SUBASTAS DE ENERGIA...2.6.2 DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE OFERTA. 21 2.7 DEMANDA 21 2.7.1 CURVA DE...

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIAMECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD ZACATENCO

“COMPRA-VENTA DE ENERGIA ELECTRICA POR SUBASTADE UN SOLO LADO”

T E S I SQUE PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO ELECTRICISTAP R E S E N T A N:

SERGIO ANGEL HERNANDEZ MARTINEZ

JOSE DE JESUS MARTINEZ VELASCO

MEXICO, D. F. MAYO DE 2012

ASESORES:

M. en C. Fabián Vázquez Ramírez

M. en C. Obed Zarate Mejía

COMPRA-VENTA DE ENERGIA ELECTRICA POR SUBASTA DE UN SOLO LADO

I

CONTENIDO.

Pág.

RESUMEN DEL CONTENIDO VIII

ÍNDICE DE FIGURAS IV

ÍNDICE DE TABLAS VI

GLOSARIO DE ABREVIATURAS IX

CAPITULO 1.

“INTRODUCCIÓN”.

1.1 ANTECEDENTES 11.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 21.3 OBJETIVOS 31.4 JUSTIFICACIÓN 41.5 ALCANCES Y APORTACIONES 5

CAPITULO 2.

“ECONOMIA DE MERCADOS DE ENERGIA”.

2.1 INTRODUCCIÓN 62.2 FUNDAMENTOS DE MICROECONOMÍA 7

2.2.1 EL MONOPOLIO 72.2.1.1 INGRESO MEDIO E INGRESO MARGINAL DE MONOPOLIO 72.2.1.2 DECISIÓN DE PRODUCCIÓN DEL MONOPOLIO 7

2.2.2 EL OLIGOPOLIO 82.2.2.1 MODELO DE COURNOT. 92.2.2.2 MODELO DE STACKELBERG (LÍDER-SEGUIDOR). 92.2.2.3 MODELO DE BERTRAND. 102.2.2.4 FUNCIONES REACCIÓN. 10

2.2.3 TEORÍA DE JUEGOS. 102.2.3.1 JUEGOS COOPERATIVOS Y NO COOPERATIVOS. 102.2.3.2 JUEGOS REPETITIVOS. 112.2.3.3 JUEGOS SECUENCIALES. 11

2.3 ¿QUE ES UNA SUBASTA? 112.3.1 HISTORIA DE LAS SUBASTAS 11

2.3.1.1 CLASIFICACIÓN DE LAS SUBASTAS 122.4 NEGOCIACIÓN 13

2.4.1 TIPOS DE NEGOCIACIÓN 142.4.2 METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL ESTUDIO DE LA NEGOCIACIÓN 142.4.3 ESTRATEGIAS Y TÁCTICAS DE LA NEGOCIACIÓN 152.4.4 DISEÑO DE NEGOCIACIONES RELEVANTES EN EL SECTOR ELÉCTRICO. 16


II

2.4.4.1 DESVENTAJAS DE LA NEGOCIACIÓN COMPETITIVA 17

2.5 ¿CUÁNDO USAR SUBASTAS? ¿CUÁNDO USAR NEGOCIACIÓN? 192.5.1 SUBASTAS 192.5.2 NEGOCIACIÓN 19

2.6 OFERTA 202.6.1 CURVA DE LA OFERTA 202.6.2 DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE OFERTA. 21

2.7 DEMANDA 212.7.1 CURVA DE LA DEMANDA 212.7.2 DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE DEMANDA 222.7.3 ELASTICIDAD DE LA DEMANDA 222.7.4 EXCESO DE DEMANDA 232.7.5 EXCESO DE OFERTA. 242.7.6 EL MECANISMO DEL MERCADO. 242.7.7 EL EQUILIBRIO 242.7.8 VARIACIONES DEL EQUILIBRIO DEL MERCADO. 252.7.9 LAS ELASTICIDADES DE LA OFERTA Y DE LA DEMANDA. 272.7.10 LA ELASTICIDAD-PRECIO DE LA DEMANDA. 27

CAPITULO 3.

“ESTRUCTURA DE MERCADOS MAYORISTAS DE ELECTRICIDAD.”

3.1 INTRODUCCIÓN. 293.2 COMPONENTES PRINCIPALES EN EL DISEÑO DE UN MERCADO DE ENERGÍA ELÉCTRICA 293.3 ORGANIZACIÓN DE LA TRANSMISIÓN. 323.4 POOL Y SUS VARIANTES. 333.5 NIVELES DE INTEGRACIÓN. 37

3.5.1 MODELO ALTAMENTE INTEGRADO. 373.5.2 MODELO DE COMERCIO POR CONTRATOS 373.5.3 MODELO DESCENTRALIZADO. 393.5.4 TIPO DE MIEMBROS QUE FORMAN EL POOL. 40

3.6 MERCADOS DE ELECTRICIDAD: ORGANIZACIÓN Y OPERACIÓN 413.6.1 TIPOS DE MERCADOS. 41

3.6.1.1 MERCADOS. 423.6.1.2 MERCADOS FÍSICOS Y FINANCIEROS 423.6.1.3 MERCADOS FÍSICOS Y FINANCIEROS EN EL SECTOR ELÉCTRICO. 433.6.1.4 MERCADOS Y RIESGO. 43

3.6.2 EL MERCADO DE ENERGÍA. 443.6.2.1 EL MODELO DE LA CADENA DE PRODUCCIÓN. 453.6.2.2 EL MODELO LEONTIEF. 46

3.7 CLASIFICACIÓN DE MODELOS DE MERCADOS. 473.8 MERCADOS MAYORISTAS. 49

3.8.1 MODELOS DE MERCADOS CENTRALIZADOS. 493.8.2 MODELOS DE MERCADOS DESCENTRALIZADOS 503.8.3 MODELOS DE MERCADOS HÍBRIDOS 51


III

3.9 ESTRUCTURA DE LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS. 533.10 PRINCIPALES TRANSFORMACIONES EN EL SECTOR ELÉCTRICO. 53

3.10.1 EL CAMBIO TECNOLÓGICO. 533.10.2 EL CAMBIO EN LA REGULACIÓN. 53

3.11 BENEFICIOS ASOCIADOS A LA COMPETENCIA. 543.12 MODELOS HÍBRIDOS DE MERCADOS MAYORISTAS. 54

3.12.1 DESPACHO ECONÓMICO Y MECANISMOS DE SUBASTA. 543.12.2 DESPACHO ECONÓMICO RESTRINGIDO Y PRECIOS NODALES DE ENERGÍA 553.12.3 MECANISMOS DE SUBASTA. 55

3.13 MECANISMO DE SUBASTA DE UN SOLO LADO. 553.14 MECANISMO DE SUBASTA DE DOBLE LADO. 563.15 MODELO BÁSICO DE SUBASTA PARA GENERACIÓN DE PRECIOS NODALES. 563.16 INCLUSIÓN DE LA DEMANDA EN EL MODELO DE SUBASTA. 573.17 MANEJO DE CONTRATOS BILATERALES EN MODELOS HÍBRIDOS. 573.18 OFERTAS BASADAS EN COSTO MARGINAL O COSTO PROMEDIO. 573.19 RESTRICCIONES DE RAMPA Y OTRAS CONSIDERACIONES 583.20 SUBASTAS CON MODELOS DE ASIGNACIÓN DE UNIDADES Y RESTRICCIONES DETRANSMISIÓN. 593.21 DIFERENTES DISEÑOS DE MERCADO EN USO. 59

3.21.1 SUECIA. 593.21.2 NORUEGA. 603.21.3 INGLATERRA. 603.22.4 HOLANDA. 613.22.5 AUSTRALIA. 613.23.6 USA. 623.24.7 ARGENTINA, COLOMBIA, ESPAÑA. 62

CAPITULO 4.

“DESARROLLO Y CÁLCULOS DEL MODELADO DE LA SUBASTA DE UN SOLO LADO”.

4.1 INTRODUCCIÓN. 634.2 EJEMPLOS DE APLICACIÓN 64

4.2.1 EJEMPLO. SUBASTA DE UN SOLO LADO. 644.3 SUBASTA DE UN SOLO LADO PARA DEMANDA DE 24 HORAS. 65

CAPITULO 5.

“CONCLUSIONES, APORTACIONES Y RECOMENDACIONES”.

CONCLUSIONES 78

BIBLIOGRAFÍA. 80

APENDICE “A”. i

APENDICE “B”. vii


IV

ÍNDICE DE FIGURAS.

CAPITULO 2.

2.1 DECISIÓN DE PRODUCCIÓN DEL MONOPOLISTA. 8

2.2 DIAGRAMA UNIFILAR DE LOS GENERADORES. 17

2.3 CURVA OFERTA. 20

2.4 DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LA OFERTA. 21

2.5 CURVA DE LA DEMANDA. 21

2.6 DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LA DEMANDA. 22

2.7 ELASTICIDAD DE LA DEMANDA. 23

2.8 EXCESO DE DEMANDA. 23

2.9 EXCESO DE OFERTA. 24

2.10 LA OFERTA Y LA DEMANDA. 25

2.11 EL NUEVO EQUILIBRIO TRAS EL DESPLAZAMIENTO DE LA OFERTA. 26

2.12 EL NUEVO EQUILIBRIO TRAS EL DESPLAZAMIENTO DE LA DEMANDA. 26

CAPITULO 3.

3.1 MERCADO DE ENERGÍA. 30

3.2 MERCADO MAYORISTA. 30

3.3 CURVA DE DEMANDA. 31

3.4 COMPRADOR ÚNICO. 33

3.5 POOL BÁSICO. 34

3.6 POOL NETO. 35

3.7POOLS INTERCONECTADOS. 36

3.8 CADENA DE PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD. 45

3.9 ESTRUCTURA FÍSICA DE UN MERCADO DE ENERGÍA. 47

3.10 TIPOS DE POOL CENTRALIZADOS. 48

3.11 TIPOS HÍBRIDOS. 48

3.12 TIPOS DESCENTRALIZADOS. 48


V

3.13 MODELO DEL MERCADO TIPO POOL. 49

314 MODELO DEL MERCADO DESCENTRALIZADO. 51

3.15 MODELO DEL MERCADO HIBRIDO. 52

CAPITULO 4.

4.1 DEMANDA GENERADA EN 24 HORAS. 68

4.2 COMPORTAMIENTO DEMANDA – PRECIO. 68

4.3 MONITOREO EN LA HORA 1. 69






















VI




ÍNDICE DE TABLAS.CAPITULO 3.

TABLA 3.1.OFERTA DE GENERACIÓN Y DEMANDA NODAL PRONOSTICADA. 56

TABLA 3.2.OFERTA DE DEMANDA. 57

CAPITULO 4.

TABLA 4.1 SEGMENTOS DE CURVA DE COSTO. 64

TABLA 4.2.SOLUCIÓN DEL DESPACHO ECONÓMICO Y MECANISMO DE SUBASTA DE UN SOLO

LADO. 64

TABLA 4.3 DEMANDA GENERADA EN 24 HORAS (1 DIA) CON 5 GENERADORAS 65

TABLA 4.4 DEMANDA EN LA 1RA HORA 69



TABLA 4.7 DEMANDA EN LA 4TA HORA 70



TABLA 4.10 DEMANDA EN LA 7MA HORA 71

TABLA 4.11 DEMANDA EN LA 8VA HORA 71

TABLA 4.12 DEMANDA EN LA 9NA HORA 71


VII

TABLA 4.13 DEMANDA EN LA 10MA HORA 72
















VIII

RESUMEN DEL CONTENIDO.

El presente proyecto tiene como finalidad proponer una subasta de un solo lado la cual satisfagalas necesidades de la demanda y sea redituable para el participante que subasta la generación.

Se divide en 5 capítulos, que son los siguientes:

Capitulo 1. “Introducción”.

El capitulo contiene la introducción y justificación del proyecto así como los objetivos, alcances yaportaciones que se tienen para el proyecto de “compra venta de energía eléctrica por subasta deun solo lado”.

Capitulo 2. “Economía de Mercados de Electricidad”.

En el desarrollo de este capitulo se habla sobre todo lo relacionado con las empresas ya sea enmonopolio u oligopolio, su manera de llevar el mercado, así como las propuestas surgidas enotros países sobre la libre competencia de mercado en cuanto a energía eléctrica se refiere.Además se menciona las bases principales de una subasta desde sus fundamentos, hasta losdiversos tipos de subastas que existen y su aplicación dentro del mercado de energía eléctrica.

Capitulo 3. “Estructura de Mercados Mayoristas de Electricidad”.

El contenido del capitulo habla sobre los diferentes tipos de mercados que existen en el mundo,desde los fundamentos de lo que es un mercado, hasta la aplicación en el área de la energíaeléctrica, se mencionan cuales son los participantes que se tienen para ofertar y demandar dentrode la generación, distribución y transmisión de la energía eléctrica, así como su estructuración.

Capitulo 4. “Desarrollo y Cálculos”.

Se realiza el cálculo para el modelo de subasta de un solo lado, además se propone el caso deuna subasta con 5 participantes por el lado de generación los cuales ofertan distintos precios paracada demanda por hora

Capitulo 5. “Conclusiones, Recomendaciones y Aportaciones”.

Se sugerirá una subasta de un solo lado la cual estará referida al mejor ofertante, este será quiencubra las necesidades del demandante a un costo accesible y redituable para este mismoparticipante.

Apéndice A

Muestra el desarrollo de los cálculos por medio de los cuales se obtuvieron los resultados delcapítulo 4 por subasta de un solo lado.

Apendice B

Muestra una explicación detallada del manejo de la herramienta Solver de Excel para la solucióndel problema planteado.


IX

GLOSARIO DE ABREVIATURAS.

BT Bienes de transmisión. (OT)

OM Operador del Mercado (MO)

OS Operador del Sistema. (SO)

IE Intercambio de Energía. (PX)

OP Operador del Sistema.

ISO Operador Independiente de sistema.

PJM Pennsylvania-New Jersey-Maryland.

NYPP Potencia Centralizada de New York

NUG Generador No Utilizado.

USA Estados Unidos de América.

NETA Nuevos Acuerdos de Intercambio.

PTR Derechos de Transmisión Física.

CBOE Consejo de Intercambio de Chicago.

NYMEX Bolsa Mercantil de New York.

LME Bolsa de Metales de London.

LOLP Perdida de la Probabilidad de Carga.

PTR Derechos Físicos de Transmisión

G Generador

MW/h Mega-watt/hora

INCS Servicios Integrados de conectividad de red

DECS División de Servicios de Ingeniería Informática

MW Mega-watt.

NEM Mercado Nacional de Electricidad.

NEMMCO Mercado Nacional de la Sociedad Gestora de Electricidad.


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CAPITULO 1

“INTRODUCCIÓN”

1.1 ANTECEDENTES.

La tendencia en los mercados eléctricos apunta hacia modelos cada vez más liberalizados, endonde el precio de las transacciones de electricidad sea despejado por un algoritmo simple demercado, en lugar de los complejos métodos centralizados basados en la solución de problemasde programación no lineal. Se concuerda en que los precios despejados por dichas metodologíasno reflejan los costos reales de generación, poniendo en peligro la evolución natural del parquegenerador que abastece a la demanda.

Debido a estas dificultades, muchos países en la región han hecho ajustes en sus estructuras demercado en los últimos años, tratando de conservar los aspectos positivos de la primera etapa desus reformas pero corrigiendo los aspectos que no han dado los resultados que se esperaban(Reformas de Segunda Generación).

Los cambios realizados en varios mercados, han sido con el propósito de proporcionar yasegurar las condiciones adecuadas para un seguro abastecimiento de la demanda eléctrica.Estos países han instaurado esquemas de licitaciones de contratos de abastecimiento entredistribuidoras y generadoras, con tal de incorporar una verdadera señal de mercado en los preciode compra-venta de electricidad.


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1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

La energía eléctrica se transporta desde las unidades de generación a la demanda a través de lared de transporte. Un transporte seguro de energía eléctrica a través de la red requiere que lasvariables del sistema eléctrico se encuentren dentro de los límites establecidos, enfuncionamiento normal y ante hipótesis de contingencia. Las restricciones técnicas en lossistemas eléctricos se pueden definir como aquellas limitaciones derivadas de la situación de lared de transporte para que el suministro de energía eléctrica pueda realizarse con lascondiciones impuestas de seguridad, calidad y fiabilidad, dado un despacho de generación, unalocalización de la demanda y una topología de la red de transporte.

Las restricciones técnicas que la red de transporte impone a la operación de un sistema eléctricopueden aparecer tanto en sistemas de energía eléctrica operados centralizadamente (regulacióntradicional), como en los mercados competitivos de energía eléctrica.

Sin embargo, es en los mercados de energía eléctrica donde cobran una especial relevancia, yaque el despacho de las unidades generadoras está gobernado por los intereses económicos delos agentes. Las restricciones técnicas limitan las transacciones de energía que los agentesdesean efectuar en el mercado en un régimen de libre competencia. Por ello, una inadecuadagestión de restricciones técnicas puede distorsionar el correcto funcionamiento del mercado.

El funcionamiento de un mercado de energía eléctrica se basa en la interacción de dos nuevasfiguras independientes: el Operador del Mercado y el Operador del Sistema. El Operador delMercado es un ente creado para gestionar las operaciones de compraventa de energía que seproducen en el mercado. El Operador de Sistema se define como el ente independienteencargado de gestionar y operar la red de transporte. La gestión de la red de transporte por partedel Operador del Sistema es independiente de quien sea el propietario efectivo de la red. Sinembargo, en muchas de las experiencias internacionales, el Operador del Sistema es ademáspropietario de la red de transporte. A su vez, en algunos enfoques una misma entidad hace ladoble función de Operador del Mercado y de Operador del Sistema. De este modo, el análisis ysolución de las restricciones técnicas que aparecen en un mercado de energía eléctrica esresponsabilidad del Operador del Sistema. La eliminación de las restricciones técnicas delmercado, se realiza habitualmente mediante el re despacho de generación.


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1.3 OBJETIVOS.

• El estudio de modelos de subasta utilizados en las transacciones comerciales decompraventa de energía eléctrica en un mercado competitivo.

• Analizar estrategias que deben seguir las empresas generadoras, para maximizar susingresos.

• Obtener suministros más estables de energía eléctrica.

• Mejores beneficios al consumidor por medio de la subasta de un solo lado.


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1.4 JUSTIFICACIÓN.

La cadena de abastecimiento de energía eléctrica ha sido desde sus inicios un terreno de fértilestudio para los investigadores. Esto se ha debido principalmente a los enormes volúmenes dedinero manejados en cada eslabón y debido al fuerte impacto que tiene el precio de la electricidaden la economía familiar. Aun cuando existen innumerables investigaciones sobre los diferenteseslabones en si mismos, el grueso de los estudios se ha centrado en la configuración de suinterrelación.

Diferentes soluciones se han propuesto para configurar la cadena de abastecimiento eléctrico.Soluciones como “la empresa verticalmente integrada”, la fuerte participación del Estado o lassoluciones de mercado han sido hasta hoy, los mecanismos preferidos por los diferentesinteresados.

Específicamente en nuestro país, la forma de configurar el mercado eléctrico ha sido a grandesrasgos la siguiente. Existen tres áreas principales: (1) la generación, (2) la transmisión y (3) ladistribución.

Por eso hoy en día se ha observado que existe una gran necesidad por lo cual las empresas enotros países desde ya hace algunos años han transformado y reorientando sus procesos de susnegocios para no contar únicamente con una empresa que venda la energía eléctrica.


