電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的交互作用

1電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的交互作用浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院/浙江大學(xué)海南研究院教授深圳市人工智能與機(jī)器人研究院主任研究員EnergyConversionandEconomics(SPERI,IET,Wiley)主編《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》副主編本報(bào)告的部分內(nèi)容系國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院薛禹勝老師委托的科研項(xiàng)目的研究工作，與香港中文大學(xué)(深圳)趙俊華教授、華南理工大學(xué)余濤教授、華北電力大學(xué)劉念教授的研究團(tuán)隊(duì)一起合作完成。薛禹勝老師確定了項(xiàng)目研究架構(gòu)和研究?jī)?nèi)容，黃杰教授級(jí)高工作為負(fù)責(zé)專家參與了項(xiàng)目研究的全過(guò)程。特此致謝。COLIEGEOFELECTRICALFNGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY新型電力系統(tǒng)：概念的演變●2021年3月16日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,但沒(méi)有解釋“新能源為主體”的含義、也沒(méi)有給出實(shí)現(xiàn)“新型電力系統(tǒng)”的時(shí)間計(jì)劃。對(duì)于“新能源為主體”,一般理解為：以年度計(jì)來(lái)自新能源的發(fā)電量要占到總發(fā)電量的50%以上。(水電、核電不屬于新●2022年4月2日，國(guó)家能源局、科學(xué)技術(shù)部印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》,其中指出：“引領(lǐng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)建設(shè)”oCOLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY能源互聯(lián)網(wǎng)：不同的理解有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”●國(guó)外和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)“能源互聯(lián)網(wǎng)”的理解：不同類型的能源(電、氣、熱等)通過(guò)能源中心(energyhub)變換和互聯(lián)而實(shí)現(xiàn)的綜合能源系統(tǒng)●國(guó)家電網(wǎng)公司所謂的“能源互聯(lián)網(wǎng)”:含新能源發(fā)電●劉振亞時(shí)代的定義：能源互聯(lián)網(wǎng)=智能電網(wǎng)+特高浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院●需求側(cè)響應(yīng)可以采用行政手段獲取，如采用邀約方式，但這樣很難確定適當(dāng)?shù)膬r(jià)格水平；也可以采用●在需求側(cè)可以參與電力市場(chǎng)特別是輔助服務(wù)市場(chǎng)的情況下，按用戶響應(yīng)的速度和容量，可考慮參與不同類型的輔助服務(wù)(調(diào)頻、調(diào)峰、備用等)。求側(cè)響應(yīng)和輔助服務(wù)的獲取源網(wǎng)荷+儲(chǔ)”●“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”這種說(shuō)法在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)非常流行，在項(xiàng)目名稱和學(xué)術(shù)論文中經(jīng)常出現(xiàn)?！駠?guó)際上很少有人這樣講(中國(guó)大陸學(xué)者投稿的文章中比較多見(jiàn))?！襁@種說(shuō)法不合適，因?yàn)椤皟?chǔ)”和“源網(wǎng)荷”不能并●“儲(chǔ)”是電力系統(tǒng)中的設(shè)備，可以用于“源網(wǎng)cOLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY合同分解：中國(guó)特色的研究問(wèn)題·在國(guó)內(nèi)電力(“電量”)市場(chǎng)環(huán)境下，“合同分解”是個(gè)重要問(wèn)題。多數(shù)由電力市場(chǎng)交易機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)?！ぴ趪?guó)內(nèi)，則首先搞年度、季度、月度電量競(jìng)爭(zhēng)，這就導(dǎo)致合同分解問(wèn)題·如何適當(dāng)?shù)匕验L(zhǎng)期合同分解到日前市場(chǎng)是個(gè)重要問(wèn)題，因?yàn)槿涨笆袌?chǎng)電價(jià)是波動(dòng)的，分解結(jié)果對(duì)長(zhǎng)期合同雙方的利益可能有明顯影響·在零售側(cè)剛放開(kāi)時(shí)，國(guó)內(nèi)短時(shí)間內(nèi)就注冊(cè)了上萬(wàn)家電力零售公司，這在市場(chǎng)環(huán)境下，電力零售公司從事的業(yè)務(wù)具有很高的技術(shù)含量。COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY調(diào)峰市場(chǎng)：中國(guó)特色的輔助服務(wù)品種●在國(guó)內(nèi)的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中，“調(diào)峰市場(chǎng)”是個(gè)主要類型●國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)2006年發(fā)布了“并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法”,要求對(duì)于發(fā)電公司提供的某些類型的輔助服務(wù)給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償；其中●在國(guó)外的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中，不存在“調(diào)峰市場(chǎng)”?！駸o(wú)法合理確定“調(diào)頻市場(chǎng)”、“調(diào)峰市場(chǎng)”和“備用市場(chǎng)”之間的適用區(qū)間，三個(gè)市場(chǎng)存在重疊。新型市場(chǎng)以及不同市場(chǎng)之間的邊界確定1.新型市場(chǎng)：慣性市場(chǎng)(慣性產(chǎn)品的定義、需求量的確定、提供方和需求方、交易機(jī)制);靈活調(diào)節(jié)市場(chǎng)(已經(jīng)在美國(guó)加州和中部ISO采用)2.針對(duì)新型電力系統(tǒng)環(huán)境下的容量市場(chǎng)設(shè)計(jì)(化石能源機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)任務(wù)):應(yīng)該通過(guò)容量市場(chǎng)收回多大比例的投資成本?容量市場(chǎng)機(jī)制是否針對(duì)所有類型的發(fā)電機(jī)組一視同仁?3.不同類型市場(chǎng)之間邊界的適當(dāng)確定(不同類型市場(chǎng)之間不能有重疊邊界要清晰，但可以銜接):調(diào)頻市場(chǎng)，調(diào)峰市場(chǎng)，備用市場(chǎng)，慣性市場(chǎng)，靈活調(diào)節(jié)市場(chǎng)COLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)聯(lián)合出清的可能性2.碳市場(chǎng)是連續(xù)市場(chǎng)；3.電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)二者獨(dú)立運(yùn)作，不存在聯(lián)合出清的可能性；4.“電碳協(xié)同”指兩個(gè)市場(chǎng)的共同參與主體(如發(fā)電公司)分別在電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)中進(jìn)行報(bào)價(jià)，電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)出清結(jié)果通過(guò)市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)行為相互影響，呈現(xiàn)一定程度的協(xié)同特征。coLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHE氣2.研究現(xiàn)狀3.研究問(wèn)題與實(shí)施方案影響供需影響供需影響價(jià)格·電力行業(yè)作為典型的能源密集型領(lǐng)域和重要的溫室氣體排放源，是各國(guó)碳市場(chǎng)的重點(diǎn)管控對(duì)象，也是我國(guó)首個(gè)進(jìn)入碳市場(chǎng)的行業(yè)。