SITUACIÓN TEÓRICA: Modelización conceptual
3.2. ESQUEMA DE SIMULACIÓN 3.1. ESQUEMA EXPERIMENTAL
5. PROPUESTA OBTENIDA
Herramienta de análisis del proceso de toma de decisiones en el mercado
eléctrico. CASOS DE ESTUDIOS
No
Si
2. Técnicas de modelización - Teoría de Juegos - Economía Experimental 1. Datos del Mercado Eléctrico- Estructura del mercado - Cantidad de agentes - Tecnologías del parque generador
- Marco Normativo - Periodo de estudio - Demanda del sistema
MODELO OBTENIDO
4. CALIBRACIÓN
Análisis de resultados.
ETAPA 1: Experimentos a simular
ETAPA 3: Análisis de Resultados ETAPA 2: Implementación ETAPA 1: Diseño del experimento
ETAPA 3: Análisis de Resultados
ETAPA 2: Implementación Coherencia
Figura 12 -Diagrama de bloques de la metodología propuesta.
El esquema propuesto que se presentó en la Figura 12, es aplicado sistemáticamente para actividades experimentales en los cursos de postgrado denominados "Mercados eléctricos internacionales" y "Análisis técnico y económico de la operación del sistema eléctrico," en la Universidad de Chile y la Universidad Católica, respectivamente.
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3.5. Implementación
La implementación de la propuesta depende fuertemente del problema de decisión de mercados que se desea estudiar. Por lo anterior, en esta sección se ejemplifica la implementación a partir de un caso de estudio genérico.
La metodología expuesta en el punto 3.1., se implementa a través del diseño de experimentos y una herramienta de simulación para una bolsa de energía uninodal y multinodal. Empleando las técnicas de investigación experimental adaptado a la economía y los conceptos teóricos basados en teoría de juegos que analizan el comportamiento estratégico de los jugadores que son parte del modelo. Finalmente, para llevar a cabo esta metodología es fundamental la implementación de una plataforma virtual capaz de insertar a los participantes o jugadores en un ambiente que simule características de un mercado. A continuación se detallan cada una de las etapas de modelización y simulación implementadas.
3.5.1. Descripción del problema a abordar y solución general
En la primera etapa se realiza la identificación del problema a abordar como se detalla en la Figura 13. En el caso general, se privilegia considerar las decisiones de operación estratégicas de corto plazo y los efectos que provocan sobre la estructura de mercado que se esté analizando. En este trabajo se busca analizar y evaluar las señales que entrega el mercado en el corto plazo para inferir en los efectos directos sobre los mercados de contratos y largo plazo.
IDENTIFICACION DEL PROBLEMA DE DECISIÓN
Figura 13 - Tipo de decisiones que mayor impactan al mercado.
La forma de abordar problemas de toma de decisiones de corto plazo en esta tesis contempla utilizar un modelo teórico conceptual del problema con herramientas de economía experimental y un simulador teórico que haga dialogar los resultados experimentales con el
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modelo teórico y desarrollar mejoras o nuevas soluciones al problema en estudio. Inicialmente, el modelo está basado en un modelo de competencia perfecta en donde todos los agentes ofertan sus costos de operación y un agente centralizado recibe las ofertas de los generadores y la demanda se considera inelástica siendo el encargado de entregar los resultados de la casación del mercado. Este problema es implementado a través de un despacho centralizado como se utiliza actualmente en el mercado eléctrico chileno que es nuestro mercado modelo base.
3.5.2. Situación teórica
En esta etapa se implementada una modelización matemática del modelo de Cournot para el problema identificado, en nuestro caso el proceso de toma de decisiones en el corto plazo para distintas instituciones de mercado como se sintetiza en la Figura 14. El primer paso es desarrollar las ecuaciones para el cálculo de equilibrio de Cournot para (n) empresas que participan de la operación de corto plazo en un mercado de oligopolio. Segundo, se obtiene una teoría del comportamiento de los participantes suficientemente representativa para cada institución de mercado. Para ambos mercados se considera que existe información completa para todos los agentes participantes. Finalmente, se establecen las hipótesis del experimento económico que se va a realizar y se establecen las variables que se van a monitorizar y controlar.