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1.5 ALCANCES Y APORTACIONES.

Uso de la herramienta matemática solver de Microsoft Excel para comprender el problemade subasta de un solo lado.

Brindar una compra-venta de energía eléctrica adecuada para condiciones de viabilidad,seguridad y calidad por medio de la subasta de un solo lado.


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CAPITULO 2

“ECONOMÍA DE MERCADOS DE ELECTRICIDAD”

2.1 INTRODUCCIÓN.

La competencia perfecta y el monopolio puro representan los dos extremos en las estructuras demercado. En condiciones de competencia perfecta, diversos proveedores ofrecen un bienhomogéneo a un mercado, en el cual las empresas pueden entrar y salir con facilidad. Por otrolado, el monopolio implica un único vendedor para un producto exclusivo, sin que haya sustitutosaproximados, y a los competidores se les impide ingresar en el mercado, ya sea mediantebarreras naturales o artificiales.

Estas estructuras polarizadas de mercado resultan atractivas lógicamente y son útiles paradescribir cómo operan algunos mercados dentro de la economía. Sin embargo, la mayoría de lasempresas operan en mercados que cualquiera de los dos modelos no logran describirdebidamente.

Además de mencionar la subasta; palabra que procede del latín subhasta, compuesta de sub yhasta, bajo la lanza o hasta, porque los romanos ponían, en el lugar donde se celebraba algunaventa pública, una lanza o pica. Así pues, el término “subasta” no es una creación del derechomoderno sino que, es una supervivencia del derecho romano antiguo conforme al cual la venta debienes.

Las subastas, son procedimientos por los cuales un vendedor presenta uno o varios artículospara su venta; y al mismo tiempo, permite a los compradores la oportunidad de efectuar unaoferta (postura) en uno o varios artículos. Al cierre de la subasta el artículo o artículos van allicitador que está dispuesto a pagar.

En esta sección, se examina otras estructuras generales de mercado, iniciando con el monopolio.El segundo tipo de estructura de mercado estudiado es el oligopolio, donde sólo existen unascuantas empresas que compiten entre sí, evitando o limitando la entrada de nuevas empresas almercado y mencionando las subastas sus tipos y clasificación.


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2.2 FUNDAMENTOS DE MICROECONOMÍA.

2.2.1 El monopolio.

Un monopolio es un mercado que sólo tiene un vendedor, pero muchos compradores. Elmonopolista, como único proveedor de un producto, se encuentra en una posición única. Sidecide subir el precio del producto, no tiene que preocuparse de la posibilidad de que loscompetidores cobren un precio más bajo y capturen una cuota mayor del mercado a su costa. Elmonopolista es el mercado y controla absolutamente la cantidad de producción que pone enventa. Pero eso no significa que pueda cobrar un precio tan alto como desee, al menos si suobjetivo es maximizar los beneficios.Para maximizar sus beneficios, el monopolista debe averiguar primeramente las característicasde la demanda del mercado, así como sus costos. El conocimiento de la demanda y del costo esfundamental para que la empresa tome decisiones económicas.

Dada esta información, entonces, debe decidir la cantidad que va a producir y vender. El precioque cobra por unidad y la cantidad de unidades se define directamente de la curva de demandadel mercado.

2.2.1.1 Ingreso Medio e Ingreso Marginal de Monopolio.

El ingreso medio del monopolista (el precio que percibe por unidad vendida) no es más que lacurva de demanda del mercado. Para elegir el nivel de producción, el monopolista tambiénnecesita conocer su ingreso marginal, es decir, la variación que experimenta el ingreso cuandovaría el nivel de producción en una unidad. Cuando el ingreso marginal es positivo, el ingresototal aumenta con la cantidad, pero cuando es negativo, el ingreso total disminuye.

2.2.1.2 Decisión de Producción del Monopolio.

Para maximizar los beneficios una empresa debe fijar un nivel de producción tal que el ingresomarginal sea igual al costo marginal, al igual que en el mercado competitivo, esta es la solucióndel problema del monopolista. En la Figura 2.1, la curva de demanda del mercado D es la curvade ingreso medio del monopolista; y especifica el precio por unidad que percibe éste en funciónde su nivel de producción. También se muestra la curva de ingreso marginal IM correspondiente ylas curvas de costo medio y marginal. El ingreso marginal y el costo marginal son iguales en elnivel de producción Q*; y a partir de la curva de demanda, se halla entonces el precio P* quecorresponde a esta cantidad Q*.


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Figura 2.1. Decisión de Producción del Monopolista.

2.2.2 El Oligopolio.

En un mercado oligopolístico, los productos elaborados por las empresas pueden o nodiferenciarse entre ellos. Lo importante de este tipo de mercado es que sólo unas cuantasempresas producen la mayor parte o toda la producción total. En algunos mercadosoligopolísticos, algunas o todas las empresas obtienen considerables beneficios a largo plazoporque las barreras a la entrada dificultan o impiden la entrada de otras en el mercado. Eloligopolio es un tipo de estructura del mercado que está muy extendido.

En un mercado oligopolístico, las economías de escala pueden hacer que no sea rentable paramás de unas pocas empresas coexistir en el mercado; las patentes o el acceso a una tecnologíapueden excluir a los posibles competidores; y la necesidad de gastar dinero para que sereconozca una marca y ganarse una reputación en el mercado pueden disuadir a nuevasempresas de entrar. Estas barreras a la entrada son naturales, es decir, son básicas de laestructura del mercado. Pero además, las empresas que ya están en el mercado pueden tomarmedidas estratégicas para disuadir la entrada de nuevas empresas. Por ejemplo puedenamenazar con inundar el mercado y presionar a la baja sobre los precios si entran empresas ypara que la amenaza sea creíble, pueden construir un exceso de capacidad de producción.

Gestionar una empresa oligopolística es complicado debido a que en las decisiones de precios,de producción, de publicidad y de inversión intervienen importantes consideraciones estratégicas.Como sólo compiten unas cuantas empresas, cada una de ellas debe considerar detenidamentela influencia de sus actos en sus rivales, así como sus probables reacciones.


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En un mercado oligopolístico una empresa fija el precio o nivel de producción basándose, enparte, en consideraciones estratégicas relacionadas con la conducta de sus competidoras. Almismo tiempo, las decisiones de las competidoras dependen de la decisión de la empresa. Sinembargo, cada empresa quiere obtener el mejor resultado posible dado lo que hacen suscompetidoras. Así mismo, es natural suponer que estas competidoras obtienen el mejor resultadoposible dados los resultados de la empresa.

Las empresas pueden ser modeladas, ya sean usando técnicas de juegos cooperativos o nocooperativos. Cada modelo es basado sobre un conjunto particular se suposiciones quesimplifican el problema, los cuales pueden o ser apropiados en un mercado particular. Losmodelos pueden ser predictores exactos del comportamiento y salidas de un mercado.

2.2.2.1 Modelo de Cournot.

Se inicia con un modelo sencillo de duopolio (dos empresas que compiten entre si, presentadopor primera vez por el economista francés Augustin Cournot en 1838. Supóngase que lasempresas producen un bien homogéneo y conocen la curva de demanda del mercado. Cada unadebe decidir la cantidad que va a producir las dos toman sus decisiones al mismo tiempo,tomando en cuenta a su competidora, sabiendo que el precio que se cobre depende de laproducción total de las dos empresas.

La esencia del modelo de Cournot radica en que cada una de las empresas considera fijo el nivelde producción de su competidora y decide entonces la cantidad que va a producir. En estemodelo, el nivel de producción que maximiza los beneficios de una empresa es una funcióndecreciente de la cantidad que producirá la otra empresa. Ésta función indica cuanto produciráuna empresa dado el nivel de producción de su competidora y es conocida como la funciónreacción. En condiciones de equilibrio, cada empresa fija su nivel de producción de acuerdo consu propia función reacción, por lo que los niveles de producción de equilibrio se encuentran en elpunto de intersección de las dos funciones reacción. Se llama equilibrio de Cournot al conjuntoresultante de niveles de producción. En el equilibrio de Cournot, cada duopolista produce unacantidad que maximiza sus beneficios, dado lo que produce su competidora, por lo que ningunode los dos duopolistas tiene incentivos para alterar su nivel de producción. Este modelo puede serextendido en un mercado oligopolístico con n empresas.

2.2.2.2 Modelo de Stackelberg (líder-seguidor).

En el modelo de Cournot se supone que las empresas toman sus decisiones de producción almismo tiempo, pudiendo ocurrir que alguna de ellas puede fijar primero su nivel de producción.


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2.2.2.3 Modelo de Bertrand.

El modelo de Bertrand fue desarrollado en 1882 por otro economista francés, Joseph Bertrand. Aligual que en el modelo de Cournot, las empresas producen un bien homogéneo. Sin embargoahora eligen los precios en lugar de las cantidades. Como el bien es homogéneo, losconsumidores sólo comprarán al vendedor cuyo precio sea más bajo.

Por lo tanto si las dos empresas cobran precios distintos, la que cobre más bajo proveerá todo elmercado y la que cobre más alto no venderá nada. Si las dos cobraran el mismo precio, a losconsumidores les daría lo mismo comprar a una o a otra, pudiendo suponer que en ese casocada una proveerá a la mitad del mercado. En este caso, el equilibrio es el resultado competitivo,en el que las empresas fijan un precio igual al costo marginal, obteniendo unos beneficios nulos.

2.2.2.4 Funciones Reacción.

Cuando una empresa entra a un mercado, toma la cantidad total producida por las empresas enel mercado como cantidad de referencia y la misma es modificada en la cantidad producida poresta nueva empresa, reaccionando las empresas restantes a este cambio. Los cambios yrespuestas continúan hasta que un nuevo equilibrio sea encontrado. En los mercados actuales,una empresa espera que el comportamiento de sus competidoras cambie en respuesta a lasdecisiones de producción de esta empresa. Los administradores de las empresas pueden esperarplanear movimientos secuenciales, en respuesta a las suposiciones de cómo sus competidorasreaccionarán. Se refiere a este conjunto de suposiciones como variación en las suposiciones.

2.2.3 Teoría de Juegos.

Este método lo incluyeron John Von Newman y Oskar Morgenstern en 1944. La teoría de losjuegos analiza el comportamiento oligopolístico como una parte de movimientos y contramovimientos estratégicos entre empresas rivales.Estudia el comportamiento de quienes toman las decisiones, es decir, los jugadores, cuyaselecciones influyen entre unos y otros. La atención se centra en los incentivos que tengan losjugadores ya sea para cooperar o para competir.

2.2.3.1 Juegos Cooperativos y No Cooperativos.

Un juego es cooperativo si los jugadores pueden negociar contratos vinculantes que les permitanadoptar estrategias conjuntas. Un juego es no cooperativo si no es posible negociar e imponer uncontrato vinculante. Obsérvese que la diferencia fundamental entre los juegos cooperativos y losno cooperativos se halla en la posibilidad de firmar un contrato.


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El aspecto más importante del diseño de la estrategia de cualquier juego es comprender el puntode vista del adversario (suponiendo que este es racional) y deducir como responderáprobablemente a las acciones que toma cada empresa.Los juegos son sencillos en el sentido de que, dado algún supuesto sobre la conducta, se puedeaveriguar cual es la mejor estrategia para cada empresa. Pero incluso en estos sencillos juegos,no siempre es fácil postular supuestos correctos sobre la conducta y que estos dependen decómo evolucione el juego.

2.2.3.2 Juegos Repetitivos.

En la vida real, las empresas participan en un juego repetitivo. Cada vez que se repite un juego,pueden ganarse una reputación sobre su conducta y estudiar la conducta de sus competidoras.

2.2.3.3 Juegos Secuenciales.

En los juegos secuenciales, los jugadores mueven sucesivamente. El modelo de Stacklberg es unejemplo de juego consecutivo, una empresa fija el nivel de producción antes que la otra. Losjuegos secuénciales son más fáciles de analizar que los juegos en donde los jugadores actúan almismo tiempo. En un juego secuencial la clave es imaginar las posibles acciones y reaccionesracionales de cada jugador.

2.3 ¿QUE ES UNA SUBASTA?

Es una venta organizada de un producto basado en la competencia directa, y generalmentepública, es decir, a aquel comprador (postor) que pague la mayor cantidad de dinero o de bienesa cambio del producto. El bien subastado se adjudica al postor que más dinero haya ofrecido porél.

2.3.1.1 Historia De Las Subastas.

Las primeras noticias que sobre subasta se tiene se remontan hasta el siglo XIX, antes de nuestraera, en la ciudad de Nínive, capital del reino de Asirá (Asia), donde se la empleaba para la ventade esclavos. Hay tradiciones que aseguran que Fenicia (constituida por un pueblo extraordinariosnavegantes, industriales y comerciantes) empleaba también la subasta como instrumento denegociación. Poco grato para el estado actual de adelanto social resulta la mención de lo queocurría en la grande y rica Babilonia (capital de la antigua Caldea), allá por el siglo V antes deJ.C., y posiblemente desde mucho antes, donde además de subastarse mercaderías, seenajenaban también, al mejor postor, jóvenes casaderas.

Sin saberse a ciencia cierta desde que época la subasta de niñas núbiles era costumbre enTracia (comarca de la antigua Grecia, y que hoy forma parte de Bulgaria) y en Iliria (región queactualmente pertenece a Italia, Austria y Yugoslavia).


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Cuando se hablaba de subasta, generalmente se hace referencia a la subasta en Roma; sinembargo, no debe dejar de reconocerse la importancia que ella alcanzó en Grecia, donde sushabitantes realizaban sus operaciones y contratados por este medio. Eran conocidas todas lasespecies de subasta (administrativa, judicial y particular), pero las que más trascendieron fueronlas subastas administrativas, tal vez por la extraordinaria organización y por las estrictasformalidades que debían reunir, sobre todo en lo referente a la percepción los impuestos y elarriendo de las obras públicas.

2.3.1.2 Clasificación de las Subastas.

Subastas de Valor Privado.

Donde cada postor conoce su propia valoración de la mercancía, pero no las valoraciones de losdemás licitadores.

Subastas de valor Común.

Una subasta de valor común es un término que en economía se utiliza para describir un entornoen el que la información sobre el valor del objeto a la venta se encuentra dispersa entre losoferentes. El término se utiliza de diferentes maneras por diferentes personas. Según unadefinición que describe una subasta en la que el bien que se subasta tiene el mismo valor a todoslos participantes, aunque nadie puede saber exactamente lo que este valor es.

Subasta inglesa.

Los compradores van ofreciendo pujas cada vez más altas. Cuando nadie desea aumentar supuja, quien ha hecho la puja más alta se queda con el objeto pagando unPrecio igual a esa puja más alta.

Subasta holandesa.

El vendedor propone precios cada vez menores hasta que un comprador acepta el precio.

Subasta al primer precio en sobre cerrado.

Los compradores introducen sus pujas en un sobre cerrado. La puja más alta se lleva el objeto ypaga un precio igual a la puja. Ejemplo: concursos de obra.

Subasta al segundo precio en sobre cerrado o subasta de Vickrey.

Igual que la anterior, pero el ganador paga un precio igual a la segunda puja más alta Variantesposibles: precio de reserva, cobrar una cuota.


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Subasta en sobre cerrado con discriminación

Se subasta una cierta cantidad q de un producto homogéneo. Los compradores ofrecen un precioy una cantidad a comprar a ese precio o varios precios con sus cantidades correspondientes. Seordenan las ofertas de mayor a menor precio y se van aceptando hasta agotar las unidades.Cada oferta paga un precio diferente.

Subasta en sobre cerrado competitiva (o a precio uniforme).

Como el anterior, pero hay un único precio correspondiente al precio más bajo aceptado. Ejemplo:mercados de electricidad.

Subasta al primer precio.

El comprador con la mayor valoración puja la segunda valoración más alta.

Subasta al segundo precio.

Los compradores pujan su valoración.

2.4 NEGOCIACIÓN.

La negociación es un proceso en el que se toma una decisión conjunta por dos o más partes. Laspartes verbalizan en primer lugar sus demandas contradictorias, moviéndose posteriormentehacia el acuerdo mediante un proceso de realización de concesiones o búsqueda de nuevasalternativas.

La negociación se presenta como una confrontación entre protagonistas, estrecha y fuertementeinterdependientes, ligados por una cierta relación de poder, y presentando una mínima voluntadde llegar a un acuerdo y de reducir las diferencias para lograr una solución aceptable en funciónde sus objetivos y del margen de maniobra que se hubiesen otorgado”.En una negociación de contrato de energía quien tenga más poder estará mejor situado parahacer valer sus propuestas.

Las relaciones de poder dependen de muchos factores, como lo son el número de suplidorespotenciales y la competencia, las expectativas de precios en el mercado, el posicionamientoestratégico de los generadores o de los consumidores, las ventajas competitivas de las empresasde generación en cuanto al suministro de servicios y requerimientos adicionales a la venta deenergía en el contrato, la cantidad de oferta y demanda disponibles, los volúmenes de los bloquesde demanda que se transan en el contrato, las posiciones oligopólicas o monopólicas, etc.


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Si el poder resulta muy desigual entre las partes la imposición del más poderoso se tornará másprobable. Normalmente si se accede a la negociación es porque existe equilibrio de poder y laimposición resulta difícil o costosa.

2.4.1 Tipos de Negociación.

La Negociación es una actividad muy diferenciada. Sus diferentes elementos pueden presentarsebajo diversas ponderaciones, revestir formas distintas, responder a variadas prioridades ycombinarse e interactuar según múltiples modalidades. Una tipología que tiene gran aceptaciónes aquella que considera las orientaciones integrativa y distributiva.

Negociación integrativa o cooperativa: En esta orientación integrativa, los negociadoresmanifiestan deseos de ganancias mutuas y una alta cooperación.

Se tiende a dar importancia a la calidad de la relación entre las partes, incluso puede conducireventualmente a la modificación de los objetivos particulares y de las respectivas prioridades,para orientarlos hacia objetivos de interés común.

En este caso los participantes asumen la posibilidad de obtener algún beneficio de la cooperación.No dudarán en formar coaliciones que son creíbles. Estos participantes tienen información sobrecierta valoración a priori de las coaliciones. Es decir, se reconoce cuáles coaliciones son las más“valiosas”.

En un mercado competitivo como lo es el mercado eléctrico y en el caso específico del mercadode adjudicación de contratos de energía este tipo de negociación no es muy frecuente.

Negociación distributiva o competitiva: Es aquella en la cual los negociadoresdemuestran una débil cooperación e incluso, en algunos casos extremos, ésta no existe.Se da importancia, más bien, a la ganancia particular, incluso en detrimento de losobjetivos contrarios comunes. Es precisamente en este tipo de negociación en que lospoderes de que gozan las partes entran en juego a fin de desempatar la posición de losnegociadores. Los juegos "a suma cero" han sido llamados frecuentemente distributivos,porque la solución consiste en el reparto a suma cero de recursos puestos en juego. Loque una de las partes gana, la otra lo pierde.

Este tipo de negociación es la más frecuente en la adjudicación de contratos de energía. Esnecesario destacar que la mayoría de las negociaciones son "mixtas" y corresponden a unamezcla entre características integrativas y distributivas.

