Classification of bids curves in the italian electricity market for ancillary services

Recent rises in electricity prices have brought attention to the Italian Electric ity Markets, which have experienced significant shifts due to the transition toward a greener economy. This transformation has led to the rapid prolif eration of power plants powered by non-programmable Renewable Energy Sources (RES). While RES units generate cleaner and more affordable energy than traditional Combined Cycle Gas Turbine (CCGT) plants, they have also introduced new challenges to grid stability. To manage this variability, Terna, the Italian Transmission System Operator (TSO), increasingly re lies on balancing resources acquired through the Ancillary Services Market (MSD). This thesis investigates the MSD, a crucial yet under-explored segment of the Italian electricity market, focusing on the bid profiles of produc tion units. Conducted in collaboration with RSE and the Departments of Energy and Mathematics at Politecnico di Milano, the research employs clustering models to classify bid patterns and interpret strategic behavior. Additionally, the study explores other analytical approaches by examining existing literature on external factors influencing bids, including seasonal and demand-based predictors, aiming to refine the understanding of pricing and bidding strategies in a complex, renewable-dependent market. This study contributes to the limited body of literature on MSD, offering insights for improved market predictability and operational efficiency.

I recenti aumenti dei prezzi dell’elettricità hanno portato attenzione sui Mercati dell’Elettricità in Italia, che hanno subito significativi cambiamenti a seguito della transizione verso un’economia più verde. Questa trasformazione ha condotto a una rapida proliferazione di impianti alimentati da Fonti di Energia Rinnovabile (FER) non programmabili. Sebbene le unità FER generino energia più pulita e conveniente rispetto agli impianti tradizionali a Ciclo Combinato a Gas (CCGT), hanno anche introdotto nuove sfide per la stabilità della rete. Per gestire questa variabilità, Terna, l’Operatore del Sistema di Trasmissione (TSO) in Italia, fa sempre più affidamento sulle risorse di bilanciamento acquisite tramite il Mercato dei Servizi di Dispacciamento (MSD). Questa tesi esamina il MSD, un segmento cruciale ma ancora poco esplorato del mercato elettrico italiano, concentrandosi sui profili di offerta delle unità di produzione. Condotta in collaborazione con RSE e i Dipartimenti di Energia e Matematica del Politecnico di Milano, la ricerca impiega modelli di clustering per classificare i modelli di offerta e interpretare comportamenti strategici. Inoltre, lo studio esplora altri approcci analitici esaminando la letteratura esistente su fattori esterni che influenzano le offerte, tra cui predittori stagionali e basati sulla domanda, con l’obiettivo di affinare la comprensione delle strategie di prezzo e di offerta in un mercato complesso e sempre più dipendente dalle rinnovabili. Questo studio contribuisce alla limitata letteratura disponibile sul MSD, offrendo spunti per migliorare la prevedibilità del mercato e l’efficienza operativa.