Data mining applications in power systems - case-studies and future trends

Presently power system operation produces huge volumes of data that is still treated in a very limited way. Knowledge discovery and machine learning can make use of these data resulting in relevant knowledge with very positive impact. In the context of competitive electricity markets these data is of even higher value making clear the trend to make data mining techniques application in power systems more relevant. This paper presents two cases based on real data, showing the importance of the use of data mining for supporting demand response and for supporting player strategic behavior.

Price forecasting in the day-ahead Iberian electricity market using a conjectural variations Arima model

Price forecast is a matter of concern for all participants in electricity markets, from suppliers to consumers through policy makers, which are interested in the accurate forecast of day-ahead electricity prices either for better decisions making or for an improved evaluation of the effectiveness of market rules and structure. This paper describes a methodology to forecast market prices in an electricity market using an ARIMA model applied to the conjectural variations of the firms acting in an electricity market. This methodology is applied to the Iberian electricity market to forecast market prices in the 24 hours of a working day. The methodology was then compared with two other methodologies, one called naive and the other a direct forecast of market prices using also an ARIMA model. Results show that the conjectural variations price forecast performs better than the naive and that it performs slightly better than the direct price forecast.

Data Mining Approach to support the Generation of Realistic Scenarios for Multi-Agent simulation of Electricity Markets

This paper presents the Realistic Scenarios Generator (RealScen), a tool that processes data from real electricity markets to generate realistic scenarios that enable the modeling of electricity market players’ characteristics and strategic behavior. The proposed tool provides significant advantages to the decision making process in an electricity market environment, especially when coupled with a multi-agent electricity markets simulator. The generation of realistic scenarios is performed using mechanisms for intelligent data analysis, which are based on artificial intelligence and data mining algorithms. These techniques allow the study of realistic scenarios, adapted to the existing markets, and improve the representation of market entities as software agents, enabling a detailed modeling of their profiles and strategies. This work contributes significantly to the understanding of the interactions between the entities acting in electricity markets by increasing the capability and realism of market simulations.

Three essays in risky behaviors

A PhD Dissertation, presented as part of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy from the NOVA - School of Business and Economics

The implications of mandatory low-cost fuel provision

This work studies fuel retail firms’ strategic behavior in a two-dimensional product differentiation framework. Following the mandatory provision of “low-cost” fuel we consider that capacity constraints force firms to eliminate of one the previously offered qualities. Firms play a two-stage game choosing fuel qualities from three possibilities (low-cost, medium quality and high quality fuel) and then prices having exogenous opposite locations. In the highest level of consumers’ heterogeneity, a subgame perfect Nash equilibrium exists in which firms both choose minimum quality differentiation. Consumers’ are worse off if no differentiation occurs in medium and high qualities. The effect over prices from the mandatory “low-cost” fuel law is ambiguous.

Analyse en identification partielle de la décision d'émigrer des étudiants africains

La migration internationale d’étudiants est un investissement couteux pour les familles dans beaucoup de pays en voie de développement. Cependant, cet investissement est susceptible de générer des bénéfices financiers et sociaux relativement importants aux investisseurs, tout autant que des externalités pour d’autres membres de la famille. Cette thèse s’intéresse à deux aspects importants de la migration des étudiants internationaux : (i) Qui part? Quels sont les déterminants de la probabilité de migration? (ii) Qui paie? Comment la famille s’organise-t-elle pour couvrir les frais de la migration? (iii) Qui y gagne? Ce flux migratoire est-il au bénéfice du pays d’origine? Entreprendre une telle étude met le chercheur en face de défis importants, notamment, l’absence de données complètes et fiables; la dispersion géographique des étudiants migrants en étant la cause première. La première contribution importante de ce travail est le développement d’une méthode de sondage en « boule de neige » pour des populations difficiles à atteindre, ainsi que d’estimateurs corrigeant les possibles biais de sélection. A partir de cette méthodologie, j’ai collecté des données incluant simultanément des étudiants migrants et non-migrants du Cameroun en utilisant une plateforme internet. Un second défi relativement bien documenté est la présence d’endogénéité du choix d’éducation. Nous tirons avantage des récents développements théoriques dans le traitement des problèmes d’identification dans les modèles de choix discrets pour résoudre cette difficulté, tout en conservant la simplicité des hypothèses nécessaires. Ce travail constitue l’une des premières applications de cette méthodologie à des questions de développement. Le premier chapitre de la thèse étudie la décision prise par la famille d’investir dans la migration étudiante. Il propose un modèle structurel empirique de choix discret qui reflète à la fois le rendement brut de la migration et la contrainte budgétaire liée au problème de choix des agents. Nos résultats démontrent que le choix du niveau final d’éducation, les résultats académiques et l’aide de la famille sont des déterminants importants de la probabilité d’émigrer, au contraire du genre qui ne semble pas affecter très significativement la décision familiale. Le second chapitre s’efforce de comprendre comment les agents décident de leur participation à la décision de migration et comment la famille partage les profits et décourage le phénomène de « passagers clandestins ». D’autres résultats dans la littérature sur l’identification partielle nous permettent de considérer des comportements stratégiques au sein de l’unité familiale. Les premières estimations suggèrent que le modèle « unitaire », où un agent représentatif maximise l’utilité familiale ne convient qu’aux familles composées des parents et de l’enfant. Les aidants extérieurs subissent un cout strictement positif pour leur participation, ce qui décourage leur implication. Les obligations familiales et sociales semblent expliquer les cas de participation d’un aidant, mieux qu’un possible altruisme de ces derniers. Finalement, le troisième chapitre présente le cadre théorique plus général dans lequel s’imbriquent les modèles développés dans les précédents chapitres. Les méthodes d’identification et d’inférence présentées sont spécialisées aux jeux finis avec information complète. Avec mes co-auteurs, nous proposons notamment une procédure combinatoire pour une implémentation efficace du bootstrap aux fins d’inférences dans les modèles cités ci-dessus. Nous en faisons une application sur les déterminants du choix familial de soins à long terme pour des parents âgés.

Bereitstellung von Früherkennungsinformationen für Unternehmen - Entwicklung und Einsatz eines Softwareinstrumentes

Die Unternehmensumwelt wird zunehmend von dynamischen Veränderungen und Turbulenzen geprägt. Globalisierung der Märkte und schneller wechselnde Umfeldveränderungen zwingen die Unternehmen dazu, ihr strategisches Verhalten ständig an neue Bedingungen anzupassen. Ein vorausschauendes Denken und Handeln wird immer notwendiger, da in vielen Branchen Produkte und Dienstleistungen in wesentlich kürzeren Zeitabständen als bisher durch Neue ersetzt werden. Um das unternehmerische Umfeld im Blick zu haben und über Pläne, Leistungen und Kompetenzen der Konkurrenten und Kunden über Marktveränderungen und technische Neuerungen etc. aktuell und vorausschauend informiert zu sein, wird ein intelligentes, systematisches Vorgehen bei der Informationsversorgung mit Umfeldinformationen benötigt. Die Dissertation befasst sich mit der Entwicklung, Implementierung und Untersuchung eines Softwareinstrumentes und systematischen Arbeitsprozesses, um die Versorgung von Managern und Mitarbeitern mit Umfeldinformationen (externen Informationen) zu verbessern um aufkommende Chancen und/oder Risiken frühzeitig zu erkennen. Der Schwerpunkt der Arbeit bezieht sich hauptsächlich auf die Phase der Informationsbereitstellung (Beschaffung, Verarbeitung und Präsentation) und dem Abruf der Umfeldinformationen durch die Manager und Mitarbeiter. Das entwickelte Softwareinstrument und die Arbeitsabläufe werden in drei Untersuchungsfirmen implementiert und evaluiert. Über eine schriftliche Befragung soll der Zustand vor Einführung des Softwareinstrumentes und Arbeitsabläufen und ein Jahr danach erfasst werden. Zur Ergänzung der Ergebnisse der schriftlichen Erhebung werden zusätzlich leitfadengestützte Einzelinterviews durchgeführt werden. Spezielle Auswertungen der Systemzugriffe sollen Aufschluss über den Nutzungsumfang und -häufigkeit im Zeitablauf geben. Über eine sukzessive Optimierung der Software und Arbeitsabläufe werden abschließend ein überarbeitetes Softwareinstrument sowie angepasste Arbeitsabläufe und ein Einführungsverfahren vorgestellt.

Análisis de los procesos de internacionalización en el sector petrolero : Ecopetrol, Petrobras Y Exxonmobil

El presente trabajo se centra en el fenómeno de la internacionalización dentro del sector petrolero. Para esto, se escogió a tres empresas: Ecopetrol, por ser la empresa colombiana más grande; Petrobras, el mayor representante de Latinoamérica; y Exxon Mobil, un gigante del petróleo a nivel mundial. Estas empresas, que se encuentran en diferentes etapas dentro de su proceso de la internacionalización, muestran comportamientos estratégicos similares. Son precisamente estas similitudes las que permitieron proponer un modelo de internacionalización generalizado para las diferentes empresas que componen dicho sector económico. Para alcanzar dicho modelo, se recurrió a diferentes teorías de internacionalización desarrolladas por varias escuelas de negocios en el mundo, tales como el Modelo Ecléctico, el de Uppsala o la Teoría de Redes. Cabe destacar que dicho modelo propuesto es una aproximación teórica a la realidad empresarial de las compañías petroleras, usando como marco de referencia una muestra pequeña de este tipo de organizaciones. Dentro de este modelo, los altos matices de complejidad propios del fenómeno de la internacionalización se ven reducidos de manera considerable, como parte del ejercicio académico propuesto en el presente estudio.

