Opções de eletricidade de negociação

июня 05, 2018

Opções de eletricidade de negociação

Seminário de cobertura de energia / energia elétrica, negociação, futuros, opções e derivativos.

Um seminário de sala de aula de dois dias (CPE aprovado)

10 de agosto de 2017 - 11 de agosto de 2017, San Francisco, CA, Estados Unidos.

22 de março de 2018 - 23 de março de 2018.

Grapevine (Dallas), Estados Unidos.

19 de abril de 2018 - 20 de abril de 2018.

Nova Iorque, Estados Unidos.

3 de maio de 2018 - 4 de maio de 2018.

São Francisco, Estados Unidos.

7 de junho de 2018 - 8 de junho de 2018.

Houston, Estados Unidos.

21 de junho de 2018 - 22 de junho de 2018.

Nova Iorque, Estados Unidos.

2 de agosto de 2018 - 3 de agosto de 2018.

Hilton Head Island, Estados Unidos.

23 de agosto de 2018 - 24 de agosto de 2018.

São Francisco, Estados Unidos.

Este seminário é o programa de treinamento de dois dias mais abrangente da energia e energia elétrica neste assunto.

O que você aprenderá.

Como usar contratos de futuros, opções, swaps, ofertas de gatilho e EFPs para proteger sua empresa do risco de gás natural, petróleo e eletricidade. Como os contratos de futuros físicos e liquidados em dinheiro, os swaps de energia de balcão e os contratos físicos a prazo são negociados e os fins atendidos por esses mercados. Como funcionam os mercados CME-NYMEX e ICE Futures & options, e como funcionam os mercados eletrônicos e os mercados eletrônicos de futuros como o ICE, o CME Globex e o CME Clearport Services. Como o "margining" funciona com o Futures Exchange, seus impactos no gerenciamento de caixa e o papel da Clearinghouse. Qual a diferença entre um FCM, um negociante de OTC, um comerciante, um market maker e um comerciante de energia / energia. Como os compradores e os vendedores podem usar futuros e opções de gás natural para criar coberturas de preços, limites de preços, níveis de preço e colares "sem custo" para gerenciar o risco de preço do gás natural, eletricidade, petróleo e produtos petrolíferos. Qual o risco de base e a forma como o risco de base e de entrega pode destruir o seu programa de hedge. Como estruturar transações rentáveis de energia e energia elétrica sem exposição ao risco de preço, e o que significa "negociar ativos". Um resumo dos procedimentos de compensação da indústria e da linguagem do contrato de transação. A diferença entre corretores, comerciantes, revendedores, market makers, comerciantes e comerciantes de energia por atacado. Como os futuros e futuros de eletricidade estão impactando os mercados de energia elétrica direta. Como estruturar energia rentável, energia elétrica e transações de petróleo; criar financeiramente ativos energéticos; transformar financeiramente uma mercadoria em outra; e como ganhar dinheiro comprando opções valiosas de seus clientes e fornecedores por preços baixos. Por que os negócios "Extendíveis" são tão lucrativos e o que significa "negociar ativos".

Você também aprenderá.

Os fundamentos da negociação de base, spread comercial, transações estruturadas e EFPs. Como as transações de energia com taxa de transferência de calor podem converter efetivamente futuros, opções, swaps e outros instrumentos financeiros de gás natural em poderosos instrumentos de hedge de energia elétrica e derivativos financeiros. A equação mestre de comércio de energia / cobertura, e por que a energia comercial é diferente da comercialização de produtos financeiros e outras commodities. Os fundamentos das opções de energia e eletricidade, as implicações da volatilidade dos preços da energia e o motivo pelo qual os ativos de energia e energia elétrica são realmente valiosas Opções de chamadas disfarçadas. Como proteger o risco do preço da energia com os contratos de opções da CME-NYMEX. Como calcular a volatilidade anualizada, os fundamentos das opções de preços e por que o modelo Black Scholes não funciona para avaliar as opções de energia e eletricidade. A equação de paridade de opção de colocação, posições de opções sintéticas e como se ajustar a delta. Quais são as ofertas de pedágio, a opção de opção de ativos e a indústria de petróleo "Carry Trades", e como funcionam. Como os mercados financeiros da eletricidade interagem nos mercados ISO Day-Ahead Energy Auction e como estes dois mundos separados se apoiam. O que significam os termos "Contango" e "Backwardation".

Quem deve participar deste seminário.

Este seminário em tempo real do grupo de nível fundamental não tem pré-requisitos. Não é necessária nenhuma preparação prévia antes do seminário.

Nível básico. Este curso fundamental começa com material básico e depois passa para o nível intermediário.

Informações do hotel e do seminário.

1300 Columbus Avenue.

San Francisco, CA 94133.

Agenda do Seminário.

Visão geral dos mercados avançados de energia e energia elétrica, terminologia, risco de preço e os conceitos básicos de comércio de energia e eletricidade. Risco de liquidez, risco de financiamento, risco de crédito e uma breve discussão da contabilidade Mark-to-Market. Quais os contratos futuros, e por que e como eles evoluíram. Como os contratos de futuros de energia liquidados fisicamente são negociados no prédio da NYMEX e eletronicamente através da nova plataforma NYMEX CME Globex. Como os contratos de futuros de energia liquidados em dinheiro são negociados eletronicamente na ICE Futures Exchange e por que o contrato de futuros de petróleo bruto tem sido extremamente bem-sucedido. Como funciona a bolsa de futuros NYMEX e seu novo sistema de comércio de computadores. Manutenção da conta relacionada ao Futuro, depósitos de margem, problemas de compensação e gerenciamento de caixa. Como os compradores e os vendedores protegem o risco do preço do gás natural com os contratos de futuros NYMEX. Como proteger o risco do preço da eletricidade com os contratos de futuros de gás natural da NYMEX. Qual é a base, e quais são os diferentes tipos de spreads de preços. O risco de base é, e como ele pode destruir sua cobertura de futuros. Como os comerciantes "baseiam o comércio" e por que isso funciona.

