendo congestion en la Ifnea 2 (Pomacocha San Juan 220KV).

Como la congestion en la transmision electrica generalmente se produce parael periodo de maxima demanda (t = 1), las simulaciones se ubican en esteperiodo. El modelo tiene un comportamiento estatico.

Los resultados del primer escenario sirven de datos de entrada para elescenario de congestion en la transmision y se asume que por las leyes deKirchoff los flujos de potencia se redistribuyen61, y que ademas la demanda esresponsiveness.

En las simulaciones se ha utilizado el software MatLab.

7.2 Resultados

Observando los resultados de las simulaciones se tiene que:

• Cuando la congestion en la linea 2 aumenta (se reduce su maximacapacidad de transmision) los precios en las barras (precios nodales)tambien crecen y son superiores a los precios competitivos y de Cournotsin congestion, cuando no hay exportacion de electricidad fuera de laregion Central (pext = 0). La empresa dominante 1 va incrementando suPM con precio superior a la otra empresa dominante (empresa 2). VerTabla 14 y Fig. 9.

• Al producirse exportacion (pext = 20 MW), se produce un comportamientosimilar at caso anterior, pero los niveles de los precios son ligeramentemenores, lo que refleja el efecto de que el nivel de la demanda se hareducido lo que ha permitido exportar. Y cuando la exportacion es alta(Pext = 50 MW) los precios siguen bajando, manteniendose la hegemoniade la empresa 1. VerTablas 14, y Fig. 10.

60 Estadistica de Operaciones COES-SINAC 2005, 2006.61 En los analisis de flujo de potencia en las lineas de transmision de los sistemas electricos de potencia (como elSEIN), la produccion de los generadores y las demandas (cargas electricas) estan dados. Ver Saadat (2002)

26

• Si el generador dominante 1 reduce su produccion (-50MW) y coordinaque sus plantas en las barras 5 y barra 6 aumenten su generation(+25MW cada una), se produce congestion en la linea 2 y suben losprecios en las barras aumentando su poder de mercado local. Ver Tabla15.

• Considerando los resultados obtenidos en el estudio de la congestion enla transmision; se puede afirmar que, un reforzamiento (upgrading) delas lineas de transmision ampliando su capacidad de transporte, permitemitigar el PM local, neutralizando el uso estrategico por la empresadominante 1 (Endesa) de sus plantas ubicadas en las barras 5 y 6 delSEIN.

VIII. MITIGACION DEL PODER DE MERCADO. CASO DEL MERCADOELECTRICO PERUANO62

Despues de la revision de la literatura referente a las medidas o acciones demitigation de PM en mercados de paises desarrollados y en via de desarrollo;se puede observer que, entre otras63'64, las que tienen mas difusion yaceptacion y factibles de aplicacion en Peru, son: el divestment (venta otransferencia de activos) y los contratos a largo plazo; por lo que daremosatencion a la aplicacion de estas acciones en el mercado spot mayorista degeneration peruano (MeP).

En el modelamiento del comportamiento del mercado electrico, se tendran encuenta los mismos supuestos considerados en el diagnostico de PM reportado.

8.1 Medida de Divestment. Caso Peruano.

Considerando las caracterfsticas del mercado mayorista peruano en elsegmento de generation, actualmente la empresa ElectroPeru tiene unaadministration estatal65. Observando que, una empresa publica a diferencia deuna empresa privada que busca el maximo beneficio empresarial, esta tiende acomportarse competitivamente, no estrategicamente, y mas bien, comotomadora de precios. Por lo que, en el primer caso se considerara lageneration conformada por la empresa 1 (ElectroPeru) pasa a ser depropiedad estatal, integrando la franja competitiva66, dentro del ambienteduopolico diagnosticado para el MeP, quedando la empresa 2 hidro-termicacomo la unica con un comportamiento estrategico (monopolico). La demandaresidual varia debido a que la produccion de los reservorios de la empresa 1 esdistribuida a lo largo de los periodos de acuerdo al metodo "peak shaving".

62 El modelado y simulacion de este problema fue presentado en mi ponencia "Poder de Mercado y Mitigacion enSistemas de Generacion Hidrotermica. Caso del Mercado Electrico Peruano" en el Encuentro Cientifico Internacional2008, CONCYTEC, Lima, 2 -4 enero 2008. Ademas ver publicacion en Referencias Luyo (Feb. 2008).63 Hogan (2001) explica que en la transicion a mercados competitivos se adoptan propuestas de mitigacion de PMcomo: regulacion por costo de servicio, divestment, contratos forward, precios tope, subastas y otras variaciones.64 Gilbert et al (2002) en un analisis teorico del caso de capacidad de transmision restringida, subastandose laasignacion de derechos de capacidad de transmision a los generadores mediante contratos de transmision a preciosuniformes y arbitrados perfectamente se puede se puede mitigar el poder de mercado; pero si se asigna mediantecontratos subastados a los precios ofertados (pay as bid), mas bien se puede aumentar el poder de mercado sobretodoen las redes malladas.65 ElectroPeru es una empresa estatal de derecho privado (Fondo Consolidado de Reserves Provisionales - D.L.N"19990).56 Esta accion es implementada al asignar la administracion a cargo del operador independiente, en el Peru es elGOES.

