基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法、装置及计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法、装置及计算机设备，所述方法包括获取不同的边界条件参数，对未来时段划分预设个数的电网运行场景；在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果；基于所述第一出清结果针对预设市场主体的出力或负荷置零时进行第二次模拟出清计算，得到第二出清结果；计算市场主体对所有联络线的边际贡献度；根据所述边际贡献度计算市场主体的Shapley值；根据所述市场主体的Shapley值确定其对应的市场主体是否作为分摊对象以及作为分摊对象时需要分摊的阻塞费用。本发明专利技术通过模拟出清过程中计算市场主体对各个线路的阻塞边际贡献度，求和得到Shapley值，并以市场主体Shapley值的权重为参考，划分阻塞盈余的分摊对象和分摊比例。对象和分摊比例。对象和分摊比例。

【技术实现步骤摘要】
基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法、装置及计算机设备


[0001]本专利技术属于电力市场
，具体涉及一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法、装置及计算机设备。

技术介绍

[0002]随着新一轮电力市场改革的推进，第一批8个电力现货市场建设试点已进入长周期不间断试运行阶段。结算结果表明，各个试点结算均存在不平衡费用，其中阻塞盈余问题尤为突出，2021年5月广东试点试运行期间，结算产生阻塞盈余合计9.5亿元，需要对这部分费用进行合理疏导。由于我国电力现货市场大多数试点都采用节点电价机制，市场主体所在节点的电能量价格由系统能量价格、阻塞价格和网损价格组成。当线路发生阻塞时，必然会产生阻塞分量，抬高受阻节点出清价格，导致输电线路两侧的发用电节点电价产生差异，带来购售费用的偏差，这部分的交易盈余即阻塞盈余。
[0003]相关技术中，阻塞盈余本质是当系统发生阻塞，为满足市场需求，调用费用更高的机组缓解潮流造成的交易盈余，市场需要对这部分资金合理分摊。阻塞盈余分摊的原则是权利与义务对等，即当线路输电达到其上限时，造成线路阻塞的主体应承担阻塞费用，支付输配电费的主体拥有输电权，享受阻塞费用的返还。现有技术中存在市场对阻塞盈余通过交易输电权的市场机制，以竞拍等方式分配输电权进行阻塞费用分摊；也存在电力市场采用受限出力补偿的机制，当发生阻塞导致发电侧的电送不出去，电网需要对因阻塞受限的出力进行补偿，符合分摊原则。而由于国内电力现货市场建设处于初期阶段，尚未能建立成熟的市场机制来疏导阻塞盈余。目前各试点根据自身特点设计的结算分摊规则，不一定符合“谁产生谁承担”的分摊原则，分摊比例也不一定合理。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法、装置及计算机设备，以解决现有技术中根据自身特点设计的结算分摊规则及分摊比例不合理的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法，包括：
[0006]获取市场主体和电网系统的基础数据；所述基础数据包括出清所需的边界条件参数；
[0007]根据不同的边界条件参数，对未来预设时间段划分预设个数的电网运行场景；其中，所述电网运行场景指环境因素带来的影响电力产品价格、数量与质量以及输配电稳定性的场景；
[0008]在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果；
[0009]基于所述第一出清结果针对预设市场主体的出力或负荷置零时进行第二次模拟出清计算，得到第二出清结果；
[0010]结合所述第一出清结果和第二出清结果计算市场主体对所有联络线的边际贡献度；
[0011]对所有电网运行场景进行迭代，根据所述边际贡献度计算市场主体的Shapley值；
[0012]直到所述电网运行场景迭代次数大于预设阈值，在联络线发生阻塞时，根据所述市场主体的Shapley值确定其对应的市场主体是否作为分摊对象以及作为分摊对象时需要分摊的阻塞费用。
[0013]进一步的，所述出清所需的边界条件参数，包括：
[0014]机组成本拟合报价曲线、机组爬坡速率参数、用户节点负荷预测、断面及线路潮流限值参数、气温、来水情况、供需、月份以及电力系统网络拓扑结构。
[0015]进一步的，所述根据不同的边界条件参数，对未来预设时间段划分预设个数的电网运行场景，包括：
[0016]根对未来一年据气温、来水情况、供需、月份划分为预设个数的电网运行场景；
[0017]采用如下方式计算电网运行场景出现的概率，
[0018][0019]其中，f(s)为电网运行场景s出现的概率，以一年中场景天数d为场景概率衡量指标。
[0020]进一步的，所述在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果，包括：
[0021]构建Shapley值模型；所述Shapley值模型为
[0022][0023]其中，φ1(x),φ2(x),
…
,φ
n
(x)代表n个市场主体的Shapley值；
[0024]在电网运行场景s下，利用针对市场主体i对线路x构建的Shapley值模型模拟出清计算得到第一出清结果c1；令
[0025][0026]其中，Q1(j),P1(j)为第一出清结果c1中市场主体j的出清量和价。