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Nota: Os dados de volume e de interesse aberto são da data de negociação anterior. Atualizações preliminares de dados às aproximadamente 9:00 p. m. A CT e a atualização final são às 10:00 da manhã do CT no próximo dia útil.

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Usando opções de eletricidade para proteger contra riscos financeiros dos produtores de energia.

Salvador Pineda Email autor Antonio J. Conejo.

Como consequência da concorrência nos mercados da electricidade, surgiu uma grande variedade de derivados financeiros para permitir que os agentes do mercado se protegessem dos riscos. As opções de eletricidade e os contratos a prazo constituem instrumentos adequados para gerenciar os riscos financeiros relacionados à volatilidade dos preços ou falhas de unidades inesperadas enfrentadas pelos produtores de energia. Um modelo estocástico de vários estágios é descrito neste documento tutorial para determinar as decisões de contratação de frente e opção ideais para um produtor de energia averso ao risco. As principais características das opções de eletricidade para reduzir os riscos de preço e disponibilidade são ilustradas pelo uso de dois exemplos.

1. Introdução.

Entre todos os preços da energia, os preços da eletricidade exibem uma volatilidade particularmente alta na maioria dos mercados no futuro, devido ao não estoque de eletricidade, a alta variação do nível de demanda com a hora do dia, o dia da semana, e a semana do ano; a inelasticidade da demanda de eletricidade, as ofertas de oferta passo a passo apresentadas por unidades geradoras e o equilíbrio contínuo exigido entre a produção e o consumo [1]. Essas características são traduzidas para as distribuições voláteis de lucros para os produtores de energia, que normalmente vendem a maior parte de sua produção no mercado do dia-a-dia. A variabilidade do lucro de um produtor causada pela volatilidade do preço da eletricidade é denominada risco de preço [2].

Os derivados da eletricidade visando o controle da exposição dos agentes do mercado a diferentes tipos de risco emergiram no setor elétrico reestruturado [3]. Esses derivativos financeiros contribuem para compartilhar e reduzir os riscos indesejáveis através de estratégias de hedge adequadas. Particularmente, os contratos a prazo são derivados relevantes nos mercados da eletricidade. Os contratos a prazo são acordos para comprar / vender uma quantidade fixa de eletricidade a um preço determinado ao longo de um determinado intervalo de tempo no futuro. A venda de eletricidade através de um contrato a prazo fixo permite que os produtores de energia se protejam contra o risco relacionado à volatilidade dos preços do pool [4].

Por outro lado, a principal desvantagem de um contrato a prazo é que a sua entrega é obrigatória. Por exemplo, considere que um produtor de energia assinou um contrato a prazo para vender sua produção ao longo de um determinado período de tempo a um preço fixo pré-especificado, reduzindo assim a probabilidade de baixos lucros como resultado de preços de energia invulgarmente baixos. Nesse caso, esse produtor de energia é obrigado a fornecer a quantidade acordada durante todo o período de entrega do contrato. Se o produtor de energia não puder entregar essa quantidade de energia devido, por exemplo, a uma falha inesperada de uma unidade geradora, deve comprar a energia que falta no mercado adiantado para cumprir sua obrigação contratual. Compreensivelmente, se o preço do pool for superior ao preço do contrato durante o período de falha da unidade geradora, o produtor está vendendo eletricidade a um preço mais barato em relação ao preço ao qual essa eletricidade é comprada e conseqüentemente, podem ocorrer perdas financeiras significativas.

Portanto, ao reduzir o risco de preço, a aquisição de contratos a prazo para vender a eletricidade gerada por um produtor de energia aumenta a probabilidade de sofrer prejuízos financeiros devido a paradas inesperadas da unidade. Este risco é referido como risco de disponibilidade. Determinar a quantidade ótima de contratos a termo a serem adquiridos por um produtor de energia averso ao risco, levando em consideração a incerteza relacionada aos preços do pool de eletricidade e à disponibilidade da unidade geradora, não é uma tarefa direta [5]. Além disso, um produtor de energia pode optar por adquirir um contrato de seguro contra falhas na unidade [6]. Em contrapartida, os contratos a prazo, cujo principal objetivo é reduzir o risco de preço enfrentado pelos produtores de energia, este tipo de produto financeiro visa limitar as perdas financeiras incorridas como conseqüência de uma interrupção inesperada de qualquer das unidades de produção de propriedade do produtor de energia. Portanto, este tipo de contrato reduz especificamente o risco de disponibilidade enfrentado pelos produtores de energia em troca de um prémio fixo.

Alternativamente a estes derivados, um produtor também pode vender sua produção através de opções de eletricidade. Uma opção é um contrato que dá ao detentor da opção o direito (e não a obrigação) de comprar / vender um valor específico de energia durante um determinado período de tempo futuro e a um preço fixo. Portanto, uma opção oferece mais flexibilidade do que um contrato a prazo, uma vez que o titular pode decidir se a opção é exercida ou não, dependendo da disponibilidade de suas unidades geradoras e / ou do comportamento do preço do pool. No entanto, enquanto a assinatura de um contrato a prazo não implica nenhum custo, há um custo não reembolsável para adquirir uma opção.

