Modelización dinámica del precio de la energía en el mercado español con la Metodología de Modelización General

Abstract

[ES] Se propone un modelo matemático predictivo, basado en la Metodología de Modelización General, que calcule la evolución del precio de la energía en España, centrándose en el mercado mayorista.

La Metodología de Modelización General es una generalización de la Dinámica de Sistemas creada por Jay W. Forrester a mediados del siglo XX en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), la cual permite construir modelos dinámicos de ecuaciones diferenciales. Las soluciones suelen ser numéricas debido a la complejidad de los modelos, y con mucha frecuencia se abordan con la aproximación de Euler, por lo que en muchas investigaciones aparecen escritos como ecuaciones en diferencias finitas. La Metodología de Modelización General se considera una generalización de la Dinámica de Sistemas, realizada por el investigador valenciano Antonio Caselles, ya que ha dado base matemática rigurosa a lo que sólo era una metodología de modelización, aportando a su vez una forma de construir modelos mediante el uso de ecuaciones de regresión no lineal a partir de los datos históricos de las variables involucradas en los sistemas estudiados.

Esta metodología es impartida por el profesor Joan C. Micó en la asignatura Computer Simulation, Innovation and Entrepreneurship de las titulaciones de Grado en Ingeniería de la Energía (GIE) y de Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales (GITI) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial (ETSII) de la Universidad Politécnica de Valencia.

El modelo al que se hace referencia en la introducción se construirá y validará con datos históricos del pasado, para evaluar su correspondencia con la realidad del mercado estudiado. Una vez validado, el modelo se utilizará como herramienta de simulación del futuro. Estas simulaciones se corresponden con toma de decisiones ante diferentes escenarios económicos.

La construcción del modelo implica la identificación de las variables matemáticas más importantes involucradas en la evolución del precio de la energía, de las cuales destacarían: el precio del gas, que mantiene su tendencia positiva; el mercado del CO2, para incentivar la actividad hacia una energía más limpia y asequible; así como la mejora de las tecnologías renovables. Se tiene en cuenta que la oferta y la demanda de la energía son variables fundamentales para construir el modelo. Los datos históricos utilizados para la construcción del modelo son publicados en las páginas oficiales de Red Eléctrica de España y por el Operador del Mercado Eléctrico del polo español (OMIE), entre otros.

[EN] A predictive mathematical model is proposed, based on the General Modelling Methodology, which calculates the evolution of the price of energy in Spain, focusing on the wholesale market.

The General Modelling Methodology is a generalisation of System Dynamics created by Jay W. Forrester in the mid-twentieth century at the Massachusetts Institute of Technology (MIT), which allows the construction of dynamical models of differential equations. The solutions are usually numerical due to the complexity of the models, and very often they are approached with the Euler approximation, due to in many investigations they appear written as finite difference equations. The General Modelling Methodology is considered a generalisation of System Dynamics, carried out by the Valencian researcher Antonio Caselles, since he has given a rigorous mathematical base to what was only a modelling methodology, providing in turn a way of building models through the use of nonlinear regression equations from the historical data of the variables involved in the systems studied.

This methodology is taught by Professor Joan C. Micó in the subject Computer Simulation, Innovation and Entrepreneurship of the Degree in Energy Engineering (GIE) and the Degree in Industrial Technology Engineering (GITI) at the Technical Industrial Engineering School (ETSII) of the Polytechnic University of Valencia.

The model referred to in the introduction will be built and validated with historical data from the past, to assess its correspondence with the reality of the studied market. Once validated, the model will be used as a simulation tool for the future. These simulations correspond to decision making in different economic scenarios.

The construction of the model implies the identification of the most important mathematical variables involved in the evolution of the price of energy, of which the following would stand out: the price of gas, which maintains its positive trend; the CO2 market, to encourage activity towards cleaner and more affordable energy; as well as the improvement of renewable technologies. It is taken into account that the supply and demand of energy are fundamental variables to build the model. The historical data used for the construction of the model are published on the official pages of Red Eléctrica de España and by the Electricity Market Operator of the Spanish pole (OMIE), among others.