27

Dentro del enfoque y metodologia aplicados para el diagnostico de PM, laformulation para el divestment resulta:

s.a.

yq", = 4?£_i i a 12.t

Qt, production total en el mercado en el periodo t

el Langrangiano para la empresa 2

aplicando las condiciones KKTdL _ dp, T _

dL ,^. dp,

IM2t = pt(Qt) +

= P,(Qt) + j^-cl2t=fr2-:

similarmente, para la franja competitiva

las restricciones y las condiciones de complementaridad son las de (6.15) para/ = 2, f, la demanda residual resulta

Otra posibilidad de divestment, considerando que no es viable en el medianoplazo la privatizacion de la empresa 1 , es la separacion y venta de las plantastermicas de generacion de la empresa 2 a un tercer agente (empresa 3).Manteniendo la empresa 1 un comportamiento no estrategico, el mercado estarepresentado en la forma siguiente:

Empresa 2

92,

28

a _7.H2IX =*

Empresa 3

S 3. y3 -y3max

aplicando las condiciones KKT

<//3, (?[, - ̂ ) = 0; 72. (ll - <7 Jnun ) = Oj <?2, (<?£ ~ ̂ max ) = 0;

la franja competitiva y la demanda residual son las mismas del caso anterior.Se produce una competencia a ia Cournot, con una gran franja hidraulica.

8.2 Medida de Contratacion. Caso Peruano

Despues del repaso de los diferentes estudios teoricos y analisis empfricos delas medidas o acciones orientadas a reducir el poder de mercado en elsegmento de generacion electrica en paises desarrollados y en via dedesarrollo; para el estudio del efecto de la contratacion de cierta cantidad yprecio de la energfa en un mercado electrico, en el modelado se consideran lascaracteristicas relevantes del MeP.

En el MeP, como en otros mercados, los contratos son privados y firmadosantes (forward contracts) que el mercado spot opere. Asumiremos que losgeneradores se comprometen a vender a los distribuidores (o consumidores)una cantidad (*r) a un precio acordado (strike price, S); y los contratos sonbilaterales y dan cobertura a ambos contratantes (contract for diferrences. Hunt(2002)), el generador (distribuidor) es compensado cuando la diferencia entre elprecio acordado y el precio spot es positiva (negativa). Para el MeP laformulacion resulta:Empresa 1

S o J i m in J-\t Ji 1 m ax ' *" * * *. d.

tEmpresa 2

p•S2t

t

s.a. n * ,...,

29

?2/

aplicando las condiciones KKT, y considerando que para el maximo beneficiono existen restricciones de capacidad en los generadores, se tiene que

-*, =0 V*

-c2(qT2t) = 0 \/t

-a2=Q Vf

el ingreso por contratos, /L"'i", no interviene ya que ha sido determinadoexogenamente; luego

7MU = a, \/t

a2 \/t

los ingresos marginales, IMn y IM2t, son menores debido a que la cantidadvertida en el mercado spot es menor en la cantidad contratada. Estasempresas estrategicas enfrentaran a la demanda residual.

8.3 Simulacion

En la simulacion de las medidas de divestment, se consideran dos escenarios:a) la empresa 1 se comporta competitivamente y la empresa 2monopolicamente; b) la empresa 1 es competitiva y la divestiture de la empresa2 surgiendo la empresa 3. Se tomaran como referencias (benchmarks) loscasos de mercado competitivo y de competencia a la Cournot estudiados en elcapftulo VI. En el estudio se asumira una elasticidad demanda de -0.267.

Para las medidas de contratacion, considerando que la cantidad contratada noes constante a lo largo de un mes, tiene un rango muy amplio en cantidades yperiodos de cumplimiento, y las estadisticas registran volumenes anuales sinmayor detalle debido, entre otros, a la privacidad del acto contractual; por lo

que, para la simulacion adoptaremos valores para K" como el porcentaje de laproduction de la empresa en condiciones competitivas (0%, 50%, 75% y 100%)con una demanda con elasticidad-precio esperada de -0.2. En la literaturacientffica referida asi como en las conclusiones de los capftulos previos, seobserva que mientras se va reduciendo el PM el comportamiento del mercadoelectrico se va aproximando al comportamiento perfectamente competitivo; porlo que tomaremos como referenda (benchmark) el caso competitivo (para e = -0.2) estudiado en el capitulo VI.

Finalmente, se ha simulado la aplicacion de la medida de contratacion al caso(a) de divestment ya que representa el comportamiento menos competitivo. Loque representa la aplicacion simultanea de dos medidas de mitigation de PM.

