DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE PRECIOS PACTADOS EN EL MERCADO DE CONTRATOS Y MITIGACIÓN DE LA VOLATILIDAD EN EL MERCADO ELÉCTRICO MAYORISTA ECUATORIANO

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1 DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE PACTADOS EN EL MERCADO DE CONTRATOS Y MITIGACIÓN DE LA VOLATILIDAD EN EL MERCADO ELÉCTRICO MAYORISTA ECUATORIANO Galo Nna Análss y Control RESUMEN El obetvo de este trabao es establecer los precos de los contratos a plazo entre Generadores y Dstrbudores del Sstema de manera efcente y óptma. Basado en la Teoría de Juegos se establece un modelo matemátco para calcular estos precos. Debdo a que los costos margnales sanconados en la barra de mercado tenen una alta volatldad, en este trabao se nvestga adconalmente una modaldad de contratos para mtgar esta volatldad. Estas metodologías son aplcadas a datos tomados del MEM Ecuatorano. PALABRAS CLAVES: Volatldad, Teoría de Juegos, Programacón Lneal, Mtgacón de Resgo. 1. INTRODUCCIÓN El propósto de este trabao es presentar alternatvas para mtgar la volatldad de los costos margnales en el Mercado Eléctrco Mayorsta MEM, Ecuatorano. Dado que la ultma reforma al Reglamento Susttutvo al Reglamento para el Funconamento del Mercado Eléctrco Mayorsta MEM establece que la mayoría de centrales hdroeléctrcas y centrales termoeléctrcas a vapor venderán en contratos a plazo el cen por cento de su produccón energétca total, el establecmento de los precos de estos contratos es determnante en el mantenmento de la establdad fnancera del MEM. El promedo ponderado de los costos margnales daros en la barra de mercado durante el 2003 fue de 5,93 centavos, que en comparacón con el costo promedo del 2002 de 4,81 centavos corresponde a un aumento de 23,4%. Se observa así msmo que los costos margnales en la barra de mercado sanconados tuveron una alta volatldad. Sus valores vararon entre valores máxmos daros de 12,3789 centavos (ocurrdo el 26 de febrero), a un valor mínmo daro de 0,8765 centavos de dólar (ocurrdo el 1 de uno), durante el Como consecuenca de esto, los resultados del cálculo de los ndcadores de desvío de Costos Margnales y el Preco Referencal de Generacón en el 2003, para las bandas horaras de base (22:01 07:00), meda (07:01 17:00) y punta (17:01 22:00) do un valor promedo de desvíos del 25.41%. En vsta de que la tarfa a usuaro fnal tene como una componente prncpal el Preco Referencal de Generacón es necesaro protegerse contra esta alta varacón. En este trabao se nvestga una modaldad de contrato, el Contrato por Dferencas, que puede mtgar esta característca de nuestro mercado. El problema de la determnacón de los precos para contratos a plazo en el MEM ha sdo tratado en [4], cuando se trata de empresas que cooperan entre sí. Los contratos por dferencas han sdo utlzados en muchos Mercados como en Inglaterra, Gales, Australa [5], [6], para la mtgacon del poder de mercado y en el Nord Pool de los países escandnavos para mtgar la dferenca entre los precos margnales del sstema y los precos de áreas determnadas. El trabao está organzado de la sguente manera. En la Seccón 2.0 los conceptos de Teoría de Juegos relevantes para el trabao son ntroducdos, así como el modelo planteado para su solucón. Esta metodología es luego aplcada a datos tomados del MEM. En la Seccón 3.0 se descrbe la modaldad de contratacón de Contratos por Dferencas y se aplca esta modaldad a datos del MEM. Las conclusones del trabao son presentadas en la Seccón DETERMINACION DEL NIVEL DE PACTADOS EN EL MERCADO DE CONTRATOS 2.1. Empresas en Competenca La Teoría de Juegos determna que cuando en un mercado olgopólco las empresas compten en precos; competenca a la Bertrand; los productos son susttutvos perfectos; y, nnguna empresa tene costos mas baos, entonces, el equlbro de la competenca de Bertrand exge que los precos sean guales al costo margnal. Bao esta consderacón dado que toda la energía de las Empresas Generadoras está colocada en contratos a plazo esta condcón sería semeante a que los Generadores colocaran toda su produccón en el MEM. Esto tene como consecuenca debdo a las característcas de este Mercado que se estaría sueto a la gran volatldad del costo margnal que en este caso depende de la hdrología sobre todo de la central hdroeléctrca Paute. 16

