PDF《基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法》

文献[9] 提出基于合作博弈的输电网合 作投资费用的分摊方法,采用核心、核仁及 Shapley 值3种方法将成本分摊给各发电机和用户;

文献 [10]采用合作博弈方法分摊输电费用,并通过算例 验证了其有效性和公平性;

文献[11] 采用合作博弈 理论求取电网和用户双方都能接受的分摊方案,不 仅能明显改善负荷曲线,还能降低用户电费;

文献 [12?13]提出一种计算分布式电源节点电价的方法, 该方法以网损量(排放量)最少为优化目标,通过合 作博弈方法计算网损(排放)减少分摊量,并基于该 分摊结果对各节点电价进行修正,能有效降低网损 (排放量). 在上述背景下,本文首先定义了系统运行成本 函数和排放函数分别用以量化电能替代的经济效益 和环境效益;

然后基于合作博弈方法[14?15] ,采用成本 (效益)分摊问题中的核仁和 Shapley 值方法对电能 替代效益进行分摊;

最后,对五机系统的计算分析表 明,基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法遵循 按贡献分摊的原则,满足公平性要求,能激励用户参 与电能替代,从而推动电能替代的发展. 第3期陈星莺,等:基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法 ? ?

1 电能替代效益的量化方法 为了对电能替代效益实现量化计算,本节定义 了系统运行成本函数和排放函数分别作为分析电能 替代的经济效益和环境效益的客观依据. 实施电能替代之前,终端用户使用分散的传统 化石能源设备,能源利用率低,排放量大. 终端用户 电能替代之前的成本函数和排放函数分别如式(1) 和式(2)所示. Cl i(PLi )= al i P2 Li +bl i PLi +cl i (1) El i(PLi )= el i P2 Li +f l i PLi +gl i (2) 其中,Cl i 为用户 i 消耗化石能源的成本函数;

El i 为用 户i的排放函数;

PLi 为满足用户 i 能源需求的等效 用电量(即用户 i 的电能替代量);

al i 、bl i 、cl i 为成本函 数参数;

el i 、 f l i 、gl i 为排放函数参数. 实施电能替代后,终端用户依靠电网电力提供 能源,此时需要电厂增发电量以供应终端用户. 发 电机发电成本及排放函数分别为: Cg j (PGj )= ag j P2 Gj +bg j PGj +cg j (3) Eg j (PGj )= eg j P2 Gj +f g j PGj +gg j (4) 其中,Cg j 为发电机 j 的发电成本函数;

Eg j 为发电机 j 的排放函数;

PGj 为发电机 j 的发电量;

ag j 、bg j 、cg j 为发 电机 j 的成本函数参数;

eg j 、 f g j 、gg j 为发电机 j 的排放 函数参数. 忽略网络阻塞,终端用户 i 接入电网后(此时记 为电能替代负荷 i),电网调度的目标是在满足供需 平衡和各机组出力限制的约束条件下,合理安排各 发电机组的有功出力,使系统的运行成本和排放量 最小. 为确定此时各发电机的增发电量,建立多目 标优化调度模型如下: min ∑ NG j =

1 Cg j (PGj ) min ∑ NG j =

1 Eg j (PGj ) s.t. ∑ NG j =

1 PGj =∑ i PLi PGj.min ≤PGj ≤PGj.max ì ? í ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (5) 其中,NG 为系统发电机总数;

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