Strommarktmodell: Das TheMA Modell und seine Module

FlowmapTHEMA’s Strommarktmodell „TheMA“ ist ein nutzerfreundliches, intuitives und effizientes fundamentales Strommarktmodell. Das Modell wird kontinuierlich von THEMA Consulting Group weiterentwickelt. Wir verwenden das Modell in einer Vielzahl an Projekten, einschließlich der Erstellung von Preisprognosen, Szenarioanalysen und Investitionsbewertungen. Eine breite Gruppe von Akteuren im Strommarkt lizensiert das Modell für eigene Analysen und Bewertungen. Die Nutzerbasis des Modells umfasst Behörden, Energieversorger, Portfoliomanager und Handelshäuser. Das Modell wird in enger Zusammenarbeit mit den Lizenznehmern ständig aktualisiert, gewartet und verbessert.

Hauptmerkmale

  • Fundamentales Strommarktmodell: Das Modell kann für kurz- und langfristige Strommarktanalysen eingesetzt werden. Das Modell simuliert aufgrund von Angebot und Nachfrage die relevanten Grenzkosten und Strompreise. Es berücksichtigt dabei Anlaufkosten sowie andere intertemporale Restriktionen die für die Erzeugungskosten relevant sind.
  • Volle stündliche Auflösung: Das Modell hat eine sequentielle stündliche Zeitauflösung. Darüber hinaus kann der Modellbenutzer die Zeitauflösung einfach anpassen.
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  • Detaillierte Modellierung der thermischen Anlage: Das Modell berücksichtigt unter anderem Anlaufkosten, Teillastwirkungsgrad und Mindestlastbeschränkungen.
  • Detaillierte Modellierung der Wasserkraft: Das Modell bewertet den impliziten Wasserwert von Anlagen anhand von Speichergröße, installierter Erzeugungskapazität sowie Zufluss-Profilen und anderen relevanten Parametern.
  • Variable erneuerbare Erzeugung: Variable erneuerbare Energieerzeugung wie Wind und Sonne wird anhand historisch beobachteter Volatilität modelliert. Ebenso wie thermische Anlagen und Wasserkraftwerke können große Windparks und PV-Anlagen individuell mit eigenen Produktionsprofilen und -eigenschaften abgebildet werden.
  • Nachfrage: Es kann eine schrittweise lineare Nachfragefunktion parametrisiert werden, und die Nachfrage kann für jedes Land in verschiedene Komponenten aufgeteilt werden, jeweils mit eigenen Verbrauchsprofilen. Endverbraucher-Tarife können modelliert werden um ihre Auswirkungen auf das Verbraucherverhalten abzuschätzen. Dies ermöglicht beispielsweise die Modellierung von „Prosumern“ und anderen flexiblen, dezentralen Verbrauchern.
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  • Batterien: Das TheMA-Modell modelliert Batterien einschließlich der Verluste sowie Speicher- und Ladeeigenschaften.
  • Handel: Der Handel wird vom TheMA-Modell gleichzeitig mit dem Dispatch optimiert, und bildet so realistisch den integrierten europäischen Strommarkt ab. Daneben kann auch vertraglicher Handel abgebildet werden. Handelskapazitäten können stündlich spezifiziert werden. Das Modell kann Handelsbegrenzungen sowohl anhand von Net Transfer Capacities (NTCs) als auch basierend auf Flow Based Market Coupling (FBMC) berücksichtigen.
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Lieferumfang

