Participation of consumers in the Finnish electricity sector- an analysis of profit potentials and subsequent market impacts

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2018-12-10
Department
Major/Subject
Mcode
ENG21
Degree programme
Master's Programme in Energy Technology (EEN)
Language
en
Pages
60+8
Series
Abstract
Sähkön toimitusvarmuus on riippuvainen tuotannon ja kulutuksen välisestä lähes täydellisestä tasapainosta. Tämän tasapainon ylläpito on kallis ja haastava vastuu, jonka kantaminen on perinteisesti kuulunut pitkälti sähköntuottajille. Verkon toimivuuden varmistaminen on edellyttänyt kulutuksen ja tuotannon ennustamisen riittävällä tarkkudella sekä tuotantolaitoksien kyvykkyyttä jatkuvasti säätää tuotantoaan vastaamaan kysyntää. Vaihtelevan tuotannon osuus sähköntuotannossa kasvaa jatkuvasti, mikä edellyttää säätökykyisen kapasiteetin lisäämistä. Tuotantokapasiteetin lisääminen säätötarpeiden kattamiseksi on taloudellisesti ja teknisesti epätehokasta, mikä on kannustanut vaihtoehtoisten säätökykyisten komponenttien kehittämiseen. Kun tavoitteena on kulutuksen ja tuotannon välinen taspaino, on samantekevää suoritetaanko säätö kulutuksen vai tuotannon puolella. Teolliset kuluttajat ovatkin jo vuosikymmeniä osallistuneet säätötoimenpiteisiin säätämällä kulutustaan. Kytkemällä pois kulutuskuormia voidaan pienentää tehopiikkejä tai jopa välttää kantaverkon kaatuminen. Näiden toimenpiteiden suorittaminen on taloudellisesti erittäin arvokasta, mikä houkuttelee säätökykyisiä kuluttajia tarjoamaan omaa kuormaa sille sopiville markkinoille. Suomessa ylläpidetään useita markkinoita joissa niin sähkön tuottajat kuin kuluttajatkin voivat kapitalisoida säätökykyistä kapasiteettiaan verkon tasapainoon ja sähkön riittävyyteen edistäviin toimenpiteisiin. Lisääntyvä tarve joustavuudelle sekä automaation kehittymisen myötä parantunut kyky valjastaa kuormien joustavuutta on herättänyt huomattavan määrän kiinostusta yhä pienempien kuormien hyväksikäyttämiseen näillä markkinoilla. Tämä työ pyrkii selvittämään minkä suuruiset tuottopotentiaalit eri markkainapaikat pystyvät tarjoamaan. Lisäksi työssä tutkitaan millaisia sivuavaikutuksia saattaa syntyä siitä, että kuluttajat säätävät kulutustaan markkinaehtoisesti, ja pohditaan miten nämä vaikutukset heijastuvat markkinoiden tilaan.

The security of electricity supply relies on maintaining a near perfect balance between the generation and consumption of electricity. Carrying out the procedures required to maintain this balance has largely been the responsibility of electricity producers, and can often prove to be technically and economically challenging. Ensuring the functionality of the grid requires sufficient forecasting of both generation and consumption, as well as the capability of electricity producers to alter their generation to meet demand. As the share of intermittent and variable sources of electricity continues to grow, the demand for flexibility is exceeding the capacity provided by electricity generators capable of economically carrying out these tasks. Increasing production capacity explicitly for the purpose of providing balancing power is highly inefficient, which has sparked interest in developing alternative sources of flexibility. In the pursuit of maintaining the balance between generation and consumption, it is irrelevant whether the balancing procedures are carried out on the generation or consumption side. Industrial consumers have successfully participated in tasks related to security of supply and grid balance. By cutting off consumption loads, consumers can reduce power spikes, or even avoid a power outage. These are highly valuable procedures, which has led to an increasing interest among consumers to provide the flexibility of their loads to the relevant marketplaces. There are currently various markets in place which provide consumers and producers of electricity alike the possibility to capitalize on their ability to provide balancing tasks. The increasing demand for flexibility as well as technological developments which allow ever smaller consumption loads to be harnessed has encouraged previously unused resources of flexibility to participate in these markets. This paper aims to determine the profitability of various methods of demand side management, as well as determine the collateral impact the participation of consumers in markets may entail on both the electricity infra-structure as well as the markets themselves.
Description
Supervisor
Syri, Sanna
Thesis advisor
Känsälä, Klaus
Keywords
demand-side management, frequency containment reserve, balancing power market, electricity market
Other note
Citation