Tuulituotannon ennustaminen sähkömarkkinoilla

Abstract

Tuulivoimaa on tulossa sähkömarkkinoille lisää huomattavalla nopeudella. Vuonna 2020 Suomeen asennettu tuulivoimakapasiteetti oli 2585 megawattia, ja ennusteiden mukaan vuonna 2030 se on jo 7000–9000 megawattia. Tuulella tuotetun sähkön tuotanto vaihtelee sään mukaan, eikä noudata sähkön kuluttajien tarpeita.

Gasum Oy toimii tasevastaavana sähkömarkkinoilla, ja asiakkaanaan Gasumilla on muutamia tuulipuistoja. Tulevaisuuden markkinoilla lisääntyvä tuulivoima huomioiden, on tarpeen pystyä parantamaan tuulipuistojen tuotantoennusteita. Paremmat ja tarkemmat tuotantoennusteet johtavat pienempiin tasevirheisiin taseselvityksissä, ja tasehinnan vaihteluun liittyvä riski pienenee. Tutkimustyön tavoitteena oli parantaa tuulituotannon ennusteita.

Työ toteutettiin kehittämistutkimuksena, jossa hyödynnettiin kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Tuulia ja säätä, sekä niiden ennustamisen perusteita tutkittiin eri kirjallisuuslähteistä. Myös aikasarjoja ja aikasarja-analyysia, jotka liittyvät vahvasti ennustamiseen, tutkittiin eri lähteistä. Sähkömarkkinoista koottiin perustiedot, jotta erilaisten ennusteiden tarpeet tulevat ilmi. Tietoja yhdistelemällä pystyttiin kokoamaan ennustusprosessin eri vaiheet yhteen, ja pohtimaan eri markkinoiden osa-alueiden tarpeisiin käytettävien ennusteiden tekemistä.

Työn tuloksena saatiin säätilan ennustamiseen liittyvät haasteet koottua eri vuodenajoille, tiivistelmä sähkömarkkinoiden toiminnasta sekä yleistä tietoa ennustamisesta prosessina ja tuulivoimasta ja sen määrän kasvusta sähkömarkkinoilla tulevaisuudessa. Tuulituotannon ennusteiden parantamiseksi tärkeimmät toimenpiteet tutkimuksen perusteella ovat mahdollisimman usein ja mahdollisimman tuoreilla tiedoilla tehdyt ennusteet. Day-ahead markkinaa varten tehdyt ennusteet on pisimmillään ulotuttava jopa 35 tunnin päähän tulevaisuuteen, joka alkaa olla jo tuuliennusteiden paikkansapitävyyden rajoilla. Päivänsisäistä markkinaa varten on olemassa jo tuoreemmat sääennusteet ja tuulituotantoennusteet saatavilla, ja lisäksi reaaliaikamittauksia voidaan hyödyntää lähituntien ennusteissa.