2 2.2. Empresas Cooperando entre Sí Cantdad Pactada en el Contrato No Establecda p,p o, o Preco máxmo (mínmo) de los contratos de la Empresa Generadora Gastos mínmos de la Empresa Generadora, Dstrbudora En el caso de que los Generadores cooperen para la facón del preco sn establecer la cantdad de los contratos, la Teoría de uegos nos ndca que el equlbro se obtene cuando se forman coalcones entre vendedores y compradores [2]. Estas coalcones están en equlbro cuando no hay nngún Generador o Dstrbudor que pueda estar meor s deserta de la coalcón y forma parte de otra coalcón propuesta. En este caso se puede plantear un modelo tomando en cuenta los conuntos de pareas de coalcón que están en equlbro y las restrccones de dsponbldad de los Generadores y demanda de los Dstrbudores para determnar las cantdades de que se deben consderar en los contratos. El preco de todos los contratos en este caso es únco y corresponde al equlbro de Mercado. En algunos casos éste no corresponde al preco spot del Sstema [4] Cantdad Pactada en el Contrato Establecda Cuando se consdera que las cantdades están determnadas; como es el caso establecdo en la últma reforma al Reglamento Susttutvo al Reglamento para el Funconamento del Mercado Eléctrco Mayorsta; es necesaro establecer el preco de los contratos guardando que se mantenga el equlbro fnancero del MEM. Este equlbro consste en mantener la suma del superávt de las Empresas que están cooperando entre sí lo más alta posble. Se puede plantear un modelo que toma en cuenta el superávt de las Empresas Dstrbudoras y Generadoras. En este caso los precos de los contratos son dferentes para cada uno de los Generadores. El modelo se descrbe a contnuacón Modelo Índces Empresa Dstrbudora Empresa Generadora Varables de Decsón P Preco de los contratos a plazo de la Empresa Generadora s, s Superávt de la Empresa Generadora, Dstrbudora o, o Gastos Operacón y Mantenmento de la Empresa Generadora, Dstrbudora Parámetros X Energía contratada entre la Empresa Dstrbudora Generadora X s, X s p d Modelo Sueto a: Energía puesta en mercado ocasonal por el Generador, energía recbda por el Dstrbudor del mercado ocasonal. Preco Spot. Tarfa fnal a consumdor max s Restrccón del superávt de las Empresas Dstrbudoras. s x p o d x (d p)x s, Restrccón del superávt de las Empresas Generadoras con venta en el Mercado Ocasonal. s p x o px s, Restrccón del superávt de las Empresas Generadoras sn venta en el Mercado Ocasonal. s p x o 0, Restrccón de los precos de los contratos p p p Restrccón de Gastos de Operacón y Mantenmento o o o En este modelo se expresa el fluo de fondos del Generador y el Dstrbudor sn tomar en cuenta los pagos por transmsón en las restrccones 1., 2. y 3. [7]. Se conoce la demanda de los Dstrbudores y una vez defndo el monto de energía que debe ser transado en el Mercado de contratos defnda por el Reglamento Susttutvo al Reglamento para el Funconamento del Mercado Eléctrco Mayorsta [8], la energía en el Mercado Ocasonal es por lo tanto conocda, convrténdose en un parámetro. El modelo no consdera explíctamente el cargo por potenca pero como este es pago que realzan los Dstrbudores al Generador esto compensa el fluo de caa conunto. s 17

