考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化

在分析碳市场和绿证市场区别及对电力批发市场影响机理的基础上,构建了考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化模型,并进行数值仿真分析。结果表明,碳交易与绿证交易制度协调对于优化电源结构、促进电力行业碳减排具有积极作用。在碳排放总量目标下存在一个满足各发电商总利润最大化的最优碳配额和绿证比例组合。     

考虑碳交易和绿证交易的配电网优化运行策略

针对如何实现配电网低碳经济运行及新能源高比例消纳问题,提出了考虑碳交易和绿证交易的配电网优化运行策略。首先,分析建立了配电网碳交易和绿证交易模型;然后,以最小化配电网综合运行成本为目标,考虑配电网潮流约束、新能源及分布式能源机组运行约束,建立了配电网低碳经济优化运行模型;最后,基于改进的IEEE 15节点配电网模型对所提配电网优化运行模型进行了验证,结果显示,所提运行策略实现了配电网低碳经济运行,显著降低了系统的碳排放并促进了新能源的消纳,可为以新能源为主体的配电网低碳经济运行提供技术参考。     

考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同运行优化

针对相邻国家能源市场机制不同、多边协同调度难度大等问题,提出一种考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同运行优化方法。根据不同国家综合能源系统所处位置,提出考虑热网、电网损耗的跨境综合能源系统模型。在充分考虑跨境能量流动与转化的基础上,引入跨境绿证、碳交易,建立考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同优化模型。基于所建模型的仿真结果分析表明,在跨境综合能源系统中引入碳、绿证交易可减少不同国家的综合能源系统运行成本,同时提高能源优化配置与可再生能源消纳量。     

考虑综合需求响应及绿证-碳交易机制的能源系统低碳经济调度

“双碳”背景下,考虑电热需求响应并结合市场交易机制有助于综合能源系统低碳经济运行,由此,提出一种电热需求响应配合绿证-碳交易机制的综合能源系统模型并进行低碳经济调度。首先,通过加装储液罐的方式改造碳捕集电厂,建立以碳捕集电厂、电转气设备为主要能源耦合设备的综合能源系统数学模型;其次,为降低系统电热负荷峰谷差,进一步降低高碳排机组出力,引入电热需求响应机制;再次,建立阶梯式碳交易机制与绿证交易机制数学模型并将其引入系统低碳经济调度中;最后,以系统运行成本最小为目标函数建立低碳经济调度模型;算例表明,所提模型在系统总成本全面下降的同时实现了风电全额消纳,大幅提高了系统运行的低碳经济效益。     

计及绿证-碳交易与氢能的综合能源系统多时间尺度优化调度

为建立一个清洁低碳、安全稳定的能源系统,提出了基于绿证-碳交易机制的氢能利用综合能源系统多时间尺度优化调度策略。首先,为发挥氢能高效清洁的作用,建立电解槽热氢联产模型。其次,为降低系统的碳排放量,分别构建绿色证书交易机制和奖惩阶梯型碳交易机制。最后,为降低源-荷预测误差对系统运行的影响,构建基于模型预测方法的日前-日内-实时多时间尺度的优化调度模型。算例分析表明,所提模型能有效降低碳排放量和系统功率波动,提高系统的稳定性和经济性。     

考虑碳交易成本的园区综合能源系统运行优化

充分考虑工业园区用能、降碳需求,结合不同能源转换的耦合关系及设备运行特点,对园区典型设备进行建模,并采取合适的约束条件进行安全管控;引入碳排放成本精确计算方法,结合碳排放分配额量化碳交易成本,以经济性、低碳性为目标,提出园区综合能源系统运行优化方法。以某工业园区为算例,在MATLAB环境下使用Yalmip语法编程并调用Gurobi求解器求解,将所建立的非线性模型转换为易于求解的MILP问题,并对子系统分立运行以及综合能源系统优化运行两种场景下的结果进行对比分析。结果表明,构建基于碳交易的园区综合能源系统及进行优化方法对实现节能减碳、降低成本有着显著效果。     

考虑碳交易的社区综合能源主从博弈运行优化策略

在我国双碳目标背景下,低碳化用能与能源革命迫在眉睫。在考虑社区综合能源发电商与用户竞价博弈的同时加入阶梯型碳交易机制,可满足经济性与低碳性要求。首先介绍了阶梯型碳交易机制和主从博弈模型,然后建立阶梯型碳交易的主从博弈模型,最后通过实际算例,利用CPLEX求解器和粒子群算法对模型进行求解,验证了在主从博弈模型中合理的引入阶梯型碳交易机制可以有效降低碳排放。上述研究为发电商和用户的低碳经济运行提供了参考。     

