考虑碳交易的热电联产电厂报价策略研究

作     者：孙齐 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：张兴平

授予年度：2021年

学科分类：02[经济学] 0202[经济学-应用经济学] 08[工学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 0833[工学-城乡规划学] 

主      题：报价策略 日前现货市场 碳排放权交易 热电联产 双层模型 

摘      要：为实现“碳达峰及“碳中和的目标,中国积极探索实现路径,采取措施以控制碳排放,建设及不断完善碳交易市场,通过市场化的碳交易机制引导全社会参与碳减排行动。在电力行业市场化及碳排放权交易共存的背景下,发电企业的交易决策必然会受到电力市场和碳市场的双重影响,因此应在充分考虑碳交易的基础上优化其报价策略,从而使得自身在电力交易当中具有更强的竞争力。考虑到在当下的中国,火力发电仍是最主要的发电形式,同时电热联产已成为一种趋势,故本文以热电联产电厂作为研究主体对考虑碳排放权交易机制的日前市场报价策略进行研究,使其可以合理地利用市场力,以经济手段实现最大利润。本文首先对目前关于碳市场及电力市场报价的已有研究作了梳理。然后对热电联产机组的热电耦合特性及煤耗成本、碳交易成本进行了分析,构建了考虑碳交易的发电成本模型。基于斯塔克伯格模型和双层规划,提出了考虑碳交易的热电联产电厂策略性报价双层优化模型,包括合理的模型假设、优化目标和相关约束条件。上层模型基于电厂单日利润最大化的目标,综合考虑了供电利润、供热利润、碳交易利润,充分考虑了供热机组的热电耦合特性、报价决策特点以及运行约束;下层模型是日前市场出清模型,该模型在满足电网安全稳定运行的基础上以购电成本最小化为目标。根据提出的双层优化模型数学特性,通过在Matlab中调用Gurobi优化器求解下层市场出清模型,根据在下层优化得到的策略报价机组的中标出力及相应电价,使用量子粒子群算法进行迭代寻优,最终得到该类型机组报价策略模型求解结果。依托A热电厂机组数据在四机组系统中进行案例的仿真,用以验证本文所提出的双层报价模型的合理性及可行性,量化分析碳交易对出清价格、报价曲线、机组出力以及电厂经济性的影响,并针对A电厂给出报价建议。