3 2.3. Aplcacón de la Metodología El modelo descrto en la seccón anteror es lustrado con datos del MEM Ecuatorano para el Tomando en cuenta los datos del Plan de Operacón del MEM enero dcembre La energía que se debe negocar en el mercado de contratos según el Reglamento Susttutvo al Reglamento para el Funconamento del Mercado Eléctrco Mayorsta MEM consta en la Tabla 1: TABLA 2: Precos de los Contratos TERMO TERMO % USD/GWh PAUTE PUCARA AGOYAN GZEV TRINITARIA ESMERALDAS PICHINCHA SUPERAVIT(1) CASO % CASO % CASO (1) Porcentae de meora en relacon al superavt del Caso 3 TABLA 1: Valores Anuales Contratadas por los Dstrbudores con los Generadores Año 2004 (MWh) PAUTE PUCARÁ AGOYÁN GZEV TRINITARIA TERMOESMERALDAS TERMOPICHINCHA AMBATO 127, , , , , , , AZOGUES , , , , , BOLÍVAR , , , , COTOPAXI , , , , , , ESMERALDAS , , , , , , LOS RÍOS , , , , , , MANABÍ , , , , , , MILAGRO , , , , , , QUITO , , , , , , CENT. SUR , , , , , , REG. SUR , , , , , , EL ORO , , , , , , RIOBAMBA , , , , , , STA. ELENA , , , , , , STO. DMGO , , , , , , CATEG , , , , , , EMELGUR , , , , , , EMELNORTE , , , , , , TOTAL , , , , , , Se analzaron tres casos consderando datos dferentes para la restrccón 4. del modelo. En el prmer caso se consdero los costos de operacón como el nvel nferor de la varable de precos para todos los Generadores y como nvel superor de la varable se tomó en cuenta los precos hstórcos del 2003, adconalmente se contemplo que las varables representando los superávt de los Generadores y Dstrbudores podían asumr valores negatvos. En el segundo caso se consdero tambén, como anterormente, los msmos nveles para los precos tanto superores como nferores pero esta vez se contempló que los superávt de los Generadores debían ser postvos. Fnalmente en el tercer caso los precos de los contratos fueron para los Generadores Térmcos los del 2003 y se establecó que los superávt podían ser negatvos. Los resultados de este análss constan en la Tabla 2. Los resultados nos ndcan que exste una meora en relacón a los precos hstórcos de los contratos, por la aplcacón del modelo. El valor con mayor superávt es el Caso 1, sn embargo en este caso algunos Generadores Térmcos tenen ganancas negatvas. El Caso 2, por lo tanto se consdera la meor opcón ya que no tene nnguna gananca negatva para los Generadores consderados. 3. MITIGACIÓN DE LA VOLATILIDAD 3.1. Contratos por Dferencas En esta clase de contratos una parte contratante convene en pagar a la otra la dferenca entre el preco establecdo en el contrato y un preco referencal. Estos contratos pueden ser de dos vías o de una vía Contrato de Dos Vías Un contrato de dos vías es smlar a un contrato fnancero de futuros y esta defndo en térmnos de un preco determnado ($/MWh) y una cantdad. Como se muestra en la fgura 1, s el preco referencal 18

4 representado en la fgura por la línea curva es mayor que el preco determnado en el contrato, el comprador recbe una rebaa gual a la dferenca en precos representada por el área A. En caso contraro cuando el preco referencal es menor que el preco determnado el comprador debe pagar la dferenca al vendedor en los precos representada por el área B. Para esto se establecería un contrato en cual se faría el preco determnado como el Preco Referencal de Generacón, y el preco referencal sería el preco margnal del Mercado. De esta manera se mtgaría las dferencas exstentes cuando el preco margnal es mayor que el PRG. La cantdad a la cual se aplcaría el contrato sería aquella que se negoca en el Mercado Ocasonal para cada uno de los Dstrbudores. Utlzando los datos del Plan de Operacón del MEM del 2004, se smuló este contrato utlzando como preco referencal de generacón US$/MWh y precos de energía de 48.1, 42.1 y 40.0 US$/MWH para punta, meda y base respectvamente. FIGURA 1: Contrato por Dferencas Dos Vías [5] Contrato de Una Vía Un contrato por dferencas de una vía es smlar a un contrato fnancero de opcones y