基于多智能體強化學習的電-碳-綠證耦合市場下多市場主體行為研08靠設計廣告討

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近年來，隨著“雙碳”目標的進一個步驟推進，中國新動力裝機比例逐年上升，截至2023年末，中國風電裝機容量達到4.4億kW，同比增長20.7%，太陽能發電裝機容量達到6.1億kW，同比增長13.9%，新動力裝機容量占全國總裝機容量的36%。今朝，通過樹立碳排放權買賣市場（carbon emission trading market，CET，下文簡稱碳市場），以市場機制引導發電側、用電側自立優化減排方式，已經成為國際上最為重要的降碳減排戰略之一。

《中國電力》2025年第4期刊發了周飛航等撰寫的《基于多智能體強化學習的電-碳-綠證耦合市場下多市場主體行為研討》一文。文章在考慮用電企業納進碳市場的基礎上，著重研討綠證市場與碳市場之間的環境產品信息互通，探討綠證與碳配額的抵消對耦合市場的影響。此外，現有研討年夜多數基于經濟角度剖析電-碳-綠證3個市場的耦合關系，而往往忽視了電能量作為特別商品的屬性。是以，本文構建了一個基于電網絡物理節點的模子，以探討在實際物理網絡條件下的電碳證市場耦合問題。

來源：《中國電力》2025年第4期  作者：周飛航, 王灝, 王海利, 等

摘要

樹立全國碳排放權買賣市場和綠證市場是表格內容繁多，包括她的個人信息、聯絡方式、貓的中國實現“雙碳”目標的主要戰略之一。但是，現有研討多從經濟角度剖析市場耦合關系，忽視了電力網絡的物理約束以及新動力出力不確定性對市場協同優化的影響，且沒有考慮電力用戶進進碳市場的情況。針對這一缺乏，提出了一種基于物理網絡節點的電-碳-綠證耦合市場雙層優化模子，剖析碳市場擴容佈景下市場主體行為及耦合機制的變化。模子道具製作在電網物理拓撲結構的基礎上，引進電力用戶參與碳市場的決策機制，并結合綠證與碳配額的抵消規則，摸索線路梗阻對市場主體決策的影響。應用蒙西地區新動力機組實際出力數據，驗證所提模子的公道性與有用性。結果表白：電力用戶納進碳市場可顯著晉陞耦合市場的整體收益；線路梗阻對市場主體行為及市場收益具有主要影響；在碳配額富餘條件下，引進碳證抵消機制能夠進一個步驟優化市場效力。

01綠色轉型佈景下的電-碳-綠證多市場耦合市場框架

在本文所樹立的電力市場、碳市場和綠證市場的耦合市場中，市場主體重要分為3類：傳統動力發電商、新動力發電商和用電企業。這些分歧的市場主體參與的市場及其消費的商品各有區別。

傳統動力發電商可以通過向用電企業出售電能，從而獲得電力市場的收益。在碳市場中，傳統動力發電商須參與碳配額買賣。假如其減排才能較強且擁有多余的碳配額，可以將這些配額出售給減排才能較弱、碳排放超過免費碳配額的傳統動力發電商，以此來增添本身的市場利潤。此外攤位設計，傳統動力企業在必定水平上需求承擔可再生動力消納配額。在啟動儀式本文設定的市場中，傳統動力發電商須購買占其發電總量的必定比例的等量綠證以完成考察任務。

新動力發電商可以通過在電力市場中出售電能和在綠證市場中出售綠證來獲取收益。用電企業須向傳統動力發電商和新動力發電商購買電能，以完成本身的生產任務。此外玖陽視覺，用電企業還須參與碳市場，以防止因碳排放超標而面臨高額懲罰。與傳統動力企業類似，用電企業也須購買必定比例的綠證，以完成其可再生動力消納任務。在碳證抵消機制下，市場主體還可以選擇額外購買綠證以抵消碳排放。市場框架如圖1所示。

圖1  耦合市場框架

Fig.1  Coupled market framework

此外，鑒于新動力發電的不確定性，本文引進了誤差考察機制。當新動力發電商無法達到中標出力時，需求向傳統發電商購買電力以完成目標；反之，當新動力實際出力超過中標出力時，將面臨棄電懲罰。在本文中，因誤差考察所形成的損掉將不計進傳統動力發電商的收益。同時，傳統動力發電商和用電企業的免費碳配額將依照標桿法進行計算。需求指出的是，用電企業屬于年夜型工業企業，其在生產經營過程中存在用電量上限。假如用電量減少，將面臨復工損掉。

