Part 1. Briefs of the NEM · 2013. 7. 30. · 3 Market nodes and inter regional links and their...

37
Analysing the performance of the Australian National Electricity Market Xinmin Hu AGSM and CEEM, University of New South Wales, 30 November 2004

Transcript of Part 1. Briefs of the NEM · 2013. 7. 30. · 3 Market nodes and inter regional links and their...

  • Analysing the performance of the Australian National Electricity Market 

    Xinmin Hu AGSM and CEEM, University of New South Wales, 

    30 November 2004

  • Part 1. Briefs of the NEM

  • Market nodes and interregional links and their nominal transmission capacities and installed capacities as of October 2004 

    Remind: Just a notional network potential 16 node model under debate 

    Regions of the National Electricity Market  QLD 10,200MW 

    NSW 12,114MW 

    SNOWY 3676MW 

    TAS 2509MW 

    VIC 8528MW 

    SA 3526MW 

    180 MW 

    750 MW 

    3000 MW 

    850 MW 

    1500 MW 

    1100 MW 

    630 MW 

    300 MW 

    Expected time of commission:  2005 

    Directlink Feb, 2000 

    NEM installed capacity around 

    42,504MW 

    Murraylin

    k 220MW

     

    Oct 4, 20

    02; 

    Oct 9, 20

    03 regula

    ted 

    Heywood 1989 

    QNI Feb 14, 2001 

    SNI

  • Pricing and dispatch of electricity �

    � � ��� ��� � � � � � � ��� � � � � � � ��� � � � � ��� � � ��� � � � � � � � � �� ≥

    Dispatch offers (ten prices for one trading day, ten quantity bands for each halfhour corresponding to the ten prices; rebids allowed up to realtime dispatch) 

    Dispatch algorithm—NEMDE: a linear programming maximising the trading value of electricity (energy + FCAS) subject to operating constraints 

    Region reference prices and dispatch targets: generation to meet 5mins forecast demand, RRPs = shadow prices of regional balance constraints

  • Part 2.   Overview of market: generation sector composition, and trends of price and demand

  • 2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    12000 

    14000 

    NSW  QLD  VIC  SA  SNOWY 

    Total Capacity  Dispatchable Capacity 

    Coal 69% 

    Gas 12% 

    Hydro 12%  Oil 

    2%  Others 5% 

    50 

    100 

    150 

    200 

    250 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85 

    Total no. units 

    no. MS 

    No. MNS 

    50 

    100 

    150 

    200 

    250 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85 

    Total no. units 

    no. MS 

    No. MNS 

    No. generating units re

    gistered 

    with NEM

    MCO over the time 

    Overview of market compositions 

    MS: market scheduled 

    MNS: market nonscheduled 

    NEMMCO generators and load registration file version number

  • Installed capacities by fuel types in the four NEM regions. Gas (except SA), Hydro, and Renewable are against the secondary axis. The bottom axis is the version number of the registration files. 

    11400 

    11450 

    11500 

    11550 

    11600 

    11650 

    11700 

    11750 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85  0 

    50 

    100 

    150 

    200 

    250 

    300 

    350 

    Coal  hydro  Gas  Renewable 

    2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85  0 

    200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 

    Coal  Hydro  Gas  Renewable 

    500 

    1000 

    1500 

    2000 

    2500 

    3000 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85  0 

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 

    Coal  Gas  Hydro  Renewable 

    6380 

    6390 

    6400 

    6410 

    6420 

    6430 

    12 

    15 

    18 

    22 

    26 

    29 

    32 

    36 

    39 

    42 

    45 

    48 

    51 

    69 

    85  0 

    500 

    1000 

    1500 

    2000 

    Coal  Hydro  Gas  Renewable 

    NSW  VIC (increase 530 MW peaking capacity 20012002) 

    QLD (increase 2000MW 20002001)  SA (increase 800 MW peaking units 20012002) 

    Gas including oil (diesel & distillate) units, renewable including biomass, bagasse, wind

  • Generation in percentage (not yet multiplied by 100) by fuel types in four NEM regions for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    0.8 0.85 0.9 0.95 

