Analysis of Imbalance Price Dynamics in the Danish Balancing Market
Author
Revsbech, Frederik Dyrup
Term
4. term
Education
Publication year
2026
Pages
30
Abstract
This project investigates how forecast errors in renewable energy (wind and solar) affect the price difference between day-ahead spot prices (set the day before delivery) and imbalance prices (paid when actual output deviates from the plan), especially after structural reforms in the Danish electricity market. The thesis first explains how balancing markets work and the time-series tools used: cointegration to study long-run relationships and Markov-Switching GARCH (MS-GARCH) to model volatility that can switch between regimes. In the empirical analysis, the Engle-Granger approach and regressions with Newey-West corrections show that systematic structural biases prevent a perfect one-to-one match between day-ahead forecasts and actual production. Findings show that short-run wind forecast errors have a clear and consistent effect on the price spread across all periods studied, while the impact of solar forecast errors varies by region. A multi-regime extension with an MS-GARCH model is then used to capture remaining variance and identify structural breaks. Viterbi state decoding indicates a permanent shift to high volatility immediately after the new imbalance price design introduced on March 19, 2025. This extreme volatility, driven by the new aFRR pricing logic (automatic Frequency Restoration Reserve), affects bidding zone DK1 much more than DK2.
Dette projekt undersøger, hvordan fejl i prognoser for vedvarende energi (vind og sol) påvirker prisforskellen mellem døgnforudmarkedets spotpris (fastsat dagen før levering) og ubalancepriserne (som betales, når faktisk produktion afviger fra planen), især efter strukturelle reformer på det danske elmarked. Afhandlingen gennemgår først balancemarkedets funktion og de anvendte tidsrækkeværktøjer: kointegration til at belyse langsigtede sammenhænge og Markov-Switching GARCH (MS-GARCH) til at modellere volatilitet, der kan skifte mellem regimer. I den empiriske del anvendes Engle-Granger-proceduren og Newey-West-korrigerede regressioner, som viser, at systematiske strukturelle skævheder forhindrer en perfekt én-til-én-sammenhæng mellem døgnforudsagte mængder og faktisk produktion. Resultaterne viser, at kortsigtede fejl i vindprognoser har en markant og gennemgående effekt på prisforskellen i alle analyserede perioder, mens effekten af solprognosefejl varierer geografisk. En flerregime-udvidelse med en MS-GARCH-model bruges til at vurdere den resterende varians og identificere strukturelle brud. Viterbi-tilstandskodning peger på et permanent regimeskift til høj volatilitet umiddelbart efter indførelsen af det nye design for ubalancepriser den 19. marts 2025. Denne ekstreme volatilitet, drevet af den nye aFRR-prislogik (automatisk frekvensgenoprettelsesreserve), rammer budzone DK1 betydeligt hårdere end DK2.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]