I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   3 J u n e   201 9 ,   p p .   1561 ~ 1 5 6 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 3 . pp 1 5 6 1 - 1568          1561       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Risk a ss ess m e nt  f o r ancilla ry  serv ices       O m er   H a dzic 1 S m a j o   B is a n o v i c 2   1 In d e p e n d e n t   S y ste m   Op e ra to in   Bo sn ia an d   He rz e g o v in a Bo sn ia  a n d   He rz e g o v in a   2 P u b l ic E n ter p rise   El e k tro p riv re d a   o f   Bo sn ia an d   He rz e g o v in a   d . d . - S a ra jev o Bo sn ia an d   He rz e g o v in a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   No v   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   1 9 ,   2 0 1 8       T h e   p o w e trad in g   a n d   a n c il lary   se rv ice p ro v isio n   c o m p rise   tec h n ica a n d   f in a n c ial  risk a n d   th e re f o re   re q u ire  a   stru c tu re d   risk   m a n a g e m e n t .   F o c u i n   th is  p a p e is  o n   f in a n c ial  risk   m a n a g e m e n th a is   im p o rtan f o th e   sy ste m   o p e ra to f a c e w h e n   p ro v i d in g   a n d   u sin g   a n c il lary   se rv ic e f o b a lan c in g   o p o w e s y ste m .   Ris k   o n   a n c il lar y   se rv ice p o rtf o li o   is  m o d e led   th r o u g h   v a lu e   a risk   a n d   c o n d it i o n a v a lu e   a risk   m e a su re s.  T h e   a p p li c a ti o n   o f   th e se   risk   m e a su re in   p o w e sy st e m   is  g iv e n   in   d e tail   to   sh o w   h o w   to   u si n g   th e   risk   c o n c e p i n   p ra c ti c e .   Co n d it io n a v a lu e   a risk   o p t im iza ti o n   is  a n a l y se d   in   t h e   c o n tex o f   p o rtf o li o   se lec ti o n   a n d   h o w   to   a p p ly   th is  o p ti m iza ti o n   f o h e d g i n g   a   p o rtf o li o   c o n sist in g   o f   d if f e re n ty p e s o f   a n c il lar y   se rv i c e s.    K ey w o r d s :   A nc illar y   s er v ice s   C o n d itio n a l v al u at  r is k   P o r tf o lio   o p tim izatio n   Valu at  r is k   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S m aj o   B is an o v ic,     P u b lic  E n ter p r is E lek tr o p r iv r ed o f   B o s n ia  an d   Her ze g o v i n d . d . - Sar aj ev o ,   Vils o n o v o   s etalis te  1 5 ,   7 1 0 0 0   Sar a j ev o ,   B o s n ia  an d   Her ze g o v i n a.   E m ail:  s . b i s an o v ic@ ep b i h . b a       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   an   e n er g y - ec o n o m ical  co n tex t,  it  i s   n ec e s s ar y   to   d is cu s s   r is k   m an a g e m en in   r elat i o n   to   t w o   d if f er e n b u clo s e l y   r elate d   a s p ec ts t h elec tr icit y   m ar k et  an d   th a n cillar y   s er v ice  p r o v is io n .   I n   t h co n te x t   o f   t h elec tr ici t y   m ar k et,   r i s k   m a n a g e m e n t   d if f er s   f r o m   s h o r t - ter m   an d   lo n g - ter m   tr ad in g .   I n   b o th   tr ad in g   ac tiv itie s ,   r is k   m an a g e m en is   i m p o r tan a n d   i s   alr ea d y   u s e d   in   co m p an ies.   T h m o s i m p o r tan r is k s   ar th e   p r ice  r is k   a n d   th e   r is k   o f   n o b ein g   ab le  to   p r o d u ce   th s o ld   en er g y   to   co n tr ac p ar tn er .   An o th er   a s p ec o f   r is k   m a n a g e m e n t   is   co n ce r n e d   w i th   an c illar y   s er v ice  p r o v i s io n .   An cil lar y   s er v ice s ,   s u c h   as  f r eq u e n c y   a n d   v o ltag co n tr o l,  ar r eq u ir ed   f o r   r eliab le  an d   s tab le  p o w er   s u p p l y .   R eg ar d i n g   f o r   ex a m p l s ec o n d ar y   co n tr o l   r eser v e,   p o w er   u n its   ca n   s ell   co n s ta n p o w er   r eser v e   to   t h o p er atin g   r eser v m ar k et ,   r ea li s in g   a   v ar iab le   p r ice  th at  o r ien tate s   it s el f   o n   th b id   o f   th u n it  o w n er .   T h is   p o w er   r eser v w il b ac ti v ated   w h e n   o cc u r ed   i m b alan ce   o r   w h e n   t h f r eq u e n c y   is   h i g h er   o r   lo w er   th a n   t h n o m in al   v a lu e.   T h u n ce r tai n t y   o f   th e   s u r p lu s   o r   d ef icit p o w er   p r o d u ctio n   y ield s   th r is k   o f   r etr ib u t io n   p a y m en t to   th o p er atin g   r eser v m ar k et   [ 1 ] .   An cillar y   s er v ices  i n   th p o w e r   s y s te m   i n   an y   co u n tr y   o f   t h w o r ld   ar i m p o r tan f o r   o v er al s ec u r it y   an d   r eliab ilit y   o f   t h s y s te m .   T h eir   i m p o r tan ce   is   co n tai n ed   w i th i n   t h p r o ce s s   o f   s u p p o r tin g   t h b asic   f u n ctio n s   o f   th s y s te m   ( ac ti v p o w er   g e n er atio n ,   elec tr ic it y   s u p p l y )   an d   t h e y   ar p r o v id ed   b y   s u b j ec ts   r esp o n s ib le  f o r   g e n er atio n ,   tr an s m is s io n ,   d is t r ib u tio n   a n d   co n tr o ( co n tr o l+ r eg u latio n )   o f   t h s y s te m .   An   i m p o r ta n ch ar ac ter i s tic  o f   an ci llar y   s er v ice s   in   t h p o w er   s y s te m   i s   to   p r o v id at  an y   m o m en t   t h eir   av ailab ilit y   i n   ter m s   o f   t h eir   ca p ac it y /q u a n tit y .   T h er ef o r th co s ts   o f   an ci llar y   s er v i ce s   ar d ef in ed   as   o p p o r tu n it y - co s ts   o r   as  co s ts   o f   u n d eli v er ed   ac tiv p o w er   i n   th p o w er   s y s te m   i n   an   a m o u n in   w h ic h   s p ec i f ic   an cillar y   s er v ice  i s   to   b en s u r ed   [ 1 ] .   I t is  v er y   i m p o r tan to   d eter m i n co s t s   f o r   ea ch   o f   t h a n cilla r y   s er v ices   s i n ce   to d a y   f o r   m o s t o f   t h e m   th er ar n o   ad eq u ate  a n d   av ailab le - r eliab le  d ata.   