Seminario Internacional Licitaciones en Mercados Eléctricos, Santiago, Noviembre 2005

Estrategias de generadores y Estrategias de generadores y distribuidores para la subasta de distribuidores para la subasta de

BrasilBrasil

Mario Pereira - Luiz BarrosoPSR Consultoria - http://www.psr-inc.com

mario@psr-inc.com – luiz@psr-inc.com

2

Temario

3

Principales Instrumentos

4

Resumen del Proceso de contratación

AjusteA-1

A-3A-5

t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 t+6 t+7 t+8 t+9 t+10

A-1A-3

A-5

Ajuste

año de la compra

AjusteA-1

A-3A-5

AjusteA-1

A-3A-5

AjusteA-1

A-3A-5

t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 t+6 t+7 t+8 t+9 t+10t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 t+6 t+7 t+8 t+9 t+10t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 t+6 t+7 t+8 t+9 t+10

A-1A-1A-3A-3

A-5A-5

AjusteAjuste

año de la compra

año de la compra

5

Límites de Contratación

6

Penalidades para incentivar la contratación eficiente (1/2)

7

Penalidades para incentivar la contratación eficiente (2/2)

8

Problema de una distribuidora

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

GW

med

Alto 41.8 43.9 47.3 49.9 53.0 57.0Referência 41.8 43.6 46.0 48.1 50.4 53.6

2003 2004 2005 2006 2007 2008

3.4 GW med

Proyecciones de mercado de Brasil (CTEM)

9

Portafolio de Contratos para Distribuidora

10

Estratégica Dinámica Contratación

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

GW

med

Alto 41.8 43.9 47.3 49.9 53.0 57.0Referência 41.8 43.6 46.0 48.1 50.4 53.6

2003 2004 2005 2006 2007 2008

Proyecciones de mercado de Brasil (CTEM)

11

A-3

A-3

A-5

Decisión Única: comprar ∆ de Referencia

Completar ∆ de Alto

Comprar nada

2003 2004 2005 2006 2007 2008

Estratégica Dinámica Contratación

12

Modelado de la incertidumbre de la demanda

13

1. Escenarios Alto, Mediano y Bajo

Sistema Interligado Nacional (SIN - Brasil)

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

(GW

méd

ios)

Médio Baixo Alto

14

2. Construcción del árbol de demanda

t t+1

D(t)

TxA % DAlto(t+1)

TxM %DMedio(t+1)

TxB %

DBajo(t+1)

15t+1 t+2 t+3t

A

MB

A

MBA

MB

A

MB

A

M

B

A

M

B

A

M

BAlto

Medio

Bajo

Inicial

2. Construcción del árbol de demanda

16t+1

Posibles realizaciones de la demanda

t+2t

Ejemplos de Trayectorias

17

3. Matriz Transición de Probabilidades

Inicial

Alto

Medio

Bajo

Alto

Medio

Bajo

PAA

PAM

PAB

Inicial

Alto

Medio

Bajo

Alto

Medio

Bajo

PAA

PAM

PAB

⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡

BBBMBA

MBMMMA

ABAMAA

PPPPPPPPP

Matriz Transición de Probabilidades:

A M B

AMB

t+1t

Ejemplos de Trajectorias

18

Herramienta computacional - ESTD

19

Usos del modelo

20

Función objetivo del modelo

21

Formulación Matemática

A x ≤ bC y ≤ k

F x + G y + s ≥ d

Min λCT + (1-λ) CP

Objetivo: ponderación entre minimizar costos propios (CP) o tarifa para el consumidor (CT)

sujeto a

Para cada nudo del árbol de decisión

⎥⎥⎥

⎦

⎤

22

Ejemplo: Modelo ESTD p/ Distribuidora

ESTD Estrategiade Contratación de D

Demandadistribuidora

PreciosSubastas

Contratosdistribuidora

23

Ejemplo: Modelo ESTD Brasil

ESTD Estrategiade contratación=

+

+D Total

D1

D2

Dn

+ +C1 C2 Cn

C Total

Precios Subastas

24

Ejemplo (datos de entrada: parámetros)

25

Ejemplos: resultados (1/4)

0

10

20

30

40

50

60

MW

med

io

Mega Leilão 50 30 10

2005 2006 2007

26

Valor Esperado das Contratações

0

10

20

30

40

50

60

70

GW

Méd

ios

A-5 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 5.1 7.7 10.0 12.7 15.8A-3 0.0 0.0 0.0 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2A-1 0.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 9.4 15.6Ajuste 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.2Mega Leilao 9.1 15.8 16.8 18.0 17.8 17.7 17.6 17.2 8.6 2.3Cont. Exist. 27.2 22.4 23.1 22.3 22.8 22.8 22.8 23.0 23.1 23.1Demanda 36.0 37.6 39.4 41.9 44.3 47.3 49.8 52.3 55.0 57.8

