計(jì)及綠色證書交易機(jī)制的大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)均衡分析

鐘宇峰，黃民翔，文福拴，龔劍波，王 焱

（浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310027）

0 引言

大用戶直購(gòu)電，也即雙邊交易，是電力市場(chǎng)環(huán)境下的一種主要的交易模式，在我國(guó)未來(lái)的電力市場(chǎng)中也不會(huì)例外。在大用戶直購(gòu)電交易模式下，符合資格要求的大用戶可以直接從獨(dú)立發(fā)電公司購(gòu)電并通過(guò)電網(wǎng)公司所屬的輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)進(jìn)行輸送；同時(shí)，買賣雙方需向電網(wǎng)公司交納相關(guān)的費(fèi)用。

在大用戶直購(gòu)電方面，已經(jīng)有不少研究報(bào)道。目前，這方面的研究主要集中在宏觀政策設(shè)計(jì)，以及博弈論等方法確定電價(jià)和電量[1-4]。大用戶直購(gòu)電交易模式主要包括協(xié)商式雙邊交易模式和集中撮合交易模式2種。在協(xié)商式雙邊交易模式中，大用戶與發(fā)電公司雙方通過(guò)自主協(xié)商進(jìn)行直購(gòu)電交易，操作簡(jiǎn)便易行，但從長(zhǎng)期來(lái)看由于信息獲取渠道的限制，雙方的交易成本較高。采用集中撮合交易模式時(shí)需要預(yù)先建立技術(shù)支持系統(tǒng)，初期投入較大，但長(zhǎng)期來(lái)看交易成本較低，不過(guò)這種交易模式要求發(fā)電公司和大用戶公開披露的信息較多。在一個(gè)成熟的電力市場(chǎng)中，這2種交易模式應(yīng)該共同存在，由發(fā)電公司和大用戶根據(jù)自身的具體情況來(lái)自主選擇。

由于接收直供的多為工業(yè)大用戶，隨著“風(fēng)火打捆”等輸電形式的出現(xiàn)，大用戶直購(gòu)電中的清潔能源問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。作為解決能源安全問(wèn)題、環(huán)境污染和全球氣候變暖的一種途徑，排污權(quán)交易（或采用碳排放權(quán)和碳稅等不同形式）已經(jīng)在歐洲等國(guó)家和地區(qū)實(shí)施。另一方面，類似排污權(quán)交易，配額制及與其配套的綠色證書構(gòu)成了新型市場(chǎng)工具——綠色證書交易機(jī)制，在荷蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家取得了很大成功，極大地推動(dòng)了可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？梢灶A(yù)期，在作為排污大國(guó)的中國(guó)，實(shí)施排污權(quán)交易或配額制等政策只是時(shí)間問(wèn)題。電力工業(yè)作為主要的污染釋放行業(yè)，排污權(quán)交易或配額制等政策的實(shí)施對(duì)電力工業(yè)和電力市場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，國(guó)內(nèi)外近年來(lái)在這方面做了不少研究工作[5-15]。

目前，分析電力市場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)主要采用3類模型[16]，即優(yōu)化模型、市場(chǎng)均衡模型和市場(chǎng)模擬模型。優(yōu)化模型主要用于解決單個(gè)市場(chǎng)主體利益最大化問(wèn)題；市場(chǎng)均衡模型則考慮多個(gè)參與者的市場(chǎng)行為，即博弈均衡狀態(tài)；模擬模型主要用于解決較為復(fù)雜且難以用數(shù)學(xué)模型描述的問(wèn)題，是對(duì)均衡模型很好的補(bǔ)充。本文研究多個(gè)市場(chǎng)主體參與市場(chǎng)的博弈均衡狀態(tài)，采用市場(chǎng)均衡模型。

電力市場(chǎng)所固有的特征表明，實(shí)際運(yùn)行的電力市場(chǎng)更接近于寡頭壟斷市場(chǎng)。在對(duì)寡頭壟斷市場(chǎng)進(jìn)行均衡分析方面，通常采用Cournot模型、Stackelberg模型和Forchheimer模型[17-22]，電力市場(chǎng)也不例外。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)綠色證書交易機(jī)制引入電力市場(chǎng)的理論和實(shí)例研究較為有限，不少學(xué)者對(duì)類似能源政策引入后電力市場(chǎng)的均衡問(wèn)題進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[23-24]研究了計(jì)及NOx排污權(quán)交易機(jī)制下的寡頭壟斷電力市場(chǎng)均衡模型，分別采用Cournot模型和Stackelberg模型對(duì)電力市場(chǎng)進(jìn)行均衡分析；文獻(xiàn)[25]建立了計(jì)及可再生能源配額制、綠色證書機(jī)制及溫室氣體排污權(quán)交易等政策的電力市場(chǎng)均衡模型。