I n   ad d iti o n ,   it  i s   i m p o r tan t,  i n   tec h n o - ec o n o m i a n d   le g al   ter m s ,   to   ex p lo r t h is s u e   o f   e n s u r i n g   an c illar y   s er v ices   in   t h e   m ar k et  e n v ir o n m e n s u ch   as:   liab ilit y   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 5 6 1   -   1 5 6 8   1562   p r o v id an cillar y   s er v ices,   p r o v id in g   a n cillar y   s er v ice s   o n   th e   co n tr ac t   b asis   ( f o r   e x a m p le,   b y   p er io d ical   ten d er   an n o u n ce m en t) ,   p r o cu r e m en o f   a n cil lar y   s er v ice s   i n   th m ar k e ( f o r   e x a m p le,   t h r o u g h   t h i n itial  b id   m ar k et  o f   an cil lar y   s er v ices,  w h er is   i n itial b id   m ar k et    m ar k et  w it h   s et  i n itial p r ice s ) .   Fo r   th s y s te m   o p er ato r   it  is   im p o r ta n to   h av s o m k n o w l ed g o f   its   r is k   ex p o s u r e.   R is k s   ca n   co m e   f r o m   u n ce r tain t y   in   m ar k et s ,   p r o j ec f ailu r es,  le g al   liab ili ties ,   ac cid en ts   a n d   n at u r al  c au s e s .   So   t h r i s k   m an a g e m e n i s   t h id en t if icati o n ,   ass e s s m e n a n d   p r io r itizatio n   o f   r i s k s   ( b y   r i s k   m ea s u r e m en ts )   f o llo w ed   b y   co o r d in ated   an d   ec o n o m ical  a p p licatio n   o f   r eso u r ce s   to   m i n i m ize,   m o n ito r   an d   co n tr o th e   p r o b ab ilit y   a n d /o r   i m p ac o f   u n f o r tu n ate  e v en t s   ( b y   r i s k   tr ea t m e n t s )   [ 2 ] .   Ma r k et  r is k   is   co m p le x   s u b j ec w ith   m u lt ip le  d i m en s io n s   an d   i m p licatio n s   f o r   elec tr icit y   b u s i n es s   ac ti v i t y .   A n a l y t ical  r is k   m ea s u r es  s u c h   as  tr ad itio n a Gr ee k   m ea s u r es  o r   h ig h - o r d er   an d   cr o s s - s e n s iti v ities   allo w   u s   to   co n tr o i n   d etail  m ar k e r is k ,   b u s o m eti m es   th ese  a n al y tical   r is k   m ea s u r es  ar to o   tech n ical   to   b u n d er s to o d   b y   n o n - tec h n ical  s ta f f   o r   b y     m an a g e m e n [ 3 ] .   Hen ce ,   it  i s   n ec ess ar y   to   m ak s y n t h esis   o f   th i n f o r m atio n   co n t ain ed   in   an al y tica l   m ea s u r es  in to   a   m o r in te lli g ib le  f o r m .   T h n at u r al  w a y   o f   cr ea ti n g   s u c h   t y p o f   r is k   m ea s u r is   th at   o f   ass es s i n g   t h i m p ac o f   r is k y   ev en t s   in   m o n etar y   ter m s ,   b ec au s n o n - tech n ical  p eo p le  ar also   ca p ab le   o f   u n d er s ta n d in g   t h m ea n i n g   o f   p o ten tial  m o n etar y   ( o r   ec o n o m ic)   lo s s .   T h is   is   e x ac tl y   th r ea s o n   w h y   s y n t h etic  r is k   m ea s u r es  h a v e   b ee n   in tr o d u ce d   an d   h a v r ea ch ed   v er y   h ig h   i m p o r tan ce   in   t h la s te n     y ea r s   [ 1 ] .   A   t y p ica ex a m p le  is   r ep r esen ted   b y   Val u at  R i s k ,   b u t h is   in d ice  is   n o t h o n l y   s y n t h etic   r is k   m ea s u r i m p o r ta n to   co n s id e r   in   t h elec tr icit y   f ield ,   esp e ciall y   i f   th b u s i n es s   w ar in te r ested   to   r is k - ass es s   is   n o t c o m p letel y   b ased   o n   f i n an cia l tr ad in g   [ 3 - 5 ] .   I n   th i s   p ap er   r is k   m ea s u r es  Va lu at  R is k   an d   C o n d itio n a V alu at  R is k   ar u s ed   f o r   th a s s es s m en t   r is k   i n   t h e   a n cil lar y   s er v ice s   p r o v is io n .   At  t h b eg i n n i n g   o f   th p r o ce d u r to   s p e ci f y   a   r is k   m ea s u r e,   o n h a s   to   d eter m i n p r o b ab ilit y   d i s tr ib u tio n   f u n ctio n   o f   th v a r iab le  o f   in ter est,  w h er n o r m al l y   d is tr ib u ted   f u n ctio n   ca n   b as s u m ed .   T h i s   as s u m p tio n   is   o f te n   j u s tifie d   in   a   f in a n cial   co n te x t.  I n   o r d er   to   f i n d   t h r ig h t   p ar am eter s   o f   th d is tr ib u tio n   f u n ct io n ,   f o r   in s ta n ce s   m e an   v al u an d   s tan d ar d   d ev iatio n   f o r   n o r m a l   d is tr ib u tio n ,   o n h a s   to   h av s o m d ata  ab o u th v ar iab le.   On p o s s ib ilit y   i s   to   tak h is to r ic  v alu es  o f   t h e   v ar iab le  an d /o r   it s   f r eq u en c y   o f   o cc u r r en ce .   T h s ec o n d   p o s s ib ilit y   i s   to   s i m u late   th e   p r o b lem   ( i n   Mo n te - C ar lo   s i m u lat io n )   an d   ex tr ac o u t o f   th e s r es u lts   t h n ee d ed   d ata  [ 6 ,   7 ] .   T h is   p ap er   is   o r g an ized   as   f o llo w s .   Sec tio n   2   p r o v id es   th m at h e m atica f r a m e w o r k   f o r   r is k   m ea s u r es  s u ch   as  Val u at  R i s k   an d   C o n d it io n al  Val u at  R is k .   I n   Sectio n   3   th r esu lt s   ar p r esen ted   an d   d is cu s s ed .   T h co n clu s io n s   a n d   p o in t to   f u t u r r esear ch   ar o u tli n ed   in   Sect io n   4 .       2.   VALU E - AT - R I SK   AND  CO NDIT I O NA L   VAL UE - AT - RIS K   AS A   R I SK   M E ASUR E S   I n   th i s   c h ap ter   th m at h e m at ical  d ef i n iti o n s   o f   Valu a R is k   a n d   C o n d itio n al  Val u at  R is k   ar g iv e n ,   f o llo w ed   b y   a n   in tu i tiv d escr ip tio n   o f   th eir   p r o p er ties   an d   in ter ac tio n s .     2 . 1 .       