技术特征：
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；
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
有量)碳排放权价格＝if then else(smooth3i(碳排放权价格变化，碳排放权价格变化的延迟时间，碳排放权初始价格)>碳排放权价格的上限，碳排放权价格的上限，if then else(smooth3i(碳排放权价格变化，碳排放权价格变化的延迟时间，碳排放权初始价格)<碳排放权价格的下限，碳排放权价格的下限，smooth3i(碳排放权价格变化，碳排放权价格变化的延迟时间，碳排放权初始价格)))；其中，碳排放权初始价格、碳排放权买方发电厂商持有量初始值、碳排放权卖方发电厂商持有量初始值分别为碳排放权价格、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的初始值；碳排放权价格的下限、碳排放权价格的上限和碳排放权价格变化的延迟时间为碳排放权价格的约束条件。5.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建立的电力市场子系统中各变量之间的函数关系如下：碳排放权买方火电在建装机＝碳排放权买方火电在建装机的初始值+integ{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}碳排放权卖方火电在建装机＝碳排放权卖方火电在建装机的初始值+integ{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}碳排放权买方火电装机＝碳排放权买方火电装机的初始值+integ{碳排放权买方火电完成建设装机}碳排放权卖方火电装机＝碳排放权卖方火电装机的初始值+integ{碳排放权卖方火电完成建设装机}电力价格变化＝基准电价+integ{电力超额需求}碳排放权买方火电开始建设装机＝(上一年火力发电总量/2)*电力需求增长率/12个月*碳排放权买方火电厂的利润空间/机组一年平均利用小时数碳排放权买方火电完成建设装机＝delay fixed(碳排放权买方火电开始建设装机，碳排放权买方火电建设周期，碳排放权买方火电完成建设装机的初始值)碳排放权卖方火电开始建设装机＝(上一年火力发电总量/2)*电力需求增长率/12个月*碳排放权卖方火电厂的利润空间/机组一年平均利用小时数碳排放权卖方火电完成建设装机＝delay fixed(碳排放权卖方火电开始建设装机，碳排放权卖方火电建设周期，碳排放权卖方火电完成建设装机的初始值)电力超额需求＝上网电价*(用户实时需求-火力发电量总供给)碳排放权买方火力发电量＝碳排放权买方火电装机*机组一年平均利用小时数/12个月碳排放权卖方火力发电量＝碳排放权卖方火电装机*机组一年平均利用小时数/12个月火力发电量总供给＝碳排放权买方火力发电量+碳排放权卖方火力发电量上网电价＝if then else(smooth3i(电力价格变化，上网电价变化延迟时间，基准电价)>上网电价的上限，上网电价的上限，if then else(smooth3i(电力价格变化，上网电价变化延迟时间，基准电价)<上网电价的下限，上网电价的下限，smooth3i(电力价格变化，上网电价变化延迟时间，基准电价)))
预计电力需求＝上一年火力发电总量*((1+电力需求增长率)^time)/12个月用户实时需求＝预计电力需求*(销售电价/基准电价)^(-0.25)其中，碳排放权买方火电在建装机的初始值、碳排放权卖方火电在建装机的初始值、碳排放权买方火电装机的初始值、碳排放权卖方火电装机的初始值、碳排放权买方火电完成建设装机的初始值、碳排放权卖方火电完成建设装机的初始值、基准电价和上一年火力发电总量，分别为碳排放买方火电机组在建装机、碳排放权卖方在建装机、碳排放权买方火电装机、碳排放权卖方火电装机、碳排放权买方火电完成建设装机、碳排放权卖方火电完成建设装机、电力价格变化和预计电力需求变量的初始值；上网电价变化延迟时间、上网电价的下限和上网电价的上限是上网电价变量的约束条件；机组一年平均利用小时数、碳排放权买方火电建设周期、碳排放权卖方火电建设周期为机组的基础参数。6.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如下：碳排放权买方火电厂的利润空间＝(销售电价-碳排放权买方火力发电边际成本-碳排放权价格*碳排放因子)*碳排放权买方火力发电量/12个月碳排放权卖方火电厂的利润空间＝碳排放权初始价格/碳排放权价格*(销售电价-碳排放权卖方火力发电边际成本)销售电价＝上网电价+碳排放权价格*碳排放因子政府分配给碳排放权卖方配额＝碳排放权卖方火力发电量*(time-1)*碳排放因子政府分配给碳排放权买方配额＝碳排放权买方火力发电量*(time-1)*碳排放因子碳排放权买方需求量＝政府分配给碳排放权买方配额-碳排放权买方火力发电量*碳排放权买方机组的二氧化碳排放因子碳排放权卖方供给量＝政府分配给碳排放权卖方配额-碳排放权卖方火力发电量*碳排放权卖方机组的二氧化碳排放因子其中，碳排放权买方机组的二氧化碳排放因子、碳排放权卖方机组的二氧化碳排放因子为发电机组的基础参数。7.一种权利要求1-6任一碳市场与电力市场耦合模型建立方法所建立的碳市场与电力市场耦合模型。
技术总结
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。型。型。
技术研发人员：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
受保护的技术使用者：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）
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2022/11/8