在上述背景下，本文基于Stackelberg模型和Forchheimer模型，構(gòu)造了能夠計(jì)入綠色證書交易機(jī)制的用于分析大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)均衡狀態(tài)的寡頭壟斷市場(chǎng)模型，分析了其納什均衡狀態(tài)。然后，利用算例對(duì)所構(gòu)造的模型和得到的納什均衡狀態(tài)進(jìn)行了說(shuō)明，并分析了大用戶直購(gòu)電量和綠色證書交易對(duì)大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)均衡狀態(tài)的影響。通過(guò)與模擬法的優(yōu)化結(jié)果相比較，驗(yàn)證了該模型及其求解方法的有效性和正確性。

1 綠色證書交易機(jī)制

1.1 概述

綠色證書交易機(jī)制是在可再生能源配額制的基礎(chǔ)上提出的。發(fā)電公司生產(chǎn)綠色電能，能獲得一定數(shù)量的綠色證書；同樣，電力用戶消費(fèi)綠色電能，也能獲得一定數(shù)量的綠色證書。根據(jù)發(fā)電公司和用戶的具體情況，政府相關(guān)部門或監(jiān)管機(jī)構(gòu)給定它們一定的配額來(lái)生產(chǎn)或消費(fèi)綠色電能，要求它們定期上交一定的證書來(lái)完成相關(guān)的配額，否則將被罰款。因此，在綠色證書交易市場(chǎng)中，綠色證書的持有者（多指可再生能源發(fā)電公司）可以與承擔(dān)指定配額要求的綠色證書需求者（通常為火電公司和一些高耗能用戶）交易綠色證書，即未完成可再生能源配額指標(biāo)的發(fā)電公司和用戶通過(guò)購(gòu)買綠色證書來(lái)完成配額指標(biāo)。

采用綠色證書交易機(jī)制可以有效激勵(lì)可再生能源發(fā)電的發(fā)展，使可再生能源發(fā)電高于非可再生能源發(fā)電的部分成本由整個(gè)發(fā)電行業(yè)和（部分）用戶分?jǐn)偂２捎眠@種方法可以在一定程度上限制化石燃料發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染。

1.2 綠色證書價(jià)格

綠色證書交易機(jī)制符合市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，其價(jià)格由綠色證書的供需決定。理想情況下，綠色證書的價(jià)格等于可再生能源發(fā)電與常規(guī)電力的邊際成本之差。除市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之外，證書價(jià)格還受到諸多因素影響。

就可再生能源發(fā)電本身而言，可再生能源的類型、發(fā)電成本以及出力的不穩(wěn)定性均會(huì)對(duì)綠色證書的供需造成影響，進(jìn)而造成其價(jià)格波動(dòng)。

政府政策對(duì)綠色證書的價(jià)格也有很大影響。綠色電能配額、可再生能源激勵(lì)政策等均會(huì)影響綠色證書的供需；另外，市場(chǎng)的罰金決定了證書的價(jià)格上限，當(dāng)證書價(jià)格高于罰金時(shí)，發(fā)電公司或用戶會(huì)選擇支付罰金以完成配額。因此，政策的制定應(yīng)充分考慮可再生能源成本、出力波動(dòng)等因素，在確保市場(chǎng)穩(wěn)定的前提下促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。

2 大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)模型

2.1 市場(chǎng)背景

電力市場(chǎng)中，常用Stackelberg模型（即領(lǐng)導(dǎo)者－價(jià)格跟隨者模型）和Forchheimer模型（即領(lǐng)導(dǎo)者－價(jià)格接受者模型）[18]描述電力市場(chǎng)中發(fā)電公司的角色。根據(jù)市場(chǎng)勢(shì)力的不同，電力市場(chǎng)中的發(fā)電公司可以分為價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者、跟隨者和接受者。價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者企業(yè)規(guī)模最大，調(diào)價(jià)時(shí)間上領(lǐng)先其他企業(yè)，市場(chǎng)勢(shì)力也最大；跟隨者根據(jù)價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的策略選擇自身發(fā)電量，具有一定市場(chǎng)勢(shì)力；接受者規(guī)模較小，不具有市場(chǎng)勢(shì)力，按邊際成本等于市場(chǎng)電價(jià)組織生產(chǎn)。