V a lue a t   Ris k   Valu at   R is k   ( Va R )   is   th e   m a x i m u m   lo s s   c   t h at  w i ll  n o b ex ce ed ed   at  g i v en   co n f id en c lev el     Fo r   g i v e n   p o r tf o lio ,   p r o b a b ilit y   d i s tr ib u tio n ,   p r o b ab ilit y   le v el  a n d   ti m h o r izo n ,   V aR   is   d ef i n ed   as   a   th r es h o ld   v al u s u ch   th at   th p r o b a b ilit y   t h at  t h lo s s   o n   t h p o r tf o lio ,   b ased   o n   ( f air )   m ar k et  p r ices  w it h o u t   tr ad in g   in   th e   p o r tf o lio   an d   o v er   t h g iv e n   ti m h o r izo n ,   e x ce ed s   t h i s   v alu e   is   th e   g iv e n   p r o b ab ilit y   le v el.   T h is   g iv e s   t h f o l lo w i n g   m at h e m atica l d ef in i tio n   o f   Va R   [ 8 ,   9 ] .     Let X   b a   r a n d o va r ia b le  r e p r esen tin g   lo s s .   Give n   p a r a me ter 0     < 1 ,   th - Va R   o f X   is :     ( ) m i n { : ( ) } V a R X c P X c   ( 1 )     VaR c an   h av s ev er al  eq u iv al en t in ter p r etatio n s   [ 9 ]:     VaR ( X)   is   t h min imu m   lo s s   th at  w ill  n o t b ex ce ed ed   w it h   p r o b a b ilit y   ;     VaR ( X)   is   t h - q u a n tile o f   t h d is tr ib u tio n   o f   X ;     VaR ( X )   is   t h s ma lle s t   lo s s   i n   th ( 1 ) 1 0 0 w o r s t c ases ;     VaR ( X)   is   t h h ig h est   lo s s   in   th 1 0 0 % b est ca s es.   Su p p o s th c u r r en p r ice  o f   p o r tf o lio   is   P 0   an d   th r ate  o f   r etu r n   R   f o r   t h is   p o r tf o lio   i s   n o r m al l y   d is tr ib u ted   w it h   m ea n   μ   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   σ .   T h en   th e   p o r tf o lio   v alu e   at  t h en d   o f   th ti m h o r izo n   i s   P 1   (1 +R) × P 0   w it h   m ea n   (1 + μ ) × P 0   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   σ P 0 Firstl y ,   w d en o te  t h lo w e s p o r tf o lio   v al u e   at  s o m co n f id e n ce   lev el    as   P * 1   ( 1 + R * ) × P * 0 .   T h en   th e   VaR  n u m b er   r elativ to   th ex p ec ted   r etu r n   is   VaR ( mea n )   E [ P 1   P * 1   =   ( 1 + μ) × P 0     ( 1 + R * ) × P 0   ( μ R * ) × P 0 .   A s s u m in g   t h ex p e cted   r etu r n   is   ze r o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R is a s s es s men t fo r   a n cilla r s ervices  ( Ome r   Ha d z ic )   1563   VaR( z ero )   −( P * 1     P 0 )   =   P 0 R * Nex w ca n   ap p l y   t h tr a n s f o r m atio n   eq u atio n   k   ( z )/ ,   w it h   z   Va R   an d   k   k ,   t h u s   Va R   k   ( k     n u m b er   co r r esp o n d in g   to   th co n f id e n ce   le v el  ) .   T h en   it  is   R *   ( k ) .   B y   s u b s t itu tin g   R *   in to   t h ab o v eq u atio n s ,   w h a v th f o l lo w i n g   t w o   f o r m u las  [ 8 ] VaR ( z ero )   ( k ) × P 0   an d   VaR( mea n )   k P 0 .   I f   th e   co n f id en ce   le v el    i s   g i v e n   an d   th p o r tf o lio   v al u is   k n o wn ,   th o n l y   v ar iab le   is   th s tan d ar d   d ev iatio n   o f   th r ate  o f   r etu r n .   T h to o th at  is   ex tr e m el y   u s e f u to   m an a g r i s k   is   t h co m p o n en t   VaR,  w h ic h   is   p ar tit io n   o f   t h e   p o r tf o lio   VaR  t h at  in d icate s   th c h an g o f   Va R   i f   g iv e n   co m p o n e n t   w as   d elete d .   T h co m p o n e n t   Va R   m ea s u r es   th e   to tal  co n tr ib u tio n   o f   co m p o n en t   i   to   th e   o v er al p o r tf o lio   VaR   a n d   ca n   u n iq u el y   b a ttrib u ted   to   ea ch   o f   th in d i v id u al   co m p o n en ts   a n d   a g g r e g ate  li n ea r l y   i n t o   th to tal  d i v er s i f ied   p o r tf o li o   VaR W ca n   u s e   it  to   h a v r is k   d ec o m p o s itio n   o f   th c u r r en p o r tf o lio .   T h e   s u m   o f   in d ivid u a l   VaRs   i s   n o s o   u s ef u s i n ce   it   d is ca r d s   th d iv er s i f icatio n   e f f ec ts .   T h u s ,   w d e f in th co m p o n en Va R   in   ter m   o f   ma r g in a l   VaR  ( Δ Va R )   as   f o llo w s   [ 8 ] :   C m p _ VaR i   ( Δ V aR i ) × w i P   ( VaR/P ) ×β i ×w i P   =   VaR×( β i w i ) .   No te  th at  th s u m   o f   all  co m p o n en t   VaRs   ( C m p _ Va R )   is   th e   VaR   f o r   t h e   en tire   p o r tf o lio (i= 1;n )   C m p _ Va R i   VaR×( (i= 1;n)   β i w i )   =   VaR ,   w h er e   is β i   =   i, P /( p ) 2 ,   w i     w ei g h d ef in ed   b y   w i   P i /P ,   P     p o r tf o lio   v alu e,   P i     v alu o f   ass et  i i, P     c o v ar ian ce   b et w ee n   i th   as s et  ( i th   t y p e   o f   a n cillar y   s er v ice )   a n d   p o r tf o lio ,   ( p ) 2     s ta n d ar d   d ev iatio n   f o r   r etu r n   r ate  o f   t h p o r tf o lio .   I n tu it iv el y   th e   m ar g in a r is k   o f   a   p o r tf o lio   w it h   r esp ec to   a n   a s s et,   i s   t h e   in cr e m en t   i n   r is k   th a t   o b tain ed   b y   b u y i n g   s m all  a m o u n o f   t h at  as s et.   T h m ar g in al  Va R   is   d ef in ed   as  t h e   p ar tial  d er iv ati v w it h   r esp ec to   th co m p o n en w e ig h t.  A cc o r d in g   to   r ef er en ce   [ 8 ] ,   i t   m ea s u r e   is   d e fi n ed   to   b th ch an g i n   p o r tf o lio   r is k   r es u lti n g   f r o m   tak i n g   a n   ad d itio n al   d o llar   to   co m p o n e n t Δ Va R i   k × i ,P / p   =   k × p ×β i   ( VaR /P ) ×β i I n d iv id u a V A R   r ep r esen ts   t h V AR   as s o ciate d   to   in d iv id u al   co m p o n e n o r   ass et  co n s tit u ti n g   p o r tf o lio   n o ta k i n g   i n to   co n s id er atio n   d i v er s i f icatio n   b en ef its .   I n d i v id u al   V AR   i s   ca lc u lated   t h r o u g h   t h e   f o llo w in g   eq u atio n VaR i   k i P i ,   w h er i   r ep r esen ts   t h ass et  ( t y p o f   an ci llar y   s er v ice )   v o latilit y   o v er   p ast  p er io d .     2 . 2 .       