Trabalhos de pesquisa anteriores pertencentes a mercados de futuros incluem os abaixo. A Referência [7] discutiu o desenvolvimento de um mercado de opções para o comércio de eletricidade. A Referência [8] mostrou que as opções reduzem o risco de preço e permitem que os participantes do mercado aumentem seus lucros potenciais. Uma vez que a eletricidade não pode ser armazenada, a conhecida equação de Black-Scholes [9] não é geralmente um método apropriado para avaliar derivados de eletricidade. Neste contexto, [10] propôs um algoritmo heurístico para avaliar opções de eletricidade. Referências [11] e [12] estudaram o impacto das opções e encaminhar contratos sobre as estratégias de oferta dos agentes do mercado de eletricidade. As referências [13] e [14] discutiram a possibilidade de mitigar os riscos enfrentados pelos varejistas usando opções de eletricidade. O uso de uma opção para comprar eletricidade por grandes consumidores para proteger contra aumentos de preços foi explorado em [15]. A Referência [16] abordou a concepção de contratos a prazo agrupados com opções financeiras para gerenciamento de risco de eletricidade. A Referência [17] propôs um modelo para usar opções de eletricidade para gerenciamento do lado da demanda. Um quadro analítico para a avaliação de contratos de opções para entrega física que permitem a partilha de risco entre os participantes do mercado é desenvolvido em [18]. A avaliação de uma família rica de opções de swing elétrico é realizada em [19] e [20]. Além disso, algumas referências relevantes que estudam opções reais nos mercados de eletricidade são mostradas em [21] and [22].

Neste artigo, descrevemos opções de eletricidade como instrumentos para gerenciar os dois principais riscos enfrentados pelos produtores de energia: riscos de preço e disponibilidade de produção. Para este propósito, descrevemos um modelo de programação estocástica de vários estágios que permite que um produtor de energia avessos ao risco decida sua carteira ideal de contratos a prazo e opções levando em consideração a volatilidade do preço do pool e sua taxa de interrupção forçada.

O restante deste trabalho está organizado da seguinte forma. A Seção 2 descreve as principais características das opções de eletricidade. O problema de otimização proposto para determinar decisões de contratação de opção é descrito na Seção 3. A Seção 4 mostra as capacidades das opções para proteger os riscos de preço e disponibilidade através de dois exemplos ilustrativos. A seção 5 conclui o documento. Finalmente, o problema estocástico de vários estágios é formulado em detalhes no Apêndice.

2 opções de eletricidade.

Formalmente, uma opção é um acordo que dá ao comprador o direito, mas não a obrigação, de vender / comprar uma certa quantidade de eletricidade durante um período de tempo específico especificado, referido como o prazo de entrega, e a um preço fixo chamado greve preço . Escusado será dizer que comprar uma opção tem um custo adicional (ao contrário de um contrato a prazo) chamado preço da opção, que deve ser pago mesmo que a opção não seja exercida. Dependendo de se uma opção pode ser exercida em qualquer dia útil até e incluindo a data de validade ou apenas na data de vencimento em si, as opções são classificadas em opções americanas e européias, respectivamente [23]. Devido à maior flexibilidade oferecida pelas opções americanas, seus preços de opções geralmente são mais altos que os das opções européias.

Lucro de posições em opções européias.

Na Fig. 1, \ (\ lambda_>) >> ^> \) e \ (\ lambda_>) >> ^> \) representam o preço de exercício e o preço da opção, respectivamente. Da mesma forma, \ (\ lambda ^> \) representa o preço do pool de eletricidade. Observe que as duas posições longas limitam as possíveis perdas financeiras ao preço da opção, representando assim o comportamento típico de um agente avessão ao risco. Por outro lado, as posições curtas, correspondem aos agentes de risco, uma vez que, em troca de um determinado prémio, estão dispostas a assumir o risco de o agente comprar a opção.

Do ponto de vista de cobertura, a característica mais relevante das opções é o atraso existente entre o momento em que a opção está assinada e a data de exercício. A realização dos parâmetros incertos entre esses dois pontos de decisão permite que o detentor da opção caracterize melhor os parâmetros incertos durante o período de entrega da opção para decidir de forma informada ou não exercer a opção. Duas situações ilustrativas são descritas abaixo.

Em primeiro lugar, para avaliar como uma opção de venda é usada para se proteger contra o risco de preço do pool enfrentado por um produtor de energia, consideramos que a unidade geradora de propriedade do produtor de energia não falha. Além disso, assumimos que a realização de preços de pool alto / baixo antes do tempo de exercício da opção levará a preços baixos / baixos durante o período de entrega. Nesse caso, se os preços da eletricidade se elevarem antes da data de validade, o produtor decide não exercer a opção para vender sua produção no pool a preços mais elevados. Por outro lado, a queda dos preços do pool entre a compra e o tempo de exercício da opção incentivaria o produtor de energia a exercer a opção de venda de vender eletricidade ao preço de exercício pré-especificado, o que provavelmente será maior que a realização média do preço do pool durante o período de entrega da opção. Desta forma, a aquisição da opção de venda permite ao produtor se proteger contra o risco correspondente aos altos preços voláteis.