本文所構(gòu)造的模型中，假設(shè)發(fā)電公司由價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者、跟隨者和接受者組成。價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者首先選擇發(fā)電量；同時(shí)，跟隨者通過(guò)估計(jì)價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的發(fā)電量來(lái)選擇自身的發(fā)電量，其策略行為會(huì)影響市場(chǎng)電價(jià)；價(jià)格接受者的市場(chǎng)行為不會(huì)影響市場(chǎng)電價(jià)。

2.2 計(jì)及綠色證書交易的寡頭壟斷模型

下面構(gòu)造計(jì)及綠色證書交易機(jī)制時(shí)的大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)的寡頭壟斷模型。

設(shè)電力市場(chǎng)的逆需求函數(shù)為線性函數(shù)，即：

其中，R為市場(chǎng)出清電價(jià)；f和g分別為需求函數(shù)的截距和斜率；pi為第i個(gè)發(fā)電公司在給定時(shí)間段內(nèi)的發(fā)電出力；N為發(fā)電公司數(shù)量。

以風(fēng)能、太陽(yáng)能為主的綠色能源具有較大隨機(jī)性和間歇性，其成本形式難以固定，本文中將采用減排措施后的電能等效視為綠色電能，且假定減排成本為二次形式[26]，則單位時(shí)間內(nèi)第i個(gè)發(fā)電公司的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

其中，bi和ci為發(fā)電公司的生產(chǎn)成本系數(shù)；di為第i個(gè)發(fā)電公司的減排成本系數(shù)；αi為在給定時(shí)間段內(nèi)第i個(gè)發(fā)電公司采用減排措施的發(fā)電出力比例，將其等效為綠色電能出力。

假設(shè)在某個(gè)電力市場(chǎng)中，第1～L個(gè)發(fā)電公司為價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者，第L+1～M個(gè)發(fā)電公司為價(jià)格跟隨者，第M+1～N個(gè)發(fā)電公司為價(jià)格接受者。

市場(chǎng)交易分為2個(gè)方面：一方面，發(fā)電公司與大用戶采用協(xié)商式雙邊交易模式進(jìn)行合約交易，合約電量采取總量控制并按照發(fā)電公司機(jī)組總出力進(jìn)行分?jǐn)偅涣硪环矫?，進(jìn)行電量現(xiàn)貨交易，發(fā)電公司在已知合約交易的基礎(chǔ)上制定發(fā)電策略，使自身利潤(rùn)最大化。

每個(gè)發(fā)電公司的利潤(rùn)函數(shù)可描述為：

其中，Rci和qci分別為第i個(gè)發(fā)電公司與大用戶所簽訂的雙邊合同電價(jià)和電量；ei為第i個(gè)發(fā)電公司綠色證書的交易量，其值大于0表示是凈需求量或買入量，小于0則表示是凈剩余量或出售量；ρ為綠色證書的價(jià)格。

第i個(gè)發(fā)電公司通過(guò)最大化式（3）獲得其最優(yōu)出力，優(yōu)化時(shí)應(yīng)滿足以下約束。

綠色證書配額約束：

其中，ki為第i個(gè)發(fā)電公司的綠色能源配額系數(shù)；t為生產(chǎn)單位綠色電能所獲得的綠色證書數(shù)量。

發(fā)電公司出力約束：

其中，pimax和pimin為第i個(gè)發(fā)電公司出力的上、下限。

2.3 市場(chǎng)均衡求解流程

根據(jù)不同發(fā)電公司在電力市場(chǎng)中的行為特點(diǎn)，求解上述均衡問(wèn)題，具體步驟如下。

步驟 1 結(jié)合式（3）、（4），獲得第 i個(gè)發(fā)電公司（i=1，2，…，N）的利潤(rùn)函數(shù)為：

步驟2作為價(jià)格接受者的發(fā)電公司，其產(chǎn)量不影響市場(chǎng)電價(jià)，因此其利潤(rùn)只是產(chǎn)量的函數(shù)而與電價(jià)無(wú)關(guān)，對(duì)其進(jìn)行利潤(rùn)最大化：

求得價(jià)格接受者的最優(yōu)出力為：

步驟3根據(jù)價(jià)格接受者的出力總和，修改剩余M個(gè)發(fā)電公司的需求函數(shù)，即：

步驟4作為價(jià)格跟隨者的發(fā)電公司，其利潤(rùn)最大化的一階條件為：

代入式（9）可得價(jià)格跟隨者的最優(yōu)出力為：

步驟5修改剩余L個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者的需求函數(shù)，即：

步驟6類似步驟4求解價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的最優(yōu)出力為：

步驟7根據(jù)發(fā)電公司出力總和求取市場(chǎng)電價(jià)R。

步驟8校驗(yàn)各發(fā)電機(jī)組出力是否滿足約束式（5），若存在越限機(jī)組，將越上限（下限）的發(fā)電機(jī)組的出力修正為pimax（pimin），修改需求曲線后對(duì)剩余機(jī)組返回步驟2進(jìn)行求解。

3 算例分析

以有5家發(fā)電公司參與的電力市場(chǎng)為例對(duì)所提出的模型進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 市場(chǎng)條件和發(fā)電機(jī)組系數(shù)

5家發(fā)電公司的生產(chǎn)成本系數(shù)、綠色能源成本參數(shù)、綠色能源生產(chǎn)比例與裝機(jī)容量見(jiàn)表1。取f=15，g=0.03。不失一般性，設(shè)發(fā)電公司出力下限為0，上限為裝機(jī)容量。假定發(fā)電公司的綠色能源配額系數(shù)與雙邊交易價(jià)格都相同，即 ki=0.2，Rci=4.5$/（MW·h）（i=1，2，…，5）。 此外，假定 1 號(hào)、2 號(hào)發(fā)電機(jī)組為價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者，3號(hào)、4號(hào)發(fā)電機(jī)組為價(jià)格跟隨者，5號(hào)發(fā)電機(jī)組為價(jià)格接受者。

表1 發(fā)電機(jī)組系數(shù)Tab.1 Parameters of power generation units

綠色證書方面，取t=1，即生產(chǎn)1 MW·h綠色電能發(fā)1本證書。各發(fā)電公司所擁有綠色證書的理想價(jià)格為 diαipi（i=1，2，…，5），假設(shè)證書價(jià)格為外生變量，取1$/本（接近第5個(gè)發(fā)電公司的理想價(jià)格）。

3.2 綠色證書交易和合約電量對(duì)市場(chǎng)均衡的影響

在給定時(shí)間段內(nèi)，分析合約電量和綠色證書交易對(duì)市場(chǎng)均衡狀態(tài)的影響，市場(chǎng)均衡解如表2所示。其中，情形1—4為不考慮綠色證書交易的前提下（ρ=0，di=0），合約電量分別為 0 MW·h（即不考慮雙邊合同）、25 MW·h、100 MW·h與 250 MW·h 的情況；情形5—7則為綠色證書交易引入后，合約電量分別為25 MW·h、100 MW·h與 250 MW·h的情況。

圖1對(duì)不同合約電量下的電價(jià)、總發(fā)電出力和總利潤(rùn)進(jìn)行對(duì)比。由圖1可知，隨著合約電量的增大，發(fā)電公司在現(xiàn)貨市場(chǎng)上總發(fā)電出力有所增加，而市場(chǎng)電價(jià)有所下降。這主要是因?yàn)楝F(xiàn)貨市場(chǎng)的電價(jià)越高，發(fā)電公司需要補(bǔ)償給用戶的金額就越高，因此發(fā)電公司合約電量越多，在現(xiàn)貨市場(chǎng)上追求高電價(jià)的動(dòng)機(jī)就越小，同時(shí)增加其售電量的動(dòng)力就越大。另外，隨著合約電量的增大，發(fā)電公司的總利潤(rùn)也有所下降，證明了合約電量對(duì)市場(chǎng)勢(shì)力的抑制作用。

圖1從另一個(gè)方面表征了綠色證書交易機(jī)制對(duì)市場(chǎng)均衡的影響：當(dāng)合約電量總量不變時(shí)，引入綠色證書交易后發(fā)電公司的總發(fā)電出力有所下降，因此現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)有所升高；對(duì)比引入綠色證書交易前后的電價(jià)可知，如果在實(shí)施綠色證書交易的同時(shí)，增大雙邊合同交易電量總額，仍可以將電價(jià)控制在較低的水平。

3.3 綠色證書價(jià)格對(duì)市場(chǎng)均衡的影響

分析綠色證書價(jià)格波動(dòng)對(duì)市場(chǎng)均衡的影響，以合約電量為100 MW·h的情形為研究對(duì)象，綠色證書價(jià)格ρ取值0$/本（不考慮綠色證書交易）、0.5$/本、1$/本和1.5$/本時(shí)，市場(chǎng)均衡結(jié)果如表3所示。

表2 考慮合約電量及綠色證書交易的市場(chǎng)均衡結(jié)果Tab.2 Results of equilibrium considering bilateral contract amount and green certificate mechanism

圖1 不同合約電量下均衡結(jié)果對(duì)比Fig.1 Results of equilibrium among different bilateral contracts

對(duì)綠色能源生產(chǎn)成本最高和最低的發(fā)電公司進(jìn)行分析，其利潤(rùn)變化見(jiàn)圖2。在引入綠色證書交易后，第5個(gè)發(fā)電公司的利潤(rùn)有所增加，且隨著綠色證書價(jià)格的提高而增大?？梢?jiàn)，綠色證書交易機(jī)制引入之后，綠色能源生產(chǎn)成本最低的發(fā)電公司受益最大，從而激勵(lì)發(fā)電公司提高綠色電能生產(chǎn)效率，進(jìn)而促進(jìn)可再生能源發(fā)電的發(fā)展。同時(shí)這也為小規(guī)模發(fā)電公司提供了有用信息，當(dāng)其規(guī)模和常規(guī)發(fā)電成本不占優(yōu)勢(shì)時(shí)，可通過(guò)大力發(fā)展可再生能源獲得更多利潤(rùn)。

另一方面，綠色證書價(jià)格提高帶來(lái)第5個(gè)發(fā)電公司利潤(rùn)增加的同時(shí)，第1個(gè)發(fā)電公司作為價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者，其出力和利潤(rùn)卻大幅下降，尤其當(dāng)證書價(jià)格為1.5$/本時(shí)，市場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)。因此，政府政策的制定與執(zhí)行，應(yīng)引導(dǎo)并保持證書價(jià)格穩(wěn)定在理想價(jià)格附近，推動(dòng)可再生能源發(fā)展的同時(shí)保持市場(chǎng)穩(wěn)定。國(guó)外的綠色證書交易市場(chǎng)亦證明了此觀點(diǎn)：文獻(xiàn)[27]對(duì)瑞典-挪威聯(lián)合綠色證書市場(chǎng)進(jìn)行了分析，預(yù)測(cè) 2020年市場(chǎng)平均電價(jià)為 276 NOK/（MW·h）（NOK：挪威克朗），包含綠色證書補(bǔ)貼后可再生能源成本為 276 NOK/（MW·h），兩者較為接近，且有利于可再生能源的發(fā)展。

表3 綠色證書價(jià)格對(duì)市場(chǎng)均衡的影響Tab.3 Results of equilibrium among different green certificate prices

圖2 不同證書價(jià)格下第1個(gè)發(fā)電公司和第5個(gè)發(fā)電公司的利潤(rùn)變化Fig.2 Profits of power generation corporation No.1 and No.5 for different green certificate prices

3.4 綠色能源波動(dòng)對(duì)市場(chǎng)均衡的影響

風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源具有較大隨機(jī)性和間歇性，因此綠色能源出力會(huì)發(fā)生相應(yīng)波動(dòng)，在本文模型中可等效為綠色電能比例系數(shù)α的波動(dòng)。當(dāng)α增大時(shí)，發(fā)電公司通過(guò)出售綠色證書的收益增加，而減排成本也相應(yīng)增加（等效為新增的綠色能源投資和運(yùn)行維護(hù)成本），因此，如何確定并保持α以獲得最大利潤(rùn)，是發(fā)電公司面臨的重要問(wèn)題。

以第5個(gè)發(fā)電公司為例，選取合約電量為100 MW·h，綠色證書價(jià)格為1$/本，圖3給出了不同比例系數(shù) α下第5個(gè)發(fā)電公司的利潤(rùn)，結(jié)果表明，當(dāng)α取0.5時(shí)，第5個(gè)發(fā)電公司獲得的利潤(rùn)最大。

圖3 不同綠色能源比例系數(shù)α下第5個(gè)發(fā)電公司的利潤(rùn)變化Fig.3 Profit of power generation corporation No.5 for different proportionality coefficients α

將圖3所得結(jié)論推廣到包含不可調(diào)度可再生能源發(fā)電的電力市場(chǎng)，出于經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)穩(wěn)定性考慮，可再生能源發(fā)電比例也應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定。因此，進(jìn)行準(zhǔn)確的可再生能源資源評(píng)估和出力預(yù)測(cè)與測(cè)量，是減小可再生能源隨機(jī)性和間歇性影響、獲得最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益、規(guī)避附加投資風(fēng)險(xiǎn)、保證綠色證書交易機(jī)制穩(wěn)定的重要技術(shù)。另外，利用儲(chǔ)能裝置的優(yōu)化調(diào)度，平抑可再生能源的出力波動(dòng)，也是未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.5 市場(chǎng)均衡模型和模擬模型的對(duì)比分析

為了驗(yàn)證本文所建立的計(jì)及綠色證書交易機(jī)制的大用戶直購(gòu)電寡頭壟斷市場(chǎng)均衡模型的合理性，通過(guò)模擬法[27]分析算例中價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者、跟隨者和接受者的市場(chǎng)行為，具體步驟如下。

步驟1設(shè)定各發(fā)電公司初始出力，并計(jì)算相應(yīng)電價(jià)。

步驟2各發(fā)電公司根據(jù)上次迭代結(jié)果調(diào)整其出力，其中價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者先于其他企業(yè)進(jìn)行調(diào)整，跟隨者根據(jù)價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的策略選擇自身發(fā)電量，而接受者則按邊際成本等于市場(chǎng)電價(jià)組織生產(chǎn)。各發(fā)電公司以利益最大化為原則調(diào)整發(fā)電出力，若調(diào)整后所獲利潤(rùn)低于上一次迭代，則保持原有出力不變。

步驟3判斷迭代是否收斂，本例中以相鄰迭代間各發(fā)電公司利潤(rùn)變化小于1$/h作為收斂條件。若不收斂，則返回步驟2繼續(xù)求解；若收斂，所得結(jié)果即為模擬模型下各發(fā)電公司的最優(yōu)出力及市場(chǎng)電價(jià)。

合約電量取100MW·h、綠色證書價(jià)格取1.0$/本時(shí)，均衡模型和模擬模型下的優(yōu)化結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表4。

由表4可知，模擬模型優(yōu)化結(jié)果與均衡分析結(jié)果基本吻合，這證明了本文所建立均衡模型的合理性。另一方面，均衡分析結(jié)果優(yōu)于模擬模型結(jié)果，這也表明待優(yōu)化問(wèn)題易于用數(shù)學(xué)模型描述時(shí)，均衡分析法比模擬法更為精確。

表4 均衡模型和模擬模型下優(yōu)化結(jié)果對(duì)比Tab.4 Comparison of optimization results between equilibrium model and simulation model

4 結(jié)論

本文將電力市場(chǎng)中的發(fā)電公司分為價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者、跟隨者和接受者，建立了考慮合約電量及綠色證書交易機(jī)制的大用戶直購(gòu)電市場(chǎng)模型，并以有5家發(fā)電公司參與的電力市場(chǎng)為例對(duì)所提出的模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析了合約電量和綠色證書交易市場(chǎng)中證書價(jià)格、綠色能源波動(dòng)等關(guān)鍵因素對(duì)均衡的影響。結(jié)論表明，合約電量對(duì)市場(chǎng)勢(shì)力有抑制作用；綠色證書交易機(jī)制引入時(shí)，應(yīng)結(jié)合各方面因素穩(wěn)定證書價(jià)格，有效促進(jìn)可再生能源發(fā)電的發(fā)展，防止市場(chǎng)波動(dòng)過(guò)大；合理優(yōu)化和調(diào)度儲(chǔ)能裝置，準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)可再生能源，是未來(lái)綠色證書交易市場(chǎng)應(yīng)考慮的重要技術(shù)。上述結(jié)論對(duì)于今后綠色證書交易機(jī)制的實(shí)施、政府政策對(duì)市場(chǎng)的引導(dǎo)都有較高的參考價(jià)值。