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Affrontare le sfide nei mercati dell'elettricità

Questo documento parla dell'equilibrio tra offerta e domanda nei mercati dell'elettricità.

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Sfide del MercatoSfide del MercatoElettricoe le dinamiche di potere.Esaminando il comportamento del mercato
Indice

I mercati dell'elettricità funzionano per bilanciare offerta e domanda. Di solito, si fa tramite un processo in due fasi: il mercato a un giorno e il mercato in tempo reale. Il mercato a un giorno permette ai partecipanti di fissare i loro impegni in anticipo per il giorno successivo, aiutando a gestire i rischi legati ai cambiamenti di prezzo. Il mercato in tempo reale consente aggiustamenti basati sulla domanda e offerta effettiva.

Tuttavia, possono sorgere problemi come la manipolazione dei prezzi. Alcuni partecipanti potrebbero sfruttare le discrepanze tra i due mercati. Per affrontare questo, gli operatori di mercato hanno introdotto strategie per scoraggiare comportamenti non competitivi. Questo documento esamina queste strategie e i loro effetti sulla dinamica del mercato.

Panoramica del Mercato Elettrico

I mercati dell'elettricità negli USA seguono generalmente un processo di clearing in due fasi. La prima fase è il mercato a un giorno, dove i partecipanti presentano le loro offerte per generare o consumare energia per il giorno successivo. I risultati di questo mercato aiutano a ridurre i rischi legati ai cambiamenti nelle previsioni di domanda o offerta.

La seconda fase è il mercato in tempo reale, che opera durante tutto il giorno per rispondere alla domanda e generazione effettive. Di solito, la maggior parte del commercio di elettricità avviene nel mercato a un giorno, poiché offre maggiore stabilità.

Problemi come errori di previsione e inattesi guasti dei generatori possono causare differenze di prezzo significative tra il mercato a un giorno e quello in tempo reale. Alcuni partecipanti potrebbero sfruttare queste differenze, il che può ridurre l'efficienza complessiva del mercato e incoraggiare comportamenti non competitivi.

Mitigazione del Potere di Mercato

Per incoraggiare la concorrenza, gli Operatori di Sistema Indipendenti (ISO) attuano strategie per limitare il potere di mercato. Queste strategie includono l'identificazione e la sostituzione delle offerte non competitive per garantire che i prezzi siano allineati agli standard competitivi. Tuttavia, nonostante questi sforzi, sono stati osservati casi di comportamento non competitivo in varie regioni.

L'obiettivo delle politiche di mitigazione del potere di mercato è garantire prezzi equi e operazioni efficienti del mercato. Sostituendo offerte sospette con offerte standard, gli operatori mirano a creare un campo di gioco equo tra tutti i partecipanti del mercato. Tuttavia, questo approccio può portare a conseguenze indesiderate, come una riduzione dell'efficienza del mercato.

Dinamiche di Mercato dei Regolamenti a Due Fasi

Nel mercato a due fasi, i partecipanti possono comportarsi in uno di due modi: accettare il prezzo o anticipare il prezzo. I partecipanti che accettano il prezzo accettano i prezzi di mercato così come sono, mentre i partecipanti che anticipano il prezzo impostano strategicamente le loro offerte in base ai risultati attesi.

Quando i partecipanti interagiscono nel mercato, le loro decisioni influenzano l'uno l'altro. In un mercato standard a due fasi, la concorrenza può portare a risultati diversi in base a come i partecipanti decidono di offrire. Nel caso di partecipanti che accettano il prezzo, osserviamo un Equilibrio Competitivo in cui i prezzi riflettono i costi sottostanti della generazione.

Equilibrio Competitivo

All'equilibrio competitivo, ogni partecipante agisce nel proprio miglior interesse senza tenere conto delle azioni degli altri. Il mercato raggiunge uno stato in cui l'offerta corrisponde alla domanda e nessun partecipante ha l'incentivo a cambiare le proprie offerte. Questo stato è spesso considerato ideale poiché si allinea agli obiettivi di operazione efficiente del mercato.

