Analysis of electricity prices in power systems with high shares of renewables and storage through electricity market modelling

Abstract

Obwohl sich die Strommärkte zu Märkten mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien entwickeln, führen typische Optimierungsmodelle, die für thermische Strommärkte entwickelt wurden, zu Preisen mit geringer Volatilität, wenn sie auf den norwegischen Markt angewendet werden. Ziel dieser Arbeit ist es, typische Optimierungs- modelle so anzupassen, dass sie Preisstrukturen in Märkten mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien und Flexibilitäten gut abbilden können. Zusätzlich wird die Sensitivität der Preise auf Parametervariationen der Einflussfaktoren herausgestellt. Zu diesem Zweck werden die in der Literatur qualitativ untersuchten Schlüsselfaktoren ausgewählt. Diese werden in ein Standard-Strommarktmodell implementiert und anschließend quantitativ analysiert. Es wird gezeigt, dass die Hinzunahme von Unsicherheit und Speicherrestriktionen ausreicht, um typische Preisstrukturen in Norwegen adäquat abzubilden. Saisonalität sowie Preisspitzen und -täler werden abgebildet. Darüber hinaus wird gezeigt, dass die Preisstrukturen in hohem Maße von den Parametern abhängig sind. So führt z.B. die Begrenzung der maximalen Verfügbarkeit von Speicherkraftwerken auf 63% - 69% zu signifikanten Preisspitzen, die zu einem maximalen Preisanstieg von bis zu 160€/MWh führen. Dies deutet darauf hin, dass die hier identifizierten Einflussfaktoren bei der Modellierung zukünftiger Stromsysteme berücksichtigt werden sollten, wobei große Sorgfalt bei der Parametrisierung dieser Faktoren erforderlich ist.