本文關(guān)鍵詞：基于求償權(quán)的電力碳排放權(quán)公平分配及收益機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著全球變暖壓力的不斷增大,低碳化已經(jīng)成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略,市場機(jī)制在降低碳減排社會成本中的作用也日益明顯。如何分配初始碳排放權(quán)是開展碳排放權(quán)交易的重要前提。在我國電力工業(yè)是最大的碳排放行業(yè),其排放量已經(jīng)占到了全國碳排放總量50%左右。電力行業(yè)的碳減排壓力已經(jīng)對電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行等產(chǎn)生了顯著的影響。在初始碳排放權(quán)分配中,公平性往往是最為重要的考慮因素。目前初始碳排放權(quán)公平分配研究主要是將哲學(xué)研究的成果應(yīng)用于分配實(shí)踐,多數(shù)未能從數(shù)理模型的角度,對分配方法本身的公平性進(jìn)行系統(tǒng)的分析,“公平”概念的科學(xué)化程度還不高。本文在論證我國發(fā)電機(jī)組的碳排放求償權(quán)基礎(chǔ)上,嘗試應(yīng)用公理化方法和社會選擇理論,建立初始碳排放權(quán)公平分配的數(shù)學(xué)模型。從而實(shí)現(xiàn)公平分配研究的科學(xué)化和分配方法的實(shí)用化,并通過一系列定理和分配實(shí)例表明了這一路徑的合理性和可行性。考慮到我國碳排放權(quán)交易市場的建立還尚需時日,本文還研究了碳交易市場缺位情況下的低碳電力調(diào)度及其利益平衡機(jī)制,提出了考慮碳排放權(quán)約束的低碳電力調(diào)度模型。具體研究內(nèi)容主要包括：1)提出了基于加總原理的公理化公平分配方法。在論證我國發(fā)電機(jī)組碳排放求償權(quán)的基礎(chǔ)上,討論了基于求償權(quán)的公平分配算法及主要爭議。為處理機(jī)組擁有者對公平分配方法的爭議,引入了加總分配機(jī)制。通過匿名性、單調(diào)性、有界性、公平排序型、單位選擇無關(guān)性和可行性公理,推導(dǎo)了加總算法的具體形式。證明了加總分配結(jié)果滿足唯一性、可行性、匿名性和公平排序性,并對算法的人數(shù)單調(diào)性和資源單調(diào)性進(jìn)行了討論。討論了加總分配機(jī)制下的博弈均衡問題,給出了博弈均衡的證明。結(jié)合電力初始碳排放權(quán)分配的實(shí)例,表明了基于加總的分配算法可以滿足公平分配的主要原則。2)提出了基于選舉機(jī)制的公理化公平分配方法。主要討論應(yīng)用多數(shù)選舉機(jī)制,協(xié)調(diào)機(jī)組擁有者對初始碳排放權(quán)公平分配方法爭議的可行性。提出了基于求償權(quán)和多數(shù)選舉的電力初始碳排放權(quán)公平分配模型。通過匿名性、確定性、逆向變動無關(guān)性、正向變動單調(diào)性和奇中立性等對選舉分配算法進(jìn)行了公理化。證明了選舉分配機(jī)制滿足匿名性、單位選擇無關(guān)性、公平排序性等性質(zhì),對分配有效性進(jìn)行了探討。結(jié)合碳排放權(quán)初始分配實(shí)例,表明選舉分配算法可以對公平性爭議進(jìn)行有效調(diào)和。3)提出了基于迭代選舉的公理化公平分配方法。為解決選舉分配模型中有效性和一致性問題引入了迭代機(jī)制,提出了滿足有效性和一致性要求的迭代選舉分配算法。證明了迭代選舉分配滿足匿名性、單位選擇無關(guān)性、有效性和公平排序性等公平公理。證明了一致同意迭代選舉分配的“UL占優(yōu)”(Uniform Loss method dominated)定理和多數(shù)同意迭代選舉分配的“UG占優(yōu)”(Uniform Gain method dominated)定理,對應(yīng)用迭代選舉分配機(jī)制容易產(chǎn)生的問題進(jìn)行了討論。研究了迭代選舉分配機(jī)制下的博弈均衡問題,通過“局部尋優(yōu)”和“貪心算法”對復(fù)雜環(huán)境下參與人的有限理性進(jìn)行了描述。通過引入嚴(yán)格意向表的方法,對特定條件下的一般均衡和四策略以下的博弈均衡問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析求解。