Tuttavia, raggiungere l'equilibrio competitivo è difficile a causa delle complessità e delle dinamiche del comportamento di mercato. Diverse strategie di offerta da parte dei partecipanti possono portare a risultati variabili. Pertanto, comprendere come funzionano queste dinamiche è cruciale per migliorare l'efficienza del mercato.

Equilibrio di Nash

L'equilibrio di Nash si verifica in situazioni in cui i partecipanti adottano una partecipazione strategica. Ogni partecipante anticipa le azioni degli altri e adatta di conseguenza le proprie offerte. All'equilibrio di Nash, le azioni di tutti i partecipanti raggiungono uno stato in cui nessuno può trarre vantaggio dal cambiare la propria strategia.

Sebbene l'equilibrio di Nash possa riflettere uno stato competitivo, potrebbe non allinearsi sempre con risultati di mercato efficienti. Ad esempio, potrebbe portare a prezzi più alti per i consumatori e profitti per i produttori, cosa che potrebbe non essere desiderabile da una prospettiva di mercato globale.

Politiche di Mitigazione del Potere di Mercato

Le politiche di mitigazione del potere di mercato sono progettate per contrastare la manipolazione e garantire scambi equi nei mercati elettrici. Queste politiche possono essere applicate sia nelle fasi del mercato in tempo reale che in quello a un giorno. Gli operatori attuano queste politiche con la speranza di ridurre l'opportunità per i partecipanti di sfruttare le differenze di prezzo.

Mitigazione del Potere di Mercato nel Mercato in Tempo Reale

Nel mercato in tempo reale, gli operatori cercano di stabilire un equilibrio stimando accuratamente i costi dei generatori. Utilizzando queste stime, gli operatori possono sostituire offerte sospette con rappresentazioni di prezzo più accurate, creando così un ambiente in cui i generatori hanno meno opportunità di esercitare il potere di mercato.

Di solito, questo comporta la sostituzione di offerte che potrebbero essere artificialmente alte o basse con offerte predefinite basate sui costi operativi stimati. L'obiettivo è ridurre il rischio di manipolazione dei prezzi, garantendo al contempo che i fornitori ricevano comunque un'adeguata compensazione per i loro servizi.

Mitigazione del Potere di Mercato nel Mercato a un Giorno

La mitigazione del potere di mercato nel mercato a un giorno funziona in modo simile. Qui, gli operatori stimano i costi per stabilire prezzi di mercato equi per le operazioni del giorno successivo. Garantendo che tutte le offerte siano allineate con queste stime, gli operatori possono creare un mercato più efficiente in cui le fluttuazioni dei prezzi sono minimizzate.

Il mercato a un giorno è particolarmente importante perché stabilisce le basi per le operazioni del mercato in tempo reale. Pertanto, eventuali inefficienze o manipolazioni in questa fase possono riverberarsi nel mercato in tempo reale, influenzando la stabilità complessiva del mercato.

Modellare il Comportamento di Offerta

Comprendere come offrono i partecipanti al mercato è cruciale per sviluppare politiche efficaci. Questo documento esamina due tipi di metodi di offerta: offerta a funzione di intercetta e offerta a funzione di pendenza.

Offerta a Funzione di Intercetta

Con l'offerta a funzione di intercetta, i generatori presentano offerte che riflettono la loro volontà di generare energia a diversi punti di prezzo. Questo metodo consente rappresentazioni più accurate dei costi effettivi associati alla generazione di energia, potenzialmente portando a un mercato più efficiente.

In un mercato che utilizza l'offerta a funzione di intercetta, i generatori possono regolare le loro offerte in base ai loro costi operativi individuali, considerando al contempo la loro posizione competitiva. Questa flessibilità è fondamentale, soprattutto in un mercato con politiche di mitigazione in atto.

Offerta a Funzione di Pendenza

L'offerta a funzione di pendenza è un approccio più tradizionale in cui i generatori presentano offerte basate su una funzione di offerta lineare. Questo metodo assume una relazione costante tra prezzo e quantità offerta, il che potrebbe non riflettere sempre scenari reali. Di conseguenza, può portare a inefficienze nel mercato.

