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Differential Electricity Pricing and Load Management Strategies for Virtual Power Plant Considering the Synergistic Effect of Green Certificate Trading and Carbon Trading

グリーン証書取引と炭素取引の相乗効果を考慮した仮想発電所の差別化電力価格設定と負荷管理戦略 (AI 翻訳)

Xiaoou Liu

International Journal of Energy Research📚 査読済 / ジャーナル2026-01-01#炭素価格Origin: CN
DOI: 10.1155/er/4304140
原典: https://doi.org/10.1155/er/4304140

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、中国北部の暖房地域におけるCHPユニットの熱電制約を解決するため、電動ヒートポンプ、炭素回収システム、共有蓄電を組み込んだ仮想発電所（VPP）フレームワークを提案。VPPと産業ユーザ間のリーダー・フォロワーゲームモデルを構築し、グリーン証書取引と炭素排出権取引の相乗効果を考慮した差別化電力価格戦略を最適化。天津の事例分析では、VPP利益が110%以上向上、炭素排出量13.9%削減、ユーザーコスト4.56%低減を実証。

English

This paper proposes a virtual power plant (VPP) framework with electric heat pump, carbon capture, and shared storage to overcome CHP heat-power coupling in northern China. A leader-follower game optimizes differential pricing considering green certificate and carbon trading synergy. A Tianjin case study shows over 110% VPP profit increase, 13.9% carbon reduction, and 4.56% lower user costs.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

中国の事例だが、炭素取引とグリーン証書取引の連携は日本のGX-ETSや非化石証書市場にも応用可能。VPPと需要家の価格設計は、日本におけるカーボンプライシングと再エネ促進策の統合に示唆を与える。

In the global GX context

This study demonstrates how combining carbon and green certificate markets can boost VPP profitability and decarbonization. It offers a model for countries like Japan that are introducing carbon pricing and renewable energy certificate systems, showing potential for integrated market design and demand-side flexibility.

👥 読者別の含意

🔬研究者:A novel optimization framework combining carbon and green certificate trading with VPP operations, applicable to similar integrated market designs.

🏢実務担当者:Demonstrates how differential pricing and flexible equipment can enhance VPP profitability while reducing emissions, useful for corporate sustainability teams designing demand-side management.

🏛政策担当者:Provides evidence for the synergistic benefits of linking carbon and green certificate markets, informing the design of integrated climate policy frameworks.

📄 抄録（日本語訳）

カーボンニュートラル目標の下で、本論文は中国北部の暖房地域における運用柔軟性と低炭素性能の向上という重要な課題に取り組む。そこでは、熱電併給（CHP）ユニットの熱負荷によって決定される発電量が再生可能エネルギーの消費を制限している。この課題に対処するため、電気ヒートポンプ（EHP）、炭素回収システム、および共有エネルギー貯蔵を組み込んだ新規の仮想発電所（VPP）フレームワークを提案する。また、VPPと複数の産業ユーザーとの間のリーダー・フォロワーゲームモデルも構築する。上位レベルモデルは、グリーン証書取引（GCT）と炭素排出権取引（CET）の相乗効果を考慮した差別化電力価格戦略を設計することによりVPPの利益を最適化し、自己適応型免疫遺伝的アルゴリズム（SIGA）を用いて解く。下位レベルモデルは、生産プロセスに基づく負荷管理を通じてユーザーコストを最小化し、双対上昇法と交互方向乗数法を用いて解く。中国天津の事例分析は、提案された戦略がベースラインシナリオと比較してVPPの利益を110%以上増加させ、炭素排出量を13.9%削減し、再生可能エネルギー利用の容量を強化し、ユーザーの総コストを4.56%削減することを実証している。これらの結果は、GCT-CETの相乗メカニズムが、柔軟な機器構成と差別化価格設定と組み合わさることで、低炭素移行、経済効率、および再生可能エネルギー消費を効果的に調整することを検証している。これは、北部暖房地域におけるVPP運用のための実行可能な経路を提供できる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Under the carbon neutrality goals, this paper addresses the critical challenge of enhancing operational flexibility and low‐carbon performance in northern China’s heating regions, where the power generation determined by heat for combined heat and power (CHP) unit restricts renewable energy consumption. To tackle this, a novel virtual power plant (VPP) framework is proposed by incorporating electric heat pump (EHP), carbon capture system, and shared energy storage. A leader‐follower game model is also built between the VPP and multiple industrial users. The upper‐level model optimizes VPP profit by designing differential electricity pricing strategies considering the synergistic effect of green certificate trading (GCT) and carbon emission trading (CET), solved using a self‐adaptive immune genetic algorithm (SIGA). The lower‐level model minimizes user costs through production process‐based load management, solved via a dual ascent and alternating direction multiplier method. Example analysis from Tianjin, China, demonstrates that the proposed strategy increases VPP profit by over 110% compared to a baseline scenario, reduces carbon emissions by 13.9%, enhances the capacity of renewable energy utilization, and lowers total user costs by 4.56%. These results verify that the synergistic GCT‐CET mechanism, combined with flexible equipment configuration and differentiated pricing, effectively coordinates low‐carbon transition, economic efficiency, and renewable energy consumption. It can provide a viable pathway for VPP operation in northern heating regions.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。