    1 1.05 1.1 

    12/4/1999 

    13/8/1999 

    14/1/2000 

    16/5/2000 

    16/9/2000 

    17/1/2001 

    20/5/2001 

    20/10/2001 

    21/2/2002 

    25/6/2002 

    30/10/2002 

    7/3/2003 

    11/7/2003 

    16/11/2003 

    20/3/2004 

    22/7/2004 

    0.005 

    0.01 

    0.015 

    0.02 

    Coal  Renewable  Hydro  Gas 

    0.8 

    0.85 

    0.9 

    0.95 

    12/4/1999 

    13/8/1999 

    14/1/2000 

    16/5/2000 

    16/9/2000 

    17/1/2001 

    20/5/2001 

    20/10/2001 

    21/2/2002 

    25/6/2002 

    30/10/2002 

    7/3/2003 

    11/7/2003 

    16/11/2003 

    20/3/2004 

    22/7/2004 

    0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 

    Coal  Renewable  Hydro  Gas 

    0.8 

    0.85 

    0.9 

    0.95 

    12/4/1999 

    13/8/1999 

    14/1/2000 

    16/5/2000 

    16/9/2000 

    17/1/2001 

    20/5/2001 

    20/10/2001 

    21/2/2002 

    25/6/2002 

    30/10/2002 

    7/3/2003 

    11/7/2003 

    16/11/2003 

    20/3/2004 

    22/7/2004 

    0.05 

    0.1 

    0.15 0.2 

    0.25 

    Coal  Renewable  Hydro  Gas 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 

    1.2 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    Coal  Hydro  Gas 

    NSW  VIC 

    QLD  SA

  • Frequency distributions of demand (MW, left) and prices ($/MWh, right) in NSW (top) and VIC (bottom) (JanSept for 2004) from halfhour trading data 

    0.005 

    0.01 

    0.015 

    0.02 

    0.025 

    3500  5500  7500  9500  11500  13500 

    1999  2000  2001  2002  2003  2004 

    0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 

    2500  3500  4500  5500  6500  7500  8500 

    1999  2000  2001  2002  2003  2004 

    0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 

    5  15 

    25 

    35 

    50 

    120 

    500 

    4000 

    1999  2000  2001 2002  2003  2004 

    0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 

    5  15 

    25 

    35 

    50 

    120 

    500 

    4000 

    1999  2000  2001  2002  2003  2004

  • 10 

    n t t t 

    x x x x , , , at times 

    observed , , , , : series data Given 1 0 

    2 1 0 Λ

    Λ Historic Volatilities σ

    ∑ ∑ = = −

    − −

    − −

    − −

    = n

    n

    i  i i 

    i i 

    i i 

    i i 

    t t x x 

    n t t x x 

    n  1  1 2 

    1  ) log log 1 log log ( 1 

    1 σ 

    median percentile ) 1 ( at data percentile at data  th  th α α σ − − = 

    mean and deviation standard are and where 

    ) ) ( 1 ln(  2

    µ µ

    σ 

    s + =

  • 11 

    Monthly price and load volatilities from December 1998 to September 2004 

    0 0.5 1 

    1.5 2 

    2.5 3 

    3.5 4 

    4.5 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04 

    price  load 

    0 0.5 1 

    1.5 2 

    2.5 3 

    3.5 4 

    4.5 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04 

    price  demand 

    0 0.5 1 

    1.5 2 

    2.5 3 

    3.5 4 

    4.5 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04 

    price  load 

    0 0.5 1 

    1.5 2 

    2.5 3 

    3.5 4 

    4.5 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04 

    price  load 

    NSW  VIC 

    QLD  SA 

    Other markets: dollar/yen or dollar/euro 1020%; LIBOR rate 1020%; SP500 2030%; NASDAQ 3050%; natural gas 50100%; electricity 100500%.  A. Eydeland and K. Wolyniec, Energy and Power Risk Management, 2003

  • 12 

    Monthly average load and timeweighted and volumeweighted average prices from December 1998 to September 2004 (left axis for load, right for prices) 

    2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04  0 

    20 

    40 

    60 

    80 

    100 

    load  price (t)  price (v) 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04  0 

    20 40 60 80 100 120 140 

    load  price (t)  price (v) 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04  0 

    20 40 60 80 100 120 140 

    load  price (t)  price (v) 

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 

    Dec98 

    Jun99 

    Dec99 

    Jun00 

    Dec00 

    Jun01 

    Dec01 

    Jun02 

    Dec02 

    Jun03 

    Dec03 

    Jun04  0 

    100 

    200 

    300 

    400 

    500 

    load  price (t)  price (v) 