考虑碳交易的造纸综合能源系统用能优化策略

造纸工业园区作为典型的综合能源消费场景,其内部耦合了多种能源进行联合供应。通过优化工业园区综合能源系统运行,不仅可降低造纸工业用户自身用能成本,同时也可缓解电网供电压力,降低社会碳排放。基于此,提出了考虑碳交易的造纸工业园区生产全流程用能优化模型。首先,针对造纸生产过程中严格的工艺顺序,建立了生产并行模型以及能耗模型,并对整个造纸工业园区的能源单元进行建模。然后,引入阶梯碳交易机制,以园区运行成本与碳交易成本之和为优化目标,建立了造纸工业园区生产全流程用能优化模型。最后,以浙江某地造纸工业园区进行算例仿真,并以不同场景进行对比分析。算例仿真验证了用能优化模型的经济性和低碳性,所求策略可为造纸工业的节能减排提供技术支撑。     

碳交易协同的跨省区清洁能源电力交易多主体竞价博弈

碳交易的实施将增大电力企业的减排压力，“三弃”现象也将增加清洁能源跨省区消纳的需求，两者双重作用将深刻改变发电企业的市场博弈行为。基于此，综合考虑碳配额约束和清洁能源消纳受阻情况，文章提出了一种低碳激励型出清方式，并探究了跨省区电力交易主体的最优竞标策略。首先，搭建了碳交易与发电权交易协同下的市场架构，厘清了两者之间的协同影响。其次，货币化清洁能源发电的碳减排效益，基于经济效用和碳减排效益最大化建立了交易中心低碳激励型出清模型；基于利润最大化构建异质发电商竞价决策模型。算例分析验证了所提出清模型和竞标决策模型的有效性。结果表明，所提出清模型可促进清洁能源的跨省区消纳，所构建博弈模型能够使各发电商取得最优利润，市场达到均衡，最终实现出清目标的联合优化。     

考虑电碳绿证市场耦合的园区综合能源系统日前优化调度

园区综合能源系统(park-integrated energy system, PIES)是能源系统优化升级、电力行业减碳的重点,园区如何通过制定交易策略参与电碳绿证市场,提高整体效益并降低系统碳排放,是未来开放市场环境下园区快速发展的关键。基于园区三方主体非合作博弈模式,构建绿电日前市场、常规能源日前市场、实时市场的电力市场运行框架,并引入绿证-碳排等价抵消机制以实现绿证交易和碳交易的衔接,提出一种考虑电碳绿证市场耦合的园区综合能源系统日前优化调度模型。最后,采用改进粒子群算法和交替方向乘子法对非线性模型进行求解,并在上海市某典型园区进行验证。结果表明,所提方法可以有效减少园区碳排放量,园区绿电在电力消费总量占比提高6.4%。     

基于优惠价格的绿色电力证书交易模型

在分析绿色电力证书价格形成机制的基础上,研究可再生能源电价附加资金补贴金额、补贴结算周期和拖延周期、消费者偏好等因素对绿色电力证书销售价格的影响。为研究随机情况下绿色电力证书的成交价格,建立基于蒙特卡罗的绿色电力证书交易模型,通过内蒙古某大型煤电企业认购风电和光伏绿色电力证书的实例计算,验证该模型的实用价值。     

考虑碳排放权交易市场影响的日前电力市场两阶段出清模型

作为推动中国“碳达峰、碳中和”目标的重要政策性工具,碳排放权交易(CET)市场的运行预计将对电力市场的出清产生深远影响。针对现有出清模型无法平衡不同目标的冲突且控制碳排放效果不明显的缺点,提出了考虑CET市场影响的日前电力市场两阶段出清模型。第1阶段,建立电力系统总运营成本最小和发电企业碳排放成本总和最小的多目标优化模型;第2阶段,建立以最小化电力系统总运营成本为目标的追踪模型,该模型满足第1阶段获得的Pareto最优解形成的约束。传统加权和法难以获得多目标优化问题分布均匀的Pareto前沿,且无法在非凸区域找到Pareto最优解。因此,采用自适应加权和法求解第1阶段多目标优化问题的完整Pareto前沿。最后,对中国某省级2278节点系统进行了算例分析和两阶段出清模型有效性验证。算例结果表明,CET市场运作将抬高日前电力市场出清价格。     

