本发明涉及碳排放管理领域，更具体地，涉及一种基于合作博弈的碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法。
背景技术：
目前，碳排放权交易是一种基于市场调节机制实现环境保护的经济手段，其交易过程一般是先由政府管理部门根据区域内的环境容量、资源情况和二氧化碳的总量控制目标确定碳排放总额，向该地区内核准有减排义务的碳排放交易市场主体(控排企业)分配，各参与主体根据自身排放情况参与交易。如果其所分配到的排放配额小于实际的排放量，则需要从市场上购买碳排放权缺额或通过自行减排以避免高额的罚金，现在缺少合理分配购买碳排放权缺额和自行减排的计算方法。
技术实现要素：
本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法，包括以下步骤：
s1.建立计算碳排放权需求方企业的总成本的数学模型；
s2.计算碳排放权需求方企业的自行减排的碳排放总量和从市场购买的碳排放权总量，使碳排放权需求方企业的碳排放总成本达到最低阈值。
上述数学模型的构建原理如下：碳排放权交易的交易过程一般是先由政府管理部门根据区域内的环境容量、资源情况和二氧化碳的总量控制目标确定碳排放总额，向该地区内核准有减排义务的碳排放交易市场主体(控排企业)分配，各参与主体根据自身排放情况参与交易。如果其所分配到的排放配额小于实际的排放量，为避免高额的罚金，一方面可以选择从市场上购买碳排放权，另一方面也可以通过自身减排降低二氧化碳排放量。因此，所述数学模型首先定义碳排放权缺额总量、自行减排的碳排放总量、从市场购买的碳排放权总量以及相关的成本函数，最后得到碳排放权需求方企业的总成本为从市场购买的碳排放权的成本和自行减排的成本之和。
优选地，所述步骤s1包括以下步骤：
s11.设定模型参数，其中，qt为碳排放权需求方企业的碳排放权缺额总量，qt为定值，
qt为碳排放权需求方企业自行减排的碳排放总量，则
pt为碳排放权需求方企业从市场购买的碳排放权总量，由碳排放权缺额总量减去自行减排的碳排放总量而得，也即qt＝pt+qt；
从市场购买的碳排放权成本函数为线性p＝a+bpt，其中，a和b为大于0的参数，通过市场中的历史数据线性拟合获得；
碳排放权需求方企业的自行减排的碳排放成本函数为
s12.建立模型，碳排放权需求方企业的总成本为从市场购买的碳排放权的成本和自行减排的成本之和，根据以下函数：
πt＝m*qt+p*pt＝m*qt+p*(qt-qt)
得出碳排放权需求方企业的总成本πt。
优选地，所述步骤s2包括以下步骤：
s21.当且仅当m＝p时，碳排放权需求方企业的总成本达到最低阈值，此时
由于qt＞0，取值为：
得出碳排放权需求方企业自行减排的碳排放总量qt；
s22.根据以下公式：
得出碳排放权需求方企业从市场购买的碳排放权总量pt。
优选地，所述a和b均为定值。
优选地，所述c和d均为定值。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明采用了基于合作博弈的计算方法，利用企业自行减排的碳排放成本函数与从市场购买的碳排放权成本函数之间的关系，在企业碳排放权缺额总量一定的情况下，通过合作博弈为碳排放权需求方分析自行减排总量和需要从市场购买的碳排放权总量，使得碳排放权需求方总成本达到最低阈值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法，如图1所示，包括以下步骤：
s1.建立计算碳排放权需求方企业的总成本的数学模型；
s2.计算碳排放权需求方企业的自行减排的碳排放总量和从市场购买的碳排放权总量，使碳排放权需求方企业的碳排放总成本达到最低阈值。
上述数学模型的构建原理如下：碳排放权交易的交易过程一般是先由政府管理部门根据区域内的环境容量、资源情况和二氧化碳的总量控制目标确定碳排放总额，向该地区内核准有减排义务的碳排放交易市场主体(控排企业)分配，各参与主体根据自身排放情况参与交易。如果其所分配到的排放配额小于实际的排放量，为避免高额的罚金，一方面可以选择从市场上购买碳排放权，另一方面也可以通过自身减排降低二氧化碳排放量。因此，所述数学模型首先定义碳排放权缺额总量、自行减排的碳排放总量、从市场购买的碳排放权总量以及相关的成本函数，最后得到碳排放权需求方企业的总成本为从市场购买的碳排放权的成本和自行减排的成本之和。
在本实施例中，步骤s1包括以下步骤：
s11.设定模型参数，其中，qt为碳排放权需求方企业的碳排放权缺额总量，qt为定值，
qt为碳排放权需求方企业自行减排的碳排放总量，则
pt为碳排放权需求方企业从市场购买的碳排放权总量，由碳排放权缺额总量减去自行减排的碳排放总量而得，也即qt＝pt+qt；
从市场购买的碳排放权成本函数为线性p＝a+bpt，其中，a和b为大于0的参数，通过市场中的历史数据线性拟合获得；
碳排放权需求方企业的自行减排的碳排放成本函数为
s12.建立模型，碳排放权需求方企业的总成本为从市场购买的碳排放权的成本和自行减排的成本之和，根据以下函数：
πt＝m*qt+p*pt＝m*qt+p*(qt-qt)
得出碳排放权需求方企业的总成本πt。
在本实施例中，步骤s2包括以下步骤：
s21.当且仅当m＝p时，碳排放权需求方企业的总成本达到最低阈值，此时
由于qt＞0，取值为：
得出碳排放权需求方企业自行减排的碳排放总量qt；
s22.根据以下公式：
得出碳排放权需求方企业从市场购买的碳排放权总量pt。
在本实施例中，所述a和b均为定值。
在本实施例中，所述c和d均为定值。
下面通过一个实际的算例对本实施例进行说明：
假设市场上的碳排放权需求函数参数a＝6，b＝4，所有企业的自行减排成本参数c＝5，d＝3，
则市场上碳排放权需求函数为
p＝6+4pt
所有企业的自行减排成本函数为
代入数据可得所有企业最优的自行减排量总额为
则所有企业最优的从市场上购买的碳排放权总额为
pt＝qt-qt＝7-2＝5(万吨)
此时，所有企业的总成本
即所有企业最优的自行减排量总额为2万吨，市场上购买量的碳排放权总额为5万吨时，所有企业的总成本最小为182万元。可通过下表对比当pt和qt不同组合时所有企业的总成本。
通过上表可知，在合作博弈下，当所有企业碳排放缺额为7万吨时，企业的最优合作博弈策略是自行减排量总额2万吨，市场上购买的碳排放权总额5万吨，所有企业的总成本最小为182万元。
综上所述，对于碳排放权需求方企业，使用本实施例提出的基于合作博弈的碳排放权购买总量和自行减排总量确定方法，能深入电力行业碳排放权交易过程，充分利用企业自行减排成本函数与市场碳排放权需求函数之间的关系，在企业碳排放权缺额总量一定的情况下，通过合作博弈为碳排放权需求方制定最优自行减排总量和交易总量策略，使得碳排放权需求方总成本达到最小，为企业在碳排放权交易博弈过程中提供最佳决策的建议。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。