全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)(上海)于2021年7月16日啟動(dòng)?！の覈?guó)電力市場(chǎng)建設(shè)仍在進(jìn)行中。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，以風(fēng)電和光伏發(fā)電為代表的間歇性可再生能源發(fā)電的滲透率會(huì)快速增加，這對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。·系統(tǒng)研究和分析電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)之間的交互影響，以及這兩個(gè)市場(chǎng)的參與者的相關(guān)策略是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)和落實(shí)國(guó)家"30·60"雙碳目標(biāo)必·我國(guó)的電力市場(chǎng)改革已經(jīng)開(kāi)展了20多年(1997年啟動(dòng)),現(xiàn)在還沒(méi)有成熟運(yùn)行的電力市場(chǎng)(國(guó)外的電力市場(chǎng)多數(shù)在電力工業(yè)市場(chǎng)化改革啟動(dòng)后5年內(nèi)完成投運(yùn))浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGI2.研究現(xiàn)狀·碳排放價(jià)格在電力市場(chǎng)中的成本轉(zhuǎn)嫁問(wèn)題·碳市場(chǎng)對(duì)電力市場(chǎng)集中度的影響·碳市場(chǎng)的建設(shè)對(duì)電力市場(chǎng)需求響應(yīng)的作用·碳市場(chǎng)對(duì)電力市場(chǎng)的投資(尤其是民營(yíng)投◆◆◆◆◆◆·電力行業(yè)在碳市場(chǎng)中的計(jì)量方法·電力市場(chǎng)容量對(duì)碳價(jià)格的影響·電力市場(chǎng)價(jià)格對(duì)碳價(jià)格的反向影響機(jī)制·電力市場(chǎng)中發(fā)電公司集中度對(duì)碳價(jià)格的影響Q2COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY現(xiàn)有的主要研究方法宏觀經(jīng)濟(jì)理論建模基于代理的機(jī)器學(xué)習(xí)模型實(shí)驗(yàn)仿真的建模方法方法種類可計(jì)算一般均衡模型可計(jì)算一般均衡模型(CGE)動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型(DCGE)強(qiáng)化學(xué)習(xí)(reinforcementlearning)經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真混合實(shí)驗(yàn)混合實(shí)驗(yàn)具體模型過(guò)多理論假設(shè)與現(xiàn)實(shí)不符部分模塊簡(jiǎn)化過(guò)度受訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)集限制有時(shí)難以收斂，可解釋性差(ChatGPT的啟發(fā)?)仿真對(duì)象通?；诶碚摻８髯詥?wèn)題COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY13市場(chǎng)主體面對(duì)的挑戰(zhàn)口在“30·60目標(biāo)”戰(zhàn)略背景下，碳市場(chǎng)具有舉足輕重的地位。電力企業(yè)特別是發(fā)電企業(yè)是碳市場(chǎng)重要參與者。發(fā)電企業(yè)要參與電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)、燃料市場(chǎng)等多個(gè)市場(chǎng)的復(fù)雜交易活動(dòng)?？谝环矫妫枰紤]不同時(shí)間尺度、不同交易對(duì)象的多市場(chǎng)間的相互耦合，問(wèn)題非常復(fù)雜；另一方面，多種不確定因素的存在使得對(duì)復(fù)雜交易進(jìn)行決策在建模和計(jì)算方面都非常困難。因此，要協(xié)調(diào)電力企業(yè)特別是發(fā)電企業(yè)在不同性質(zhì)、不同時(shí)間尺度又相互交錯(cuò)的多個(gè)市場(chǎng)中的決策達(dá)到綜合效益最優(yōu)是一個(gè)非常重要的研究問(wèn)題。多時(shí)間尺度多交易市場(chǎng)多參與主體發(fā)電商聚合商產(chǎn)消者售電商電網(wǎng)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY3.研究問(wèn)題與實(shí)施方案協(xié)調(diào)監(jiān)管許多環(huán)節(jié)含有政策及參與若行為交互影響當(dāng)量協(xié)調(diào)監(jiān)管許多環(huán)節(jié)含有政策及參與若行為交互影響當(dāng)量課題1抵消市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)排放市場(chǎng)碳排成木利用與封存(CCUS)市場(chǎng)主體決策經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層溫室氣體濃度課題1抵消市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)排放市場(chǎng)碳排成木利用與封存(CCUS)市場(chǎng)主體決策經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層溫室氣體濃度平衡顛覆課題3課題3能源活動(dòng)非能源活動(dòng)的碳排放的碳排放能能源風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)間的協(xié)同機(jī)制與市場(chǎng)主體的多階段決策能源風(fēng)險(xiǎn)上圖取自薛禹勝老師的學(xué)術(shù)報(bào)告COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY研究課題碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)之間的數(shù)據(jù)分析以及多市場(chǎng)動(dòng)態(tài)經(jīng)由微觀行為的宏觀交互機(jī)理研究；·課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響；浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院cOLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY163.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析主要研究?jī)?nèi)容(1)研究同時(shí)建立碳排放市場(chǎng)和綠證市場(chǎng)的必要性與可行性，以及這兩個(gè)市場(chǎng)之間可能存在的重疊(2)研究電力市場(chǎng)(計(jì)及發(fā)電權(quán)交易、輔助服務(wù)市場(chǎng)、需求響應(yīng)市場(chǎng)等)、碳市場(chǎng)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)間的耦合關(guān)系；基于行為仿真研究電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間(ComputationalGeneralEquilibrium,CGE)模型建模電力-碳市場(chǎng)對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的影響，對(duì)不同政策、外部市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等對(duì)這些市場(chǎng)及市場(chǎng)主體博弈行為的沖擊進(jìn)行建模分析；研究目標(biāo)·通過(guò)碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)之間的數(shù)據(jù)分析，厘清多市場(chǎng)動(dòng)態(tài)經(jīng)由微觀行為的宏觀交互機(jī)理。·得到電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間交互影響與交互機(jī)理的研究結(jié)果。(3)考察不同類型電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間的跨市場(chǎng)價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制。COLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY173.