Nya intäktsströmmar för ett kraftvärmeverk i SE3: en MILP-baserad lönsamhetsanalys av mFRR och intradagshandel

Abstract (Swedish)

Sveriges elsystem genomgår en förändring i takt med att andelen väderberoende kraftproduktion ökar. Kraftvärmeverk, som traditionellt haft en tydlig roll som planerbar kraft, möter ett allt hårdare ekonomiskt tryck när marginalerna på spotmarknaden pressas. Detta examensarbete undersöker hur ett kraftvärmeverk i elområde SE3 kan förbättra sin lönsamhet genom deltagande på mFRR D-1 kapacitetsmarknaden, mFRR energiaktiveringsmarknaden (EAM) och den kontinuerliga intradagsmarknaden (IDC), utöver befintlig spothandel. En MILP-modell utvecklades och tillämpas i simuleringsprogramvaran Energy Optima 3, i samarbete med Energy Opticon AB. Två optimeringsperioder analyseras: 1–20 oktober 2025 och 11 februari–2 mars 2026, vilka representerar skilda driftförhållanden för kraftvärmeverket som analyseras. Resultaten visar att mFRR-deltagande ger den klart största lönsamhetsförbättringen. Analysen belyser hur tekniska begränsningar påverkar möjligheterna att erbjuda reglerkraft. Resultaten är specifika för det studerade KVV och bör inte generaliseras utan vidare analys.

Abstract

Sweden’s electricity system is undergoing change as the share of weather-dependent
power production increases. Combined heat and power (CHP) plants, traditionally valued
for their dispatchability, face growing economic pressure as spot market margins tighten.
This thesis investigates how a CHP plant in Swedish electricity area SE3 can improve
its profitability by participating in the manual frequency restoration reserve (mFRR)
market and the intraday continuous (IDC) market, in addition to day-ahead spot trading.
A Mixed Integer Linear Programming (MILP) model is developed and applied in the
simulation software Energy Optima 3, in collaboration with Energy Opticon AB. Two
20-day optimization windows are analyzed: 1–20 October 2025 and 11 February–2
March 2026, representing contrasting operating conditions. Results show that mFRR
participation offers the greatest profitability improvement. The analysis highlights how
technical constraints limit the plant’s ability to offer regulating capacity. The results are
specific to the studied CHP and should not be generalized without further analysis.

Popular Abstract (Swedish)

Kraftvärmeverk i ny roll: från att sitta på bänken till flexibel inhoppare

När vindkraften växer behöver Sveriges elsystem någon som kan rycka in på en kvart. Ett kraftvärmeverk i mellansverige kan tjäna pengar på just det om man kan bjuda rätt.

Föreställ dig elnätet som en orkester där 50 hertz är taktpinnen. Varje gång någon startar en industrimaskin, eller en vindkraftspark i Skåne plötsligt tappar fart, måste någon annan kompensera direkt för att orkestern ska spela i takt. Den här balansen, som ofta sker i det tysta, sköts allt mer av så kallade stödtjänster. Och här finns en oväntad spelare med möjligheter: kraftvärmeverk.

Kraftvärmeverk har länge varit elsystemets pålitliga arbetshäst. De eldar biobränsle eller avfall, kokar vatten, snurrar en turbin, och levererar både el och fjärrvärme. Problemet är att marginalerna pressas. När det blåser rasar elpriserna, och det blir allt svårare att räkna hem investeringar i den traditionella basproduktionen. Frågan är om verken kan hitta nya inkomster.

I detta examensarbete har jag, i samarbete med Energy Opticon AB, undersökt om ett befintligt kraftvärmeverk i elområde SE3 kan öka sin lönsamhet genom att delta på två relativt nya marknader: mFRR-marknaden, där Svenska kraftnät köper kapacitet att snabbt reglera upp eller ner, och den kontinuerliga intradagsmarknaden (IDC), där handeln rullar på fram till en timme före leverans. Två turbiner som gemensamt kan generera 15.2 MW modellerades inom ramen för en större produktion.

Med hjälp av en MILP-modell, en optimeringsmetod som hanterar både kontinuerliga val (hur många megawatt?) och ja/nej-beslut (aktivera eller inte?), simulerade jag verkets drift under två perioder: tjugo dagar i oktober 2025 och tjugo i februari 2026. Två väldigt olika perioder: en mild höst med volatila priser, och en kall vinter där pannorna gick på högvarv för att hålla fjärrvärmen igång.
Resultatet? mFRR är den klart mest lukrativa nya inkomsten. Under oktoberfönstret minskade verkets totalkostnad med drygt 310 000 kronor genom att delta på mFRR utöver vanlig spothandel (total kostnadssänkning på 5,5 %). Under det kallare februarifönstret blev vinsten betydligt mindre, kring 64 000 kronor (total kostnadssänkning med 0,5 %): främst för att pannorna redan gick nära taket och hade lite manöverutrymme kvar. Intradagshandeln gav också en positiv effekt, men i en annan storleksordning: några tiotusentals kronor per period. Ett välkommet tillskott, men inget banbrytande.

Slutsatsen är att kraftvärmen har en framtid också i ett elsystem dominerat av vind och sol men kanske inte i den roll man förväntar sig. Snarare än att vara den som alltid spelar, blir verket en flexibel snabbinhoppare som finns där precis när systemet vinglar till. Och det, visar siffrorna, kan löna sig.

För det studerade verket kvarstår dock ett konkret nästa steg: förkvalificering hos Svenska kraftnät. Utan den, ingen mFRR: och utan mFRR, ingen större vinst.

• author: Herrmann, Leo
• supervisor: Marcus Thern; Ali Moallemi
• organization: Department of Energy Sciences
• alternative title: New Revenue Streams for a Combined Heat and Power Plant in SE3: A MILP-Based Profitability Analysis of mFRR and Intraday Trading
• course: MVKM01 20261
• year: 2026
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Combined heat and power (CHP) Mixed integer linear programming (MILP) Manual frequency restoration reserve (mFRR) Intraday continuous market (IDC) Kraftvärmeverk (KVV) Stödtjänster Elmarknadsoptimering Ancillary services Electricity market optimization
• report number: LUTMDN/TMHP-26/5679-SE
• ISSN: 0282-1990
• language: Swedish
• id: 9231187
• date added to LUP: 2026-06-05 21:49:30
• date last changed: 2026-06-05 21:49:30