Em segundo lugar, analisamos como uma opção de compra para comprar eletricidade reduz o risco de disponibilidade de produtores de energia. Considerando que um produtor de energia assinou um contrato a prazo para vender eletricidade e uma opção de compra para ter o direito de comprar eletricidade durante o mesmo período de entrega. Nesse caso, se a unidade geradora de propriedade do produtor falhar imediatamente antes do período de entrega de ambos os contratos e o preço do pool deverá ser alto, o produtor poderá exercer a opção de compra para comprar eletricidade. Desta forma, o produtor pode cumprir sua obrigação de contratação contratual comprando a eletricidade através da opção de compra ao preço de exercício, que provavelmente será inferior ao preço médio da piscina durante o período de entrega. Por outro lado, se a unidade geradora não falhar ou os preços do pool deverão diminuir abaixo do preço de exercício, a opção de compra não é exercida.

As duas situações acima são representativas de como as opções podem ser usadas para reduzir o preço e os riscos de disponibilidade enfrentados pelos produtores de energia. Note, no entanto, que a flexibilidade proporcionada pelas opções envolve o pagamento do preço da opção, que deve ser pago pelo produtor independentemente de a opção ser exercida ou não. Portanto, um produtor de energia deve decidir, a aquisição de uma opção de colocação / chamada dada a sua greve e os preços das opções de acordo com a variabilidade do preço do pool, seus parâmetros de disponibilidade e nível de aversão ao risco. Note-se também que, embora os contratos e os seguros sejam derivados que reduzam o preço ou o risco de disponibilidade, respectivamente, as opções de eletricidade são derivativos financeiros que podem ser utilizados pelos produtores de energia para se proteger contra o risco de preço e disponibilidade.

3 Análises de modelos.

3.1 Suposições.

As unidades geradoras de propriedade do produtor de energia são unidades térmicas dispersáveis, cujo custo é modelado por uma função linear por partes.

O produtor de energia pode vender sua produção no pool a preços voláteis, ou a preços fixos através de contratos a prazo ou opções no mercado futuro. Por uma questão de clareza, a arbitragem entre esses mercados é evitada no modelo proposto.

Os preços das opções e dos contratos a prazo não são afetados pelas decisões do produtor de energia, que é assumido como se comportando como um tomador de preços.

São consideradas duas fontes de incerteza não correlacionadas, nomeadamente o preço do pool e a disponibilidade de unidades geradoras. Esses parâmetros estocásticos são caracterizados por uma árvore de cenários.

Embora as opções físicas e financeiras estejam disponíveis nos mercados de eletricidade, devido à abordagem orientada para a energia deste artigo, todas as opções consideradas implicam a entrega física da energia.

O produtor de energia é considerado avesso ao risco e, portanto, apenas a compra (não a venda) das opções de colocação e chamada são consideradas.

3.2 Quadro de decisão e descrição da incerteza.

Horizonte de tempo e estágios para contratação de opções.

Em dois problemas estocásticos, algumas decisões (decisões aqui e agora) são feitas antes que os parâmetros incertos sejam conhecidos; enquanto outras decisões (decisões de espera e espera) são atrasadas até que os resultados incertos sejam divulgados [24]. Um modelo para lidar com problemas de recurso em várias etapas, em que esse padrão de "decidir-observar-decidir" é repetido mais de uma vez, é provado ser uma ferramenta matemática efetiva para determinar as compras de opções nos mercados de eletricidade.

A escolha de uma estrutura de programação estocástica de vários estágios para modelo de opções não só modifica a maneira como as variáveis e as restrições são definidas, mas também altera o método para gerar os cenários que representam os parâmetros incertos envolvidos no modelo. Ou seja, o conhecimento da realização de um processo estocástico durante o Período 1 deve ser devidamente contabilizado para produzir o conjunto de cenários que representa a incerteza desse processo estocástico durante o Período 2.

Árvore de cenário de três estágios para contratação de opções.

O modelo de programação estocástica de três estágios considerado neste artigo é descrito em uma forma matemática precisa no Apêndice.

Em suma, os cenários de disponibilidade são construídos da seguinte forma: em primeiro lugar, um cenário configurado que representa a disponibilidade das unidades geradoras durante o Período 1 é gerado de acordo com o procedimento explicado, conforme mostrado em [25]; então, para cada cenário gerado para o Período 1, um novo cenário de disponibilidade definido para o Período 2 é construído considerando o status da unidade na última hora do Período 1 como seu status inicial no início do Período 2.

Da mesma forma, os cenários de preços do pool são construídos da seguinte forma: um conjunto de cenários representando o preço do pool durante o Período 1 é gerado, por exemplo, usando um modelo ARIMA ajustado usando dados históricos [26]. Em seguida, os valores de cada cenário do preço do pool para o Período 1 são determinados como certos e introduzidos no modelo ARIMA para gerar cada cenário definido para o Período 2. Desta forma, é mais provável que um cenário de preços de pool alto / baixo durante o Período 1 dá origem a um cenário conjunto de preços altos / baixos durante o período 2.

Esta seção é dedicada a explicar como as opções de colocação e chamada reduzem o preço e os riscos de disponibilidade enfrentados pelos produtores de energia usando dois exemplos ilustrativos. No exemplo 1, uma unidade geradora que não falha é considerada para mostrar as vantagens de vender eletricidade através de uma opção de venda para reduzir o risco de preço. No Exemplo 2, exploramos a possibilidade de cobertura contra o risco de disponibilidade usando uma opção de compra para comprar eletricidade.