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析·為電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)(鋼鐵、建材、石化等納入碳市場(chǎng)的實(shí)體行業(yè))分別建立仿真模型·對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)，分別根據(jù)市場(chǎng)規(guī)則建立市場(chǎng)出清模型；對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)建動(dòng)態(tài)CGE模型·電力與碳市場(chǎng)中的市場(chǎng)主體行為，將基于課題2中的人機(jī)混合仿真產(chǎn)生·監(jiān)管擾動(dòng)將主要通過(guò)改變電力與碳市場(chǎng)出清模型中的市場(chǎng)規(guī)則參數(shù)設(shè)定(如配額分配方法、價(jià)格上下限等)進(jìn)行考慮·外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境的擾動(dòng)可通過(guò)修改動(dòng)態(tài)CGE模型中的外生變量(如進(jìn)出口、國(guó)際國(guó)內(nèi)資金成本等)進(jìn)行考慮許多環(huán)節(jié)含有政策及參與者行為協(xié)調(diào)監(jiān)管混合仿真+協(xié)調(diào)監(jiān)管碳市場(chǎng)出清模型排放市場(chǎng)碳排成本排放市場(chǎng)碳排成本交互影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層一一次能源非能源活動(dòng)的碳排放的碳排放非能源活動(dòng)的碳排放電力系統(tǒng)終端能源體濃度碳排+平衡顛覆▲能源風(fēng)險(xiǎn)能源市場(chǎng)混合仿真+電力市場(chǎng)出清模型上圖取自薛禹勝老師的學(xué)術(shù)報(bào)告COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSI3.1不同市場(chǎng)間的交互影響圓解通品自自暴乖之課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-圓解通品自自暴乖之市場(chǎng)及交易數(shù)據(jù)(供需、減排成本、交易量?jī)r(jià)、行業(yè)特征等)市場(chǎng)主體聚類典型市場(chǎng)主體知識(shí)提取領(lǐng)域?qū)＜覇?wèn)卷訪談典型交易行為模式●基于市場(chǎng)及交易數(shù)據(jù)，通過(guò)市場(chǎng)主體聚類，專家問(wèn)卷訪談，知識(shí)提取等方法，獲得典型交易行為模式浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院cOLLEGEOFFLECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSI3.1不同市場(chǎng)間的交互影響●將傳統(tǒng)CGE模型與差分方程組結(jié)合，提出動(dòng)態(tài)CGE模型，為除電力以外參與碳市場(chǎng)的7大實(shí)體行業(yè)(石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、航空)建?！駥?duì)每個(gè)行業(yè)，其生產(chǎn)者/消費(fèi)者行為均采用效益/效用最大化模型●將生產(chǎn)者與消費(fèi)者模型的解與區(qū)域貿(mào)易及市場(chǎng)出清模型聯(lián)立可將CGE模型轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組●對(duì)部分系統(tǒng)變量(如資本存量、勞動(dòng)力、土地、資本效率等),利用差分方程組構(gòu)建其動(dòng)態(tài)模型，并采用數(shù)值方法求解，將數(shù)值解代入CGE模型的代數(shù)方程組中●對(duì)最終形成的動(dòng)態(tài)CGE模型利用牛頓法求解，可得市場(chǎng)均衡點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化軌跡(軌跡均衡點(diǎn))生產(chǎn)者效益最大化模型消費(fèi)者效用最大化模型解析解區(qū)域貿(mào)易與市場(chǎng)出清模型x=CES?{Dfr,CES?[Fi…,Fesi,CES?3(Pi…Pas)]}解析解動(dòng)態(tài)CGE模型(代數(shù)方程組)數(shù)值解狀態(tài)變量動(dòng)態(tài)模型(差分方程組)牛頓法軌跡浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY203.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析動(dòng)態(tài)CGE模型●CGE模型根據(jù)基準(zhǔn)年的“投入產(chǎn)出表”來(lái)構(gòu)建社會(huì)核算矩陣(SocialAccountingMatrix,SAM),再通過(guò)SAM確定CGE模型中的經(jīng)濟(jì)變量(e.g.市場(chǎng)勞動(dòng)力總量、居民年度總消費(fèi)、各產(chǎn)業(yè)年度總產(chǎn)量…)并以此求解模型中的參數(shù)(e.g.Leotief生產(chǎn)函數(shù)中的比例系數(shù)、Cobb-Douglas函數(shù)中的常替代彈性系數(shù))。112379商品預(yù)算外網(wǎng)外東戶商品貸收成22產(chǎn)出出3素剪動(dòng)力酬4本s的轉(zhuǎn)支政府粉貼收府的支付人6企單收人政府補(bǔ)船政歸的補(bǔ)解預(yù)算外獨(dú)算列政稅業(yè)候收購(gòu)的債務(wù)人網(wǎng)外本漢資對(duì)付u賈本菲戶預(yù)算外體存所變端文凈交動(dòng)Ca廣出要企預(yù)W州外總教責(zé)凈安蟲(chóng)用0.用me.水產(chǎn)工業(yè).0加的 1.04.0e油和大開(kāi)mor中在散業(yè)投入產(chǎn)出 TLm姓產(chǎn)部門(mén)emum▲業(yè)A1.加的mm綠2a*24.00生生東5.......................COLLEGEOFELECTRICALENGINEERJNG,ZHEJIWNGUNIVERSITY213.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析口與許多傳統(tǒng)CGE模型僅考慮經(jīng)濟(jì)相比，改進(jìn)模型綜合考慮了經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境三者間的交互關(guān)系，其建模邏輯是經(jīng)濟(jì)決定能源消費(fèi)，能源消費(fèi)產(chǎn)生環(huán)境排放，而環(huán)境又會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。口利用該模型為納入碳市場(chǎng)的除電力以外的7個(gè)工業(yè)行業(yè)建模。(石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、航空)經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境能源消費(fèi)資本/資源技術(shù)水平技術(shù)選擇十服務(wù)量需求水體大氣環(huán)境質(zhì)量人群健康產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)居民收入卜。0to=C6電力化石能源木芳動(dòng)力土地家庭部門(mén)收入稅服務(wù)儲(chǔ)蓄o=4省內(nèi)生產(chǎn)省內(nèi)市場(chǎng)省外調(diào)入收入模塊支出模塊T=3服務(wù)產(chǎn)出T=2非能源生產(chǎn)稅cOLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNVERSITY3.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究課題概述主要研究?jī)?nèi)容研究目標(biāo)(1)研究典型電力企業(yè)(火電、水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等)參與碳市場(chǎng)的供需模型，包括市場(chǎng)碳配額設(shè)定模型、市場(chǎng)主體碳計(jì)量模型以及主體的效用模型，建立電力企業(yè)參與碳市場(chǎng)的理性行為模型，并給出非理性行為的擾動(dòng)設(shè)置；(2)研究對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的聯(lián)動(dòng)仿真方法，建立考慮潮流約束的電力市場(chǎng)仿真模型，以此為基礎(chǔ)建立碳流仿真的碳市場(chǎng)模型，應(yīng)用人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)方法對(duì)電力-碳市場(chǎng)進(jìn)行仿真；研究電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的交互政策和行為博弈；-碳市場(chǎng)聯(lián)動(dòng)仿真與CGE模型，研究電力-碳市場(chǎng)政策對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的綜合影響?！?1)提出在碳市場(chǎng)中，電力企業(yè)的非理性行為擾動(dòng)設(shè)置方法；建立電力企業(yè)參與碳市場(chǎng)的理性行為統(tǒng)計(jì)模型；·(2)提出實(shí)時(shí)反饋的人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)的電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)仿真方法；經(jīng)濟(jì)的綜合影響分析方法。