Optimal transmission planning under the Mexican new electricity market

Abstract

This paper addresses electricity transmission planning under the new industry and institutional structure of the Mexican electricity market, which has engaged in a deep reform process after decades of a state-owned vertically-integrated non-competitive closed industry. Under this new structure, characterized by a nodal pricing system and an independent system operator (ISO), we analyze welfare-optimal network expansion with two modeling strategies. In a first model, we propose the use of an incentive price-cap mechanism to promote the expansion of Mexican networks. In a second model, we study centrally-planned grid expansion in Mexico by an ISO within a power-flow model. We carry out comparisons of these models which provide us with hints to evaluate the actual transmission planning process proposed by Mexican authorities (Prodesen). We obtain: 1) the Prodesen plan appears to be a convergent welfareoptimal planning process, and 2) incentive regulation in Mexico could further help to implement such an optimal process.

Este trabajo tiene por objetivo analizar el proceso de planeación de la transmisión eléctrica en el contexto del nuevo esquema del mercado eléctrico en México, que ha entrado en un profundo proceso de reforma después de décadas de tener una estructura verticalmente integrada donde la empresa estatal controlaba todo el sector. Bajo esta nueva estructura, que permite el uso precios nodales y la existencia de un operador independiente (ISO), analizamos la óptima expansión de la red de transmisión utilizando dos estrategias de modelación. Se propone un primer modelo de regulación por incentivos, precio máximo, para promover la expansión de la red. El segundo modelo plantea la existencia de un planeador central que utiliza modelos de flujo de energía para tomar las decisiones de expansión. Se realizan comparaciones entre ambos modelos con el fin de proporcionar pistas que permitan evaluar el proceso actual de expansión de la red (Prodesen) propuesto por las autoridades mexicanas. Se obtiene que: i) el plan propuesto por el Prodesen parece ser un proceso de planeación de maximización de bienestar convergente y ii) la regulación por incentivos puede contribuir a la implementación tal proceso óptimo.