最后結(jié)合電力排放權(quán)分配的實(shí)例,表明迭代選舉分配算法能夠滿足公平分配的主要原則,給出的分配結(jié)果容易被各機(jī)組擁有者所接受。4)提出了考慮歷史排放的公理化公平分配模型。歷史因素是當(dāng)前碳減排公平的難點(diǎn)問題。本文建立了基于Shapley值的歷史排放赤字分?jǐn)偰Ｐ?解決了歷史排放赤字在減排年份的分?jǐn)倖栴},并對分配模型進(jìn)行了公理化。根據(jù)“誰引起、誰負(fù)責(zé)”的原則,建立了歷史排放赤字在各機(jī)組擁有者之間的分?jǐn)偰Ｐ?解決了歷史排放赤字對不同機(jī)組排放求償權(quán)的削減問題。進(jìn)一步通過分配方法的一致性約束,建立了考慮歷史排放赤字的初始碳排放權(quán)分配模型。研究了機(jī)組擁有者在自主參與分配機(jī)制下的博弈行為,證明了博弈均衡的存在性。給出了考慮歷史排放分配模型的匿名性、有效性和單位選擇無關(guān)性的證明,并對公平排序性進(jìn)行了討論。結(jié)合算例表明,該方法可以有效處理歷史因素對當(dāng)前分配的影響問題,分配方案滿足主要公平公理,并容易被各參與人所接受。5)給出了低碳電力調(diào)度中的碳排放權(quán)收益模型。利益格局的劇烈調(diào)整是影響電力低碳轉(zhuǎn)型的最大阻力之一,而碳排放權(quán)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度公平、利益平衡和帕累托改進(jìn)的重要金融工具。本文應(yīng)用加總方法給出了機(jī)組碳排放權(quán)分配方案,建立了考慮碳排放權(quán)約束的低碳調(diào)度模型�？紤]到當(dāng)前我國碳交易市場建設(shè)滯后的客觀情況,對機(jī)組碳排放權(quán)的合作博弈機(jī)制進(jìn)行了研究。對合作減排和非合作減排下的機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行了對比,建立了基于Shapley值的合作盈余分?jǐn)偰Ｐ�。研究表明通過合作減排機(jī)制,可以更好的優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行,平衡各方利益,減少低碳電力調(diào)度轉(zhuǎn)型阻力。研究還發(fā)現(xiàn),如果減排目標(biāo)過于激進(jìn),將造成發(fā)電成本劇烈上升,甚至需要減負(fù)荷運(yùn)行。最后,結(jié)合算例表明了模型的有效性。
【關(guān)鍵詞】：低碳電力 碳排放權(quán) 公平分配 公理化 合作博弈 選舉 歷史排放 低碳電力調(diào)度 電力市場
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：F426.61;X322
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-17
• 1 緒論17-37
• 1.1 論文研究背景與意義17-19
• 1.1.1 研究背景17-19
• 1.1.2 研究意義19
• 1.2 電力初始碳排放權(quán)分配及收益機(jī)制的主要問題19-21
• 1.2.1 公平的共識問題19-20
• 1.2.2 公平與效率的關(guān)系問題20-21
• 1.2.3 可行性問題21
• 1.3 公平分配的主要方法21-24
• 1.3.1 當(dāng)前實(shí)踐中的主要方法21-22
• 1.3.2 基于公理化的方法22-23
• 1.3.3 基于社會選擇理論的分配23-24
• 1.4 本文建模的主要理論基礎(chǔ)24-31
• 1.4.1 正義理論24-25
• 1.4.2 公理化公平分配理論25-30
• 1.4.3 社會選擇理論30-31
• 1.4.4 合作博弈的Shapley值理論31
• 1.5 本文的研究思路及主要工作31-37
• 1.5.1 現(xiàn)有研究的不足31-32
• 1.5.2 本文的總體研究思路32-34
• 1.5.3 本文的主要研究內(nèi)容34-37
• 2 電力碳排放權(quán)加總分配方法37-51
• 2.1 引言37
• 2.2 公理化公平分配的模型及算法37-38
• 2.3 加總函數(shù)的公理化38-43
• 2.3.1 基本思路38-39
• 2.3.2 加總函數(shù)的主要公理39-40
• 2.3.3 加總函數(shù)的形式化40-43
• 2.4 加總機(jī)制下的博弈及分配性質(zhì)43-45
• 2.4.1 博弈均衡43