' Segun estudio reportado para el mercado peruano por Gallardo et al (2004)

30

En la simulacion de las medidas de mitigation del PM en el MeP se ha usado elsoftware Matlab, y la information tecnica de base correspondiente al mes denoviembre del 2005 usada en las simulaciones del Capitulo VI.

8.4 Resultados

En el anexo se presentan los resultados de la simulacion de los diferentesescenarios de las medidas de divestment aplicadas en el MeP. Se puedeobservar que, en el caso de divestment de la empresa 1 (Caso a) la empresa 2hace uso de su poder monopolico tanto en los penodos de mayor demanda,donde los precios se acercan al comportamiento a la Cournot, como en elperiodo de menor demanda, donde hace prevalecer el uso monopolico de sugeneration termica y de la generation hidraulica, elevando los precios arriba delos de competencia duopolica; a traves de la retention (withholding) de laproduction termica como hidraulica. Ver Figs. 11, 12 del Anexo. Este casorepresenta la situation actual en el mercado electrico peruano al desregularsecompletamente el mercado spot mayorista.

En el caso b) de divestment de las empresas 1 y 2; se tiene como resultadouna reduction del PM de la empresa 2 que se refleja en menores precios delmercado durante todos los periodos de operation (Ver Fig. 11); notandose quela empresa 3 ejerce withholding de su production termica pero con menorinfluencia que cuando se usaba estrategicamente con la planta hidraulicapertenecientes a la empresa 2. Se reduce el PM de la empresa 2.

En la simulacion de aplicacion de la medida de contratos entre generadores ydistribuidores, se observa que, cuanto mayor es el porcentaje de contratos elcomportamiento en el mercado se acerca a la competencia perfecta. Losresultados indican que, cuando no hay contratos (0%) se reproduce el caso decomportamiento Cournot con completa desregulacion; y cuando la productiones completamente contratada (100%) a priori, en el mercado spot puederesultar en un comportamiento de comprador neto, ya que la production es unavariable endogena que no se puede predecir con exactitud en el momento derealizarse el contrato, ya que el nivel de contratacion se define por la cantidad(%) contratada que esta dada en funcion de una proyeccion de la demanda, loque puede manifestarse en la operation real con un precio incluso menor al decompetencia perfecta. Cuando sube el % de contratos, la production hidraulicatotal aumenta en los perfodos de mayor demanda y disminuye en bajademanda desapareciendo practicamente el comportamiento estrategico; ysimilarmente en la production termoelectrica, eliminandose practicamente al100% de contratacion. Ver Figs. 13, 14, 15.

Finalmente, se Simula la aplicacion de la medida de contratacion al caso a) dedivestment, resulta que el PM de la empresa 2 se va reduciendo mientras elporcentaje de contratos aumenta. Ver Figs. 16, 17. Se observa que la medidade contratacion puede resultar mas eficaz que la de divestment, por su mayorviabilidad de aplicacion.

31

CONCLUSIONES

Conclusiones Generales

• En esta Tesis se desarrolla un marco analitico para el diagnostico ymitigacion del poder de mercado en los mercados de electricidad degeneration hidro-termica, adaptable a las caracteristicas existentes en lospaises en via de desarrollo, en particular en el Peru.

• Se modela y Simula el mercado electrico peruano desreguladocompletamente en el segmento de generation, diagnosticandose elpotential manejo intertemporal estrategico de los recursos hidricos por lasdos empresas dominantes, y se demuestra la adoption de medidasefectivas de mitigacion del poder de mercado como el divestment, loscontratos forward, y el upgrading de la transmision electrica en el mercadode la region central del pais.

• Se desarrollan nuevos modelos para el estudio de la congestion de latransmision electrica en sistemas de generation electrica de fuente hidro-termica, y se aplican al estudio del mercado de electricidad peruano, quepermiten analizar los efectos de la congestion en la competencia y tambiendiagnosticar poder de mercado local de la empresa dominante ubicadacerca de la mayor carga (demanda) de Lima capital.

• Considerando que el problema objeto de la investigation, aun no ha sidoestudiado en el pais dentro de la complejidad que implica incluir lascaracteristicas distintivas del mercado electrico peruano y que ademas todomercado electrico, incluyendo su plataforma fisica que es el sistema detransmision electrica de muy alto voltaje, es diferente en cada pais; elpresente trabajo de investigation significa un aporte cientffico adicional aldesarrollo de un mercado competitivo y eficiente en el Peru.

Respecto al Diagnostico de Poder de Mercado, se concluye que:

1. En el presente trabajo se confirma la hipotesis de que, si se liberaliza (sedesregula completamente) el mercado electrico spot al por mayor en Peruse produciran practicas anticompetitivas, elevandose los precios conrespecto a un comportamiento competitivo. Asi mismo, se demuestra quelas empresas dominantes aplican las estrategias de retention de laproduction termoelectrica y del manejo intertemporal de la capacidad enlos embalses hidroelectricos; siendo estas mas notorias cuando mayor esla demanda del mercado y tambien cuando es mas inelastica.