2.4.2 Metodología Empleada en el Estudio de la Negociación.

La metodología utilizada en los estudios sobre negociación, se encuadra en dos categoríasbásicas:


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Modelos empíricos o experimentales: Se comprueban las nociones teóricas del procesode negociación a partir del experimento. Se han desarrollado dos estrategiasmetodológicas básicas: los experimentos de laboratorio realizados en contextos artificialesy los estudios correlaciónales que se llevan a cabo en contextos naturales, pero en los quelas variables causales se miden en vez de manipularse. Los juegos experimentalesconsisten en tareas de laboratorio para estudiar cómo actúan las personas en situacionesde interdependencia. Se toman decisiones que afectan a la propia parte y a la otra; losresultados se expresan numéricamente. Los estudios correlaciónales de campo se incluyenlos estudios de caso, las entrevistas a negociadores y a mediadores y los estudiosestadísticos de los datos de negociaciones pasadas.

Modelos matemáticos: que tratan de simular el proceso de negociación (desarrollados poreconomistas y matemáticos aplicados).La mayoría de estos modelos se fundamentan en lateoría de juegos.

2.4.3 Estrategias y Tácticas de la Negociación.

Las cuatro (4) estrategias básicas que el negociador puede utilizar son las siguientes:

1) Solución de problemas: se caracteriza por el intento de encontrar una alternativaaceptable y satisfactoria para ambas partes. Es una estrategia conciliadora y cooperativa.Esta genera los mayores beneficios conjuntos.

2) Rivalidad: Se intenta forzar a la otra parte, presionando para que pase a una actitud oconducta más concesiva. Esta estrategia trata de dominar al contrario y es frecuente. Aveces es necesaria para reducir los niveles de aspiración altos de las partes.

3) Flexibilidad: Esta implica una reducción de los objetivos de partida y una disminución delas demandas a lo largo del proceso negociador. Es una estrategia sencilla que no requierede tácticas especiales y favorece la finalización de la negociación.

4) Inacción: Esta tiende a imposibilitar el acuerdo y contribuye a propiciar la ruptura de lanegociación. Solo se usa cuando hay voluntad de no negociar.

Una vez perfiladas las estrategias, el problema se que se plantea pasa por aclarar los factoresque llevan elegir alguna de ellas. Para ello se acude a dos teorizaciones que son distintas ycomplementarias:

El modelo de intereses dobles: caracteriza cada una de las estrategias basándose en elinterés sobre los resultados de la otra parte y en interés sobre los propios resultados.


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La solución de problemas y la flexibilidad pueden definirse como formas de cooperación, mientrasque rivalidad y la inacción son modos de avanzar hacia la consecución de intereses propios.

El interés de los propios resultados esta determinado por la importancia de las cuestiones que senegocian. Cuando estas son relevantes aumenta la probabilidad de que el negociador utilicetácticas de rivalidad o solución de problemas en detrimento de la flexibilidad y la inacción. Latendencia a hacer concesiones será menor y mucho más cuando las aspiraciones del negociadorestán prácticamente al limite, es decir en el umbral por debajo del cual no se esta dispuesto aceder en modo alguno.

Viabilidad y coste de las estrategias: Un negociador elegirá una estrategia en función dela utilidad que perciba en ella; la cual a nivel operativo está definida por el coste que implicasu puesta en práctica y por su viabilidad.

Las estrategias distributivas o competitivas (resolución de conflictos de intereses puros) dependende la cantidad de recursos disponibles, de modo que cuanto más limitados sean estos recursos,mayor será la probabilidad de que surjan comportamientos y actitudes competitivas (rivalidad, oinacción). Por otra parte cuanto mayor sea la presión externa sobre una organización y ladependencia entre las partes en conflicto, también en mayor medida aparecerán estrategiasintegrativas o de cooperación (solución de problemas, flexibilidad).

2.4.4 Diseño De Negociaciones Relevantes en el Sector Eléctrico.

Negociación competitiva: En la negociación competitiva se contactan a varias empresasgeneradores y se les invita a presentar propuestas, que se evalúan sobre la base del precio y deotros términos y condiciones de las mismas. Varios factores se toman en cuenta, entre ellas estánla capacidad de cumplir el contrato (capacidades financieras) y los compromisos adicionales quelos oferentes han incluido en sus propuestas. Entonces, con objeto de negociar los términos ycondiciones finales, se selecciona la mejor propuesta de suministro de energía entre las quereúnen los requisitos. Este enfoque es oportuno cuando la empresa busca ideas independientesde los suministradores potenciales de energía. Esta modalidad es menos formal que la licitación,por tanto, una vez seleccionado el suplidor de energía, las principales condiciones del contrato sepueden aclarar y definir en negociaciones. Es posible incorporar a esas negociaciones partes delas alternativas propuestas por otros oferentes. Las habilidades de negociación son muyimportantes; ayuda a la empresa la información adicional, costos y precios de las otraspropuestas, que puede utilizar en las negociaciones con la empresa generadora seleccionada.Durante las conversaciones, la empresa generadora puede explicar y justificar los distintoselementos de su oferta y, tal vez, lograr obtener acuerdos para compartir el riesgo.

Por último se tienen ventajas administrativas en comparación con la licitación pública ya que haymás flexibilidad y menos complicación en al proceso administrativo lo que implica una reducciónde los costos de preparación del contrato.


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2.4.4.1 Desventajas de la Negociación Competitiva:

1. En primer lugar, en ésta no se logra la transparencia, pues las negociaciones entre laempresa y el contratista elegido no están abiertas al escrutinio público, con lo que sefacilita la colusión, el soborno y la corrupción.

2. La negociación competitiva resulta administrativamente más costosa que la adjudicacióndirecta, sencillamente porque hay más contratistas potenciales y más ofertas y propuestaspara evaluar. No obstante, probablemente dará como resultado mejores contratos deenergía, menores precios de oferta y facilitará la supervisión y el seguimiento del contratonegociado final.

Al elegir esta opción, las empresas deben sopesar la imparcialidad, la transparencia en el procesode adjudicación del contrato, los beneficios de una mayor flexibilidad y el potencial de un mejoracuerdo final.

A modo de ejemplo suponga que un gran cliente desea realizar un contrato de energía paraabastecerse, a través del tipo de negociación competitiva. Para ello se contacta a variasempresas generadores las cuales presentan propuestas de precio de energía para el contrato. Eneste caso cada empresa generadora conoce el costo de producción de sus competidores, esto semuestra en la figura 2.2.

El generador 1 tiene costos variables de producción de $30



Figura 2.2. Diagrama unifilar de los generadores.


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El generador 1 no puede ofertar por debajo de su costo de producción de $30, digamosofertará a $31 para rentar en caso de adjudicarse el contrato.

El generador 2 ofertará a un precio cercano a su costo variable de producción por laamenaza de perder la adjudicación del contrato por la oferta del generador 3, del cualconoce su costo de producción.

El generador 3 ofertará a un precio de $24 ± Є, donde si es conservador ofertara a uncosto ligeramente menor al costo de producción de G2. Digamos $23,99: Por lo que elprecio mas bajo de oferta que obtendrá el cliente libre será de $23,99; Luego deseleccionar el generador que suplirá su energía (G3) y estimando el costo de producciónde G3, a partir de las ofertas de G1 y G2, o por otra vía, este buscará la manera de reducirel precio de oferta de G3.

Negociación directa: En la negociación directa de los contratos de energía, o en los contratoscon proveedores únicos, está involucrado solamente un contratista y la empresa que pretendeadjudicar el contrato. Este método es aplicable en los siguientes casos: escaso número deoferentes potenciales, pocos o sólo un contratista calificado, existencia de una situación demonopolio (como el caso de una empresa que se encuentra dentro del área de concesión de unaempresa distribuidora) o un solo contratista con la capacidad y el interés de cumplir los requisitoscontractuales exigidos.

En el caso de que se elija la negociación directa o la contratación con suministradores únicos, laempresa, a fin poseer un fuerte poder de negociación, debe contar con la mayor informaciónposible sobre las condiciones y el valor de la energía, los costos de realización del contrato y elsuministrador involucrado. Es imprescindible que la empresa especifique lo más detalladamenteposible los requisitos del contrato de suministro eléctrico y que establezca, además, el conjunto decriterios para la evaluación de las propuestas del contratista, para utilizarlos en el proceso denegociación.

La negociación directa posee la ventaja de permitir una cierta flexibilidad en la discusión de lascondiciones contractuales más importantes después de la elección del contratista. El procesoadministrativo es más sencillo, más económico y más rápido. Por tanto, este método resultaapropiado cuando hay que finalizar rápidamente un contrato de suministro de energía, o bien paracontratos de pequeñas cantidades de energía o contratos transitorios. En la mayor parte de loscasos, la negociación directa no resulta conveniente para adjudicar contratos de energía a largoplazo, sino más bien para los contratos a corto plazo inherentes a pequeñas cantidades deenergía.

Un inconveniente de peso, relacionado con la negociación directa, es que por lo general lasempresas se encuentran considerablemente desaventajadas durante las negociaciones,especialmente en lo referente al precio.


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Normalmente, la empresa dispone de menos información sobre los precios, que el contratista,quien puede preparar y presentar datos sobre esos aspectos para favorecer sus propios interesesy originar mayores costos en el suministro eléctrico.

Otra desventaja importante de la negociación directa radica en que normalmente se trata de unproceso altamente reservado o completamente confidencial. Por lo tanto, se sitúa en un nivel muybajo en cuanto a la transparencia, ya que proporciona oportunidades de soborno y corrupción.Precisamente por este motivo no se recomienda la adopción de este método para las concesionesde energía de largo plazo. Este tipo de negociación se aplicaría por ejemplo en el caso de uncliente ubicado en el sistema de Aysén o de Magallanes, donde existe un solo suministrador deenergía.

Asignación mixta subasta-negociación: Cuando resulta complicado conseguir una licitacióntotalmente competitiva, pueden ser útiles sistemas híbridos en los que se combinan lanegociación y la licitación competitivas.

2.5 ¿CUÁNDO USAR SUBASTAS? ¿CUÁNDO USAR NEGOCIACIÓN?

Para poder contestar estas preguntas presentamos un conjunto de características de ambosmétodos de adjudicación:

2.5.1 Subastas.

Las subastas son la opción preferida y recomendada en los casos en que existe libre competenciapara los contratos. Es el método de adjudicación más transparente ya que con él se reducen lasposibilidades de colusión, soborno e influencia.

Las subastas introducen un mecanismo de mercado que da como resultado precios que reflejanmejor los valores de los recursos en los contratos de energía.

En la medida que no se conoce el precio futuro del mercado de energía, se requiera detransparencia en el proceso de adjudicación del contrato de energía, y exista un númerorazonable de oferentes, se preferirá el esquema de subastas. Para motivar la competencia en lasubasta los bloques de energía a contratar deben ser atractivos, así existirá una mayorcompetencia. Se torna este método de adjudicación de contrato conveniente para lascontrataciones realizadas por las empresas distribuidores y para grandes usuarios que poseenbloques de consumo de energía interesantes.

2.5.2 Negociación.

En una negociación la empresa distribuidora o cliente libre, que desea adjudicar el contratousualmente discute los detalles del mismo con la empresa generadora antes de firmar el contrato.


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La comunicación y coordinación entre comprador y vendedor es más importante en proyectoscomplejos, con mayores requerimientos técnicos. Solo puede existir negociación cuando lasrelaciones de poder son comparables entre los participantes. Si hay superioridad de poderfinalmente la negociación se transforma en una imposición del más fuerte.

Las negociaciones competitivas implican un cierto grado de competencia entre las propuestaspresentadas, además de una negociación directa con el contratista seleccionado. Su adopción esconveniente cuando la empresa distribuidora o cliente libre desea obtener información de preciosde mercado y propuestas, o cuando es importante la competencia técnica y organizativa delcontratista. Desde el punto de vista administrativo la negociación es más sencilla y flexible, perono es transparente.

La negociación directa se produce en el sector eléctrico cuando hay pocos suplidores o existemonopolio como en el caso en que un cliente libre que se encuentra en la zona de concesión dela empresa de distribución. Esta es usada solo en los casos en que hay poca competencia o encontratos de poco volumen y breves. Es flexible y rápida, pero el proceso no es transparente.Su desventaja más importante es la falta de competencia. Por ello, es posible que la empresa

pague una cantidad excesiva en los contratos de energía.

El general la negociación competitiva es recomendable para la adjudicación de contratos, cuandoexisten complejidades adicionales al suministro eléctrico, como son requerimientos adicionales decalidad de servicio. Cuando se conoce el costo de producción de los oferentes y es posibleobtener algún margen adicional de reducción del precio de contrato.

2.6 OFERTA.

La oferta es la cantidad de productos o servicios ofrecidos en el mercado. En la oferta, ante unaumento del precio, aumenta la cantidad ofrecida.

2.6.1 Curva de la Oferta.

Figura 2.3 En la curva puede verse comocuando el precio es muy bajo, ya no es rentableofrecer ese producto o servicio en el mercado,por lo tanto la cantidad ofrecida es 0.

Figura 2.3. Curva de la oferta.


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2.6.2 Desplazamiento de la Curva de Oferta.

Si se producen modificaciones diferentes al precio (como por ejemplo incentivos a la fabricaciónde un determinado producto) se produce un desplazamiento de la curva en sí (y no sobre lacurva). Es decir que al mismo precio habrá más o menos interesados en ofertar (mayor omenor cantidad ofrecida en el mercado) como se muestra en la figura 2.4.

Figura 2.4. Desplazamiento de la curva de la demanda.

2.7 DEMANDA.

La demanda es la cantidad de bienes o servicios que los compradores intentan adquirir en elmercado.

2.7.1 Curva de la Demanda.

Figura 2.5. Por medio de la ley de la demanda,se determina que al subir el precio de un bien oservicio, la demanda de éste disminuye (adiferencia de los cambios en otros factores quedeterminan un corrimiento de la curva en sí).

Figura 2.5. Curva de la demanda.


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No obstante, La variación de la cantidad de bienes y servicios demandados no siempre es linealcon la variación del precio (ver elasticidad de la demanda).

2.7.2 Desplazamiento de la Curva de Demanda.

Si se producen modificaciones diferentes al precio (como por ejemplo en los hábitos de consumoal ponerse de moda un producto o dejar sede utilizar debido a la aparición de otro, etc), seproduce un desplazamiento de la curva de demanda. Esto significa que a un mismo precio habrámás o menos interesados en demandar ese bien o producto como se muestra en la figura 2.6.

Figura 2.6. Desplazamiento de la curva de la demanda.

2.7.3 Elasticidad de la Demanda.

Demanda elástica: La demanda es elástica cuando ante una variación del precio, la variación enla cantidad demandada es (en porcentaje) mayor que la del precio. Por ejemplo en los bienes delujo suele pasar que ante un aumento de precios la cantidad demandada baja mucho másporcentualmente.

Demanda inelástica: La demanda es inelástica, cuando ante variaciones del precio la cantidaddemandada varía (en porcentaje) menos que la del precio. Por ejemplo en algunos alimentosbásicos, por más que haya un aumento importante de su precio, la cantidad demandada no varíatanto.


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En una situación normal, el mercado se encuentra equilibrado. Se oferta tanto como se demanda.Es decir que todo lo que hay para vender se vende (nadie demanda más ni menos de esedeterminado bien o servicio delo que está ofertado en el mercado) como se muestra en la figura2.7.

Figura 2.7. Elasticidad de la demanda.

2.7.4 Exceso de Demanda.

Si por ejemplo bajase mucho el precio de un bien, aumentaría su demanda(más interesadossobre el mismo) y al mismo tiempo también descendería la cantidad ofrecida (sería menosrentable y por lo tanto habría menos interesados en ofrecerlo). Se produce entonces un excesode demanda, es decir muchos compradores interesados en comprar y al mismo tiempo unmercado que ofrecerá menos cantidad.

En ese caso no estará equilibrado hasta que se llegue a un nuevo punto de equilibrio delmercado. Esto se puede apreciar en la figura 2.8.

Figura 2.8. Exceso de demanda.


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2.7.5 Exceso de Oferta.

Si el precio de un bien sube, nuevamente se deja el equilibrio. Habrá más vendedoresinteresados en vender (ya que la rentabilidad será mayor) pero al mismo tiempo menoscompradores interesados en comprar (porque el precio es más alto).

Esta situación se conoce como exceso de oferta. Figura 2.9.

De la misma manera que en el caso anterior el mercado no estará equilibrado hasta llegar a unnuevo punto de equilibrio en el que se oferte tanto como se demanda.

Figura 2.9. Exceso de oferta.

2.7.6 El Mecanismo del Mercado.

El paso siguiente es unir las curvas de oferta y demanda, como en la Figura 2.10. El eje de lasordenadas muestra el precio de un bien, P, medido de nuevo en unidades monetarias por cadaunidad. Ahora es el precio que perciben los vendedores por una determinada cantidad ofrecida yel precio que pagan los compradores por una determinada cantidad demandada. El eje deabscisas muestra la cantidad total demandada y ofrecida, Q, medida en número de unidades porperiodo.

2.7.7 El Equilibrio.

Las dos curvas se cortan en el precio y la cantidad de equilibrio, es decir, en el precio y lacantidad que vacían el mercado. A este precio (P0 en la Figura 2.10), la cantidad ofrecida y lademandada son exactamente iguales (Qo). En un libre mercado, el mecanismo del mercado es latendencia del precio a variar hasta que el mercado se vacía (es decir, hasta que la cantidadofrecida y la demandada son iguales). En este punto, como no hay ni exceso de demanda niexceso de oferta, no hay presiones para que siga variando el precio.


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La oferta y la demanda pueden no estar siempre en equilibrio y algunos mercados pueden novaciarse rápidamente cuando las circunstancias cambian de repente, pero los mercados tienden avaciarse.

Figura 2.10. La oferta y la demanda.

Para comprender por qué los mercados tienden a vaciarse, supongamos que el precio fuerainicialmente superior al que los vacía, por ejemplo, P1, en la Figura 2.10. Los productores trataríande producir y vender más de lo que los consumidores están dispuestos a comprar.

Habrá un excedente, es decir, una situación en la que la cantidad ofrecida es superior a lacantidad demandada. Para venderlo o para impedir, al menos, que siguiera creciendo losproductores comenzarían a bajar los precios. Finalmente, al descender el precio, la cantidaddemandada aumentaría y la cantidad ofrecida disminuiría hasta que se alcanzara el precio deequilibrio P0.

Ocurriría lo contrario si el precio fuera inicialmente inferior a P0, por ejemplo, P2. Habría escasez(una situación en la que la cantidad demandada es superior a la ofrecida) por lo que losconsumidores no podrían comprar todo lo que les gustaría, lo cual presionaría al alza sobre elprecio, ya que los consumidores tratarían de adquirir más que los demás por las existencias y losproductores reaccionarían elevando el precio e incrementando la producción. Una vez más, elprecio acabaría alcanzando el nivel P0.

2.7.8 Variaciones del Equilibrio del Mercado.

Hemos visto cómo se desplazan las curvas de oferta y demanda en respuesta a las variacionesde variables como los salarios, los costes de capital y la renta. También hemos visto que elmecanismo del mercado da lugar a un equilibrio en el que la cantidad ofrecida es igual a lademandada. Ahora veremos cómo varía el equilibrio en respuesta a los desplazamientos de lascurvas de oferta y demanda. Figura 2.11.


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Figura 2.11. El nuevo equilibrio tras el desplazamiento de la oferta.

Comencemos con un desplazamiento de la curva de oferta. En la Figura 2.11, la curva de ofertase ha desplazado de S a S´, debido, por ejemplo, a un descenso del precio de las materiasprimas. Como consecuencia, baja el precio de mercado (de P1 a P3) y aumenta la cantidad totalproducida (de Q1 a Q3). Eso es lo que cabría esperar: una disminución de los costos da comoresultado una reducción de los precios y un aumento de las ventas (de hecho, las disminucionesgraduales de los costos derivados de los avances tecnológicos y de la mejora de la gestiónconstituyen importantes fuerzas motrices del crecimiento económico).

