CN114742372A - 绿证交易市场分析方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿证交易市场分析方法，涉及电力市场技术领域，用于解决现有缺少对绿证交易市场分析的问题，该方法包括以下步骤：根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。本发明还公开了一种绿证交易市场分析装置、电子设备和计算机存储介质。本发明通过对绿证交易和电力市场数据进行建模，进而对绿证交易市场进行分析。
Description
技术领域
本发明涉及电力市场技术领域，尤其涉及一种基于系统动力学的绿证交易市场分析方法、装置、设备及介质。
背景技术
自2017年以来，相关政府部门逐步出台完善了可再生能源电力配额制和绿色电力证书认购的有关政策，需要加快构建以新能源为主体的新型电力系统，其中可再生能源电力配额制和绿色电力证书是重要的激励措施。
绿色证书交易(绿证交易)是指政府对企业的可再生能源发电核发绿色交易证书，绿色交易证书可以在能源企业间买卖，价格由市场竞争决定。实行绿证交易及相关政策的目的是不仅可以减轻政府补贴压力，缓解发电企业财务困境、促进清洁能源消纳，助于实现政府可再生能源发展目标、促进可再生能源企业之间的竞争，降低发电成本，而且还有助于消除可再生能源消纳利用的省间壁垒，减少弃风、弃光等现象。
目前绿证交易成交率较低，很多电力行业的相关企业并不了解其优势和流程，可再生机组退补时，就会产生绿证的交易需求，因此，结合电力行业的特点，研究绿证交易的电力市场运营体系具有重要的理论价值和现实意义，不仅可以帮助行业了解绿证交易的价值，还可以对绿证交易市场进行分析预测。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种绿证交易市场分析方法，其通过对绿证交易市场和电力市场的相关数据进行关联分析、建模，进而实现对绿证市场的分析预测。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种绿证交易市场分析方法，包括以下步骤：
根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；
根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；
根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
进一步地，所述内外影响因素包括内生变量和外生变量，所述内生变量包括传统能源装机容量、含补贴可再生能源装机容量、不含补贴可再生能源装机容量、退补率、发电厂商持有的绿证数量、电网公司持有的绿证数量、传统能源装机容量、电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量和绿证的预计销售量，所述外生变量包括电力需求和配额比例。
进一步地，所述因果关系图为所述内生变量和所述外生变量间的正负反馈关系图。
进一步地，所述系统流量存量图的基本要素包括状态变量、速率变量及辅助变量，所述状态变量包括电力价格变化、传统能源在建装机容量、传统能源装机容量、绿证价格变化、可再生能源在建装机容量、可再生能源装机容量、发电厂商持有的绿证数量、电网公司持有的绿证数量，所述速率变量包括电力超额需求、传统能源开始建设装机容量、传统能源在建装机完成容量、绿证超额需求、可再生能源开始建设装机容量、可再生能源在建装机完成容量、颁给可再生能源发电厂商的绿证数量、被卖给电网公司的绿证数量、电网公司上交的绿证数量，所述辅助变量包括电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量和绿证的预计销售量。
进一步地，根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图，包括：
接收所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量；
将所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量输入至Vensim 平台；
接收所述Vensim平台生成的系统流量存量图。
进一步地，根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型，包括：
将所述系统流量存量图及预设变量关系方程输入至所述Vensim平台，所述预设变量关系方程包括状态方程、速率方程及辅助方程；
所述状态方程为：
其中，LEVpTGC为绿证的价格激励，LEVp0为绿证的初始价格，RATTGC为绿证的超额需求，LEVinR为新增可再生能源装机量，LEVinR0为初始新增可再生能源装机量，RATfR为建设完成的可再生能源装机量；
所述速率方程为：RATTGC＝qp-qs，RATfR＝DELAY FIXED(RATsR,12,0)，其中，qp为绿证的预计购买量，qs为绿证的预计销售量，RATsR为开始建设的可再生能源装机量；
所述辅助方程为：
其中，Qunsub为不含补贴的可再生能源发电量，R0为原有可再生能源装机量，h为装机年利用小时数，Qsub为含补贴的可再生能源发电量；
接收所述Vensim平台生成的系统动力学模型。
进一步地，所述分析预测包括供给量、绿证价格、电力、传统能源供给量、电力价格。
