TheMA-modellen med moduler

TheMA-modellen

TheMA-modellen, THEMAs egenutviklede kraftmarkedsmodell, er en avansert fundamentalmodell for det europeiske kraftmarkedet. Modellen brukes til en rekke ulike formål, blant annet utarbeidelse av prisprognoser, scenarioanalyser og investeringsanalyser. En rekke aktører i den europeiske kraftsektoren har lisens på bruk av modellen, blant disse er både myndigheter, kraftselskaper, porteføljeforvaltere og fond. Vi oppdaterer, vedlikeholder og videreutvikler modellen kontinuerlig, i tett samarbeid med lisenshaverne.

Hovedinnhold

  • Fundamental kraftmarkedsmodell: Modellen kan brukes både for kortsikt og langsiktig analyse. Modellen finner likevekten mellom tilbud og etterspørsel, og prisen defineres som marginalkostnaden til det marginale kraftverket (eller betalingsviljen til den marginale etterspørselsenheten), og tar hensyn til start-kostnader, ramping, og andre intertemporale restriksjoner.
  • Full timesoppløsning: Modellen har full sekvensiell timesoppløsning. Oppløsingen kan enkelt tilpasses av brukeren.
  • Detaljert modellering av termiske kraftverk: Marginalkostnader inklusive start- og stoppkostnader, virkningsgrad som varierer med belastningen, restriksjoner knyttet til minimumsbelastning med mer.
  • Detaljerte vannkraftbeskrankninger: Implisitte vannverdier basert på magasinkapasitet, installert effekt, tilsig og tilsigsprofiler.
  • Volatil fornybarproduksjon: I modellen er volatil fornybarproduksjon som vind- og solkraft modellert med observerte volatilitet. På samme måte som termiske kraftverk og vannkraftverk kan store vindparker eller PV-installasjoner modelleres individuelt med egne produksjonsprofiler og egenskaper.
  • Etterspørsel: Trinnvis lineære etterspørselsfunksjoner kan modelleres og etterspørselen kan deles opp i ulike etterspørselskomponenter for hvert land med individuelle etterspørselsprofiler. Sluttbrukertariffer kan modelleres for å estimeres tariffenes påvirkning på sluttbrukeradferd (prosumer modellering).
  • Batterier: Batterier er modellert med tap, lagring, lading og utladning.
  • Handel: Flyten på forbindelser mellom prissoner kan optimaliseres (basert på prisforskjeller), eller defineres av brukeren (for eksempel for å modellere kontraktert handel). Tilgjengeligheten på mellomlandsforbindelser kan kontrolleres på timesbasis. Vi leverer modellen både med NTC- og FBMC- (flow based market coupling) oppsett.

Dette får du

  • Brukervennlig modell: Kraftmarkedsmodellen TheMA implementert i GAMS, som kan kjøres med en kommersiell solver som CPLEX eller GUROBI. Modellen har Excel interface for inputs og outputs. Alternativt kan modellen linkes til databaser eller importere csv-filer direkte. Modellen er veldig brukervennlig og fleksibel, og kan lett tilpasses til kundens behov (f.eks. modellere og optimere egne kraftverk).
  • Fullstendig datapakke: Modellen leveres med fullstendig datapakke for alle viktige land i Europa for perioden frem til 2045.
  • Full tilgang: Modellen leveres med full tilgang til alle data og all optimeringskode. Modellen, koden, og de data som går inn i modellen er åpne og transparente – vi har ingen «black box»
  • R-basert output tool: For å kunne håndtere de store mengdene resultatdata (for eksempel timesverdier for produksjon over en rekke år og scenarier for alle modellerte kraftverk), har vi utviklet et R-basert verktøy for resultatanalyse.
  • Introduksjonsworkshop og support: Vi hjelper våre kunder med de nødvendige installasjoner og presenterer modellen og bruken av den i en workshop. I pakken ligger også et antall supporttimer.
  • Oppdateringer: Kraftmarkedsmodellen blir løpende oppdatert og videreutviklet basert på kundenes ønsker. Ny modellversjon sendes til kunden en gang per år.
  • Modellforum: Alle modellbrukere møtes en gang i året i vårt modellforum for å utveksle erfaringer og bestemme videre utvikling av modellen.
  • Benchmark: Modellen er kontinuerlig benchmarket mot observerte forwardpriser og historiske realiserte priser.

TheMA moduler

I tillegg til standardversjonen av TheMA-modellen har vi utviklet en rekke versjoner og moduler som dekker ulike formål.

Balansemarkedsmodul

Denne modulen simulerer restriksjoner knyttet til reservemarkedene. Modellen optimerer reservasjon til balansemarkedene simultant med løsningen av spotmarkedet. Modulen brukes blant annet til å modellere markedet for sekundærreserver.

Nettmodul

Denne modulen simulerer produksjonsmønstre og den fysiske flyten i et masket vekselsstrømnett på nodenivå. Modellen simulerer også interne flaskehalser, altså flaskehalser innenfor hvert budområde (eller land). I tillegg kan modellen brukes til å estimere PTDF (Power Transfer Distribution Factors), som kan brukes videre i modulen for flytbasert markedskobling (se under).

Modul for flytbasert markedskobling (FBMC)

Denne modulen beregner markedsløsningen med utgangspunkt i flytbasert markedskobling. Flytbasert markedskobling benyttes i dag i markedsløsningen for Sentral- og Vest-Europa. Standardversjonen av TheMA-modellen bruker derimot netto transmisjonskapasitet (NTC) for å modellere flyten mellom land (budområder), ettersom dette er metoden som brukes i det nordeuropeiske kraftmarkedet i dag.

Investeringsmodul og kvotemarkedsmodul

I standardversjonen av TheMA-modellen er kapasitetsutbygging eksogent gitt, det vil si at brukeren spesifiserer egne forutsetninger for investering i ny kraftproduksjon og utfasing av eksisterende verk. I investeringsmodulen blir derimot utbygging og utfasing av kapasitet bestemt på basis av kostnadsforutsetningene (LRMC) for de ulike teknologiene.
Kvotemarkedsmodulen er en videreutvikling av investerings¬modulen som også beregner kvoteprisen i EUs kvotemarked (EU ETS), ut fra forutsetninger om kvotetak, markedsstabiliseringsmekanismer og tiltakskostnader og/eller utslipp fra de andre sektorene i karbonmarkedet. Brenselsbytte i kraftsektoren, fra kull til gass eller fra fossile brensler til fornybar energi, blir endogent modellert.

Referanser

TheMA-modellen har blitt brukt i en rekke prosjekter, for eksempel prisprognoser, investeringsanalyser og samfunnsøkonomiske analyser.
En rekke kraftselskaper, tradingselskaper, myndighetsorgan og departementer har lisens til å kjøre modellen på egenhånd.

Kontakt:

Arndt von Schemde

Arndt von SchemdePartner og daglig leder, PhD
arndt.schemde@thema.no
+47 982 63 986

Andre modelløsninger og tjenester

THEMA tilby en rekke modeller og tjenester. Følg linkene under for mer informasjon.

THEMA’s elsertifikatmodell >>

Skreddersydde analyser og modeller >>