Marco de decisão (Exemplo)

4.1 Exemplo 1: colocar opções para proteger contra risco de preço.

Árvore do cenário do preço do pool (Exemplo 1)

O produtor de energia vende toda a sua produção no pool a preços variáveis. Nesse caso, o produtor não vende eletricidade durante essas horas em que o preço do pool é inferior ao seu custo de produção, ou seja, 12 € / MWh.

O produtor vende sua produção através de um contrato a prazo que abrange a segunda hora do horizonte de estudo. Durante a primeira hora, o produtor ainda tem que vender sua eletricidade no pool a preços variáveis. Para obter resultados imparciais, o preço do contrato a prazo é fixado para o preço médio do pool durante a segunda hora, ou seja, 18,75 € / MWh.

O produtor adquire uma opção de venda para vender 100 MW durante a segunda hora. O preço de exercício da opção também está definido para 18,75 € / MWh. No entanto, independentemente de a opção ser exercida ou não, o produtor deve pagar o preço da opção, o que é assumido aqui é igual a 1 € / MWh para fins ilustrativos. Ao invés de vender eletricidade através de contratos a prazo, o que implica necessariamente a entrega do nível de poder acordado, a opção de venda permite ao produtor adiar suas decisões relacionadas à venda de sua produção até a disponibilidade de informações adicionais. Sendo assim, o produtor exerce a opção se o preço durante a primeira hora se reduz a 17 € / MWh, uma vez que os preços durante a segunda hora devem ser inferiores ao preço de exercício da opção (18,75 € / MWh). Por outro lado, se o preço durante a primeira hora for de 23 € / MWh, a opção não é exercida na esperança de vender a produção a preços superiores ao preço de exercício durante a segunda hora.

Distribuição de lucro do produtor (Exemplo 1)

Nota: \ (\ pi_ \) é a probabilidade de ocorrência do cenário ω; \ (\ bar \) é a média do lucro total do produtor.

Note-se que a melhoria esperada do lucro alcançada pelo produtor se a opção é adquirida deve-se a dois motivos. O primeiro motivo é o fato de que, ao contrário dos contratos a prazo, as próprias opções permitem ao produtor adiar suas decisões de venda. A segunda razão é que o procedimento para gerar cenários que caracterizam o processo estocástico envolvido (o preço do pool neste exemplo) pode usar as informações reveladas durante a primeira hora para gerar cenários de preços mais precisos para a segunda hora, ou seja, preços altos / baixos durante a primeira hora levam a preços altos / baixos durante a segunda hora. Se esta condição não for satisfeita, as decisões adiadas serão feitas sem novas informações e, portanto, a aquisição da opção de venda para vender eletricidade seria inútil.

Para fins de ilustração, os resultados apresentados nesta seção foram obtidos corrigindo a eletricidade vendida no pool, através do contrato a termo ou a opção de venda da capacidade da unidade geradora para cada caso. No entanto, em casos do mundo real, a estratégia ideal envolveria a participação combinada do produtor de energia nesses três mercados. As quantidades ótimas a serem alocadas em cada mercado são calculadas através da resolução da programação estocástica de vários estágios (A1a) - (A1r) fornecida no Apêndice A.

4.2 Exemplo 2: opções de chamadas para proteger contra risco de disponibilidade.

Neste exemplo, consideramos uma opção de chamada que permite que uma unidade geradora esteja sujeita a falha, em troca do custo da opção, para decidir se deve ou não comprar eletricidade ao preço de exercício durante a segunda hora do horizonte de estudo. Exercitar a opção depende da realização dos processos estocásticos durante a Hora 1, ou seja, o preço do pool e a disponibilidade da unidade.

Árvore do cenário de disponibilidade (Exemplo 2)

Observe que um produtor que vende sua produção no pool durante as duas horas do horizonte de estudo não tem nenhuma obrigação contratual de vender eletricidade. Em contraste, como discutido anteriormente, a venda de eletricidade através de um contrato a prazo envolve necessariamente a compra da energia acordada no pool durante os períodos de tempo em que a unidade geradora é forçada a sair. Por esta razão, neste exemplo, consideramos um produtor de energia que vende sua produção através de um contrato a prazo abrangendo a segunda hora, cujo preço é fixado ao preço médio do pool durante esse período (18,75 € / MWh) e que avalia a possibilidade de adquirir uma opção de compra para reduzir as perdas financeiras associadas a falhas de unidades inesperadas. Ao fazê-lo, se os cenários caracterizados por falhas da unidade e preços elevados do pool são prováveis, o produtor geralmente exerce a opção de comprar eletricidade a um preço mais baixo. Neste exemplo, o preço de exercício da opção é fixado em 15 € / MWh (um preço superior ao custo de produção unitário e menor do que o preço do contrato a prazo) eo preço da opção é de 0.1 € / MWh para fins ilustrativos.

Funções de massa de probabilidade (Exemplo 2)

Em suma, este exemplo ilustra que a aquisição de uma opção de compra pode reduzir o risco de disponibilidade de unidades geradoras, permitindo que um produtor de energia vende obrigações de contratação para comprar eletricidade a um preço fixo, quando existe uma alta probabilidade de sofrer de falhas de unidade inesperadas .

Como no exemplo anterior, a quantidade correspondente à opção de chamada é fixada na capacidade da unidade de geração por motivos de ilustração. Vale ressaltar que a quantidade ideal de opções de compra a serem adquiridas por um produtor de energia para proteger seu risco de disponibilidade deve ser determinada pela resolução do modelo de otimização (A1a) - (A1r) fornecido no Apêndice.