本发明的目的之二在于提供一种绿证交易市场分析装置，其通过对绿证交易市场数据和电力市场数据进行建模，进而得到系统动力学模型。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种绿证交易市场分析装置，其包括：
模型构建模块，用于根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；并根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；最后根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
数据分析模块，用于结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
本发明的目的之三在于提供执行发明目的之一的电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的绿证交易市场分析方法。
本发明的目的之四在于提供存储发明目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的绿证交易市场分析方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过对绿证交易市场和电力市场数据进行研究，分析变量间的因果关系和交互关系，通过流量存量图细化因果关系图的逻辑关系，并结合系统动力学得到可靠的分析模型，实现对绿证交易市场的模拟分析预测，帮助电力行业了解绿证交易市场，知晓市场未来发展态势。
附图说明
图1是实施例一绿证交易市场分析方法的流程图；
图2是实施例一的系统流量存量图构建的流程图；
图3是实施例二的绿证交易市场分析装置的结构框图；
图4是实施例三的电子设备的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
实施例一
实施例一提供了一种种绿证交易市场分析方法，旨在通过对电力市场和绿证交易市场的各个数据进行分析，进而得到绿证交易市场的系统动力学分析模型。
需要说明的是，本实施例的模型建立和分析是在系统动力学的基础上进行的，系统动力学是一种分析和研究信息反馈系统的学科，其根据实际观测到的信息系统，通过计算机实验对系统的未来行为进行预测。系统动力学以反馈回路来描叙复杂系统的结构，将一阶反馈回路作为系统的基本结构。系统动力学模型的最大优点是能够处理高阶、非线性和多反馈的复杂时变系统问题，定量分析各种复杂系统的结构和功能，并对系统的各个功能进行定量分析。
可再生能源发电的发展过程具有多种复杂因素交织和相互制约的特点，各影响因素之间存在着相互影响、多层反馈的因果链，这些因果链之间存在多种中间变量的过渡，并最终形成一个相互反馈的链式结构。利用系统动力学仿真软件可将上述问题简单化，并能够客观地反映系统运作的作用机理，明确内部子系统之间的因果关系。
利用系统动力学模型，在Vensim软件平台上对电力市场和绿证交易市场的交互作用进行调整与运行，对系统中的参数(变量)与函数关系进行有效性验证。通过系统动力学模型对绿证交易市场进行分析，来研究可再生能源配额比例与可再生电力机组的补贴政策，对绿证供给量、绿证价格以及能源结构的影响；通过对电力市场的分析，来研究电力需求量与可再生能源配额比例，对传统能源供给量和电力价格的影响。进而实现对整个绿证交易市场的模拟分析预测。
请参照图1所示，一种绿证交易市场分析方法，包括以下步骤：
S101、根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；
上述的因果关系图可以用于说明各变量间的相互影响和相互作用关系，即绿证交易市场和电力市场中各个变量之间的相互关系，因果关系图还可以明确出系统动态模型的范围，便于后续的模型构建。
内外影响因素即内生变量和外生变量，内生变量是指该模型所要决定的变量，是由模型系统决定的；外生变量是指系统外部确定并输入系统的变量，只对系统产生影响而不受系统的影响；本实施例中指的是电力市场和绿证交易市场交互时存在的外生变量和内生变量，区分绿证交易市场模块和电力市场模块，分析各个变量间的因果关系，确定各个环节中的正负反馈关系。内生变量和外生变量可以根据实际情况进行选择、设定，本实施例中的内生变量包括传统能源装机容量、含补贴可再生能源装机容量、不含补贴可再生能源装机容量、退补率、发电厂商持有的绿证数量、电网公司持有的绿证数量、传统能源装机容量、电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量、绿证的预计销售量，外生变量包括电力需求、配额比例；因果关系图为内生变量和所述外生变量间的正负反馈关系图，正负反馈关系图即S103中系统动力学模型所包含的正因果和负因果，正因果关系代表其中一种变量增加时另一变量随之增加，负因果关系代表其中一种变量增加时另一变量随之减少。
S102、根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；
S102中的系统流量存量图目的是为了S101中因果关系图的基础上进一步对变量性质进行区分，其中的基本要素包括状态变量、速率变量及辅助变量，状态变量指的是描述系统积累效应的变量，速率变量指的是描述状态变量随时间变化的情况，辅助变量指的是状态变量和速率变量之间信息传递和转换过程的中间变量。本实施例中，状态变量包括电力价格变化、传统能源在建装机容量、传统能源装机容量、绿证价格变化、可再生能源在建装机容量、可再生能源装机容量、发电厂商持有的绿证数量、电网公司持有的绿证数量，速率变量包括电力超额需求、传统能源开始建设装机容量、传统能源在建装机完成容量、绿证超额需求、可再生能源开始建设装机容量、可再生能源在建装机完成容量、颁给可再生能源发电厂商的绿证数量、被卖给电网公司的绿证数量、电网公司上交的绿证数量，辅助变量包括电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量、绿证的预计销售量。