    NSW  VIC 

    QLD  SA

  • 13 

    Price spikes (RRP > $1000/MWh), regional/NEMwide available capacities and demand, from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    12000 

    1  13  25  37  49  61  73  85  97 109121133 0 

    2000 4000 6000 8000 

    10000 

    NSW demand  NSW available capacity NSW generation  NSW price 

    16000 

    21000 

    26000 

    31000 

    36000 

    1  12  23  34  45  56  67  78  89  100  111 122  133 

    NEM demand  NEM available capacity 

    10000 

    20000 

    30000 

    40000 

    1  23  45  67  89 111133155177199221243265 0 2000 4000 6000 8000 10000 

    NEM demand  NEM available capacity QLD price  NSW price 

    0 2000 4000 6000 8000 10000 

    1  11  21  31  41  51  61  71  81  91 101111121 0 

    2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    VIC demand  VIC avail capacity VIC price  SA price 

    Do the price spikes in NEM move the same way? Are the price spikes caused by supply shortage in its own region or other regions?

  • 14 

    Part 3.  Observations on Generators’ strategies

  • 15 

    Unit commitment decision and seasonal load patterns for the 18:00—18:30 trading intervals 

    15000 

    20000 

    25000 

    30000 

    35000 

    1  128  255  382  509  636  763  890  1017 1144 1271 

    available capacity  demand 

    6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 

    1  130  259  388  517  646  775  904  1033 1162 

    NSW demand  NSW available capacity  NSW generation 

    4000 

    5000 

    6000 

    7000 

    8000 

    9000 

    10000 

    1  130  259  388  517  646  775  904  1033 1162 

    QLD demand  QLD generation  QLD available capacity 

    5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 

    1  127  253  379  505  631  757  883  1009 1135 1261 

    VIC demand  VIC available capacity  VIC generation 

    NEMwide

  • 16 

    Using price or quantity as a strategic variable or both, May 2002 to May 2003 

    0.2 

    0.4 

    0.6 

    0.8 

    1.2 

    inactive  moderately active  active 

    number of units (in 100)  market share 

    80 number the 40 ≤ ≤ 40 number the

    0.2 

    0.4 

    0.6 

    0.8 

    1.2 

    inactive  moderately active  active 

    number of units (in 100)  market share 

    80 number the 40 ≤ ≤ 40 number the

    Statistics of the number of different price and quantity bands generators used in a 390 day period. 

    50 

    100 

    150 

    200 

    250 

    300 

    u1(660)  u2(660)  u3(500)  u4(660)  u5(660)  g1(200)  h1(150)  h2(616)  h3(1500)  h4(1500)  u6(280)  h5(60) 

    numbe

    r of d

    ifferen

    t price

    /qua

    ntity

     vec

    tors 

    #price vectors  #quantity vectors at offPeak (4:30)  #quantity vectors at peak (18:00) 

    Source: Hu, Grozev and Batten (2003),  Energy Policy 

    Cournot or Bertrand players?

  • 17 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 

    1.2 1.4 

    large units  units excl. larges 

    small coal units 

    coal  hydro  gas 

    percentage  per unit (in 1000)  market share 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 

    1  4  7  10 

    13 

    16 

    19 

    22 

    25 

    28 

    31 

    34 

    37 

    40 

    43 

    46 

    Settlement intervals 

    Num

    bers of rebids 

    all rebids 

    economic rebids 

    Rebidding strategies: who used for what? 

    Source: Hu, Grozev and Batten (2003),  Energy Policy

  • 18 

    Market concentration in four NEM regions 

    1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 

    12 

    16 

    20 

    26 

    30 

    35 

    39 

    43 

    47 

    51 

    76 

    Registration file version number 

    HHI 

    NSW  QLD  VIC  SA 

    HHI = sum of the square of each generation company’s capacity share in its region 

