Model trhu s elektřinou v ČR

Jan Kubát

Doctoral thesis

Electricity market model of the Czech Republic

Anotácia:

Ve většině evropských zemích, Českou republiku nevýjímaje, byl zaveden konkurenční trh s elektřinou. Na trhu s elektřinou vystupuje omezený počet významných výrobců i obchodníků, což lze vhodně popsat modelem oligopolu. Protože přenos a distribuce elektřiny jsou regulovány, předpokládám, že na trhu s elektřinou vystupují dva typy hráčů: výrobci a obchodníci. Obchodníci nakupují elektřinu od výrobců a prodávají ji konečným zákazníkům. Teoreticky odvozuji model oligopolu s výrobci a obchodníky "a la Cournot" a vypočítávám vzorce rovnovážných strategií. Teoretické poznatky jsou využity k sestavení dynamického oligopolního modelu Ele, který je zformulován jako smíšený komplementární problém. Na datech pro ČR a sousední státy ukazuji fungování modelu, který byl nakalibrován pro několik scénářů. Model byl zadán a vypočten v prostředí GAMS solverem PATH. Výsledkem modelu jsou rovnovážné výroby elektřiny, investice do výstavby nových elektráren, nákupy emisních povolenek jednotlivých výrobců a dále nákupy, prodeje a přeshraniční přenosy elektřiny jednotlivých výrobců v jednotlivých časových obdobích. S tím související jsou i rovnovážné regionální velkoochodní a maloobchodní ceny elektřiny, ceny emisních povolenek a ceny na přeshraničních profilech. Výsledky Ele poukazují mimo jiné na ekonomickou výhodnost výstavby nových jaderných elektráren. Dále formuluji hru na krátkodobém trhu s elektřinou, která poskytuje účastníkům trhu v ČR, subjektům zúčtování, informaci kolik a v jaké situaci nakoupit či prodat elektřiny. Rovnovážné výsledky, které byly získány simulacemi založenými na principu fiktivní hry, prokázaly skutečnost, že stávající systém plateb za obchodní odchylky nezvyšuje riziko stability elektroenergetické sítě.

Abstract:

A competitive electricity market has been established in many European countries including the Czech Republic. The electricity market includes a limited number of significant producers and traders, which can be described by oligopoly model. Since the electricity transmission and distribution are regulated, I consider two types of players performing in the electricity market: producers of electricity and traders, who buy electricity from producers and sell it to final customers. I derive oligopoly model with producers and traders "a la Cournot" and calculate a formula of equilibrium strategies. I use these theoretical findings to build a dynamic oligopoly model Ele. Ele is formulated as a mixed complementary problem and calibrated on data for the Czech Republic and neighbor states for several scenarios. The model was specified and calculated in GAMS software by the PATH solver. The results represent a Nash equilibrium. That means for individual producers: electricity generation, investment in new power plants construction and emission permits purchases. For traders the results are: equilibrium purchases, sales and cross-border transfers of electricity in each particular time period. Ele derives also equilibrium regional wholesale and retail electricity prices, emission permit prices and prices of cross-border auctions. Ele results point to an economic profitability of new nuclear power plants constructions. Further, I formulate a game in short-term electricity market, where I advise to Czech market participants, subjects of settlement, how much and in which circumstances to buy or sell electricity. Equilibrium results obtained through simulations based on the principle of a fictive game show that the current payment system of imbalance in the Czech Republic does not increase the risk of instability of electricity networks.

Kľúčové slová

obchodní odchylka, subjekt zúčtování, rovnovážné řešení, oligopol, trh s elektřinou, komplementární problém

Keywords

subject of settlement, complentarity problem, electricity market, imbalance, Nash equilibrium, oligopoly

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 9. 2004

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 9. 2010
• Vedúci: Jan Pelikán
• Oponent: Jan Kodera, Miroslav Marvan

Vysoká škola ekonomická v Praze

Doctoral programme / odbor:
Kvantitativní metody v ekonomice / Ekonometrie a operační výzkum