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电力交易与绿证交易协调的基本原理

2014年9月，国家能源局发布《可再生能源电力配额考核办法（试行）》将不同省（市，区）按地理位置，划分为6个区域，明确了各省（市、区）在2015年、2017年和2020年可再生能源电力配额的基本指标和先进指标。发电企业作为“理性人”会在省内可再生能源电力配额总量考核指标约束下，同时参与电力市场交易和绿证市场交易，并综合考虑自身发电成本、绿证交易价格等变量后作出企业自身收益最大化的发电决策。

火电企业

最优发电决策。在强制绿证交易市场中，火电企业参与两个市场交易且满足自身收益最大化发电决策为：火电企业实际发电量获得的发电收益扣减需在绿证交易市场购买个绿证所支付费用后的总收益最大，用数学模型可以表示为：

同类型不同能耗火电机组之间电量转移情形。由于技术、管理等因素的影响，同一类型火电机组能耗存在一定差异。显然，高能耗机组的单位发电能耗和污染物排放量均高于低能耗的机组，这也就意味着在同等发电量的情况下，高能耗机组的发电成本要高于低能耗机组。在绿证强制交易市场中，由于绿证交易价格随市场供需波动，具有很大的不确定性，火电企业是否选择增加或减少发电，除了需要考虑自身发电成本外，很大程度上还要考虑到绿证交易价格这一变量。如果火电企业在综合考虑自身发电成本和绿证交易价格后，发现企业实际发电收益扣减对应的绿证交易成本不小于按照原来计划发电获得的收益，那么，高能耗机组的最优发电决策是减少发电量，而低能耗机组则会增加发电量以获得更大收益。

火电发电向可再生能源电量转移情形。进一步分析，如果绿证交易价格足够高，使得火电企业选择多发电获得的总收益减少，甚至无法弥补购买绿证支付的成本，即

在这种情况下，火电企业最优发电策略为选择减少发电甚至不发电；由于绿证交易价格足够高，可再生能源企业每多发一千瓦时电量将比原来获得更多的绿证收入，那么，可再生能源企业会有发电积极性，从而选择多发电。因此，火电企业少发的电量实现了向可再生能源企业的转移。当然，如果绿证交易价格足够低或者接近为0，即火电企业总收益受绿证交易价格的影响很小甚至几乎为0，那么在发电收入能够回收成本的前提下，火电企业的最优发电策略为尽可能地多发电。但是，绿证交易价格定价太低，又会使可再生能源发电企业缺乏交易动机，不利于可再生能源发展和利用。

可再生能源企业

最优发电决策。在绿证强制交易市场中，由于可再生能源发电企业j发出的电量全部为可再生能源，因此，其可将自身

部分的可再生能源配额指标在可再生能源信息管理平台上卖出；那么，可再生能源企业j综合考虑两个市场协调后满足自身收益最大化的发电决策为：可再生能源企业发电qi获得的发电收益加上出售个绿证获得收益后的总收益最大，用数学模型模型可以表示为：

上式中，p2为不含固定价格补贴的可再生能源标杆上网电价；qj为可再生能源实际发电量，C2(qj)为可再生能源发电成本函数。

可再生能源企业选择参与强制绿证交易的前提。可再生能源企业既然选择参与到强制绿证交易市场中，必然要保证企业进行强制绿证交易获得的收益不能小于原来固定价格补贴模式，即：

上式中，为可再生能源固定价格补贴。对式（3）化简后得到可再生能源企业参与强制绿证交易的价格为

。那么在满足可再生能源发电出力约束下，可再生能源企业会增加发电量以获得更大的收益。

综上所述，在满足省内可再生能源电力总量配额考核指标约束，同时综合考虑各火电企业和可再生能源企业在两个市场中的发电最优决策，省内各发电企业发电量的变化路径将是：高能耗火电机组减少发电量，减少部分会转移到低能耗火电机组以及可再生能源发电企业；或者，火电企业减少发电量，减少部分转移到可再生能源企业（如图4所示）。因此，省内各发电企业的实际发电量发生变化，从而引起省级电力市场中电力电量结构和规模的变化。而省内电力电量结构和规模的变化会进一步反映到区域电网中，从而导致跨省跨区交易电量的变化。当然，通过电力交易和绿证交易的协调除了导致省内和跨省跨区交易电量变化外，这种协调交易的更大意义在于使得高效火电机组对低效火电机组的发电替代以及可再生能源发电对火力发电的发电替代，从而最终有助于促进可再生能源发展和高效利用以及实现电力行业低碳发展转型。

图4 电力交易与绿证交易协调发电企业发电量变化路径

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