基于区块链的绿证和碳交易市场联合激励机制

为了解决目前可再生能源交易中存在的交易制度不成熟,绿色证书制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,现行的碳市场对促进减排效果不明显等问题,提出基于区块链的绿证和碳交易市场联合激励机制,利用区块链具有的去中心化、公开透明等特性,与可再生能源交易市场结合,使可再生能源市场更加透明、方便、安全。为了激励对减排做出贡献的市场主体,对区块链中的共识算法进行了研究,提出了适用于联盟链的PoCT(proof of carbon token)共识算法,激励市场主体参与到可再生能源产品交易中,同时解决传统权益证明(proof of stake,PoS)共识机制中的N@S攻击问题以及奖励分配的公平性问题。仿真结果表明,PoCT可以有效地激励可再生能源交易,并且具有较高的效率。     

考虑碳交易的电源结构多目标优化模型研究

为优化配置区域电网电源结构,在满足电力电量平衡等约束条件的前提下,研究以经济成本最小、综合能效最大为目标构建碳交易下电源规划多目标优化模型。随后将该优化模型应用于中国某区域电网,对该地区电源结构优化配置进行研究分析。结果显示,碳交易的引入能够促进新能源消纳,降低碳排放,达到低碳高效的目的,实现电源结构的优化配置。     

考虑碳减排的发电商电量上网机制设计

现行的发电商上网电量基本上是按发电容量等比例确定,而上网电价则实行统一的“标杆电价”。基于碳排放约束下总上网电量发电成本最小原则,设计寡头发电商的上网电量分配机制与上网电价机制,并与现行的电量上网机制进行数值分析比较,分析结果表明：（1）新机制可诱导发电商真实地报告自己的成本类型、以保证碳排放约束下总发电成本最小目标的实施;（2）相对于现行的等比例电量上网机制,新机制有利于减排CO₂,且在相同排放水平下可节省总的发电成本;（3）新机制下低排放发电商电量优先上网,且可促使高排放机组逐步退出市场。     

中国绿证市场的现状分析与交易机制优化

在绿色电力证书（tradable green certificate, TGC）市场中,采用有效的交易机制和竞价策略对提高市场效率有着至关重要的作用。首先,在现阶段我国绿证市场采取自愿认购的框架下,介绍了我国的绿证交易机制,并从绿证定价和市场绩效两方面分析了我国绿证市场现状;然后,为了提高市场效率和社会福利提出了多回合集合竞价交易机制,考虑到需要多回合的报价和投标,设计了粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）自适应竞价策略,使得买卖双方可以根据市场情况及时调整竞价策略;最后,通过仿真验证了交易机制和竞价策略的可行性和有效性。     

基于智能合约的绿证和碳联合交易市场的设计与实现

随着可再生能源发电技术的发展和普及,通过市场手段鼓励绿色能源发展的绿证配额制以及限制碳排放量的碳排放权交易制度得到了广泛的应用.目前,中国尚未形成成熟有效的绿证市场与碳排放市场,现行的绿证制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,且现行的碳市场对促进减排效果也不明显.文中提出一种绿证和碳联合交易市场模式,将绿色发电企业与传统化石能源发电企业联系起来,通过全局优化配置绿证和碳排放权资源以激励可再生能源发电和限制传统化石能源机组的碳排放量,从而推动能源转型.为保护绿证与碳排放市场交易数据的安全性和用户隐私,文中基于以太坊平台构建"去中心化"的双边联合交易市场.最后,算例仿真结果验证了所提基于区块链技术的双边联合交易模式的有效性.     

计及外部性转移机制的绿色证书交易制度效益研究

绿色证书交易机制是将火电外部性成本转移至对可再生能源发电正外部性补偿的有效途径。为控制燃煤发电带来的污染物影响,我国设立污染物排放费用的征收标准,对于排污企业进行费用征收。本文联合排污费征收、绿色证书交易机制,并考虑可再生能源发展基金运行产生的财政缺口,进行了外部性转移机制设计。在引入排污费机制,并将排污费缴纳作为燃煤企业核发绿色证书的标准后,可以实现可再生能源发展基金资金缺口的有效填补。论文以华北某地区的机组运营数据为依据形成算例,通过经济、环境效益两方面的分析,证实了所设计机制的有效性。     

新型电力系统中促进新能源消纳的电力现货市场交易机制研究

为解决现货市场建设中新能源参与市场化交易与保证性消纳难以统筹兼顾的问题,提出改进的现货市场交易机制。改进机制中新能源与火电机组同等参与市场竞价,在产生弃电时启动发电替代机制,由报价较高的火电机组出让发电空间给弃电新能源。通过对节点电价出清机制下的替代实施方案进行分析,设计价格结算机制对参与替代的火电机组予以补偿,使替代双方权益均得以保障。通过算例分析,验证了设计机制的有效性。