C o nd it io na l V a lue a t   R is k   T h g en er al  d e fi n i tio n   o f   C o n d itio n al  Valu e   at  R is k   ( C V aR )   is   a s   f o llo w s .   A t h i s   p o in t,  o n l y   th e   C VaR  d e fi n i tio n   f o r   co n tin u o u s   r an d o m   v ar iab les  w ill  b g iv en   to   cr ea te  a   m o r in t u iti v in tr o d u ctio n   i n to   th e   to p ic.   Fo r   co n t in u o u s   v ar iab le  X ,   th e   C Va R   i s   t h e x p ec ted   lo s s ,   co n d itio n a l   o n   th f ac t h at  th e   lo s s   ex ce ed s   th Va R   at  t h g i v e n   co n fi d e n ce   lev el .   Let  X   b a   co n tin u o u s   r a n d o va r ia b le  r ep r esen tin g   lo s s .   Give p a r a mete r   0     <   1 ,   t h - C Va R   o f X   is :     ( ) [ | ( ) ] C V a R X X X V a R X   E   ( 2 )     Fu n d a m e n tal  p r o p er ties   o f   C VaR,  as  a   m ea s u r o f   r is k   w i th   s ig n i f ica n ad v a n ta g es  o v e r   VaR,  ar d er iv ed   f o r   lo s s   d is tr ib u tio n s   in   f i n an ce   t h at  ca n   i n v o l v d is cr ee tn es s .   Su c h   d is tr ib u tio n s   ar o f   p ar ticu lar   i m p o r tan ce   i n   ap p licatio n s   b ec au s o f   t h p r ev ale n ce   o f   m o d el s   b ased   o n   s ce n ar io s   a n d   f in ite   s a m p li n g .   C VaR  is   ab le  to   q u a n ti f y   d an g er s   b e y o n d   Va R ,   an d   m o r eo v er   it  is   co h er en t.  I p r o v id es  o p ti m izat io n   s h o r tcu t s   w h ic h ,   t h r o u g h   li n e ar   p r o g r am m i n g   tech n iq u es,  m ak e   p r ac tical  m a n y   lar g e - s c ale  ca lcu lat io n s   th at   co u ld   o th er w is b o u t o f   r ea c h .   Fo r   co n tin u o u s   lo s s   d is tr ib u ti o n s ,   t h C VaR   at  a   g i v e n   co n f id en ce   lev el   is   t h e x p ec ted   lo s s   g i v e n   th at  th e   lo s s   is   g r ea ter   t h a n   t h VaR   at   t h at  lev el,   o r   f o r   t h a m a tter ,   th e   ex p ec ted   lo s s   g i v en   t h at  t h lo s s   is   g r ea ter   t h an   o r   eq u al  to   th e   Va R .   Fo r   d is tr ib u tio n s   w i th   p o s s i b le  d is co n ti n u ities ,   h o w e v er ,   i t h a s   m o r s u b tle   d ef in i tio n   a n d   ca n   d if er   f r o m   eit h er   o f   t h o s q u a n titi e s ,   w h ic h   f o r   c o n v en ien ce   i n   co m p ar is io n   ca n   b d esig n ated   b y   C VaR +   an d   C VaR ,   r esp ec tiv el y .   C VaR +   h as  s o m eti m es   b ee n   ca lled   " mea n   s h o r tfa ll " ,   w h ile   " ta il V a R "   is   ter m   t h at  h as b ee n   s u g g es ted   f o r   C VaR .   Ge n er all y   [ 9 ] :     C VaR +   ( u p p er C V a R )   is   ex p ec ted   va lu o f X   s tr ictly   ex ce ed in g   V a R :     ( ) [ | ( ) ] CV a R X X X V a R X  E   ( 3 )     C VaR   ( lo w e r   C V a R )   is   ex p ec ted   va lu o f X   w ea kly  ex ce ed i n g V a R :     ( ) [ | ( ) ] CV a R X X X V a R X  E   ( 4 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 5 6 1   -   1 5 6 8   1564   C VaR i s   co n v ex ,   b u t V a R ,   C VaR ,   C Va R +   m a y   b n o n - co n v ex . T h f o llo w i n g   i n eq u a liti e s   ar v alid :   ( ) ( ) ( ) ( ) V a R X CV a R X CV a R X CV a R X    ( 5 )     Fig u r 1   s h o w s   t h Va R   an d   C VaR  f o r   s p ec if i co n tin u o u s   r an d o m   v ar iab le  X.   T h e   cu m u lat iv e   d is tr ib u tio n   f u n ctio n   o f   X   ca n   b u s ed   to   f i n d   VaR ( X) ,   an d   VaR ( X)   ca n   b u s ed   i n   tu r n   to   ca lc u late   C VaR ( X) .           Fig u r e   1 .   VaR ( X)   an d   C Va R ( X)   o f   r an d o m   v ar iab le  r ep r esen tin g   lo s s       2 . 3 .       C o nd it io na l V a lue a t   R is k   o pti m iza t io n t heo ry   P o r tf o lio   co n s is ts   o f   n   i n s tr u m en ts .   L et  x   = ( x 1 x 2 ,   …,   x n )   b v ec to r   o f   p o s itio n s ,     = ( 1 2 ,   …,   n b v ec to r   o f   in itial  p r ices,  an d   y   ( y 1 y 2 ,   …,   y n )   b e   v ec to r   o f   u n ce r tain   p r ices  in   t h e   n ex d a y .   T h lo s s   f u n ctio n   eq u a ls   t h d i f f er en c b et w ee n   t h c u r r en t   v a lu e   o f   t h p o r tf o lio   ( x 1 1   +   x 2 + +   x n n )   a n d   a n   u n ce r tai n   v alu o f   th p o r tf o li o   at  th n ex t d a y   ( x 1 y 1   +   x 2 y + +   x n y n ):     1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 ( , ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) n n n n n n n x x x x y x y x y x y x f y x y  xy   ( 6 )     I f   w d o   n o allo w   s h o r p o s it io s ,   th f ea s ib le  s et  o f   p o r tf o lio s   is   n - d i m e n s io n al  s et  o f   n o n - n e g ati v e   n u m b er s X   {( x 1 x 2 ,   …,   x n ) ,   x 1     0 ,   x 2     0 ,   …,   x n     0 }.   Scen ar io s   y j   ( y j 1 y j 2 ,   …,   y j n ) ,   j   1 , 2 ,   …,   J ,   ar e   s a m p le  d ail y   p r ices ( h is to r ical  d ata  f o r   J   tr a d in g   d a y s ) .   C VaR  m i n i m izatio n :     {} m i n C V a R xX   ( 7 )       C u m u l a t i v e   p r o b a b i l i t y P r o b a b i l i t y   d e n s i t y C u m u l a t i v e   d i s t r i b u t i o n   f u n c t i o n   o f   X P r o b a b i l i t y   d e n s i t y   f u n c t i o n   o f   X 0 , 2 0 , 1 0 , 0 0 , 0 v a ri a b l e   X v a ri a b l e   X 0 , 4 0 , 2 0 , 6 0 , 3 0 , 8 0 , 4 1 , 0 0 , 5 95 %   V aR 95 %  C V aR 95 %   V aR Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R is a s s es s men t fo r   a n cilla r s ervices  ( Ome r   Ha d z ic )   1565   ca n   b r ed u ce d   to   th f o llo w in g   lin ea r   p r o g r a m m i n g   p r o b le m   [ 1 0 ] :      { , , } 1 m i n J J j z j vz  x X R R   ( 8 )     s u b j ec t to                       1 ( , ) , 0 , 1 , 2 , . . . , , ( ( 1 ) ) j j j z f z j J v J c o n s t xy   ( 9 )     B y   s o l v i n g   l in ea r   p r o g r a m m i n g   w f i n d   an   o p ti m al  p o r tf o l io   x * ,   co r r esp o n d in g   Va R ,   wh ich   eq u als   to   th lo w est  o p ti m a * ,   a n d   m i n i m al  C Va R ,   w h ich   eq u al s   to   th o p ti m al  v al u o f   t h lin ea r   p er f o r m a n ce   f u n ctio n .   