Digitalization of short-term resource allocation in power markets

Et velfungerende kraftmarked skal sikre optimal ressursallokering, inkludert hensyn til forsyningssikkerhet. Med høyere andel fornybar energi i kraftmiksen øker behovet for fleksible ressurser. Digitalisering av kortsiktig ressursallokering kan muliggjøre et mer effektivt system. Målet med PowerDig-prosjektet er å definere og analysere nye markedsdesign som sikrer optimal kortsiktig allokering av energiressurser basert på digitaliseringskapasiteter. PowerDig analyserer markedsdesign som er dynamiske i tid og rom for å håndtere en høyere andel fornybar energi. Dette adresserer svakheter i eksisterende markeder relatert til både allokering og prising av fleksibilitet, samt tjenester knyttet til forsyningssikkerhet. PowerDig utvikler ulike matematiske programmeringsmodeller for å analysere det norske kraftmarkedet og mekanismer for å sikre nødvendig fleksibilitet for et trygt og effektivt system. Aktivitetene inkluderer analyser av dagens markedsdesign (døgnforhåndsmarked => intradag => grid congestion management), integrering av fleksibilitetsmarkeder og forståelse av TSO-DSO-koordinering. Disse aktivitetene ser på hvordan digitalisering og digitale plattformer kan bidra til å definere nye roller, automatisering og markedsmekanismer. PowerDig-prosjektet ledes av NTNU, med forskningspartnere SINTEF Energi og NHH/SNF, samt industripartnere som Statnett og Statkraft. Kort oppsummert skal PowerDig-prosjektet forske på hvordan: i) Redusere markedsinngangsbarrierer og muliggjøre deltakelse for nye aktører som fleksible forbrukere. ii) Prissette ressurser mer effektivt på kort og lang sikt, øke velferden (redusere totalkostnader) og opprettholde forsyningssikkerheten. iii) Øke verdien av norsk vannkraft og smart lading, avansert hjemmeadministrasjon eller lignende, ved å gi riktig pris til fleksibilitet. iv) Øke tilgjengeligheten av fleksibilitet i et distribuert system for å spare eller utsette investeringer i distribusjonsnett. v) Bedre koordinering mellom DSO- og TSO-nivå for å spare eller utsette investeringer i transmisjonsnett. vi) Muliggjøre mer grenseoverskridende handel med fleksibilitet som kan redusere totale systemkostnader og øke verdien av fleksible ressurser. vii) Skape forretningsmuligheter for selskaper som tilbyr digitale plattformer i energimarkeder, samt markedsplattformer og tjenester som gir norske selskaper en konkurransefordel. viii) Gjøre fremtidige fleksibilitetsmarkeder sikre med hensyn til cybersikkerhet, både på personnivå og systemnivå. Dette er en forutsetning for å beskytte forbrukerrettigheter og forsyningssikkerhet. For å adressere disse forskningstemaene, dekker PowerDig-analyser hele kraftmarkedskjeden, inkludert døgnforhåndsmarkedet, intradagmarkedet og nettomdisponeringsprosessen, inkludert grenseoverskridende transaksjoner for hele Norge. For intradagstadiet undersøker vi både eksisterende kontinuerlige markeder og kommende auksjonsbaserte markeder. Innføringen av et nytt auksjonsbasert intradagmarked, planlagt for produksjon i 2024, markerer en viktig utvikling. Dette kraftmarkedet er designet for å operere med tre intradagauksjoner daglig. PowerDig-prosjektets innsikt, resultater og aktiviteter er tilgjengelige for offentligheten på prosjektets nettside: [https://powerdig.eu/](https://powerdig.eu/)

The aim of the PowerDig project is to define new market designs ensuring optimal short-run allocation of energy resources based on digitalization capabilities. PowerDig will propose market designs that are dynamic in temporal and in spatial resolution in order to handle a higher share of renewables and address shortcomings in existing markets related to both the allocation and pricing of flexibility, scarcity resources and services related to the security of supply. A central part of the project is to understand and adequately address the relation between these and energy-only markets as planning horizons become shorter. PowerDig is addressing the following key challenges, developments and activities: -Study how digitalization and digital platforms enable new market designs at the different levels of the power system (neighbourhood, DSO, TSO, cross-border) and the interplay between these levels. -Define flexibility-based products for existing and new players and understand the technological and economic properties of these. -Suggest procedures for the interaction between the different players and dynamically handle the configuration of markets. -Describe how flexibility products can be used as digitalization opens up boundaries (geographical and temporal) on where and when electricity and flexibility products can be traded and allocated. - Consider and develop fast prediction of congestions as part of the dynamic configuration of temporal and geographical market configurations. Challenge current market design where these dimensions are static. -Identify implications of digitalization and develop security guidelines towards a comprehensive strategy on how to guarantee a secure transition to a decentralized and digitalized system for short-term resource allocation.