COLLEGEOFELECTRICALENGINEERJNG,ZHEJINGUNIVERSITY233.2政策及博弈行為的綜合影響合影響研究仿真方法反饋真實(shí)參與者基于歷史數(shù)據(jù)基于解析模型基于生成模型基于解析模型基于生成模型決策生成新的計(jì)算機(jī)代理混合仿真結(jié)束因果估計(jì)器行為因果推斷分析環(huán)境仿真仿真決策記錄足夠多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)生成模型真人和計(jì)算機(jī)代理的混合行為推斷●將人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)與因果分析相結(jié)合●基于專家知識(shí)和歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建因果網(wǎng)絡(luò)，利用混合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證因果關(guān)系浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院3.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究混合實(shí)驗(yàn)方法●分析框架的3個(gè)核心模塊為：混合仿真、機(jī)器學(xué)習(xí)生成模型和因果分析模型●在構(gòu)建混合仿真環(huán)境時(shí)，需要對(duì)物理系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制和社會(huì)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制給出清晰的定義●混合仿真的參與者分為2類，分別是真實(shí)參與者和計(jì)算機(jī)代理●對(duì)于真實(shí)參與者而言，需充分了解實(shí)驗(yàn)規(guī)則、各自收益(成本)計(jì)算方式、各自決策的可行范圍和可能出現(xiàn)的結(jié)果，并要求其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠秉持認(rèn)真的態(tài)度以最大化任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)參與實(shí)驗(yàn)●將計(jì)算機(jī)代理分為3類：基于歷史數(shù)據(jù)的代理、基于解析模型的代理和基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由生成模型產(chǎn)生的代理浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY253.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究因果推斷模型專家先驗(yàn)知識(shí)專家先驗(yàn)知識(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)·計(jì)算機(jī)代理·計(jì)算機(jī)代理因果推斷與混合仿真的融合因果推斷與混合仿真的融合因果推斷模型因果熵優(yōu)化法因果熵優(yōu)化法混合實(shí)驗(yàn)因果檢驗(yàn)Historicaldata-bsedHumanAnalytialmadd-basndHGnerntivemodsHbssdCompterGcneratiouofgeneatieiageatsFoedbxckpartidpansfukScaurol|DecisioniapntsFcodbkkSmubtisnSyicmclar-offResulsDeeksibnsecndsaltimnEnouhtrainingCausllnferenoyModdCasalEdimutorGmndivemodst·MoklinigCausaletimsticeEntofeaperimeit混合實(shí)驗(yàn)對(duì)因果網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢驗(yàn)●為克服現(xiàn)有因果推斷方法無(wú)法完全排除偽因果關(guān)系的問(wèn)題，提出將因果推斷與人機(jī)混合仿真融合的研究思路●首先基于專家先驗(yàn)知識(shí)，給出因果網(wǎng)絡(luò)的初始結(jié)構(gòu)●基于歷史交易行為數(shù)據(jù)，利用DID或因果熵優(yōu)化法完善補(bǔ)充因果網(wǎng)絡(luò)●對(duì)于因果網(wǎng)絡(luò)中存疑的因果關(guān)系，利用混合仿真驗(yàn)證其真?zhèn)巍褚蚬貎?yōu)化法利用信息論中的熵(Entropy)和互信息(MutualInformation)的概念對(duì)因果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的因果性大小進(jìn)行測(cè)度?！裨摲椒ㄍㄟ^(guò)兩兩節(jié)點(diǎn)間求解因果熵(CausationEntropy)最大化的優(yōu)化問(wèn)題來(lái)進(jìn)行因果推斷?！袂蟮靡蚬刈畲蟮囊蚬W(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，被認(rèn)為是有因果關(guān)系的兩個(gè)變量。浙江大學(xué)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIWNGUNIVERSITY263.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究“電力-碳-經(jīng)濟(jì)”模型與混合仿真的交互政策GOVERNMENT實(shí)體經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放市場(chǎng)碳市場(chǎng)出清模型電力市場(chǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境電力市場(chǎng)反饋真人參與者實(shí)驗(yàn)環(huán)境計(jì)算機(jī)代理反饋反饋仿真結(jié)果因果推斷模型因果網(wǎng)絡(luò)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院cOLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY273.3多市場(chǎng)間協(xié)同機(jī)制和決策方法口綠證交易市場(chǎng)口綠證交易市場(chǎng)(TGC市場(chǎng)):綠色證書(shū)的需求方(配額的承擔(dān)主體)與綠色證書(shū)的供給方(配額的供給方)進(jìn)口電力交易市場(chǎng)(ET市場(chǎng)):電力市場(chǎng)是需求驅(qū)動(dòng)性市場(chǎng)；碳市場(chǎng)是政策驅(qū)動(dòng)性市場(chǎng)，市場(chǎng)需求主要來(lái)源于政府或口碳權(quán)交易市場(chǎng)(CT市場(chǎng)):對(duì)于碳排放權(quán)配額分配理論和規(guī)則的研究，傳統(tǒng)中有3種分配方式，包括政府免費(fèi)發(fā)放碳配額、根據(jù)歷史情況推算碳配額和政府公開(kāi)拍賣碳研究?jī)?nèi)容1:開(kāi)展多市場(chǎng)協(xié)調(diào)機(jī)制與決策問(wèn)題研究，重點(diǎn)攻關(guān)多市場(chǎng)間的協(xié)同機(jī)制與多階段決策方法，并研究不確定因素的影響。COLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY283.3多市場(chǎng)間協(xié)同機(jī)制和決策方法課題3:考慮不確定因素的發(fā)電企業(yè)多市場(chǎng)間協(xié)同機(jī)制和決策方法研究2)各市場(chǎng)同步交易與異步交易模式研究轉(zhuǎn)成單層問(wèn)題發(fā)式算法處理隨機(jī)問(wèn)題多市場(chǎng)多市場(chǎng)同步交易多市場(chǎng)異步交易演化博弈論衡分析交易目標(biāo)在線決策未來(lái)階段交易交易目標(biāo)在線決策先驗(yàn)知識(shí)已知概率豐富歷史場(chǎng)景生成生成器→生成數(shù)據(jù)場(chǎng)景樣本設(shè)備物理參數(shù)電網(wǎng)環(huán)境參數(shù)對(duì)手行為參數(shù)碳抵消市場(chǎng)出清模型首先，建立各市場(chǎng)異步交易問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，基于動(dòng)態(tài)貝葉斯博弈理論及演化博弈論分析市場(chǎng)均衡解的性質(zhì)；然后，采用近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃法(ADP)處理多階段序貫決策和隨機(jī)性問(wèn)題，其中，利用蒙特卡洛法和深度學(xué)習(xí)方法進(jìn)行場(chǎng)景生成，并基于生成的樣本在多市場(chǎng)出清模型中進(jìn)行離線訓(xùn)練；最終，訓(xùn)練完成后進(jìn)行在線決策?！