[0027]进一步的，所述结合所述第一出清结果和第二出清结果计算市场主体对所有联络线的边际贡献度，包括：
[0028]对任意一条线路x，边际贡献度指市场主体i的出力或负荷置零时，由其余市场主体代替出力缓解线路潮流所带来的新增成本，根据以下公式计算得到：
[0029][0030]其中，φ
i，s
(x)为边际贡献度，Q2(j),P2(j)分别为第二出清结果c2中主体j的出清量和价；G(j,x)为主体j对线路x的发电转移分布因子；
[0031]如果市场主体i对于线路x的边际贡献小于0，则将贡献率置零，代表该市场主体i
没有造成线路x的阻塞，无需承担相应的阻塞费用；
[0032]对于市场主体i，再计算其对线路x+1的边际贡献度，直至得到主体i对所有线路的边际贡献。
[0033]进一步的，所述对所有电网运行场景进行迭代，根据所述边际贡献度计算市场主体的Shapley值，包括：
[0034]迭代所有电网运行场景，发用电侧主体i对联络线x的Shapley值由以下公式算得：
[0035][0036]其中，为Shapley值。
[0037]进一步的，所述根据所述市场主体的Shapley值确定其对应的市场主体是否作为分摊对象以及作为分摊对象时需要分摊的阻塞费用，包括：
[0038]对于计算得到的Shapley值，若市场主体i的边际贡献度等于0，则市场主体i不需要分摊当联络线x发生阻塞时的阻塞费用，其余边际贡献度不为零的市场主体则作为分摊对象；
[0039]当线路x发生阻塞时，以每个主体对线路x的Shapley值为权重，分摊产生阻塞盈余F，市场主体i应分摊的阻塞费用由以下公式计算：
[0040][0041]本申请实施例提供一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊装置，包括：
[0042]获取模块，用于获取市场主体和电网系统的基础数据；所述基础数据包括出清所需的边界条件参数；
[0043]划分模块，用于根据不同的边界条件参数，对未来预设时间段划分预设个数的电网运行场景；其中，所述电网运行场景指环境因素带来的影响电力产品价格、数量与质量以及输配电稳定性的场景；
[0044]第一计算模块，用于在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果；
[0045]第二计算模块，用于基于所述第一出清结果针对预设市场主体的出力或负荷置零时进行第二次模拟出清计算，得到第二出清结果；
[0046]第三计算模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Shapley值的阻塞盈余分摊方法，其特征在于，包括：获取市场主体和电网系统的基础数据；所述基础数据包括出清所需的边界条件参数；根据不同的边界条件参数，对未来预设时间段划分预设个数的电网运行场景；其中，所述电网运行场景指环境因素带来的影响电力产品价格、数量与质量以及输配电稳定性的场景；在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果；基于所述第一出清结果针对预设市场主体的出力或负荷置零时进行第二次模拟出清计算，得到第二出清结果；结合所述第一出清结果和第二出清结果计算市场主体对所有联络线的边际贡献度；对所有电网运行场景进行迭代，根据所述边际贡献度计算市场主体的Shapley值；直到所述电网运行场景迭代次数大于预设阈值，在联络线发生阻塞时，根据所述市场主体的Shapley值确定其对应的市场主体是否作为分摊对象以及作为分摊对象时需要分摊的阻塞费用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出清所需的边界条件参数，包括：机组成本拟合报价曲线、机组爬坡速率参数、用户节点负荷预测、断面及线路潮流限值参数、气温、来水情况、供需、月份以及电力系统网络拓扑结构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据不同的边界条件参数，对未来预设时间段划分预设个数的电网运行场景，包括：根对未来一年据气温、来水情况、供需、月份划分为预设个数的电网运行场景；采用如下方式计算电网运行场景出现的概率，其中，f(s)为电网运行场景s出现的概率，以一年中场景天数d为场景概率衡量指标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各个电网运行场景下进行第一次模拟出清计算，得到第一出清结果，包括：构建Shapley值模型；所述Shapley值模型为其中，φ1(x),φ2(x),
…
,φ
n
(x)代表n个市场主体的Shapley值；在电网运行场景s下，利用针对市场主体i对线路x构建的Shapley值模型模拟出清计算得到第一出清结果c1；令其中，Q1(j),P1(j)为第一出清结果c1中市场主体j的出清量和价。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结合所述第一出清结果和第二出清结果计算市场主体对所有联络线的边际贡献度，包括：对任意一条线路x，边际贡献度指市场主体i的出力或负荷置零时，由其余市场主体代替出力缓解线路潮流所带来的新增成本，根据以下公式计算得到：
其中，φ
i，s
(x)为边际贡献度，Q2(j)...

【专利技术属性】
技术研发人员：段睿钦，李秀峰，刘双全，朱欣春，吴洋，邵其专，蒋燕，周彬彬，赵珍玉，周涵，陈凯，王有香，张聪通，栾毅，马腾飞，张杰，张琳波，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：