La Figura 2.12 muestra qué ocurre tras un desplazamiento de la curva de demanda hacia laderecha provocado, por ejemplo, por un aumento de la renta. Cuando la demanda y la oferta seequilibran, se obtiene un nuevo precio y una nueva cantidad. Como se muestra en la Figura 2.12,sería de esperar que los consumidores pagaran un precio más alto, P3, y que las empresasprodujeran una cantidad mayor, Q3, cuando aumenta la renta disponible.

Figura 2.12. El nuevo equilibrio tras el desplazamiento de la demanda.

En la mayoría de los mercados, tanto la curva de demanda como la de oferta se desplazan de vezen cuando. Las rentas disponibles de los consumidores varían cuando crece la economía (ocuando se contrae durante las recesiones económicas). Las demandas de algunos bienes sedesplazan dependiendo de las estaciones (por ejemplo, los combustibles, trajes de baño,sombrillas), cuando varían los precios de los bienes relacionados con ellos (una subida de losprecios del petróleo eleva la demanda de gas natural) o simplemente cuando cambian los gustos.


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Asimismo, los salarios, los costes de capital y los precios de las materias primas también varíande vez en cuando, lo que desplaza la curva de oferta.

2.7.9 Las Elasticidades de la Oferta y de la Demanda.

Hemos visto que la demanda de un bien depende no sólo de su precio sino también de la rentade los consumidores y de los precios de otros bienes. Asimismo, la oferta depende tanto delprecio como de las variables que afectan al coste de producción. Por ejemplo, si sube el preciodel café, desciende la cantidad demandada y aumenta la ofrecida. Sin embargo, muchas de lasveces queremos saber cuánto aumentará o disminuirá la cantidad ofrecida o la cantidaddemandada. ¿Hasta qué punto es sensible la demanda de café a su aumenta la renta un 5 porciento? Para responder a este tipo de preguntas utilizamos las elasticidades.

La elasticidad mide la sensibilidad de una variable a otra. Concretamente, es una cifra que nosindica la variación porcentual que experimentará una variable en respuesta a una variación deotra de un 1 por ciento. Por ejemplo, la elasticidad; el precio de la demanda mide la sensibilidadde la cantidad demandada a las variaciones del precio. Nos indica la variación porcentual queexperimentará la cantidad demandada de un bien si sube su precio un 1 por ciento.

2.7.10 La Elasticidad-Precio de la Demanda.

Examinémosla más detalladamente. Representando la cantidad y el precio por medio de Q y P,expresamos la elasticidad-precio de la demanda de la siguiente manera (ecuación 2.1):

Ep = (ΔQ)/( ΔP) (2.1)

Donde significa simplemente “variación porcentual de Q” y P significa “variación porcentualde P”. La variación porcentual de una variable no es más que la variación absoluta de la variabledividida por su nivel inicial. Por lo tanto, también podemos expresar la elasticidad-precio de lademanda de la siguiente manera (ecuación 2.2):

Ep= Δ /Δ / = Δ

Δ(2.2)

La elasticidad-precio de la demanda normalmente es una cifra negativa. Cuando sube el preciode un bien, la cantidad demandada normalmente disminuye, por lo que / P (la variación de lacantidad correspondiente a una variación del precio) es negativo, y lo mismo ocurre con Ep.

Cuando la elasticidad-precio es mayor que 1, decimos que la demanda es elástica con respecto alprecio debido a que la disminución porcentual de la cantidad demandada es mayor que la subidaporcentual del precio. En general, la elasticidad-precio de la demanda de un bien depende de queexistan otros bienes por los que pueda sustituirse.


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Cuando existen sustitutivos cercanos, la subida de un precio lleva al consumidor a comprar unacantidad menor del bien y una mayor del sustitutivo .En ese caso, la demanda es muy elásticacon respecto al precio. Cuando no hay sustitutivos cercanos, la demanda tiene a ser inelásticacon respecto al precio.


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CAPITULO 3

“ESTRUCTURA DE MERCADOS MAYORISTAS DE ELECTRICIDAD.”

3.1 INTRODUCCIÓN.

En términos generales, independientemente de la manera en que se implanta un mercadomayorista de energía eléctrica, en algún país o grupo de países, la tendencia es separar entre sía los segmentos de generación, transmisión, distribución y comercialización, permaneciendo lossegmentos de transporte como monopolios, mientras que se trata de fomentar la competencia enlos segmentos de generación y comercialización.

En términos más precisos, también se puede establecer algunas diferencias entre las estructurasde mercado como las que se mencionan a continuación:

1. Desde el punto de vista de la organización de la transmisión, la diferencia se observa enlos términos de la estructura comercial y operacional.

2. Desde el punto de vista de las variantes del pool, la diferencia está en el número decompradores y en el nivel de participación privada y de gobierno. Se clasifica comovariantes del pool, ya que considera una coordinación centralizada.

3. Desde el punto de vista del nivel de integración, la diferencia está en qué tanindependientes son los arreglos operacionales, comerciales, la asignación, desbalances,congestión, servicios auxiliares y el mercado spot.

4. Incluso, otra diferencia se encuentra en la forma de clasificar al mercado tipo pool, ya quese puede hablar de diferentes tipos, dependiendo de los miembros que lo forman.

3.2 COMPONENTES PRINCIPALES EN EL DISEÑO DE UN MERCADO DE ENERGÍAELÉCTRICA.

El sector eléctrico ha evolucionado de una situación verticalmente integrada y regulada en todassus etapas hacia una nueva situación de competencia, en base a diferentes estructuras demercado. Este proceso de desregulación de la industria eléctrica ha creado un nuevo ambientedonde se comercializa la energía en diferentes mercados cuando la competencia es susceptible yse regula solo las partes que, por naturaleza, son monopólicas. Una de las característicasprincipales de la energía eléctrica es que no puede almacenarse, de modo que debe consumirseal mismo tiempo en que se está generando; en consecuencia, el sistema de transmisión debe sersupervisado y controlado continuamente para garantizar el funcionamiento seguro y confiable delsistema.

Dentro de la arquitectura de estos nuevos mercados de electricidad existen tres componentesprincipales de diseño:


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El mercado mayorista, como el medio principal para comercializar energía de maneracompetitiva.

Los servicios de transmisión, los cuales se enfocan a cubrir necesidades de mercado paraproveer libre acceso a todos los participantes, junto con su operación y expansión.

Los servicios auxiliares, que permiten garantizar la calidad, continuidad y seguridad delsuministro. Los tres puntos anteriores se muestran en la Figura 3.1.

El mercado mayorista (o al por mayor) es parte fundamental de la industria de la energía eléctricacompetitiva; la electricidad generada se compra en el mercado mayorista antes de ser vendida alos consumidores finales; dicho de otra manera, un mercado mayorista es donde se realiza lacompra-venta competitiva de energía. Los componentes principales de un mercado mayorista sonpresentados en la Figura 3.2.

Figura 3.1. Mercado de energía eléctrica. Figura 3.2. Mercado Mayorista.

El mercado mayorista o diario, como parte integral de los diferentes componentes dentro de laarquitectura de los mercados de electricidad, tiene por objeto establecer una plataforma donde,de manera competitiva, se compra y vende la energía eléctrica, por lo general, para el siguientedía de operaciones. Esto se realiza mediante la presentación de ofertas de venta y adquisición deenergía eléctrica por parte de los agentes del mercado. El mercado diario es el principal mediocompetitivo y de mayor volumen para la compraventa de energía (potencia activa en distintosmarcos de tiempo). En el mercado diario, pueden actuar como agentes del mercado productores,distribuidores y comercializadores de electricidad, así como otros consumidores (calificados) deenergía eléctrica. El operador del mercado (OM), basado en las ofertas de compra y venta,determina las cantidades de compra y venta a cada agente y al mismo tiempo determina el preciodel mercado. Una vez que el OM determina el resultado de las compras y ventas de energía,estas se convierten en compromisos que deben ser satisfechos por los participantes.

La forma específica de las reglas de funcionamiento de este mercado mayorista da lugar a unavariedad de estructuras de diseño. Existen varias formas de diseñar el mercado diario; aúncuando no hay dos modelos idénticos, las tendencias de diseño pueden agruparse en modeloscentralizados, descentralizados e híbridos.


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El mercado diario representa el espacio donde se comercializa la mayor parte de la potenciaactiva en los mercados de electricidad. Dentro de los mercados mayoristas se puede encontraruna serie de mercados que deben operar en forma secuencial, aún cuando el volumen negociadoen los mercados horarios y de tiempo real es mucho menor, estos son de trascendenteimportancia para coordinar la operación del sistema y su operación en tiempo real. Los mercadoshorario y de tiempo real permiten suministrar cambios en la demanda o eventos de última hora,consecuencia normal de los cambios en demanda o de operación. Es en estos mercados dondese realiza la compra-venta de energía para el seguimiento de la demanda, y es el último medioantes del control de frecuencia para procurar el balance entre oferta y demanda. Generalmente,debido al formato de los mercados diarios y horarios, se les conoce como mercados spot.

Los contratos bilaterales son contratos celebrados por agentes del mercado de producción deenergía eléctrica, es decir, son mecanismos directos de compra-venta de energía de granimportancia ya que limitan la volatilidad del mercado diario y sirven como mecanismo deprotección ante una volatilidad de precios. La Figura 3.3 muestra la importancia que tiene elmercado diario y la relación que existe con los otros tipos de mercado. Además, participan en elmercado diario los generadores que ofertan venta de energía, los consumidores que ofertancompra de energía y comercializadores que compran y venden energía.

Figura 3.3. Curva de demanda.


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3.3 ORGANIZACIÓN DE LA TRANSMISIÓN.

Puede dividirse al sector encargado de la transmisión en tres partes principales:

1. Bienes de transmisión (BT), en inglés: transmission asset ownership (TO).

2. Operador del Mercado (OM), en inglés: Market Operator (MO).

3. Operador del Sistema (OS), en inglés: System Operator (SO).

El tipo de mercado depende de cómo se agrupen estas tres partes del sector con respecto a latransmisión. Básicamente, hay tres formas de agruparlos y son:

1. Centralizada o Pool: Cuando los tres están agrupados en una sola entidad regulada, como lofue el caso de Inglaterra.

2. Descentralizado: Los tres componentes separados, en PX (Power Exchange) que se encargade operar el mercado (OM), un ISO (Independent System Operator), que se encarga de operar elsistema (OS). En este caso, los bienes de la transmisión (BT) son propiedad de dueños pasivosque reciben una tasa de retorno regulada proporcional a su inversión. Este es el caso deCalifornia.

3. Híbrido: El ISO combina las funciones del OM y OS, mientras que los BT siguen perteneciendoa dueños pasivos como en el caso anterior. Este es el caso de los mercado PJM (Pennsylvania-New Jersey-Maryland), Nueva Inglaterra y NYPP (New York Power Pool).

Un modelo comercial, aunque simple, es muy útil, pues permite encontrar los precios de energía,es decir, permite liquidez del mercado (muchos vendedores y compradores pueden interactuarlibremente y pueden tener acceso al precio del mercado), y permite también un comercio eficientey el que los participantes puedan tomar decisiones de manera descentralizada. Sin embargo, si elmodelo comercial deja a un lado aspectos operacionales importantes como son las restriccionesde transmisión, se puede dar lugar a estrategias por parte de los participantes de tal forma que laeficiencia y confiabilidad del modelo comercial se vean comprometidas. Cada modelo comercialdebe diseñarse “a la medida” para cada sistema, puesto que algunas condiciones iniciales y latopología propia de la red varían notablemente de sistema a sistema. Tal es el caso al consideraralgunos costos operacionales como son la liberación de congestiones dentro de una misma zona.

La forma en que se organizan los mercados de energía en adelanto y los mercados spot, es loque hace otra diferencia entre los diseños de mercados. Dos polos opuestos son, por ejemplo, elmercado de California y el de PJM.

Hay muchas alternativas de mercados, por lo que hay muchas diferencias en cómo el operadordel sistema va a asegurar la confiabilidad, mantener la frecuencia y aliviar congestiones, entreotros aspectos. Principalmente, hay dos áreas que en las cuales han fallado algunos mercadoscomo son el manejo de la congestión y en los servicios auxiliares.


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Existen tres elementos principales para que un mercado opere competitivamente:

1. Elasticidad de la demanda.

2. Concentración de mercado.

3. Regulación del mercado.

3.4 POOL Y SUS VARIANTES.

1) Comprador Único. Se designa a una autoridad que vele por los intereses de todos losconsumidores registrados, pronostique demandas y negocie con los generadores, inclusivepara futuras compras. Es una mezcla de gobierno con generación independiente, donde alos compradores no se les permite ser dueños de generación para mantener imparcialidad.Este modelo es criticado porque la autoridad es un monopolio no sujeto a leyes demercado, aunque sí promueve competencia en la generación y los consumidores puedencomprar al precio óptimo. Además, permite el desarrollo de la generación y transmisiónpara que esta sea coordinada y optimizada. Italia y Francia apoyan este tipo de modelos,puesto que ellos no son partidarios del acceso de terceras partes. La Figura 3.4 muestraesa estructura.

Figura 3.4. Comprador Único.


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2) Pool Básico (Gross Pool). Como el caso de Inglaterra y Wales, donde toda la energía escomerciada entre generadores y proveedores a través de un pool. El precio del mercado esacordado por adelantado en base a un estudio de asignación de unidades, a fin deminimizar los costos de producción. En el modelo de Inglaterra y Wales se ignora lasrestricciones de transmisión “hay un mismo precio de la energía independientemente de laposición física del consumo” porque se considera que no es responsabilidad de losgeneradores y los comercializadores.Entonces, un estudio operacional determina el uso efectivo de la generación y el efecto de

las restricciones; en caso de haber un desbalance, el costo es prorrateado entre todos losparticipantes.

A causa de esto, muchos participantes se protegen con contratos para fijar estos desbalancesa un precio preestablecido. La Figura 3.5 muestra esquemáticamente esta estructura demercado.

Figura 3.5. Pool Básico.

3) El pool neto (Comercio Bilateral). Este es el caso de Noruega, donde la mayor parte dela energía es comerciada entre generadores y proveedores a través de contratosbilaterales. Existe un pool encargado de ajustar la energía que no se utilizó y cualquierdemanda adicional no contratada (desbalances). Es importante mencionar que en Noruegalos contratos bilaterales no se abren públicamente. En el modelo noruego (Nord pool)existen contratos de día en adelanto para abastecer y contratos futuros para asegurarprecios fijos. Esta estructura de mercado se presenta en la Figura 3.6.


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Figura 3.6. Pool Neto.

4) Pools Interconectados. Cuando los sistemas de transmisión restringen el uso de lageneración, se incurre en costos operacionales elevados. Una manera de afrontar estasituación es que exista para cada área o zona del sistema un precio diferente de laenergía.

De esta manera, el precio de la energía se define por zonas geográficas, las cuales estánfuertemente interconectadas mediante la transmisión. En el modelo que se aplica en Noruega, seactiva zonas de ofertas de compra separadas cuando las restricciones de transmisión aparecen.Esto implica que la generación dentro de una zona normalmente puede ser usada libremente, sinlimitantes debido a la transmisión.

El comercio entre zonas depende del nivel de capacidad de interconexión y de las diferencias deprecios. Este modelo resalta la importancia de la transmisión y crea incentivos para invertir yeliminar las restricciones o colocar la generación en lugares más apropiados. Este tipo demercados son apropiados cuando la red de transmisión es débil y el comercio entre poolsinterconectados trae beneficios al consumidor. La capacidad de interconexión de la transmisiónpuede ser negociada y contratada por las partes a ambos lados del enlace. Estas negociacionesse pueden dar entre las autoridades del pool o directamente entre generadores que hancomprado capacidad, lo cual les permite realizar ofertas de compra en pools adyacentes, tal ycomo sucede con la generación escocesa y francesa que ofertan en el pool de Inglaterra y Wales.Este modelo se presenta esquemáticamente en la Figura 3.7.


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Figura 3.7. Pools interconectados.

5) Generación Mixta. Se conserva la empresa pública verticalmente integrada con ladiferencia de que se permite la entrada al mercado de generadores no dedicados alservicio público de la electricidad (non–utility generation NUG). Se conserva los beneficiosde la planificación integrada y se introduce una cierta medida de competencia en el ámbitode la generación. Se puede considerar como un paso intermedio entre el monopoliopúblico y la libre competencia. Este modelo es criticado porque se esgrime que la empresapública le dará prioridad a sus propios generadores y, por lo tanto, no se establece unacompetencia sana. Todavía hay menos competencia si el comprador es dueño de supropia generación (cogeneración).

6) Empresa Pública. Como su nombre lo indica, es una empresa integrada verticalmente,donde el estado es dueño de la generación, transmisión y distribución. La falta decompetencia trae ventajas y desventajas. Las desventajas son ineficiencias sobreinversión, así como interferencia del gobierno por razones fiscales, lo cual impide eldesarrollo de la empresa. Las ventajas: se puede planificar de manera centralizada lageneración y la transmisión, creando un ambiente de estabilidad, lo cual hace posible, enalgunos casos, que el estado invierta en seguridad.

En el caso de los países en vías de desarrollo, se tiene la ventaja de que el estado tiene laobligación de desarrollar toda la infraestructura para que todos los usuarios (hasta los másremotamente localizados) tengan el servicio de la energía eléctrica. Además, por ser delestado se puede desarrollar proyectos caros y de largo plazo como lo es la construcción deplantas hidroeléctricas.


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3.5 NIVELES DE INTEGRACIÓN.

3.5.1 Modelo Altamente Integrado.

En este caso, el operador del sistema asigna contratos en adelanto según las peticiones de losparticipantes. Para manejar los desbalances; congestiones y servicios auxiliares, el operador delsistema acepta ofertas de parte de los participantes. El objetivo del operador del sistema esminimizar el costo de estos servicios. Para el mercado en adelanto, los participantes informan aloperador del sistema los siguientes parámetros: 1) generadores que van a entregar energía, 2)inyecciones netas al sistema para mantener los niveles de los contratos, 3) precios y cantidadesque están dispuestos a ofertar para vender o comprar menos o más energía que las cantidadespreestablecidas.

El operador del sistema despacha en orden ascendente de acuerdo a los precios ofertados porlos generadores y, de esta manera, puede calcular el precio spot, también utilizado para ajustarlos desbalances. En el caso del PJM y de NY, los participantes ofertan precios de compra-ventaen el mercado spot (los generadores ofrecen el precio mínimo al cual están dispuestos a vender ylos consumidores ofertan el precio máximo al cual están dispuestos a comprar) para generar elprecio spot. Todos los generadores que cuyo precio de oferta de venta es menor al precio spot,son despachados; de la misma manera, todos los consumidores cuya oferta de compra seamayor al precio spot, son suministrados.

Este tipo de estructura habilita la libre competencia “la ley de la oferta y la demanda” dondenormalmente todos los generadores ofertan a sus costos marginales. Tanto generadores comoconsumidores entran en contratos por adelantado de largo plazo casi el 80% de la energía escontratada de esta manera, el resto se hace en tiempo real. Esto trae beneficios tanto para losgeneradores como para los consumidores, puesto que les permite acordar un precio fijo, muchoantes de la generación/consumo real, protegiéndose así de la volatilidad del precio spot delmercado. Todos los desbalances entre la cantidad de energía consumida o generada contrataday la consumida o generada en tiempo real, se paga al precio spot que arroje el mercado.Cuando existe congestión en la red de transmisión, el costo de transmitir energía eléctrica de unpunto “x” a un punto “y”, es el costo que esta tiene en el punto “y” menos el costo que tiene en elpunto “x”; en este tipo de estructura, tal diferencia es el costo de congestión.

