Für die Liberalisierung und Vereinheitlichung des europäischen Strommarktes wird eine Netzmodellierung benötigt, die den volkswirtschaftlichen Nutzen der bestehenden grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten maximiert. Da die verfügbaren transnationalen Übertragungskapazitäten regelmäßig nicht ausreichen, um vollständige Marktkopplung zu erreichen, werden verschiedene Algorithmen zur Berechnung der wohlfahrtsoptimalen Strompreise und Kapazitätsallokationen verwendet.
Die Algorithmen zur Allokation und Preissetzung auf integrierten Strommärkten mit höheren grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten mussten für genauere Vorhersagen der Lastflüsse weiterentwickelt werden. Dazu werden im Folgenden die Architekturen zum Engpassmanagement basierend auf Net-Transfer-Capacities und Flow-Based Allokationen studiert und ihre volkswirtschaftlichen Wohlfahrtsresultate analysiert. Der Fokus der Untersuchung liegt geografisch in der Region Zentralwesteuropa. Zeitlich ist der Day-Ahead Stromhandel auf Spotmärkten der Schwerpunkt dieser Betrachtung.
Die empirische Untersuchung der Modellierungsergebnisse erfolgt durch die Auswertung von veröffentlichten Datensätzen der Übertragungsnetzbetreiber, Strombörsen und Energiebehörden. Aus Projektberichten und wissenschaftlichen Arbeiten ergeben sich zahlreiche Quellen, die der qualitativen Analyse dienlich sind.
Inhaltsverzeichnis
- ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
- ABSTRACT
- 1 EINFÜHRUNG
- 1.1 GRÜNDE FÜR DIE EUROPÄISCHE STROMMARKTKOPPLUNG
- 1.2 MARKTKOPPLUNG
- 1.3 WOHLFAHRTSIMPLIKATIONEN DER MARKTKOPPLUNG
- 1.4 AUKTIONSMECHANISMEN
- 1.5 AUFBAU DES INTERNAL ELECTRICITY MARKET
- 2 PRICE COUPLING OF REGIONS
- 2.1 MEILENSTEINE DES PRICE COUPLING OF REGIONS IN EUROPA
- 2.2 MARKTKOPPLUNG UND -INTEGRATION MIT EUPHEMIA
- 2.3 VORAUSSETZUNGEN FÜR DAS PRICE COUPLING OF REGIONS
- 2.4 OPTIMIERUNGSSCHEMA EUPHEMIA
- 2.4.1 PRICE DETERMINATION SUB-PROBLEM
- 2.4.2 PUN SEARCH SUB-PROBLEM
- 2.4.3 VOLUME INDETERMINACY SUB-PROBLEM
- 2.5 MODELLIERUNGSMÖGLICHKEITEN IN EUPHEMIA
- 3 STROMMARKTKOPPLUNG DURCH NET-TRANSFER CAPACITIES
- 3.1 GRÖẞEN ZUR BERECHNUNG DER KONTRAKTVOLUMINA
- 3.1.1 DEFINITIONEN
- 3.1.2 BERECHNUNG BILATERALER KONTRAKTVOLUMINA DURCH ATC
- 3.1.3 GRÖẞEN ZUR BERECHNUNG DER TRANSFERVOLUMINA:
- 3.1.4 BERECHNUNG DER ÜBERTRAGUNGSKAPAZITÄTEN
- 3.2 SICHERHEITSMECHANISMEN BEI NTC/ATC
- 3.1 GRÖẞEN ZUR BERECHNUNG DER KONTRAKTVOLUMINA
- 4 ,,FLOW-BASED“ MARKET COUPLING
- 4.1 KAPAZITÄTSBERECHNUNG
- 4.2 KAPAZITÄTSALLOKATION
- 4.3 HYBRID COUPLING
- 4.4 SICHERHEITSMECHANISMEN FLOW-BASED MARKET COUPLING
- 5 WOHLFAHRTSVERGLEICH UND ARCHITEKTURUNTERSCHIEDE
- 5.1 PREISKONVERGENZ
- 5.2 WOHLFAHRTSVERGLEICH
- 6 FAZIT
- QUELLENVERZEICHNIS UND WEITERFÜHRENDE LITERATUR
- ABBILDUNGS- UND TABELLENVERZEICHNIS
- ANHANG
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit untersucht die verschiedenen Methoden zur Strommarktkopplung in Europa und analysiert die Auswirkungen der verschiedenen Ansätze auf die Wohlfahrt des Strommarktes.
- Die Bedeutung der grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten für eine effektive Strommarktkopplung
- Die verschiedenen Algorithmen zur Berechnung der wohlfahrtsoptimalen Strompreise und Kapazitätsallokationen
- Die Vor- und Nachteile der beiden Hauptansätze zur Strommarktkopplung: Net-Transfer-Capacities und Flow-Based Allokationen
- Die Analyse der Wohlfahrtsresultate der verschiedenen Modellierungsansätze
- Die Berücksichtigung von Sicherheitsmechanismen zur Gewährleistung der Stromversorgungssicherheit
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 bietet eine Einführung in die Thematik der Strommarktkopplung in Europa. Es werden die Gründe für die europäische Strommarktkopplung sowie die Wohlfahrtsvorteile der Marktintegration dargestellt. Weiterhin werden verschiedene Auktionsmechanismen und der Aufbau des Internal Electricity Market (IEM) erläutert.
Kapitel 2 behandelt das Price Coupling of Regions (PCR) und die damit verbundene Marktkopplung und -integration mithilfe des EUPHEMIA-Algorithmus. Es werden die Voraussetzungen für das PCR, das Optimierungsschema von EUPHEMIA und die Modellierungsmöglichkeiten des Algorithmus detailliert beschrieben.
Kapitel 3 beleuchtet die Strommarktkopplung durch Net-Transfer Capacities (NTC) und erklärt die Berechnung von Kontraktvolumina mithilfe des Available Transfer Capacity (ATC)-Konzepts. Es werden verschiedene Größen und Berechnungsmethoden für Übertragungskapazitäten dargestellt und Sicherheitsmechanismen bei NTC/ATC erläutert.
Kapitel 4 beschäftigt sich mit der Flow-Based Market Coupling (FMC) und erklärt die Kapazitätsberechnung und -allokation bei diesem Ansatz. Es wird auch auf die Möglichkeit einer Hybrid Coupling und die damit verbundenen Sicherheitsmechanismen eingegangen.
Kapitel 5 vergleicht die Wohlfahrtsresultate der beiden Ansätze NTC und FMC und analysiert die Architekturunterschiede der beiden Modelle.
Schlüsselwörter
Strommarktkopplung, Net-Transfer-Capacities, Flow-Based Allokationen, EUPHEMIA, Price Coupling of Regions, Available Transfer Capacity, Wohlfahrt, Stromversorgungssicherheit, Marktintegration, Engpassmanagement, Day-Ahead Stromhandel, Spotmärkte, Zentralwesteuropa.
- Arbeit zitieren
- Sebastian Tobias Böhmer (Autor:in), 2015, Methoden zur Strommarktkopplung in Europa, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/310953
