计及碳交易市场波动的虚拟发电商报价策略研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来极端气候和温室气体排放在国际上收到了普遍关注，已经成为经济转型和产业调整的一种重要推力，甚至催发了发达国家的低碳革命。国际上一些负责任的国家正在积极寻求一致全球气候变暖的方法，碳税，碳配额和碳交易机制等调控和经济机制应运而生。全球碳市场在体系规模，制度改革，碳价和新兴市场作用等方面呈现如下趋势：1)碳交易体系持续扩展。2)主要体系不断改革以强化碳价信号。3)碳价反弹呈现上涨趋势。4)新兴国家的碳排放交易市场与成熟市场联动。5)更多企业将碳成本价纳人战略规划。

在这样的时代背景下，中国的碳约束也提上日程，目前已有七个区域级别的碳排放权交易市场。2017年12月，国家发改委印发的《全国碳排放交易市场建设方案(发电行业)》，提出推进区域碳交易试点向全国市场过渡。全国碳市场初期仅纳人电力行业，区域碳交易试点待条件成熟后逐步向全国碳市场过渡。

随着电力体制改革持续进行和碳排权交易机制的完善，电力行业和企业将面临两个竞争市场一电力市场和碳排放权交易市场。两者的交互作用已经成为发电公司注重的问题。一方面，碳排放权价格受相关政策、配额发放、市场机制、经济形势、能源价格等因素影响.具有不确定性。另一方面.电力市场化运营可使发电公司通过调整电价向用电侧转嫁碳交易成本。即碳价向电价的传导，这样可促进碳市场的资源配置.提升碳市场运行效率。法点上在这样的环境下如何进行转变十分重要。在此背景下，发电商要在市场中获得竞争力必须要考虑到碳市场的波动。因此本文拟研究计及碳市场波动下虚拟电厂竞标策略。

2. 研究内容和预期目标

本文研究内容主要为：考虑碳价波动及其与电价的交互作用，为虚拟发电公司竞标决策规避参与电力市场运营所带来的风险 。

虚拟电厂(virtual power plant, vpp)是近年来电力学术界和工业界比较关注的一个新概念，其通过控制中心的能量管理系统，可实现所辖区域内的传统发电厂、分布式电源、可控负荷和储能系统等的有机结合，并作为一个整体参与电力系统运行和电力市场交易。

在当前的政策环境下，虚拟电厂的竞价策略需要同时考虑电力市场和碳交易市场的不确定因素，因此使用条件风险价值作为风险度量处理电力市场的随机性问题，并将电力市场和碳市场的相互作用关系考虑其中。也就是说在不同的条件风险价值下讨论虚拟电厂的定价策略。

3. 国内外研究现状

就电价与碳价的随机性及其依存性分析问题ZACHMANN G.VON认为碳配额价格与电力价格之间具有较强的传递关系，并对两者之间的关系用线性方程进行了简单描述。DASKALAKIS从风险角度评估了欧盟电价与碳价之间的相关性.发现碳价与电力风险溢价之间存在正相关。现有研究主要基于计量经济学方法，侧重碳价与电价的相关程度。对于两者之间的相依结构则触及较少。到目前为止。Copula理论在电力系统中的应用还相当有限.大多集中在光伏、风电等分布式电源之间的相依不确定性对系统可靠性评估与经济调度的影响分:析等。例如赵唯嘉采用Copula函数对光伏实际出力与点预测的联合概率分布进行建模。获得了光伏实际出力的条件概率分布的估计;蔡菲利用Copula理论对多风电场的风速以及输出功率进行模拟，为分析风电场运行的经济性和可靠性提供依据。

另外，关于使用条件风险价值为风险计量处理电力市场中的随机性问题，已经有了一定数量的讨论。王壬率先构建了-CVaR投标组合优化模型，为电力公司的投标决策和风险评估提供了新思路。胡浩引入了CVaR理论描述综合能源系统的不稳定性，建立了综合能源系统经济调度优化模型。

4. 计划与进度安排

本文的主要研究方法为：首先利用条件风险价值理论（conditional-value-at-risk, cvar）度量 vpp 所面临的不确定性因素。然后, 采用 copula 函数对电价与碳价的联合概率分布进行建模。接着以 cvar 最小化为目标, 针对虚拟电厂构建了计及电价和碳价间风险依赖的 copula-cvar竞标优化模型。

5. 参考文献

[1] 刘国中,文福拴,薛禹胜.温室气体排放权交易对发电公司最优报价策略的影响[j].电力系统自动化,2009,33(19):15-20.

[2] 亢娅丽,朱磊,范英.基于copula函数的eu ets和电力市场间相关性分析[j].中国管理科学,2014,22(s1):814-821.

[3] 王俊,蔡兴国,季峰.基于copula理论的相关随机变量模拟方法[j].中国电机工程学报,2013,33(22):75-82 13.