SITUACIÓN TEÓRICA: Modelización conceptual Técnicas de modelización
Teoría de Juegos
Modelación del Juego de Cournot
Economía Experimental
Desarrollo de hipótesis teóricas
Problema de optimización Empresa n Cournot: variable Cantidad
Maximizar: П i(qi) s.a. hi(qi)=0 gi(qi) <0 Precio Mercado Eléctrico Problema de optimización Empresa 1 Cournot: variable Cantidad
Maximizar: П i(qi) s.a. hi(qi)=0 gi(qi) <0 Problema de optimización Empresa 2 Cournot: variable Cantidad
Maximizar: П i(qi)
s.a. hi(qi)=0
gi(qi) <0
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3.5.3. Esquema experimental
Para el desarrollo del esquema experimental, donde se realizaran los experimentos con participantes reales, se requieren 3 etapas de implementación como se resume en la Figura 15.
La primera etapa de esta implementación involucra los 3 elementos claves de un experimento económico y a continuación se detallan los requerimientos necesarios para ser implementados.
El entorno de estos experimentos serán implementados a través de una plataforma virtual basada en internet, con el fin de simular el mundo real de una bolsa de energía que se hace a través de ambientes virtuales.
La institución de los experimentos a realizar serán los mercados tipo pool con ofertas de curvas de costos y esquema de bolsa de energía. Estos fueron implementados en la herramienta de casación que es parte de la herramienta computacional desarrollada para realizar el Juego de la Bolsa, a través de la plataforma virtual donde se envían los datos y luego son introducidos al programa Deepedit para obtener los resultados. Esta herramienta fue desarrollada en el departamento de energía de la escuela de ingeniería de la Universidad de Chile y ha sido mejorada en esta tesis.
Comportamiento de los agentes, esta etapa consiste en utilizar a los alumnos de cursos de postgrado, en el ámbito de mercados eléctricos. Ellos tendrán que asumir los roles de los agentes del mercado en el proceso de toma de decisiones del experimento a realizar.
Los resultados de los experimentos son analizados de forma manual por el operador de mercado. Esto permite tener un conocimiento de las posibles fallas del diseño y poder mejorar los futuros diseños de experimentos.
La segunda etapa, es donde se realiza laimplementación de la herramienta computacional que consta de una página web que conecta la plataforma computacional virtual con el servidor web y este a sus ves con el programa Deepedit que realiza la casación. La interfaz de usuario ha sido creada mediante un Applet de Java, que es comunicado remotamente a un servidor de base de datos que almacena toda la información enviada por los participantes como se muestra en la Figura 15.Esta interfaz requiere de un nombre de usuario y contraseña, para que cada grupo sea capaz de interactuar en el mercado enviando sus ofertas de compra y / o venta, que son procesados por el Deep-Edit para obtener el precio de equilibrio del mercado. Los resultados obtenidos para cada participante son enviados vía e-mail, y los resultados generales del mercado (precio y la demanda agregada) se publican en el sitio web diseñado para el juego (http://146.83.6.25/be/index.html).
En el Anexo A, se encuentra detallada el manual de apoyo al usuario para el uso de esta herramienta computacional utilizada como plataforma experimental.
3.5.4. Esquema de simulación
La simulación teórica consta de dos etapas, la primera desarrollada en Matlab para el cálculo del equilibrio de Cournot para el mercado oligopólico y se realiza una descripción del comportamiento de los agentes para cada estrategia. La segunda consta de realizar el despacho
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económico para el caso base de competencia perfecta y es realizado con la herramienta Deepedit.
3.5.5. Etapa de calibración
Se realiza de forma manual, por el operador de mercado en el caso del Juego de la Bolsa. Esta etapa contempla analizar los resultados de los esquemas experimental y de simulación, con el fin de encontrar fallas en los experimentos o en las simulaciones que permitan realizar un mejor rediseño en cada etapa respectivamente.
3.1. ESQUEMA EXPERIMENTAL
MODELO OBTENIDO