2. La empresa Endesa mantiene su production termica fuera de lacompetencia en el mercado, reteniendo su production y manteniendolapracticamente constante a lo largo de los periodos, y ademas la menorelasticidad de la demanda acentua esta practica anticompetitiva.

3. Las empresas ElectroPeru y Endesa utilizan la estrategia de manejointertemporal de la capacidad de los embalses, lo que tambien influye en laelevation de los precios respecto a la situation del mercado competitivo;que esta relacionada con los periodos de menor elasticidad interperiodo dela demanda siendo mayor el incentive de las empresas dominantes deejercer poder de mercado.

32

4. El valor marginal del agua aumenta conforme la demanda es mas elastica;para todas las empresas con embalses y para todos los escenarios.

5. El modelo dinamico de duopolio, disenado para el mercado electricoperuano, resuelto aplicando la metodologia del Problema deComplementaridad Mixta para obtener los puntos de equilibrio Cournot-Nash; tiene un comportamiento satisfactorio en las simulaciones realizadascon los datos tecnicos reales del SEIN.

6. En terminos generales, podemos concluir que, el mercado electrico spot alpor mayor en Peru se comporta como un duopolio con fuerte poder demercado, cuando se produce la liberalization total; recomendandose quese incentive mayor respuesta de la demanda (responsiveness) mediantepoliticas publicas que permitan una mayor y mejor informacion al usuariofinal sobre el comportamiento real de los precios de la electricidad,principalmente en los periodos de mayor demanda. Este trabajo permitira alOsinergmin tener una referenda cientifica para regular y fiscalizar laspoliticas anticompetitivas en el mercado electrico peruano.

Respecto a los efectos de la congestion en la competencia, se concluye que:

7. Se han desarrollado modelos generales, para mercados electricosmonopolicos, oligopolicos, y competitivos, con generacion hidro-termicaque incluye la red electrica, lo que ha posibilitado el modelado y simulaciondel mercado electrico peruano (MeP) que incluye la red que conecta aproductores y consumidores ubicados en las diferentes barras donde seefectua la entrega y retire de la energia electrica dentro de un gran espacioterritorial (la region central del SEIN);

8. Se confirma que la reduccion o elimination de la congestion en latransmision mejora la competencia, traduciendose en la reduccion de losprecios de electricidad, que ademas mitiga el poder de mercado local delgenerador dominante localizado en uno de los extremos de la linea, comoes el caso del estudio realizado de congestion en una linea (Pomacocha -San Juan 220Kv) en el MeP;

9. Al simular el efecto de exportacion de electricidad fuera de la region centraltambien se produce un comportamiento similar cuando hay congestion perolos niveles de precios van disminuyendo cuanto mayor es el nivel deexportacion;

10. Se comprueba que la empresa dominante (Endesa) con una planta hidro-termica en la barra en el extremo de la linea (Pomacocha-San Juan 220Kv)perteneciente a la carga (demanda) de Lima capital, y otras dos plantashidroelectricas en las barras (de Callahuanca y Pachachaca 220Kv) puedehacer uso estrategico de su PM local. Esta empresa, cuya mayorproduction esta acoplada a la barra de Lima, determine el precio de laelectricidad en esta la region central del pafs, y que de adoptarse comoprecio de referencia para proyectar los precios en las demas barras delSEIN, tambien afectaria a los consumidores de las demas regiones delpais.

Con relation a la Mitigation del Poder de Mercado, despues del estudiorealizado se puede establecer que:

33

11. Los modelos desarrollados permiten estudiar los efectos de las dosmedidas de mitigacion ensayadas, en un mercado oligopolico y congeneracion hidro-termica de electricidad.

12.AI estudiar el comportamiento del MeP con la aplicacion de una medida dedivestment (cambio de propiedad privada a publica) de la empresahidroelectrica mayor debiendo operar competitivamente: la otra empresadominante, privada con generacion hidro-electrica resulta comportandosemonopolicamente. Este caso representa la situation actual del MeP si elmercado spot es desregulado, produciendose una notable elevacion delprecio de la electricidad. La medida de mitigacion para este caso es laaplicacion al mayor porcentaje de contratacion posible, lo que posibilitareducir la volatilidad de precios. Otra medida de mitigacion, peropolfticamente menos viable, es la aplicacion de una medida regulatoria queobligue a esta empresa dominante a que venda o transfiera sus activos(divestment) de generacion termo-electrica a otra empresa.