• 2.4.2 單調(diào)性分析43-45
• 2.5 算例及分析45-48
• 2.6 本章小結(jié)48-51
• 3 電力碳排放權(quán)選舉分配方法51-61
• 3.1 引言51
• 3.2 基于多數(shù)選舉分配的模型51-54
• 3.2.1 基本思路51
• 3.2.2 多數(shù)選舉分配模型51-52
• 3.2.3 分配模型主要公理52-54
• 3.3 公理化及相關(guān)定理54-58
• 3.4 算例分析58-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 4 電力碳排放權(quán)迭代選舉分配及博弈均衡61-81
• 4.1 引言61
• 4.2 基于迭代選舉的公平分配模型61-63
• 4.2.1 基本思路61-62
• 4.2.2 p多數(shù)選舉分配62
• 4.2.3 迭代選舉分配算法62-63
• 4.3 迭代選舉分配的主要性質(zhì)和特點(diǎn)63-68
• 4.3.1 迭代選舉分配滿足分配公理的情況63-66
• 4.3.2 可選策略集對分配結(jié)果的影響分析66-68
• 4.3.3 博弈均衡68
• 4.4 考慮有限理性的迭代選舉均衡分析68-76
• 4.4.1 基本思路和假設(shè)68-69
• 4.4.2 特定條件下的一般均衡69-71
• 4.4.3 多策略博弈均衡分析71-75
• 4.4.4 四策略情況下的博弈選舉分配算法75-76
• 4.5 算例及分析76-79
• 4.5.1 浙江電網(wǎng)碳排放權(quán)分配算例76-78
• 4.5.2 補(bǔ)充算例78-79
• 4.6 本章小結(jié)79-81
• 5 考慮歷史排放赤字的電力初始碳排放權(quán)分配81-93
• 5.1 引言81
• 5.2 問題描述及建模思路81-82
• 5.2.1 基本分配模型81
• 5.2.2 歷史排放赤字對分配的影響81-82
• 5.2.3 可選分配策略的確定82
• 5.3 歷史排放赤字在減排年份中的分?jǐn)?/span>82-86
• 5.3.1 基本思路82-83
• 5.3.2 歷史排放赤字的Shapley值分?jǐn)偰Ｐ?/span>83-84
• 5.3.3 歷史排放赤字分?jǐn)偟墓砘?/span>84-86
• 5.4 歷史排放赤字在各參與人之間的分配86-87
• 5.4.1 基本思路86
• 5.4.2 主要假設(shè)及分析86
• 5.4.3 分?jǐn)偰Ｐ?/span>86-87
• 5.5 考慮歷史排放赤字的初始碳排放權(quán)分配87-89
• 5.5.1 基本思路87
• 5.5.2 考慮歷史排放赤字的加總分配87-88
• 5.5.3 加總機(jī)制下的博弈及分配有效性88-89
• 5.6 算例及分析89-92
• 5.7 本章小結(jié)92-93
• 6 低碳電力調(diào)度中的碳排放權(quán)收益機(jī)制93-105
• 6.1 引言93-94
• 6.2 低碳調(diào)度的基本模型94-97
• 6.2.1 問題的基本描述94
• 6.2.2 基本調(diào)度模型94-95
• 6.2.3 模型的線性化95-97
• 6.3 碳排放權(quán)的公平分配97-98
• 6.4 基于合作博弈的碳排放權(quán)收益機(jī)制98-99
• 6.4.1 非合作減排的低碳調(diào)度98
• 6.4.2 合作減排下的低碳調(diào)度98-99
• 6.4.3 基于Shapley值的合作收益分配模型99
• 6.5 算例及分析99-104
• 6.5.1 機(jī)組初始碳排放權(quán)分配情況100-101
• 6.5.2 合作盈余的Shapley值分?jǐn)?/span>101-102
• 6.5.3 排放控制目標(biāo)對購電成本及合作盈余的影響102-104
• 6.6 本章小結(jié)104-105
• 7 結(jié)論與展望105-109
• 7.1 全文工作總結(jié)105-106
• 7.2 研究工作展望106-109
• 參考文獻(xiàn)109-115
• 附錄A：IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖115-116
• 附錄B：算例參數(shù)116-117
• 附錄C：合作碳減排時的機(jī)組組合情況117-119
• 作者簡歷與攻讀學(xué)位期間的科研成果119-120

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本文編號：347621