Determinação de estratégias de oferta no mercado de energia através de otimização em dois níveis

Abstract

O objetivo desta dissertação é estudar os efeitos econômicos e operativos das estratégias de oferta no mercado de energia elétrica de curto prazo. A determinação da estratégia de oferta por um participante do mercado pode ser modelada como um problema de otimização em dois níveis. O participante do mercado deseja maximizar seu benefício individual, sujeito ao fato de que o operador do sistema determina o despacho dos participantes de forma imparcial, maximizando o benefício social. O programa computacional implementado para resolver o problema de otimização em dois níveis se baseia nos Métodos de Descida. O problema de otimização do operador é solucionado através do Método Primal-Dual de Pontos Interiores. Através de informações dessa solução, o participante do mercado pode encontrar a oferta mais adequada no sentido de maximizar seu benefício individual. Em termos de modelagem analítica, a rede elétrica é representada por equações não lineares e a carga de determinados consumidores pode ser usada como variável de otimização. Desde que os outros participantes do mercado podem utilizar estratégias de oferta, isto resulta num jogo de ofertas não cooperativo. Por esta razão, o algoritmo de Equilíbrio de Nash é utilizado para determinar um ponto de equilíbrio entre os participantes. Os resultados numéricos obtidos mostram que é possível maximizar o benefício individual através de uma oferta estratégica e também trazer benefícios para os outros participantes do mercado. Também é observado que esta oferta tem um impacto significante no ponto de operação do sistema, podendo ser não favorável a consumidores que possuem uma demanda inelástica. Para os casos estudados, foram encontrados pontos de equilíbrio para os jogos de oferta.