(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210967958.2 (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 国网冀北电力有限公司经济技 术研 究院 地址 100038 北京市海淀区羊坊店东路21 号院1号楼7层701室 申请人 国家电网有限公司 　 北京京研电力工程设计有限公司 　 中国地质大 学 （北京） (72)发明人 路妍　刘宣　相静　刘娟　李红建　 耿鹏云　冯天天　王浩然　崔茗莉　 安磊　齐霞　张妍　张晓曼　程序　 张萌萌　李晏　张慧敏　刘利利　 (74)专利代理 机构 成都众恒智合专利代理事务 所(普通合伙) 51239 专利代理师 吴桐(51)Int.Cl. G06Q 30/02(2012.01) G06Q 30/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种碳市场与电力市场耦合模型及其建立 方法 (57)摘要 一种碳市场与电力市场耦合模型及其建立 方法， 碳市场与电力市场耦合模型为电 ‑碳市场 系统动力学模型， 建立方法如下： S1、 确定电 ‑碳 市场系统动力学模型边界； S2、 明确假设条件； S3、 绘制碳市场子系统、 电力市场子系统和电 ‑碳 市场系统的因果回路图； S4、 确定电 ‑碳市场系统 动力学模型中电力市场子系统和碳市场子系统 的状态变量、 速率变量、 辅助变量和常量； S5、 建 立模型中各变量和常量间的函数关系； S6、 在因 果回路图的基础上， 结合各变量 常量间的函数关 系， 绘制碳市场与电力市场交互的存量流量图， 即完成模型的建立。 该模型充分考虑了碳市场交 易对电力市场的影 响作用， 量化 分析了碳交易对 电力市场的影 响效果， 从而推进电力市场低碳转 型。 权利要求书4页 说明书15页 附图9页 CN 115311013 A 2022.11.08 CN 115311013 A 1.一种碳市场与电力市场耦合模型的建立方法， 所述碳市场与电力市场耦合模型为 电‑碳市场系统动力学模型， 其建立方法步骤如下： S1、 确定问题边界： 确定电 ‑碳市场系 统动力学模型边界， 边界内的因素进一步划分为 内生因子和外生因子， 分别确定的内生因子和外生因子如下； 电力市场子系统 的内生因子包括碳排放权卖方火电厂的利润空间、 碳排放权卖方火电 开始建设装机、 碳排放权卖方火电在建装机、 碳排放权卖方火电完成建设装机、 碳排放权卖 方火电装机、 碳排放权卖方火力发电量、 碳排放权买方火电厂的利润空间、 碳排放权买方火 电开始建设装机、 碳排放权买方火电在建装机、 碳排放权买方火电完成建设装机、 碳排放权 买方火电装机、 碳排放权买方火力发电量、 火力发电量总供给、 预计电力需求、 用户实时需 求、 电力超额需求、 电力价格 变化、 上网电价、 销售电价； 电力市场子系统外生因子包括电力需求增长率； 碳市场子系统 的内生因子包括碳排放权价格、 碳排放权价格变化、 碳排放权超额需求、 碳排放权预计销售量、 碳排放权预计购买量、 碳配额交易量、 碳排放权卖方发电厂商持有 量、 碳排放权买方发电厂商持有量、 碳排放权卖方供给量、 碳排放权买方需求量、 政府分配 给碳排放权卖方配额、 政 府分配给碳 排放权买方配额； 碳市场子系统的外生因子包括碳排放权卖方火力发电边际成本、 碳排放权 买方火力发 电边际成本、 碳 排放因子； S2、 明确假设条件： 明确电 ‑碳市场系统动力学模型中电力市场子系统和碳市场子系统 的假设条件； S3、 绘制因果回路图： 确定电力市场子系统和碳市场子系统中各个内生因子和外生因 子的因果关系， 并分别绘制碳市场子系统、 电力市场子系统和两个市场交互形成的电 ‑碳市 场系统的因果回路图； S4、 确定模型的变量和常量： 对电力市场子系统和碳市场子系统中的内生因子和外生 因子进行分类， 确定电 ‑碳市场系统动力学模型中电力 市场子系统和碳市场子系统的状态 变量、 速率变量、 辅助变量和常量； S5、 建立模型中各变量和常量间的函数关系： 建立碳市场子系统、 电力市场子系统中变 量和常量间的函数关系， 并确定电力市场子系统与碳市场子系统中变量与常量的交叉函数 关系； S6、 绘制存量流量图： 在步骤S3绘制的碳市场子系统、 电力市场子系统和两个市场交互 形成的电 ‑碳市场系统的因果回路图的基础上， 结合步骤S4对变量常量的分类及步骤S5建 立的各变量常量间的函数关系； 通过用不同符号表示不同类型变量， 不同类型箭头代表不 同的函数关系， 绘制碳市场与电力市场交互的存量流量图， 即完成电 ‑碳市场系统动力学模 型的建立。 