5. Conclusão.

Os produtores de energia enfrentam incertezas relacionadas à variabilidade de preços e disponibilidade de produção ao negociar em mercados de eletricidade. Assim, os produtores de energia devem tomar suas decisões não só para maximizar o lucro esperado, mas também para reduzir a variabilidade de lucro causada pela incerteza envolvida. Embora a cobertura contra o risco de preço através de contratos a prazo aumente o risco de disponibilidade devido a falhas inesperadas da unidade, as opções de eletricidade permitem que os produtores adiem a decisão de vender ou comprar uma determinada quantidade de eletricidade a um preço fixo até o início do período de entrega da opção. Este adiamento dá ao titular da opção informações adicionais para tomar melhores decisões.

Dois exemplos ilustrativos são empregados neste tutorial para explicar como a aquisição de opções de eletricidade de colocação e chamada reduz os riscos de preço e disponibilidade enfrentados pelos produtores de energia, respectivamente. Além disso, a formulação estocástica abrangente de três estágios necessária para determinar a estratégia de contratação de opção ideal de um produtor de energia avessa ao risco é fornecida no Apêndice A.

Apêndice A.

Formulação.

onde \ (\ pi_ \) é a probabilidade de ocorrência do cenário ω; ξ é a variável auxiliar utilizada para calcular o CvaR; α é o nível de aversão ao risco do produtor de energia; \ (\ eta_ \) é a variável auxiliar usada para calcular o CvaR; \ (> _ \) é o lucro total do produtor no cenário; \ (> _ ^> \) é a receita do pool do produtor no cenário ω (€); \ (> ^> \) é a receita do contrato a termo do produtor (€); \ (> _ ^> \) é a receita da opção do produtor no cenário ω (€); \ (\ lambda_ ^> \) é o preço do pool no tempo passo t e cenário ω (€ / MWh); \ (P_ ^> \) é a potência vendida no pool no tempo t e cenário ω (MW); \ (L_ \) é a duração do tempo passo t (h); \ (\ lambda_ \) é o preço da energia do contrato a prazo c (€ / MWh); \ (P_ \) é a potência vendida através do contrato a termo c (MW); \ (L_ \) é a duração do contrato a termo c (h); \ (l_ \) é o parâmetro igual a 1 se a opção o for uma opção de colocação e a -1 para uma opção de chamada; \ (y_ \) é a variável binária que é igual a 1 se o produtor exercer a opção o no cenário e 0 caso contrário; \ (\ lambda_ ^> \) é o preço de exercício do contrato de opção de compra / venda o (€ / MWh); \ (\ lambda_ ^> \) é o preço de opção do contrato de opção de compra / venda o (€ / MWh); \ (P_ \) é a energia negociada através do contrato de opção put / call o (MW); \ (L_ \) é a duração do contrato da opção put / call o (h); \ (C_ ^> \) é o custo de produção total no cenário ω (€); \ (A_ \) é o coeficiente da função de custo da unidade i (€ / h); \ (u_ \) é a variável binária igual a 1 se a unidade i estiver online durante a etapa de tempo t e cenário ω; \ (\ lambda_ \) é a inclinação do b bloco de potência da unidade i (€ / MW); \ (P_ ^> \) é a energia gerada a partir do b-ésimo bloco de potência da unidade i no tempo passo t e cenário ω (MW); b 1 é o primeiro bloco em que a função de geração de custos foi aproximada por uma função linear por partes; \ (P_ ^> \) é a produção de unidade no tempo t e cenário ω (MW); \ (P_ ^> \) é a potência mínima da unidade geradora i (MW); \ (P_ ^ \) é a capacidade de gerar a unidade i (MW); \ (k_ \) é a disponibilidade da unidade i no tempo passo t (1 se disponível e 0 caso contrário); \ (F_ \) é o conjunto de contratos forward c disponíveis durante a etapa de tempo t; \ (O_ \) é o conjunto de contratos de opções disponíveis durante o tempo t; \ (S_ \) é o cenário configurado com valores de parâmetro incertos para o Período 1 igual aos correspondentes ao cenário ω.

A função objetiva (A1a) é o valor de risco condicional (CVaR) da distribuição de probabilidade de lucro do produtor para um nível de confiança α [27]. O CVaR para um nível de confiança α de uma distribuição de lucro é definido como a expectativa condicional dos valores da distribuição de probabilidade menor do que o α - quantiel. Em outras palavras, o CVaR representa o valor esperado dos (1 - α)% piores lucros. Nomeadamente, o CVaR para α = 0 corresponde ao valor esperado de toda a distribuição. Da mesma forma, se α = 0,9, o CVaR é determinado como o valor médio dos 10% mais baixos lucros.

A equação (A1b) expressa o lucro total alcançado pelo produtor em cada cenário \ (\ omega \) \ (\ left (> _> \ right) \) como a soma da receita obtida no pool \ (\ left (> _ ^>> \ right) \), a receita de contratos forward \ (\ left (> ^>> \ right) \) e a receita de opção \ (\ left (> _ ^>> \ right) \) menos a custo de produção (\ (C_ ^> \)). A equação (A1c) expressa o lucro no pool como o somatório em todos os períodos de tempo do pool, o tempo vendido vezes a duração do período. A receita correspondente a contratos a termo é calculada em (A1d) como o somatório de todos os contratos do contrato, o valor do preço vendido vezes a duração do contrato. A receita da opção (A1e) tem dois termos. O segundo termo corresponde ao custo da opção, que deve ser pago independentemente de a opção ser exercida ou não, e é calculada como o produto da opção preço vezes, os tempos de poder da opção e a duração do contrato. O primeiro termo corresponde à receita da opção que é calculada como os tempos de preço de exercício, os tempos de energia da opção e os tempos de duração do contrato, uma variável binária (\ (y_ \)) que é igual a 1 se a opção for exercida e 0 caso contrário. Conforme indicado por (A1f), o custo de produção é igual ao somatório ao longo do tempo e as unidades de produção em excesso do custo sem carga mais o custo variável, sendo este custo variável aproximado através de uma função linear por partes.

