Für die Liberalisierung und Vereinheitlichung des europäischen Strommarktes wird eine Netzmodellierung benötigt, die den volkswirtschaftlichen Nutzen der bestehenden grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten maximiert. Da die verfügbaren transnationalen Übertragungskapazitäten regelmäßig nicht ausreichen, um vollständige Marktkopplung zu erreichen, werden verschiedene Algorithmen zur Berechnung der wohlfahrtsoptimalen Strompreise und Kapazitätsallokationen verwendet.
Die Algorithmen zur Allokation und Preissetzung auf integrierten Strommärkten mit höheren grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten mussten für genauere Vorhersagen der Lastflüsse weiterentwickelt werden. Dazu werden im Folgenden die Architekturen zum Engpassmanagement basierend auf Net-Transfer-Capacities und Flow-Based Allokationen studiert und ihre volkswirtschaftlichen Wohlfahrtsresultate analysiert. Der Fokus der Untersuchung liegt geografisch in der Region Zentralwesteuropa. Zeitlich ist der Day-Ahead Stromhandel auf Spotmärkten der Schwerpunkt dieser Betrachtung.
Die empirische Untersuchung der Modellierungsergebnisse erfolgt durch die Auswertung von veröffentlichten Datensätzen der Übertragungsnetzbetreiber, Strombörsen und Energiebehörden. Aus Projektberichten und wissenschaftlichen Arbeiten ergeben sich zahlreiche Quellen, die der qualitativen Analyse dienlich sind.
Inhaltsverzeichnis
1 EINFÜHRUNG
1.1 GRÜNDE FÜR DIE EUROPÄISCHE STROMMARKTKOPPLUNG
1.2 MARKTKOPPLUNG
1.3 WOHLFAHRTSIMPLIKATIONEN DER MARKTKOPPLUNG
1.4 AUKTIONSMECHANISMEN
1.5 AUFBAU DES INTERNAL ELECTRICITY MARKET
2 PRICE COUPLING OF REGIONS
2.1 MEILENSTEINE DES PRICE COUPLING OF REGIONS IN EUROPA
2.2 MARKTKOPPLUNG UND -INTEGRATION MIT EUPHEMIA
2.3 VORAUSSETZUNGEN FÜR DAS PRICE COUPLING OF REGIONS
2.4 OPTIMIERUNGSSCHEMA EUPHEMIA
2.4.1 PRICE DETERMINATION SUB-PROBLEM
2.4.2 PUN SEARCH SUB-PROBLEM
2.4.3 VOLUME INDETERMINACY SUB-PROBLEM
2.5 MODELLIERUNGSMÖGLICHKEITEN IN EUPHEMIA
3. STROMMARKTKOPPLUNG DURCH NET-TRANSFER CAPACITIES
3.1 GRÖßEN ZUR BERECHNUNG DER KONTRAKTVOLUMINA
3.1.1 DEFINITIONEN
3.1.2 BERECHNUNG BILATERALER KONTRAKTVOLUMINA DURCH ATC
3.1.3 GRÖßEN ZUR BERECHNUNG DER TRANSFERVOLUMINA:
3.1.4 BERECHNUNG DER ÜBERTRAGUNGSKAPAZITÄTEN
3.2 SICHERHEITSMECHANISMEN BEI NTC/ATC
4 „FLOW-BASED“ MARKET COUPLING
4.1 KAPAZITÄTSBERECHNUNG
4.2 KAPAZITÄTSALLOKATION
4.3 HYBRID COUPLING
4.4 SICHERHEITSMECHANISMEN FLOW-BASED MARKET COUPLING
5 WOHLFAHRTSVERGLEICH UND ARCHITEKTURUNTERSCHIEDE
5.1 PREISKONVERGENZ
5.2 WOHLFAHRTSVERGLEICH
6 FAZIT
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die Arbeit analysiert und vergleicht Methoden der Strommarktkopplung in Europa, insbesondere die Verfahren „Net-Transfer-Capacities“ (NTC) und „Flow-Based“ (FB), um deren Einfluss auf die effiziente Allokation grenzüberschreitender Übertragungskapazitäten und die daraus resultierenden Wohlfahrtswirkungen auf den europäischen Spotmärkten zu untersuchen.
- Grundlagen und politische Motivation der europäischen Strommarktkopplung.
- Detaillierte Analyse der Algorithmen zur Preisbestimmung (EUPHEMIA).
- Methodische Gegenüberstellung von NTC-basiertem Engpassmanagement und Flow-Based-Modellierungen.
- Evaluierung von Sicherheitsmechanismen für die Netzstabilität.
- Empirischer Wohlfahrtsvergleich verschiedener Kopplungsarchitekturen in der Region Zentralwesteuropa (CWE).
Auszug aus dem Buch
3.1.1 Definitionen
Base Case Exchange (BCE): Belegte Übertragungskapazität durch eine bestehende Allokation der Verbindungstrasse zweier Bidding Areas.