13. La aplicacion conjunta de las medidas o politicas de divestment y decontratos a largo plazo, produce una mayor mejora de la competencia en elMeP que en caso de aplicacion aislada de cualquiera de estas medidas. Laparticipation de la empresa hidroelectrica de propiedad del Estado tiene unefecto mitigador del poder de mercado al comportarse como tomadora deprecios, pudiendo tener un efecto beneficioso adicional para el mercado sicompitiera con una unidad termoelectrica de magnitud similar a la que tieneEndesa, y con tecnologia moderna y eficiente.

14. De los resultados del estudio de los efectos de la congestion en la Ifnea(Pomacocha-San Juan 220Kv) que transporta electricidad hacia Limacapital, se ha observado que el reforzamiento o ampliation de capacidadde la linea tambien es una medida que permite mitigar el poder de mercadolocal de la empresa privada hidro-termica dominante en el MeP.

POSIBILIDADES DE APLICACION EN LA PRACTICA PROFESIONAL

Con los resultados obtenidos se ha logrado el proposito del trabajo deinvestigation realizado y podemos establecer que:

• El marco analftico desarrollado ha demostrado su utilidad despues de suaplicacion a las caracterfsticas propias y distintivas del mercado electricoperuano. El conjunto de modelos matematicos que representan consuficiencia el comportamiento de los agentes en el MeP y es adaptable acualquier nuevo escenario hidro-termico y cambio del la estructura fisicaen el SEIN y estructura empresarial; asi como la metodologia deSimulation es general y aplicable al estudio de la competencia y losefectos de la adoption de medidas de mitigacion del PM en un mercadomayorista de electricidad con generacion hidro-termica a nivel global,regional y local.

• Puede aplicarse para dirimir las controversias entre empresas electricasde generacion y entre estas y el regulador, que se presentan en el MePspot de transferencias , asi como para estimar el precio tope (price cap)en el mercado peruano de subastas de contratos forward para elmercado regulado que incentive nuevas inversiones en generacion.

34

REFERENCIAS

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Trabajo N° 187, Centra de Economfa Aplicada, Universidad de ChileAbril 2004.

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ANEXO.

3500.00

3000.00

0.00

FIGURAS. Diagnostico de Poder de Mercado

Fig. 1: Curva de Duracion de Carga - Noviembre 2005

120 240 360

Duracion (horas)480 600 720

35 o

Fig. 2 Curva de Oferta. Endesa. Noviembre 2005

100 200 300 400 500

Potencia Efectiva Acumulada (MW)600 700 800

2000

1800

1600-

.JS 1400

'

Fia. 3: Curva de Oferta. Frania. Noviembre 2005

[19.456 + 0.0233^ para Q<qTf <251.024MW

400

?o n

00 -I-

para 251.024<qTf <738623MW

200 300 400 500 600

Potencia Efectiva Acumulada (MWt

Fig. 4. Curvas de Demanda Residual. Noviembre 2005

Curva de Demanda Residual, r, = -0.2

P, = -0.1683*Dr, 1-388.06P2 = -0.1683*Dr, + 372.87

P, = -O.1683"Dr3 +• 382.03P4 = -O-1683-Dr,, + 332.OS

297.72P3 = -O.1683*DrR + 267.61

1000 1500

Demanda (MW)

Fig. 5. PRODUCCION (MW)

Periodo

PC £ = -0.4PCs = -0.1

PC: Precio CompetitiveCournot: Competencia a la Cournot;:: Elasticidad- precio de la demanda

Cournot E = -0.4Cournot s = -0.1

25O.OOOO i

200.0000

Fig. 6. Precios. Noviembre 2OO5

Cournot, & = -O.4 -

Periodo

TABLAS. Diagnostico de Poder de Mercado

1. Potencia Efectiva y produccion de Energia por gruposempresariales mayores. Ano 2005.

Emprcsa

Gcncradora

ESTADOI/1)

ENDESA (12)

DUKE ENERGY (/3)

OTROS (W)

Total SEIN

Potencia Efectiva

MW

1506,3

1425,9

508.9

1028,6

4469,7

°/0

33,7%

31,9%

1 1 ,4%

23,0%

100,0%

Produccion de

Energia 2OO5

GWh

9357,5

7054,9

2086,2

4502,9

23001 ,5

%

40,7%

30,7%

9,0%

19,6%

100,0%

(/1) Electroperu, Egasa, San Gaban, Egensa y Egesur(12) Edegel, Eepsa y Eievensa(/3) Egenor(14) Enersur, EleclroAndes, Termoselva, Shougesa, Cahua - CNP y Minera Corona

Fuente: GOES - Estadisticas del ano 2005

2. Produccion de Energia por Grupos Empresariales de Generacion (2005), GWhEmpresaElectroPeru (Empresa 1)Endesa (Empresa 2)

Otros (Franja)

TOTAL

Termica

2,808.703,091.945,900.64

Hidro6,790.914,246.226,093.71

17,130.84

% Termica0.00%

39.81%33.66%25.62%

% Hidro100.00%60.19%66.34%74.38%

Total6,790.917,054.929,185.65

23,031.48

% Total29.49%30.63%39.88%

100.00%Fuente:Estadisticas de Operaciones 2005.COES-SINAC.Osinergmin

3. Capacidad de embalses por Grupos Empresariales de Generacion (2005), MW

EmpresaElectroPeru (Empresa 1)