じ魇袌?chǎng)同步交易模式研究(異步市場(chǎng)的一個(gè)特例)首先，建立各市場(chǎng)同步交易問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，基于靜態(tài)貝葉斯博弈理論及演化博弈論分析市場(chǎng)均衡解的性質(zhì)，并基于逆優(yōu)化方法，利用交易歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)手建模(OpponentModelling);然后，建立多主多從的雙層優(yōu)化投標(biāo)決策模型；最后，使用場(chǎng)景法處理隨機(jī)問(wèn)題，采用KKT條件轉(zhuǎn)化為單層問(wèn)題或直接采用群智能啟發(fā)式算法進(jìn)行求解課題1-2構(gòu)建的"電力-碳-經(jīng)濟(jì)"仿真模型將用于模擬市場(chǎng)主體采取不同決策下的市場(chǎng)出清結(jié)果(如左圖紅課題3構(gòu)建的決策模型，其結(jié)果可輸入課題2構(gòu)建的混合仿真方法中，作為部分計(jì)算機(jī)代理的決策依據(jù)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJANGUNIVERSITY293.3多市場(chǎng)間協(xié)同機(jī)制和決策方法多市場(chǎng)協(xié)同的最優(yōu)投標(biāo)策略和決策方法電力企亞投標(biāo)與交易策略套利方式套利方式碳市場(chǎng)履約對(duì)偶松弛對(duì)偶松弛二元展開(kāi)市場(chǎng)建模碳市場(chǎng)古諾模型口前市場(chǎng)實(shí)時(shí)市場(chǎng)碳市場(chǎng)古諾模型隨機(jī)性多市場(chǎng)協(xié)同要素與協(xié)同路徑協(xié)同要素與協(xié)同路徑機(jī)制協(xié)同效果評(píng)價(jià)體系以及協(xié)同優(yōu)化方法評(píng)價(jià)指標(biāo)提取囚子分析主成分分析主客觀賦權(quán)法熵權(quán)法協(xié)同方法協(xié)同要素協(xié)同路徑強(qiáng)化學(xué)習(xí)協(xié)同效果碳市場(chǎng)特征電力市場(chǎng)特征發(fā)電側(cè)特征交易產(chǎn)品協(xié)同交易順序協(xié)同交易價(jià)格協(xié)同主導(dǎo)隨機(jī)因素識(shí)別新能源場(chǎng)站碳配額價(jià)格用戶側(cè)負(fù)荷基礎(chǔ)碳強(qiáng)度技術(shù)難點(diǎn)考慮了不確定性的發(fā)電企業(yè)多市場(chǎng)協(xié)同的最優(yōu)投標(biāo)策略和決策方法·研究對(duì)象：發(fā)電企業(yè)起到了連接電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)協(xié)同交互作用·研究結(jié)構(gòu)：投標(biāo)策略和決策方法是多市場(chǎng)機(jī)制協(xié)同研究的必要基礎(chǔ)·技術(shù)難度：首先需要解決不確定性建模問(wèn)題，然后構(gòu)建由多個(gè)市場(chǎng)構(gòu)成的兩階段模型，之后進(jìn)行松弛化簡(jiǎn)以降低問(wèn)題求解規(guī)模和難度WGUNN1謝謝大家!手機(jī)：135-6023-8146R創(chuàng)造1把當(dāng)1樽擊國(guó)電南自積成電子股份有限公司研旭研旭XANxu口1電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的交互作用浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院/浙江大學(xué)海南研究院教授深圳市人工智能與機(jī)器人研究院主任研究員EnergyConversionandEconomics(SPERI,IET,Wiley)主編《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》副主編本報(bào)告的部分內(nèi)容系國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院薛禹勝老師委托的科研項(xiàng)目的研究工作，與香港中文大學(xué)(深圳)趙俊華教授、華南理工大學(xué)余濤教授、華北電力大學(xué)劉念教授的研究團(tuán)隊(duì)一起合作完成。薛禹勝老師確定了項(xiàng)目研究架構(gòu)和研究?jī)?nèi)容，黃杰教授級(jí)高工作為負(fù)責(zé)專家參與了項(xiàng)目研究的全過(guò)程。特此致謝。COLIEGEOFELECTRICALFNGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY新型電力系統(tǒng)：概念的演變●2021年3月16日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,但沒(méi)有解釋“新能源為主體”的含義、也沒(méi)有給出實(shí)現(xiàn)“新型電力系統(tǒng)”的時(shí)間計(jì)劃。對(duì)于“新能源為主體”,一般理解為：以年度計(jì)來(lái)自新能源的發(fā)電量要占到總發(fā)電量的50%以上。(水電、核電不屬于新●2022年4月2日，國(guó)家能源局、科學(xué)技術(shù)部印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》,其中指出：“引領(lǐng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)建設(shè)”oCOLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY能源互聯(lián)網(wǎng)：不同的理解有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”●國(guó)外和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)“能源互聯(lián)網(wǎng)”的理解：不同類型的能源(電、氣、熱等)通過(guò)能源中心(energyhub)變換和互聯(lián)而實(shí)現(xiàn)的綜合能源系統(tǒng)●國(guó)家電網(wǎng)公司所謂的“能源互聯(lián)網(wǎng)”:含新能源發(fā)電●劉振亞時(shí)代的定義：能源互聯(lián)網(wǎng)=智能電網(wǎng)+特高浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院●需求側(cè)響應(yīng)可以采用行政手段獲取，如采用邀約方式，但這樣很難確定適當(dāng)?shù)膬r(jià)格水平；也可以采用●在需求側(cè)可以參與電力市場(chǎng)特別是輔助服務(wù)市場(chǎng)的情況下，按用戶響應(yīng)的速度和容量，可考慮參與不同類型的輔助服務(wù)(調(diào)頻、調(diào)峰、備用等)。求側(cè)響應(yīng)和輔助服務(wù)的獲取源網(wǎng)荷+儲(chǔ)”●“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”這種說(shuō)法在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)非常流行，在項(xiàng)目名稱和學(xué)術(shù)論文中經(jīng)常出現(xiàn)?！駠?guó)際上很少有人這樣講(中國(guó)大陸學(xué)者投稿的文章中比較多見(jiàn))?！襁@種說(shuō)法不合適，因?yàn)椤皟?chǔ)”和“源網(wǎng)荷”不能并●“儲(chǔ)”是電力系統(tǒng)中的設(shè)備，可以用于“源網(wǎng)cOLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY合同分解：中國(guó)特色的研究問(wèn)題·在國(guó)內(nèi)電力(“電量”)市場(chǎng)環(huán)境下，“合同分解”是個(gè)重要問(wèn)題。多數(shù)由電力市場(chǎng)交易機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)?！ぴ趪?guó)內(nèi)，則首先搞年度、季度、月度電量競(jìng)爭(zhēng)，這就導(dǎo)致合同分解問(wèn)題·如何適當(dāng)?shù)匕验L(zhǎng)期合同分解到日前市場(chǎng)是個(gè)重要問(wèn)題，因?yàn)槿涨笆袌?chǎng)電價(jià)是波動(dòng)的，分解結(jié)果對(duì)長(zhǎng)期合同雙方的利益可能有明顯影響·在零售側(cè)剛放開(kāi)時(shí)，國(guó)內(nèi)短時(shí)間內(nèi)就注冊(cè)了上萬(wàn)家電力零售公司，這在市場(chǎng)環(huán)境下，電力零售公司從事的業(yè)務(wù)具有很高的技術(shù)含量。COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY調(diào)峰市場(chǎng)：中國(guó)特色的輔助服務(wù)品種●在國(guó)內(nèi)的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中，“調(diào)峰市場(chǎng)”是個(gè)主要類型●國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)2006年發(fā)布了“并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法”,要求對(duì)于發(fā)電公司提供的某些類型的輔助服務(wù)給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償；其中●在國(guó)外的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中，不存在“調(diào)峰市場(chǎng)”?！