具体地，请参照图2所示，根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图，包括：
S1021、接收所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量；
S1021中的变量可以是一个发送端经过数据清洗等数据处理后得到的变量数据，也可以是客户端发送给服务器的变量数据，本实施例不对数据来源作具体限定。
S1202、将所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量输入至 Vensim平台；
上述的Vensim平台是系统动力学建模的建模软件/平台，其可以根据输入的数据动态反馈、生成相应的模型、系统流量存量图等。该平台属于常见的现有技术，因此本实施例不对具体生成过程进行阐述。
S1203、接收所述Vensim平台生成的系统流量存量图。
S103、根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
模型生成过程具体包括：
将所述系统流量存量图及预设变量关系方程输入至所述Vensim平台，所述预设变量关系方程包括状态方程、速率方程及辅助方程；上述的三个方程也是和S102中描述的状态变量、速率变量和辅助变量相对应的方程，该方程也是本实施例中选用的Vensim的系统动力学函数，可以更好的描述各个变量间的关系，并帮助Vensim更好地构建出所需的系统动力学模型，方程具体内容请参照以下说明：
所述状态方程为：
其中，LEVpTGC为绿证的价格激励，LEVp0为绿证的初始价格，RATTGC为绿证的超额需求，LEVinR为新增可再生能源装机量，LEVinR0为初始新增可再生能源装机量，RATfR为建设完成的可再生能源装机量；
所述速率方程为：RATTGC＝qp-qs，RATfR＝DELAY FIXED(RATsR,12,0)，其中，qp为绿证的预计购买量，qs为绿证的预计销售量，RATfR为建设完成的可再生能源装机量，RATsR为开始建设的可再生能源装机量；
所述辅助方程为：
其中，Qunsub为不含补贴的可再生能源发电量，R0为原有可再生能源装机量，h为装机年利用小时数，Qsub为含补贴的可再生能源发电量；
接收所述Vensim平台生成的系统动力学模型。
Vensim平台会根据流量存量图、各个环节的正负反馈关系，自动分析系统的作用机理，建立数学方程来描述定性与半定性的变量关系，确定各个变量之间的函数关系，即上述的三个方程，对系统内所有变量和常量进行设定和赋值，从而建立电力市场和绿证交易市场交互的系统动力学模型。
当然，在完成模型的建立后，还可以继续实时接收一些变量数据，并分成训练集和测试集，以对模型精度进行验证，精度较低时，可以继续对模型进行训练，例如增加输入Vensim平台的流量存量图数据量，函数参数调整等，精度较高时，可直接作为预测模型对绿证交易市场进行预测。
S104、结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
由于可再生机组退补时，会产生新的绿证交易需求，因此上述S104中针对可再生机组的退补情况进行分析预测。
本实施例中，上述的分析预测包括绿证供给量、绿证价格、电力、传统能源供给量、电力价格。当然，可以根据实际需求对分析预测内容进行更改，本实施例不对此进行限定。
实施例二
实施例二公开了一种对应上述实施例的绿证交易市场分析方法对应的装置，为上述实施例的虚拟装置结构，请参照图3所示，包括：
模型构建模块210，用于根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；并根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；最后根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
数据分析模块220，用于结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备包括处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340；计算机设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器310为例；电子设备中的处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的绿证交易市场分析方法对应的程序指令/模块(例如，绿证交易市场分析装置中的模型构建模块210、数据分析模块220)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例一的绿证交易市场分析方法。
存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置330可用于接收输入的用户身份信息、市场数据等。输出装置340 可包括显示屏等显示设备。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该存储介质可用于计算机执行绿证交易市场分析方法，该方法包括：