∆Emax: Freie Kapazität zur kontinuierlichen Lastübertragung über eine Verbindungstrasse zweier Bidding Areas (Maximal Generation Shift).
Die Total Transfer Capacity (TTC) ist definiert als die totale Übertragungskapazität eines Interkonnektors.
Transmission Reliability Margin (TRM): Ist eine Sicherheitsreserve für nicht ausreichend präzise prognostizierbare Systemparameter und den Eintritt von störenden unvorhersehbaren Ereignissen. Außerdem enthält die TRM Kapazitätsreserven für Parallellastflüsse, die aus anderen bilateralen Übertragungen, über die der Übertragungsnetzbetreiber zuvor nicht informiert wurde, resultieren.
Net Transfer Capacity (NTC): Ist die zur Allokation verfügbare Übertragungskapazität einer Verbindungstrasse zweier Bidding Areas.
Available Transfer Capacity (ATC): Freie Übertragungskapazität zwischen zwei Bidding Areas, die für die Allokation genutzt werden kann. Werden NTC und ATC zur Netzmodellierung verwendet, um eine Allokation von grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten zu erhalten, ist es notwendig, diese zu berechnen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINFÜHRUNG: Dieses Kapitel erläutert die politische Notwendigkeit und die ökonomischen Vorteile der europäischen Strommarktkopplung für den Wettbewerb und die Wohlfahrt.
2 PRICE COUPLING OF REGIONS: Hier werden der PCR-Algorithmus EUPHEMIA als zentrales Instrument der Marktintegration sowie dessen Funktionsweise bei der Optimierung der Handelsrouten beschrieben.
3. STROMMARKTKOPPLUNG DURCH NET-TRANSFER CAPACITIES: Das Kapitel definiert die mathematischen Grundlagen und Sicherheitsmechanismen, die dem NTC-basierten Engpassmanagement zugrunde liegen.
4 „FLOW-BASED“ MARKET COUPLING: Diese Sektion führt in die lastflussbasierte Netzmodellierung ein und erklärt, wie durch physikalische Betrachtungen Kapazitäten effizienter allokiert werden können.
5 WOHLFAHRTSVERGLEICH UND ARCHITEKTURUNTERSCHIEDE: Ein Vergleich der Ansätze hinsichtlich Preiskonvergenz und Wohlfahrtsgewinnen auf Basis von Simulationsdaten der Region Zentralwesteuropa.
6 FAZIT: Eine abschließende Bewertung der Methoden, die das Flow-Based-Verfahren als zukunftsweisend für ein integriertes europäisches Strommarktsystem identifiziert.
Schlüsselwörter
Strommarktkopplung, Price Coupling of Regions, NTC, Flow-Based Market Coupling, EUPHEMIA, Engpassmanagement, Wohlfahrt, Übertragungskapazität, Netzstabilität, Day-Ahead, Stromhandel, Zentralwesteuropa, Preiskonvergenz, Lastflussmodellierung, Spotmarkt.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die methodischen Unterschiede und ökonomischen Auswirkungen verschiedener Algorithmen zur effizienten Nutzung von Stromnetzkapazitäten bei der Kopplung europäischer Strommärkte.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit fokussiert sich auf Engpassmanagement, Preisbildungsmechanismen an Strombörsen und die physikalische Modellierung von Lastflüssen im europäischen Verbundnetz.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, zu analysieren, ob modernere, lastflussbasierte Methoden (Flow-Based) zu einer höheren volkswirtschaftlichen Wohlfahrt führen als die bisherigen NTC-basierten Ansätze.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es erfolgt eine theoretische Analyse der Algorithmen sowie eine empirische Auswertung von Simulationsdaten und Projektberichten der Übertragungsnetzbetreiber und Energiebehörden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Darstellung der PCR-Architektur, die mathematischen Details von NTC und Flow-Based-Berechnungen sowie den abschließenden quantitativen Wohlfahrtsvergleich.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Strommarktkopplung, Flow-Based Market Coupling, EUPHEMIA, Engpassmanagement, Preiskonvergenz und Netzstabilität.
Welche Rolle spielen die Sicherheitsmechanismen bei der NTC-Methode?
Die Sicherheitsmechanismen, wie die N-1 Regel, sind essentiell, um trotz ungenauer Vorhersagen über Stromflüsse die Stabilität des elektrischen Systems und die Einhaltung thermischer Grenzwerte zu garantieren.
Warum ist das Flow-Based Market Coupling laut Autor effizienter?
Das Flow-Based-Verfahren ermöglicht eine präzisere physikalische Abbildung der Lastflüsse, wodurch Sicherheitsreserven reduziert und mehr Übertragungskapazität für den Stromhandel freigegeben werden kann.
- Citation du texte
- Sebastian Tobias Böhmer (Auteur), 2015, Methoden zur Strommarktkopplung in Europa, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/310953
