Mecanismos para la inversión y remuneración de la transmisión de energía eléctrica
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2012
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Abstract
La evolución del mercado de energía y la creciente participación de los agentes en el negocio de la transmisión de energía han traído consigo una mayor complejidad para definir qué expandir en un sistema de transmisión y cómo decidir un plan de expansión. Las metodologías de expansión se sostienen bajo principios de cooperación y bajo este principio se han propuesto varias alternativas para su desarrollo. Sin, embargo, los agentes participantes en la expansión de la transmisión son racionales y como tal maximizan su utilidad. Esto hace necesario evaluar mecanismos de acoplamiento entre conceptos económicos y técnicos con la finalidad de brindar soluciones claras y transparentes para el desarrollo del mercado eléctrico. El objetivo de la investigación es diseñar un mecanismo que incentive la expansión de la transmisión considerando la maximización del beneficio social, la estructura del mercado y el comportamiento de los agentes. Se propone una metodología de expansión de la transmisión, un juego, que consta de cuatro elementos principales: i) la generación de alternativas de planes de expansión de la transmisión, ii) la valoración de proyectos con base en el diseño de contrato lineales, soluciones de negociación y el modelo de principal-agente, iii) el valor óptimo de un portafolio de inversión desde la perspectiva de un inversionista privado y iv) la aceptabilidad y asignación de costo de los proyectos de expansión.
El documento de tesis presenta un análisis de los mecanismos utilizados para la expansión e inversión de la transmisión, los modelos económicos utilizados para el análisis de la transmisión, las técnicas de programación matemática y heurísticas para implementar un algoritmo de planificación meta-heurístico, los fundamentos teóricos de diseño de mecanismos y juegos y el desarrollo de casos de estudio. El aporte de la investigación doctoral se enfoca en identificar las anomalías de la planificación de la expansión, el impacto de los incentivos implementados para la inversión y la asignación de costos de la transmisión, la implementación de un mecanismo de expansión en función del beneficio de los agentes, la caracterización de los conflictos entre los agentes interesados en la expansión y la efectividad de la cooperación (qué expandir y cómo decidir) mediante un mecanismo no-cooperativo.
Las herramientas y modelos desarrollados brindan elementos de juicio para el diseño de normativa y la evaluación del comportamiento estratégico de un inversionista bajo las consideraciones del mercado eléctrico. Los resultados muestran que determinar cuáles son las características de cada inversionista, inferir su nivel de esfuerzo y su capacidad para disminuir los costos conllevan a la asignación eficiente de un proyecto. Esto se debe a que el costo óptimo de un proyecto está condicionado por la capacidad de negociación de un inversionista con terceros. Además, se identifica como el nivel de competencia, el incentivo de reconocimiento de costo y el riesgo que determina cada inversionista influyen en el desarrollo del plan de expansión de transmisión. Un aspecto relevante a considerar es que si bien pueden participar inversionistas "ideales" en el proceso de asignación de un proyecto, sus restricciones individuales, rentabilidad, presupuesto, valoración del riesgo, entre otros, implican un comportamiento estratégico en los procesos de adjudicación de proyectos. Esto conlleva a que se presenten ofertas no-óptimas en aquellos proyectos donde la participación de inversionistas "ideales" sea restringida.
problema combinatorial. La compatibilidad de incentivos de los agentes permitirá un proceso coordinado para ejecutar oportunamente la expansión. El mecanismo con base en un juego no-cooperativo define las reglas de compatibilidad de incentivos y revelación de información que mitigan la incertidumbre que caracterizan la expansión. La cuantificación del riesgo determina el límite de participación de los inversionistas y se identifica que tipo de proyectos podrán ejecutarse eficientemente. A su vez, el desarrollo de las tecnologías que influyen en la transmisión, condicionan la racionalidad de los agentes, no solo en la planificación, sino, en la aceptación y asignación de costo que permita el desarrollo de la transmisión. Los desarrollos futuros sobre los cuales se considera relevante profundizar son: el problema de la dimensionalidad de alternativas de expansión y negociación multiagente, implementar técnicas de referenciamiento "benchmarking" para caracterizar a los agentes inversionistas, realizar encuestas in-situ para determinar estrategias y preferencias de los agentes que participan en el proceso de planificación. Finalmente, implementar la metodología propuesta en otras áreas de la planificación de redes o infraestructura.
El documento de tesis presenta un análisis de los mecanismos utilizados para la expansión e inversión de la transmisión, los modelos económicos utilizados para el análisis de la transmisión, las técnicas de programación matemática y heurísticas para implementar un algoritmo de planificación meta-heurístico, los fundamentos teóricos de diseño de mecanismos y juegos y el desarrollo de casos de estudio. El aporte de la investigación doctoral se enfoca en identificar las anomalías de la planificación de la expansión, el impacto de los incentivos implementados para la inversión y la asignación de costos de la transmisión, la implementación de un mecanismo de expansión en función del beneficio de los agentes, la caracterización de los conflictos entre los agentes interesados en la expansión y la efectividad de la cooperación (qué expandir y cómo decidir) mediante un mecanismo no-cooperativo.
Las herramientas y modelos desarrollados brindan elementos de juicio para el diseño de normativa y la evaluación del comportamiento estratégico de un inversionista bajo las consideraciones del mercado eléctrico. Los resultados muestran que determinar cuáles son las características de cada inversionista, inferir su nivel de esfuerzo y su capacidad para disminuir los costos conllevan a la asignación eficiente de un proyecto. Esto se debe a que el costo óptimo de un proyecto está condicionado por la capacidad de negociación de un inversionista con terceros. Además, se identifica como el nivel de competencia, el incentivo de reconocimiento de costo y el riesgo que determina cada inversionista influyen en el desarrollo del plan de expansión de transmisión. Un aspecto relevante a considerar es que si bien pueden participar inversionistas "ideales" en el proceso de asignación de un proyecto, sus restricciones individuales, rentabilidad, presupuesto, valoración del riesgo, entre otros, implican un comportamiento estratégico en los procesos de adjudicación de proyectos. Esto conlleva a que se presenten ofertas no-óptimas en aquellos proyectos donde la participación de inversionistas "ideales" sea restringida.
problema combinatorial. La compatibilidad de incentivos de los agentes permitirá un proceso coordinado para ejecutar oportunamente la expansión. El mecanismo con base en un juego no-cooperativo define las reglas de compatibilidad de incentivos y revelación de información que mitigan la incertidumbre que caracterizan la expansión. La cuantificación del riesgo determina el límite de participación de los inversionistas y se identifica que tipo de proyectos podrán ejecutarse eficientemente. A su vez, el desarrollo de las tecnologías que influyen en la transmisión, condicionan la racionalidad de los agentes, no solo en la planificación, sino, en la aceptación y asignación de costo que permita el desarrollo de la transmisión. Los desarrollos futuros sobre los cuales se considera relevante profundizar son: el problema de la dimensionalidad de alternativas de expansión y negociación multiagente, implementar técnicas de referenciamiento "benchmarking" para caracterizar a los agentes inversionistas, realizar encuestas in-situ para determinar estrategias y preferencias de los agentes que participan en el proceso de planificación. Finalmente, implementar la metodología propuesta en otras áreas de la planificación de redes o infraestructura.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012