A restrição (A1g) define o poder gerado como a potência mínima de cada unidade mais a soma sobre os blocos de produção b da energia gerada em cada bloco. O poder gerado por cada unidade é limitado abaixo e acima por sua potência mínima e sua capacidade, respectivamente, através da restrição (A1h). Observe que, se uma unidade sofrer uma falha inesperada (\ (k_ = 0 \)), sua potência é igual a 0 MW. Além disso, (A1i) e (A1j) ligaram cada bloco b. A restrição (A1k) impõe que a energia gerada seja igual à potência vendida no pool, através de contratos a termo e através de contratos de opção. A arbitragem entre o pool e o mercado de futuros (contratos a prazo e opções) é evitada usando restrições (A1l) e (A1m). A restrição (A1l) impõe que o produtor só possa comprar eletricidade na piscina durante os períodos em que uma das suas unidades de produção é forçada a sair. Da mesma forma, (A1m) impõe que a potência gerada mais o poder comprado através de opções de chamadas não pode ser superior à capacidade total das unidades geradoras. Para maximizar a CVaR da distribuição de lucro, (A1n) é necessário. A restrição (A1p) é condições de não-anticipatividade que impõem que as decisões relativas ao exercício das opções dependem das realizações do cenário durante o Período 1, mas são únicas em relação ao período 2. As restrições (A1q) e (A1r) são positivas e declarações de variáveis binárias , respectivamente.

Referências.

Informações sobre direitos autorais.

Este artigo é publicado sob licença para a BioMed Central Ltd. Acesso aberto Este artigo é distribuído sob os termos da Licença de Atribuição de Conta Creative Commons, que permite qualquer uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o (s) autor (es) original (s) e a fonte sejam creditado.

Autores e afiliações.

Salvador Pineda 1 Email autor Antonio J. Conejo 2 1. Centro de Tecnologia Elétrica, Departamento de Engenharia Elétrica Universidade Técnica da Dinamarca Kgs. Lyngby Dinamarca 2. Universidade de Castilla-La Mancha Ciudad Real Espanha.

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Entendendo o mundo da negociação de eletricidade.

Para entender a diferença entre os mercados grossistas de energia e os mercados financeiros tradicionais, é importante compreender a natureza da negociação de eletricidade, em comparação com ativos financeiros como ações, títulos e commodities. (Veja: The Utilities Industry). A diferença mais importante é que a eletricidade é produzida e consumida instantaneamente. No nível grossista, a eletricidade não pode ser armazenada, de modo que a demanda e a oferta devem ser constantemente equilibradas em tempo real. Isso leva a um design de mercado significativamente diferente em comparação com os mercados de capital comum. Também restringiu o acesso aos mercados grossistas, porque enquanto os mercados estão abertos, seus tecnicismos intimidantes mantiveram os comerciantes menos experientes. Os reguladores encorajam os comerciantes a se juntarem aos mercados, mas os potenciais participantes devem mostrar força financeira, bem como conhecimento técnico para ter acesso. Não é aconselhável enfrentar esses mercados sem conhecimento suficiente, e este artigo é apenas um começo.

Organização e Design de Mercado.

Os mercados de energia também são muito mais fragmentados do que os mercados de capitais tradicionais. Os mercados intradía e em tempo real são gerenciados e operados por Operadores Independentes do Sistema (ISO). Essas entidades sem fins lucrativos são organizadas em um arranjo de grade física comumente conhecido como topologia de rede. Atualmente existem sete ISOs nos Estados Unidos. Alguns cobrem principalmente um estado, como o New York ISO (NYISO), enquanto outros cobrem vários estados, como o Midcontinent ISO (MISO). Os ISOs atuam como operadores do mercado, realizando tarefas como o despacho de usinas de energia e operações de equilíbrio de energia em tempo real. Eles também atuam como trocas e câmaras de compensação para atividades comerciais em diferentes mercados de eletricidade.

Os ISO não cobrem toda a rede de energia dos EUA; no entanto, Algumas regiões como as dos estados do sudeste são mercados bilaterais nos quais os negócios são feitos diretamente entre geradores e entidades de carga. Alguns assentamentos são feitos através de acordos bilaterais de EEI, que são equivalentes aos acordos ISDA nos mercados de energia. As operações de grade nestes estados ainda estão centralizadas até certo ponto. A confiabilidade e o equilíbrio da grade são operados por Operadores de Transmissão Regionais (RTO). Os ISOs são, na verdade, ex-RTOs que eventualmente se organizaram em um mercado centralizado em nome da eficiência econômica através das forças do mercado.

Volatilidade e Hedging.

A falta de armazenamento e outros fatores mais complexos levam a uma alta volatilidade dos preços à vista. A fim de proteger alguns desses geradores inerentes de volatilidade de preços e as entidades de serviço de carga, buscam consertar o preço da eletricidade para entrega em uma data posterior, geralmente um dia fora. Isso é chamado de Day-Ahead Market (DAM). Esta combinação de mercados Day-Ahead e Real Time é referida como um design de mercado de liquidação dupla. Os preços Day-Ahead permanecem voláteis devido à natureza dinâmica da rede e seus componentes. (Para leitura relacionada, veja: Alimentar Futuros no Mercado de Energia).

