Working Paper No. 1253

Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets –​ Part I: Concept Analysis

Ny metod för att simulera elmarknader med zonprissättning

Publicerad: 27 november 2018Antal sidor: 20Nyckelord: Two-stage game; Zonal pricing; Two-stage equilibrium problem with equilibrium constraints; Wholesale electricity marketJEL-koder: C61; C63; C72; D43; L13; L94

Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets –​ Part I: Concept Analysis Mahir Sarfati, Mohammad Reza Hesamzadeh och Pär Holmberg


Europas elmarknader tillämpar zonprissättning. Som en följd av detta sätts priset på ett vis på spotmarknaden och på ett annat när elen levereras. Strategiska aktörer kan utnyttja denna prisskillnad, vilket leder till övervinster och minskad välfärd. I denna uppsats utvecklar vi en ny simuleringsmodell för att analysera detta problem.

Varje EU-land är indelat i ett eller ett fåtal elområden. Huvuddelen av elhandeln sker på spotmarknaden, dagen före leverans.

Europas elmarknader använder zonprissättning på spotmarknaden. Det innebär att man bortser från flaskhalsar inom varje elområde, endast flaskhalsar mellan elområdena beaktas. En fördel med detta förfarande är att det förenklar spotmarknaden och terminshandeln.

Dessutom är det politiskt kontroversiellt att ha olika priser inom ett land, vilket t.ex. framgick när Sverige ökade antalet elområden från ett till fyra år 2011. På realtidsmarknaden, när elen levereras, måste dock alla flaskhalsar beaktas. Detta gäller även flaskhalsarna inom ett elområde.

Skadlig arbitragehandel
Skillnaden i hur flaskhalsar hanteras innebär att det ofta uppstår förutsägbara prisskillnader mellan spotmarknaden och realtidsmarknaden. Aktörer kan göra en arbitragevinst om de ökar försäljningen på en marknad med högt pris och minskar försäljningen på en marknad med lågt pris.

Producenter vars export begränsas av en flaskhals inom deras elområde brukar normalt tjäna på att öka försäljningen på spotmarknaden och minska den på realtidsmarknaden. Strategin brukar kallas för ”öka-minska spelet”.

Ett problem med arbitragehandeln är att den ökar handeln i realtid, vilket innebär att fler produktionsbeslut tas med kort varsel. Det leder till ökade produktionskostnader och i värsta fall kan även kraftbalansen äventyras. ”Öka-minska spelet” var t.ex. en bidragande orsak till Kaliforniens elmarknadskris vid millennieskiftet och till att USA har slutat tillämpa zonprissättning.

Förbättrad simuleringsmetod
Vi formulerar en teoretisk modell där vi gör antagandet att producenter utnyttjar alla arbitragemöjligheter för att öka sin vinst. Aktörernas optimeringsproblem formuleras på ett nytt sätt, vilket innebär att det kan lösas med standardiserade algoritmer. Jämfört med tidigare simuleringsmetoder blir beräkningarna därmed mångdubbelt snabbare och även enklare att implementera.

Ett par beräkningsexempel visar att exportbegränsade producenter kan öka sin vinst med flera hundra procent genom ”öka-minska spelet”. Dessutom kan konsumentpriserna öka med 10–30 procent.   


IFN Working Paper nr 1253, "Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets — Part I: Concept Analysis", är författat av Mahir Sarfati, (IFN), Mohammad Reza Hesamzadeh, (KTH), och Pär Holmberg, (IFN).  Kontakta Mahir Sarfati, sarfati@kth.se, om du vill veta mer.

Pär Holmberg

Kontakt

Tel: 08 665 4559
Mobil: 072 511 6866
Par.Holmberg@ifn.se

Framtidens arbetsförmedling

Pages-from-2018-Bergström-Calmfors---Framtidens-arbetsförmedling.gif

Lars Calmfors, IFN, är en av redaktörerna för antologin Framtidens arbetsförmedling (Fores 2018): "Den största utmaningen idag i svensk ekonomi är den höga arbetslösheten bland utomeuropeiskt födda, personer som saknar gymnasiekompetens, äldre och personer med funktionsnedsättningar". Ett genomgående tema i boken är att det är bättre att genomföra förändringar i små steg som går att utvärdera än att i ett slag göra totala systemförändringar.

Institutet för Näringslivsforskning, Grevgatan 34 - 2 tr, Box 55665, SE-102 15 Stockholm, Sweden | Tel: +46-(0)8-665 45 00 | info@ifn.se