Endesa (Empresa 2)

Otros (Franja)

TOTAL

Termica

686,572999,590

1,686,162

HidroEmbalses

865,842545,857407,141

1,818,840

Hidro dePasada

193,497772,235965,732

HidroSubtotal

865,842739,354

1,179,3762,784,572

Total865,842

1 ,425,9262,178,9664,470,734

% Total19.37%31.89%48.74%

100.00%Fuente:Estadisticas de Operaciones 2005.COES-SINAC.Osinergmin

4. Estimacion de la demanda. Noviembre 2005 8 = -0.2

nivel

t123456

#

Horas120120120120120

120

DemandaVinculada

Dt(MW)3155.272993.922896.772718.702490.942335.82

PrecioVinculante

Pt ($/MWh)106.22106.22106.22106.22106.22106.22

At

3786.323624.973527.823349.753121.992966.87

B

5.945.945.945.945.945.94

et-0.200-0.211-0.218-0.232-0.253-0.270

5. Capacidad Hidroelectrica - Empresas con Embalses (MW). Noviembre 2005

Estado (Empresa 1)FranjaEndesa (Empresa 2)

rfn <MW)

323.79104.4064.52

rf« (MW)

858.70424.65527.18

t[H (GWh-mes)

497.27213.85235.82

Fuente: Estadisticas de Operaciones 2005.COES-SINAC.Osinergmin

e.Estimacion de la Demanda Residual. Noviembre 2005 8 = -0.2

Periodo

t123456

peak shaving

qH«378307

274.25274.25274.25274.25

Capacidad de lasCentrales de Pasada

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

CapacidadTermica - Franja

qTf459459459459459459

At3786.323624.973527.823349.753121.992966.87

Suma q1480.751409.75

1377137713771377

A1,2305.5742215.2242150.8241972.7541744.9941589.874

7. Caso Base. Produccion. Mercado Competitivo (PC). Noviembre 2005 e = -0.2

t123456

qitH843.706777.658738.036652.591536.099458.604

q2tH458.494403.642371.464304.209218.401166.196

qtH1302.21181.31109.5956.8754.5624.8

q/000000

QaT559.3559.3559.3559.3559.3559.3

q/559.3559.3559.3559.3559.3559.3

q/459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

qnH373

332.6307.2281.8256.4231

Q, (MW)3337.253175.953078.752900.652672.952517.85

8. Produccion. Equilibrio de Cournot-Nash. Noviembre 2005 e = -0.2

t123456

q1tH795.3306755.0139731.0972680.2072612.7539569.5139

q2tH432.206391.889367.972317.082249.629206.389

qtH1227.541146.91099.07997.289862.383775.903

qnT000000

q2tT257.648257.648257.648257.648257.648257.648

qtT257.648257.648257.648257.648257.648257.648

q«T'459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

q«H373

332.6307.2281.8256.4231

Q, (MW)2960.932839.92766.672639.492479.182367.3

9. Precios de Equilibrio Cournot-Nash y del Mercado Competitivo 8 = -0.2

t123

45

6

Equilibrio Cournot-Nash

015.06045.06045.06045.06045.06045.0604

a2

22.817522.817522.817522.817522.817522.8175

Pi138.9545132.0269128.0005119.4331108.0774100.7979

Qi2960.93

2839.90112766.66772639.48772479.18112367.3011

Mercado Competitive, PC

pt = CT-i = CT2

75.675.675.675.675.675.6

Qt3337.253175.953078.752900.652672.952517.85

FIGURAS. Efecto de la Congestion de la Transmision en ia Competencia

Fig. 7. Red de Transmision Principal (equivalente, 220KV) del SEINCHE

LiCanteraCluttibote

Fuente: Estadisticas de Operaciones 2005. COES-SINAC

Fig. 8. Flujo de Potencia en la Transmision Principal (equivalente) del SEIN

ElectroPeru

Pext

Campo Aimiiio 220Kv

poca c

Linea 7

Callahuaiica220Kv

'Demanda Lfnea 1

200,

180

Fig. 9 Variacion del Nivel de Congestion - Linea )Pomacocha-San Juan 220Kv del SEIN. pext = 0

-100 -120

yN: Precio en la barra de referenda, Mercado competitivo sin congestionYN*: Precio en la barra de referenda, Competencia a la Cournot sin congestion en la red del SEIN.Pea: Potencia de exportacion fuera de la region Centro

200

180

Fig. 10 Variacion del Nivel de Congestion - Linea Pomacocha-San Juan 220Kv del SEIN. pext= 50 MW

-100 -120

2max(MW)