    The HerfindahlHirschman Index (HHI) for four NEM regions

  • 19 

    Calculated according to MO_RG888v088 List of Generators & Sched Loads.xls 

    Details of capacity shares of generators in NSW and VIC regions

  • 20 

    0.25 

    0.45 

    0.65 

    0.85 

    1.05 

    1.25 

    1.45 

    1May02 

    1Jun02 

    1Jul02 

    1Aug02 

    1Sep02 

    1Oct02 

    1Nov02 

    1Dec02 

    1Jan03 

    1Fe

    b03 

    1Mar03 

    1Apr03 

    1May03 

    Capacity sufficiency  Generation sufficiency  Capacity factors 

    0.25 

    0.45 

    0.65 

    0.85 

    1.05 

    1.25 

    1.45 

    1May02 

    1Jun02 

    1Jul02 

    1Aug02 

    1Sep02 

    1Oct02 

    1Nov02 

    1Dec02 

    1Jan03 

    1Fe

    b03 

    1Mar03 

    1Apr03 

    1May03 

    Capacity sufficiency  Generation sufficiency  Capacity factors

    0.7 

    0.8 

    0.9 

    1.1 

    1.2 

    1.3 

    1.4 

    1.5 

    1.6 

    1May02 

    1Jun02 

    1Jul02 

    1Aug02 

    1Sep02 

    1Oct02 

    1Nov02 

    1Dec02 

    1Jan03 

    1Feb03 

    1Mar03 

    1Apr03 

    1May03 

    Capacity sufficiency  Generation sufficiency  Capacity factors 

    0.7 

    0.8 

    0.9 

    1.1 

    1.2 

    1.3 

    1.4 

    1.5 

    1.6 

    1May02 

    1Jun02 

    1Jul02 

    1Aug02 

    1Sep02 

    1Oct02 

    1Nov02 

    1Dec02 

    1Jan03 

    1Feb03 

    1Mar03 

    1Apr03 

    1May03 

    Capacity sufficiency  Generation sufficiency  Capacity factors 

    capacity installed or available generation dispatched factor capacity = 

    demand regional generation regional y sufficienc generation = 

    capacity available regional demand regional y sufficienc capacity =

    Capacity factors, et al for NSW and VIC regions from May 2002 to May 2003 

    Source: Hu, Grozev and  Batten (2003),  Energy Policy

  • 21 

    Four Victorian baseload generators’ capacity offer at $40/MWh for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity  region demand 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity  region demand 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity  region demand 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity  region demand 

    Loy Yang 4X520MW  Edison 2X500MW 

    Hazelwood 8X200MW  Yallourn 2X350MW + 2X375MW + 32MW (gas)

  • 22 

    2000 

    2500 

    3000 

    3500 4000 

    4500 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity 

    1500 

    2000 

    2500 

    3000 3500 

    4000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity 

    500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    capacity offer  available capacity 

    0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 

    12/4/1999 

    17/8/1999 

    22/1/2000 

    28/5/2000 

    2/10/2000 

    6/2/2001 

    13/6/2001 

    17/11/2001 

    25/3/2002 

    2/8/2002 

    10/12/2002 

    22/4/2003 

    30/8/2003 

    7/1/2004 

    16/5/2004 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 

    region demand  region price (secondary axis) 

    Eraring 660MW X 4 + gas units + hydro units = 3676 MW Macquarie 660MW  X4+ 500MW  X 4+ 50 MW (gas) = 4690 MW 

    Delta 660MW X 4 + 500MW X 2+ 300MW X 2 = 4240 MW NSW region demand and prices at 18:00 

    Three NSW baseload generators’ capacity offer at $40/MWh for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004

  • 23 

    Three generators’ dispatched generation and capacity factors in the NSW region for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    1500 

    2000 

    2500 

    3000 3500 

    4000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0.6 

    0.7 

    0.8 

    0.9 1 

    1.1 

    dispatched generaton  capacity factor 

    500 

    1000 

    1500 

    2000 2500 

    3000 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 

    dispatched generation  capacity factor 

    1500 

    2000 

    2500 

    3000 

    3500 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0.6 

    0.7 

    0.8 

    0.9 1 

    1.1 

    dispatched generation  capacity factor 

    Macquarie 660MW  X4+ 500MW  X 4+ 50 MW (gas) = 4690 MW 

    Delta 660MW X 4 + 500MW X 2+ 300MW X 2 = 4240 MW 

    Eraring 660MW X 4 + gas units + hydro units = 3676 MW 

    Capacity factor  = 

    generation available capacity

  • 24 

    Four generators’ dispatched generation and capacity factors in the VIC region for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 

    dispatched generation  capacity factors 

    200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 

    dispatched generation  capacity factor 

    700 

    900 

    1100 

    1300 1500 

    1700 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 

    dispatched generation  capacity factor 

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 

    12/4/1999 

    15/8/1999 

    18/1/2000 

    22/5/2000 

    24/9/2000 

    27/1/2001 

    1/6/2001 

    3/11/2001 

    9/3/2002 

    14/7/2002 

    20/11/2002 

    30/3/2003 

    6/8/2003 

    12/12/2003 

    17/4/2004 

    21/8/2004 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 

    dispatched generation  capacity factor 

    Loy Yang 4X520MW  Edison 2X520MW 

    Hazelwood 8X200MW  Yallourn 2X350MW + 2X375MW + 32MW (gas)

