考虑碳交易及网损成本的发电权交易优化模型研究

摘要

在电力行业规模迅速扩张的同时，国际社会对于应对全球变暖减少温室气体排放的呼声越来越高，作为国内碳排放量占比最大的电力行业势必要为碳减排作出贡献。结合目前我国火电装机和火电发电量占比较大的现状，本文针对发电权交易这一新电改明确纳入的交易类型，在最大化社会效益模型、网损分摊等方面展开研究。同时随着国内7个碳交易试点的成功运行、全国碳市场的逐步建立且首批仅纳入电力行业，表明碳排放权交易机制的实施对实现电力行业低碳可持续发展意义重大，因此本文在分析碳排放权交易内涵及目前常用的碳排放权交易机制的基础上，通过在发电权交易最大化社会效用模型的目标函数中引入增量网损成本和碳交易收益对传统的发电权交易模型进行改进，以达到节能减排及保证电力系统安全经济运行的目的。 首先，在高低匹配价格形成机制的基础上对以总成交电量最大和单个机组成交电量最大为决策变量的两种发电权交易最大化社会效用模型进行简单对比，再以成交电量最大化的传统发电权交易模型为基础，将发电权交易后实现的CO2减排量与初始碳排放配额的分配情况相结合，通过引入碳交易机制建立发电权交易效益与碳排放权交易收益组合最优的单目标模型并利用际发电权交易数据验证了模型的可行性；其次，采用边际网损系数法（marginal loss coefficient method,MLC）计算和分摊交易前后系统的增量网损，为补偿电网公司损失提供建议，并利用IEEE-14节点系统对所提算法的合理性和有效性进行验证；最后，建立综合考虑碳市场收益及增量网损成本的日前发电权交易优化模型，并利用含风电的IEEE-39节点系统进行仿真，证明在发电权交易模型中加入碳交易收益能够有效提升发电权交易的成交电量，在减小发电权交易引起的增量网损的同时促进清洁能源的消纳，进一步实现电力工业的节能减排。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 发电权交易模型研究现状

1.2.2 碳排放权交易研究

1.2.3 发电权交易的网损分摊研究

1.3 本文主要内容及章节安排

2 发电权交易与碳交易的基础理论与建模

2.1 发电权交易基本理论

2.1.1 发电权交易的基本模式

2.1.2 集中撮合模式下的价格形成机制

2.1.3 发电权交易组织流程

2.2 发电权交易常用模型及收益分析

2.2.1 发电权交易的社会效益最大化模型分析

2.2.2 发电权交易收益分析

2.3 碳排放权交易基础理论

2.3.1 碳排放权交易机制

2.3.2 碳排放权交易市场类型

2.3.3 碳排放配额初始分配方式

2.4 发电权交易与碳交易收益组合最优模型

2.5 算例分析

2.6 本章小结

3 发电权交易的增量网损分摊

3.1 基于边际网损系数法的有功损耗分摊

3.1.1 边际网损系数法基本原理

3.1.2 边际网损系数及网损分摊量的比例法修正

3.2 负网损分摊量的修正

3.3 发电权交易引起的增量网损分摊方法

3.4 算例分析

3.4.1 未进行发电权交易的IEEE-14节点系统分析

3.4.2 进行发电权交易的IEEE-14节点系统分析

3.5 本章小结

4 考虑碳交易及网损成本的日前发电权交易模型研究

4.1 中长期发电权交易的局限性

4.2 中长期与短期发电权交易概述

4.3 日前发电权交易模型研究

4.3.1 社会效益最大化的日前发电权交易模型

4.3.2 考虑增量网损成本的日前发电权交易模型

4.3.3 考虑碳交易及网损成本的日前发电权交易模型

4.4 模型求解

4.4.1 遗传算法

4.4.2 遗传算法基本步骤

4.4.3 遗传算法求解发电权交易优化模型流程

4.5 算例分析

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间主要研究成果