Groupe d’études et de recherche en analyse des décisions

G-87-34

Théorie des jeux et marchés énergétiques: marché européen du gaz naturel et échanges d'électricité

Nous analysons dans cette thèse le marché européen du gaz naturel et les échanges d'électricité entre réseaux interconnectés dans le cadre de la théorie des jeux. Un modèle dynamique discret à horizon fini et stochastique représentant le marché européen du gaz naturel est proposé ainsi qu'un algorithme de calcul d'équilibres de Nash basé sur la représentation des conditions d'équilibre par une inégalité variationnelle. Des résultats numériques fondés sur des données réelles sont fournis et analysés. Par ailleurs, nous proposons un modèle qualitatif pour l'analyse économique des échanges d'électricité entre deux réseaux. Le modèle combine une formulation en commande optimale à horizon infini et une approche de jeux coopératifs. Ainsi le problème des échanges est décomposé en deux sous problèmes. Le premier consiste à déterminer la politique optimale d'échange et le deuxième à calculer les paiements latéraux qui égaliseraient les gains, des deux réseaux, engendrés par la coopération. Nous montrons que les quantités échangées sont déterminées en comparant, à chaque instant, les coûts marginaux de production des deux réseaux, tandis que le prix résulte de la comparaison des coûts individuels encourus en autarcie et en coopération respectivement. Nous discutons plusieurs schémas de prix qui réalisent les paiements latéraux désirés. Pour terminer, nous fournissons une illustration numérique de coopération entre deux réseaux et une deuxième entre trois réseaux.

, 187 pages