Ruotsin uusien hinta-alueiden sekä verkkoinvestointien vaikutus Nord Poolin spot-hintoihin lähitulevaisuudessa

This Master's Thesis is studying changes that are coming to happen in Nord Pool power market in November 2011. These new changes consist of four new price areas in Sweden and new grid enforcement Fenno Skan2 that is located between South-Finland and South-Sweden. Nordic power production capacity is very variable. The most important production capacity is hydropower, which has price determinative position. Nuclear power and wind power have also important position when Nordic spot prices are determined. Nuclear and hydropower production form the base production. Wind power production is also an important factor in Nordic spot prices but because of different wind conditions it is hard to depend on it. Wind power affects mostly peak hours in daily profile. Conventional heat production has fallen little bit out of the picture because of the high operating costs. These days' conventional heat production plants operate as a regulating power and they are often only used high consumption periods. Nord Pool's spot-prices are calculated based on supply and demand. Both of them are determined by transfer capacity and marginal costs. Spot-price in certain area is equal to highest marginal production cost in that price-area. In this Master's Thesis I am studying different network theories and how to construct Nord Pool's spot supply curve for different price areas. With these two theories I calculate the new situation for Nord Pool system. Time series that are used in this study are from 2010 - 2011 first half. By using these time series I can calculate new spot prices in this new system which consist four new price areas in Sweden and Fenno Skan 2 transfer capacity reinforcement. The system price will not change during the calculation and hourly production is predicted from supply curve by using the precise system price of that hour. When results are compared it is possible to see how this new situation changes spot prices. In addition, it is also possible compare how electricity flow changes between spot areas and enforce our vision of new spot prices.Diplomityö käsittelee Nord Poolin spot-markkinoihin marraskuun 2011 aikana tulevia muutoksia ja niiden vaikutuksia spot-hintoihin. Kyseiset muutokset ovat Ruotsin neljä uutta hinta-aluetta sekä Fenno Skan 2-siirtoyhteys, joka rakennetaan Suomen ja Tukholman alueen välille. Pohjoismainen voimalaitoskapasiteetti koostuu hyvin monenlaisista voimalaitostyypeistä. Näitä tuotantomuotoja ovat vesivoima, tuulivoima, ydinvoimaja lämpövoima. Erityisesti vesivoima on tärkein tuotantomuoto Pohjoismaissa johtuen sen suuresta volyymista. Tästä johtuen vesialtaiden tasot ovat hyvin tärkeitä hintaa määrääviä tekijöitä. Ydinvoima ja tuulivoima ovat myös alhaisten muuttuvien kustannusten kautta suhteellisen määräävässä asemassa. Ydinvoima toimii perustuotantona yhdessä vesivoiman kanssa. Tuulivoimalla tuotetaan sen sijaan silloin, kun sillä on mahdollista tuottaa, mistä johtuen tuulivoiman merkitys korostuu vuorokauden tunnittaisessa profiilissa. Lämpövoimatuotannon korkeiden kustannusten vuoksi kyseiset laitokset toimivat näiden kolmen tuotantomuodon säätövarana. Erityisesti lämpövoimatuotannon tärkeys korostuu talvella, kun kulutus nousee korkeaksi ja vuorokautinen kulutus vaihtelee rajusti eikä perustuotanto kykene kattamaan kulutusta. Nord Poolin alueen spot-hinnat lasketaan tarjonnan ja kysynnän perusteella. Kyseiset kaksi muuttujaa määritellään hinta-alueiden välillä olevan siirtokapasiteetin sekä kustannusten perusteella. Spot-hinta vastaa alueen kalleimman käytössä olevan voimalaitoksen muuttuvia kustannuksia. Diplomityössä tutkitaan verkkoteorioita sekä Nord Poolin spot-markkinoiden tarjontakäyrän rakentamista, jonka avulla kyetään rakentamaan uudenlainen tilanne, jossa Fenno Skan 2 ja Ruotsin uudet hinta-alueet on otettu huomioon. Aikasarjoina käytetään vuoden 2010 - 2011 ensimmäisen puolikkaan tunnittaisia tietoja, jonka perusteella lasketaan jokaiselle alueelle uusi spot-hinta uudessa tilanteessa. Systeemihinta säilyy samana ja eri alueiden tuotannot lasketaan tuotantokäyrältä kyseisen tunnin systeemihintaa vastaavaksi. Tämän jälkeen kyetään selvittämään spot-hinta laskemalla siirtorajoitukset sekä tuotannon että kulutuksen balanssin perusteella. Laskennan perusteella voidaan määrittää spot-hinnan muutos uudessa systeemissä. Lisäksi eri alueiden välisiä siirtoja vertailemalla voidaan tukea hinnoista saatua lopputulemaa Nord Poolin systeemin lähitulevaisuuden kuvasta