电力市场和碳市场的交互作用（2023）-浙江大学_73页_11mb

电力市场和碳市场的交互作用总结

核心内容

电力市场与碳市场之间的交互作用是实现新型电力系统和落实国家“30·60”双碳目标的重要研究课题。两者虽独立运作，但存在协同特征，如共同参与主体（如发电企业）在两个市场中的报价行为对市场出清结果产生影响。

主要观点

1. 电力市场与碳市场的关系：

   • 电力市场是离散市场，碳市场是连续市场，二者独立运作，不存在联合出清。
   • “电碳协同”是指两个市场通过市场主体的报价行为相互影响，形成一定程度的协同特征。

2. “源网荷储”与“源网荷+储”：

   • “源网荷储”在国内电力系统中广泛使用，但“储”作为电力系统中的设备，不能与“源网荷”并列，更合适的说法是“源网荷+储”。

3. 合同分解问题：

   • 合同分解是电力市场（“电量市场”）中的重要研究问题，与国外电力市场（“电力市场”）不同。

4. 需求侧响应与辅助服务市场：

   • 需求侧响应可以通过行政手段或市场竞价方式获取，而“调峰市场”是目前我国电力辅助服务市场的主要类型。

5. 电力市场与碳市场边界确定：

   • 不同类型的市场（如调频、调峰、备用、惯性、灵活调节）之间需要明确边界，避免重叠。

关键信息

• 电力市场与碳市场：

  • 电力市场与碳市场是两个独立市场，但存在交互影响。
  • 电力市场作为能源密集型领域，是碳市场重点管控对象，也是我国首个进入碳市场的行业。
  • 碳市场的建设对电力市场的需求响应、投资引导等方面有重要影响。

• 研究问题：

  1. 研究碳排放市场、碳抵消市场与电力市场之间的交互机理。
  2. 研究基于人机混合实验的碳市场-电力市场-实体经济联合仿真中的行为分析方法，以及多市场间的政策交互影响。
  3. 研究多市场间的协同机制与市场主体的多阶段决策方法。

• 研究方法：

  • 动态CGE模型：将传统CGE模型与差分方程组结合，用于模拟电力市场、碳市场与实体经济的交互影响。
  • 人机混合实验：通过真实参与者和计算机代理的交互，研究理性与非理性行为对市场的影响。
  • 因果推断模型：利用DID和因果熵优化法，构建因果网络并验证因果关系。

研究现状

• 电力市场：我国电力市场建设仍在进行中，尚未成熟运行，而国外多数在市场化改革启动后5年内完成投运。
• 碳市场：我国碳市场自2021年7月16日启动，电力企业是重要参与者，需参与多个市场的复杂交易。
• 研究背景：当前研究以理论为主，应用背景以欧洲国家为主。

研究实施方案

课题1：碳排放市场-碳抵消市场-电力（能源/综合能源）市场的交互影响分析

• 主要研究内容：

  1. 研究碳排放市场和绿证市场的必要性与可行性，以及可能存在的重叠效应。
  2. 研究电力市场（包括发电权交易、辅助服务市场、需求响应市场等）与碳市场、实体经济之间的耦合关系。
  3. 考察不同类型电力市场与碳市场间的跨市场价格传导机制。

• 研究目标：

  • 通过数据分析，厘清多市场动态经由微观行为的宏观交互机理。
  • 得到电力市场与碳市场间交互影响与交互机理的研究结果。

• 建模方法：

  • 构建电力市场、碳市场与经济系统的仿真模型。
  • 电力市场和碳市场分别根据市场规则建立出清模型。
  • 经济系统构建动态CGE模型。
  • 市场主体行为基于课题2中的人机混合仿真。
  • 监管扰动通过改变市场规则参数进行考虑。
  • 外部经济环境扰动通过修改CGE模型中的外生变量进行考虑。

课题2：政策及博弈行为的综合影响研究

• 主要研究内容：

  1. 建立电力企业参与碳市场的理性行为模型，设置非理性行为扰动。
  2. 研究电力市场和碳市场的联动仿真方法，建立考虑潮流约束的电力市场仿真模型。
  3. 利用人机混合实验方法对电力-碳市场进行仿真，研究政策及博弈行为的综合影响。

• 研究目标：

  • 提出电力企业参与碳市场的非理性行为扰动设置方法。
  • 建立电力企业参与碳市场的理性行为统计模型。
  • 提出实时反馈的人机混合实验的电力市场和碳市场仿真方法。

• 方法：

  • 混合实验：包括真实参与者和计算机代理，构建因果网络并利用历史数据完善。
  • 因果推断模型：采用DID和因果熵优化法，进行因果网络的验证。

课题3：考虑不确定因素的发电企业多市场间协同机制和决策方法研究

• 主要研究内容：

  1. 研究多市场协调机制与决策问题，重点攻关多市场间的协同机制与多阶段决策方法。
  2. 分析多市场异步交易模式，构建考虑不确定性因素的多阶段决策模型。
  3. 利用近似动态规划法（ADP）处理多阶段序贯决策和随机性问题，结合蒙特卡洛法和深度学习方法进行场景生成。

• 研究目标：

  • 提出考虑不确定性的发电企业多市场协同的最优投标策略和决策方法。
  • 构建基于多市场协同的决策模型，作为课题2中计算机代理的决策依据。

技术难点与挑战

• 不确定性建模：需准确建模多市场间复杂的不确定性因素。
• 多市场协同机制：需设计合理的协同路径，确保多市场间决策的综合效益最优。
• 模型复杂性：动态CGE模型需结合经济、能源和环境因素，建模逻辑复杂。

结论

协调电力企业（尤其是发电企业）在不同性质、不同时间尺度的多个市场中的决策，以实现综合效益最优，是实现新型电力系统和落实“30·60”双碳目标的重要任务。通过系统研究电力市场与碳市场之间的交互影响，以及市场主体的策略和行为，有助于推动我国电力市场和碳市场的协同发展。