  • 25 

    Capacity availability of three generators in the NSW region for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    availability 

    0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 

    12/4/1999 

    13/8/1999 

    14/1/2000 

    16/5/2000 

    16/9/2000 

    17/1/2001 

    20/5/2001 

    20/10/2001 

    21/2/2002 

    25/6/2002 

    30/10/2002 

    7/3/2003 

    11/7/2003 

    16/11/2003 

    20/3/2004 

    22/7/2004 

    availability 

    0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 

    12/4/1999 

    13/8/1999 

    14/1/2000 

    16/5/2000 

    16/9/2000 

    17/1/2001 

    20/5/2001 

    20/10/2001 

    21/2/2002 

    25/6/2002 

    30/10/2002 

    7/3/2003 

    11/7/2003 

    16/11/2003 

    20/3/2004 

    22/7/2004 

    availability 

    Macquarie 660MW  X4+ 500MW  X 4+ 50 MW (gas) = 4690 MW 

    Delta 660MW X 4 + 500MW X 2+ 300MW X 2 = 4240 MW 

    Eraring 660MW X 4 + gas units + hydro units = 3676 MW 

    Only considering 3200 MW due to pumps

  • 26 

    Capacity availability of three generators in the NSW region for the 18:00 trading intervals from April 12, 1999 to August 31, 2004 

    0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 

    1.1 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    availability 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 

    1.2 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    availability 

    0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 

    1.1 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    availability 

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 

    1.2 

    12/4/1999 

    11/8/1999 

    10/1/2000 

    10/5/2000 

    8/9/2000 

    7/1/2001 

    8/5/2001 

    6/10/2001 

    5/2/2002 

    6/6/2002 

    10/10/2002 

    13/2/2003 

    16/6/2003 

    20/10/2003 

    19/2/2004 

    22/6/2004 

    availability 

    Loy Yang 4X520MW  Edison 2X520MW 

    Hazelwood 8X200MW  Yallourn 2X350MW + 2X375MW + 32MW (gas) [~1480MW)

  • 27 

    29/6/2002 NSW 

    2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    12000 

    18 

    35 

    52 

    69 

    86 

    103 

    120 

    137 

    154 

    171 

    188 

    205 

    222 

    239 

    256 

    273  10 

    100 

    1000 

    10000 load curve 

    price curve 

    Index of five minute dispatch intervals 

    MW 

    $/MWh 

    4:00am June 29 – 4:00am June 30 

    High demand, generator responses and price spikes (case study: June 2930, 2002 in NSW)

  • 28 

    10 

    100 

    1000 

    10000 

    5000  6000  7000  8000  9000  10000 

    22:00 

    9:30am 

    0:30am next day 4:30am 

    5604/6747.7 18.56 

    7546/9036 26.47 

    7551.44/8283.5 25.45 

    7988/9296.37 31.44 

    8118/10331.3 80.53 

    7622.84/10828 9874.78 

    17:45 

    14:30 

    NSW regional supply, demand, and prices for trade day 29/6/2002—30/6/2002 Dispatched gen/demand 

    regional price 

    Demand in MW 

    Offe

    r pric

    e in $/MWh

  • 29 

    2000 

    2000 

    4000 

    6000 

    8000 

    10000 

    2200  2600  3000  3400  3800 

    4:30  18:00 

    9:30 

    14:30  22:00 

    0:30 

    2334.83 4:30 

    2964.67 0:30 

    3044.3 18:00 

    3100 14:30 

    3166.83 22:00 

    3252 9:30 

    Total base load capacity 4640 MW (black coal) and peakload capacity 50MW (fuel oil) 

    Dispatch offers from Macquarie Generation for 2930/6/2002 (no rebids made by this company in this period) 

    MW $/MWh 

    dispatch generation settlement time

  • 30 

    Rebidding 

    250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 

    989.1  3.86  17.8  26.18  38.23  51.43  103  1860  7794  9846 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 

