@incollection{BorchertHeimannSchemm2011,
  author    = {Borchert, J{\"o}rg and Heimann, Thorsten and Schemm, Ralf},
  title     = {Speicheroptimierung},
  series = {Gashandel und Gasbeschaffung},
  booktitle = {Gashandel und Gasbeschaffung},
  publisher = {Euroforum Verl.},
  address   = {D{\"u}sseldorf},
  publisher      = {Fachhochschule Aachen},
  pages     = {1 -- 69},
  year      = {2011},
  abstract  = {In dieser Lektion wurden beginnend mit der Darstellung des fundamentalen Wandels des Gasmarktes die daraus folgenden Implikationen f{\"u}r die Einsatzweise von Gasspeichern abgeleitet. Anschließend wurden zwei Bewertungs- und Steuerungsverfahren f{\"u}r einen Gasspeicher an den beiden Marktstufen Termin- und Spotmarkt methodisch vorgestellt und anhand von Beispielrechnungen illustriert. Das Verfahren zur Bewertung und Steuerung im Terminmarkt stellt ein sehr robustes und methodisch einfaches Verfahren dar. Hierbei wird die Saisonalit{\"a}t der Forwardkurve bzw. deren Ver{\"a}nderungen arbitragefrei mithilfe des Speichers ausgenutzt. Dieses Verfahren kann nicht den gesamten Zeitwert des Speichers ausweisen. Es zieht in jedem Zeitpunkt nur die aktuellen Informationen der Forwardkurve zur Entscheidung heran. Es bildet aber keine bedingte Erwartung {\"u}ber zuk{\"u}nftige Ertr{\"a}ge und deren Beeinflussung durch die aktuelle Speicherfahrweise, um hieraus eine optimale Entscheidung zu formulieren. Bei der Bewertung gegen{\"u}ber dem Spotmarkt mithilfe der Least-Squares-Monte- Carlo-Simulation wird in einer stochastischen Optimierung dagegen der volle Zeitwert des Speichers und damit der gesamte Zusatznutzen der Flexibilit{\"a}t ermittelt. Hierdurch leiten sich auch wesentlich andere Hedging-Empfehlungen als im ersten Verfahren ab, um diesen zu sichern. Der Einsatz der beiden Verfahren im Alltag zur Bewirtschaftung des Speichers h{\"a}ngt insbesondere vom Know-how, den Speicherparametern und der Risikobereitschaft des Handels ab. Beide Strategien liefern hierzu Hedging-Empfehlungen ab, mit welchem der zugrunde liegende Wert gesichert werden kann. Risikoaverse H{\"a}ndler, die einen Großteil des inneren Wertes sichern wollen, k{\"o}nnten im Terminmarkt einen Großteil des Speichers mithilfe des „Intrinsic Rolling"-Verfahrens bewirtschaften. Sie w{\"u}rden hierdurch den saisonalen Spread in der Forwardkurve rollierend sichern. Gleichzeitig kann ein kleinerer Anteil mithilfe der stochastischen Optimierung und den damit verbundenen Aus{\"u}bungsgrenzen gegen{\"u}ber dem Spotmarkt bewirtschaftet werden. In einem liquiden vollst{\"a}ndigen Markt wird eine Steuerung des Speichers allein gegen{\"u}ber den vorhandenen Marktstufen vorgenommen und der Wert f{\"u}r alle Marktteilnehmer objektiv messbar. F{\"u}r den Fall, dass der Markt illiquide ist und hierdurch z. B. eine Kundenlast nicht allein am Termin- und Spotmarkt jederzeit gedeckt werden kann, erscheint es notwendig, den Speicher im Kontext einer Portfoliooptimierung zu bewerten. Dies wird in der n{\"a}chsten Lektion vorgenommen. Hierbei ist aber zu beachten, dass der Speicher dadurch eine individualisierte Wertkomponente erh{\"a}lt, die von der konkreten Ausgestaltung des jeweiligen Portfolios abh{\"a}ngt.},
  language  = {de}
}
@book{BorchertSchemmKorth2006,
  author    = {Borchert, J{\"o}rg and Schemm, Ralf and Korth, Swen},
  title     = {Stromhandel: Institutionen, Marktmodelle, Pricing und Risikomanagement},
  publisher = {Sch{\"a}ffer-Poeschel},
  address   = {Stuttgart},
  isbn      = {978-3-7910-2542-1},
  pages     = {XXIII, 426 S. : Ill., graph. Darst.},
  year      = {2006},
  language  = {de}
}
@article{BorchertHasenbeckJungbluthetal.2009,
  author    = {Borchert, J{\"o}rg and Hasenbeck, Marc and Jungbluth, Christian and Schemm, Ralf},
  title     = {Bewertung und Steuerung von Gasspeichern bzw. Gasspeicherscheiben},
  series = {Zeitschrift f{\"u}r Energiewirtschaft},
  volume    = {33},
  journal   = {Zeitschrift f{\"u}r Energiewirtschaft},
  number    = {4},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  issn      = {1866-2765},
  doi       = {10.1007/s12398-009-0033-x},
  pages     = {279 -- 293},
  year      = {2009},
  abstract  = {In diesem Artikel werden zun{\"a}chst einleitend der Gasmarkt Deutschland und der sich daraus ergebende Speicherbedarf skizziert. Folgend wird auf verschiedene Speichernutzen aus betriebswirtschaftlicher Perspektive eingegangen und die in diesem Artikel vorgestellten Bewertungsverfahren einleitend beschrieben. In diesem Artikel werden stochastische Optimierungsmethoden aufgegriffen, die sowohl eine Bewertung der Speicher gegen{\"u}ber einem Spotpreis, als auch gegen{\"u}ber einer gesamten Forwardcurve erm{\"o}glichen. Hierzu werden zun{\"a}chst Modelle zur Beschreibung der Marktpreise vorgestellt und anhand empirischer Daten kalibriert. Dann wird eine beispielhafte Speicherscheibe zun{\"a}chst auf Basis der LeastSquareMonteCarloTechnik gegen{\"u}ber dem stochastischen mehrfaktoriellen Spotpreismodell bewertet. Hieran schließt sich die Vorstellung der Bewertung sowie des Hedgings gegen{\"u}ber der Forwardcurve an. Abschließend erfolgt eine vergleichende Gegen{\"u}berstellung beider Verfahren.},