TABLAS. Efecto de la Congestion de la Transmision en la Competencia

10. Parametros de LineasRed de Transmision Principal

1-21-42-33-43-54-55-6

6-1

X (Q/Km)0.24400.24500.26500.25500.25100.50000.24450.2485

0 (0/Krn)"1

4.0984.0823.7743.9223.9842.0004.0904.024

Fuente: Estadisticas de Operaciones 2005.COES-SINAC.Osinergmin

11. Parametros de LineasRed de Transmision Principal

Equivalente

1-21-82-32-63-44-54-65-65-77-88-99-10

X (Q/Km)0.24400.24500.26500.25500.25100.50000.25500.24850.24450.49700.49900.2569

Q OQ/Km)"14.0984.0823.7743.9223.9842.0003.9224.0244.0902.0122.0043.893

12. MatrizJ

f 0.2095-0.5686-0.20950.17130.03810.2600-0.2219L-0.2219

-0.4653-0.3583-0.53470.34460.19010.2971-0.1070-0.1070

-0.1658-0.16460.16580.50420.33000.3312-0.0012-0.0012

-0.0181-0.12740.01810.1689-0.18700.70370.10930.1093

0.0966 ]0.3498-0.09660.1701-0.07350.4801-0.55360.4464 -1

Fuente: Estadisticas de Operaciones 2005.COES-SINAC.Osinergmin

13. Resultados de Simulacion. Equilibrio Cournot-Nash sin Congestion con variacion de p ext

SIMULACION p ext = 0

t123

P3tH

759.32698.53614.10

PnH

396.19335.40250.97

PtH1155.511033.94865.08

P/

000

Pit1262262262

PtT262262262

P«T

459459459

PMRI643.7643.7643.7

P«H

374290226

Q((MW)2894.772688.702456.34

<?36.116.116.11

CTi23.5823.5823.58

CT55.425.425.42

CT66.996.996.99

YN120.06141.05170.22

YN": Precio en la barra de referenda, Competencia a la Cournot sin congestion en la red del SEIN,pitH: total de la produccion hidroelectrica de la Empresa 1pitT: total de la produccion termoelectrica de la Empresa 1

SIMULACION p ext = 50

t

123

P3»H

767.65698.53605.77

PitH404.52335.40242.64

PtH1172.181033.94848.41

Pst000

P1.T220220220

PtT220220220

P«T

459459459

PMRI643.7643.7643.7

PnH

374290226

Qf(MW)

2869.952647.212398.19

<33-8.3-8.3-8.3

CT1

19.2219.2219.22

CTs4.414.414.41

<^65.75.75.7

YN121.48145.35177.39

14. Variacion del Nivel de Congestion en la Linea Pomacocha-San Juan 220Kv del SEIN

p ext = 0 MW

Af2max I2max

(MW) (MW)0

-25-50-75

-100

280.259255.259230.259205.259180.259

Pi

US$/MWh0

13.35526.70940.06353.417

AiUS$/MWh120.0641

174.191181.784189.378196.971

AsUS$/MWh120.064

139.449141.647143.845146.043

A5

US$/MWh120.064

127.541129.242130.944132.645

A6

US$/MWh120.064

134.041138.712143.384148.055

YNUS$/MWh58.403058.403058.403058.403058.4030

TNUS$/MWh120.064120.064120.064120.064120.064

YN: Precio en la barra de referenda, Mercado competitivo sin congestion

YN-*: Precio en la barra de referencia, Competencia a la Cournot sin congestion en la red del SEIN.

x: reduction de la capacidad de transmision, MW

p ext = 50 MW

Af2max

0-25-50-75

-100

f2max

270.752

245.752

220.752

195.752

170.752

Pi0

13.355

26.709

40.063

53.417

Ai121.4838

165.554

173.147

180.74

188.334

As121.4838

132.234

134.432

136.63

138.828

As121.4838

121.146

122.848

124.549

126.25

A6121.4838

127.452

132.124

136.795

141.466

YN67.0380

67.0380

67.0380

67.0380

67.0380

YN121.4838

121.4838

121.4838

121.4838

121.4838

15. Caso: Uso Estrategico de la congestion por empresa 1p ext = 0 MW

Af2max

(MW)0

-12.289

I2max

(MW)292.548280.259

PiUS$/MWh

11.07417.638

AiUS$/MWh

172.894176.627

A3

US$/MWh139.074140.154

AsUS$/MWh

127.250128.087

A6

US$/MWh133.243135.539

YNUS$/MWh58.403058.4030

x: mide el efecto de mayor necesidad de capacidad en la linea debido a la mayor produccion dePH 6 y menor en ̂

f2: flujo de potencia en la linea Pomacocha-Santa Rosa

FIGURAS. Mitigacion del PM

160.0000

140.0000

120.0000

100.0000

60.0000

40.0000

20.0000--

o.oooo

Fig. 11. Mitigacion del PM - Casos de Divestment. PreciosNoviembre 2005

PC, E = -0.2

3

Periodo

Caso a): empresa 1 competitiva y empresa 2 monopolicaCaso b): empresa 1 competitiva, empresa 2 (hidraulica) y empresa 3 (termica) compiten a la CournotPC: perfect competition; Cournot: competencia a la Cournot de empresa 1 y empresa 2

