【广东电网】电-碳-绿证市场耦合下发电商报价与出清双层优化策略报告_13页_2mb

电-碳-绿证市场耦合下发电商报价与出清双层优化策略总结

核心内容

本文针对我国“碳达峰、碳中和”战略背景下电-碳-绿证市场耦合的复杂性，提出一种基于分段线性报价方式和值函数近似算法的双层优化模型，以提高发电商的报价灵活性和市场出清效率。

主要观点

1. 分段线性报价方式

   • 采用分段线性报价方式替代传统的阶梯报价方式，更符合发电商的边际成本函数，提升报价策略的灵活性。
   • 该方式允许发电商调整量价曲线的截距和各分段斜率，有利于电力市场的充分竞争。

2. 双层优化模型

   • 上层模型中，各发电商通过最大化利润确定报价曲线，并传递给下层模型。
   • 下层模型中，日前电能量市场、实时电能量市场和绿证市场分别出清，得到节点边际电价和各主体的出清电量，反馈给上层模型。

3. 值函数近似算法

   • 引入最优值函数，将双层模型转化为单层模型，避免引入新的整数变量，提升求解效率。
   • 通过多项式基函数近似值函数，并使用最小二乘法求解待定系数，构建回归方程。

4. 多主体博弈均衡求解

   • 在单层模型基础上，采用对角化算法求解多个体博弈均衡，迭代求解各主体的最优报价曲线。
   • 算法终止条件为所有主体报价变化小于某一给定值，确保收敛性。

5. 仿真结果分析

   • 在IEEE30节点系统中设置4个典型场景和6个仿真时段，测试算法的收敛性和计算效率。
   • 随着报价允许误差的增大，计算时间显著下降，最大运行时间为128秒，平均运行时间为77秒，说明算法高效。
   • 机组G5报价最高，中标出力最少；G4因可再生能源出力不确定性中标出力较少；G1和G6因报价较低，中标出力较多，具备较强市场竞争力。

6. 市场耦合影响分析

   • 在电力市场中，可再生能源发电占比为26.5%，社会经济效益为161321元。
   • 引入绿证市场后，可再生能源发电商可通过绿证销售获得额外收益，其在电力市场的报价降低，社会经济效益提升。
   • 引入碳市场后，传统发电商成本增加，报价上升，社会经济效益下降。
   • 在电力-碳-绿证耦合市场中，可再生能源发电占比达到32.3%，社会经济效益为162596元，总体效果最佳。

关键信息

• 创新点：

  • 引入分段线性报价方式，提升发电商报价策略的灵活性。
  • 建立最优值函数，无需引入整数变量即可将双层模型转换为单层模型，提高求解效率。

• 关键词：

  • 值函数近似算法
  • 双层模型
  • 碳交易
  • 绿证交易
  • 分段线性报价

• 研究结论：

  • 所提算法在求解精度和计算效率方面表现优异，能够满足实际电力市场分析需求。
  • 电力-碳-绿证耦合市场在促进可再生能源发展和提升社会效益方面具有显著优势。

• 研究展望：

  • 后续研究将考虑发电机组开停及成本对市场耦合下报价与出清的影响，以进一步优化新能源消纳与电网安全稳定运行。