Os preços da energia são influenciados por uma variedade de fatores que afetam o equilíbrio da oferta e da demanda. Do lado da demanda, comumente referido como carga, os principais fatores são a atividade econômica, clima e eficiência geral de consumo. Do lado da oferta, comumente referida como geração, preços de combustível e disponibilidade, os custos de construção e os custos fixos gerais são os principais fatores do preço da energia. (Para mais, veja: Como capitalizar sobre o aumento dos preços da energia). Há uma série de fatores físicos entre oferta e demanda que afetam o preço real de compensação da eletricidade. A maioria desses fatores está relacionada à rede de transmissão, a rede de linhas de energia elétrica de alta tensão e subestações que asseguram o transporte seguro e confiável de eletricidade de sua geração para seu consumo.

A Analogia do Sistema Rodoviário.

Imagine um sistema rodoviário. Nesta analogia, o motorista seria o gerador, o sistema rodoviário seria a grade e quem o motorista virá seria a carga. E o preço seria considerado como o tempo que leva você para chegar ao seu destino. Observe que mencionei o sistema rodoviário e não apenas estradas, o que é uma nuance importante. O sistema rodoviário é o equivalente a linhas de alta tensão, enquanto as ruas locais são análogas ao sistema de distribuição de varejo. O sistema de distribuição de varejo é composto pelos pólos que você vê na sua rua enquanto a grade é composta por grandes pilares de eletricidade que possuem linhas de alta tensão. Os ISO e o mercado geral estão principalmente preocupados com a rede, enquanto os revendedores ou as Entidades de Serviço de Carga (LSE) recebem o poder das subestações para sua casa. Então, lembremos disso, os carros são poderosos, as pessoas são os geradores, o destino (uma saída da rodovia e não a casa de outra pessoa) é a carga e o preço é o tempo. Usaremos essa analogia de vez em quando para explicar alguns conceitos mais complexos, mas lembre-se de que a analogia é imperfeita, portanto, trate cada referência para a analogia de forma independente.

Preço Marginal Locacional.

Todos os ISOs usam uma forma de preço chamado preço marginal de localização (LMP). Este é um dos conceitos mais importantes nos mercados da eletricidade. A "Locacional" refere-se ao preço de compensação em um determinado ponto da rede (vamos ter por que os preços são diferentes em vários locais em um momento). O "Marginal" significa que o preço é fixado pelo custo de entregar mais uma unidade de energia, geralmente um megawatt. Portanto, o LMP é o custo de fornecer mais um megawatt de energia em um local específico na grade. A equação para um LMP geralmente tem três componentes: o custo de energia, o custo de congestionamento e as perdas. O custo da energia é a compensação necessária para que um gerador produza um megawatt na planta. As perdas são a quantidade de energia elétrica perdida enquanto se desliza ao longo das linhas. Estes dois primeiros componentes são simples, mas o último, o congestionamento é mais complicado. O congestionamento é causado pelas limitações físicas da grade, a saber, a capacidade da linha de transmissão. As linhas de energia possuem um nível máximo de potência que podem transportar sem sobreaquecimento e falha. As perdas geralmente são consideradas como perdas de calor, uma parte do poder realmente aquece a linha em vez de simplesmente transitar através dela.

Voltando à nossa analogia, o congestionamento pode ser considerado engarrafamento e as perdas equivalem ao desgaste do seu carro. Assim como você realmente não se preocupa com o desgaste em seu carro quando visita um amigo, as perdas são bastante estáveis em toda a grade e são o componente mais pequeno do LMP. Eles também dependem principalmente da qualidade da estrada em que você está dirigindo. Portanto, dado que as LSE estão procurando minimizar seus custos, eles dependem do ISO para enviar o gerador de menor custo para fornecer eletricidade. Quando um gerador de baixo custo está disposto, mas não é capaz de fornecer energia para um determinado ponto por causa do congestionamento na linha, o despachador irá despachar um gerador diferente em outro lugar na grade, mesmo que o custo seja maior. Isso é semelhante a ter alguém dirigir para o destino, mesmo que eles vivam mais longe, mas porque o tráfego é tão ruim, a pessoa que vive mais perto não pode sequer chegar na estrada! Este é o principal motivo pelo qual os preços diferem por localização na grade. À noite, quando há baixa atividade econômica e as pessoas estão dormindo, há muito espaço nas linhas e, portanto, muito pouco congestionamento.

Assim, referindo-se a nossa analogia, quando há poucas pessoas na estrada durante a noite, não há tráfego e, portanto, as diferenças de preços são principalmente causadas pelas perdas ou desgaste em seu carro. Você pode perguntar: "Mas nem todo mundo vai levar o mesmo tempo para dirigir de sua casa para seus destinos, e você disse que o preço é o mesmo que o tempo de condução, como pode ser?"

Lembre-se de que os preços são ajustados na margem, de modo que o preço é definido como a próxima unidade a ser produzida ou o tempo que levaria para a próxima pessoa dirigir para o destino. Você receberia esse "tempo", independentemente de quanto tempo você levou para chegar ao seu destino. Então, viver perto do seu destino é a melhor forma de se enriquecer? Bem, não exatamente. Seguindo a analogia, construir perto do destino demora muito mais e é muito mais caro. Isso leva a uma discussão sobre os custos de geração, mas, infelizmente, teremos que salvar essa discussão para a Parte II.

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