The dynamics of the Swiss electricity market : three essays

Executive Summary Electricity is crucial for modern societies, thus it is important to understand the behaviour of electricity markets in order to be prepared to face the consequences of policy changes. The Swiss electricity market is now in a transition stage from a public monopoly to a liberalised market and it is undergoing an "emergent" liberalisation - i.e. liberalisation taking place without proper regulation. The withdrawal of nuclear capacity is also being debated. These two possible changes directly affect the mechanisms for capacity expansion. Thus, in this thesis we concentrate on understanding the dynamics of capacity expansion in the Swiss electricity market. A conceptual model to help understand the dynamics of capacity expansion in the Swiss electricity market is developed an explained in the first essay. We identify a potential risk of imports dependence. In the second essay a System Dynamics model, based on the conceptual model, is developed to evaluate the consequences of three scenarios: a nuclear phase-out, the implementation of a policy for avoiding imports dependence, and the combination of both. We conclude that the Swiss market is not well prepared to face unexpected changes of supply and demand, and we identify a risk of imports dependence, mainly in the case of a nuclear phase-out. The third essay focus on the opportunity cost of hydro-storage power generation, one of the main generation sources in Switzerland. We use and extended version of our model to test different policies for assigning an opportunity cost to hydro-storage power generation. We conclude that the preferred policies are different for different market participants and depend on market structure.

Are agent-based simulations robust? The wholesale electricity trading case

Agent-based computational economics is becoming widely used in practice. This paperexplores the consistency of some of its standard techniques. We focus in particular on prevailingwholesale electricity trading simulation methods. We include different supply and demandrepresentations and propose the Experience-Weighted Attractions method to include severalbehavioural algorithms. We compare the results across assumptions and to economic theorypredictions. The match is good under best-response and reinforcement learning but not underfictitious play. The simulations perform well under flat and upward-slopping supply bidding,and also for plausible demand elasticity assumptions. Learning is influenced by the number ofbids per plant and the initial conditions. The overall conclusion is that agent-based simulationassumptions are far from innocuous. We link their performance to underlying features, andidentify those that are better suited to model wholesale electricity markets.

Composition of electricity generation portfolios, pivotal dynamics and market prices

We use a simulation model to study how the diversification of electricity generation portfoliosinfluences wholesale prices. We find that technological diversification generally leads to lower market prices but that the relationship is mediated by the supply to demand ratio. In each demand case there is a threshold where pivotal dynamics change. Pivotal dynamics pre- and post-threshold are the cause of non-linearities in the influence of diversification on market prices. The findings are robust to our choice of behavioural parameters and match close-form solutions where those are available.

Improving electricity market price scenarios by means of forecasting factor models

In liberalized electricity markets, generation Companies must build an hourly bidthat is sent to the market operator. The price at which the energy will be paid is unknown during the bidding process and has to be forecast. In this work we apply forecasting factor models to this framework and study its suitability.

Skeletal muscle mitochondrial and lipid droplet content assessed with standardized grid sizes for stereology.

Skeletal muscle mitochondrial (Mito) and lipid droplet (Lipid) content are often measured in human translational studies. Stereological point counting allows computing Mito and Lipid volume density (Vd) from micrographs taken with transmission electron microscopes. Former studies are not specific as to the size of individual squares that make up the grids, making reproducibility difficult, particularly when different magnifications are used. Our objective was to determine which size grid would be best at predicting fractional volume efficiently without sacrificing reliability and to test a novel method to reduce sampling bias. Methods: ten subjects underwent vastus lateralis biopsies. Samples were fixed, embedded, and cut longitudinally in ultrathin sections of 60 nm. Twenty micrographs from the intramyofibrillar region were taken per subject at Ã-33,000 magnification. Different grid sizes were superimposed on each micrograph: 1,000 Ã- 1,000 nm, 500 Ã- 500 nm, and 250 Ã- 250 nm. Results: mean Mito and Lipid Vd were not statistically different across grids. Variability was greater when going from 1,000 Ã- 1,000 to 500 Ã- 500 nm grid than from 500 Ã- 500 to 250 Ã- 250 nm grid. Discussion: this study is the first to attempt to standardize grid size while keeping with the conventional stereology principles. This is all in hopes of producing replicable assessments that can be obtained universally across different studies looking at human skeletal muscle mitochondrial and lipid droplet content.

The electricity distribution network in Saint-Petersburg area and benchmark between Saint-Petersburg and City of Stockholm related distribution companies' performance

The main objective of the Thesis is the description of the electricity distribution networks in Saint-Petersburg area and Stockholm as well. Main similarity and differences in the construction and technicalperformance are presented in the study. Present and future development and investment into the electricity distribution network of OJSC Lenenergo are viewed. The Thesis presents the overview of the power industry reform in Russia. The current state of the electricity distribution sector is described. The study views the participation of the foreign investor "Fortum Power and Heat Oy" inthe development and management of the OJSC Lenenergo. Benchmark comparison of the prices and tangible assets of the main electricity distribution companies in Saint-Petersburg and Stockholm areas is done.

