Profiilikustannusten kehitys eri tyyppikäyttäjillä ja hintaohjatun kysyntäjouston vaikutus profiilikustannuksiin sähkönmyyntiyhtiön näkökulmasta.

Abstract

Sääriippuvaisen tuuli- ja aurinkovoiman lisääntyminen ja samanaikaisesti säätyvän tuotannon poistuminen pohjoismaisessa sähköjärjestelmässä kasvattavat sekä sähkön tuotannon vaihtelua että sähkön markkinahinnan volatiliteettia. Sähkön hinnan vaihtelut aiheuttavat sähkön vähittäismyyntiyhtiöille erilaisia riskejä, joiden huomioiminen on tärkeää kannattavan liiketoiminnan harjoittamiseksi. Hintavaihteluiden lisäksi vähittäismyyjän näkökulmasta riskejä aiheutuu asiakkaiden käyttäytymisestä. Mikäli asiakkaan kulutusprofiili on hankalasti ennakoitavissa ja kulutus ajoittuu pääsääntöisesti sähkönhinnaltaan kalliimmille käyttötunneille, siitä seuraa niin kutsuttu profiilikustannus. Profiilikustannus vaikuttaa myynnin tulokseen negatiivisesti, mikäli sitä ei huomioida loppuasiakkaan hinnoittelussa.

Työssä tutkittiin profiilikustannusten kehitystä yhdeksän eri sähkön tyyppikäyttäjän osalta vuosina 2017–2022. Lisäksi työssä oli tavoitteena selvittää hintaohjatun kysyntäjouston vaikutusta valittujen tyyppikäyttäjien sähkönhankintakustannuksiin ja sitä kautta profiilikustannuksiin. Hintaohjatulla kysyntäjoustolla tarkoitetaan kulutuksen ohjaamista korkean hinnan tunneilta edullisempaan ajankohtaan hintasignaaleihin perustuen. Osana työtä kehitettiin lineaarinen optimointimalli, jonka avulla mallinnettiin hintaohjattua kysyntäjoustoa valittujen tyyppikäyttäjien kuormitusprofiileja ja spot-hintoja hyödyntäen siten, että sähkönhankinta- ja profiilikustannukset olisivat mahdollisimman alhaiset.

Tulosten perusteella havaittiin, että suurimmalla osalla sähkön tyyppikäyttäjistä profiilikustannukset ovat nousseet merkittävästi vuonna 2022 sekä niiden vaihtelut ovat olleet entistä suurempia kohonneen sähkön hintatason myötä. Poikkeuksena ovat kuitenkin ne tyyppikäyttäjät, joiden sähkönkulutushuiput ajoittuvat yöaikaan. Tulokset tukevat sitä näkökulmaa, että profiilikustannukset tulisi huomioida sähkön vähittäismyyntisopimusten hinnoittelussa. Mikäli kuormaa voitaisiin ajoittaa kuormanohjauksen avulla edullisemmille käyttötunneille, olisivat sähköhankintakustannukset ja syntyvät profiilikustannukset siten alhaisempia. Erityisesti suurempien kuluttajien kohdalla hintaohjatulla kysyntäjoustolla voitaisiin saavuttaa merkittävää taloudellista hyötyä.

The share of variable renewables is rising rapidly in the Nordic Power system. At the same time, the share of flexible power generation decreases. As a result, the supply variability is increasing which causes problems for managing electricity system balance. Furthermore, due to growth in intermittent power production capacity, the volatility of the electricity price has increased. The high degree of electricity price volatility causes market risks for electricity retailers (ER). In addition to price risk, the customer’s electric load variation causes risks for ER. When estimation of customer’s hourly load is challenging due to the uncertain nature of customer’s behavior, so-called profile risk cost, i.e. profile cost arises. The fact is the profit of electricity retailers will be reduced if the profile costs are not taken into account in the pricing of electricity contracts made with the customers.

The aim of this Master’s Thesis was to research the development of profile costs of different types of electricity consumers in 2017–2022. In addition, the impact of price-based demand side load management (DSM) method on the energy costs and profile costs of different electricity customer classes was examined. Price-based demand response means adjusting electricity usage temporarily to shift electricity consumption from hours where the electricity price is high to cheaper hours. As a part of thesis, a linear programming (LP) model was developed to simulate price-based DSM. In the Thesis, the LP model is used to optimize electrical load profiles of different electricity users and thus to minimize the electricity and profile costs.

The research found out that the profile costs and the fluctuation of the profile costs of the electricity consumer classes were increased significantly during the year 2022 due to the rise in electricity prices. However, the consumer classes whose water boilers or electrical heating systems run based on a day and night tariff schedule are exceptions. The results indicate the fact that profile costs should be included in the pricing of electricity contracts. Analysis of LP model results shows that the price-based DSM can provide an efficient tool to reduce the electricity and profile costs. According to the results, especially adjusting consumption of larger electricity consumers with the function of price could be economically beneficial.