3.5.2 Modelo de Comercio por Contratos.

Este modelo, conocido en inglés como Wheeling trading, se usa en los mercados que no han idocompletamente a la competencia (la mayoría de USA lo utiliza), siendo un primer paso paraestablecerla. Una empresa pública verticalmente integrada, que posee su propia generación,realiza las operaciones de transmisión y de operación del sistema. Esta provee el acceso a la redde transmisión sólo después que ya ha asignado su propia generación para su propia carga ocarga nativa, la cual es prioritaria.


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Es decir, ofrece su capacidad de transmisión restante. Abre este acceso de transmisión paraasignar contratos entre generadores privados y consumidores, o bien, entre empresas públicaslocalizadas en diferentes áreas para tomar ventaja de los precios regionales. Después que losparticipantes negocian entre ellos, informan al operador del sistema cuáles serán sustransacciones (inyecciones y sustracciones en el sistema) y en qué nodos las realizarán.

De esta manera, obtiene las trayectorias contratadas. Estos arreglos de comercio por contratosasumen que los flujos de potencia pueden ser dirigidos a través de una trayectoria específica losparticipantes contratan derechos físicos a través de una trayectoria contratada, ignorando así, lasleyes de la física. Esto en la práctica no es posible, puesto que la diferencia entre los flujos realesy las trayectorias contratadas llega a ser tan grande que no pueden ser ignoradas o bienabsorbidas por el operador del sistema, de manera que la seguridad del sistema se pone enriesgo.

La empresa pública se hace cargo de los desbalances, la congestión y los servicios auxiliares consu propia generación, y estos servicios se cobran de manera regulada. Bajo esta estructura demercado, los desbalances no son muy significativos, dado que ellos son absorbidos por eloperador del sistema y cobra por este servicio (a diferencia de la libre competencia, donde losdesbalances sí son significativos y deben ser cobrados de manera competitiva). Las congestionescasi no se presentan. Cuando se presenta alguna congestión, el operador del sistema tiene dosalternativas: cancelar ciertos contratos (esto está regulado) o bien, reasignar sus propiosgeneradores para poder cumplir con los contratos. Puesto que retirar ciertos contratos estáregulado y si reasigna sus unidades muy a menudo le genera costos elevados, prefiere calcular lacapacidad física de la transmisión de la manera más exacta y eficientemente posible, paradespués ofrecerla, de modo que se minimiza la congestión, pero lo que realmente ocurre es quehay falta de capacidad disponible.

En el caso de los servicios auxiliares, especialmente en el caso de la reserva rodante, el operadordel sistema cobra esta reserva extra a cada transacción, lo cual implica que es obligación deloperador del sistema contar con esa reserva para las emergencias.Por lo tanto, este mercado por contratos no puede evolucionar a la libre competencia, puesto quesu estructura está diseñada considerando a un operador del sistema verticalmente integrado.

Este modelo no promueve la libre competencia (sólo una competencia relativa en generación)porque la empresa verticalmente integrada tiene el control monopólico de la transmisión y,además, tiene interés de competir con los generadores privados y no tiene incentivos para dar lamisma cantidad de capacidad de transmisión a sus competidores. Es obvio que la empresapública favorezca a sus generadores al reservarse mucha capacidad de transmisión para sucarga nativa, dejando prácticamente a los competidores sin acceso a la transmisión. Aunque estasituación es regulada, en la práctica la situación es la ya expuesta.


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3.5.3 Modelo Descentralizado.

Algunos ejemplos de este modelo son los parcialmente descentralizados como California y Texas,pero el mejor exponente de esta estructura de mercado es ELEXON (NETA) en Inglaterra yWales. El operador del sistema asigna los contratos de los participantes y se mantiene fuera delos mercados spot. El operador del sistema administra los acuerdos y los desbalances. Losparticipantes corren el mercado spot y manejan la congestión mientras que los servicios auxiliaresse manejan por separado. Este nuevo modelo de Inglaterra (ELEXON) se analiza con detalleposteriormente.

El operador del sistema no posee generación y no tiene qué ver con las transaccionescomerciales, esto es con el propósito de forzar a los participantes a hacer todo el comercio de laenergía (spot, desbalances y manejo de la congestión) en un mercado privado. Al forzar a losparticipantes a entrar en contratos, el operador del sistema debe asignar el sistema tomando encuenta estos contratos. Los participantes acuerdan la cantidad de energía a comprar o vender,nodos de inyección y de extracción de la potencia y el precio al cual se va a comerciar.

Antes de la operación del sistema en tiempo real, el operador del sistema toma el control sobre elmanejo de las transacciones tomando en cuenta para el despacho y la asignación los nodos deinyección y extracción de potencia. Cada vendedor debe tener un comprador y la cantidadvendida debe ser igual a la cantidad comprada. El propósito de este modelo descentralizado esque las transacciones comerciales sean manejadas al mayor grado posible por los participantes.

El operador del sistema tiene mecanismos para tratar con los desbalances y las congestiones. Encaso de desbalances, puesto que el operador del sistema no posee generación, debe de podercomprar energía a los generadores de alguna manera para corregir tales desbalances y, también,de alguna manera, debe poder cobrar por estos desbalances a los consumidores. La pregunta es¿cómo? Hay dos maneras: 1) precios regulados ó 2) precios basados en el mercado. Sinembargo, los precios regulados son normalmente arbitrarios, de modo que no son adecuados, yaque conducen a prácticas comerciales inapropiadas. Por esto, lo más adecuado es un mercadobasado en precios para los desbalances. ¿Por qué? Si existe este mercado de desbalances, estearrojará señales económicas correctas al mercado de contratos.Así, los participantes del mercado de contratos comparan los precios del contrato con los preciosdel mercado de desbalances puesto que la energía del mercado de desbalances es un sustituto ala energía de los contratos.

De nuevo: ¿Por qué? Cuando el precio de la energía de desbalance es bajo, los generadorespueden reducir su salida de potencia a un nivel menor al contratado, puesto que el mercado dedesbalances puede suministrar esa energía de manera más barata. Si el precio de la energía dedesbalance es alto, los generadores pueden aumentar su salida de potencia a un nivel mayor a lacontratada, debido a que el generador sería un medio más económico de suministrar la energíaque el mercado de desbalances. Por todo lo anterior, el mercado de desbalances debe ser a cortoplazo, horario si es posible.


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El mercado nuevo de Inglaterra y Wales trata, por todos los medios, evitar el uso del mercado dedesbalances (aunque sí está contemplado su uso) y forzar a todos los participantes a establecercontratos. En Inglaterra y Wales, bajo el NETA (New Electricity Trading Arrangements), esto selogra fijando dos precios diferentes para los desbalances, uno es el precio de “derrame” (spill off),el cual es cobrado a generadores que entregan más que su potencia contratada o aconsumidores que utilizan menos que su potencia contratada; el otro precio es de “límite superior”(top-up), el cual es cobrado a generadores que entregan menos que su potencia contratada o aconsumidores que utilizan más que su potencia contratada.

Siempre los precios de “derrame” son más bajos que los precios de “límite superior”. Debido aestas penalizaciones, los participantes tratan de entrar a contratos de corto plazo para ajustar lomás posible sus contratos con lo generado/consumido.La consecuencia es que los costos por las transacciones se incrementan. Muchos generadoresse quejan de que siempre están produciendo energía sobre los niveles contratados, con tal deevitar los altos costos punitivos del “límite superior”, por lo que se ha desarrollado propuestaspara establecer el mercado de desbalances con un precio único.

En cuanto al manejo de la congestión, hay tres formas de realizarlo: 1) Derechos Físicos deTransmisión (physical transmission rights o PTR), 2) Reglas de asignación; primero que oferte,primero que se despacha, 3) Subastas de capacidad disponible de transmisión. Los PTR nofuncionan, por las mismas razones por las que el modelo de comercio por contratos no puedeevolucionar a la competencia completa. Las reglas de asignación (primero que oferta, primero quese despacha) tampoco trabajan adecuadamente por la experiencia vivida en el mercado de PJM,donde los participantes programaron sus computadoras para que todas ofertaran al mismotiempo, a las 12:00 hrs. La tercera opción ofrece una buena solución; la subasta determina a losparticipantes que usarán la transmisión, así como el precio que pagarán por el uso de esederecho. De todas maneras, el operador del sistema mantiene el control en cuanto a seguridad,ya que sólo se desviará de los contratos finales cuando la seguridad del sistema se veacomprometida.

En resumen, en el modelo descentralizado, el mercado selecciona al conjunto más barato degeneradores para satisfacer la carga, haciéndolo mediante el establecimiento de mercadosseparados para la congestión, desbalances, reservas y energía contratada y, aunque es la mismaenergía, los precios son diferentes.

3.5.4 Tipo de Miembros que Forman el Pool.

Pool de Productores: Su función es optimizar de manera centralizada la producción de losmiembros, evitando arranques y paros innecesarios. Útil en mercados spot.

Pool de consumidores: Se benefician de las economías de escala, de la diversidad de suscurvas de demanda, poder de mercado incrementado y de un manejo centralizado por parte de lademanda.


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Pool de distribuidores: Se obtiene los dos beneficios previamente explicados. Dentro de estepool, se encuentra también cuatro diferentes esquemas, debido a las deficiencias que tienen losdistribuidores pequeños como son pocos recursos para inversión y la falta de economías deescala, entre otros. Estos cuatro esquemas son:

a) Pool de abastecimiento a largo plazo: Los distribuidores regionales pueden sumar suscurvas de demanda y así combinar sus requerimientos de potencia a largo plazo y, porende, obtener un mejor posicionamiento durante la transacción con los productores ycomercializadores. Otro beneficio es que, al combinar la diversidad de las curvas dedemanda, pueden obtener límites tarifarios más bajos y, como consecuencia, precios másbajos en contratos a largo plazo.

b) Pool de abastecimiento a corto plazo: Obtiene los mismos beneficios que el de largoplazo; la única diferencia es que este se incorpora al comercio de energía de corto plazo.

c) Pool en el mercado spot: Aparte de los beneficios de los pool de corto y largo plazo, esteincorpora el comercio spot en tiempo real y también los mercados futuros. Las coalicionesentre distribuidores regionales pequeños se dan por la falta de recursos para invertir en lacoordinación centralizada requerida para el comercio spot en tiempo real.

d) Pool comercial: Mientras que el pool del mercado spot opera fundamentalmente con lasofertas y demandas de sus miembros, el pool comercial busca obtener beneficios medianteoperaciones especulativas del mercado spot y de corto plazo, por lo que sus operacionescomerciales pueden exceder al número de sus miembros.

3.6 MERCADOS DE ELECTRICIDAD: ORGANIZACIÓN Y OPERACIÓN.

El sector eléctrico se encuentra inmerso en un proceso de reestructuración en donde el modeloverticalmente integrado, generación, transmisión y distribución, ya no pertenece a una solacompañía. Las diferentes actividades ahora están separadas y más de una compañía participa encada actividad. La idea de esta nueva estructura es promover la competencia en generación ydistribución, mientras que a los consumidores se les ofrece una serie de características enservicios.

Este Nuevo modelo se basa en las fuerzas del mercado, por lo que es necesario entender laorganización del mismo. Finalmente, es importante remarcar que las leyes de la física no cambiany por consiguiente, la operación de los sistemas de potencia tampoco lo hace, pero si la forma enque las transacciones se realizan desde el punto de vista económico.

3.6.1 Tipos de Mercados.

Un Mercado es un mecanismo que permite a la gente realizar transacciones el cual generalmentees gobernado por las leyes de la oferta y la demanda. Los mercados trabajan localizando a losvendedores en un lado lo cual facilita la búsqueda a los potenciales compradores.


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El mercado básico tradicional es el que se encuentra en una ciudad donde los vendedoresinstalan sus puestos y los compradores buscan por la mercancía deseada. Este tipo de mercadoses el más viejo y muchos mercados de este tipo operan hoy en día alrededor del mundo.

Hoy en día, los mercados no necesariamente deben tener una localización física, los mercadosmodernos pueden ser mercados virtuales. Tales mercados consisten de medios de comunicacióndonde la información es intercambiada. Un ejemplo de este tipo de mercados es el Mercadointernacional de divisas.

3.6.1.1 Mercados.

Los mercados definen y comercializan contratos de entrega de cualquier tipo de producto oservicio que pueda ser caracterizado en una forma intercambiable. Los productos que se transanen un Mercado financiero para entrega inmediata o futura son:

Productos agrícolas Divisas Combustibles Metales Energía Emisiones contaminantes

Estos productos son comercializados en grandes cantidades. Algunos ejemplos de mercados sonel Chicago Board of Exchange (CBOE), el New York Mercantile Exchange (NYMEX), el LondonMetal Exchange (LME).

3.6.1.2 Mercados Físicos y Financieros.

Los mercados físicos son mercados en donde los productos comercializados son llevados yvendidos para entrega inmediata.

Un mercado financiero, es un mercado para el intercambio de capital y crédito. Mercados dedivisas, mercados de capital, mercado de futuros son considerados mercados financieros.

Estos mercados pueden ser mercados primarios o secundarios. El mercado primario es unmercado financiero para el depósito de garantías (Securities).

El Mercado secundario es un mercado financiero para la comercialización de las garantías. En elMercado secundario, las garantías vendidas y transferidas de un inversionista a otro. Es muyimportante que el Mercado secundario sea altamente líquido y transparente.


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3.6.1.3 Mercados Físicos y Financieros en el Sector Eléctrico.

Mercado físico. La competencia del mercado eléctrico es generalmente estructurada enun mercado de 24-hrs. en adelanto donde la energía eléctrica es comercializada. Toda laenergía es comercializada a través de este mercado. Un solo operador procesa ydetermina el orden de despacho de la generación para las 24 horas del día siguiente enintervalos horarios, satisfaciendo el balance generación demanda.

Mercado financiero. El mercado de 24-horas en adelanto es muy volátil. Los participantesdel mercado desearan reducir el riesgo mediante la adquisición de contratos de mayorduración. Estos contratos son comercializados en un mercado organizado entre las partesinvolucradas o mediante un agente “bróker”. Los contratos proveen una herramienta decobertura ello no implica un derecho sobre la entrega física de energía eléctrica.

3.6.1.4 Mercados y Riesgo.

El Mercado es una institución que adquiere riesgo en bien de los participantes. Un caso muysimple es un supermercado. El supermercado es un pool en donde productos alimenticios puedenser adquiridos por el consumidor. Estos productos son contratados con los proveedores. A fin detener disponibles estos productos, permitiendo la comercialización entre consumidor y productos,el supermercado adquiere diferentes tipos de riesgo. Entrega y crédito son dos tipos de riesgopara el supermercado. Algunos de estos riesgos son similares para muchas institucionesinmersas en un ambiente de mercados. Algunas definiciones de riesgos son dadas acontinuación:

Riesgo del mercado es el riesgo generado por cambios en las condiciones generales delmercado frente a las de la inversión. Riesgo de Mercado se aplica principalmente a lasopciones o reservas. Volatilidad no es mucho la causa pero si el efecto de ciertas fuerzasdel mercado. Volatilidad es una medida del riesgo ya que esta se refiere el comportamientode las inversiones en vez de la razón de este comportamiento.

Riesgo de liquidez es la contingencia de que la entidad incurra en pérdidas excesivas porla venta de activos y la realización de operaciones con el fin de lograr la liquidez necesariapara poder cumplir con sus obligaciones.

Riesgo jurídico es la contingencia de pérdida derivada de situaciones de orden legal quepueden afectar la titularidad de las inversiones.

Riesgo operativo es el riesgo de no estar en capacidad de cubrir los costos de operacióny está asociado al incremento de los Costos Fijos de la empresa, a cambio de lo cual lasutilidades antes de intereses e impuestos experimentan un incremento superior alpronosticado por el modelo lineal con un incremento en las ventas.


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Riesgo de crédito es la probabilidad de que un individuo pague sus obligaciones decrédito según las condiciones acordadas. Los prestatarios con más probabilidades depagar según las condiciones acordadas suponen un riesgo menor para los acreedores yprestamistas.

A fin de facilitar la comercialización, el Exchange hace uso de contratos. Contrato es elacuerdo de voluntades que crea derechos, con sus obligaciones correlativas. Un contratoentre un vendedor y un comprador es un acuerdo en donde el comprador esta obligado aadquirir y el vendedor está obligado a vender cierto producto a un precio determinado para serentregado en un lugar específico.

Las características principales de un producto a comercializar deben ser claramenteespecificadas en el contrato. Cuatro términos básicos de un producto que incluye un contratoson:

1. Descripción del bien: tipo, cantidad y calidad2. Tiempo de entrega3. Precio4. Tiempo y forma de pago

Estos términos son considerados esenciales ya que estos son los parámetros necesarioscontractuales. Cada contrato debe de contener dichos términos. Contratos estandarizadosayudan al mercado incrementando la liquidez y transparencia del mismo.

Contratos de largo plazo (bilaterales o forward) han sido utilizados para fijar precios; el riesgo deprecio es eliminado, en ausencia de opciones y otras herramientas financieras.

Sin embargo, pero antes de entrar en contratos de largo plazo, las compañías deben de evaluarlos beneficios esperados a ser obtenidos. La duración óptima de los contratos refleja un balanceeconómico entre el costo marginal y el beneficio marginal de extender la duración del contrato. Laduración óptima del contrato también depende de la información del mercado, conforme elambiente económico es menos incierto, la duración del contrato decrece.

3.6.2 El Mercado de Energía.

El Mercado de Energía es una colección de productos los cuales son muy diferentes ennaturaleza. Los mercados de energía incluyen mercados de combustible, mercados deelectricidad y mercados de emisiones contaminantes. Algunos mercados nuevos han sidocreados en respuesta a la reestructuración de la industria eléctrica.


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3.6.2.1 El Modelo de la Cadena de Producción.

Una cadena de producción es una red que facilita la ejecución de funciones en la obtención delmaterial, transformación en productos intermedios y finales, y distribución del producto alconsumidor.

La industria eléctrica opera a través de una cadena de producción la cual se extiende de lascentrales de generación hasta los consumidores lista para ser utilizada por los millones de casasoficinas y fábricas. Cada una de las actividades en esta cadena depende de todas las otras partesa fin de mantener funcionando la cadena. Figura 3.8.

Figura 3.8. Cadena de producción de electricidad.

Toda la energía eléctrica generada en una plata de generación, generalmente están muy alejadasde los centros de consumo. La energía eléctrica es transmitida a través de las líneas detransmisión. Cuatro actividades son claramente identificadas en esta cadena: Generación,Transmisión, Distribución y comercialización como se muestra en la figura 3.8.

Antes de la reestructuración, estas actividades eran manejadas por una sola compañía.Naturalmente, este arreglo implicaba una minuciosa regulación. Algunas preocupaciones sobre laenorme ineficiencia de la situación condujo a la reestructuración. El proceso conlleva dosobjetivos: (1) la separación de los servicios y (2) la creación de mercados para la comercializaciónde los productos.

Cada nivel en la cadena de producción requiere de toma de decisiones que tienen impacto entodo el sistema. La calidad de una decisión depende sobre lo que el tomador de decisionesconoce. Como resultado, la diseminación de la precisión de la información es crítica para que lacadena opere efectivamente. Credibilidad es un factor importante en el intercambio deinformación.

Varios tipos de contratos existen para coordinar un proveedor con un intermediario en la cadena ydividir las ganancias en las diferentes etapas de la cadena misma.