根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；
根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；
根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于绿证交易市场分析方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器 (Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory， RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述基于绿证交易市场分析装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绿证交易市场分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；
根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；
根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
2.如权利要求1所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，所述内外影响因素包括内生变量和外生变量，所述内生变量包括传统能源装机容量、含补贴可再生能源装机容量、不含补贴可再生能源装机容量、退补率、发电厂商持有的绿证数量、电网公司持有的绿证数量、传统能源装机容量、电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量和绿证的预计销售量；所述外生变量包括电力需求和配额比例。
3.如权利要求2所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，所述因果关系图为所述内生变量和所述外生变量间的正负反馈关系图。
4.如权利要求1所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，所述系统流量存量图的基本要素包括状态变量、速率变量及辅助变量，所述状态变量包括电力价格变化、传统能源在建装机容量、传统能源装机容量、绿证价格变化、可再生能源在建装机容量、可再生能源装机容量、发电厂商持有的绿证数量和电网公司持有的绿证数量，所述速率变量包括电力超额需求、传统能源开始建设装机容量、传统能源在建装机完成容量、绿证超额需求、可再生能源开始建设装机容量、可再生能源在建装机完成容量、颁给可再生能源发电厂商的绿证数量、被卖给电网公司的绿证数量和电网公司上交的绿证数量，所述辅助变量包括电力价格、煤电利润、传统能源发电量、绿证价格、绿电利润、可再生能源发电量、绿证的预计购买量和绿证的预计销售量。
5.如权利要求4所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图，包括：
接收所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量；
将所述因果关系图及所述状态变量、速率变量、辅助变量输入至Vensim平台；
接收所述Vensim平台生成的系统流量存量图。
6.如权利要求4所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型，包括：
将所述系统流量存量图及预设变量关系方程输入至所述Vensim平台，所述预设变量关系方程包括状态方程、速率方程及辅助方程；
所述状态方程为：
其中，LEVpTGC为绿证的价格激励，LEVp0为绿证的初始价格，RATTGC为绿证的超额需求，LEVinR为新增可再生能源装机量，LEVinR0为初始新增可再生能源装机量，RATfR为建设完成的可再生能源装机量；
所述速率方程为：RATTGC＝qp-qs，RATfR＝DELAY FIXED(RATsR,12,0)，其中，qp为绿证的预计购买量，qs为绿证的预计销售量，RATsR为开始建设的可再生能源装机量；
所述辅助方程为：
其中，Qunsub为不含补贴的可再生能源发电量，R0为原有可再生能源装机量，h为装机年利用小时数，Qsub为含补贴的可再生能源发电量；
接收所述Vensim平台生成的系统动力学模型。
7.如权利要求1所述的绿证交易市场分析方法，其特征在于，所述分析预测包括供给量、绿证价格、电力、传统能源供给量和电力价格。
8.一种绿证交易市场分析装置，其特征在于，其包括：
模型构建模块，用于根据绿证交易系统内外影响因素，生成因果关系图；并根据所述因果关系图，构建电力市场与所述绿证交易市场之间的系统流量存量图；最后根据所述系统流量存量图，构建所述电力市场与所述绿证交易市场交互的系统动力学模型；
数据分析模块，用于结合可再生机组退补情况，通过所述系统动力学模型对所述绿证交易市场进行分析预测。
9.一种电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的绿证交易市场分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的绿证交易市场分析方法。
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