  language  = {de}
}
@article{NobisSchmittSchemmetal.2020,
  author    = {Nobis, Moritz and Schmitt, Carlo and Schemm, Ralf and Schnettler, Armin},
  title     = {Pan-European CVAR-constrained stochastic unit commitment in day-ahead and intraday electricity markets},
  series = {Energies},
  volume    = {13},
  journal   = {Energies},
  number    = {Art. 2339},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {1996-1073},
  doi       = {10.3390/en13092339},
  pages     = {1 -- 35},
  year      = {2020},
  abstract  = {The fundamental modeling of energy systems through individual unit commitment decisions is crucial for energy system planning. However, current large-scale models are not capable of including uncertainties or even risk-averse behavior arising from forecasting errors of variable renewable energies. However, risks associated with uncertain forecasting errors have become increasingly relevant within the process of decarbonization. The intraday market serves to compensate for these forecasting errors. Thus, the uncertainty of forecasting errors results in uncertain intraday prices and quantities. Therefore, this paper proposes a two-stage risk-constrained stochastic optimization approach to fundamentally model unit commitment decisions facing an uncertain intraday market. By the nesting of Lagrangian relaxation and an extended Benders decomposition, this model can be applied to large-scale, e.g., pan-European, power systems. The approach is applied to scenarios for 2023—considering a full nuclear phase-out in Germany—and 2035—considering a full coal phase-out in Germany. First, the influence of the risk factors is evaluated. Furthermore, an evaluation of the market prices shows an increase in price levels as well as an increasing day-ahead-intraday spread in 2023 and in 2035. Finally, it is shown that intraday cross-border trading has a significant influence on trading volumes and prices and ensures a more efficient allocation of resources.},
  language  = {en}
}
@article{MaurerRiekeSchemmetal.2023,
  author    = {Maurer, Florian and Rieke, Christian and Schemm, Ralf and Stollenwerk, Dominik},
  title     = {Analysis of an urban grid with high photovoltaic and e-mobility penetration},
  series = {Energies},
  volume    = {16},
  journal   = {Energies},
  number    = {8},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {1996-1073},
  doi       = {10.3390/en16083380},
  pages     = {18 Seiten},
  year      = {2023},
  abstract  = {This study analyses the expected utilization of an urban distribution grid under high penetration of photovoltaic and e-mobility with charging infrastructure on a residential level. The grid utilization and the corresponding power flow are evaluated, while varying the control strategies and photovoltaic installed capacity in different scenarios. Four scenarios are used to analyze the impact of e-mobility. The individual mobility demand is modelled based on the largest German studies on mobility "Mobilit{\"a}t in Deutschland", which is carried out every 5 years. To estimate the ramp-up of photovoltaic generation, a potential analysis of the roof surfaces in the supply area is carried out via an evaluation of an open solar potential study. The photovoltaic feed-in time series is derived individually for each installed system in a resolution of 15 min. The residential consumption is estimated using historical smart meter data, which are collected in London between 2012 and 2014. For a realistic charging demand, each residential household decides daily on the state of charge if their vehicle requires to be charged. The resulting charging time series depends on the underlying behavior scenario. Market prices and mobility demand are therefore used as scenario input parameters for a utility function based on the current state of charge to model individual behavior. The aggregated electricity demand is the starting point of the power flow calculation. The evaluation is carried out for an urban region with approximately 3100 residents. The analysis shows that increased penetration of photovoltaics combined with a flexible and adaptive charging strategy can maximize PV usage and reduce the need for congestion-related intervention by the grid operator by reducing the amount of kWh charged from the grid by 30\% which reduces the average price of a charged kWh by 35\% to 14 ct/kWh from 21.8 ct/kWh without PV optimization. The resulting grid congestions are managed by implementing an intelligent price or control signal. The analysis took place using data from a real German grid with 10 subgrids. The entire software can be adapted for the analysis of different distribution grids and is publicly available as an open-source software library on GitHub.},
  language  = {en}
}