Scenarios for electricity power sector development in the North-West of Russia

Focus of this thesisis made on development of electricity sector of Russian North-West. The objective was to determine the most likely scenarios for development of the most critical (western) part of Interregional Power System of North-West, from where the most part of Russian electricity exports to the countries of European Union take place. For this purpose all the involved sides were analyzed: generation, transmission system and electricity consumption in different regions of Russian North-West. The analysis was performed through investigation of existing generation andtransmission capacities and plans for their development to be performed by the generation and transmission companies operating in the region. Principles of Russian electricity sector restructuring and electricity market design are also discussed as well as factors that may influence on future electricity price in the region.

Pienvesivoimalanmallinnus ja jakeluverkkovaikutusten tarkastelu

Tässä työssä simuloitiin Valkealassa sijaitsevaa Tirvan pienvesivoimalaitosta ja sen vaikutusta sähkönjakeluverkkoon. Pienvesivoimalaitos mallinnettiin PSCAD-ympäristöön verkko- ja voimalaitostietojen perusteella. Sähköverkko kuvattiin malliin koko 110 kV:n siirtävän verkon ja Tirvan pienjänniteverkon väliltä. Mallin avulla tehtiin sarja hajautettua sähköntuotantoa koskevia tarkasteluita. Tarkasteluissa huomattiin voimalaitoksen verkkoonliitynnän aiheuttavan standardien ylärajoilla olevan transienttisen muutoksen voimalaitoksen jännitteisiin. Työssä tehtiin yksityiskohtaisempi jännitehäviöiden mittaus voimalaitoksen pullonkaulana toimivalle pienitehoiselle jakelumuuntajalle. Tuotannon lisäämisen yhteydessä näkyvän yllättävän jännitteen laskun syyt paikannettiin muuntajalla tapahtuviin loistehon siirrosta johtuviin ylimääräisiin jännitehäviöihin. Voimalaitoksella ei ole merkittävää vaikutusta vikatilanteiden virtoihin.

Maintenance and construction outsourcing in a public-owned electricity network company

Euroopan sähkösektori on ollut viimeisen vuosikymmenen suurten mullistusten kourissa. Sähkömarkkinoiden avautumisen jälkeen monopoliliiketoimintaa harjoittavien sähköyhtiöiden on ollut pakko parantaa tuottavuuttaan. Ratkaisuksi tähän on etsitty apua huolto- ja rakennustoimintojen ulkoistamisella. Ulkoistaminen on kuitenkin uusi menetelmä tällä sektorilla. Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää syyt, jotka tanskalaisella sähköverkkoyhtiöllä oli huolto- ja rakennustoimintojen ulkoistamiseen, sekä löytää siitä saatavat hyödyt ja siihen sisältyvät riskit. Tutkimus suoritetaan käyttäen apuna kirjallisuutta, saatavilla olevia due diligence-, sekä muita raportteja ja analyysejä, sekä tapausta koskettavien tahojen haastatteluja.Lisäksi sähköverkkoalan asiantuntijoiden kanssa käytyjä konsultointia käytetäänselvitykseen. Tutkimus osoittaa, että perimmäiset ajurit huolto- ja rakennustoimintojen ulkoistamiseen tulivat lainmuutosten ja vapautuneiden sähkömarkkinoiden asettamista paineista. Kunnallisessa organisaatiossa parantaa tehokkuutta ulkoistamalla jotain toimintoja yksityisomisteiselle palvelun tuottajalle. Muut ulkoistamisesta odotetut hyödyt olivat alentuneet kustannukset, virtaviivaisempi organisaation ja sähköverkkoyhtiön tehottomista osista eroon pääseminen ennen sen myymistä.

Developing of Service Platform Thinking in Modern Electricity Distribution Business

Palvelukehitystoiminta sitoo huomattavan määrän resursseja ja on pitkäkestoista toimintaa. Innovatiivisuuteen tähtäämällä ja systemaattisella tuotekehitystyöllä yritys parantaa jatkuvuutta omassa liiketoiminnassaan. Alusta-ajattelu tuo uuden ulottuvuuden tuotteiden ja palveluiden kehitykseen. Alustan kehittäminen tukemaan tuote- ja palvelukehitystoimintaa ja yksinkertaistamaan tuote/palvelurakenteita antaa yrityksissä lisäpotentiaalia esimerkiksi lyhentyneiden kehitysaikojen, paremman kompleksisuuden hallinnan ja kustannustehokkuuden nousun myötä. Toimintojen tehostuminen yritystasolla saa aikaan mahdollisuuksien lisääntymisen nykyisillä liiketoimintasektoreilla. Palvelualustan kehityksellä päästään palvelurakenteen mallintamisen kautta parempaan liiketoiminnan hallitsemiseen ja systemaattisempaan tuotekehityksen läpivientiin. Palvelualustan yhtenä tärkeimpänä hyötynä on, että palvelun rakenteellisuus saadaan kuvattua alustaan. Lisäksi on tärkeää määritellä vastuutukset alustan kehityksessä, sekä pystyä mallintamaan informaation kulku (rajapinnat) prosesseissa.