TRANSMISSION

G1Oil

G2Coal

G3N

N. Gas

DISCO 1

DISCO n


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3.6.2.2 El Modelo Leontief.

Wassile Leontief desarrollo la teoría de Entrada-Salida la cual es una aproximación lineal delmodelo de Wallas que permite que la teoría general de equilibrio sea aplicada.

Un análisis económico mediante el método de Leontief es un método que sistemáticamentecuantifica las interrelaciones entre varios sectores productivos de un sector económico en el cuallos bienes son producidos en esos sectores por medio de factores primarios. El sector económicopuede ser tan grande como una nación o tan pequeño como un área municipal.

La estructura de cada sector productivo es representado por un vector apropiado de coeficientestécnicos que describen cuantitativamente la relacionen entre los insumos consumidos y el nivel deproducción obtenido.

Las interdependencias entre los diferentes sectores de una economía dada son descritas por unsistema de ecuaciones que expresa el balance entre el total de insumos y la producción agregadade cada producto y servicio producido y usado en el curso de uno o varios periodos de tiempo.

En un análisis de entrada-salida, una consideración fundamental es que el flujo fluye de i a j ydepende enteramente del total de la producción del sector j. Basado en esta consideración, larazón de entrada/salida se representa en un coeficiente tecnológico. Así pues, existe una relaciónlineal entre la entrada y la salida y por tanto no hay economías de escala.

Los coeficientes representan la función de producción del sector i al sector j, la cual iguala larazón de entrada intermedia al total de salida. Esto es equivalente a la fracción del precio delproducto i entre el precio del producto j y la razón del correspondiente coeficiente tecnológico:

cantidad de insumos del sector icantidad total del sector jEn el caso del sector eléctrico, el modelo de entrada-salida es un modelo geográficamentedistribuidos tanto para los flujos de combustible, como para los flujos de energía eléctrica. Loscostos de combustible al punto de entrega consideran los costos de transportación.

Dependiendo de la proximidad a los centros de distribución de combustible cada compañíaseleccionara una combinación de estos para generar electricidad que maximice sus ganancias yle permita diversificar su portafolio de servicios energéticos. En la figura 3.9 se representa unaestructura general de mercados energéticos.


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Figura 3.9. Estructura física de un mercado de energía.

El aspecto ambiental juega un papel importante en la industria energética dado que esto implicarestricciones adicionales a los participantes. La incorporación de este mercado en la matrizanterior conlleva a la adición de un renglón y una columna más. Adicionalmente, el mismomercado de electricidad se compone hoy en día de un mercado primario y una serie de mercadosadicionales donde los servicios conexos se comercializan. En teoría, cada servicio puedecomercializarse en forma independiente.

La cadena de producción de generación y distribución de energía eléctrica a los consumidoresincluye adquisición de combustible, generación, transmisión y distribución a través de la red detransporte.

3.7 CLASIFICACIÓN DE MODELOS DE MERCADOS.

Hasta este momento, se ha descrito nueve propuestas de mercados en diferentes partes delmundo. A continuación, se realiza una clasificación en base a sus similitudes y sus diferenciasprincipales. Puede identificarse cuatro grandes grupos:

1. Pool (todos tipos)/Centralizados.2. Híbridos.3. Descentralizados.4. Empresa Pública.

Estos, a su vez, en forma esquemática se clasifican como se muestra enseguida. En las figuras3.10, 3.11 y 3.12.

DISCO 1

SISTEMAde

POTENCIA

G2 G3

G1

ESCO 1

G4

DISCO 2

Carbon Carbon

Oil

N

Gas N.

Go

EólicaHidroNuclear


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Figura 3.10. Tipos de Pool Centralizados.

Figura 3.11 Tipos Híbridos

Figura 3.12. Tipos Descentralizados.

En cuanto a la empresa pública, donde tanto la generación, transmisión y distribución sonpropiedad del gobierno, puede mencionarse a México.


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La experiencia muestra que en algunos países con un esquema de empresa públicaverticalmente integrada, para pasar a la libre competencia, el primer paso a tomar es el deestablecer contratos y permitir la generación mixta.

3.8 MERCADOS MAYORISTAS.

Hoy en día los mercados eléctricos tienes diferentes formas y no existen dos mercadosmayoristas iguales, aunque estos se pueden clasificar por su diseño en tres grandes grupos parahacer la transacción de energía eléctrica.

Modelos Centralizados Modelos Descentralizados Modelos Híbridos

3.8.1 Modelos de Mercados Centralizados.

De las primeras estructuras utilizadas en la creación del mercado mayorista es la llamada Pool, lacual agrupa a modelaciones de mercados considerados como centralizados (figura 3.13). Paraeste tipo de mercados se requiere de una optimización centralizada que requiere un algoritmo deasignación de unidades para determinar la cantidad de energía que se debe de comprar a cadagenerador en que etapa (Hora) del día, esta asignación debe de considerar restricciones físicasde generadores como de la red eléctrica.

Figura 3.13. Modelo del mercado tipo Pool.

Este tiene como base la solución del problema de asignación de unidades. Desde el punto devista económico, el problema a resolver comprende el hecho de que los costos de arranque delos generadores introducen una no convexidad en los costos de producción.

Lo que busca cualquier modelo de mercado mayorista de energía eléctrica es encontrar el preciode la energía en cada nodo del sistema. El efecto que producen los límites de transmisión es quese genera precios nodales diferentes, aún cuando sólo una línea se vea restringida.


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Esto es fácil de entender, puesto que, en cierto lugar, producir la energía puede resultar másbarato y, además, transportarla está limitado por la capacidad de transmisión.

A la diferencia de precios entre los nodos del sistema se le conoce como “precio de congestión” o“precio de transmisión”.

El problema de no convexidad en costos de producción (los costos no convexos), causados porlos costos de arranque de generadores, está íntimamente relacionado con el problema deasignación de unidades. Como consecuencia, puede ocurrir que el precio del mercado no seasuficiente para que uno o más generadores cubran sus costos de producción.

Manejar los inconvenientes de los límites de transmisión y los de la no convexidad introducida porlos costos de arranque, son responsabilidad del operador del sistema.

Tanto los contratos bilaterales como un despacho centralizado que resuelva el problema deasignación de unidades, pueden encontrar la solución. A través de los contratos bilaterales lasolución se encuentra de manera muy lenta, ya que los participantes tratan de resolver por símismos los dos problemas al mismo tiempo (encontrar el precio óptimo de la energía y vigilar lasrestricciones físicas del sistema). A través de un despacho centralizado, la solución óptima almercado se encuentra de manera rápida ya que este utiliza modelos matemáticos y herramientasde optimización para encontrar la solución y lo hace bajo un esquema centralizado. El factordecisivo que inclina la balanza es la necesidad de velocidad al resolver los mercados.

3.8.2 Modelos de Mercados Descentralizados.

En el mercado de energía eléctrica descentralizado (figura 3.14), se presentan ofertas simples decompra y venta de energía eléctrica, las cuales las ejecuta el operador del mercado en formaexclusiva. Otra parte fundamental en el mercado descentralizado corresponde al manejo delsistema eléctrico lo cual lo hace el operador del sistema y este manejo se realiza de acuerdo a losresultados del operador del mercado. En estos mercados la subasta se realiza con ofertassimples, es decir, los suministradores especifican la cantidad de energía que pueden producir ysu costo y los compradores especifican la cantidad de energía que requieren y cuanto estándispuestos a pagar por dicha energía.

La base para el mercado descentralizado son: el operador del mercado, coordinadores deprogramación y del operador del sistema y sus características son las siguientes.

Operador del mercado:

Usa una subasta estándar para implementar el mercado Determina el precio del mercado diario sin considerar el derecho de transmisión Reporta al operador de sistema el resultado de mercado Realiza funciones de contabilidad y facturación.


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Coordinadores de programación:

Coordinan contratos bilaterales Reportan las inyecciones y extracciones programas al operador del sistema

Operador del sistema:

Recibe información del mercado y coordinadores Maneja la transmisión con un esquema predeterminado.

Figura 3.14. Modelo de Mercado descentralizado.

3.8.3 Modelos de Mercados Híbridos.

En los sistemas de mercados híbridos combinan características de mercados centralizados ydescentralizados. Este mercado no es subastado con ofertas simples de precio de compra yventa de energía ni con subastas de asignación de unidades, por lo que este mercado estabasado en un despacho simplificado. Al realizar la subasta de energía (Despacho), se considerala red de transmisión en forma simplificada. El operador del mercado y de sistema (un solooperador), ejecuta el mercado en el modelo de despacho simplificado para realizar la subastahibrida. La subasta realizada no es tan compleja como lo es en el mercado centralizado y no tansimple como en el mercado descentralizado.

La filosofía en este tipo de mercados consiste en ejecutar la subasta del mercado mayorista(mercado diario) utilizando modelos de despacho económico restringido (modelos lineales deflujos óptimos), de tal manera que la subasta de energía genera resultados que son (hasta ciertopunto) factibles a la red de transmisión y permiten la generación de precio nodales (o regionales)de la energía.


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Además, en este tipo de modelos la subasta permite la inclusión de algunas restricciones en lasofertas de generación; entre las cuales se encuentra, por lo general las restricciones de rampa.Con lo anterior, el modelo de subasta para el mercado diario no puede ser desacoplado demanera horaria.

En resumen, se puede decir que un modelo híbrido (figura 3.15) para mercados mayoristascontiene las siguientes características distintivas con respecto a los modelos completamentecentralizados o descentralizados:

Utilizan modelos de la red eléctrica en la subasta para generar soluciones factibles yprecios nodales entre los precios regionales de la energía.

Inclusión de ciertas restricciones en las ofertas de los generadores, especialmenterestricciones de rampa.

Manejo de contratos bilaterales y posible ejecución paralela de mercados para serviciosauxiliares, especialmente reserva.

Mercados que se pueden catalogar en esta clasificación son: Nueva Zelanda, Ontario, PJM (porla generación de precios regionales y el uso de formatos de oferta no tan complejos); además, lapropuesta de cambio estructural de la Industria Eléctrica Mexicana de 1999 pretendía un modeloen esta dirección.

De manera genérica el modelo de despacho que se utiliza como mecanismo de subasta se puededescribir por medio del siguiente modelo de optimización:

Maximizar {valor (ofertas demanda - ofertas generación)}

Sujeto a: -Limitaciones de y modelo de transmisión

-Limitaciones especificadas en las ofertas de los generadores

-Efecto de contratos bilaterales en red de transmisión.

Figura 3.15. Modelo de Mercado Hibrido.


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3.9 ESTRUCTURA DE LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS.

El esquema inicial de las compañías eléctricas, fue a través de inversiones privadas o el estadotomo posesión e iniciativa de las inversiones para la evolución de estas empresas, este tipo deorganización permaneció por más de 100 años y aun hasta la fecha algunos sistemas continúanoperando con esta estructura.

Con esta disposición, las empresas han sido especificadas como compañías eléctricasverticalmente integradas (Tradicional) y realizan principalmente tres funciones en el sistemaeléctrico: generar, transmitir y distribuir la energía eléctrica.

Las compañías horizontalmente integradas esta formada por cuatro segmentos: generación,transmisión, distribución y comercialización. Únicamente en la generación y comercialización seestablece un ambiente de competencia y las áreas de transmisión y distribución permanecen bajoun monopolio.

3.10 PRINCIPALES TRANSFORMACIONES EN EL SECTOR ELÉCTRICO.

3.10.1 El Cambio Tecnológico.

Tradicionalmente, la actividad de generación eléctrica, suponía por parte de las empresas larealización de un volumen muy importante de inversiones en inmovilizado. Adicionalmente, eltransporte de electricidad presenta unas pérdidas que, entre otros factores, dependíanbásicamente de la distancia y la congestión de la red. La realización de estas actividades enrégimen de monopolio, permitía el aprovechamiento de las economías de escala en generación yalcance, al permitir una mayor coordinación en las decisiones sobre la red en empresasverticalmente integradas.

Desde finales de los años 80 y sobre todo en los años 90, se han puesto de manifiestoimportantes avances tecnológicos relacionados con las actividades de suministro eléctrico comoes en los generadores.

La mejora tecnológica también alcanza a las redes, sobre todo al tratamiento de la información, loque permite gestionar de forma más adecuada y en tiempo real, las restricciones en el transporte,disminuyendo la congestión y disminuyendo los costos. El desarrollo de las redes y el aumento ensu capacidad ha conseguido aumentar el tamaño de los mercados potenciales, permitiendo que laaparición de competencia no suponga duplicidad en las instalaciones.

3.10.2 El Cambio en la Regulación.

El concepto básico que nos permite entender los cambios en la regulación, es la insatisfacciónpor los resultados ofrecidos por los enfoques tradicionales. Los objetivos atribuidos por laregulación a las empresas de servicios públicos consistían, básicamente, en la garantía de unsuministro universal al conjunto de los ciudadanos, bajo unos niveles de calidad estándares, y alminino costo posible.


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Para ello, estas empresas actuaban como monopolios naturales de carácter territorial y percibíanpor los servicios anteriormente mencionados el derecho a percibir unas tarifas reguladas, quegarantizan la recuperación de las inversiones realizadas, más la retribución a una tasaestablecida, de los capitales invertidos.

En ocasiones, es el mismo Estado quien, mediante empresas públicas, sustituye la iniciativaprivada en estos mercados, con la finalidad teórica de poder fijar precios más eficientes y hacermáximo el excedente de los consumidores de estos servicios.

La nueva regulación parte de la consideración del proceso económico e industrial deabastecimiento eléctrico como un fenómeno complejo. Dentro del mismo se dan multitud deactividades, susceptibles de recibir un tratamiento regulatorio diferenciado, pudiendo alguna deellas ser realizada en régimen de competencia. El esquema comúnmente asumido divide lasactividades relacionadas con el suministro eléctrico en cuatro: generación, Transporte,Distribución y Comercialización. De estas, la primera y la última son susceptibles de ser llevadasa cabo en mercados abiertos a la competencia, mientras que el transporte y la distribuciónpresentan características de monopolio natural, por lo que se mantienen como actividadesreguladas.

3.11 BENEFICIOS ASOCIADOS A LA COMPETENCIA.

Por los argumentos expuestos con anterioridad, podemos concluir que los mercados eléctricosque actúan en régimen de competencia ofrecen resultados más satisfactorios que la regulacióntradicional. La idea básica es que al no tener garantizados sus ingresos, las empresas tendránque comportarse de forma eficiente si quieren subsistir en el mercado.

3.12 MODELOS HÍBRIDOS DE MERCADOS MAYORISTAS.

3.12.1 Despacho Económico y Mecanismos de Subasta.

EL despacho económico con curvas de costo en forma de segmentos lineales puede interpretarsecomo un mecanismo de subasta de un solo lado (single-side bidding), cuando el despachoeconómico es ejecutado en forma centralizada y el operador del sistema requiere conocer lascurvas de costo de cada unidad. En un ambiente completamente descentralizado, las GenCosrealizan sus propias decisiones de participación en el mercado basadas en la maximización de lasganancias esperadas dada la información que disponen. Las GenCos ofertan vender suproducción siempre y cuando el precio del mercado sea mayor a sus costos de producción. Deacuerdo a la curva de costo de la unidad, es claro que la unidad puede ofertar diferentes bloquesa diferentes precios.


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3.12.2 Despacho económico Restringido y Precios Nodales de Energía

Cuando el mercado mayorista de electricidad no es ejecutado con subastas simples de preciouniforme (como en el PX de California) ni utilizando modelos de optimización más complejos(como el uso de subastas de asignación de unidades en los Pools del U.K y N.Y.), el mercado sepuede catalogar como un modelo híbrido.

La filosofía en este tipo de mercados consiste en ejecutar la subasta del mercado mayorista(mercado diario) utilizando modelos de despacho económico restringido (modelos lineales deflujos óptimos), de tal manera que la subasta de energía genera resultados que son (hasta ciertopunto) factibles a la red de transmisión y permiten la generación de precio nodales (o regionales)de la energía.

Además, en este tipo de modelos la subasta permite la inclusión de algunas restricciones en lasofertas de generación; entre las cuales se encuentra, por lo general las restricciones de rampa.Con lo anterior, el modelo de subasta para el mercado diario no puede ser desacoplado demanera horaria.

3.12.3 Mecanismos de Subasta.

En mercados eléctricos reestructurados, los mecanismos de subasta son la forma más sencilla,eficiente y transparente de calcular el equilibrio del Mercado.

Un mecanismo de subasta es una institución con un conjunto de reglas definido que determina elequilibrio del Mercado en base a ofertas proporcionadas por los diferentes participantes.Diferentes tipos de mecanismos existen, sin embargo, en este documento solo dos de ellos seránpresentados: mecanismo de subasta de un solo lado y mecanismo de subasta de doble lado(Double-Side auction).

3.13 MECANISMO DE SUBASTA DE UN SOLO LADO.

EL mecanismo de subasta de un solo lado se ha utilizado para la determinación del equilibrio demercado donde solamente un tipo de participantes ofertan (productores o consumidores). Ennuestro caso, y tomando como referencia el despacho económico, esto se interpretaría como quelos ofertantes son los productores y el operador del sistema satisface la demanda del sistema porlo que la demanda es inelástica. Las ofertas recibidas por el operador del sistema sonacomodadas en forma ascendente en función del precio ofertado.

Cuando ambos participantes del mercado, productor y consumidor, ofertan la cantidad y el precioal que están dispuestos a comercializar su producto, este mecanismo de subasta se le conocecomo mecanismo de subasta de doble lado.


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3.14 MECANISMO DE SUBASTA DE DOBLE LADO.

En el caso de una subasta tipo doble-lado, consumidores y productores realizan sus ofertas. Eloperador del mercado colecta dicha información. Con esta información, se resuelve un problemade optimización donde la función objetivo es maximizar el número de transacciones. La solucióndeterminara el equilibrio de Mercado (precio y cantidad de mercado).

El comportamiento del consumidor afecta la producción de la economía a través de susapetencias de bienes producidos en la economía, la forma en que estos se satisfacen y ladisponibilidad de estos en el futuro.

3.15 MODELO BÁSICO DE SUBASTA PARA GENERACIÓN DE PRECIOS NODALES.

Para ilustrar el funcionamiento de este tipo de mercados mayoristas se considera un modelo consolo ofertas de generación. Se considera que cada generador envía al operador de mercadoofertas simples de generación para cada hora (t) dentro del mercado diario.

Tabla 3.1. Oferta de generación y demanda nodal pronosticada.

Hora Precio($/MW)

Cantidad(MW)

Demanda Nodal(MW)

1 S Pg Pd2 S Pg Pd24 S Pg Pd

La tabla muestra el precio, la cantidad de generación así como la demanda nodal por generadorla cual será variable dependiendo de la hora en la que se encuentra.

Considerando que la demanda no participa en la subasta (demanda inelástica), esta seráconsiderada como un pronóstico para cada nodo de la red eléctrica.

La solución al problema de despacho dará, para cada hora en la subasta, los siguientesresultados:

La potencia que venderá cada generador

El precio de la potencia en cada nodo representado en el modelo de la red eléctrica (elprecio nodal es determinado por la variable dual asociada a la respectiva restricción debalance nodal)

De esta manera, toda la generación (demanda) en un nodo especifico recibirá (pagará) el preciode la potencia que resulte para dicho nodo. Los precios nodales resultan iguales cuando no existacongestión en el sistema y serán diferentes cuando exista congestión.


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3.16 INCLUSIÓN DE LA DEMANDA EN EL MODELO DE SUBASTA.

