The value of grid information in flow-based market clearing

Det Nordiske kraftmarkedet er I endring. En endring som påvirker alle markedsaktører og som kraftprodusenter, systemoperatører og markedsoperatører må være forberedt på. I tillegg til en økning I integrasjon av variabel fornybar kraftproduksjon så er overgangen til en flytbasert markedsklarering (flow-based market clearing, FBMC) den største endringen I markedet. Endringen I markedsklareringsprosedyre er I tråd med den europeiske modellen. Flytbasert markedsklarering innebærer en bedre representasjon av transmisjonssystemet I selve markedsklareringen. Dette fører til en bedre utnyttelse av den eksisterende transmisjonsinfrastrukturen. Overgangen kan ha en stor effekt på økonomien til markedsaktørene da tilstanden I transmisjonssystemet vil få økt effekt på kraftpriser og dette vil særlig påvirke vannkraftproduksjon som er avhengig av best mulig informasjon om fremtiden for å planlegge best mulig drift. Prosjektet Vannfly skal analysere effekten av å introdusere FBMC I det Nordiske kraftmarkedet for forskjellige aktører. En viktig del av prosjektet er å undersøke hvilket nivå av informasjon om transmisjonssystemet som er nødvendig for at markedsaktørene skal kunne agere rett på overgangen til FBMC for prisprognosering og driftsprosesser. I dette prosjektet vil SINTEF Energi videreutvikle og bruke en eksisterende prototyp markedsmodell som allerede kan brukes til langtids prisprognosering og som inkluderer en detaljert beskrivelse av Nordisk vannkraft samt transmisjonssystemet. Det skal også tilpasses en eksisterende operasjonell markedsmodell til å ta høyde for FBMC slik at aktører kan selv se på effekter av FBMC etter avslutningen av prosjektet. I løpet av den første delen av prosjektet har vi gjennomført en litteraturstudie, gjort en rekke analyser og organisert en rekke med prosjektmøter og workshops. I tillegg har prosjektet følget opp den pågående prosessen hos Nordic CCM, som jobber med implementering av FBMC i Norden. For å kunne gjennomføre analyser er eksisterende prototype modellverktøy (FanSi) tilpasset bruk av detaljert nettbeskrivelse og eksogen PTDF beskrivelse. I tillegg er det bestemt og spesifisert hvilken type beslutningsstøtteverktøy som skal videreutvikles i prosjekt å tilgjengeliggjøres for prosjektpartnerne for egne analyser. Analysene er gjennomført basert på et nordisk datasett som er utviklet sammen med andre forskningsprosjekter (FME HydroCen, IPN SumEffekt). Resultater peker på en betydelig konsekvens av introduksjon av FBMC og en effekt av å hensynta detaljert nett i kortsiktig markedssimulering.

IPN VannFly addresses the introduction of flow-based market (FBMC) clearing in the Nordic power market, a highly relevant and timely topic. The main focus has been on information necessary for market actors and decision support tools respectively market models accounting for FBMC. Furthermore, the project has contributed to competence building on FBMC at project partners, being better prepared for the introduction of FBMC. The project has led to the further development of research prototype market models, which account for the physical transmission grid on three different levels; 1) based on NTC, 2) a flow-based domain, including PTDFs and RAM as well as 3) a detailed representation of the grid. The developed market models have been applied in the project to executed analyses of FBMC. The analyses have provided some guidelines on how to retrieve information and estimate the flow-based domain for long-term planning. The research prototype models will also be available to future research projects and for further analyses of FBMC. A prototype of a decision-support tool respectively market model with representation of FBMC has been developed. This prototype market model is a further development of the existing EMPS model. The prototype model has been tested at a number of project partners during the project. The prototype model is planned to be further developed and commercialised as a part of the hydropower planning suite developed by SINTEF Energi. The availability of a market model accounting for FBMC within this suite will improve decision-making and production planning for several market actors in the Nordic, when FBMC is introduced. Through the competence building, the development of market model prototypes as well as the qualitative and quantitative analyses, the project contributed to better understand the effect of introducing FBMC in the Nordics. It also identified which additional data is necessary for market actors. Two different types of open data sources were used in the project and provided to the project partners. The project has given input to the ongoing process of introducing FBMC in the Nordics through participation at workshops for Nordic Capacity Calculation Method (CCM) organised by the Nordic TSOs. It also made actors better prepared in the discussions of the Nordic CCM.

The Nordic power market undergoes a significant change, which all of the market stakeholders need to prepare for. One of the most important changes is the transition to a flow-based market clearing (FBMC), in line with the European target model. The project Vannfly aims to assess the effect of introducing FBMC in the Nordic power market and to ensure that project participants increase their competence on the new market clearing mechanism. An important part is to study effects of different levels of grid information. Furthermore, through workshops discussing FBMC implementation project participants can affect the implementation process of flow-based market clearing in the Nordic power markets through questions and requests to the process. Market stakeholders need to be part of the process to ensure that sufficient grid information is provided, so that FBMC is implemented in a way that market actors can act rationally. The project will use newly developed prototype models from SINTEF Energy Research to study the level of information from the grid operator that will be most useful for the actors in the energy market. If the analyses using a market model result in a suitable level of information (a level which gives improved model prediction results), the project aims to implement a prototype model to provide the possibility to study effects of FBMC more thoroughly after finalization of the project. A successful project will result in better understanding of the new market model and benefit the FBMC implementation by trying to ensure that the information provided by the grid operators is the information that the power producers require in their actions in the energy market.