Robustness-based sensitivity analysis of a decision model Application to counterparty risk in energy markets

Abstract

As electricity markets become more connected they also become more uncertain. With the interconnected system of electricity markets, the uncertainties also get combined from multiple systems and regions, thus hedging of the future production becomes more vital. With the return to the bilateral hedging after the energy crisis, companies must develop new models to quantify the counterparty risk associated with these deals. Bilateral hedging means the use of long-term contracts where power producers sell electricity directly the the customers. Since the models rely heavily on the probability of default (PDs) of the counterparts, understanding how the results of the model change with respect to small changes in PDs is important. This thesis explores some of the robustness measures used in literature to come up with a robustness criterion using bootstrapping and limits set by the decision maker. The criterion is used to test a decision model against perturbations in the PDs and to conclude whether the model shows sufficient robustness. In the end, we analyze the results from the viewpoint of a decision-maker.

Sähkömarkkinoiden yhtenäistyessä tulevat myös niihin liittyvät epävarmuudet kasvamaan. Useat alueelliset ja järjestelmäkohtaiset sähkömarkkinoiden epävarmuudet yhdistyvät yhtenäisessä verkossa, korostaen sähkön myynnin suojauksen tarpeellisuutta. Energiakriisin jälkeen vastapuolisopimusten osuus on kasvanut, vaatien yhtiöitä kehittämään uusia menetelmiä vastapuoliriskin mittaamiseen. Vastapuolisopimukset ovat pitkäaikaisia myyntisopimuksia, joissa sähköntuottaja myy tulevaisuuden tuotantoa suoraan asiakkaalle käyttämättä sähköpörssiä välikätenä. Perinteisesti vastapuoliriskin mallinnus perustuu vastapuolen maksukyvyttömyyden todennäköisyydelle. Tästä johtuen on tärkeä ymmärtää miten todennäköisyyksien muutokset malleissa vaikuttavat niiden lopputuloksiin. Tässä diplomityössä kehitetään menetelmä, jolla mitatataan päätösmallin robustiutta suhteessa muutoksiin maksukyvyttömyystodennäköisyyksissä. Kehitetty menetelmä perustuu asiantuntijoiden asettamiin rajoihin lasketuille suureille ja bootstrap menetelmään. Menetelmän tulokset analysoidaan päätöksentekijän näkökulmasta.