C o n s tr ain t s   x     X   m a y   ac co u n t   f o r   v ar io u s   tr ad i n g   co n s tr ain ts ,   i n clu d i n g   m ea n   r etu r n   co n s tr ain t   ( ex p ec ted   r etu r n   s h o u ld   e x ce ed   1 0 %).   Sim ilar   to   r etu r n - v ar ian ce   an al y s i s ,   w ca n   co n s tr u ct  an   e f f icien t   f r o n tier   an d   f in d   tan g e n p o r tf o lio .   C VaR  co n s tr ai n ts   i n   o p ti m izatio n   p r o b lem s   ca n   b r ep lace d   b y   s et  o f   lin ea r   co n s tr ai n t s .   So ,     C V aR C   ( 1 0 )     ca n   b r ep lace d   b y   lin ea r   co n s tr ain ts :                       1 1 ( , ) , 0 , 1 , 2 , . . . , , ( ( 1 ) ) J j j j j j v z C z f z j J v J c on s t xy   ( 1 1 )     L o s s   d is tr ib u tio n   ca n   b s h ap ed   u s i n g   m u ltip le  C VaR   co n s tr ain ts   at  d i f f er en co n f id en ce   lev el s   i n   d if f er e n ti m es.  T h r ed u ctio n   o f   th C VaR  r i s k   m a n ag e m e n p r o b lem s   to   lin ea r   p r o g r a m m i n g   i s   r elativ e l y   s i m p le   f ac f o llo w in g   f r o m   p o s s ib ilit y   to   r ep lace   C Va R   b y   s o m e   f u n ctio n   F( x ) ,   w h ic h   i s   co n v e x   a n d   p iece - w i s li n ea r   w i th   r esp ec t to   x   a n d     [ 1 0 ] .       3.   NUM E RICAL   R E SU L T S   C alcu latio n   o f   t h r is k   m ea s u r es  VaR  an d   C VaR  f o r   p o r tf o lio   th at  co n tai n s   m o r r eso u r ce s   is   m o r e   co m p le x   an d   in   p r ac tice  m o r r ea lis tic  task   th a n   ca lcu la tin g   th ese  r is k   m ea s u r es  f o r   ju s o n i n s tr u m e n t .   T h f o llo w in g   i s   t h e   te s ca s f o r   ca lc u lati n g   VaR   an d   C VaR  r is k   m ea s u r es   o f   s u ch   a   p o r tf o lio ,   w h ic h   i s   m et h o d o lo g icall y   b ased   o n   th m o d er n   Ma r k o w i tz  p o r tf o lio   th eo r y .   T h is   in c lu d es  p o r tf o lio   d iv er s if icatio n   ele m e n ts ,   in tr o d u cin g   a   co r r elatio n   m atr i x   f o r   all   th e   i n d iv id u al  i n s tr u m e n ts   w it h i n   t h p o r tf o lio   ( i n   t h i s   ca s e,   th ca p ac it ie s   o f   a n cillar y   s er v ices  f o r   b alan ci n g   o f   p o w er   s y s te m ) .   I n   t h is   test   ca s e ,   t h s y s te m   o p er ato r   f o r   f u n ctio n s   b ala n ci n g   o f   p o w er   s y s te m   h a s   t h ca p ac ities   o f   s ec o n d ar y   an d   ter tiar y   r ese r v es.  I ts   p o r tf o lio ,   f i n an cia ll y ,   i s   t h r ev e n u e s   o f   ' up '   a n d   ' d o w n '   s ec o n d ar y   co n tr o l   en er g y ,   t h ' up '   a n d   ' d o w n '   ter tiar y   co n tr o l   en er g y   an d   t h en er g y   to   s ec u r th s y s te m 's  s a f et y .   So ,   i n   th is   ca s e,   t h p o r tf o lio   co n s is t s   o f   f i v co n tr o l   r eso u r ce s   ( in s tr u m e n ts ) .   I n   th e   f o r th co m in g   p er io d   o f   7   d a y s   ( 1 6 8   h o u r s ) ,   th s y s te m   o p er ato r   h as  p o r tf o lio   o f   8 1 5 . 0 0 0 , $ ,   w it h   t h p ar am eter s   o f   ea c h   i n s tr u m e n t   as  f o llo w s :   a.   f o r   s ec o n d ar y   co n tr o en er g y   ' up ' A SR +   2 1 5 . 0 0 0 , 0   $ ;   b.   f o r   s ec o n d ar y   co n tr o en er g y   ' d o w n ' A SR   1 5 0 . 0 0 0 , 0   $ ;   c.   f o r   ter tiar y   co n tr o en er g y   ' up ' ,   T R 3 7 5 . 0 0 0 , 0   $ ;   d.   f o r   ter tiar y   co n tr o en er g y   ' d o w n ' ,   T R   5 0 . 0 0 0 , 0   $ ;   e.   f o r   en er g y   to   s ec u r t h s y s te m 's  s af et y ,   T R - s   2 5 . 0 0 0 , 0   $ .   Ov er   th p ast  7   d ay s ,   th s y s te m   o p er ato r   h as  h ad   th ac ce p ted   h o u r l y   p r ices  ( h is to r ica d ata)   f o r   ea ch   t y p an cillar y   s er v ice  ( ea ch   in s tr u m e n t)   as  illu s tr ate d   in   Fig u r e   2.   Fo r   th an al y ze d   test   ca s an d   h is to r ical  p r ice  d ata  f o r   ea ch   t y p o f   an ci llar y   s er v ice  in   F ig u r e   2 ,   p r esen ted   th r es u lts   o f   th r is k   m ea s u r e s   VaR  an d   C Va R   u s i n g   Mo n te  C ar lo   s i m u latio n .   Mo n te  C ar l o   s i m u latio n   i s   b ased   o n   th g en er atio n   o f   r an d o m   s ce n ar io s   o f   p r ices  f o r   w h ic h   t h p o r tf o lio   is   r ev al u ated .   L o o k in g   at  t h h y p o th etica p r o f i ts   an d   lo s s e s   u n d er   ea ch   s ce n ar io ,   it   is   p o s s ib le  to   co n s tr u ct  h i s to g r a m   o f   ex p ec ted   p r o f its   a n d   lo s s es   f r o m   w h ich   VaR   i s   ca lcu lated .   I n   t h is   m et h o d   w n ee d   co r r elatio n   an d   v o latilit y   m atr i x   to   g e n er ate  th e   r an d o m   s ce n ar io s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 5 6 1   -   1 5 6 8   1566   T o   p er f o r m   Mo n te  C ar lo   s i m u latio n   i t   is   n ec e s s ar y   to   h av p r icin g   m o d els  f o r   all  th i n s tr u m e n t s   in   o u r   p o r tf o lio ,   an d   it  is   p r o ce d u r th at  i s   co m p u tatio n al l y   i n te n s i v e.   T h m ai n   ad v a n ta g is   th at  it  i s   f o r w ar d - lo o k in g   as s ess m e n o f   r i s k ,   a n d   it  d ea ls   w ith   o p tio n s   a n d   n o n - lin ea r   p o s itio n   as  w co n d u c f u ll  v alu a tio n   o f   th p o r tf o lio   f o r   ea ch   p r ice  s ce n ar io   [ 6 ].           