(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 202210966616.9 (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　相静　刘宣　刘娟　李红建　 耿鹏云　冯天天　张慧敏　崔茗莉　 安磊　齐霞　张妍　张晓曼　程序　 张萌萌　王浩然　李晏　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 10/04(2012.01) G06Q 40/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决 策行为的方法 (57)摘要 一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最 优决策行为的方法， 所述步骤如下： S1、 选取电力 市场中的火力发电商、 可再生能源发电商、 电网 企业和电力用户作为多目标优化参与者； 所述火 力发电商分为碳配额买方火力发电商和碳配额 卖方火力发电商； S2、 构建步骤S1确定的多目标 优化参与者的最优利润模型， 包括建立各个参与 者的利润函数和设定约束条件； S3、 基于最优利 润函数， 建立多目标优化模型； S4、 求解多目标优 化模型， 寻求参与者的最优策略。 通过本发明方 法可以得到碳市场对电力市场各主体决策的影 响， 促进电力市场各主体在参与碳交易的过程中 最优策略的制定与选择， 积极推进电力市场的绿 色转型。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115249092 A 2022.10.28 CN 115249092 A 1.一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为的方法， 其特征在于， 所述步 骤如下： S1、 选取电力市场中的火力发电商、 可再生能源发电商、 电网企业和电力用户作为多目 标优化参与者； 所述火力发电商分为 碳配额买方火力发电商和碳配额卖方火力发电商； S2、 构建步骤S1确定的多目标优化 参与者的最优利 润模型； S21、 建立火力发电商利 润函数： Rin＝Pfy1‑A1‑B1‑Pc·( θ y1‑βin‑α ) Rout＝Pfy2‑A2‑B2+Pc·[α‑( θ y2‑βout)] 其中， Rin指碳配额买方火力发电商的利润函数， Rout指碳配额卖方火力发电商的利润函 数； Pf表示火力发电商的市场成交电价； y1为碳配额买方火力发电商总发电量， y2为碳配额 卖方火力发电商总发电量； A1表示碳配 额买方火力发电商的发电成本， A2表示碳配 额卖方火 力发电商的发电成本； B1表示碳配额买方 火力发电商的碳减排成本， B2表示碳配额卖方 火力 发电商的碳减排成本； βin表示碳配 额买方火力发电商的碳减排量， βout表示碳配 额卖方火力 发电商的碳减排 量； θ 为单位发电量的碳 排放系数； α 表示 碳配额； Pc表示碳价； S22、 建立可 再生能源发电商利 润函数： Rr＝PrZ‑A3 其中， Rr表示可再生能源发电商的利润函数； Pr表示可再生能源发电商的市场成交电 价； Z为可 再生能源发电商总发电量； A3表示可再生能源发电商的发电成本； S23、 建立电网企业利 润函数： Rg＝PgX‑A4 其中， Rg表示电网企业的利润函数； Pg为平均输配电价； X为电网企业的总输配电量； A4 表示电网企业的成本， 此处假设过去产生的固定成本已经被回收， 仅考虑网损成本； S24、 建立电力用户成本函数： C＝P ·X′ 其中， C表示电力用户成本函数； X ′为用户电力需求量， 等于电网企业的总输配电量减 去损失电量， X ′＝X‑Xp， P为销售电价， Xp为网损电量； S25、 设定约束条件： 根据电力市场运行机理及各多目标优化参与者的行为特征， 设定约束条件， 约束条件 包括多目标优化 参与者的成本约束、 市场均衡约束以及政策约束； 所述成本约束包括发电成本约束和减排成本约束； 所述市场均衡约束包括电量平衡约 束和发电商数量约束， 所述政策约束包括可 再生能源发电比例约束和电价约束； S3、 基于最优利 润函数， 建立多目标优化模型； W＝maxRin+maxRout+maxRr+maxRg+minC ＝max[Pfy1‑A1‑B1‑Pc·( θ y1‑βin‑α )]+max{Pfy2‑A2‑B2+Pc·[α‑( θ y2‑βout)]}+max[Prz‑A3] +max[PgX‑A4]+min[P·X′] S4、 求解多目标优化模型， 寻 求参与者的最优策略。 2.根据权利要求1所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为的方 法， 其特征在于： 所述碳价Pc为火力发电商总发电量Y的函数， Pc＝rc+kcY， 其中Y＝y1+y2， rc 和kc为碳市场价格需求系数。 3.根据权利要求1所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为的方 法， 其特征在于： 销售电价P为用户电力需求量X ′的函数， P＝a0‑b0X′， a0表示电力需求函数 的截距， b0表示电力需求 函数的斜 率。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115249092 A 24.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为 的方法， 其特征在于： 所述碳配额买方火力发电商的发电成本A1为碳配额买方火力发电商 总发电量y1的函数， 碳配额卖方火力发电商的发电成本 A2为碳配额卖 方火力发电商总发电量y2的函数， 其中， Cf 表示火力发电成本函数， afc、 bfc、 cfc为火力发电商的发电成本系数； 所述发电成本约束包括火力发电商的发电成本函数Cf为递增函数： C ′f(y1)≥0， C″f(y1) ≥0； C′f(y2)≥0， C″f(y2)≥0。 5.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为 的方法， 其特征在于： 所述碳配额买方火力发电商的碳减排成本B1为碳配额买方火力发电 商的碳减排量βin的函数， 碳配额卖方火力发电商的碳 减排成本B2为碳配额卖方火力发电商的碳减排 量βout的函数， 其中， Cec表示碳减排成本函数， ae、 be、 ce为火力发电 商的碳减排成本系数； 所述减排成本约束为火力发电商的碳减排成本函数Cec为递增函数： C ′ec( βin)≥0， Cec″ ( βin)≥0； Cec′( βout)≥0， Cec″( βout)≥0。 6.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为 的方法， 其特征在于： 所述可再生能源发电商的发电成本A3为可再生能源发电商总发电量Z 的函数， 其中， Cr表示可再生能源 发电商的发电成本函数， ar、 br、 cr为可再生能源发电商的发电成本系数； 所述发电成本约束包括可再生能源发电商的发电成本函数Cr为递增函数： C′r(Z)≥0， C″r(Z)≥0。 7.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为 的方法， 其特征在于： 所述电网企业的成本A4为电网企业的总输配电量X的函数， A4＝Cg(X) ＝ εX*Pf， 其中， Cg表示电网企业的成本函数， ε为网损率， εX＝Xp为网损电量。 8.根据权利要求1所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为的方 法， 其特征在于： 所述电量平衡约束为当市场达到均衡时， 火力发电商总发电量和可再生能 源 发 电 商 总 发 电 量 全 部 由 消 费 者 购 买 ：X ′＝ Y + Z ‑Xp，Y ＝ y1+ y2， 其中， Y为火力发电商总发电量； Xp为网损电量； Nin 表示碳配额买方火力 发电商数量， hi表示第i个碳配额买方火力 发电商的发电量； Nout表示 碳配额卖方火力发电商数量， mj表示第j个碳配额卖方火力发电商的发电量； Nr表示可再生 能源发电商数量， zt表示第t个可 再生能源发电商的发电量； 所述发电商数量约束为在碳交易市场中， 火力发电商数量Nf为碳配额买方火力发电商 数量Nin和碳配额卖方 火力发电商数量Nout之和； 整个市场的发电商数量N为火力发电商数量 Nf与可再生能源发电商数量 Nr之和： Nf＝Nin+Nout， N＝Nf+Nr。 9.根据权利要求1所述的一种寻求碳交易市场下电力市场多主体最优决策行为的方权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115249092 A 3