Prácticamente en todos los nuevos modelos de mercados la demanda ha sido incorporada en lassubastas, es decir, se permite ofertas por el lado de la demanda (demmand side bidding), con locual se pretende lograr elasticidad efectiva de la demanda y por consecuencia reducción deprecios.

Tabla 3.2. Oferta de demanda.

Hora Precio($/MW)

Cantidad(MW)

1 b Pd2 b Pd

24 b PdLa tabla muestra el costo de la demanda por cada hora del día.

La función objetivo en el modelo de la subasta es conocida como “beneficio social”, en sí, la formade la función objetivo es tal que se seleccionaran las ofertas de venta más baratas y sesuministrara la demanda con más valor (la que envía precios de oferta más elevados). Lasolución al modelo determinara las compras y ventas de potencia y los precios nodales serán lasvariables duales asociadas con cada una de las restricciones de balance de potencia nodal.

3.17 MANEJO DE CONTRATOS BILATERALES EN MODELOS HÍBRIDOS.

En todos los modelo de mercados mayoristas, incluyendo los híbridos, los contratos bilateralesestán presentes. Los contratos bilaterales proveen un mecanismo para la compra/venta directa deenergía entre consumidor y generador. Los contratos bilaterales son un mecanismo efectivo paraminimizar la volatilidad de los precios del mercado mayorista y además proveen una herramientaeficaz para que consumidores (generadores) se protejan de precios altos (bajos) en el mercadomayorista.

En mercados híbridos, las cantidades y puntos de inyección y extracción de los contratosbilaterales deben ser reportados al operador de mercado y de sistema. Lo anterior con el objetode incorporar su efecto en la red de transmisión al momento de realizar la subasta del mercadomayorista. Al operador de mercado y de sistema no tiene influencia sobre los precios acordadospara el contrato bilateral.

3.18 OFERTAS BASADAS EN COSTO MARGINAL O COSTO PROMEDIO.

La formulación tradicional del despacho económico hace uso de la teoría de costos marginalespara la determinación del precio del sistema y las potencias de generación de las unidadesdisponibles en el mismo.


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Los costos totales de producción en una estructura verticalmente integrada se incluyen en elprecio final. Los costos fijos se incluyen en las curvas de costo de las unidades a despacharse.

El cuál es la oferta en el caso del mecanismo de un solo lado. En el caso del despachoeconómico, una vez que la potencia es asignada a cada unidad, el costo total de producción esrecuperado a través de todos los participantes.

Sin embargo, en la nueva industria, los costos fijos deben de recuperarse de alguna manera. Dosposibles formas de recuperar dichos costos es:

a) Incluir los costos fijos en la curva de costos incrementales.

b) Utilizar los costos promedio de producción para el cálculo de ofertas.

La primera aproximación implicaría modificar la curva de costos incrementales por un factor quecapture los costos fijos.

La recuperación de los costos fijos esta fuera de discusión en este trabajo. Por lo tanto, se asumeque los costos fijos son recuperados por los generadores de carbon de alguna forma, de locontrario, las compañías deberán salir del mercado en el largo plazo.

3.19 RESTRICCIONES DE RAMPA Y OTRAS CONSIDERACIONES.

En los modelos anteriores de subasta los generadores solo envían ofertas simples (precio ycantidad) sin embargo la filosofía en este tipo de diseños es incluir otro tipo de restricciones quelos generadores pueden especificar al operador. Una de las restricciones más importantes son lasrampas de generación; la inclusión de rampas de generación tiene como consecuencia que lasubasta no se puede desacoplar para cada una de las horas en el mercado diario, es decir, lasubasta se resuelve en su conjunto para las 24 horas.

Es común, en este tipo de modelos, incluir otro tipo de restricciones como límites de energíadiaria entregada (mínima o máxima). Además los contratos bilaterales que, por lo general,incluyen incs/decs que permiten vender o comprar cierto porcentaje del contrato bilateral al preciodel mercado diario. Además, los generadores pueden especificar varias ofertas simples (bandasde generación); en general se tiende a incluir cualquier tipo de restricción que no lleve al modelo auna forma muy compleja de resolver (como lo es el caso de inclusión de variables de arranque yparo y restricciones de tiempos mínimos de encendido y apagado).

En general el modelo híbrido seguirá siendo un modelo lineal de la subasta, que no cae en lasimplicidad de las subastas estándar, pero tampoco cae en la complejidad de los modelos deasignación de unidades.

De forma paralela al mercado de potencia real, se puede ejecutar un mercado para reserva, elcual puede ser incorporado en el mismo modelo de subasta. Mercados que realizan lo anteriorson los casos de Nueva Zelanda y Australia.


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3.20 SUBASTAS CON MODELOS DE ASIGNACIÓN DE UNIDADES Y RESTRICCIONES DETRANSMISIÓN.

En todos los modelos presentados con anterioridad las ofertas de los generadores no incluyencostos de arranque y paro, ni sus restricciones asociadas. El generador sigue siendo responsablepor auto-despachar la generación que le ha sido asignada por el mercado, aun cuando otrasrestricciones como las rampas han sido consideradas, esto no necesariamente quiere decir que elgenerador podrá ser conectado y desconectado, respetando su tiempo de arranque y paro.

Las ofertas de los generadores estaban especificadas en un formato simple (precio/cantidad), porlo que el generador debe confiar en sus estrategias para que, con los valores ofertados, puedarecuperar sus costos de arranque y paro.

3.21 DIFERENTES DISEÑOS DE MERCADO EN USO.

3.21.1 Suecia.

Mercado Spot: Pure price spike

Mercado de Balance: Price spike/reservas operativas.

Suecia ha elegido un diseño de mercado que utiliza dos diferentes modelos. El mercado Spotnórdico, NordPool, es un mercado de energía de precios pico. Los precios para el día siguiente(periodo de 24 horas) se deciden diariamente a las 12 PM a través de un procedimiento de ofertade los suministradores y demanda. Actualmente existe un precio tope para el precio Spot de10000 NOK/MWh. (Corona noruega/Mega-watt hora).

Puesto que el consumo, real (hora a hora) puede desviarse notablemente de las estimaciones,ahí la necesidad de un mercado de balance en tiempo real. Para este propósito, Suecia haseleccionado un sistema de precios pico, donde los productores suecos están obligados a ofrecerlibremente al mercado la capacidad y solo se les paga cuando su capacidad es requerida.

Más allá de esto, Svenska Kraftnat ha adquirido 1200MW de cierta capacidad conocido comoreserva para disturbios, principalmente turbinas de gas, en acuerdo con el operador de reservas.Esta capacidad es usada en caso de que salgan gran parte de las instalaciones.

No existen precios tope en el mercado de balance Sueco. En caso de escasez de potencia ocuando la producción es operada como reserva contra disturbios para mantener el balance deelectricidad, Svenska Kraftnat puede decidir que el precio de la potencia de balance será cuandomenos 6000 SEK/MWh. En caso de que se vaya a desconectar carga, debido a que las reservasse agotaron, el precio cuando menos será de 20000 SEK/MWh. (Corona sueca /Mega-watt hora)

Se ha utilizado una solución temporal en cuanto al aseguramiento de capacidad pico encooperación entre Svenska Kraftnat (operador del sistema) y SwedEnergy (Alianza degeneradores Suecos). Para el periodo 2001-2003, aproximadamente 1000MW de generación hansido contratados como capacidad de reserva.


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Los generadores son libres de utilizar esta capacidad cuando lo deseen y venderla al precio quedeseen. En tiempo de escasez, Svenska Krafnat ordena a los generadores emplear estasunidades; en estas ocasiones, esta capacidad es ofertada en el NordPool al doble del costovariable.

3.21.2 Noruega.


Mercado de Balances: Reservas operativas

Noruega ha aplicado un diseño de mercado que es muy similar al de Suecia. El mercado spot,NordPool, es completamente igual (un mercado puro de precios pico), mientras que el de tiemporeal/regulador ha seleccionado un mercado de reservas operativas.

En Noruega, la capacidad de reserva es comprada tanto a productores y consumidores. Eloperador de sistema, Statnett, paga una cantidad fija de dinero a las plantas por la disponibilidadde la capacidad de reserva. Esta capacidad de reserva es ofertada en el mercado de tiempo reala un precio que deciden los dueños de cada planta.

3.21.3 Inglaterra.


Mercado de Balances: Reservas operativas

Inglaterra abandonó su antiguo sistema Pool, el cual era un sistema de pago por capacidad; eldeseo fundamental de cambiar de diseño de mercado era liberarse de la optimización deldespacho centralizado, y permitir que los mecanismos de mercado trabajen en su lugar. El nuevosistema de Inglaterra se parece bastante al de Suecia y Noruega.

En el nuevo mercado, la compra-venta se detiene 3.5 horas antes de la entrega. De aquí enadelante el operador del sistema mantiene el sistema en balance de potencia aceptando ofertasde balance de potencia, además de cancelar contratos de largo plazo sobre servicios de balance.Solo los compradores/vendedores tienen que pagar por ese balance de potencia. Esto esestablecido después de la entrega real, así como los pagos a los productores de potencia debalance. No hay despacho centralizado ni algún tipo de pago explicito.

Después del cierre, las ofertas se modifican, es decir ya sea que se incremente o disminuya elconsumo/producción. La sobreproducción y subconsumo obtienen un pago conocido como "spillprice," mientras que las entidades de servicio de carga, en estado de subproducción osobreconsumo, tienen que pagar un precio por incrementar la potencia de regulación.


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3.21.4 Holanda.


Mercado de Balance: Reservas operativas

Holanda también ha adoptado un mercado con muchas similitudes al de Noruega. Hasta 1998,los holandeses utilizaban un sistema de despacho centralizado. La ley de electricidad de 1998trajo un modelo descentralizado al mercado de energía holandés y con ello la responsabilidad delos participantes del mercado de mantener su propio balance de energía, ya que no habría undespacho centralizado.

Los requerimientos de diseño en Holanda no incluían asegurar capacidad para carga pico en ellargo plazo. Uno de los principales problemas ha sido mantener la maniobrabilidad del sistemacon respecto a su balance. Esto ha hecho necesario establecer un mercado de balances dondelos productores oferten potencia de balance. Los holandeses usan un diseño de reservasoperativas para el mercado de balances. Tenne T, que es el operador de sistema estatal y dueñode las redes de transmisión, ha contratado 250MW de un total de 700MW de potencia de balance,los otros 450MW son adquiridos diariamente y adquirió 300MW de capacidad para emergencias.El mercado Spot de Holanda es un mercado puro de precio pico.

3.21.5 Australia.

Mercado Spot: Precios pico con tope

Mercado de Balances: Precios pico con tope

Hasta ahora, Australia ha utilizado un diseño de mercado de energía basado en precios pico parasu nuevo mercado de electricidad desregulado NEM (Nacional Electricity Market). La recaudacióndel mercado spot está basada en el "market clearing price". Existía un precio tope para elmayoreo de $5000/MWh. Este fue incrementado a $10000/MWh en 1999, ya que los generadoresargumentaban que un tope menor resultaría en capacidad de generación insuficiente y señales deinversión muy débiles.

El operador del sistema es NEMMCO (National Electricity Market Management Company) el cualrealiza el despacho centralizado. Los generadores son despachados por mérito, es decir, a partirde la menor oferta. Como en un mercado puro de energía, NEM solo puede satisfacer el mercadovoluntariamente, solo si hay suficiente suministro para satisfacer toda la carga al precio delmercado y los participantes reciben las señales correctas, por ejemplo los precios.


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3.21.6 USA.

Spot Market: Precios pico con tope

Mercado de Balances: ICAP

El sistema ICAP no ha sido aplicado en todo Estados Unidos, pero es el más discutido y ha sidotratado en varios estados. El ICAP es un sistema un tanto controversial, ya que se argumenta queno incentiva nueva generación. PJM es uno de los mercados con un sistema parecido a un ICAP.

Una de las características que PJM ha hecho famosa es que los consumidores pagan créditospara todo el año, mientras que los productores pueden salir de lista y vender su capacidad enmercados vecinos con un precio tope menor o ninguno, incluso en situaciones de escasez.

3.21.7 Argentina, Colombia y España.

Mercado Spot: Precios pico

Mercado de Balances: Pago por capacidad

En estos tres mercados se ha intentado un modelo de pago por capacidad, lo cual significa unaremuneración explícita pagada por el operador del sistema a los generadores por la capacidadinstalada. Esta remuneración sirve como una señal económica, cuya finalidad es incrementar elvolumen de la generación instalada y disponible.

En teoría, los pagos por capacidad atraerían nueva inversión, resultando en precios spot másbajos y más estables; la reducción del precio estaría siendo compensada por el pago porcapacidad. Sin embargo, la naturaleza de este procedimiento regulado ha creado descontentosentre los generadores en cuanto al volumen de pago, sobre todo cuando existen plantashidroeléctricas y termoeléctricas.


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CAPITULO 4

“MODELO DE SUBASTA DE UN SOLO LADO Y RESULTADOS”.

4.1 INTRODUCCION.

El análisis presentado a continuación considera un Mercado de energía eléctrica con un númeroreducido de participantes, consumidores y generadores. Ambos envían sus ofertas al operadordel Mercado. Las incertidumbres que cada participante enfrenta son consideradas en sus ofertas(precio y cantidad).

Se considera que las unidades de las compañías generadoras están encendidas y listas paragenerar. Ello implica, que las compañías han realizado previamente una asignación de unidadesbasado en la maximización de ganancias. El equilibrio del mercado también considera laspérdidas del sistema originadas por las transacciones de los participantes.

Por lo anterior para los siguientes casos se presentara el calculo para una subasta de un sololado en la cual se involucra un numero definido de participantes generadores los cuales ofertaransu generación a un determinado precio, para cubrir las necesidades de la demanda seconsiderara el costo de energía mas viable.


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4.2 EJEMPLOS DE APLICACIÓN.

Para los siguientes ejemplos tenemos el caso en el cual entran un numero determinado deoperadores de mercado a ofertar suministro de generadores los cuales brindaran MW a un costoque dependerá de la hora del día en que sea requerido el suministro de energía. Por lo tanto elcomprador determinara el costo más accesible de acuerdo a sus necesidades.

4.2.1 EJEMPLO. SUBASTA DE UN SOLO LADO.

Ejemplo 1: Considere que hay 3 unidades disponibles para suministrar una demanda de 55 MW.Las curvas de costo de cada unidad se presentan en la Tabla 4.1

Tabla 4.1 Segmentos de curva de costo.

Generador Generación(MW)

Costo($/MWh)

110 10.2020 14.6040 19.84

25 10.0010 12.1020 14.50

320 13.9025 15.3030 17.90

Si la misma información es proporcionada al Operador de Mercado por tanto la solución es lamisma. La solución se muestra en la Tabla 4.2.

Tabla 4.2. Solución del despacho económico y mecanismo de subasta de un solo lado.

Generador Generación(MW)

Ganancias($)

Unidad 1 10 102.00Unidad 2 25 271.00Unidad 3 20 278.00

De la Tabla 4.2 se puede observar que el objetivo del despacho económico se satisface medianteel mecanismo de subasta de un solo lado. Esto sucederá mientras que las ofertas de losGeneradores sean los mismos que las curvas de costo con las que el operador del sistemarealizo el despacho económico. Cuando la demanda es satisfecha el generador marginal imponeel precio del mercado.


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4.3. SUBASTA DE UN SOLO LADO PARA DEMANDA DE 24 HORAS.

Tabla 4.3 Demanda Generada en 24 horas

G1 G2 G3 G4 G5

HORADemanda Generación Precio Generación Precio Generación Precio Generación Precio Generación Precio

MW MW ($MW/h) MW ($MW/h) MW ($MW/h) MW ($MW/h) MW ($MW/h)

01:00 700

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

02:00 670

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

03:00 625

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

04:00 589

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

05:00 800

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

06:00 1030

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

07:00 1256

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

08:00 1215

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09


Pág. 66

G1 G2 G3 G4 G5

HORAdemanda generación precio generación precio generación precio generación precio generación precio


09:00 1207

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

10:00 906

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

11:00 857

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

12:00 833

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

13:00 782

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

14:00 777

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

15:00 780

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

16:00 788

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09


Pág. 67

G1 G2 G3 G4 G5

HORADemanda Generación Precio Generación Precio Generación Precio Generación Precio Generación Precio


17:00 740

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

18:00 856

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

19:00 1034

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

20:00 1145

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

21:00 1381

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

22:00 1400

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

23:00 1208

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

24:00 1000

100 51.16 150 38.13 100 41.96 35 20.5 180 11280 74.34 130 45.78 90 67 50 35 115 13980 84.56 160 56.9 70 87.8 35 47.8 100 167.09

En la tabla 4.3 Se muestra la demanda requerida en un tiempo de 24 hrs para observar su comportamiento así como su costo por cada unidadgeneradora.


Pág. 68

Figura 4.1 Demanda generada en 24 horas.

Figura 4.2 Comportamiento Demanda – Precio.

En estas graficas se muestra el comportamiento de la demanda en 24 hrs así como el incrementoy la variación del costo por generación según la hora ya que en ciertas horas del día aumenta odisminuye.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 5 10 15 20 25 30

Demanda

Generada

en

24

horas

Tiempo en horas

Hora Vs. Demanda

Hora Vs. Demanda

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

"comportamiento demanda vs. Precio"

"comportamiento demanda vs.Precio"


Pág. 69

Tabla 4.4 Demanda en la hora 1. Figura 4.3 Monitoreo en la hora 1.



Unidad Generación Costo $

1 100 51162 305 13093.43 100 41964 120 4140.55 0 0

Total 625 26545.9


1 100 51162 380 17360.93 100 41964 120 4140.55 0 0

Total 700 30813.4


1 100 51162 350 15653.93 100 41964 120 4140.55 0 0

Total 670 29106.4


Pág. 70





1 89.00 4553.242 280.00 11670.903 100.00 4196.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 589.00 24560.64


1 100.00 5116.002 440.00 20774.903 140.00 6876.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 800.00 36907.40


1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 70.00 1942.505 0.00 0.00

Total 1030.00 56917.40


Pág. 71



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 120.00 4140.505 176.00 19712.00

Total 1256.00 78827.40




1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 105.00 3615.505 142.00 15904.00

Total 1207.00 74494.40


1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 105.00 3615.505 150.00 16800.00

Total 1215.00 75390.40


Pág. 72




.


1 156.00 10503.362 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 906.00 45644.76


1 107.00 5636.382 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 857.00 40777.78


1 100.00 5116.002 440.00 20774.903 173.00 9087.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 833.00 39118.40


Pág. 73



1 32.00 1637.122 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 782.00 36778.52



1 27.00 1381.322 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 777.00 36522.72



1 30.00 1534.802 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 780.00 36676.20


Pág. 74




1 80.00 4092.802 440.00 20774.903 100.00 4196.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 740.00 33204.20



1 100.00 5116.002 440.00 20774.903 128.00 6072.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 788.00 36103.40


1 106.00 5562.042 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 856.00 40703.44


Pág. 75



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 214.00 12333.204 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 1034.00 55076.60



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 120.00 4140.505 65.00 7280.00

Total 1145.00 66395.40



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 120.00 4140.505 301.00 37147.54

Total 1381.00 96262.94


Pág. 76



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 120.00 4140.505 320.00 40322.25

Total 1400.00 99437.65



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 260.00 16372.004 120.00 4140.505 128.00 14336.00

Total 1208.00 73451.40



1 260.00 17828.002 440.00 20774.903 190.00 10226.004 120.00 4140.505 0.00 0.00

Total 1010.00 52969.40


Pág. 77

En las tablas anteriores se muestra a detalle de los generadores utilizados así como la demandaa cierta hora y también su costo de la energía demanda.