Fig u r e   2 .   Ho u r l y   p r ices f o r   d if f er en t t y p es o f   a n cillar y   s er v ic es         T ab le   1   an d   T a b le  2   s h o w   s u m m ar y   o f   th r is k   r es u lts   o b t ain ed   f o r   ea ch   s i n g le  ass et  ( ea ch   t y p o f   an cillar y   s er v ice w h e n   h e ld   o u ts id t h p o r tf o lio .   T h co m p u tatio n   o f   r is k   w as  p er f o r m e d   w it h   co n f id en c e   lev el  o f     9 5 ( n u m b er   k   th at  co r r esp o n d in g   to   t h co n f id en ce   lev el     is   k   1 , 6 4 5 ) .   T ab le  1   s h o w s   t h r esu lt s   f o r   s tan d ar d   d ev iatio n ,   in d iv id u a VaR  ( I n d _ VaR an d   - p ar am eter   f o r   ea ch   t y p o f   an cillar y   s er v ice.   T h v alu es o f   co v ar ian ce   m atr ix   ar g i v en   i n   T ab le  1 .         T ab le  1 .   Stan d ar d   Dev iatio n   f o r   A n al y ze d   T y p es o f   An cillar y   Ser v ice s ,   T h eir   I n d iv id u al  V aR an d   - P ar am eter ,   an d   C o v ar ia n ce   Ma tr ix   A n c i l l a r y   S e r v i c e s   V a l u e   o f   t h e   S e r v i c e   ( $ )     ( %)   I n d _ V a R   ( $ )     ( %)   C o v a r i a n c e   M a t r i x   A S R +   2 1 5 . 0 0 0 , 0   3 , 1 2 3 2   1 1 . 0 4 4 , 8 2   6 4 , 3 8   0 , 0 0 0 9 8   - 0 , 0 0 0 3 7   0 , 0 0 0 3 4   - 0 , 0 0 0 7 2   - 0 , 0 0 0 1 1   A S R -   1 5 0 . 0 0 0 , 0   4 , 1 0 5 7   1 0 . 1 2 9 , 8 0   1 1 3 , 8 6   - 0 , 0 0 0 3 7   0 , 0 0 1 6 9   0 , 0 0 0 6 7   - 0 , 0 0 0 4 3   0 , 0 0 0 9 1   T R +   3 7 5 . 0 0 0 , 0   3 , 2 0 8 3   1 9 . 7 8 9 , 2 0   1 4 0 , 1 8   0 , 0 0 0 3 4   0 , 0 0 0 6 7   0 , 0 0 1 0 3   - 0 , 0 0 1 0 9   0 , 0 0 0 8 7   TR   5 0 . 0 0 0 , 0   7 , 9 9 5 5   6 . 5 7 5 , 7 4   - 9 2 , 6 7   - 0 , 0 0 0 7 2   - 0 , 0 0 0 4 3   - 0 , 0 0 1 0 9   0 , 0 0 6 3 9   - 0 , 0 0 1 4 1   TR - s   2 5 . 0 0 0 , 0   3 , 3 2 1 8   1 . 3 6 5 , 9 7   1 0 5 , 9 5   - 0 , 0 0 0 1 1   0 , 0 0 0 9 1   0 , 0 0 0 8 7   - 0 , 0 0 1 4 1   0 , 0 0 1 1 0       T ab le  2   s h o w s   th e   r esu lts   f o r   co m p o n e n t   VaR   ( C m p _ Va R )   an d   m ar g i n al  Va R   ( Va R )   f o r   ea ch   t y p o f   an c illar y   s er v ice .   T h co m p o n en Va R   i s   g i v en   in   p er ce n tag e   an d   in   m o n etar y   u n it s   b ased   o n   t h p o r tf o lio   VaR a t th s p ec if ied   d ate.   T h v alu e s   o f   co r r elatio n   m a tr ix   a r g iv e n   in   T ab le  2 .       T ab le  2 C o m p o n e n an d   M ar g in a VaR  f o r   An al y ze d   T y p es   o f   An cillar y   Ser v ices   an d   C o r r elatio n   Ma tr ix   A n c i l l a r y   S e r v i c e s   C mp _ V a R   ( %)   C mp _ V a R   ( $ )   V a R   ( $ / $ )   C o r r e l a t i o n   M a t r i x   A S R +   1 6 , 9 8 3   1 . 4 3 8 , 7 8   0 , 0 0 6 6 9 2   1 , 0 0 0 0 0   - 0 , 2 8 8 8 4   0 , 3 3 7 4 9   - 0 , 2 8 9 8 7   - 0 , 1 0 4 5 7   A S R -   2 0 , 9 5 5   1 . 7 7 5 , 3 8   0 , 0 1 1 8 3 6   - 0 , 2 8 8 8 4   1 , 0 0 0 0 0   0 , 5 1 3 6 3   - 0 , 1 3 1 8 6   0 , 6 7 3 0 9   T R +   6 4 , 4 9 8   5 . 4 6 4 , 5 0   0 , 0 1 4 5 7 2   0 , 3 3 7 4 9   0 , 5 1 3 6 3   1 , 0 0 0 0 0   - 0 , 4 2 8 3 2   0 , 8 1 7 5 8   TR   - 5 , 6 8 5   - 4 8 1 , 6 5   - 0 , 0 0 9 6 3 3   - 0 , 2 8 9 8 7   - 0 , 1 3 1 8 6   - 0 , 4 2 8 3 2   1 , 0 0 0 0 0   - 0 , 5 3 4 5 8   TR - s   3 , 2 5 0   2 7 5 , 3 5   0 , 0 1 1 0 1 4   - 0 , 1 0 4 5 7   0 , 6 7 3 0 9   0 , 8 1 7 5 8   - 0 , 5 3 4 5 8   1 , 0 0 0 0 0   7 0 , 0 0 8 0 , 0 0 9 0 , 0 0 1 0 0 , 0 0 1 1 0 , 0 0 1 2 0 , 0 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115 121 127 133 139 145 151 157 163 169 A S R+ A S R T R+ TR TR - s $/ M W h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R is a s s es s men t fo r   a n cilla r s ervices  ( Ome r   Ha d z ic )   1567   T h VaR  o f   a n cillar y   s er v ice s   p o r tf o lio   ca n   b u n d er s to o d   as  d iv er s if ied   VaR   s i n ce   we  u s e   t h is   p o r tf o lio   to   r ed u ce   th o v er all  r is k   f o r   th b alan ci n g   o f   p o w er   s y s te m .   T h d iv er s i fi ca tio n   e ff ec r esu l ted   in   a   to tal   p o r tf o lio   r is k   s m aller   t h en   t h s u m   o f   t h s in g le - a n cillar y   s er v ice   r i s k s .   T h 9 5 in d i v id u al   Va R   d escr ib in g   i n d iv id u al  r is k   o f   ea ch   t y p o f   an cillar y   s er v ic e   in   th p o r tf o lio   is VaR i = 1 , 6 4 5 i P i ,   w h er i   r ep r esen ts   th a s s et  ( o n t y p o f   an cillar y   s er v ic e )   v o latilit y   o v er   p ast p er io d .   Fro m   th r is k   r ep o r g iv e n   in   T ab le   1   an d   T ab le  2   w ca n   s p o th d if f er en ce   o f   4 0 . 4 3 3 , 1 7   $   b etw ee n   th u n d iv er s if ied   p o r tf o lio   VaR  ( s u m   o f   t h in d i v id u a VaR   =   4 8 . 9 0 5 , 5 3   $ )   an d   d iv er s if ied   p o r tf o lio   VaR   ( s u m   o f   t h co m p o n en Va R   =   8 . 4 7 2 , 3 6   $ )   an d   th lar g es co n tr ib u tio n   o f   ter tiar y   co n tr o en er g y   ' up ' ,   T R to   th o v er all  p o r tf o lio   VaR ,   w h e r T R o cc u p ies th lar g est d o llar   p o s itio n   in   a n cillar y   s er v ic es p o r tf o lio .     Ma r g in al  VaR  i s   th lar g est  f o r   ter tiar y   co n tr o en er g y   ' up ' ,   T R +,   s ec o n d ar y   co n tr o en er g y   ' d o w n ' ASR   an d   en er g y   to   s ec u r th s y s te m 's  s a f et y ,   T R - s .   T h er ef o r e,   in   o r d e r   to   m in i m i ze   p o r tf o lio   VaR,   w s h o u ld   cu t h e m   an d /o r   r ed u ce   th p o s itio n s .   