    989.1  3.86  17.8  26.18  38.23  51.43  103  1860  7794  9846 

    250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 

    989.1  3.86  17.8  26.18  38.23  51.43  103  1860  7794  9846 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 

    989.1  3.86  17.8  26.18  38.23  51.43  103  1860  7794  9846 

    Blue for daily bid, red for rebid (VP 5) 

    8:00 29/6/2002  11:30 29/6/2002 

    16:00 29/6/2002  18:00 29/6/2002

  • 31 

    Two baseload units’ dispatch offers in June 2004 for 04:30am and 18:00pm from two NSW generators 

    0 100 200 300 400 500 600 700 800 

    950 

    10.25 

    22.89 

    36 

    62 

    82 

    92 136 

    262 4700 8800 9126 

    0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 

    952.3 

    14.44 

    14.74 

    17.69 

    24.57 

    37.34 

    49.13 

    98.26 

    294.78 

    982.6 

    8843.4 

    9757.22 

    300 350 400 450 500 550 600 650 700 

    950 

    10.25 

    22.89 

    36 

    62 

    82 

    92 136 

    262 4700 

    8800 

    9126 

    100 

    200 

    300 

    400 

    500 

    600 

    700 

    952.3 

    14.44 

    14.74 

    17.69 

    24.57 

    37.34 

    49.13 

    98.26 

    294.78 

    982.6 

    8843.4 

    9757.22 

    BW0104:30 

    BW0118:00 

    ER0104:30 

    ER0118:00

  • 32 

    4000 

    5000 

    6000 

    7000 

    8000 

    9000 

    10000 

    0  10  20  30  40  50  60 $/MWh 

    MW 

    19/1/2004  20/1/2004 

    Demand 8742.94 MW, price $27.68/MWh 

    Demand 8707.98 MW, price $17/MWh 

    4000 

    5000 

    6000 

    7000 

    8000 

    9000 

    10000 

    0  10  20  30  40  50  60 $/MWh 

    MW 

    19/1/2004  20/1/2004 

    Demand 8742.94 MW, price $27.68/MWh 

    Demand 8707.98 MW, price $17/MWh 

    Economic capacity withholding strategy 

    Comparison of supply stacks in January 19 and January 20 in 2004 in the NSW region and price outcomes

  • 33 

    Capacity withholding (VIC event on 22/1/2001) (event: summer day, from 11:30 to 17:00, reduction of capacity) 

    1000 

    2000 

    3000 

    4000 

    5000 

    6000 

    1  13  25  37  49  61  73  85  97  109 121 133 0 

    10 

    20 

    30 

    40 

    50 

    60 Demand 2000 

    Demand 1999 

    price 2000 price 1999 

    $/MWh 

    Victorian demand and price from 0:00 21/1 to 0:00 24/1 

    Loy Yang’s generation and revenue from 4:30am 22/1/2001 to 4:00 23/1/2001 

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 

    1  4  7  10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 0 

    200 

    400 

    600 

    800 

    1000 

    1200 

    1400 

    Victorian demand and prices from 4:30am 22/1/2001 to 4:00 23/1/2001(price cap at $5000/MWh) 

    200000 

    400000 

    600000 

    800000 

    1000000 

    1  5  9  13 17 21 25 29 33 37 41 45 0 

    500 

    1000 

    1500 

    2000 

    2500 

    10 

    20 

    30 

    VIC  LoyYang 

    $million 

    22/2/2001 

    normally 

    Comparison of revenue of Vic generators and Loy Yang

  • 34 

    1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 972 

    7.99 

    10.9 

    10.9 

    25.4 

    33.9 

    44.5 

    58.1 

    101 

    598 

    4810 

    4838 

    11:30am 

    17:00 

    Capacity re

    duction 

    Dispatch offers by Loy Yang for 11:3017:00 on 22/1/2002

  • 35 

    How often is economic capacity withholding strategy used and how successful is it? comparing Macquarie’s offers for the same trading interval and those one week before 

    120 65 Revenue up and demand up 

    173 184 136 120 Revenue up 195 224 159 153 Price up 301 377 239 245 Generation down 

    352 399 305 290 Capacity offer reduction 

    ∆C ≈ 0 ∆C 

  • 36 

    Conclusions 

    §  Impacts of market structures and rules on market participants 

    §  Market price signals §  Risk management §  Is the NEM one single market or just a mix of regional markets?

  • 37 

    Thank you very much for your attention