02電-碳-綠證多市場耦合模子

2.1  市場模子框架樹立

本文構建了一個基于發電企業一起配合的雙層優化模子。此中，上層是市場出清層，以社會福利最年夜化為目標，以網架結構等作為約束。下層是發電商以及用電企業決策層，共分為2個子模子，分別以發電企業利潤最年夜化和用電企業利潤最年夜化為目標，以機組特征、用電企業特征為約束條件。整體模子框架如圖2所示。

圖2  市場模子框架

Fig.2  Market model framework

2.2  上層優化模子

上層模子以社會福利最年夜化為目標，即總發電與用電本錢最小化，目標函數為

式中：I為傳統動力機組數量；W、P分別為風電、平面設計光伏發電機組數量；為第i個傳統動力機組的本錢；分別為第i個風電機組與光伏機組的調度本錢；為用電企業在電力市場的購電本錢；為用電企業碳市場本錢；為用電企業購買綠證本錢。

上層模子的重要約束如下。

1） 系統功率均衡約束為

式中：為第i臺傳統動力機組t時刻的出清電量；為用電企業在t時刻購買的傳統發電電能量；為第i臺風電機組t時刻的出清電量；為用電企業在t時刻購買的風力發電電能量；為第i臺光伏機組t時刻的出清電量；為用電企業在t時刻購買的光伏發電電能量。

2） 市場報價與市場協議約束為

式中：分別為第i臺傳統動力機組最低和最超出跨越清價格；分別為第i臺風電機組最低和最超出跨越清價格；分別為第i臺光伏機組最低和最超出跨越清價格；分別為傳統動力機組、風電、光伏i在t時刻的出清價格；分別為t時刻用電企業對傳統動力企業、風電、光伏在電力市場的電能量報價。

3） 物記者會理網架結構約束。

市場主體的買賣將基于電力網絡框架進行，是以在進行買賣時應考慮網架約束，本文中網架約束為

式中：分別為屬于傳統動力企業、風電、光伏企業的判別布爾變量，當發電商向用電企業輸送啟動儀式電能的通道處于統一條通道時取1，處于分歧通道時取0；S為節點間最小輸送容量。

4） 可出售綠證約束。

新動力企業的綠證數量取決于其在市場上的出清電量，用電企業購買的綠證數量不成多于新動力企業的綠證數量，即

式中：為企業購買綠證數量；分別為風電、光宋微被裁員後回到家鄉，親戚立刻給她介紹了一個伏企業生產綠證數量。

2.3  下層優化模子

下層模子分為2個子模子，分別以發電企業收益和用電企業收益為目標。

2.3.1  發電企業收益模子

本文中采用發電企業一起配合的場景，是以將分歧發電企業利潤總和最年夜化作為目標函數，即

式中：為傳統動力機組i在電力市場中所獲得的收益；為傳統動力機組i總本錢；為第i臺風電機組在電力市場中所獲得的收益；為第i臺風電機組的總本錢；為第i臺光伏機組在電力市場中所獲得的收益；為第i臺光伏機組的總本錢。

傳統動力機組的收益重要來安閒電力市場中電能出售，即

式中：T平面設計為24，代表以1 h為間隔的24 h時間段。

傳統動力機組的本錢重要來自發電燃料本錢、碳市場本錢、碳市場懲罰本錢以及消納配額任務本錢，即

式中：分別為傳統動力發電商的碳市場本錢、發電燃料本錢攤位設計、消納配額任務本錢以及碳市場懲罰本錢；為燃料本錢計算系數；η為配額系數；為綠證價格；為碳配額價格；為第i臺機組的總碳排放量；為第i臺機組的免費碳配額；為在碳市場購買的碳配額；δi為碳排放因子；Bi、Fl,i、Ff,i分別為第i臺機組的所屬碳排放基準值、冷卻方法系數以及出力修改系數，用于計算免費碳配額。

若傳統動力機組的碳排放量過年夜，超過其擁有的免費碳配額以及從碳市場購買的碳配額時，會遭到處罰，即

式中：為單位電量配額處罰本錢。

新動力發電商的收益重要來安閒電力市場中的電能量出售收益以及在綠證市場VR虛擬實境中的收益，即