基于实验经济学和交互动态仿真的发电企业排放交易决策模式研究

The pilot carbon emission trading scheme mentioned in the National Twelfth Five-Year Plan has already been launched. This scheme will introduce new constraint, trading market and decision making choice to the generation companies' (GENCOs) portfolio optimization problem, which is already very sophisticated under the power system real-time constraint. GENCOs will have to make more flexible multi-market trading strategies in different domains, considering multi-market price dynamics, to maximize their profits. In this project, the viewpoint of experimental economics combined with dynamic interactive simulation will be adopted; mathematical models of the objective modules will be constructed, which will be integrated by information flows, control flows and capital flows; subjective decision makings will be made by real people, which interact with those objective mathematical models through human-computer interface, and together they push forward the simulation process. Furthermore, margin index in different domains will be designed, and the complementary characteristics between computational economics and experimental economics will be utilized, to provide decision support for the experiment participants. By designing and conducting dynamic interactive simulations with real person involved, the project will focus on studying GENCOs' decision making patterns in emission market under multi-domain constraints, providing evaluation method and theoretical foundation for carbon emission pricing mechanism design and improvement.

"十二五"期间的碳排放交易试点已经拉开大幕，为已经十分复杂的电力系统实时约束下的发电企业资产组合优化问题引入了新的排放累积量约束，交易市场和决策手段。发电企业必须综合考虑多市场价格动态，制定更为灵活的多领域多市场交易策略，以最大化其收益。本项目将采用基于实验经济学的交互动态仿真观点，建立各领域中客观模块的数学模型，并通过信息流、控制流、资金流相互联系；由真实实验人来完成主观决策行为，通过人机界面提供的操作接口与数学模型互动，共同推进动态仿真进程。项目将设计多领域裕度指标，并利用计算经济学和实验经济学之间的互补特性，为参与者提供决策支持。通过设计和开展有人参与的交互动态仿真实验，集中研究发电企业在多领域约束下的排放交易决策模式，为碳排放定价机制的制定和改善提供评估手段和依据。

在实际市场中，心理偏好、信息获取和计算能力决定了参与者决策空间的边界，难以用传统经济学中理性经济人假设进行解释和模拟。实验经济学可以用来探究真实参与者的博弈行为，但需要长期占用大量实验参与者，且由于参与者行为在重复仿真过程中的前后不一致性，不易将实验经济学方法用于参数灵敏度分析。为实现对市场演化态势的逼真模拟，必须解决参与者决策行为的建模问题。基于此，本项目聚焦电力企业在碳市场中的交易行为，通过融合实验经济学和计算经济学的优势，研究发电企业在碳市场中决策模式，提出一种混合仿真方法。并进一步基于所构建的仿真环境，研究了碳市场价格对关键参数的敏感性。.本项目研究内容包括：1、基于实验经济学的电力系统技术-经济-排放跨领域交互动态仿真方法研究；2、基于动态轨迹的多领域仿真信息风险量化指标设计；3、以计算经济学方法为补充，通过基于实验经济学的交互动态仿真实验，研究发电企业的碳排放交易决策模式。.所获主要成效可总结如下。提出了一种融合实验经济学和计算经济学的混合仿真方法。在该方法中，首先通过人机交互实验提炼真实实验人群在碳市场中不确定行为的关键变量及规律，据此建立具有相同统计特性的多代理随机模型。随后仅需动用少量实验人来反映特殊的决策者，并与上述模型生成的大量多代理交互仿真。该混合仿真方法在保持实验经济学特点的同时，克服了其在实验规模上的限制，并保证了参与者行为在重复实验中的统计一致性，提升了实验经济学方法的工程实用性。基于所构建的碳市场混合仿真环境，进一步开展了碳市场关键影响参数的灵敏度分析工作。通过本项目研究在仿真和分析方法上的改进，可使工程领域常用的数值仿真、灵敏度分析、以及协调优化能够应用于市场问题研究当中，有望有效提升市场机制设计的决策支撑能力。.在本项目资助下，在国际期刊、国际会议及国内期刊上共发表论文5篇，被SCI收录1篇、EI收录3篇，申请发明专利1项，获批软件著作权1项。.