Análisis de la incidencia del White Paper, como herramienta de Política Exterior China, en las relaciones económicas y comerciales Sino-colombianas. Periodo 2008–2012

El propósito de este trabajo es analizar cuál ha sido la incidencia del White Paper, como herramienta de política exterior china, en las relaciones económicas y comerciales sino-colombianas entre los años 2008 y 2012. La mayoría del análisis se enfoca en los intercambios comerciales reflejados en la balanza comercial de ambos países y la incidencia que ha tenido el White Paper para la estabilización de una relación de acuerdo a los principios de su política exterior. Este trabajo busca describir los orígenes y la evolución de la relación económica y comercial bilateral y otros aspectos como los sectores que dinamizan tal relación de acuerdo a los intereses de China. Este trabajo describe las razones por las que, aunque la relación se ha fortalecido, hecho evidenciado en el incremento del flujo comercial, ésta sigue siendo desequilibrada y de dependencia.

Incidencia de la política "desarrollo pacífico" en las relaciones de china y la ASEAN. Una aproximación desde la soberanía de las islas Spratly, 2004 – 2012

El interés de este trabajo es el de analizar la Política Exterior de la Republica Popular China, más específicamente la conocida como Desarrollo Pacífico, y su incidencia en las disputas territoriales del Sudeste Asiático. El trabajo se dividirá en 3 partes, donde cada una tratara distintos aspectos del Desarrollo Pacífico, y través del mismo se explicará como por medio de distintos conceptos se pueden entender las múltiples posiciones chinas, así como las preocupaciones de los países que conforman el bloque ASEAN. El propósito de este documento será demostrar que a pesar de que dicha política ha ayudado de forma sustancial a mejorar las relaciones entre ambos bandos y ha traído bastantes beneficios políticos, no ha sido suficiente para eliminar la tensión en la zona y dar una solución a las disputas que se viven.

Asymmetrically fair rules for an indivisible good problem with a budget constraint

We study a particular restitution problem where there is an indivisible good (land or property) over which two agents have rights: the dispossessed agent and the owner. A third party, possibly the government, seeks to resolve the situation by assigning rights to one and compensate the other. There is also a maximum amount of money available for the compensation. We characterize a family of asymmetrically fair rules that are immune to strategic behavior, guarantee minimal welfare levels for the agents, and satisfy the budget constraint.

The impact of price promotions on producer strategies in markets with large product heterogeneity

Although current research indicates that increasing the number of options has negative effects on the cognitive ability of consumers, little understanding has been given to the consequences on producers and their strategic behavior. This article tests whether a large portfolio of products is beneficial to producers by observing UK consumer response to price promotions. The article shows that discounts induce mainly segment switching (74% of the total impact), with a limited effect on stockpiling (26%) and no impact on purchase incidence. Consequently, consumers prefer to “follow the discount” rather than purchase multiple units of the same wine. This result seems to explain the current structure of the market, and suggests that discounts may conflict with segment loyalty, a situation that disfavors producers, particularly in very populated segments. Results also casts doubts on the economic sustainability of competition based on an intense product differentiation in the wine sector.

Good and bad increases in ecological awareness: environmental differentiation revisited

We analyze a vertically differentiated market, assuming that conventional and green firms' products have different impacts on the environment. Heterogeneous consumers choose to be supplied by a conventional or a green firm, depending on their extra willingness to pay for a green product and the relative prices of the products in the market. We show that environmental awareness campaigns may have a negative impact on total welfare. This possibility is shown to exist without consumer misperceptions about the quality of green products and ruling out changes in the coverage and the structure of the market. Surprisingly, both conventional and green firms may benefit from heterogeneity-enhancing awareness campaigns, while social welfare is more likely to be enhanced by heterogeneity-reducing ones.

Um modelo de competição baseada em tempo nos mercados financeiros

O objetivo deste trabalho é modelar o comportamento estratégico dos indivíduos diante de um choque estocástico que desloca o preço de determinado ativo financeiro do seu equilíbrio inicial. Investiga-se o caminho do preço de mercado em direção ao novo equilíbrio, conduzido pelas sucessivas negociações dos agentes em busca de oportunidades de obter lucros imediatos. Os operadores, que por suposição possuem funções de utilidade avessas ao risco, devem escolher a quantidade ótima transacionada e quanto devem aguardar para executar as suas ordens, tendo em vista a diminuição da volatilidade do preço do ativo à medida que as transações se sucedem após o choque. Procura-se demonstrar que os operadores que aceitam incorrer em riscos mais elevados negociam com maior frequência e em volumes e velocidades maiores, usufruindo lucros esperados mais altos que os demais.

The Bayesian Foundations of solution concepts of games

We transform a non co-operati ve game into a -Bayesian decision problem for each player where the uncertainty faced by a player is the strategy choices of the other players, the pr iors of other players on the choice of other players, the priors over priors and so on.We provide a complete characterization between the extent of knowledge about the rationality of players and their ability to successfulIy eliminate strategies which are not best responses. This paper therefore provides the informational foundations of iteratively unàominated strategies and rationalizable strategic behavior (Bernheim (1984) and Pearce (1984». Moreover, sufficient condi tions are also found for Nash equilibrium behavior. We also provide Aumann's (1985) results on correlated equilibria .