Εφαρμογή της Θεωρίας Παιγνίων σε Αγορές Ηλεκτρικής Ενέργειας

Παρουσίαση με θέμα: "Εφαρμογή της Θεωρίας Παιγνίων σε Αγορές Ηλεκτρικής Ενέργειας"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Εφαρμογή της Θεωρίας Παιγνίων σε Αγορές Ηλεκτρικής Ενέργειας
Στρατηγικές Υποβολής Προσφορών από Παραγωγούς

2 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας
18/11/2018 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας

3 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας
18/11/2018 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγοί Υποβολή Προσφορών Διαχειριστής Συστήματος [€/MWh] Καταναλωτές Ζήτηση [MW] Εκκαθάριση Αγοράς

4 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας
18/11/2018 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Ο Διαχειριστής κατατάσσει τις προσφορές κατά οικονομική προτεραιότητα, Παρ. Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Τιμή [€/MWh] 1 300 20 25 2 150 30 35 3 200 και υπολογίζει την Οριακή Τιμή Συστήματος (ΟΤΣ) βάσει της οποίας πληρώνονται όλοι οι παραγωγοί. [€/MWh] 30 25 35 D = 450 MW Το κέρδος κάθε παραγωγού είναι: 2 Κέρδος = Έσοδα – Έξοδα = Ποσότητα*ΟΤΣ – Ποσότητα*ΟΚ = (Ποσότητα)*(ΟΤΣ–ΟΚ) 3 1 300 500 650 [MW]

5 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας
18/11/2018 Η Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Κέρδη Παραγωγών Παρ. Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Τιμή [€/MWh] 1 300 20 25 2 150 30 35 3 200 Κέρδος = (Ποσότητα)*(ΟΤΣ–ΟΚ) Παραγωγός #1 Π1 = 300 MW * (30 – 20) €/ΜWh = 3000 €/h [€/MWh] 30 25 35 Παραγωγός #2 D = 450 MW Π2 = 0 €/h 2 Παραγωγός #3 3 Π3 = (450 – 300) MW * (30 – 25) €/ΜWh = 750 €/h 1 300 500 650 [MW]

6 Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας
18/11/2018 Η Αγορά ως Παίγνιο Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παίκτες = Παραγωγοί Κινήσεις (Στρατηγικές) = Υποβολή Προσφορών (Τιμής €/MWh) Κέρδος = Κέρδος [€/h] από την Αγορά (Έσοδα – Έξοδα) 2 x 2 Παίγνιο Παραγωγός #2 Τιμή #1 Τιμή #2 Παραγωγός #1 Π1(1,1)/ Π2(1,1) Π1(1,2)/ Π2(1,2) Π1(2,1)/ Π2(2,1) Π1(2,2)/ Π2(2,2)

7 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (1)
18/11/2018 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (1) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγός Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Φθηνή Προσφορά [€/MWh] Ακριβή Προσφορά [€/MWh] 1 200 20 40 2 30 50 2 x 2 Παίγνιο Παραγωγός #2 Φθηνή 30 Ακριβή 50 Παραγωγός #1 Φθηνή 20 Π1(1,1)/ Π2(1,1) Π1(1,2)/ Π2(1,2) Ακριβή 40 Π1(2,1)/ Π2(2,1) Π1(2,2)/ Π2(2,2)

8 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (2)
18/11/2018 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (2) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παρ Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Φθηνή [€/MWh] Ακριβή [€/MWh] 1 200 20 40 2 30 50 [€/h] Π1(20,30) = 200*(30-20) = 2000 Π1(20,50) = 200*(50-20) = 6000 Π1(40,30) = 50*(40-20) = 1000 [€/MWh] 30 20 40 50 Π1(40,50) = 200*(50-20) = 6000 D = 250 MW Π2(20,30) = 50*(30-30) = 0 Π2(20,50) = 50*(50-30) = 1000 Π2(40,30) = 200*(40-30) = 2000 2 1 Π2(40,50) = 50*(50-30) = 1000 200 400 [MW] 1 2

9 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (3)
18/11/2018 Παράδειγμα χωρίς δίκτυο (3) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παρ Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Φθηνή Προσφορά [€/MWh] Ακριβή Προσφορά [€/MWh] 1 200 20 40 2 30 50 Πi 103 €/h 2 x 2 Παίγνιο Παραγωγός #2 Φθηνή 30 Ακριβή 50 Παραγωγός #1 Φθηνή 20 2 / 0 6 / 1 Ακριβή 40 1 / 2 Το σημείο (Φθηνή, Ακριβή) δηλ. το (20, 50) είναι σημείο ισορροπίας Nash: Π1(20,50) = Π1(40,50) Π2(20,50) = 1 > 0 = Π2(20,30)

10 Η Αγορά Ενέργειας με Δικτύο
18/11/2018 Η Αγορά Ενέργειας με Δικτύο Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγοί Περιορισμοί Δικτύου Υποβολή Προσφορών [€/MWh] Καταναλωτές Διαχειριστής Συστήματος Ζήτηση [MW] Εκκαθάριση Αγοράς

11 Παράδειγμα με δίκτυο (1)
18/11/2018 Παράδειγμα με δίκτυο (1) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγός Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] 1 200 20 2 30 20 €/ΜWh 30 €/ΜWh 100 ΜW 50 ΜW 50 ΜW 100 ΜW 50 ΜW ~ D1 = 100 ΜW D2 = 150 ΜW 50 ΜW bus 1 bus 2 150 ΜW 100 ΜW Μεταφορική Ικανότητα = Περιορισμός Όταν επιθυμητή μεταφερόμενη ισχύς > μεταφορική ικανότητα  διαφορετικές τιμές στους ζυγούς Π1(20,30) = 100*(20-20) + 50*(30-20) = 500 Π2(20,30) = 100*(30-30) = 0 Π1(40,30) = 50*(40-20) = 1000 Π2(40,30) = 200*(40-30) = 2000

12 Παράδειγμα με δίκτυο (2)
18/11/2018 Παράδειγμα με δίκτυο (2) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγός Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] 1 200 20 2 30 ~ D1 = 100 ΜW D2 = 150 ΜW 50 ΜW Π1(20,30) = 100*(20-20) + 50*(30-20) = 500 Π1(20,50) = 100*(20-20) + 50*(50-20) = 1500 2 x 2 Παίγνιο Παραγωγός #2 Φθηνή 30 Ακριβή 50 Παραγωγός #1 Φθηνή 20 0,5 / 0 1,5 / 2 Ακριβή 40 1 / 2 3,5 / 2 Π1(40,30) = 50*(40-20) = 1000 Π1(40,50) = 100*(40-20) + 50*(50-20) = 3500 Π2(20,30) = 100*(30-30) = 0 Π2(20,50) = 100*(50-30) = 2000 Π2(40,30) = 200*(40-30) = 2000 Π2(40,50) = 100*(50-30) = 2000 Σημεία ισορροπίας Nash

13 Παράδειγμα με Ποσότητα (1)
18/11/2018 Παράδειγμα με Ποσότητα (1) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγός Pmax [MW] Κόστος [€/MWh] Τιμή [€/MWh] Ποσότητα [MW] 1 200 20 150 40 2 30 50

14 Παράδειγμα με Ποσότητα (2)
18/11/2018 Παράδειγμα με Ποσότητα (2) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας ~ D1 = 100 ΜW D2 = 150 ΜW 50 ΜW 4 x 4 Παίγνιο Παραγωγός #2 30,150 30, 200 50, 150 50, 200 Παραγωγός #1 20, 150 20, 200 40, 150 40, 200 0,5 / 0 0,5 / 0 1,5 / 2 1,5 / 2 1 / 2 1 / 2 3,5 / 2 3,5 / 2

15 Παράδειγμα με Ποσότητα (3)
18/11/2018 Παράδειγμα με Ποσότητα (3) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Π1((20,150),30) = 150*(30-20) = 1500 Π1((20,150),50) = 150*(50-20) = 4500 ~ D1 = 100 ΜW D2 = 150 ΜW 50 ΜW Π1(40,(30,150)) = 100*(40-20) = 2000 Π1((40,150),50) = 150*(50-20) = 4500 Π2((20,150),30) = 100*(30-30) = 0 Π2((20,150),50) = 100*(50-30) = 2000 Π2(40,(30,150)) = 150*(40-30) = 1500 Π2((40,150),50) = 100*(50-30) = 2000

16 Παράδειγμα με Ποσότητα (4)
18/11/2018 Παράδειγμα με Ποσότητα (4) Αντιμαθήματα - Θεωρία Παιγνίων και Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας ~ D1 = 100 ΜW D2 = 150 ΜW 50 ΜW 4 x 4 Παίγνιο Παραγωγός #2 30,150 30, 200 50, 150 50, 200 Παραγωγός #1 20, 150 1,5 / 0 4,5 / 2 20, 200 0,5 / 0 1,5 / 2 40, 150 2 / 1,5 1 / 2 40, 200 3,5 / 2 Σημεία ισορροπίας Nash