In un ambiente di offerta a funzione di pendenza, i prezzi potrebbero non allinearsi così bene con i costi operativi effettivi rispetto all'offerta a funzione di intercetta, portando potenzialmente a maggiori discrepanze tra i prezzi del mercato a un giorno e quelli del mercato in tempo reale.

Analisi dei Risultati di Mercato

L'efficacia delle politiche di mitigazione del potere di mercato può essere valutata confrontando i risultati di mercato sotto diverse strategie di offerta. L'equilibrio competitivo e l'equilibrio di Nash offrono spunti su come queste strategie influenzano le dinamiche di mercato.

Equilibrio Competitivo vs. Equilibrio di Nash

Confrontare questi due stati può rivelare aspetti importanti del comportamento di mercato. Nell'equilibrio competitivo, tutti i partecipanti traggono beneficio da un mercato efficiente in cui l'offerta soddisfa efficacemente la domanda. Al contrario, l'equilibrio di Nash può portare a profitti più elevati per alcuni produttori, mentre crea condizioni sfavorevoli per i consumatori.

Per gli operatori, l'obiettivo è raggiungere un equilibrio in cui siano mantenuti sia risultati competitivi che giusti nel mercato. Questo equilibrio è cruciale per promuovere pratiche di mercato sostenibili e garantire che i consumatori non siano gravati da prezzi elevati.

Approfondimenti sulle Politiche di Mitigazione

L'analisi del documento indica che le politiche di mitigazione del potere di mercato possono influenzare la distribuzione del potere di mercato. Queste politiche possono spostare i vantaggi di mercato dai generatori ai consumatori. Tuttavia, corrono anche il rischio di creare uno scenario in cui i carichi potrebbero sfruttare le loro posizioni, portando a risultati sfavorevoli per i generatori.

Le implicazioni di queste scoperte suggeriscono la necessità di un design e di un'implementazione attenti delle politiche di mitigazione del potere di mercato. Gli operatori devono garantire che le politiche migliorino la concorrenza senza creare nuove vie per la manipolazione.

Conclusione

I mercati dell'elettricità affrontano sfide uniche che richiedono una progettazione e implementazione attente delle politiche per incoraggiare la concorrenza. Il processo di regolamento a due fasi fornisce un quadro efficace per bilanciare offerta e domanda, ma presenta anche opportunità per la manipolazione del mercato.

Esaminando diverse strategie di offerta e analizzando i loro impatti, questo documento evidenzia l'importanza di sviluppare politiche di mitigazione del potere di mercato efficaci. Alla fine, mantenere un mercato equo ed efficiente è fondamentale per garantire che sia i consumatori che i produttori possano beneficiare di prezzi stabili e ragionevoli.

I risultati sottolineano la necessità di una ricerca e una valutazione continue delle dinamiche di mercato per adattarsi alle condizioni in cambiamento e garantire che i mercati elettrici funzionino in modo ottimale per tutti i partecipanti.

Fonte originale

Titolo: Intercept Function and Quantity Bidding in Two-stage Electricity Market with Market Power Mitigation

Estratto: Electricity markets typically operate in two stages, day-ahead and real-time. Despite best efforts striving efficiency, evidence of price manipulation has called for system-level market power mitigation (MPM) initiatives that substitute noncompetitive bids with default bids. Implementing these policies with a limited understanding of participant behavior may lead to unintended economic losses. In this paper, we model the competition between generators and inelastic loads in a two-stage market with stage-wise MPM policies. The loss of Nash equilibrium and lack of guarantee of stable market outcome in the case of conventional supply function bidding motivates the use of an alternative market mechanism where generators bid an intercept function. A Nash equilibrium analysis for a day-ahead MPM policy leads to a Stackelberg-Nash game with loads exercising market power at the expense of generators. A comparison of the resulting equilibrium with the standard market (not implementing any MPM policy) shows that a day-ahead policy completely mitigates the market power of generators. On the other hand, the real-time MPM policy increases demand allocation to real-time, contrary to current market practice with most electricity trades in the day-ahead market. Numerical studies illustrate the impact of the slope of the intercept function on the standard market.

Autori: Rajni Kant Bansal, Yue Chen, Pengcheng You, Enrique Mallada

Ultimo aggiornamento: 2023-08-10 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2308.05570

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.05570

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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