Energy Management: 2009/2010

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1 Energy Management: 2009/2010 Class# T05 Energy Prices, basics and dynamics Prof. Miguel Águas

2 ELECTRICITY Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 2 of 53

3 National electricity generation TECHNOLOGY DISAGREGATION (2006) Hydric TYPE Energy (GWh) Power (MW) Reservoirs RM % Run-of-river RM % LM 496 1% Special generation (wind, cogeneration, etc) Thermal % Coal % Fuel-oil + Gas-oil % Natural gas % TOTAL PRODUCTION % Import balance TOTAL DEMAND Source: REN ( % % Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 3 of 53

4 THERMAL POWER PLANTS Energy management National electricity generation Installed power: 4,9 GW - Tapada do Outeiro (1,0 GW Natural gas) - Pego (0,6 GW Coal) - Ribatejo (1,2 GW Natural gas) - Setúbal (0,9 GW Fuel-oil) - Sines (1,2 GW Coal) Under construction (natural gas) Source: REN ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 4 of 53

5 National electricity consumption Weekly profile of electrical consumption Source: Caraterização da rede Nacional de Transporte 2007 REN Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 5 of 53

6 National electricity consumption Hourly consumption profile Source: Caraterização da rede Nacional de Transporte 2007 REN Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 6 of 53

7 National electricity consumption CONSUMPTION PER LEVEL OF VOLTAGE (2005) Segment Voltage level Annual consumption (GWh/year) MAT - Very high voltage > 110 kv % AT - High voltage > 45 kv % MT - Medium voltage > 1 kv % BT - Low voltage < 1 kv 0% - BTE (> 41,4 kw) % - BTN (< 41,4 kw) % - Public lighting % TOTAL CONSUMPTION % 2005 Data. Source: ERSE ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 7 of 53

8 Electricity market liberalization Regulated market: Fix tariffs per segment Liberalized market: Tariffs flexibility Consumption profile forecast is important Consumers move to the liberalized market by: - Better price - Better commercial support Regulated market tends to disapear: - UK : several years without regulated tariff - Spain: regulated tariff vanish in Portugal:? Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 8 of 53

9 Electricity market liberalization Electricity cost in the liberalized market The Supplier contracts electricity to be provided in 2 days, and informs the grid operator (REN) on the amount and hourly profile of the electricity that will be injected in the national grid: Injected = Forecasted consumption + Grid losses After the consumption, REN, calculated the effective consumption of the Supplier clients and charge by the deviation. Deviation = Consumption + Grid losses Injection Additionally, the Supplier must pay for the use of the grid. The price components are: Cost = Production + Grid losses + Grid use Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 9 of 53

10 Electricity market liberalization Electricity spot market Source: OMEL ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 10 of 53

11 Electricity market liberalization Current importance of the liberalized market in Portugal Fonte: Resumo informativo Mercado Liberalizado em Dez/08 ERSE ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 11 of 53

12 Regulated tariffs Low voltage tariff structure The bill has 2 components: Energy: The price depends on the Tariff type and Metering cycle Contrated power: Fix amount that depends of physical maximum power installed and Metering type Contract options : Contracted power (in kva) Tariff type: Simples, Bi-horária e Tri-horária Metring cycle (only for Bi-horária and Tri-horária): Daily cycle and weekly cycle Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 12 of 53

13 Regulated tariffs PERIODS IN DAILY AND WEEKLY CYCLE Fonte: ERSE ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 13 of 53

14 Regulated tariffs TARIFA DE VENDA A CLIENTES FINAIS EM BTN (<=20,7 kva e >2,3 kva) Potência (kva) Energia activa Tarifa simples Tarif a bi-horária Tarifa tri-horária (EUR/mês) 3,45 5,65 7,76 7,76 4,6 7,32 9,96 9,96 5,75 8,99 12,15 12,15 6,9 10,66 14,35 14,35 10,35 15,44 20,55 20,55 13, 8 20,27 26,86 26,86 17,25 25,01 33,00 33,00 20, 7 29,93 39,44 39,44 Tarifa simples 0,1211 (EUR/kWh) Horas fora de vazio 0,1233 Horas de vazio 0,0663 Horas de ponta 0,1357 Horas de cheias 0,1198 Horas de vazio 0,0663 Source: ERSE ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 14 of 53

15 Regulated tariffs EXEMPLE: An house with tariff simples and Contract power of 6,9 kva presented a month consumption of 150 kwh. a) What will be the bill of that month? b) If the contract was in taridd bi-horária, what should be the % of the consumtion in off peak hours? TARIFA DE VENDA A CLIENTES FINAIS EM BTN (<=20,7 kva e >2,3 kva) Potência (kva) Energia activa Tarifa simples Tarifa bi-horária Tarifa tri-horária 3,45 5,65 7,76 7,76 4,6 7,32 9,96 9,96 5,75 8,99 12,15 12,15 6,9 10,66 14,35 14,35 10,35 15,44 20,55 20,55 13,8 20,27 26,86 26,86 17,25 25,01 33,00 33,00 20,7 29,93 39,44 39,44 Tarifa simples 0,1211 (EUR/mês) (EUR/kWh) Horas fora de vazio 0,1233 Horas de vazio 0,0663 Horas de ponta 0,1357 Horas de cheias 0,1198 Horas de vazio 0,0663 Actual 10, x 0,1211 = 34,88 Bi-horária 14, x (0,1233 x (1-P)+ 0,0663 x P) So Bi-horária < Actual if P > 37% Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 15 of 53

