文章导读
近年来以风能和光伏为代表的可再生能源电力消纳问题日渐突出，初期以补贴刺激其发展的方式资金缺口大且难以可持续实施，可再生能源配额制度(Renewable Portfolio Standard，RPS)及其配套的绿色证书交易机制(Tradable Green Certificates，TGC) 能够以市场化手段激励可再生能源有效消纳。本文梳理了电力市场和绿色证书市场之间的资源传递关系，构建了市场主体进行绿色证书和电力交易的基本框架，搭建了各耦合模块的系统动力学模型，仿真模拟了可再生能源发电商参与电力中长期以及绿色证书市场的策略，并分析了各市场的交易情况。
研究成果
1、梳理了配额制下，可再生能源发电商与售电商在可再生能源电力中长期市场、电力现货市场以及绿色证书市场之间的价格、供需传递关系。
2、搭建了包括可再生能源电力中长期合约交易、传统能源中长期合约交易、电力现货交易的电力市场与绿色证书市场等相互耦合模块的系统动力学模型，主拟分析了可再生能源发电商在电力中长期以及绿色证书市场中的交易情况。
主要内容
本文运用系统动力学方法搭建绿证市场与电力市场相互作用的机理模型，图1给出了绿证市场与电力市场交互模型的因果回路图。主要包括电力市场模块、绿色证书模块和发电商模块3个部分。发电商根据单位收益变化调整在现货市场中的报价。可再生能源电力中长期合约比例、可再生能源能源发电商在现货市场的中标量分别影响到绿色证书的需求量和供应量，进而影响到绿色证书的价格变化和发电商收益。发电商参与各市场的出力、绿证交易量、绿证价格等相关因素之间有着明显的因果关联，构成的反馈环路是系统动力学模型直接的呈现方式。
图1 因果回路图
本文运用Vensim PLE软件进行系统动力学模型的搭建与仿模拟真，算例中设置仿真周期为100天，现货市场时间步长为1天，中长期合约市场时长30天。
仿真周期内，售电商期望购买的绿证数量和可再生能源发电商期望销售的绿证数量之间的差值与绿色证书的价格如图2所示，绿证成交量如图3所示。由图2中绿线可知，绿色证书的价格在初期变化较大。这是因为在第一天时，可再生能源发电商在现货市场中标量为0，也就意味着此时绿色证书市场中无绿证供应，此时供远小于求，需求量与供给量的差值达到最大值，使得绿色证书价格由初始值（150元/张）急速上涨至最大值（300元/张）。由于第二日绿色证书价格达到最大值，超过了售电商预期购买价格（165元/张），因此售电商会减少对绿证的购买。此时绿证价格远超可再生能源发电商预期出售价格（144元/张），因此发电商会大幅度增加供应量，使得供大于求，从而使得绿色证书的价格有所回落。在后期绿色证书价格略有波动，但基本稳定在230元/张附近，价格的波动幅度与绿色证书需求量与供给量的差值呈正比例关系。随着仿真天数的推移，绿色证书的供需差整体呈现一正一负来回交叉变化的趋势，且幅度逐渐降低，反映在绿色证书价格上则是趋于平稳。
从图3中可以看出，除了第一日可再生能源发电商无证书进行交易，之后绿色证书的实际交易量与绿色证书价格整体呈负相关：当绿色证书价格下降时交易量会有所增加。每30天绿色证书的交易量都有会有阶跃式增加，这是由于可再生能源发电商与售电商签订的中长期合约比例减少，售电商为了完成配额义务，在绿证市场中的证书购买量会有所增加。
当配额比例发生变化时，售电商对可再生能源电力和绿色证书的需求会随之变化，当配额比例分别调整为12%和16%时，绿色证书市场的交易价格情况也会发生变化，如图4所示。从图中可以看出：①三种配额比例下，初始时刻由于无绿证供应导致绿证价格激增至峰值，配额比例越小，售电商对绿证的需求越少，供需量相差越大，使得第二日的绿色证书价格回落幅度越大。②三种配额比例下，绿色证书的价格均会趋向一个均衡值，且配额比例越高，均衡值越大。这是由于配额比例越高，售电商对于绿证的实际需求量越大，从而抬升了证书价格。
图4 不同配额比例下绿色证书价格
图5展示了不同配额比例下可再生能源发电商参与中长期市场及现货+绿证市场的单位出力收入变化，可以看出配额比例设置越高，可再生能源发电商在现货以及绿证两个市场的单位收入越高。这是由于配额比例的增大不会影响传统能源发电商的报价策略，即不会影响现货电价，但绿色证书价格随之上涨（如图4），从而使得可再生能源发电商在现货以及绿色证书两个市场的总收入上升。这为可再生能源发电商调整中长期合约比例提供了驱动力，因此配额比例越高，可再生能源发电商降低中长期合约比例的幅度越大，如图6所示。
仿真结果表明，绿色证书市场中的价格和交易量受供需影响，会处于波动状态，最终趋向一个均衡值。可再生能源发电商在现货市场和绿色证书市场中的单位收入高于在中长期市场中的单位收入，因此，在中长期合约价格保持不变的情况下，可再生能源发电商更倾向于同时参与现货市场和绿色证书市场，降低中长期合约的比例。这为可再生能源发电商进行策略调整提供了一定参考。
随着配额比例的增大，绿色证书的均衡价格上升，这有助于提高可再生能源发电商在现货和绿色证书两个市场的总收入，但是对于售电商而言，为了完成配额任务需要承担的经济压力越大，有可能会损害其参与积极性。因此综合而言，有必要参考绿色证书的均衡价格，将配额比例设置在合理的范围内。
