The economic impact of the Icelandic regulating market on a wind power producer

Abstract

Over the past decade, rapid growth of renewable energy technologies has resulted in substantial installed wind power capacities around the world. Integrating wind production into electricity markets has been a wide-spread challenge due to the volatile nature of wind speeds and correspondingly intermittent power output. Variable output can cause large imbalances in the system that must be corrected for by other generators. As the integration of wind power into existing electricity markets becomes more prevalent, wind farms face a growing responsibility to reduce these imbalances. Some countries have begun to hold wind farms balancing responsible, however the extent of responsibility varies between markets. This thesis evaluates the economic impact of a theoretical wind farm operating within the Icelandic regulating market. Under the current market structure in Iceland, all market participants are treated uniformly, and a dual-pricing strategy is administered to correct for the imbalances in the system. This project simulated potential power imbalances that would be caused by the theoretical wind farm using limited forecast data and modelled the associated financial outcomes that arose as a result of failing to uphold scheduled commitments. The economic viability of the wind farm was analyzed for three primary scenarios. These scenarios involve the wind farm operating in the following capacities: as a standalone entity without supplementary balancing, as an entity with access to external balancing capacity provided by a hydropower plant, and as an internally balanced entity using self-proportioning strategies. It was determined that the current market structure in Iceland is not suited to support a standalone wind farm, and internal balancing strategies offered only minor improvements. External balancing with hydropower proved to drastically reduce imbalancing errors and provide a financially positive result for the wind farm, thus demonstrating the best operational perspective. Ultimately, it was clear that developing an accurate prediction model for a wind farm is critical to perform successfully.

Á undanförnum áratug hefur hraður vöxtur endurnýjanlegrar orkutækni leitt til aukinnar nýtingu á vindorku í heiminum. Vegna eiginleika vindsins þá er vindorkuframleiðsla breytileg og hefur það verið víðtæk áskorun að ná að samlaga vindorkuframleiðslu að raforkumarkaðnum. Breytileg raforkuframleiðsla getur valdið óstöðugleika í kerfinu sem þarf að leiðrétta með notkun annara orkugjafa. Eftir því sem vindorka verður stærri hluti að núverandi orkumarkaði þá eykst mikilvægi þess að lágmarka þau áhrif. Sums staðar í heiminum hefur verið tekið upp á því að láta vindorku iðnaðinn bera ábyrgð á framleiðslu stöðugrar orku, en það er misjafnt á milli markaða hversu mikil sú ábyrgð er. Í þessari ritgerð voru metin þau efnahagslegu áhrif sem fræðilegur vindgarður hefði á íslenska eftirlitsmarkaðinn. Núverandi markaðsuppbygging felst í því að allir aðilar að markaðnum eru meðhöndlaðir á sama hátt þar sem tvískipt verðlagningstefna er notuð til að leiðrétta óstöðugleika í kerfinu. Í þessu verkefni var hugsanlegur óstöðugleiki í orkuframleiðslu sem fræðilegur vindgarður gæti haft hermdur ásamt gerð líkans sem tók mið af þeim fjárhagslegu áhrifum sem gætu orðið ef ekki tækist að viðhalda áætluðum skuldbindingum í orkuframleiðslu. Efnahagsleg hagkvæmni vindgarðs var greind í þremum aðalatriðum. Í fyrsta lagi að vindgarðurinn starfi sjálfstætt án tilrauna til stöðugleika, í öðru lagi að vindgarður starfi sjálfstætt en með aðgang að vatnsaflsvirkjun sem gæti tryggt stöðugleika með ytri jafnvægisaðgerðum, að lokun með þróun á eigin aðferðum sem gætu tryggt innbyrðis stöðugleika. Niðurstaðan var að núverandi markaðsskipulag á Íslandi sé ekki til þess fallin að styðja við sjálfstæða vindgarða og að innbyrðis jafnvægisaðgerðir bjóði einungis upp á minnháttar úrbætur. Með notkun á vatnsaflsvirkjun sem ytri jafnvægisaðgerð reyndist draga verulega úr óstöðugleika í orkuframleiðslu ásamt því að veita fjárhagslegan stöðugleika fyrir vindgarðinn. Sú lausn reyndist því sýna bestu rekstrarhorfurnar. Að lokum var ljóst að þróun á spálíkani fyrir vindgarða skiptir miklu máli til að ná sem bestum árangri.