駸o(wú)法合理確定“調(diào)頻市場(chǎng)”、“調(diào)峰市場(chǎng)”和“備用市場(chǎng)”之間的適用區(qū)間，三個(gè)市場(chǎng)存在重疊。新型市場(chǎng)以及不同市場(chǎng)之間的邊界確定1.新型市場(chǎng)：慣性市場(chǎng)(慣性產(chǎn)品的定義、需求量的確定、提供方和需求方、交易機(jī)制);靈活調(diào)節(jié)市場(chǎng)(已經(jīng)在美國(guó)加州和中部ISO采用)2.針對(duì)新型電力系統(tǒng)環(huán)境下的容量市場(chǎng)設(shè)計(jì)(化石能源機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)任務(wù)):應(yīng)該通過(guò)容量市場(chǎng)收回多大比例的投資成本?容量市場(chǎng)機(jī)制是否針對(duì)所有類型的發(fā)電機(jī)組一視同仁?3.不同類型市場(chǎng)之間邊界的適當(dāng)確定(不同類型市場(chǎng)之間不能有重疊邊界要清晰，但可以銜接):調(diào)頻市場(chǎng)，調(diào)峰市場(chǎng)，備用市場(chǎng)，慣性市場(chǎng)，靈活調(diào)節(jié)市場(chǎng)COLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)聯(lián)合出清的可能性2.碳市場(chǎng)是連續(xù)市場(chǎng)；3.電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)二者獨(dú)立運(yùn)作，不存在聯(lián)合出清的可能性；4.“電碳協(xié)同”指兩個(gè)市場(chǎng)的共同參與主體(如發(fā)電公司)分別在電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)中進(jìn)行報(bào)價(jià)，電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)出清結(jié)果通過(guò)市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)行為相互影響，呈現(xiàn)一定程度的協(xié)同特征。coLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHE氣2.研究現(xiàn)狀3.研究問(wèn)題與實(shí)施方案影響供需影響供需影響價(jià)格·電力行業(yè)作為典型的能源密集型領(lǐng)域和重要的溫室氣體排放源，是各國(guó)碳市場(chǎng)的重點(diǎn)管控對(duì)象，也是我國(guó)首個(gè)進(jìn)入碳市場(chǎng)的行業(yè)。全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)(上海)于2021年7月16日啟動(dòng)。·我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)仍在進(jìn)行中。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，以風(fēng)電和光伏發(fā)電為代表的間歇性可再生能源發(fā)電的滲透率會(huì)快速增加，這對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。·系統(tǒng)研究和分析電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)之間的交互影響，以及這兩個(gè)市場(chǎng)的參與者的相關(guān)策略是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)和落實(shí)國(guó)家"30·60"雙碳目標(biāo)必·我國(guó)的電力市場(chǎng)改革已經(jīng)開(kāi)展了20多年(1997年啟動(dòng)),現(xiàn)在還沒(méi)有成熟運(yùn)行的電力市場(chǎng)(國(guó)外的電力市場(chǎng)多數(shù)在電力工業(yè)市場(chǎng)化改革啟動(dòng)后5年內(nèi)完成投運(yùn))浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGI2.研究現(xiàn)狀·碳排放價(jià)格在電力市場(chǎng)中的成本轉(zhuǎn)嫁問(wèn)題·碳市場(chǎng)對(duì)電力市場(chǎng)集中度的影響·碳市場(chǎng)的建設(shè)對(duì)電力市場(chǎng)需求響應(yīng)的作用·碳市場(chǎng)對(duì)電力市場(chǎng)的投資(尤其是民營(yíng)投◆◆◆◆◆◆·電力行業(yè)在碳市場(chǎng)中的計(jì)量方法·電力市場(chǎng)容量對(duì)碳價(jià)格的影響·電力市場(chǎng)價(jià)格對(duì)碳價(jià)格的反向影響機(jī)制·電力市場(chǎng)中發(fā)電公司集中度對(duì)碳價(jià)格的影響Q2COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY現(xiàn)有的主要研究方法宏觀經(jīng)濟(jì)理論建?；诖淼臋C(jī)器學(xué)習(xí)模型實(shí)驗(yàn)仿真的建模方法方法種類可計(jì)算一般均衡模型可計(jì)算一般均衡模型(CGE)動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型(DCGE)強(qiáng)化學(xué)習(xí)(reinforcementlearning)經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真混合實(shí)驗(yàn)混合實(shí)驗(yàn)具體模型過(guò)多理論假設(shè)與現(xiàn)實(shí)不符部分模塊簡(jiǎn)化過(guò)度受訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)集限制有時(shí)難以收斂，可解釋性差(ChatGPT的啟發(fā)?)仿真對(duì)象通?；诶碚摻８髯詥?wèn)題COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY13市場(chǎng)主體面對(duì)的挑戰(zhàn)口在“30·60目標(biāo)”戰(zhàn)略背景下，碳市場(chǎng)具有舉足輕重的地位。電力企業(yè)特別是發(fā)電企業(yè)是碳市場(chǎng)重要參與者。發(fā)電企業(yè)要參與電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)、燃料市場(chǎng)等多個(gè)市場(chǎng)的復(fù)雜交易活動(dòng)?？谝环矫?，需要考慮不同時(shí)間尺度、不同交易對(duì)象的多市場(chǎng)間的相互耦合，問(wèn)題非常復(fù)雜；另一方面，多種不確定因素的存在使得對(duì)復(fù)雜交易進(jìn)行決策在建模和計(jì)算方面都非常困難。因此，要協(xié)調(diào)電力企業(yè)特別是發(fā)電企業(yè)在不同性質(zhì)、不同時(shí)間尺度又相互交錯(cuò)的多個(gè)市場(chǎng)中的決策達(dá)到綜合效益最優(yōu)是一個(gè)非常重要的研究問(wèn)題。多時(shí)間尺度多交易市場(chǎng)多參與主體發(fā)電商聚合商產(chǎn)消者售電商電網(wǎng)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY3.研究問(wèn)題與實(shí)施方案協(xié)調(diào)監(jiān)管許多環(huán)節(jié)含有政策及參與若行為交互影響當(dāng)量協(xié)調(diào)監(jiān)管許多環(huán)節(jié)含有政策及參與若行為交互影響當(dāng)量課題1抵消市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)排放市場(chǎng)碳排成木利用與封存(CCUS)市場(chǎng)主體決策經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層溫室氣體濃度課題1抵消市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)排放市場(chǎng)碳排成木利用與封存(CCUS)市場(chǎng)主體決策經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層溫室氣體濃度平衡顛覆課題3課題3能源活動(dòng)非能源活動(dòng)的碳排放的碳排放能能源風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)間的協(xié)同機(jī)制與市場(chǎng)主體的多階段決策能源風(fēng)險(xiǎn)上圖取自薛禹勝老師的學(xué)術(shù)報(bào)告COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY研究課題碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)之間的數(shù)據(jù)分析以及多市場(chǎng)動(dòng)態(tài)經(jīng)由微觀行為的宏觀交互機(jī)理研究；·課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響；浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院cOLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY163.