O n   th o t h er   h an d ,   th e x p o s u r s h o u ld   b in cr ea s ed   in   ca s e   o f   s ec o n d ar y   co n tr o en er g y   ' up ' ,   A S R an d   ter tiar y   co n tr o en er g y   ' d o w n ' ,   T R   w h ic h   d is p lay   t h lo w e s t   m ar g i n al  Va R .   B o th   s u g g e s ti o n s   f i n d   th s o l u tio n   i n   f o r m   o f   d er iv ed   n e w   h o ld i n g s   th at  w o u ld   r ed u ce   th e   p o r tf o lio VaR.  T h b est  an d   m o r p r ac tical  in ter p r etatio n   o f   th m ar g i n al  VaR  ca lc u lated   f o r   all  p o s itio n s   in   th p o r tf o lio   w o u ld   b e:  t h h i g h er   VaR i   th e   co r r esp o n d in g   ex p o s u r e   o f   th e   i th   co m p o n en s h o u ld   b r ed u c ed   to   lo w er   th o v er all  p o r tf o lio   VaR.   Fo r   th is   p o r tf o lio   VaR  an d   C VaR  r is k   m ea s u r e s   af ter   2 4   h o u r s   f o llo w i n g   n e x w ee k   ( n e x   1 6 8   h o u r s ) ,   w it h   9 5 % o f   co n f id en ce   le v el  ar g i v e n   in   T ab le  3 .         T ab le  3 .   I n d ices V aR an d   C Va R   f o r   A n al y ze d   A n c illar y   Ser v ices   P o r tf o lio   R i s k   me a s u r e   A b so l u t e   C V a R   r i sk   me a s u r e   C V a R   r e l a t i v e   t o   me a n   R e t u r n s   ( %)   p o r t f o l i o   v a l u e   ( $ )   R e t u r n s   ( %)   p o r t f o l i o   v a l u e   ( $ )   V a R   - 1 , 0 4 0   - 8 . 4 7 2 , 3 6   V a R   - 0 , 9 7 7   - 7 . 9 5 9 , 4 5   C V a R   - 6 , 0 1 2   - 4 8 . 9 9 8 , 9 0   C V a R   - 5 , 9 4 9   - 4 8 . 4 8 6 , 0 0   C V a R   - 6 , 3 9 9   - 5 2 . 1 5 3 , 6 6   C V a R   - 6 , 3 3 6   - 5 1 . 6 4 0 , 7 6   C V a R +   - 6 , 6 3 3   - 5 4 . 0 6 4 , 7 2   C V a R +   - 6 , 5 7 1   - 5 3 . 5 5 1 , 8 1       W ca n   f in d   th p o r tf o lio   th at   m in i m i s es  t h C Va R   m ea s u r ( f ea tu r th at  is   o n l y   p o s s ib le  in to   th e   C VaR   f r a m e w o r k )   f o r   t h s p ec if ied   C VaR  h o r izo n .   T h e   o p ti m izatio n   r es u lt s   ar g i v en   i n   T ab le  4 .   I is   i m p o r tan to   n o te  th a th e   o p ti m al   v al u o f   t h a n cillar y   s er v ices   p o r tf o lio   s h o u ld   ta k i n to   ac co u n th e   tech n ical  p ar a m eter s   o f   ce r tain   t y p es  o f   a n cillar y   s er v ice s ,   w h ic h   ar in   co r r elatio n   w it h   t h ec o n o m i c   p ar am eter s   o f   th p o r tf o lio   s tr u ctu r e.   I n   o r d er   to   av o id   ca s es  th at  an y   s er v ice  h as  v al u o f   0   $ ,   w h ic h   m ea n s   th at  it  i s   ex cl u d ed   f r o m   b ala n cin g   o f   p o w er   s y s te m ,   it  i s   n ec ess ar y   to   in tr o d u ce   ad d it io n al  tech n ical  a n d   ec o n o m ic  co n s tr ai n ts   i n   t h m o d el   g iv e n   in   p o in 2 . 3 .   T ec h n ica a n d   ec o n o m ic  p ar a m e t er s   f o r   t h e   an cil lar y   s er v ices   o f   t h s a m e   t y p w i t h   o p p o s ite  d ir ec tio n   o f   ac tio n   ( A S R a n d   A S R ,   o r   T R   an d   T R ) ,   as  w el as   th an ci llar y   s er v ices  o f   d i f f e r en t y p w it h   co m p le m en tar y   d ir ec tio n   o f   ac t io n   ( A S R an d   T R   +,   o r   A SR   an d   T R ) ,   ca n   ea s ily   b in c o r p o r ate d   in   th m o d el  th r o u g h   ad d itio n al  co n s tr ai n ts .   T h is   ex a m p le  clea r l y   illu s tr ates t h at  p o r tf o lio   o f   a n c illar y   s er v ices c a n   b e f f ic ien t l y   o p ti m ized   to   e n s u r p o w er   s y s te m   s ec u r it y   a n d   s er v ice  d el iv er ab ilit y .     T ab le  4 Op tim al  P o r tf o lio   th a Min i m izes  t h C VaR   A n c i l l a r y   S e r v i c e s   V a l u e   o f   t h e   S e r v i c e   ( $ )   O p t i mal   V a l u e   o f   t h e   S e r v i c e   ( $ )   A S R +   2 1 5 . 0 0 0 , 0   2 3 2 . 3 0 5 , 2 8   A S R -   1 5 0 . 0 0 0 , 0   1 1 3 . 7 0 0 , 1 3   T R +   3 7 5 . 0 0 0 , 0   2 7 4 . 2 3 3 , 8 7   TR   5 0 . 0 0 0 , 0   1 7 3 . 4 2 5 , 0 3   TR - s   2 5 . 0 0 0 , 0   2 1 . 3 4 3 , 2 8   t o t a l   =   8 1 5 . 0 0 0 , 0   8 1 5 . 0 0 7 , 6 0   V a R   ( $ )   - 8 . 4 7 2 , 3 6   - 7 . 3 6 7 , 7 4   V a R   ( %)   - 1 , 0 4 0   - 0 , 9 0 4   C V a R   ( $ )   - 5 2 . 1 5 3 , 6 6   - 7 . 8 1 1 , 9 3   C V a R   ( %)   - 6 , 3 9 9   - 0 , 9 5 8       4.   CO NCLU SI O N   AND  F U T U RE   RE SE ARCH     T h is   p ap er   f o cu s es  o n   th as s ess m en a n d   an al y s is   o f   t h r is k   o f   b alan ci n g   th p o w er   s y s te m   r elate d   to   p r o v id in g   an ci llar y   s er v ice s .   R i s k   o n   an cil lar y   s er v ice s   p o r tf o lio   is   m o d eled   t h r o u g h   V alu at   R is k   a n d   C o n d itio n a V alu at  R i s k   m e asu r es.   W h e n   co n s id er i n g   p o r tf o lio   in   co n te x o f   an c illar y   s er v ice s   w it h   m a n y   in s tr u m en t s   it  ca n   b h ar d   to   f in d   t h o p ti m al  p o r tf o lio   m i x t u r e ,   w h ich   m i n i m izes   Val u a R i s k Va R ,   s in c e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 5 6 1   -   1 5 6 8   1568   VaR  is   n o co n v e x   f u n ctio n   w it h   r esp ec to   th p o r tf o lio   w ei g h ts .   An   alter n a tiv a n d   b etter   r is k   m ea s u r is   C o n d itio n a Val u a R is k C VaR,  w h ic h   i s   t h e x p ec ted   l o s s   g iv e n   th a t h lo s s   e x ce e d s   s o m e   t h r es h o ld .   C VaR   is   co n v e x   f u n c tio n   o f   t h p o r tf o lio   w ei g h ts   a n d   is   th er ef o r ea s ier   to   o p ti m ize.   R is k   co n tr o ca n   b e   ac co m p li s h ed   b y   t w o   m ea n s h ed g in g   w h ic h   is   tec h n iq u to   o f f s et   p ar ticu lar   s o u r ce   o f   r is k   a n d   d iv er s i f icatio n .   