por lo tanto ncluye una prma en adcón al preco determnado y una cantdad contratada. Bao el contrato de una vía los pagos por dferencas son hechos solamente s el preco referencal sube arrba del preco determnado. Esto se representa en la Fgura 2 por el área A. Los resultados utlzando datos totales anuales fueron: valores de pagos de 6.94 mllones de USD de Paute a los Dstrbudores y pagos de 3.88 mllones de los Dstrbudores a Paute. En estas condcones el fluo de caa de los Dstrbudores tene un saldo postvo de aproxmadamente 143 mllones de US$. Se debe añadr que los Generadores sguen tenendo contratos a plazo tal como especfcado en el Reglamento Susttutvo al Reglamento para el Funconamento del Mercado Eléctrco Mayorsta MEM. El contrato de dferencas es un contrato adconal que tendría Paute con los Dstrbudores por una cantdad determnada por el valor negocado por los respectvos dstrbudores en el Mercado Ocasonal. 4. CONCLUSIONES La utlzacón de metodologías para el cálculo de los precos de los contratos nos permte lograr una meora del 10% en las ganancas totales del Sstema para datos del MEM en el Así msmo los contratos por dferencas con Paute permten tener un Sstema en el cual no exsten saldos negatvos en el fluo de caa de los strbudores. FIGURA 2: Contrato por Dferencas de Una Vía 3.2 Aplcacón de la Metodología Dado que el preco margnal en el Mercado está determnado por la hdrológca en la central Paute y ésta es además la Empresa con mayor partcpacón en el Mercado sera deseable establecer contratos de esta Empresa con los Dstrbudores en la modaldad de dos vías. De esta manera se puede conclur que la utlzacón de metodologías apropadas y nuevas en el MEM ecuatorano nos permtrán mtgar el resgo nherente a la gran volatldad de los precos margnales. Sn embargo es necesaro no solo emplear metodologías para mtgar la volatldad de los precos margnales en el MEM, sno tambén emprender en una meora de la admnstracón de las Dstrbudoras tendente a optmzar la recaudacón y pérddas en las msmas. Estas meoras pueden tener un efecto postvo adconal en mantener la establdad del modelo del MEM que es uno de los obetvos de caldad de la Corporacón CENACE. 19

5 5. BIBLIOGRAFIA [1] Corporacón CENACE, Informe Anual 2003 [2] Gardner Roy, Juegos para Empresaros y Economstas, Anton Bosch Edtor, [3] Krstansen Tare, Prcng Analyss of Contracts for Dfference. Department of Electrcal Power Engneerng. Norwegan Unversty of Scence and Technology, 2002 [4] Nna Galo, Modelos para los Contratos a Plazo en la Etapa de Transcón del Mercado Eléctrco Mayorsta Ecuatorano, AEBCA Magazín, [5] Optons for Market Power Mtgaton n the Alberta Power Pool, Department of Energy London Economcs, [6] Sngh Harry, Market Power Mtgaton n Electrcty Markets, Game Theory Applcatons n Electrc Power Markets, IEEE Tutoral, [7] Lecaros Fernando, Expectatvas, Realdad y Futuro del Sector Eléctrco Ecuatorano Estratega de Desarrollo [8] Regstro Ofcal No. 310, Jueves 8 de abrl del [9] Corporacón CENACE, Plan de Operacón del MEM Enero Dcembre Galo Nna S.- Ingenero Eléctrco por la ESPOL, M. Sc. en Ingenería de Sstemas (Optmzacón) por la COPPE/UFRJ Brasl y D. Ing. en Ingenería Económca por FHTE Esslngen Alemana. Desde 1981 a 1988 y desde 1994 a 1995 trabaó en INECEL en Planfcacón de la Operacón y Control de Gestón en la Dreccón de Operacones del SNI. Desde 1999 se desempeña como Jefe de Análss y Control en la Corporacón CENACE. De 1981 a 1988 fue profesor de Ingenería de Sstemas de la ESPE. Desde 1994 ha dctado cursos de post-grado en Métodos Cuanttatvos y Planfcacón de Produccón en las Unversdades Andna, Central del Ecuador, EPN y ESPOL. Ha realzado alrededor de 30 publcacones en Planfcacón de la Operacón de SP, Confabldad, Métodos Cuanttatvos y Planfcacón de Manufactura en dversos Congresos en el País y en el extranero. 20