16 Estrutura da tarifa regulada de Média (alta e muito alta)tensão A factura tem três componentes como na BTN mas tem diferenças significativas (sublinhadas): Termo fixo: Geralmente desprezável Energia: O preço unitário depende da Opção tarifária e do Ciclo de contagem Potência: Energy management Tarifas reguladas Potência contratada: Depende da Potência tomada (máxima do mês medida em 15 minutos), sendo a Potência contratada a máxima Potência tomada dos últimos 12 meses Potência em horas de ponta: Consumo em horas de ponta / N.º de horas de ponta do mês Energia reactiva: É uma poluição da rede eléctrica resultante do funcionamento de certos equipamentos (motores eléctricos, lâmpadas fluorescentes, etc ). É facturada quando excede uma certa proporção face à Energia consumida Opções contratuais: Opção tarifária: Curta, Média ou Longa utilização Ciclos de contagem: Ciclo diário, ciclo semanal e ciclo semanal opcional Nota 1: Os preços da energia mudam todos os trimestres Nota 2: O Tipo de contagem não é uma opção contratual porque a contagem é sempre Tetra-horária (ponta, cheia, vazio normal e super vazio) Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 16 of 53

17 TARIFA DE VENDA A CLIENTES FINAIS EM MÉDIA E ALTA TENSÃO Média tensão Alta tensão Termo tarifário fixo (EUR/mês) (EUR/mês) 42,75 67,57 Potência (EUR/kW.mês) (EUR/kW.mês) Tarifa de longas utilizações Horas de ponta 7,395 4,543 Contratada 1,207 0,614 Tarifa de médias utilizações Horas de ponta 7,821 4,362 Contratada 1,046 0,465 Tarifa de curtas utilizações Horas de ponta 12,199 10,220 Contratada 0,407 0,296 Energia activa (EUR/kWh) (EUR/kWh) Horas de ponta 0,1039 0,0820 Períodos I, IV Horas cheias 0,0791 0,0636 Horas de vazio normal 0,0501 0,0424 Tarifa de longas Horas de super vazio 0,0468 0,0396 utilizações Horas de ponta 0,1072 0,0821 Períodos II, III Horas cheias 0,0814 0,0660 Horas de vazio normal 0,0521 0,0449 Horas de super vazio 0,0485 0,0419 Horas de ponta 0,1095 0,0934 Períodos I, IV Horas cheias 0,0821 0,0660 Horas de vazio normal 0,0510 0,0457 Tarifa de médias Horas de super vazio 0,0478 0,0428 utilizações Horas de ponta 0,1155 0,0954 Períodos II, III Horas cheias 0,0825 0,0687 Horas de vazio normal 0,0539 0,0470 Horas de super vazio 0,0501 0,0434 Horas de ponta 0,1742 0,1141 Períodos I, IV Horas cheias 0,0903 0,0791 Horas de vazio normal 0,0576 0,0472 Tarifa de curtas Horas de super vazio 0,0539 0,0442 utilizações Horas de ponta 0,1746 0,1146 Períodos II, III Horas cheias 0,0901 0,0786 Horas de vazio normal 0,0578 0,0485 Horas de super vazio 0,0540 0,0448 Tarifas reguladas Fonte: ERSE ( Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 17 of 53

18 Tarifas reguladas EXEMPLO: Uma fábrica abastecida em Média tensão tem um contrato de Longas utilizações, apresentou em Março/09 uma Potência tomada de 1100 kw (valor máximo dos últimos 12 meses). O consumo de energia foi de Ponta=60 MWh, Cheia=150 GWh, VazioN=40 MWh e Svazio=30 MWh. Não havendo lugar à facturação de energia reactiva e considerando 120 horas de ponta nesse mês, calcule: a) Qual é a factura mensal? b) Quanto pouparia a fábrica se estivesse a ser abastecida em Alta tensão? TARIFA DE VENDA A CLIENTES FINAIS EM MÉDIA E ALTA TENSÃO Média tensão Alta tensão Termo tarifário fixo (EUR/mês) (EUR/mês) 42,75 67,57 Potência (EUR/kW.mês) (EUR/kW.mês) Tarifa de longas utilizações Horas de ponta 7,395 4,543 Contratada 1,207 0,614 Tarifa de médias utilizações Horas de ponta 7,821 4,362 Contratada 1,046 0,465 Tarifa de curtas utilizações Horas de ponta 12,199 10,220 Contratada 0,407 0,296 Energia activa (EUR/kWh) (EUR/kWh) Horas de ponta 0,1039 0,0820 Períodos I, IV Horas cheias 0,0791 0,0636 Horas de vazio normal 0,0501 0,0424 Tarifa de longas Horas de super vazio 0,0468 0,0396 utilizações Horas de ponta 0,1072 0,0821 Períodos II, III Horas cheias 0,0814 0,0660 Horas de vazio normal 0,0521 0,0449 Horas de super vazio 0,0485 0,0419 Fac.actual = 42,75 + 1,207x ,395x(60.000/120)+0,1039x ,0791x ,0501x ,0468x = = Fac.alta tensão= 67,57 + 0,614x ,543x(60.000/120)+0,0820x ,0636x ,0424x ,0396x = = Poupança de 23% Class# T05: Energy Prices, basics and dynamics Slide 18 of 53