一类碳价、能源消费和经济发展三维动力系统分析

发布时间：2020-05-11 13:16

【摘要】：随着当今社会经济的发展,化石能源被大量使用,并排出大量的温室气体。为了实现减排目标,中国已相继建立八个试点碳市场。同时,碳定价成为碳市场的重要组成部分,在保持社会经济持续发展的同时,如何完善碳市场来降低碳排放以及通过降低能源强度促进碳减排成为学术界关心的问题。本文的研究内容如下:(1)碳价动力系统的动力学分析。首先基于碳价、能源消费和经济发展之间复杂的相互作用关系建立碳价、能源消费和经济发展三维动力系统(碳价动力系统)。接着研究不同参数下系统的动力学行为,由对应的相图初步得知碳价动力系统存在平衡点、周期轨、以及混沌吸引子等复杂行为。同时通过耗散性分析进一步研究混沌存在的参数条件。最后由系统的李雅普诺夫指数谱和分岔图验证该碳价动力系统存在混沌现象。(2)以中国为例对该系统进行情景分析。首先由深圳碳排放权交易所及中国统计年鉴获得所需碳价、能源消费和经济发展数据。采用加权平均法、层次分析法等方法对数据进行预处理。接着运用遗传算法识别实际系统的参数,我们发现实际系统在辨识参数下的相图是稳定的,这表明建立的碳价动力系统满足实际情况。最后,分析不同情景下,碳价、经济发展、二氧化碳排放、能源强度的演化规律。结果表明碳市场活跃度的提高使得碳价升高、二氧化碳排放量增加、在促进经济发展的同时能够降低能源强度;随着碳市场覆盖更多行业,碳价、经济发展、二氧化碳排、能源强度放均呈现下降的趋势。但碳市场活跃度提高和碳市场覆盖更多行业对碳价的影响均不够显著。
【图文】：

流程图,遗传算法,流程图,约束条件

图 2.1 遗传算法流程图Figure 2.1 The flow chart of genetic algorithm据以上分析，遗传算法可以简化为求函数最大值的优化问题。给出如所示的数学规划模型：max ( ),, (,f XX RR U 为决策变量，， max f (x)为目标函数式， X R, R U为约束条件，U间，R 是U 的子集。满足约束条件的解 X 称为可行解，集合R 表示所束条件的解所组成的集合，称为可行解集合。

相图,动力系统,相图

我们无法判断碳价、能源消费和经济发展将表现出何种状态，这说明碳价消费和经济发展三维动力系统在此参数条件下可能出现混沌现象，接下来我对此进行一定的理论分析。表 3.1 一组系统参数Table 3.1Aset of system parameters2a3a1b2b3b1c2c3c M N C 0.85 0.79 0.01 0.06 0.48 1.92 0.73 0.01 0.2 8.22 7.1改变参数1a 的值，令1a 0.1，选取初值(0.6,0.8,1.2) ，此时系统的相图如 3.。我们发现此时系统的相图呈现周期状态，这说明在此组参数下，该系统呈定状态，随着时间的增加，系统的轨线趋于周期状态。改变参数1a 为0.016，初值仍为(0.6,0.8,1.2) ，此时碳价动力系统的相图如图所示。我们发现随着时间的增加，碳价动力系统的轨线逐渐趋于一点。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F124;X196;O175

【参考文献】