4500.00 -,

Fig. 12. Mitigacion de! PM - Divestment. Produccion Total.Noviembre 20005

4000.00

3500.00

3000.00

0.00

Caso de Mitigacion de PM por Contratos

Fig. 13. Mitigacion de PM - Contratos. Precios Noviembre 2005160.0000-

100.0000

S £_

Cournot s = -02 —

Cnntratns 75% * ' — ~~~ ~ "

PC, s = -0.2 ^^ -̂*-

•-'Or'tr^tOt " ',,:0%

2 3 4

Periodo

Fig. 14. Mitigacion de PM - Contratos. Produccion Total.

2400.00

2200.00

2000.00

Fig. 15. Mitigacion de PM - Contratos. Produccion Hidraulica. Noviembre

400

Aplicacion Divestment + Contratos

Fig. 16. Mitigacion de PM - Divestment (caso a)) + Contratos. PreciosNoviembre 2005

160.0000

140.0000

100.0000

80.0000

60.0000--

20.0000

0.0000

Periodo

Fig. 17. Mitigacion de PM - Divestment (caso a)) + Contratos.Produccion Total. Noviembre 2005

Periodo

TABLAS. Resultados de Simulaciones de Mitigacion del PM

Resultados de la Simulacion. Divestment caso a)t123456

qnH000000

q2tM416.378375.703342.128313.093297.713220.153

qt"416.378375.703342.128313.093297.713220.153

q*'257.61257.61257.61257.61257.61257.61

q.'257.61257.61257.61257.61257.61257.61

Oft'459459459459459459

QMRI643.75643.75643.75643.75643.75643.75

qftH120011201090970773773

Qf(MW)2976.742856.062792.492643.452431 .072353.51

Pt136.276129.428123.776118.888116.299103.242

Resultados de la Simulacion. Divestment caso b)t123456

qnH000000

q2tH398.884366.218339.253315.935303.583241.294

qtH398.884366.218339.253315.935303.583241 .294

q3t'400.354384.337371.116359.683353.626323.085

q.1400.354384.337371.116359.683353.626323.085

qftr459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

q«H120011201090970773773

Qf(MW)3101.992973.32903.122748.372532.962440.13

Pt115.19109.691105.151101.22699.14688.6596

Resultados de la Simulacion. Accion de Contratos (50%)t123456

q«M829.2896786.299756.988680.3588579.9095511.072

q2t"447.2493409.8566384.2676316.7335231.6261175.4336

qtM1276.53891196.15561141.2556997.0923811.5356686.5056

q*402.3598402.3598402.3598402.3598402.3598402.3598

q,'402.3598402.3598402.3598402.3598402.3598402.3598

q«'459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

q«H373

332.6307.2281.8256.4231

Q,(MW)3154.653033.872953.572784

2573.052422.62

Pt106.34299.512696.675995.243892.414991 .6254

Resultados de la Simulacion. Accion de Contratos (100%)t123456

qit"864.9154809.0507771.8954677.9937553.015467.0467

q2tH463.9597419.291389.5797313.868219.5734158.895

qtM1328.87511228.34171161.4751991.8617772.5884625.9417

qa'547.0712547.0712547.0712547.0712547.0712547.0712

qt'547.0712547.0712547.0712547.0712547.0712547.0712

q»'459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

q«H373

332.6307.2281.8256.4231

Q, (MW)3351.73210.763118.52923.482678.812506.76

Pt73.16969.731868.909771.762174.609577.4591

Resultados de la Simulacion. Divestment + Contratos (50%)t123456

qitH000000

qa"447.2493409.8566384.2676316.7335231.6261175.4336

qtH447.2493409.8566384.2676316.7335231.6261175.4336

q2t'402.321402.321402.321402.321402.321402.321

Qt'402.321402.321402.321402.321402.321402.321

V459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

qfth120011501060970773773

Qf(MW)3152.323064.932949.342791.82509.72453.5

Pt106.717194.266497.370693.9134103.062886.4083

Resultados de la Simulacion. Divestment + Contratos (100%)t123456

qi«H000000

q2tM485.4243402.3233382.6593304.9968246.7128143.0503

q*M485.4243402.3233382.6593304.9968246.7128143.0503

q2t'547.0325547.0325547.0325547.0325547.0325547.0325

qt'402.321402.321402.321402.321402.321402.321

qft'459459459459459459

qMRt643.75643.75643.75643.75643.75643.75

qftH120011501060970773773

Q,(MW)3335.213202.113092.442924.782669.52565.83

Pt75.9281

L/1.172473.279271.527176.160767.4978