Analysis of Imbalance Price Dynamics in the Danish Balancing Market
Author
Revsbech, Frederik Dyrup
Term
4. term
Education
Publication year
2026
Abstract
This thesis examines how forecast errors in renewable energy affect the difference between day-ahead spot prices and imbalance prices in Denmark, especially after recent structural market reforms. The day-ahead price is set the day before delivery, while the imbalance price applies when actual production and demand deviate and the system must be balanced. We outline how balancing markets work and use time-series tools: cointegration (long-run relationships) and Markov-Switching GARCH (models that allow switches between low- and high-volatility periods). Using the Engle–Granger approach and regressions with Newey–West corrections, we show that systematic structural biases prevent a perfect one-to-one link between day-ahead forecasts and actual production. Short-run wind forecast errors strongly affect the price spread in all analyzed periods, whereas the impact of solar forecast errors is geographically asymmetric. We then use an MS-GARCH extension to study remaining volatility and detect structural market breaks. Viterbi state decoding indicates a lasting regime shift to high volatility immediately after the new imbalance price design on March 19, 2025. This extreme volatility, driven by new aFRR pricing logic, hits bidding zone DK1 significantly harder than DK2.
Denne afhandling undersøger, hvordan fejl i prognoser for vedvarende energi påvirker prisforskellen mellem day-ahead spotpriser og ubalancepriser i Danmark, især efter nyere strukturelle reformer. Day-ahead-prisen fastsættes dagen før levering, mens ubalanceprisen bruges, når faktisk produktion og forbrug afviger, og systemet skal balanceres. Vi gennemgår balancemarkedernes rolle og anvender tidsrækkeværktøjer: kointegration (langsigtede sammenhænge) og Markov-Switching GARCH (modeller, der tillader skift mellem perioder med lav og høj volatilitet). Ved hjælp af Engle–Granger-tilgangen og Newey–West-korrigerede regressioner viser vi, at systematiske strukturelle skævheder forhindrer en perfekt én-til-én sammenhæng mellem day-ahead-prognoser og faktisk produktion. Kortsigtede vindprognosefejl påvirker prisforskellen markant i alle analyserede perioder, mens betydningen af solprognosefejl er geografisk asymmetrisk. En MS-GARCH-udvidelse bruges derefter til at undersøge den resterende volatilitet og identificere strukturelle markedsbrud. Viterbi-tilstandsdekodning peger på et varigt regimeskift til høj volatilitet umiddelbart efter den nye ubalanceprisdannelse den 19. marts 2025. Denne ekstreme volatilitet, drevet af ny aFRR-prislogik, rammer budzone DK1 betydeligt hårdere end DK2.
[This abstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]