Stochastic approach to mid- and long-term forecasting of ERCOT real-time electricity price

Loading...
Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis

Date

2016-05-10

Department

Major/Subject

Systems and Operations Research

Mcode

SCI3055

Degree programme

Master’s Programme in Mathematics and Operations Research

Language

en

Pages

104 + 7

Series

Abstract

Tämän työn tavoitteena on mallintaa päivän sisäistä sähkönhintaa Teksasissa sijaitsevalla ERCOT-markkinalla. Lisäksi kehitetään simulointimenetelmä, jolla voidaan luoda hinta-aikasarjoja useaksi vuodeksi tulevaisuuteen. Selittäjämuuttujien vaikutus huomioidaan mallinnuksessa. Sähkönhinnan ennustaminen on tärkeää esimerkiksi voimalaitosinvestointien kannattavuutta laskettaessa. ERCOT:ssa voimalaitokset myyvät sähköä kolmella markkinalla: seuraavan päivän (DA), päivän sisäisellä (RT) sekä reservituotemarkkinalla (AS). Tavallisesti vain DA-markkinan hinta huomioidaan investointilaskelmissa. Nopeat voimalaitokset voivat kuitenkin hyötyä merkittävästi RT-markkinahinnan liikkeistä ja erityisesti sen ja DA-markkinahinnan erosta. Sähkönhinnan ennustamiseksi on olemassa kahdenlaisia menetelmiä - fundamentaalisia ja stokastisia. DA-markkinahinnan ennustamiseen käytetään yleisesti tietokoneohjelmia, joiden antamat tulokset ovat varsin tarkkoja niin lyhyellä kuin pitkälläkin ennustehorisontilla. RT-markkinahinnalle ei kuitenkaan ole olemassa vastaavia pitkän aikavälin ratkaisuja. Tässä työssä tutkitaan tilastollisesti RT-markkinahinnan muodostumista. Löydettyihin selittäjämuuttujiin perustuen rakennetaan bootstrap-menetelmää käyttäen stokastinen ennustemalli. Korkeiden hintapiikkien nähdään useimmiten tapahtuvan korkean DA-markkinahinnan ja alhaisen vapaan sähköntuotantokapasiteetin aikoina. Tavallisimmalla hintatasolla selittäjämuuttujiksi valitaan DA-markkinahinta, vapaan sähköntuotantokapasiteetin ennustevirhe, tuulituotannon ylittävän kulutuksen muutosnopeus sekä edellinen RT-markkinahinta. Selittäjämuuttujien arvot simuloidaan sähkömarkkinamallinnukseen tarkoitetulla tietokoneohjelmalla ja Markovin ketjuihin perustuvalla stokastisella menetelmällä. Simulointimenetelmän toimivuus varmistetaan ennustamalla menneisyyden hintoja ja havaitsemalla ennusteet tarpeeksi samanlaisiksi toteutuneiden kanssa. RT-markkinahintaa simuloidaan kahdessa tulevaisuuden skenaariossa. Tuulituotannon määrän kasvun nähdään kasvattavan hintavaihteluita RT-markkinalla.

Description

Supervisor

Ilmonen, Pauliina

Thesis advisor

Leino, Jyrki

Keywords

forecasting, bootstrap, electricity price, ERCOT

Other note

Citation