2.根据权利要求1所述的一种碳市场与电力市场耦合模型的建立方法， 其特征在于： 所 述步骤S2中明确的电 ‑碳市场系统动力学模型中电力市场子系统和碳市场子系统的假设条 件如下： 所述电力市场子系统 的假设条件包括： 1)电力市场中火电厂包括碳排放权买方和碳排 放权卖方； 2)火电机组的新建装机过程周期为12个月 ； 3)火力发电量由碳排放权买方发电 量和碳排放权卖方发电量组成；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115311013 A 2所述碳市场子系统 的假设条件包括： 1)碳排放权卖方火电厂相比于碳排放权买方火电 厂碳减排率高； 2)火电厂的碳排放权配额由政府根据机组运行情况进行设定； 3)只考虑火 电厂内的碳交易， 不考虑与其他行业间的碳交易； 4)碳交易价格的初始值根据全国碳市场 运行以来的情况进行加权平均， 设定碳 价的上限和下限。 3.根据权利要求1所述的一种碳市场与电力市场耦合模型的建立方法， 其特征在于： 所 述步骤S4确定的电 ‑碳市场系统动力学模型中碳市场子系统和电力市场子系统的状态变 量、 速率变量、 辅助变量和常量如下： 所述碳市场子系统的状态变量包括： 碳排放权价格变化、 碳排放权买方发电厂商持有 量、 碳排放权卖方发电厂 商持有量； 速率变量包括： 碳排放权超额需求、 碳排放权买方需求量、 碳排放权卖方供给量、 碳配 额交易量； 辅助变量包括： 碳排放权价格、 碳排放权预计销售量、 碳排放权预计购买量、 政府分配 给碳排放权卖方配额、 政 府分配给碳 排放权买方配额； 常量包括： 碳排放权卖方火力发电边际成本、 碳排放权买方火力发电边际成本、 碳排放 因子； 所述电力市场子系统的状态变量包括： 碳排放权买方火电在建装机、 碳排放权卖方火 电在建装机、 碳 排放权买方火电装机、 碳 排放权卖方火电装机、 电力价格 变化； 速率变量包括： 碳排放权买方火电开始建设装机、 碳排放权买方火电完成建设装机、 碳 排放权卖方火电开始建 设装机、 碳 排放权卖方火电完成建 设装机、 电力超额需求； 辅助变量包括： 碳排放权买方火电厂的利润空间、 碳排放权卖方火电厂的利润空间、 碳 排放权买方火力发电量、 碳排放权卖方火力发电量、 火力发电量总供给、 上网电价、 销售电 价、 预计电力需求、 用户实时需求； 常量包括电力需求增长率。 4.根据权利要求1所述的一种碳市场与电力市场耦合模型的建立方法， 其特征在于： 所 述步骤S5建立的碳市场子系统中各变量之间的函数关系如下： 碳排放权价格 变化＝碳排放权初始价格 ‑INTEG{碳排放权超额需求} 碳排放权买方发电厂商持有量＝碳排放权买方发电厂商持有量初始值+INTEG{ 碳配额 交易量‑碳排放权买方需求 量} 碳排放权卖方发电厂商持有量＝碳排放权卖方发电厂商持有量初始值+INTEG{ 碳排放 权卖方供给量‑碳配额交易 量} 碳排放权超额需求＝(碳排放权预计购买量 ‑碳排放权预计销售量)/碳排放权预计销 售量 碳配额交易量＝IF  THEN ELSE(MIN(碳排放权预计购 买量， 碳排放权预计销售量)<碳 排放权买方发电厂商持有量初始值， 碳排放权买方发电厂商持有量初始值， MIN(碳排放权 预计购买量， 碳 排放权预计销售量) ) 碳排放权预计购买量＝IF  THEN ELSE(碳排放权买方发电厂商持有量>碳排放权买方 需求量， 碳排放权买方发电厂商持有量初始 值， 碳排放权初始 价格/碳排放权价格*(碳排放 权买方需求 量‑碳排放权买方发电厂 商持有量) ) 碳排放权预计销售量＝碳排放权价格/碳排放权初始价格*(碳排放权卖方发电厂商持权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115311013 A 3