  • Benutzerfreundlich und leistungsstark: Eine übersichtliche Excel-Datei mit allen Annahmen und Parametern bildet das Nutzerinterface für das TheMA Modell. Hier lassen sich einfach Annahmen wie Brennstoffpreise oder die verfügbaren Kohlekraftwerke anpassen. Das Modell selbst ist in GAMS implementiert und kann daher mit leistungsstarken kommerziellen Solvern wie CPLEX oder GUROBI betrieben werden.
    Alternativ zur Excel-Anbindung kann das Modell, wenn der Benutzer dies wünscht, mit Datenbanken verknüpft werden oder CSV-Dateien direkt importieren. Insgesamt ist TheMA äußerst benutzerfreundlich und flexibel und kann daher leicht an individuelle Bedürfnisse angepasst werden (z. B. die Modellierung Ihrer eigenen Kraftwerke).
  • Kompletter Datensatz: Die Modelllizenz wird mit einem vollständigen Datensatz geliefert der alle wichtigen europäischen Märkte für den Zeitraum bis 2045 abdeckt. Die Datensätze werden regelmäßig angepasst und auf den neuesten Stand gebracht.
  • Kompletter Zugang: Benutzer erhalten vollen Zugriff auf alle relevanten Daten und auf den Quellcode selbst. Das Modell, der Code und die verwendeten Daten sind transparent verfügbar – es gibt keine „Black Box“.
  • R-basiertes Ausgabetool: Um die enorme Menge erzeugter Daten (z. B. Stundenwerte der Erzeugung über mehrere Jahre und Szenarien für alle modellierten Kraftwerke) in den Griff zu bekommen, haben wir ein R-basiertes Output-Werkzeug entwickelt mit dem Sie die Ergebnisse einfach visualisieren und analysieren können.
  • Einführungsworkshop und fortlaufende Unterstützung: Wir unterstützen Kunden dabei, das Modell zu installieren und anzupassen. Die Lizenz beinhaltet auch eine Anzahl von Stunden fortlaufender Unterstützung.
  • Updates: Das Strommarktmodell wird kontinuierlich aktualisiert und weiterentwickelt.
  • Modellforum: Alle Benutzer treffen sich jährlich in unserem Modellforum um Erfahrungen auszutauschen und über das zukünftige Entwicklungsprogramm zu entscheiden.
  • Benchmarking: Wir unterziehen das Modell regelmäßigem Backtesting, und benchmarken die Ergebnisse fortlaufend gegen den Terminmarkt.

TheMA Module

Neben der Standardversion des TheMA Modells haben wir eine Reihe von Varianten und Modulen für unterschiedliche Anwendungen entwickelt.

TheMA Reserve

Diese Variante löst sowohl den Spot- als auch den Balancing Markt gleichzeitig und kann beispielsweise zur Simulation des Marktes für Sekundärreserven genutzt werden. Dabei werden unter anderem spezifische Marktmerkmale wie die Angebotsblockstruktur, die Symmetrie oder Asymmetrie des Angebots und verschiedene Aktivierungsvergütungssysteme berücksichtigt.

TheMA Grid

Diese Netzmodellvariante simuliert physikalische Leistungsflüsse in einem Stromnetz. Damit können Netzengpässe innerhalb von oder über Preiszonen hinweg identifiziert werden. Außerdem lassen sich Power Transfer Distribution Factors (PTDFs) abschätzen, die für die Modellierung von Flow Based Market Coupling verwendet werden können (siehe auch TheMA Flow Based).

TheMA Flow-based

Das TheMA-Modell verwendet als Standard einen Net Transfer Capacity (NTC) Ansatz um Handel abzubilden. In der Flow-Based Variante simulieren wir stattdessen ein Flow Based Market Coupling wie es derzeit auch in CWE angewendet wird. Darüber hinaus bieten wir unseren Kunden maßgeschneiderte Flow-Based Modelle an, die für den kurzfristigen Handel eingesetzt werden können.

TheMA Investment und Carbon

Während die Kapazitätserweiterungen und Stilllegungen in der Standardversion des Modells exogen gegeben sind (d.h. vom Anwender selbst festgelegt werden), werden im Investitionsmodul Kapazitätserweiterungen und Stilllegungen direkt vom Modell basierend auf langfristigen Grenzkostenannahmen für verschiedene Technologien simuliert. Das CO2-Marktmodul ist eine Erweiterung des Investitionsmoduls und ermöglicht die simultane Simulation der CO2- und Strommärkte.

Referenzen

Das Modell wird von einer breiten Kundenbasis in Europa aktiv genutzt. Zu dieser Gruppe gehören große Versorgungsunternehmen, Handelshäuser, Behörden und andere Akteure. Das Modell wird sowohl für die langfristige als auch für die kurzfristige Preisprognose in den europäischen Strommärkten verwendet. Es wird auch für die Simulation von Märkten außerhalb Europas verwendet.

Kontakt:

portrettbilde, forfatter

Arndt von Schemde Partner und CEO
arndt.schemde@thema.no
+47 982 63 986

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