Decomposição de preços marginais locacionais regida por um modelo completo de compensação distribuída em sistemas de energia elétrica.
Ano de defesa: | 2021 |
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Resumo: | Locational marginal prices (LMPs) denote energy monetization benchmarks that are imperative to the deliberations conducted at the core of avant-garde electricity market projects. The implementation of financial hedging instruments to countervail the inherent volatility of LMPs requires the dismemberment of such prices in specific components. Traditional simplified approaches decompose LMPs into three parts: an active energy reference addend, an active power loss addend and a congestion addend. This paper corroborates the existence and the pecuniary relevance of another component of active power LMPs: the reactive power loss component. In the mathematical stratum prior to decomposition, a distributed compensation bus model for spatial allocation of active and reactive power mismatch is incorporated into the optimal power flow (OPF) formulation. The magnitude of the active power LMP components computed through the proposed decomposition approach depends not only on the selection of the active energy reference, but also on the specification of the reactive energy reference. Therefore, the dual nature of the energy reference conceives a legitimate and novel source of litigation among market participants within the scope of financial hedging policies. In the face of the current scenario and future prospects of electric power systems, the market analysis based on the proposed compensation model also considers the effects of the insertion of wind power plants in the power grids. The financial impacts and pertinence of the physicalmathematical framework that governs the proposed LMP decomposition methodology are examined through case studies carried out on the modified IEEE 30-bus test system. |
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Tese( Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3248Locational marginal prices (LMPs) denote energy monetization benchmarks that are imperative to the deliberations conducted at the core of avant-garde electricity market projects. The implementation of financial hedging instruments to countervail the inherent volatility of LMPs requires the dismemberment of such prices in specific components. Traditional simplified approaches decompose LMPs into three parts: an active energy reference addend, an active power loss addend and a congestion addend. This paper corroborates the existence and the pecuniary relevance of another component of active power LMPs: the reactive power loss component. In the mathematical stratum prior to decomposition, a distributed compensation bus model for spatial allocation of active and reactive power mismatch is incorporated into the optimal power flow (OPF) formulation. The magnitude of the active power LMP components computed through the proposed decomposition approach depends not only on the selection of the active energy reference, but also on the specification of the reactive energy reference. Therefore, the dual nature of the energy reference conceives a legitimate and novel source of litigation among market participants within the scope of financial hedging policies. In the face of the current scenario and future prospects of electric power systems, the market analysis based on the proposed compensation model also considers the effects of the insertion of wind power plants in the power grids. The financial impacts and pertinence of the physicalmathematical framework that governs the proposed LMP decomposition methodology are examined through case studies carried out on the modified IEEE 30-bus test system.Os preços marginais locacionais (LMPs – Locational Marginal Prices) são sinais econômicos imperativos para as deliberações articuladas no cerne dos vanguardistas projetos de mercados de eletricidade. A implementação de mecanismos de salvaguarda financeira diante da inerente volatilidade dos LMPs requer o desmembramento de tais sinais em parcelas específicas. As simplificações tradicionalmente adotadas conduzem à decomposição dos LMPs em três componentes: um adendo de energia ativa, um adendo de perdas de potência ativa e um adendo de congestionamento. Este trabalho evidencia a existência e a relevância de outra componente dos LMPs: a componente de perdas de potência reativa. Subjacentemente à referida decomposição, um modelo de barra de compensação distribuída de potência ativa e reativa é incorporado à formulação do fluxo de potência ótimo (FPO). Demonstra-se que a valoração das componentes dos LMPs de potência ativa provindas da metodologia de decomposição proposta depende não somente da seleção da referência de energia ativa, mas também da especificação da referência de energia reativa. Dessa forma, a dupla seleção de referência energética concebe uma nova e proba fonte de disputa entre entes mercadológicos para a formulação dos mecanismos de salvaguarda financeira. Perante o panorama vigente e o horizonte potencialmente vindouro dos sistemas de energia elétrica, a investigação mercadológica conduzida no escopo do modelo de compensação proposto, considera, ainda, os desdobramentos associados à inserção de plantas de geração eólica nas redes elétricas de potência. Os reflexos financeiros e a pertinência do arcabouço físico-matemático da metodologia de decomposição de LMPs proposta são apurados em estudos de caso executados no sistemateste IEEE 30-barras modificado.Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2021-03-19T17:30:41Z No. of bitstreams: 1 F.O. Saraiva.pdf: 2452749 bytes, checksum: 679561afbe4f1f2af785e5877d7f781c (MD5)Made available in DSpace on 2021-03-19T17:30:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 F.O. Saraiva.pdf: 2452749 bytes, checksum: 679561afbe4f1f2af785e5877d7f781c (MD5) Previous issue date: 2021-02-26application/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCETCongestionamento;decomposição de LMPs;fluxo de potência ótimo;geração eólica;mercados elétricos;preço marginal locacional;sistemas elétricos de potênciaCongestion;electric power systems;electricity market;LMP decomposition;locational marginal price;optimal power flow;wind powerGeração da Energia ElétricaDecomposição de preços marginais locacionais regida por um modelo completo de compensação distribuída em sistemas de energia elétrica.Marginal locational price decomposition governed by a complete distributed compensation model in electric power systems.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALF.O. Saraiva.pdfF.O. 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Decomposição de preços marginais locacionais regida por um modelo completo de compensação distribuída em sistemas de energia elétrica. SARAIVA, Felipe Oliveira Silva Congestionamento; decomposição de LMPs; fluxo de potência ótimo; geração eólica; mercados elétricos; preço marginal locacional; sistemas elétricos de potência Congestion; electric power systems; electricity market; LMP decomposition; locational marginal price; optimal power flow; wind power Geração da Energia Elétrica |
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