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Ejemplos: resultados (2/4)

27

Sobrecontratação - ano 2008

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0.1%

2.4%

6.4%

9.3%

9.8%

10.4

%

13.3

%

28.9

%

29.1

%

30.7

%

37.4

%

39.0

%

42.0

%

47.0

%

49.4

%

52.2

%

52.5

%

52.9

%

53.5

%

77.2

%

91.8

%

92.3

%

93.0

%

93.9

%

94.3

%

94.6

%

95.2

%

97.3

%

MW

Probabilidade de sobrecontratação no ano

Ejemplos: resultados (3/4)

28

Subcontratação - ano 2008

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

4.0%

18.5

%

21.6

%23

.8%

25.8

%

26.5

%

26.8

%

27.6

%

31.9

%

32.6

%

35.7

%

57.0

%

62.3

%

62.6

%

63.2

%

68.0

%

68.6

%

69.1

%

69.4

%

71.4

%

73.8

%

76.3

%

93.7

%

94.0

%

97.0

%

98.9

%

99.2

%

99.7

%

MW

Probabilidade de subcontratação no ano

Ejemplos: resultados (4/4)

29

Ejemplo: análisis hecha por una distribuidora

Preço E. Nova 2008 = 140 R$/MWhPreço A-1 92 R$/MWh

Preço E. Nova 2008 = 140 R$/MWhPreço A-1 92 R$/MWh

Cantidades de energía “nueva” a comprar 5 y 3 años antes en función de los precios de los contratos “candidatos” de estos productos

30

Temario

31

Subasta de transición (energía existente)

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Producto 2005

Producto 2006

Producto 2007

32

Diseño de la subasta

33

Cantidadofertada para

cada producto (Generador K)

Cantidad ofertada para cada producto (Generador 1)

Precio para cada producto{πc1, πc2, πc3}

Precios de cada producto

{πc1, πc2, πc3}

Dinámica de la subasta (Fase 1)

Generador 1Generador 1 Generador kGenerador k Generador KGenerador K

Reglas de la subasta

Reglas de la subasta

Demanda total de cada producto

π π π

{Ec1, Ec2, Ec3} {Ec1, Ec2, Ec3}

34

Modelado de las incertidumbres: escenarios

35

Modelado de las incertidumbres

escenarios de caudales

Modelo de despacho hidrotérmico (SDDP)

Modelo de despacho hidrotérmico (SDDP)

escenarios de producción y precios spot

Modelo de estrategia de contratación (ESTD)

Modelo de estrategia de contratación (ESTD)

candidatos para la expansión

escenarios de demanda

Escenarios de expansión de la oferta

BD generadoras & contratos

Escenarios de reducción de contratos

% de participación de cada distrib. El la subasta

escenarios desp. contr. & preciosGenerador 1

escenarios desp. contr. & preciosGenerador k

escenarios desp. contr. & preciosGenerador K

Simulador de las reglas de mercado (SCE)

Simulador de las reglas de mercado (SCE) Modelo de riesgo de crédito

de las distrib.Modelo de riesgo de crédito de las distrib.

36

Idea: curva de oferta Ec(P)

37

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+

Criterio adicional: utility functions

38

Modelo de Estrategia de Oferta (1 de 2)

Σ

Σ ∀

39

Modelo de Estrategia de Oferta (2 de 2)

(risk averse profile)

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+

(risk averse profile)

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+

R ($)

U(R)

Ro Ro+dRo– d

U(Ro)

U(Ro+d)

U(Ro–d)

DU-

DU+ U(R)

R ($)

a(k=4)

k=2

k=1

k=3 k=4

Q2 Q3Q1

xx

x

xo

U(xo)

U(R)

R ($)

a(k=4)

k=2

k=1

k=3 k=4

Q2 Q3Q1

xx

x

xo

U(xo)

Representación de la función utilidad por una lineal por partes

π Σ Σ

∀π π π

δ ≤ akx + bk k = 1, ..., K

U(x) = Max δst:

δ ≤ akx + bk k = 1, ..., K

U(x) = Max δst:

K Number of linear segmentsak Angularcoefficient of the k-th segment.bk Linear coefficient of the k-th segmentδ Auxiliary variable

40

Utilidade para Renda Líquida

-0.5

0.0

0.5

1.0

-300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

(MM $)

Util

Como ajustar la FU?