En las figuras anteriores se muestra el comportamiento de cada uno de los generadores así comola generación requerida según sea la demanda en cada una de las horas tomando en cuenta elprecio del suministro de cada generador.


Pág. 78

CAPITULO 5.

“CONLUCIONES, APORTACIONES Y RECOMENDACIONES.”

5.1 CONCLUSIONES.

El mercado de energía eléctrica en el mundo ha ido progresando con el paso de los años,muchos países han optado por recurrir a la iniciativa privada para brindar al consumidor un mejorservicio a menor costo, mayor eficiencia en cuanto a disminuir las pérdidas y que el suministro nose interrumpa.

El desarrollo de este trabajo muestra una manera mas optima de vender energía eléctrica,permitiendo que un indeterminado numero de participantes ya sea ubicados en la generación,transmisión o distribución puedan subastar su producto (generación, transmisión, o distribución)para cubrir las necesidades del consumidor (demanda o usuario).

En nuestro caso en particular recurrimos a la subasta de un solo lado la cual se refiere a queúnicamente un participante estará dentro del mercado de energía eléctrica subastando potenciade generación, de distribución o de transmisión para cubrir la demanda para un determinadoperiodo de tiempo y esta sea llevada al usuario final, en esta entraran cinco participantes loscuales ofertaran su potencia de generación a un costo determinado, dependiendo de la demandadel cliente, se tomara la decisión de que generadores suministraran la potencia requeridabasándose en su costo por MW/h también se tomaran los costos más económicos y viables parael consumidor, de esta manera se subasta de un solo lado (generador) diferentes precios por MWde generación y el cliente (demanda) elige el ofertante de menor costo para cubrir susnecesidades demandadas en MW/h.

También un punto importante tener presente que por medio de subastas se es más transparentepara la compra venta de energía ya sea generar, transmitir o distribuir ya que en el caso denuestro país solo contamos con una empresa privada que realiza todo (genera, transmite ydistribuye hasta el usuario final). Por lo cual tenemos que aceptar el costo en que se nosproporciona la energía eléctrica.

Tomando en cuenta que este tipo de compra venta de energía eléctrica se vuelve más real y másvisible en algunas partes del mundo ya que por medio de subastas de un solo lado existendiversas empresas privadas que generan, transmiten y distribuyen al usuario final teniendo unacompetencia en cuanto a suministrar lo necesario a un buen costo. Dado que ya no intervienetanto el gobierno para así comprobar y demostrar que existe una transparencia para el vendedor,el ofertante y el consumidor.

Consideramos que la metodología que se utilizó para llegar a los resultados obtenidos no es uncaso sencillo, existen diversos factores que influyen en cuanto a la compra – venta de energía porlo tanto se utilizo una aplicación adicional de la hoja de cálculo (EXCEL) Solver que sirvió pararesolver en un tiempo corto y arrojando resultados lógico y reales para la subasta de un solo ladode compra - venta de energía eléctrica, dependiendo de las condiciones de cada generadorsegún la disponibilidad, licencias, etc. Tales que se deba seguir ciertas reglas para observar elcómo aumenta o disminuye el costo por dicho servicio y ser compensados.


Pág. 79

5.2 APORTACIONES.

La aportación importante es el comparativo de las unidades generadoras según el costo y sugeneración. Por lo cual se recomienda el uso de este método para ser más fácil, viable y seguroya que el motivo del costo de la energía eléctrica se debe a la variación que existe de la demandacon respecto al usuario o consumidor por lo que siempre se debe abastecer y no dejar sinsuministro de energía eléctrica.

Otro punto importante es reducir las pérdidas de generación, distribución y transmisión que sepresentan, minimizando costos y aumentando la eficiencia de cada generador.

5.3 RECOMENDACIONES.

Una compra económica, segura y efectiva de energía eléctrica brinda cuentas transparentes parael ofertante y el consumidor, ya que se tiene la libre arbitrariedad de seleccionar el costo másviable para cada necesidad, por lo que implementar un oligopolio de empresas de energíaeléctrica resulta ser un medio muy efectivo para la transacción de su compra venta.


Pág. 80

BIBLIOGRAFIA

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BENJAMIN F HOBBS, M. “LINEAR COMPLEMENTARY MODELS OF NASH-COURNOTCOMPETITION IN BILATERAL AND POOLCO POWER” IEEE 2001.

Tesis: Alternativas de pago por capacidad para el aseguramiento de suministro enMercado eléctrico. José Rafael Avalos Muñoz, Morelia Michoacán, diciembre 2003.

TESIS: asignación de unidades generadoras a corto plazo en el mercado eléctrico, FabiánVázquez Ramírez, México D.F. septiembre 2005.


i

APENDICE “A”

1. Hora 1. Precio total de generación para cubrir la demanda.

( ∗ ) + ⋯( ∗ )Donde:: Potencia generador n (MW).

: Precio de generación n ($).

La formula anterior establece el producto de la sumatoria al multiplicar la potencia de cadagenerador por el costo de esta misma potencia

De lo anterior se tiene lo siguiente para la hora 1:

[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (100 ∗ 56.9)] = $30813.4Para una demanda de 700 MW se tiene un precio por generación total de $30813.4.

Se realizara el mismo modelo de cálculo para todos los casos.

2. Hora 2. Precio total de generación para cubrir la demanda:

[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (70 ∗ 56.9)] = $ 29106.4Para una demanda de 670 MW se tiene un precio por generación total de: $29106.4

3. Hora 3. Precio total de generación para cubrir la demanda.

[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (25 ∗ 56.9)] = $26545.9Para una demanda de 625 MW se tiene un precio por generación total de: $26545.9.


ii


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (89 ∗ 51.16)] = $24560.64Para una demanda de 589 MW se tiene un precio por generación total de: $24560.64.


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (40 ∗ 67)] = $36907.4Para una demanda de 800 MW se tiene un precio por generación total de: $36907.4.


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 84.56) + (80 ∗ 84.56)+ (20 ∗ 87.8)] = $54725.4Para una demanda de 1030 MW se tiene un precio por generación total de: $54725.4.


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56) + (70 ∗ 87.8)+ (176 ∗ 112)] = $78827.4Para una demanda de 1256 MW se tiene un precio por generación total de: $78827.4.




iii



10.Hora 10. Precio total de generación para cubrir la demanda:

[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.6) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (56 ∗ 74.34)] = $44420.44Para una demanda de 906 MW se tiene un precio por generación total de: $44420.44.

11.Hora 11. Precio total de generación para cubrir la demanda:

[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (7 ∗ 74.34)] = $40777.78Para una demanda de 857 MW se tiene un precio por generación total de: $40777.78.

12.Hora 12. Precio de generación para cubrir la demanda:





iv








[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 45.78)+ (100 ∗ 51.16) + (140 ∗ 56.9)] = $33.089.4Para una demanda de 740 MW se tiene un precio por generación total de: $33089.4.

18.Hora 18. Precio de generación para cubrir la demanda:[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (6 ∗ 74.34)] = $40703.44Para una demanda de 856 MW se tiene un precio por generación total de: $40703.44.


v


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56)+ (24 ∗ 87.8)] = $55076.6Para una demanda de 1034 MW se tiene un precio por generación total de: $55076.6.




[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56) + (70 ∗ 87.8)+ (180 ∗ 112) + (115 ∗ 139) + (6 ∗ 167.09)] = $96262.94Para una demanda de 1381 MW se tiene un precio por generación total de: $96262.94.


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56) + (70 ∗ 87.8)+ (180 ∗ 112) + (115 ∗ 139) + (25 ∗ 167.09)] = $99437.65Para una demanda de 1400 MW se tiene un precio por generación total de: $99437.65.


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[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56) + (70 ∗ 87.8)+ (128 ∗ 112)] = $73451.4Para una demanda de 1208 MW se tiene un precio por generación total de: $73451.4


[(35 ∗ 20.5) + (50 ∗ 35) + (150 ∗ 38.13) + (100 ∗ 41.96) + (130 ∗ 45.78) + (35 ∗ 47.8)+ (100 ∗ 51.16) + (160 ∗ 56.9) + (90 ∗ 67) + (80 ∗ 74.34) + (80 ∗ 84.56)] = $52969.4Para una demanda de 1010 MW se tiene un precio por generación total de: $52969.4


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APENDICE “B”

INSTRUCCIONES DE EXCEL SOLVER.

La opción Solver de EXCEL sirve para resolver problemas de optimización lineal y no lineal;también se pueden indicar restricciones enteras sobre las variables de decisión. Con Solver esposible resolver problemas que tengan hasta 200 variables de decisión, 100 restriccionesexplícitas y 400 simples (cotas superior e inferior o restricciones enteras sobre las variables dedecisión). Para acceder a Solver, seleccione datos en el menú principal y luego Solver. Laventana con los parámetros de Solver aparecerá tal y como se muestra a continuación:

OPTIMIZACIÓN CON RESTRICCIONES.

En un problema de optimización con restricciones se buscan los valores de ciertas variables queoptimizan una función objetivo, sujetas a ciertas condiciones. Matemáticamente optimizar

Los modelos más sencillos corresponden a modelos de Programación Lineal, donde tanto lafunción objetivo como las restricciones son funciones lineales, las variables deben ser nonegativas, y pueden tomar cualquier valor real, no necesariamente entero.

LA HERRAMIENTA SOLVER

Solver es una herramienta para resolver y optimizar ecuaciones mediante el uso de métodosnuméricos.

Solver se puede utilizar para optimizar funciones de una o más variables, sin o con restricciones.Microsoft Excel Solver utiliza diversos métodos de solución, dependiendo de las opciones que seseleccionen. Para los problemas de programación lineal utiliza el método Simples, paraproblemas lineales enteros utiliza “Branch and Bound y para problemas no lineales utiliza elcódigo de optimización no lineal (GRG2). Con Solver, se puede buscar el valor óptimo para unacelda, denominada celda objetivo, en donde se escribe la fórmula de la función objetivo f(x1,x2,..., xn).

Solver cambia los valores de un grupo de celdas, denominadas celdas cambiantes, y que esténrelacionadas, directa o indirectamente, con la fórmula de la celda objetivo. En estas celdas seencuentran los valores de las variables de decisión x1, x2,..., xn. Los modelos más realistastienen factores de restricción que es necesario aplicar a ciertos valores. Estas restricciones sepueden aplicar a las celdas de las variables de decisión (celdas cambiantes) o a cualquier otracelda que tenga una función (fórmula) de estas celdas.

Se puede agregar restricciones a Solver, escribiendo una fórmula gj (x1, x2,..., xn) en una celda, yespecificando que la celda deberá ser mayor o igual, igual, o menor o igual que otra celda quecontiene la constante bj. También, si fuese el caso, se puede especificar que los valores seanenteros, para evitar resultados absurdos en algunos problemas.


viii

La ventana parámetros de solver se utiliza para describir el problema de optimización a EXCEL.El campo de Ajuste de la célula de destino contiene la celda donde se encuentra la funciónobjetiva correspondiente al problema en cuestión. Si desea hallar el máximo o el mínimo,seleccione máximo o mínimo. Si la casilla valores de está seleccionada, Solver tratará de hallarun valor de la celda igual al valor del campo que se encuentra a la derecha de la selección. Elcuadro de diálogo cambiando las celdas contendrá la ubicación de las variables de decisión parael problema.

Por último, las restricciones se deben especificar en el campo sujeto a las restricciones haciendoclic en agregar. El botón cambiar permite modificar las restricciones recién introducidas y eliminarsirve para borrar las restricciones precedentes. Restablecer todo borra el problema en curso yrestablece todos los parámetros a sus valores por defecto. Con el botón Opciones se accede alas opciones de Solver (ver más adelante). El botón de estimar carece de interés para nuestrosfines y no se tratará en estas instrucciones. A continuación, y para mayor claridad, se señalan laspartes más importantes del cuadro de diálogo de los parámetros de Solver.


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Al hacer clic en el botón agregar, aparece la ventana de agregar restricciones:

Referencia de lacelda

Restricción detipo

Celda derestricción

Si hace clic en el campo de la referencia de la celda podrá especificar la ubicación de una celda(por lo general, una celda con una fórmula). Introduzca el tipo de restricción haciendo clic en laflecha del campo central desplegable (<=, >=, =, int, donde int se refiere a un número entero, obin, donde bin se refiere a binario). El campo de tipo de restricción puede llevar una fórmula deceldas, una simple referencia a una celda o un valor numérico. El botón agregar añade larestricción especificada al modelo existente y vuelve a la ventana agregar restricción. El botón OKañade la restricción al modelo y vuelve a la ventana Solver.

El tiempo permite especificar el número de segundos antes de que Solver se detenga. El campoiteraciones, al igual que el campo anterior, permite especificar el número máximo de iteraciones(pasos del algoritmo solver) antes de que el programa se detenga. Precisión es el grado deexactitud del algoritmo solver (por ejemplo, lo cerca que tiene que estar el valor del lado derechode una restricción antes de que se considere igual al lado izquierdo). El campo tolerancia seutiliza para programas enteros. Especifica un porcentaje dentro del cual se garantiza una soluciónóptima. Si intenta hallar la solución óptima, ponga el valor cero en este campo, aunque tal vezdesee establecer un valor más alto si el tiempo de ejecución es demasiado largo (siempre que leinterese aceptar una solución dentro de ese porcentaje de optimalidad).

La opción Solver de EXCEL sirve para resolver problemas de optimización lineal y no lineal;también se pueden indicar restricciones enteras sobre las variables de decisión. Con Solver esposible resolver problemas que tengan hasta 200 variables de decisión, 100 restriccionesexplícitas y 400 simples (cotas superior e inferior o restricciones enteras sobre las variables dedecisión). Para acceder a Solver, seleccione Tools en el menú principal y luego Solver.


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Puede elegir cualquiera de los tres algoritmos o métodos de resolución siguientes en el cuadro dediálogo.

Parámetros de Solver:

- Generalized Reduced Gradient (GRG) Nonlinear Se usa para problemas que son nolineales suavizados.- LP Simplex Se usa para problemas lineales.- Evolutionary Se usa para problemas no suavizados.

1.- En el grupo Análisis de la ficha Datos, haga clic en Solver.

Si el comando Solver o el grupo Análisis no está disponible, deberá cargar el programade complemento (complemento: programa suplementario que agrega funciones o

comandos personalizados a Microsoft Office.) Solver.Como cargar el programa de complemento solver.

Haga clic en la pestaña Archivo, elija Opciones y, a continuación, haga clic en lacategoría Complementos.

En el cuadro Administrar, haga clic en Complementos de Excel y, a continuación,en Ir.

En el cuadro Complementos disponibles, active la casilla de verificaciónComplemento Solver y, a continuación, haga clic en Aceptar.

2.- En el cuadro Establecer objetivo, escriba una referencia de celda (referencia de celda:conjunto de coordenadas que ocupa una celda en una hoja de cálculo. Por ejemplo, lareferencia de la celda que aparece en la intersección de la columna B y la fila 3 es B3.) o unnombre (nombre: palabra o cadena de caracteres que representa una celda, rango de celdas,fórmula o valor constante. Utilice nombres fáciles de entender, como Productos, para referirsea rangos difíciles de entender, como Ventas! C20:C30.) para la celda objetivo. La celdaobjetivo debe contener una fórmula.


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3.- Siga uno de los procedimientos siguientes:

Si desea que el valor de la celda objetivo sea el valor máximo posible, haga clic enMáx.

Si desea que el valor de la celda objetivo sea el valor mínimo posible, haga clic enMín.

Si desea que la celda objetivo tenga un valor determinado, haga clic en Valor de yluego escriba el valor en el cuadro.

En el cuadro Cambiando las celdas de variables, escriba un nombre o una referencia paracada rango de celda de variable de decisión. Separe con comas las referencias noadyacentes. Las celdas de variables deben estar directa o indirectamente relacionadas con lacelda objetivo. Se puede especificar un máximo de 200 celdas de variables.

En el cuadro Sujeto a las restricciones, realice lo siguiente para especificar todas lasrestricciones que desee aplicar.

1. En el cuadro de diálogo Parámetros de Solver, haga clic en Agregar.2. En el cuadro Referencia de la celda, escriba la referencia de celda o el nombre del

rango de celdas para los que desea restringir el valor.3. Haga clic en la relación (<=, =, >=, int, bin o dif ) que desea establecer entre la celda

a la cual se hace referencia y la restricción.Si hace clic en int, aparece integer en el cuadro Restricción. Si hace clic en bin,aparece binary en el cuadro Restricción. Si hace clic en dif, aparece alldifferent enel cuadro de diálogo Restricción.

4. Si elige <=, =, o >= para la relación en el cuadro Restricción, escriba un número, unareferencia de celda o nombre o una fórmula.

5. Siga uno de los procedimientos siguientes:

Para aceptar una restricción y agregar otra, haga clic en Agregar. Para aceptar la restricción y volver al cuadro de diálogo Parámetros de Solver,

haga clic en Aceptar.


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Nota Puede aplicar las relaciones int, bin y dif solamente en restricciones en celdas devariables de decisión.

Puede cambiar o eliminar cualquier restricción existente haciendo lo siguiente:

6. En el cuadro de diálogo Parámetros de Solver, haga clic en la restricción que deseecambiar o eliminar.

7. Haga clic en Cambiar y realice los cambios que desee, o haga clic en Eliminar.Haga clic en Resolver y siga uno de los procedimientos siguientes:

Para mantener los valores de la solución en la hoja de cálculo, en el cuadro dediálogo Resultados de Solver, haga clic en Conservar solución de Solver.

Para restaurar los valores originales tal como estaban antes de hacer clic enResolver, haga clic en Restaurar valores originales.

Notas Para interrumpir el proceso de resolución, puede presionar ESC. Microsoft Excel

actualiza la hoja de cálculo con los últimos valores encontrados para las celdas devariable de decisión.

Para crear un informe basado en su solución después de que Solver encuentre unasolución, seleccione un tipo de informe en el cuadro Informes y haga clic enAceptar. El informe se crea en una nueva hoja de cálculo del libro. Si Solver noencuentra una solución, la opción de crear un informe no está disponible.

Para guardar los valores de la celda de variable de decisión como un escenario quepueda mostrar más tarde, haga clic en Guardar escenario en el cuadro de diálogoResultados de Solver y luego escriba un nombre para el escenario en el cuadroNombre del escenario.

Cambiar la forma en que Solver encuentra soluciones.

1. En el cuadro de diálogo Parámetros de Solver, haga clic en Opciones.

2. Elija o especifique valores para cualquiera de las opciones en las pestañas Todos losmétodos, GRG No lineal y Evolutionary en el cuadro de diálogo.


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EJEMPLO DE UNA EVALUACIÓN DE SOLVER

En el siguiente ejemplo, el nivel de publicidad de cada trimestre afecta al número de unidadesvendidas, determinando indirectamente el monto de los ingresos por ventas, los gastos asociadosy los beneficios. Solver puede modificar los presupuestos trimestrales de publicidad (celdasvariables de decisión B5:C5), con una restricción total máxima de $20.000 (celda F5), hasta queel valor total de beneficios (celda objetivo F7) alcance el monto máximo posible.

Los valores en las celdas variables se usan para calcular los beneficios para cada trimestre, portanto, están relacionados con la fórmula en la celda objetivo F7, = SUMA (Q1 Beneficios:Q2Beneficios).

Celdas variablesCelda restringidaCelda objetivo

Una vez ejecutado Solver, los nuevos valores son los siguientes:

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