Optimización del Despacho en Mercados Energéticos: Metodología de Casación y Condiciones Operativas

Metodología de Casación en Mercados Energéticos

Este documento detalla un procedimiento sistemático para la casación de ofertas y demanda en mercados energéticos, así como la verificación de condiciones operativas de las centrales eléctricas.

1. Proceso de Casación de Mercados

1. Creación de tablas horarias: Se generan tablas detalladas para la demanda y la oferta (venta) de las centrales, hora a hora.
2. Ordenamiento de la demanda: Para la tabla de demanda, la energía se ordena de mayor a menor precio. Se añade una tercera columna con la energía acumulada.
3. Ordenamiento de la oferta de centrales: La tabla de oferta de las centrales se ordena por precio de menor a mayor (inverso a la demanda). Si dos ofertas tienen el mismo precio, la oferta indivisible tiene prioridad y se coloca primero.
4. Estructura de la tabla de oferta: Las columnas de la tabla de oferta de las centrales son: Energía, Precio, Energía Acumulada, Indivisible (Sí/No) y Central (identificador).
5. Construcción de la gráfica: Se crea una gráfica donde el Eje X representa la Energía y el Eje Y el Precio.
6. Representación de la energía acumulada: La gráfica se construye utilizando la energía acumulada, uniendo los puntos para mostrar la tendencia de las curvas de oferta y demanda.
7. Determinación de Energía y Precio Marginal: El punto de intersección de las curvas de oferta y demanda se proyecta sobre la curva de oferta de las centrales para determinar la Energía Marginal (EM) y el Precio Marginal (PM).
8. Marcado y descarte en la tabla: En la tabla, se marcan la Energía Marginal (EM) y el Precio Marginal (PM) con una línea, descartando las ofertas por debajo de este punto de corte.
9. Casación de centrales: Las variables C1, C2, C3 representan la suma de las energías (consideradas como potencia) de cada central individualmente, por encima del punto de corte establecido en la tabla.
10. Repetición del proceso: Este procedimiento se repite para todas las horas del periodo de estudio.

2. Verificación de Condiciones Operativas

Una vez realizada la casación inicial, se deben verificar diversas condiciones específicas de las centrales:

1. Centrales indivisibles: Primero, se verifica la central indivisible, asegurándose de que su potencia cumpla con los requisitos en todas las horas.
2. Centrales con mínimo de ingresos:
   1. Se procede con la central que exige un mínimo de ingresos.
   2. Se comprueba que la potencia cumpla y se toman los precios marginales hora a hora.
   3. Para calcular los ingresos, se multiplica la energía de cada hora de la central correspondiente por el precio marginal de esa hora.
   4. Se evalúa si la suma total de estos ingresos está por encima o por debajo del límite establecido.
   5. Si los ingresos están por debajo del límite, se debe repetir la casación, excluyendo la central que no cumple.
3. Corte horizontal en las curvas: Si el punto de corte entre las curvas es horizontal (a diferencia de la proyección vertical anterior sobre la curva de oferta de centrales), la energía tope a considerar es la de la curva de demanda. En este caso, si el Precio Marginal (PM) excede el valor en la tabla de centrales, se deberá ajustar restando la energía correspondiente.

   Ejemplo: Si PM = 60 y EM = 1500, pero la energía asociada al PM es superior, se realiza una resta (si la central es divisible) de las Energías Acumuladas (E.A.). Al sumar las potencias de esa central, se le resta la diferencia de las E.A.

4. Condiciones de potencia (segunda casación): Posteriormente, se verifican las condiciones de la central relativas a la capacidad de subir y bajar potencia, utilizando las potencias resultantes de la segunda casación.

3. Cálculo de Subidas y Bajadas (Ramp Rates)

Este apartado describe el cálculo y verificación de los gradientes de subida y bajada de potencia de las centrales.

3.1. Gradiente de Subida

El gradiente se convierte a MW/min. Para las subidas, se realizan los siguientes cálculos y verificaciones:

• E_h0 = E_11 - gr * 30
• E_h1 = E_11 + gr * 30
• E_h2 = E_11 + gr * 90
• La media de E_h2 y E_h1 debe ser superior a E_12.
• Si se cumple, entonces E_h3 = E_12 + gr * 60. La media entre E_h3 y E_h2 (E_12) debe ser mayor que E_13.
• Si cumple, se repite el proceso con E_h4 = E_h3 + gr * 60 para verificar su cumplimiento.

3.2. Gradiente de Bajada

Para las bajadas, el proceso comienza desde la hora 4. La comprobación se realiza asegurando que, después de multiplicar la hora 2 por 90, la media resultante corresponda a la hora 3. Es decir, en las bajadas, la verificación de las medias se basa en los valores anteriores.

Ejemplo: Se calculan E_h4, E_h3, E_h2. Al calcular la media, se hace en función de E_h3 (no de E_h2, como en las subidas). El siguiente cálculo para E_h1 se realizaría multiplicando el gradiente (gr) por 30 (no por 60), y se verificaría su ajuste con el tramo 2. De manera similar, se comprobaría el tramo 0 con E_h1.

4. Solución Final

Como Energía Marginal (EM), se toma la suma de las potencias de las centrales (excluyendo las eliminadas en la segunda casación). El Precio Marginal (PM) se mantiene como el del último tramo intacto.