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析主要研究?jī)?nèi)容(1)研究同時(shí)建立碳排放市場(chǎng)和綠證市場(chǎng)的必要性與可行性，以及這兩個(gè)市場(chǎng)之間可能存在的重疊(2)研究電力市場(chǎng)(計(jì)及發(fā)電權(quán)交易、輔助服務(wù)市場(chǎng)、需求響應(yīng)市場(chǎng)等)、碳市場(chǎng)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)間的耦合關(guān)系；基于行為仿真研究電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間(ComputationalGeneralEquilibrium,CGE)模型建模電力-碳市場(chǎng)對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的影響，對(duì)不同政策、外部市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等對(duì)這些市場(chǎng)及市場(chǎng)主體博弈行為的沖擊進(jìn)行建模分析；研究目標(biāo)·通過(guò)碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)之間的數(shù)據(jù)分析，厘清多市場(chǎng)動(dòng)態(tài)經(jīng)由微觀行為的宏觀交互機(jī)理?！さ玫诫娏κ袌?chǎng)與碳市場(chǎng)間交互影響與交互機(jī)理的研究結(jié)果。(3)考察不同類型電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間的跨市場(chǎng)價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制。COLIFGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY173.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析·為電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)(鋼鐵、建材、石化等納入碳市場(chǎng)的實(shí)體行業(yè))分別建立仿真模型·對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)，分別根據(jù)市場(chǎng)規(guī)則建立市場(chǎng)出清模型；對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)建動(dòng)態(tài)CGE模型·電力與碳市場(chǎng)中的市場(chǎng)主體行為，將基于課題2中的人機(jī)混合仿真產(chǎn)生·監(jiān)管擾動(dòng)將主要通過(guò)改變電力與碳市場(chǎng)出清模型中的市場(chǎng)規(guī)則參數(shù)設(shè)定(如配額分配方法、價(jià)格上下限等)進(jìn)行考慮·外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境的擾動(dòng)可通過(guò)修改動(dòng)態(tài)CGE模型中的外生變量(如進(jìn)出口、國(guó)際國(guó)內(nèi)資金成本等)進(jìn)行考慮許多環(huán)節(jié)含有政策及參與者行為協(xié)調(diào)監(jiān)管混合仿真+協(xié)調(diào)監(jiān)管碳市場(chǎng)出清模型排放市場(chǎng)碳排成本排放市場(chǎng)碳排成本交互影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大氣層一一次能源非能源活動(dòng)的碳排放的碳排放非能源活動(dòng)的碳排放電力系統(tǒng)終端能源體濃度碳排+平衡顛覆▲能源風(fēng)險(xiǎn)能源市場(chǎng)混合仿真+電力市場(chǎng)出清模型上圖取自薛禹勝老師的學(xué)術(shù)報(bào)告COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSI3.1不同市場(chǎng)間的交互影響圓解通品自自暴乖之課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-圓解通品自自暴乖之市場(chǎng)及交易數(shù)據(jù)(供需、減排成本、交易量?jī)r(jià)、行業(yè)特征等)市場(chǎng)主體聚類典型市場(chǎng)主體知識(shí)提取領(lǐng)域?qū)＜覇?wèn)卷訪談典型交易行為模式●基于市場(chǎng)及交易數(shù)據(jù)，通過(guò)市場(chǎng)主體聚類，專家問(wèn)卷訪談，知識(shí)提取等方法，獲得典型交易行為模式浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院cOLLEGEOFFLECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSI3.1不同市場(chǎng)間的交互影響●將傳統(tǒng)CGE模型與差分方程組結(jié)合，提出動(dòng)態(tài)CGE模型，為除電力以外參與碳市場(chǎng)的7大實(shí)體行業(yè)(石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、航空)建模●對(duì)每個(gè)行業(yè)，其生產(chǎn)者/消費(fèi)者行為均采用效益/效用最大化模型●將生產(chǎn)者與消費(fèi)者模型的解與區(qū)域貿(mào)易及市場(chǎng)出清模型聯(lián)立可將CGE模型轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組●對(duì)部分系統(tǒng)變量(如資本存量、勞動(dòng)力、土地、資本效率等),利用差分方程組構(gòu)建其動(dòng)態(tài)模型，并采用數(shù)值方法求解，將數(shù)值解代入CGE模型的代數(shù)方程組中●對(duì)最終形成的動(dòng)態(tài)CGE模型利用牛頓法求解，可得市場(chǎng)均衡點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化軌跡(軌跡均衡點(diǎn))生產(chǎn)者效益最大化模型消費(fèi)者效用最大化模型解析解區(qū)域貿(mào)易與市場(chǎng)出清模型x=CES?{Dfr,CES?[Fi…,Fesi,CES?3(Pi…Pas)]}解析解動(dòng)態(tài)CGE模型(代數(shù)方程組)數(shù)值解狀態(tài)變量動(dòng)態(tài)模型(差分方程組)牛頓法軌跡浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY203.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析動(dòng)態(tài)CGE模型●CGE模型根據(jù)基準(zhǔn)年的“投入產(chǎn)出表”來(lái)構(gòu)建社會(huì)核算矩陣(SocialAccountingMatrix,SAM),再通過(guò)SAM確定CGE模型中的經(jīng)濟(jì)變量(e.g.市場(chǎng)勞動(dòng)力總量、居民年度總消費(fèi)、各產(chǎn)業(yè)年度總產(chǎn)量…)并以此求解模型中的參數(shù)(e.g.Leotief生產(chǎn)函數(shù)中的比例系數(shù)、Cobb-Douglas函數(shù)中的常替代彈性系數(shù))。112379商品預(yù)算外網(wǎng)外東戶商品貸收成22產(chǎn)出出3素剪動(dòng)力酬4本s的轉(zhuǎn)支政府粉貼收府的支付人6企單收人政府補(bǔ)船政歸的補(bǔ)解預(yù)算外獨(dú)算列政稅業(yè)候收購(gòu)的債務(wù)人網(wǎng)外本漢資對(duì)付u賈本菲戶預(yù)算外體存所變端文凈交動(dòng)Ca廣出要企預(yù)W州外總教責(zé)凈安蟲(chóng)用0.用me.水產(chǎn)工業(yè).0加的 1.04.0e油和大開(kāi)mor中在散業(yè)投入產(chǎn)出 TLm姓產(chǎn)部門(mén)emum▲業(yè)A1.