Toward a combined merchant-regulatory mechanism for electricity transmission expansion

Abstract

Electricity transmission pricing and transmission grid expansion have received increasing regulatory and analytical attention in recent years. Since electricity transmission is a very special service with unusual characteristics, such as loop flows, the approaches have been largely tailor-made and not simply taken from the general economic literature or from the more specific but still general incentive regulation literature. An exception has been Vogelsang (2001), who postulated transmission cost and demand functions with fairly general properties and then adapted known regulatory adjustment processes to the electricity transmission problem. A concern with this approach has been that the properties of transmission cost and demand functions are little known but are suspected to differ from conventional functional forms. The assumed cost and demand properties in Vogelsang (2001) may actually not hold for transmission companies (Transcos). Loop-flows imply that certain investments in transmission upgrades cause negative network effects on other transmission links, so that capacity is multidimensional. Total network capacity might even decrease due to the addition of new capacity in certain transmission links. The transmission capacity cost function can be discontinuous. There are two disparate approaches to transmission investment: one employs the theory based on long-run financial rights (LTFTR) to transmission (merchant approach), while the other is based on the incentive-regulation hypothesis (regulatory approach). An independent system operator (ISO) handles the actual dispatch and operational pricing. The transmission firm is regulated through benchmark or price regulation to provide long-term investment incentives while avoiding congestion. In this paper we consider the elements that could combine the merchant and regulatory approaches in a setting with price-taking electricity generators and loads.

La fijación de precios en la transmisión y expansión de la red han recibido una creciente atención analítica y regulatoria en años recientes. Desde que la transmisión de electricidad es un servicio especial con características inusuales, como flujos circulares (loop flows), los enfoques han sido en gran parte “sacos a la medida” y no simplemente tomados de la literatura económica general o de la más específica (pero aún general) literatura de regulación por incentivos. Una excepción ha sido Vogelsang (2001), quien postuló funciones de costo y de demanda para la transmisión eléctrica con propiedades generales y luego adaptó procesos bien conocidos de ajuste regulatorio al problema de transmisión eléctrica. Una preocupación con este enfoque ha sido que las propiedades de las funciones de costo y de demanda para la transmisión son poco conocidas aunque se sospecha que difieren de las formas funcionales convencionales. Las propiedades de costo y demanda asumidas en Vogelsang (2001) podrían en realidad no cumplirse para las compañías de transmisión (Transcos). Los flujos circulares implican que ciertas inversiones para expandir la transmisión causan efectos negativos de red sobre otros vínculos de transmisión, de tal forma que la capacidad es multidimensional. La capacidad total de la red podría incluso decrecer con la adición de nueva capacidad en ciertas líneas de transmisión. La función de costos de la capacidad de transmisión puede ser discontinua. Existen dos enfoques diferentes para la inversión en transmisión: uno emplea la teoría basada en derechos financieros de largo plazo (LTFTR) para transmisión (enfoque de mercado), mientras que el otro está basado en la hipótesis de regulación por incentivos (enfoque regulatorio). Un operador independiente del sistema (ISO) maneja el despacho eléctrico así como el establecimiento de precios operacionales. La empresa de transmisión es regulada mediante regulación de precios o mediante regulación de referencia (benchmark) para proveer incentivos de inversión de largo plazo mientras se evita la congestión. En este documento consideramos los elementos que podrían combinar los enfoques de mercado y regulatorios en un escenario de generadores y cargas que son tomadores de precios.