I n   an   elec tr ici t y   m ar k et,   f o r w ar d   co n tr ac ts   wh ich   o m it  t h r is k   o f   p r ice  v o latilit y   ar av ailab le   f o r   h ed g in g   a g ai n s r is k   w h er ea s   v ar iet y   o f   s p o m ar k et s   s u c h   a s   a u to m at ic  g en er atio n   co n tr o an d   r eser v e   m ar k et s   ar p r o v id ed   f o r   m a k i n g   d i v er s i f icatio n   in   t h tr ad in g   p lan .   Ma in l y   t w o   to p ics  f o r   f u t u r r esear ch   ar e   i m p o r ta n t.  Fi r s t,  w h a v as s u m ed   th at   t h r a n d o m   v ar iab les  ar co n tin u o u s l y   d is tr ib u ted .   Ho w ev er ,   th g iv e n   r esu lt s   co u ld   b w r o n g   f o r   r an d o m   v ar iab les  w it h   d is cr e te  p r o b ab ilit y   d is tr ib u t io n .   So   th q u esti o n   ar is e s   w h at  ca n   b s aid   ab o u m ar g i n al  r is k   co n tr ib u t io n s   i f   r an d o m   v ar iab les  ar n o co n tin u o u s l y   d is tr ib u ted .   T h is   is   an   i m p o r tan i s s u b ec au s all  r ea l - w o r ld   p r o b a b ilit y   d is tr ib u t io n s   ar i n   f ac d is cr ete  d i s tr ib u t io n s .   Se co n d ,   th ef f ec o f   co r r elatio n   b et w ee n   ass e ts   h a s   n o b ee n   i m p le m e n ted   i n   t h u s ed   m o d el/s ce n ar io ,   b u i i s   r ath er   ea s y   to   ap p l y ,   a n d   s u r el y   ca n   h a v lar g e   ef f ec o n   th o u tco m e.   C o n s t r ain ts   u s i n g   co r r elatio n   co ef f i cien ts   o f   a s s et s   w i th   s t r o n g   p o s itiv co r r elatio n   co u ld   b u s ed   in   t h o p ti m izat io n   p r o b lem   to   en co u r ag h ig h er   am o u n t o f   n e g ati v el y   co r r elate d   ass ets .       RE F E R E NC E S   [1 ]   S .   C.   S c h n a b e l,   H.  J.  A p p e lrath ,   S .   L e h n h o f f ,   M .   T ro sc h e l,   " risk   m a n a g e m e n f o a g e n t - b a se d   c o n tr o o f   a n c il lary   se rv ic e   p ro v isio n   f ro m   d istri b u ted   e n e rg y   re so u rc e in   s m a rt  g rid s , "   Pro c e e d in g o t h e   2 8 th   E n v iro   I n f o   2 0 1 4   C o n fer e n c e ,   Old e n b u rg ,   G e r m a n y ,   2 0 1 4 .   [2 ]   J.  Do e g e ,   M .   F e h r,   J.  Hin z ,   H.  J.  L u e th i,   M .   W il h e lm ,   " On   v a l u e   o f   f lex ib il it y   in   e n e rg y   risk   m a n a g e m e n t , "   Co n c e p ts,  m o d e ls,  s o lu t io n s 2 0 0 6 .   [3 ]   S .   F i o re n z a n i,   Qu a n ti tativ e   m e t h o d f o e lec tri c it y   trad in g   a n d   risk   m a n a g e m e n t:   a d v a n c e d   m a t h e m a ti c a a n d   sta ti stica m e th o d s f o e n e rg y   f in a n c e ,   P a lg ra v e   M a c m il lan ,   2 0 0 6 .   [4 ]   M .   L iu ,   F .   F .   W u ,   A   su rv e y   o n   risk   m a n a g e m e n t   in   e lec tri c it y   m a rk e ts ,   Pro c e e d in g IEE Po we En g i n e e rin g   Soc iety   Ge n e ra M e e ti n g M o n tre a l,   Ca n a d a ,   2 0 0 6 .   [5 ]   R.   Da h lg re n ,   C.   C.   L iu ,   J.  L a wa r re e ,   " Risk   a ss e s s m e n in   e n e rg y   trad in g , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o we S y ste ms v o l.   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   5 0 3 - 5 1 1 ,   2 0 0 3.   [6 ]   C .   Blan c o ,   " V a lu e - at - Risk   o f   e n e rg y Is V a u se f u to   m a n a g e   e n e r g y   p rice   risk , Co mm o d it ies ,   p p .   6 2 - 7 1 ,   1 9 9 8 .   [7 ]   P .   Rich tárik ,   Op t imiza ti o n   me t h o d s in   fi n a n c e ,   lec tu re s n o tes ,   2 0 1 5 .   [8 ]   D.  Bo ,   " V a lu e   a Risk , Un d e rg ra d u a te Res e a rc h   Op p o rtu n it y   P ro g ra m m e   in   S c ien c e ,   D e p a rt m e n o M a th e m a ti c s,  Na ti o n a Un iv e rsity   o f   S in g a p o re ,   2 0 0 1 .   [9 ]   P ,   Jo ri o n ,   Va lu e   a Ri sk ,   M c G ra w - Hill ,   2 n d   e d it i o n ,   2 0 0 1 .   [1 0 ]   R.   T .   Ro c k a fe ll a r,   S .   P .   Ury a s e v ,   " Op ti m iz a ti o n   o f   Co n d i ti o n a V a l u e - at - Risk , J o u rn a l   o Ri sk ,   v o l.   2 ,   p p .   2 1 - 4 2 ,   2 0 0 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       O m e r   H a d z ic   re c e i v e d   th e   d e g r e e   o f   El e c tri c a En g in e e in   1 9 9 1   a n d   M S c   d e g re e   in   2 0 1 1   f ro m   th e   F a c u lt y   o El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o f   S a r a jev o ,   B o sn ia  a n d   He rz e g o v in a .   He   is   a d v iso to   th e   b o a rd   a n d   g e n e ra m a n a g e a In d e p e n d e n t   S y ste m   Op e ra to in   Bo s n ia  a n d   He rz e g o v in a .   His a re a s o f   in tere st i n c lu d e   o p e ra ti o n ,   p lan n i n g   a n d   e c o n o m ics   o f   p o w e s y ste m s.         S m a jo   B isa n o v i c   re c e i v e d   th e   d e g re e   o f   El e c tri c a En g in e e in   1 9 9 1 ,   M S c   d e g re e   in   1 9 9 4   a n d   P h D   d e g re e   in   2 0 0 9   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un i v e rsit y   o f   S a ra je v o ,   Bo sn ia  a n d   He rz e g o v in a .   He   is  a ss o c iate   p ro f e ss o a th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o S a ra jev o ,   Bo sn ia  a n d   He rz e g o v in a   a n d   h e a d   o f   c o n tro a n d   trad i n g   d e p a rtm e n a P u b li c   E n terp rise   El e k tro p riv re d a   o f   Bo s n ia  a n d   He rz e g o v in a   d . d .     S a ra jev o .   His  a re a o f   in tere st  in c l u d e   o p e ra ti o n ,   p lan n in g   a n d   e c o n o m ics   o f   p o w e r   sy ste m s a n d   a p p li c a ti o n   o f   re li a b il it y   th e o ry   to   p o w e s y ste m s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.