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Información de la Tesis Doctoral

Strategic analysis of the long-term planning of electric generation capacity in liberalised electricity markets

Juan José Sánchez Domínguez

Dirigida por Efraim Centeno Hernáez, Julián Barquín Gil

Esta tesis se centra en la planificación a largo plazo de la generación eléctrica en entornos liberalizados. Su objetivo general es metodológico: mejorar y superar algunas de las principales debilidades y dificultades de un método de planificación particular que se ha utilizado con éxito en algunos casos concretos a la hora de ayudar a diferentes agentes de la industria con la planificación a largo plazo de la generación de electricidad. Este método es System Dynamics.
La tesis comienza definiendo el problema de la planificación, en concreto en el negocio de la generación de electricidad. Detalla los distintos tipos de tareas, tanto económicas como técnicas, llevadas a cabo en las actividades de planificación y clasifica estas tareas de acuerdo a su horizonte temporal, dando ejemplos de los tipos de decisiones que apoyan.
Después, este trabajo se centra en la planificación a largo plazo de la generación de electricidad en sistemas eléctricos liberalizados. Inicialmente, se describen las principales diferencias entre los previos sistemas regulados y los actuales sistemas liberalizados. Esto hace posible definir el problema de la planificación a largo plazo en ambos casos, haciendo énfasis en los nuevos riesgos de los entornos liberalizados. Se identifican las decisiones de inversión en nueva capacidad de generación (centrales eléctricas) como las principales decisiones estratégicas que deberán ser respaldadas por esta planificación de largo plazo.
Una vez se ha definido el problema, esta tesis continúa para analizar en detalle las técnicas de modelado descritas en la literatura como métodos y herramientas útiles para guiar a los distintos agentes en sus tareas de planificación, tanto en entornos regulados como liberalizados.
La técnica de System Dynamics se identifica como una poderosa técnica cuando el principal objetivo es llegar a comprender en profundidad el posible comportamiento de un sistema después de un análisis detallado de su estructura. La tesis describe las principales características de esta técnica, justifica su uso para modelar la planificación a largo plazo de la generación eléctrica en sistemas eléctricos liberalizados y analiza sus ventajas, desventajas y complementariedades con otras técnicas de modelado. Después de esto, hace una revisión detallada de las principales contribuciones existentes en la literatura en lo que se refiere al uso de System Dynamics para modelar la planificación a largo plazo de la generación eléctrica.
Esta revisión del estado del arte hace énfasis en las principales dificultades y debilidades de estos modelos de System Dynamics. La mayoría de estas dificultades y debilidades se refieren a la representación de la naturaleza oligopolista (y sus efectos estratégicos en las decisiones de las compañías de generación) de la mayoría de los mercados eléctricos liberalizados. Así, la tesis especifica objetivos concretos que se centran en la mejora de esta representación con System Dynamics.
Cada objetivo específico tiene que ver con la mejorar de una de las tres partes en las que, como se explica, se divide la estructura general de la mayoría de los modelos de System Dynamics: mercado, previsión de precios y producciones y decisiones de inversión. Algunos objetivos se centran en dos aspectos de mercado: estrategias de contratación a plazo y oferta estratégica. Otro objetivo trata de superar las principales debilidades de los métodos de previsión de precios y producciones en los modelos de System Dynamics. Finalmente, el último objetivo se centra en la diferenciación de las decisiones de inversión de las compañías de generación.
El resultado del cumplimiento de estos objetivos específicos es un modelo multi-disciplinar que extiende los modelos previos de System Dynamics al combinar esta técnica con otras como teoría de juegos, modelado basado en agentes y teoría de riesgo de crédito. Este modelo multi-disciplinar permite realizar una representación detallada de estrategias de corto y medio plazo de compañías asimétricas en entornos oligopolistas, y de la influencia de estas estrategias en la evolución a largo plazo del sistema, centrándose en las decisiones de inversión en nueva capacidad de generación. Así, este modelo puede ser usado tanto por compañías de generación como por reguladores en sus tareas de planificación a largo plazo para predecir, para distintas hipótesis sobre las estrategias de las compañías y políticas regulatorias, posibles resultados y evoluciones dinámicas del sistema de estudio.
Para mostrar el uso potencial de este modelo multi-disciplinar, esta tesis analiza los principales resultados de dos casos estudio diferentes. Estos casos estudio tienen un enfoque académico y no debieran ser considerados como una réplica del comportamiento real del sistema energético de estudio. Ambos casos estudio se basan en el sistema español, cuya estructura se representa con gran detalle en ambos casos.
El primer caso estudio analiza las interacciones estratégicas entre decisiones en dos tipos comunes de mercados eléctricos: mercados a plazo y mercados spot. Muestra cómo las decisiones de agentes de racionalidad limitada pueden evolucionar en un sistema donde ambos tipos de mercados coexisten, teniendo en cuenta diferentes hipótesis de comportamiento en cuanto a la aversión al riesgo.
El segundo caso se centra en dos áreas relacionadas con la introducción de nuevos mercados forward en sistemas basados únicamente en mercados spot. Por un lado, analiza el efecto de mitigación de poder de mercado tan estudiado en la literatura económica. Por otro lado, se centra en los efectos que estos mercados a plazo pueden tener en las dinámicas de largo plazo del sistema. Ambos análisis se llevan a cabo teniendo en cuenta tanto diferentes estrategias de compañías como políticas regulatorias sobre contratación a plazo.


Descriptores: Ciencias económicas; Ciencias tecnológicas

Universidad Pontificia Comillas. Madrid (España)

22 de enero de 2009



Cita:
J.J. Sánchez (2009), Strategic analysis of the long-term planning of electric generation capacity in liberalised electricity markets. Universidad Pontificia Comillas. Madrid (España).

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