Wind Power Participation in the Finnish Balancing Electricity Market

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2020-12-14
Department
Major/Subject
Sustainable Energy Systems and Markets
Mcode
ELEC3048
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
en
Pages
79+3
Series
Abstract
As the share of variable renewable electricity generation in the power system increases, the balancing of the power system becomes more challenging. It is important to ensure that providers of flexible balancing capacity do not face financial barriers to participate in the balancing market. In terms of technical capability of wind power plants, it is possible for wind power to participate in the balancing market, but there are still uncertainties related to its cost-efficiency. The market environment and requirements for the balancing market participation of wind power should be as easy to access and fulfil as possible within the constraints of power system operation. This thesis examines the participation of wind power in the Finnish balancing electricity market. The thesis includes a literature review and a qualitative empirical research. The literature review presents an overview of the current Nordic electricity market and the balancing principles in the Nordic power system. In addition, the main characteristics of wind power, and the behaviour of wind power generation in the power system are examined as part of the literature review. The empirical research consists of interviews with different actors within the field of wind power. According to the interviewees, the participation of wind power in the balancing market and in other electricity markets is seen to increase in the future. The interviewees find the topic interesting and topical. There are, however, still some challenges which need to overcome before higher share of wind power will be able to participate in the markets. Among others current subsidy schemes, operation processes of wind power plants, and agreement arrangements between different actors challenge the participation. It was clearly brought up in the interviews that more information about the wind power participation possibilities in the balancing electricity market as well as in the other electricity marketplaces is desired from Fingrid. According to the findings, the main challenges of the wind power participation relate to the operation of the wind power actors as well as the overall knowledge of the wind power participation possibilities, rather than the current way the balancing electricity market itself works. Fingrid should target the development towards improved information sharing and exchanging with the wind power actors. The information exchange would not benefit just the wind power actors but also the operators in the main grid control centre. For improved information sharing and exchange purposes among others webinars and workshops by Fingrid should be arranged. Additionally, to ensure the adequacy of the balancing capacity in the power system, an additional capacity market for downward balancing could be arranged.

Sään mukaan vaihtelevan uusiutuvan sähköntuotannon osuuden kasvaessa sähköjärjestelmässä sähkön tuotannon ja kulutuksen välisen tasapainon ylläpitäminen tulee haastavammaksi. On tärkeää varmistaa, että millään joustokykyisellä sähköntuotantokapasiteetilla ei ole taloudellisia esteitä osallistua järjestelmän tasapainotukseen. Tuulivoimalaitosten teknisen suorituskyvyn kannalta tuulivoiman on mahdollista osallistua säätösähkömarkkinoille, mutta kustannustehokkaaseen osallistumiseen liittyy yhä epävarmuuksia. Vaatimukset niin säätösähkömarkkinoille kuin muillekin markkinapaikoille osallistumisesta tulisi olla mahdollisimman helposti täytettävissä. Tämä diplomityö tutkii tuulivoiman osallistumista Suomen säätösähkömarkkinoilla. Diplomityö kostuu kirjallisuuskatsauksesta sekä laadullisesta empiirisestä tutkimuksesta. Kirjallisuuskatsaus antaa kokonaiskuvan nykyisestä pohjoismaisesta sähkömarkkinarakenteesta sekä pohjoismaisen sähköjärjestelmän tasapainottamisperiaatteista. Lisäksi se tuo esille tuulivoimatuotannon keskeisimmät ominaisuudet sekä tutkii tuulivoiman käyttäytymistä sähköjärjestelmässä. Työn empiirinen tutkimus pohjautuu tuulivoimatoimijoille tehtyihin haastatteluihin. Haastateltavien mukaan tuulivoiman osallistuminen säätösähkömarkkinoilla sekä muilla sähkömarkkinoilla tulee kasvamaan tulevaisuudessa. Haastateltavat kokevat aiheen kiinnostavana ja ajankohtaisena. Osallistumiseen liittyy kuitenkin vielä haasteita, jotka tulee ratkaista ennen kuin suurempi osa tuulivoimasta pystyy osallistumaan markkinoille. Muun muassa nykyiset tuotantotuet, tuulivoimaloiden operointitavat sekä sopimusjärjestelyt eri toimijoiden välillä haastavat tuulivoiman osallistumisen. Haastatteluissa tuli esille selkeästi toimijoiden toive saada lisää tietoa tuulivoiman osallistumismahdollisuuksista säätösähkömarkkinoilla sekä muilla sähkömarkkinapaikoilla. Työn mukaan päähaasteet tuulivoiman osallistumiseen säätösähkömarkkinoilla liittyvät lähinnä tuulivoimatoimijoiden toimintoihin sekä heidän yleiseen tietämykseensä osallistumismahdollisuuksista. Säätösähkömarkkinoiden nykyinen toimintamalli ei itsessään luo suuria haasteita toimijoille. Fingridin tulisi kehittää tuulivoimatoimijoille kohdennettua tiedonvaihtoa. Tiedonvaihdon kehittäminen edesauttaisi myös kantaverkkokeskuksen operaattoreiden työtä. Tiedonvaihdon parantamiseksi Fingridin tulisi järjestää esimerkiksi erilaisia webinaareja ja työpajoja. Lisäksi sähköjärjestelmän säätökapasiteetin riittävyyden varmistamiseksi esimerkiksi kapasiteettimarkkinan laajentamista alassäätöön tulisi pohtia.
Description
Supervisor
Syri, Sanna
Thesis advisor
Heikkilä, Mikko
Keywords
wind power, balancing market, power system balancing, wind power control
Other note
Citation