Università degli Studi di Genova Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica Modellistica e simulazione ad agente dei mercati liberi dell'energia elettrica Candidato: Luigi Mauro Benvenuto Relatore: Chiar. mo Prof. Ing. Silvano Cincotti 1
Sommario Il settore dell energia elettrica Attori della borsa dell energia elettrica I mercati dell energia elettrica ACE - economia computazionale basata su agenti Analisi dello stato dell arte per i mercati dell energia elettrici Conclusioni Finali 2
Il settore dell energia elettrica L'energia elettrica non è un bene immagazzinabile Dagli anni 90, il settore è stato caratterizzato da un processo di liberalizzazione: da fornitori monopolistici statali a mercato in concorrenza Norvegia: The Energy Act of 1990 Direttive Europee: 96/92/CE Spagna: Legge 54/97 del 27 Novembre 1997 Italia: D.L. n.79/99 del 16 Marzo 1999 Come risultati sono stati creati i mercati dell energia elettrica, una serie di sessioni volte a garantire lo scambio economico del bene, la fattibilità dei piani di produzione e l'immissione in rete 3
Attori della borsa dell energia elettrica Produttori (generazione e fornitura) Producono ed hanno clienti che utilizzano quantità fisiche di energia Grossisti comprano e vendono energia elettrica a contratto Clienti consumano energia elettrica Operatore del mercato organizza e gestisce il mercato Operatore di sistema gestisce in sicurezza la rete di trasmissione nazionale e locale bilanciando l offerta e la domanda di energia 4
I mercati dell energia elettrica Mercato del Giorno Prima (MGP) offerte di vendita e di acquisto relative al giorno successivo costruzione delle curve di domanda e di offerta prezzo di equilibrio per ogni ora del giorno successivo suddivisione in zone, in caso di congestione di rete prezzi spot diversi a seconda delle aree Mercato di aggiustamento (MI) permette la revisione delle attività di contrattazione inizia dopo la chiusura del MGP e negozia blocchi orari per ogni ora del giorno successivo Mercato del servizio di dispacciamento (MSD) Si approvvigiona delle risorse necessarie alla gestione e al controllo del sistema risoluzione delle congestioni, acquisto di riserva operativa per il giorno successivo, bilanciamento in tempo reale 5
Obiettivo della Tesi Studiare lo stato dell'arte della modellistica basata su agenti per i mercati elettrici Definire le caratteristiche dei filoni di ricerca Analizzare le assunzioni dei modelli e le tecniche computazionali utilizzate Seguire l'evoluzione 6
ACE - economia computazionale basata su agenti Studio computazionale dei processi economici modellati come sistemi dinamici di agenti eterogenei ed interagenti Modellistica e simulazione ad agente applicata ai mercati dell energia elettrica simula i processi economici di transazione fra clienti e fornitori durante la negoziazione dei processi commerciali in grado di superare le limitazioni delle teorie analitiche (approccio economico neo-classico) che semplificano eccessivamente gli eventi reali 7
Analisi dello stato dell arte 50 pubblicazioni analizzate e classificate in base alla esaustività di trattazione di: prestazioni ed efficienza di mercato confronto dei meccanismi di mercato potere di mercato collusione tacita mercati in più ambiti aspetti tecnologici diversificazione e/o specializzazione cessione e/o fusione degli impianti di generazione 8
Analisi dei modelli di comportamento e di mercato Modelli di comportamento Modelli di adattamento/apprendimento degli agenti Modelli dei produttori Modelli dei consumatori Modelli di mercato Meccanismi di formazione dei prezzi Vincoli di capacità della rete di trasmissione Mercati singoli o in più ambiti 9
Il potere di mercato Capacità di un'impresa di fissare il prezzo di mercato al di sopra dei livelli di competizione senza rischiare di perdere domanda Viene praticato quando si opera in regime di monopolio od oligopolio (è il caso delle aziende elettriche prima della liberalizzazione del mercato) Strategie per l esercizio del potere: di tipo fisico riduzione o arresto della produzione in una o più centrali in ore in cui è prevista una bassa capacità della rete (forte richiesta di energia) creazione ad arte di congestioni di rete di tipo economico aumentando il prezzo d'asta Metodi per contrastare il potere attraverso una politica di diminuzione delle concentrazioni di aziende con la diversificazione tecnologica degli impianti In mercati liberalizzati ad elevato numero di concorrenti può essere sostituito dal fenomeno della collusione tacita 10
Considerazioni Finali Non si evidenzia una convergenza verso temi specifici (efficienza, prestazioni, apprendimento, ecc.) Il confronto tra lavori diversi è complesso in quanto le ipotesi dei modelli non sono sempre illustrati con chiarezza La validazione dei modelli è problematica e viene spesso trascurata Recentemente la letteratura evidenzia studi volti a valutare gli impatti della legislazione per la riduzione della CO 2 In generale, la metodologia ACE si dimostra un approccio molto fertile che ha dato importanti risultati 11