加的mm綠2a*24.00生生東5.......................COLLEGEOFELECTRICALENGINEERJNG,ZHEJIWNGUNIVERSITY213.1不同市場(chǎng)間的交互影響課題1:碳排放市場(chǎng)-碳抵消市場(chǎng)-電力(能源/綜合能源)市場(chǎng)的交互影響分析口與許多傳統(tǒng)CGE模型僅考慮經(jīng)濟(jì)相比，改進(jìn)模型綜合考慮了經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境三者間的交互關(guān)系，其建模邏輯是經(jīng)濟(jì)決定能源消費(fèi)，能源消費(fèi)產(chǎn)生環(huán)境排放，而環(huán)境又會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行?？诶迷撃Ｐ蜑榧{入碳市場(chǎng)的除電力以外的7個(gè)工業(yè)行業(yè)建模。(石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、航空)經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境能源消費(fèi)資本/資源技術(shù)水平技術(shù)選擇十服務(wù)量需求水體大氣環(huán)境質(zhì)量人群健康產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)居民收入卜。0to=C6電力化石能源木芳動(dòng)力土地家庭部門(mén)收入稅服務(wù)儲(chǔ)蓄o=4省內(nèi)生產(chǎn)省內(nèi)市場(chǎng)省外調(diào)入收入模塊支出模塊T=3服務(wù)產(chǎn)出T=2非能源生產(chǎn)稅cOLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNVERSITY3.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究課題概述主要研究?jī)?nèi)容研究目標(biāo)(1)研究典型電力企業(yè)(火電、水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等)參與碳市場(chǎng)的供需模型，包括市場(chǎng)碳配額設(shè)定模型、市場(chǎng)主體碳計(jì)量模型以及主體的效用模型，建立電力企業(yè)參與碳市場(chǎng)的理性行為模型，并給出非理性行為的擾動(dòng)設(shè)置；(2)研究對(duì)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的聯(lián)動(dòng)仿真方法，建立考慮潮流約束的電力市場(chǎng)仿真模型，以此為基礎(chǔ)建立碳流仿真的碳市場(chǎng)模型，應(yīng)用人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)方法對(duì)電力-碳市場(chǎng)進(jìn)行仿真；研究電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的交互政策和行為博弈；-碳市場(chǎng)聯(lián)動(dòng)仿真與CGE模型，研究電力-碳市場(chǎng)政策對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的綜合影響?！?1)提出在碳市場(chǎng)中，電力企業(yè)的非理性行為擾動(dòng)設(shè)置方法；建立電力企業(yè)參與碳市場(chǎng)的理性行為統(tǒng)計(jì)模型；·(2)提出實(shí)時(shí)反饋的人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)的電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)仿真方法；經(jīng)濟(jì)的綜合影響分析方法。COLLEGEOFELECTRICALENGINEERJNG,ZHEJINGUNIVERSITY233.2政策及博弈行為的綜合影響合影響研究仿真方法反饋真實(shí)參與者基于歷史數(shù)據(jù)基于解析模型基于生成模型基于解析模型基于生成模型決策生成新的計(jì)算機(jī)代理混合仿真結(jié)束因果估計(jì)器行為因果推斷分析環(huán)境仿真仿真決策記錄足夠多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)生成模型真人和計(jì)算機(jī)代理的混合行為推斷●將人機(jī)混合實(shí)驗(yàn)與因果分析相結(jié)合●基于專家知識(shí)和歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建因果網(wǎng)絡(luò)，利用混合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證因果關(guān)系浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院3.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究混合實(shí)驗(yàn)方法●分析框架的3個(gè)核心模塊為：混合仿真、機(jī)器學(xué)習(xí)生成模型和因果分析模型●在構(gòu)建混合仿真環(huán)境時(shí)，需要對(duì)物理系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制和社會(huì)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制給出清晰的定義●混合仿真的參與者分為2類，分別是真實(shí)參與者和計(jì)算機(jī)代理●對(duì)于真實(shí)參與者而言，需充分了解實(shí)驗(yàn)規(guī)則、各自收益(成本)計(jì)算方式、各自決策的可行范圍和可能出現(xiàn)的結(jié)果，并要求其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠秉持認(rèn)真的態(tài)度以最大化任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)參與實(shí)驗(yàn)●將計(jì)算機(jī)代理分為3類：基于歷史數(shù)據(jù)的代理、基于解析模型的代理和基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由生成模型產(chǎn)生的代理浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLIEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY253.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究因果推斷模型專家先驗(yàn)知識(shí)專家先驗(yàn)知識(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)·計(jì)算機(jī)代理·計(jì)算機(jī)代理因果推斷與混合仿真的融合因果推斷與混合仿真的融合因果推斷模型因果熵優(yōu)化法因果熵優(yōu)化法混合實(shí)驗(yàn)因果檢驗(yàn)Historicaldata-bsedHumanAnalytialmadd-basndHGnerntivemodsHbssdCompterGcneratiouofgeneatieiageatsFoedbxckpartidpansfukScaurol|DecisioniapntsFcodbkkSmubtisnSyicmclar-offResulsDeeksibnsecndsaltimnEnouhtrainingCausllnferenoyModdCasalEdimutorGmndivemodst·MoklinigCausaletimsticeEntofeaperimeit混合實(shí)驗(yàn)對(duì)因果網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢驗(yàn)●為克服現(xiàn)有因果推斷方法無(wú)法完全排除偽因果關(guān)系的問(wèn)題，提出將因果推斷與人機(jī)混合仿真融合的研究思路●首先基于專家先驗(yàn)知識(shí)，給出因果網(wǎng)絡(luò)的初始結(jié)構(gòu)●基于歷史交易行為數(shù)據(jù)，利用DID或因果熵優(yōu)化法完善補(bǔ)充因果網(wǎng)絡(luò)●對(duì)于因果網(wǎng)絡(luò)中存疑的因果關(guān)系，利用混合仿真驗(yàn)證其真?zhèn)巍褚蚬貎?yōu)化法利用信息論中的熵(Entropy)和互信息(MutualInformation)的概念對(duì)因果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的因果性大小進(jìn)行測(cè)度。●該方法通過(guò)兩兩節(jié)點(diǎn)間求解因果熵(CausationEntropy)最大化的優(yōu)化問(wèn)題來(lái)進(jìn)行因果推斷?！袂蟮靡蚬刈畲蟮囊蚬W(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，被認(rèn)為是有因果關(guān)系的兩個(gè)變量。浙江大學(xué)浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院COLLEGEOFELECTRICALENGINEERING,ZHEJIWNGUNIVERSITY263.2政策及博弈行為的綜合影響課題2:對(duì)理性行為統(tǒng)計(jì)建模，對(duì)非理性行為設(shè)置擾動(dòng)，通過(guò)混合仿真探索政策及博弈行為的綜合影響研究“電力-碳-經(jīng)濟(jì)”模型與混合仿真的