41

Ejemplo 1 de Curva de Oferta mono-producto

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00

Preço de Contrato (US$/MWh)

Límite de Lastro = (50%EA já existente) +(50% livre)

Can

tidad

ofe

rtad

a en

(% la

stro

)Contratos 2010-2015

42

Ejemplo 2 de Curva de Oferta mono-producto

Contratos de 2009 a 2016

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

65 70 75 80 85 90 95 100

Precio de Contrato (R$/MWh)

Ofe

rta

(MW

méd

)

43

πc

πc

Ec1

πc

Eci

πc

EcI

Simulador de las reglas

“wizards”

πc

πc

Ec1

πc

Eci

πc

EcI

“wizards”

Herramienta de simulación agent-based (OPT-L)

44

Pantalla inicial – “organizador de la subasta”

Estes datos no son conocidos de los Gencos

Estes datos no son conocidos de los Gencos

45

Tela generador (Fase 1 y 2)

Oferta a realizar en la rodada. Puede ser hecha por un “wizard”por el propio usuario

Oferta a realizar en la rodada. Puede ser hecha por un “wizard” opor el propio usuario

Posición actual de la empresa en la subasta

Posición actual de la empresa en la subasta

Precios de la rodada

Precios de la rodada

límite de oferta a cada rodada

límite de oferta a cada rodada

46

0

20

40

60

80

100

120

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65

Rounds

(R$/

MW

h)

PC.2005 PC.2006 PC.2007

Ejemplo de resultado

Precios do Productos por rodada

47

Resultados de la 1a subasta (1 de 2)

Lotes de energía (Mwmed) ofrecidos en la 1a Fase de cada producto

Lotes de energía (Mwmed) ofrecidos en la 1a Fase de cada producto

Lotes de energía (MWmed) ofrecidos y precios (R$/MWh) promedios de la 2a Fase de cada producto

Lotes de energía (MWmed) ofrecidos y precios (R$/MWh) promedios de la 2a Fase de cada producto

1 US$ = 2,6 R$ (Abril 2005)

48

Resultados de la 1a subasta (2 de 2)

GencosGencos

Energía vendida (MWmed) y precios finales (R$/MWh) para

cada producto para cada generador

Energía vendida (MWmed) y precios finales (R$/MWh) para

cada producto para cada generador

1 US$ = 2,6 R$ (Abril 2005)

49

Uso de la herramienta

50

Temario

51

“Pricing” de la oferta

52

Volatilidad del flujo de caja

53

Ejemplo: variabilidad de la tasa de retorno con la hidrología

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1% 5% 9% 13%

17%

21%

25%

29%

33%

37%

41%

45%

49%

53%

57%

61%

65%

69%

73%

77%

81%

85%

89%

93%

97%

TIR%

TIR% Média

54

Manejo de riesgos

55

Modelo para la “tarifación”: OPTG/N

56

Información económica, financiera y impuestos

57

Ejemplo: VaR TIR (central termoeléctrica)

5%

VaR(95%) = 15%

58

Ejemplo: cantidad a contratar (hidro)

59

Contratación optima (hidro)

Preço de Contrato para a contratação máxima (R$/MWh): 121.75Mínimo Preço de Contrato (R$/MWh): 121.00Contratação Ótima (%) do Lastro: 96%

118.0

119.0

120.0

121.0

122.0

123.0

124.0

125.0

126.0

Quantidade (% Lastro)

Preç

o

Preço 125.6 124.6 123.6 122.6 121.8 121.1 121.0 121.0 121.1 121.3 121.8

90% 91% 92% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100%

Preço de Contrato para a contratação máxima (R$/MWh): 121.75Mínimo Preço de Contrato (R$/MWh): 121.00Contratação Ótima (%) do Lastro: 96%

118.0

119.0

120.0

121.0

122.0

123.0

124.0

125.0

126.0

Quantidade (% Lastro)

Preç

o

Preço 125.6 124.6 123.6 122.6 121.8 121.1 121.0 121.0 121.1 121.3 121.8

90% 91% 92% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100%

60

Distribución de valor presente neto (hidro)

Preço de Contrato (R$/MWh): 121.8VPL Médio (MM R$): 104.75VPL (50%): 109.05

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

1% 4% 8% 11%

15%

18%

22%

25%

29%

32%

36%

39%

43%

46%

50%

53%

57%

60%

64%

67%

71%

74%

78%

81%

85%

88%

92%

95%

99%

VPL (MM R$)

VPL Médio (MM R$)

61

Otras decisiones estratégicas

62

El modelo OPTG/L

Pc1 PciPcI

ofertas de cada generador

OPTG/N OPTG/N

63

Conclusiones y desafíos