The effect of wind power forecasts on balancing power pricing:case Finland

Abstract

Abstract. In European electricity systems, more and more electricity is produced from renewable energy sources, and in Finland, particularly from wind power. Wind power is intermittent by nature. Most wind power is sold in day-ahead markets, where the sellers are basing their bids on weather forecasts. The intermittency of wind power is expected to shift the trading from day-ahead markets to closer to real time markets, such as intraday and balancing power market markets. This thesis studies the impact of wind power forecast errors, i.e., the surplus or deficit of the actual production compared to the forecasted volume, on the balancing power market prices in Finland. Using data from January 2017 to January 2021, we use the general additive model to study the inference between wind power surplus and the balancing power premium, defined as a difference between the price in the balancing power market and the day-ahead market, to estimate the effect. The main finding is that for up-regulation the balancing power premia respond negatively to wind surplus, and positively for down-regulation, even when controlling for other covariates. To estimate the magnitude of the effect of wind surplus, we calculated the predicted values of balancing power price premium at the 5th and 95th percentiles of wind surplus for both up- and down-regulation. For up-regulation, the predicted values based on the sample, are 30.1 €/MWh and 16.01 €/MWh. For down-regulation, the predicted values based on the sample, were -16.0 €/MWh and -12.0 €/MWh for the 5th and 95th percentiles respectively. Both the results are economically significant.Tuulivoimaennusteiden vaikutus säätösähkön hinnoitteluun : case Suomi. Tiivistelmä. Eurooppalaisissa sähköjärjestelmissä yhä suurempi osa sähköstä tuotetaan uusiutuvan energian tuotantomuodoilla. Suomessa erityisesti tuulivoiman osuus on kasvanut, ja sen odotetaan yhä kasvavan tulevina vuosina. Tuulivoiman tuotanto on luonteeltaan epäsäännöllistä. Suurin osa tuulivoimalla tuotetusta sähköstä myydään vuorokausimarkkinoilla, jolloin tuulivoiman tuottajat perustavat myyntitarjouksensa seuraavan päivän tuotantoennusteisiin. Tuulivoiman epäsäännöllisestä luonteesta johtuen päivänsisäisten markkinoiden ja säätösähkön markkinoiden odotetaan kasvattavan painoarvoaan suhteessa perinteisiin vuorokausimarkkinoihin. Tämä opinnäytetyö tarkastelee tuulivoiman ennustevirheitä, toisin sanoen tuulivoiman yli- tai alituotantoa ennusteeseen verrattuna, ja näiden virheiden vaikutusta säätösähkön markkinahintoihin Suomessa. Käytetty data on vuosilta 2017- 2021, ja vaikutusten arviointiin käytetään epälineaarista GAM-menetelmää (Generalized Additive Methods), jolla arvioidaan tuulivoiman ennustevirheen vaikutusta säätösähkön hinnan ja vuorokausimarkkinahinnan erotukseen, eli niin sanottuun säätösähkön hintapreemioon. Pääasiallinen tutkimustulos on, että ylössäädössä tuulivoiman positiivisen ennustevirheen vaste säätösähkön hintapreemioon on negatiivinen, ja alassäädössä vastaavasti positiviinen, vaikka muut kovariaatit on kontrolloitu. Tuulivoiman ennustevirheen vaikutuksen suuruuden arvioimiseksi laskettiin arvioidut säätösähkön hintapreemiot 5. ja 95. prosenttipisteille. Ylössäädön osalta hintapreemiot ovat 30,1 €/MWh ja 16,0 €/MWh. Alassäädölle preemiot ovat vastaavasti -16.0 €/MWh ja -12,0 €/MWh. Molemmat tulokset ovat taloudellisesti merkitsevi

    Similar works