Optimising wind power net revenues through intraday market strategies

Thumbnail Image

Files

master_Heimonen_Victor_2025.pdf (1.42 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-05-26

Department

Major/Subject

Energy Systems and Markets

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions

Language

en

Pages

82

Series

Abstract

As balancing costs for wind power traded in the Day-ahead (DA) market have risen relative to average market prices, particularly in 2023 and 2024, this thesis investigates whether more active participation in the intraday (ID) electricity market can improve merchant revenues net of balancing costs for wind power producers in Finland. The study is based on three complementary methods: a literature review, data-driven modelling, and expert interviews with power trading professionals. The literature review focuses on the foundations of ID trading and highlights the important role of forecast accuracy and growing importance of algorithmic trading. Data-driven modelling based on production, forecast, and price data from 2020-2024 indicates that while the value of wind power production is relatively consistent across DA and ID markets, trading closer to delivery significantly reduces balancing costs, thereby improving net revenue. However, the profitability of ID trading was found to be sensitive to price spreads within the same delivery period, where variations in traded prices highlight the importance of precise market timing. Liquidity was identified as the key constraint, especially for larger trading volumes, and is limiting the scalability of ID-based strategies. Although transaction volumes have increased in recent years, the pace of liquidity growth has not kept up with the expanding trade need because of the expansion of variable renewable energy sources and insufficient demand-side activity. Expert interviews confirm these observations and provide insight into operational practices, the development of flexible demand, and market design changes that could enhance ID market liquidity in the future. The findings suggest that ID trading can serve as an effective tool for mitigating balancing risks and optimising revenues net of balancing costs – but its success depends on efficient trade execution and an active demand side to support market liquidity.

Vuorokausimarkkinoilla myytävän tuulivoiman tasehallintakustannukset ovat nousseet suhteessa markkinoiden keskihintaan erityisesti vuosina 2023 ja 2024. Tämä diplomityö tutkii, voiko aktiivisempi osallistuminen päivänsisäisiin markkinoihin parantaa tuulivoimatuottajien nettotuloja Suomessa. Nettotulot määritellään tässä työssä sähkön myyntituloina vähennettynä tasehallintakustannuksilla. Tutkimus perustuu kolmeen menetelmään: kirjallisuuskatsaukseen, datapohjaiseen mallinnukseen ja haastatteluihin sähkökaupan asiantuntijoiden kanssa. Kirjallisuuskatsaus keskittyy päivänsisäisen kaupankäynnin perusteisiin ja korostaa ennustetarkkuuden merkitystä sekä algoritmisen kaupankäynnin kasvavaa roolia. Vuosien 2020–2024 tuotanto ennuste- ja hintadataan perustuva mallinnus osoittaa, että vaikka tuulivoimatuotannon arvo on suhteellisen yhdenmukainen vuorokausimarkkinoiden ja päivänsisäisten markkinoiden välillä, kaupankäynti lähempänä toimitushetkeä alentaa merkittävästi tasehallintakustannuksia ja parantaa näin nettotuloja. Päivänsisäisen kaupankäynnin kannattavuus osoittautui kuitenkin herkäksi toimitusjakson sisäisille hintavaihteluille, mikä korostaa tarkan markkina-ajoituksen merkitystä. Likviditeetti tunnistettiin keskeiseksi rajoitteeksi päivänsisäisillä markkinoilla erityisesti suurilla kaupankäyntivolyymeilla, ja se rajoittaa päivänsisäisiin markkinoihin perustuvien strategioiden laajennettavuutta. Vaikka kaupankäyntivolyymit ovat kasvaneet viime vuosina, likviditeetin kasvu ei ole pysynyt mukana kaupankäynnin kasvavassa tarpeessa, mikä johtuu vaihtelevan uusiutuvan energiatuotannon lisääntymisestä ja riittämättömästä kysyntäpuolen osallistumisesta. Asiantuntijahaastattelut vahvistavat nämä havainnot ja tarjoavat näkemyksiä operatiivisista käytännöistä, kysyntäjouston kehityksestä sekä markkinarakenteen muutoksista, jotka voisivat parantaa päivänsisäisten markkinoiden likviditeettiä tulevaisuudessa. Data-analyysin tulosten perusteella päivänsisäinen kaupankäynti voi toimia tehokkaana välineenä taseriskien vähentämisessä ja tulojen optimoinnissa tasehallintakustannusten jälkeen, mutta onnistuminen edellyttää tehokasta kaupankäynnin toteutusta ja aktiivista kysyntäpuolta markkinalikviditeetin tueksi.

I och med att balanskostnaderna för vindkraft som säljs på Day-ahead-marknaden (DA-marknaden) har ökat i förhållande till de genomsnittliga marknadspriserna, särskilt under 2023 och 2024, undersöker detta diplomarbete om en mer aktiv handel på Intraday-marknaden (ID-marknaden) kan öka intäkterna efter balanskostnader för vindkraftsproducenter i Finland. Studien baseras på tre kompletterande metoder: en litteraturstudie, datadriven modellering och intervjuer med experter inom elhandel. Litteraturstudien fokuserar på grunderna för ID-handel och lyfter fram prognosnoggrannhetens betydelse samt den algoritmbaserade handelns växande roll. Den datadrivna modelleringen, som baseras på produktions-, prognos- och prisdata från åren 2020–2024, indikerar att även om bruttovärdet på vindkraftsproduktion ligger på samma nivå mellan DA- och ID-marknaderna, leder handel närmare leveranstidpunkten till väsentligt lägre balanskostnader och därmed högre nettointäkter. Lönsamheten för ID-handel visade sig däremot vara känslig för prisspridning inom samma leveransperiod, vilket understryker vikten av effektiv marknadstajming. Likviditet identifierades som den huvudsakliga begränsningen, särskilt vid större handelsvolymer, vilket begränsar skalbarheten hos strategier baserade på ID-handel. Trots att transaktionsvolymerna har ökat de senaste åren, har ökningen i likviditet inte motsvarat det ökade behovet av handel på grund av utbyggnaden av variabel förnybar produktion och otillräcklig aktivitet på efter-frågesidan. Expertintervjuerna bekräftar dessa observationer och ger inblick i operativa arbetssätt, utvecklingen av flexibel efterfrågan samt möjliga förändringar i marknadsdesignen som skulle kunna förbättra ID-marknadens likviditet i framtiden. Resultaten tyder på att ID-handel kan vara ett effektivt verktyg för att minska balansrisker och optimera intäkter efter balanskostnader, men framgången är beroende av effektiv marknadstajming och en aktiv efterfrågesida som stöder marknadslikviditeten.

Description

Supervisor

Holttinen, Hannele

Thesis advisor

Forsman, Jimmy

Keywords

wind power, revenue, balancing costs, trading, intraday, liquidity

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506104472

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC