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第58卷第4期中国电力Vol.58,No.4

2025年4月ELECTRICPOWERApr.2025

基于动态碳排放强度的电碳市场耦合建模方法及

市场优化机制分析

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赵彤，李雪松，周浩，丁羽，杨斌，王文涛，王鹏

(1.国网江苏省电力有限公司，江苏南京210000；2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)

摘要：由于碳市场与电力市场交易的时序差异，电力市场与碳市场耦合模型的建模和仿真面临准确度不

足的问题。通过对实际工况的分析发现，火电机组碳排放强度随机组负荷率而波动，为电碳市场实时耦合

和精确化建模提供了研究基础。为此，建立了考虑差异化动态碳排放特性的多发电企业博弈的电力市场和

碳市场双层均衡仿真模型，其中上层为发电企业决策模型，下层为电力市场和碳市场交易模型，并提出了

一种结合其他行业互动的低碳优化机制，以进一步增强电力市场的协同效应。为求解该模型，提出了一种

基于马尔科夫决策迭代的协同优化算法。基于IEEE39节点的算例分析表明，动态碳排放强度模型能够体

现电碳市场的实时耦合，在电碳市场中采用低碳优化机制使系统进一步降低5.42%的碳排放量，使其他行

业经济流入电力行业4.79万元，提高了电力市场的经济效益和环境效益。

关键词：电力市场；碳市场；碳排放强度；双层模型；马尔科夫决策；纳什均衡

DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202409061

0引言度提出一种园区多主体能量-碳配额共享机制。

在碳市场建模方面，通常将碳市场价格设为

为实现“双碳”目标，中国在多方位统筹布定值或分场景讨论，而忽略了发电企业在碳市场

局，其中碳市场作为控排减碳的重要政策工具，的策略对电力市场的影响[10-13]。文献[14]通过固

[1]定碳价，分析风光储场站在电碳市场的套利手

其对于电力市场的影响不可忽视。中国于2021

年正式启动全国碳排放权交易市场，是全球规模段。文献[15-16]在基准碳价模型基础上，建立阶

最大的碳市场。虽然全国碳市场当前仍处于起步梯碳价模型，将碳交易简化为碳价随着碳排放量

阶段、流动性偏低，但已经逐步形成一套成熟的增高而增高。文献[17]将碳市场模型近似为基于

“总量控制-配额分配-排放交易-核查和清缴”管数量竞争的古诺模型，将碳价表示为随碳排放权

[2]

理体系。