碳市场与电力市场交互作用下我国低碳电力发展研究

China is going to launch carbon trading platform in national wide in 2017, which bring brand new and complex market environment for electricity industry. This research will be devoted to analyzing the low-carbon development of electricity industry under the interaction of carbon emission trading market and electricity market in China. It has important significance for China to promote the sustainable development of low-carbon electricity industry. Meanwhile, it is also an unsolved decision theory problem for electricity development under uncertain and interactive market mechanism. In detail, the research contents include: (1) explore the interaction mechanism between carbon market and electricity market in different scenarios; (2) based on the interaction mechanism, and considering the uncertainties in market, technology and policy, propose two objective fractional-quadratic programming and li-level stochastic programming for electricity investment planning and operation management decision respectively, and form the decision system for low-carbon electricity development under complex environment with multi-objectives. (3) by empirical analysis and system simulation, compare the optimal decision under different scenarios from various criteria and perspective. This research devoted to provide scientific and efficient theoretical and practical references to coordinate the new carbon market with electricity market reform, and promote the sustainable development of electricity industry.

2017年我国将在全国范围内启动碳交易平台，给电力行业带来全新、复杂的市场环境。本项目对碳市场与电力市场交互作用下我国电力发展进行研究，这对我国促进电力低碳可持续发展具有重要实际意义，同时也是一个尚未解决的不确定市场机制交互作用下电力发展决策理论难题。具体内容包括：（1）探索不同市场情景设置下碳市场与电力市场之间的交互作用机理，形成多情景分析路径，实现电力行业面临的复杂市场机制环境构建；（2）重点关注市场、技术、政策等不确定因素以及市场之间的交互关系，提出碳市场与电力市场交互作用下的电力系统投资双目标分式二次规划模型和运行管理双层随机优化模型，形成多目标、复杂环境下的电力系统低碳发展决策体系；（3）通过实证与仿真，对不同情景交互作用下的最优决策效果进行多角度多准则对比与评价。通过本研究为我国促进碳市场建立与电力市场改革协调发展，保障电力工业低碳可持续发展提供科学、有效的理论依据与实际参考。

随着我国碳交易平台的启动以及电力市场改革的推进，电力行业面临全新、复杂的市场环境。本项目对碳市场与电力市场交互作用下我国电力系统低碳发展进行研究，这对我国促进电力低碳可持续发展具有重要实际意义。具体内容包括：（1）探索不同市场情景设置下碳市场与电力市场之间的交互作用机理，实现电力行业面临的复杂市场机制环境构建；（2）重点关注市场、技术、政策等不确定因素以及市场之间的交互关系，提出碳市场与电力市场交互作用下的电力系统投资随机优化模型，形成复杂环境下的电力系统低碳发展决策体系，包括构建了区间显性两阶段随机优化模型、考虑下方风险的区间两阶段随机优化模型、以及区间随机鲁棒优化模型等；（3）针对山东、江苏、广州等地开展实证研究，对不同情景交互作用下的最优决策效果进行对比分析。结果表明，电价市场化对于碳市场远期的减排效果及有效性具有重要的意义。将碳市场中发电企业的碳成本通过电价调整传导到所有下游用户是充分发挥碳市场减排作用的必要条件。碳市场对电力行业发展方式、电源布局、生产运行、投资结构等多方面产生影响，将给电力行业带来重大挑战。此外，不同的市场环境和政策导向对电力系统低碳发展决策影响截然不同。碳排放控制政策将刺激CCS技术投资，在更严格的碳排放控制下更多的火电机组将装上CCS装置，新投资的火电机组也匹配上CCS技术。然而这对推动新能源开发利用并没有有效影响。这是主要是由于实现碳减排目标，CCS的投资成本与新能源发电相比更加低廉。而实施更严格的煤炭消费控制政策将直接提升可再生能源的利用，尤其是风电得到优先开发。通过本研究为我国促进碳市场建立与电力市场改革协调发展，保障电力工业低碳可持续发展提供科学、有效的理论依据与实际参考。