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Modelação de mercados de energia elétrica com recurso a métodos de estatística circular

Author(s): Freitas, Daniel Tomé de

Date: 2016

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/7049

Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Subject(s): Estatística circular; Gráficos circulares; Preços máximos diários; Produção de energia elétrica; MIBEL; Circular statistic; Circular graphs; Higher daily prices; Electrical energy production


Description

Numa economia de mercado, o preço dos bens transacionados, está intimamente ligado, à lei da oferta e da procura. A energia elétrica tem caraterísticas que dificultam o seu de armazenamento, tornando necessária a produção simultânea com o consumo. Assim, surge a necessidade de os diversos agentes do mercado conhecerem o seu comportamento e as variáveis que o influenciam, de forma a tomar decisões corretas em cada momento. Nos mercados de energia elétrica ocorrem fenómenos que se repetem ao longo de ciclos temporais, como por exemplo situações em que o preço da energia atinge valores extremos. Neste trabalho são modelados comportamentos de mercado e estudados fatores que influenciam a hora em que ocorrem os valores máximos diários, utilizando métodos de estatística circular. Foram criados gráficos circulares, para pesquisar e identificar padrões de comportamento que ocorrem ciclicamente. Foram aplicados métodos de estatística circular descritiva, para calcular medidas de localização central e dispersão, e verificado se os dados seguem uma distribuição uniforme e Von Mises. Foram calculadas percentagens de concordância entre os preços máximos diário e dados de procura e produção de energia elétrica. Na primeira fase do trabalho, foi analisado o valor e a frequência da hora em que é atingido o preço máximoda energia elétrica, no Mercado Ibérico de Eletricidade (MIBEL), no 1ºs e 3ºs trimestres entre 2007 e 2014. Na segunda fase, estudou-se o valor e a frequência da hora em que é atingida a quantidade máxima diária de procura, e de produção de energia elétrica, nas diferentes tecnologias de produção e comparou-se com os dados dos preços máximos diários. Os resultados revelam que o mercado português e espanhol funcionam integrados, com comportamentos semelhantes. A hora em que é atingido o preço máximo diário da energia elétrica no MIBEL, varia com a estação do ano, influenciada pela procura. Em Portugal as centrais a carvão posicionam-se como tecnologia de base. Os agentes com tecnologia de produção hídrica aproveitam as horas de maior procura e de preços mais elevados, para produzir energia e maximizar o lucro. O desenvolvimento deste estudo deu origem ao artigo científico Modeling of cyclic events in electricity markets using circular statistical methodsapresentado na conferência 13th European Energy Market 2016.

Abstract: In a market economy, the price of the traded goods is strongly related to the law of supply and demand. Electrical energy has characteristics that make it difficult to store, and thus it is required to generate energy simultaneously with consumption. Hence, there is a need for every market agents to understand themarket behavior and the variables that can influence it to be able to make the right decisions at every moment. In the electrical energy markets, some events happen repeatedly in temporal cycles, for instances when prices achieve extreme values. This paper models the market behaviors to analyze the factors that influence the specific hours, which has achieved a higher daily price, using circular statistical methods. Circular graphs were constructed to examine and identify the cyclical behavioral patterns. Descriptive circular statistic methods were utilized to calculate measures of central location and dispersion, and assess whether the data followed the circular uniform distribution or Von Mises distribution. Percent agreement between higher daily prices and electrical production and demand data was then calculated. Firstly, the value and the frequency of the hour when higher daily prices of the electrical energy are achieved in the Iberian Electricity Market (MIBEL) were analyzed during the 1st and 3th quarter, from 2007 to 2014. Secondly, the frequency of the hour when higher daily demand and production of electrical energy for different technologies are achieved was examined and compared with the higher daily prices data. Results show that the Portuguese and Spanish markets are integrated and have identical behavior. The hour when the higher daily price of the transacted electrical energy in MIBEL is achieved, varies according to the seasons of the year, as influenced by the demand. In Portugal, coal power plants assume the role of base technology. Agents with hydroelectric power plants avail the hours of higher demand and higher prices to produce energy and maximize the profits. This study was used to create the paper Modeling of cyclic events in electricity markets using circular statistical methods that was presented in the 13th European Energy Market 2016 conference.

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica, Ramo de energia

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Lagarto, João Hermínio Ninitas; Martins, Ana Alexandra Antunes Figueiredo
Contributor(s) Freitas, Daniel Tomé de
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