Different approaches towards electricity transmission expansion

Abstract

There is a growing interest, both in theory and practice, on the variables that determine investments in electricity transmission. The way to resolve short-term congestion is known from the literature on power flows, nodal prices and transmission rights. However, there is an intense debate regarding the way to attract investment to finance the long-term expansion of the transmission network. We study three existing hypotheses that rely on distinct institutional set ups: the long-term financial-transmission-right hypothesis, the incentive-regulation hypothesis, and the market-power hypothesis. The first approach, also known as the "merchant" alternative, tries to derive optimal expansion through the auction of long-term financial transmission rights by an independent system operator. The second one tries to make sure that the transportation company (or Transco) faces the entire social cost of transmission congestion, so that it has incentives to expand the network. The third alternative method defines optimal expansion of the transmission network according to the strategic behavior of generators with market power. This paper surveys the significant contributions made in each of these three areas, and discusses the analytical and practical strengths and weaknesses of each approach.

Existe un creciente interés, tanto en la teoría como en la práctica, respecto a las variables que determinan la inversión en transmisión eléctrica. La forma de resolver los problemas de congestión de corto plazo es concoida en la literatura sobre flujos de potencia, precios nodales, y derechos de transmisión. Sin embargo, existe un intenso debate sobre la forma de atraer inversión para financiar la expansión de largo plazo de la red de transmisión. Estudiamos tres hipótesis existentes que dependen de diferentes marcos institucionales: la hipótesis de derechos financieros de transmisión de largo plazo; la hipótesis de regulación por incentivos, y la hipótesis de poder de mercado. El primer enfoque, también conocido como la alternativa "de mercado” consiste en derivar la expansión óptima a través de la licitación de derechos financieros de transmisión de largo plazo por parte de un operador independiente del sistema. El segundo enfoque consiste en asegurar que la compañía de transmisión (o Transco) enfrente costo social total de la congestión en transmisión, de forma tal que tenga incentivos para expandir la red. El tercer método alternativo define la expansión óptima de la red de transmisión de acuerdo al comportamiento estratégico de los generadores con poder de mercado. Este documento examina las principales contribuciones hechas en estas tres áreas, y discute las fortalezas y debilidades tanto analíticas como prácticas de cada hipótesis.