Working Paper No. 1254

Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets –​ Part II: Solution Algorithm

Simulering av arbitragehandel på stora elmarknader med zonprissättning

Publicerad: 27 november 2018Antal sidor: 19Nyckelord: Modied Benders decomposition; Multiple Subgame Perfect Nash equilibria; Parallel computing; Wholesale electricity market; Zonal pricingJEL-koder: C61; C63; C72; D43; L13; L94

Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets –​ Part II: Solution Algorithm 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, vilket leder till ineffektiv produktion.  Vi utvecklar en ny beräkningsalgoritm som möjliggör att denna ineffektivitet kan kvantifieras i stora elnät.

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.

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.

Arbitragehandeln 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. På längre sikt leder arbitragevinsterna till ineffektiva investeringar.

Storskaliga simuleringar
Vi antar att varje producent utnyttjar alla arbitragemöjligheter för att öka sin vinst. Vi beräknar en strategisk jämvikt, där varje aktör maximerar sin förväntade vinst givet konkurrenternas strategier. Vår nyutvecklade beräkningsalgoritm medger att en stor del av beräkningarna kan utföras parallellt.

Förbättringen gör det möjligt att beräkna strategiska jämvikter för stora elnät med flera hundra noder. I de fall där det finns många strategiska jämvikter, så beräknar vi ett antal representativa jämvikter. De representerar de olika möjliga kostnadsutfallen för konsumenterna, från deras bästa till deras värsta utfall.


IFN Working Paper nr 1254, "Increase-Decrease Game under Imperfect Competition in Two-stage Zonal Power Markets — Part II: Solution algorithm", är författat av Mahir Sarfati (IFN), Mohammad Hesamzadeh (KTH) och Pär Holmberg (IFN).

Kontakta Mahir på e-postadress 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