PDF《基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法》

? ? 第39 卷第3期2019 年3月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.

39 No.3 Mar.

2019 基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法 陈星莺,郁清云,谢俊,余昆(河海大学 能源与电气学院,江苏 南京 211100) 摘要:电能替代对于落实节能环保政策、实现能源战略转型具有实际意义. 为了将电能替代效益公平合理地 分摊给电力用户,激励用户参与电能替代,提出一种基于合作博弈理论的电能替代效益分摊方法. 分析电能 替代对降低生产运行成本和减少污染排放的价值,并对其进行量化;

基于合作博弈理论,采用核仁和 Shapley 值法对电能替代效益进行分摊. 算例验证了所提电能替代效益分摊方法的有效性和合理性. 关键词:电能替代;

合作博弈论;

效益分摊;

核仁法;

Shapley 值法 中图分类号:TM

73 文献标识码:A DOI:10.16081 / j.issn.1006-6047.2019.03.005 收稿日期:2018-05-07;

修回日期:2018-12-27 基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFB0901100);

国家 电网公司总部科技项目(电能替代典型场景优化互动及电 网调控支撑技术及应用) Project supported by the National Key R&

D Program of China (2016YFB0901100) and the Science and Technology Program of SGCC(Optimization,Interaction,Regulate and Control of Power Grid for Typical Scenarios of Electric Energy Substitution)

0 引言 随着我国经济的高速发展,我国以煤为主的能 源结构所引起的环境问题日益严重,为此,国家电网 公司开展了 以电代煤,以电代油,用清洁电 为核 心理念的电能替代工作. 电能替代是指在终端能源 消费环节利用电力能源代替煤炭、石油、天然气等化 石能源以及常规终端能源的能源消费方式. 通过电 能替代,在电网公司增供扩销的同时,能够有效减少 终端化石能源的消耗,缓解污染物排放对环境造成 的压力,产生显著的经济效益和环境效益[1?3] . 近年来电能替代的理论和实践研究工作已经全 面开启:文献[2] 结合售电侧改革背景,提出 互联 网+ 电能替代的概念,并对其总体发展路线、关键 技术以及多元主体下的经济效益进行了分析和探 讨;

文献[3]建立电能替代的环境负荷 IPAT(human Impact of Population,Affluence and Technology)模型, 用以对多情景下终端电能替代的中长期潜力进行预 测分析;

文献[4] 提出一种基于粒子群优化支持向 量机的方法,能实现对电能替代潜力的有效预测;

文献[5]对商业用户电能采暖替代的

2 种主流技术选 型进行研究,以2类电采暖/ 制冷系统(同时配置冷 水机组制冷系统和蓄热式电锅炉供暖系统以及兼具 制冷、供暖功能的地源热泵系统)成本偏差最小为目 标,提出一种直接求取边界条件的优化模型;

文献 [6]对接入风电和电锅炉等电采暖负荷的配电网进 行可靠性评估. 以上文献大多偏向于电能替代的潜 力分析和运行方式的优化研究,鲜见从市场化的角 度研究电能替代的效益分摊问题. 国家发改委颁布的《关于推进电能替代的指导 意见》[7] 指出,各地方政府可通过财政补贴、奖励等 方式对符合条件的电能替代项目和技术予以支持, 而随着电力体制改革的推进和电力市场的建设,还 可以通过优化电能替代电价制度对参与电能替代的 用户进行合理价格补偿,而科学、公平、合理地分摊 电能替代效益是确定合理电价的基础,有利于充分 发挥价格信号的作用,调动电能替代用户参与电能 替代的积极性,推动电能替代的发展. 基于合作博弈的成本(效益) 方法是一种在多 利益主体间公平分摊成本(效益)的方法,有较强的 理论背景,国内外学者对其在电力系统成本(效益) 分摊领域的应用进行了深入研究. 文献[8] 运用基 于合作博弈的成本分摊理论来分摊机组启动费用, 验证了分摊的合理性和公平性,并对核的存在性进 行了讨论;