昆明理工大学李璐、朱泽良 等：基于系统动力学的需求侧响应节能减排政策模拟研究

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导语

为应对“双碳”目标下需求侧多政策市场协同节能减排的复杂调控挑战，昆明理工大学研究团队在《电工技术学报》2026年第7期提出基于系统动力学的用能权-碳市场-绿证多市场耦合政策模拟方法。设计了一种动态双权互换机制，并引入绿证抵消机制与自主超额消纳机制，通过差异化情景仿真探究最优政策组合与调控参数。算例结果从节能减排成效、企业用能成本及绿电消纳水平三方面验证了该模型在高耗能行业需求侧响应中协同控能降碳、平衡企业负担和提升可再生能源消纳比例的有效性。

研究背景

在实现“双碳”与“双控”目标过程中，用能权市场、碳市场和绿色证书市场分别发挥极其重要的作用，但目前存在多类市场化政策工具在实际运行中缺乏有效联动机制，存在政策叠加成本偏高、约束重复以及价格信号传导不畅等问题。且多是以发电商和供给侧为研究主体，缺少能源用户视角下的互动研究，因此有必要从需求侧用能企业视角构建多维度市场耦合分析框架，进一步完善市场交易体系，探究不同政策工具协同运行条件下对需求侧用能企业节能减排行为的综合影响。

论文所解决的问题及意义

政策市场耦合关系决定需求侧节能减排与企业用能成本效益，因此每种政策组合与机制参数的调整都需要按照开展大量情景模拟与实证检验，以表征系统能耗、碳排放和交易成本等关键因素制约多市场协同政策的优化设计与落地应用效率。

研究团队构建一种基于系统动力学的需求侧响应节能减排政策模型，可快速量化多市场耦合下的系统演化规律与政策实施效果，避免了繁杂耗时的多政策情景试验与数据测算过程，并通过调整动态双权互换比例、节能减排强度等参数优化系统调控效果，实时更新市场价格、交易行为与节能减排数据，提升政策设计效率，实现用能管控-碳减排-绿电消纳的一体化。

图1 三市场模型因果关系图

论文方法及创新点

1、设计了一种多市场耦合系统动力学模型

为构建符合真实市场运行特征的用能权-碳-绿证多市场耦合模型，研究团队将需求侧高耗能企业的用能行为看作由用能权市场、碳排放权市场与绿证市场组成的三市场耦合系统，采用系统动力学方法，利用Vensim软件实现多市场耦合系统的动态仿真模型的参数化建模与仿真。

图2 三市场耦合存量流量图

2、构建了一种用能权与碳排放权动态互换机制

考虑到用能权和碳排放权有对用能企业进行双重考核的可能，两种制度有重叠部分，同时耗能指标与碳排放指标可互相量化，因此本文建立了动态双权互换机制，允许用能单位在一定限制条件下进行双权的互换交易。

表1 情景设计

图3 交易量变化对比

3、引入了绿色证书抵消和超额消纳机制

考虑到用能企业在生产过程中用电产生的间接碳排放，因此引入绿色证书抵消机制和自主超额消纳机制，通过控制多市场供需改变电力价格，可以间接影响用能企业的消纳量，有效激励用能企业低碳绿色发展。

图4 消纳情况

图5 有无超额消纳机制下的用能权成本对比

结论

1）本模型利用动态双权互换机制优化企业履约路径，显著降低用能与碳排放管控压力，有助于企业自主选择履约途径，提升节能减排效率。

2）在政策实施前期多市场耦合机制对整个系统所展现出的效果不明显，中后期的影响较为显著。前期调整能耗强度和碳排放强度降低率可有效提高企业固碳技术和固碳量，但只侧重于单一政策的调整不能有效降低碳排放量，后期绿电价格补贴政策的力度对碳减排的影响更加显著。

3）绿电超额消纳量受到多个因素的影响，其中主要包括绿电价格、火电价格和绿证价格等，引入绿证抵消与超额消纳机制，有效促使企业优先使用绿电、减少化石能源消耗，用能企业消纳成本与用能权交易成本显著下降。

团队介绍

李璐

博士，副教授，硕士生导师。研究方向为电力市场、能源经济学。

朱泽良

硕士研究生，研究方向为电力市场、可再生能源政策。

毕贵红

博士，教授，硕士生导师。研究方向为新能源系统建模、优化与智能数据分析。

本工作成果发表在2026年第7期《电工技术学报》，论文标题为"基于系统动力学的需求侧响应节能减排政策模拟研究"。本课题为国家重点研发计划资助项目。

引用本文

李璐, 朱泽良, 毕贵红, 陈仕龙, 赖俊升. 基于系统动力学的需求侧响应节能减排政策模拟研究[J]. 电工技术学报, 2026, 41(7): 2267-2280. Li Lu, Zhu Zeliang, Bi Guihong, Chen Shilong, Lai Junsheng. Simulation Research on Energy Conservation and Emission Reduction Policies Based on Demand-Side Response of System Dynamics. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(7): 2267-2280.