双边交易电力市场下基于核仁理论的网损分摊方法

该文介绍了目前国内外对双边交易模式下网损分摊方法的研究现状，提出了双边交易模式下基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法，并与基于合作博弈论中Shapley值理论的网损分摊方法进行了详细比较。该方法考虑了不同的市场参与者对网损的影响，能够将网损合理分摊到各个交易中，而且不受各交易追加次序的影响，充分体现了公开、公平、公正的市场原则，易于市场成员理解和接受。数值计算和算例验证了该方法的公平性和有效性。     

联营电力市场结算盈余的分摊研究

在节点电价体系下,联营电力市场必将出现结算盈余。在理论上阐述了联营电力市场结算盈余产生的根本原因,然后尝试应用成本分摊理论来分摊网损结算盈余。并结合具体算例讨论了网损结算盈余分摊的核的存在性问题。在对网损结算盈余函数特性进行分析的基础上,提出采用Shapley值法来分摊网损结算盈余。基于Shapley值的网损结算盈余分摊方法平等地对待每个负荷,其分摊原理公平,计算方法简便,收支完全平衡。数值算例结果表明,基于Shapley值的网损结算盈余分摊方法是公平有效的。     

基于双边Shapley值网损分摊计算分析

随着电力市场化改革,自备电厂为实现利益最大化,作为转供电源为企业用户提供电能,电网为其提供输电服务,电厂和用户需承担电能在输送过程中造成的损耗。Shapley值分摊法可以解决电能在传输中该分摊的损耗,既考虑了市场成员在集体中的作用,对交叉项进行了合理的分摊,同时又可为市场和用户提供经济鼓励信号。但当系统存在多交易时,因交易联盟个数过多而导致无法用Shapley值分摊法计算,对此采用双边Shapley值分摊法来解决实际电网由于交易个数过多造成的组合"爆炸"问题。实例计算结果表明,该方法和传统Shapley值分摊法分摊结果接近,而计算量大大减少,在工程计算中可作为Shapley值分摊法的近似解,解决了自备电厂因转供造成的网损分摊问题。     

基于Bilateral Shapley值的双边交易阻塞成本分摊

在阻塞管理中，基于Shapley值的分摊方法是一种常用的方法。在双边交易模式下，用Shapley值方法分摊阻塞成本不仅具有经济合理性，而且能提供明显的经济激励信号。但是当双边交易比较多时交易的联盟组合数就会很大，不利于工程计算。为此，本文提出采用一种Shapley值的改进方法——Bilateral Shapley值来分摊阻塞成本。理论分析和仿真计算表明，Bilateral Shapley值是一种Shapley值的近似解，不但具有Shapley值分摊费用的优点，而且解决了Shapley值的联盟组合“爆炸”问题。     

多种交易模式下基于Shapley值的网损分摊方法

探讨电力市场多种交易模式下输电网网损的分摊问题。提出将双边交易向联营交易等值的概念与方法,给出了系统网损在等值联营模式下分配的Shapley值模型。运用合作博弈理论的Shapley值法将网损分配给各负荷联营交易。该方法适用于混合交易模式的电力市场,既满足电网的物理特性,又给出了良好的经济信号。通过对IEEE5节点系统进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于改进Shapley值的输电网网损优化与分摊方法

网损优化与分摊是我国电力市场改革中亟待解决的技术问题。针对中长期电力市场中的网损优化与分摊问题,通过引入基准模式,提出了改进Shapley值分配方法。在此基础上,以传统的内嵌网损经济调度模型为基础,提出了中长期电力市场中以网损最小为目标的输电网优化调度方法和基于改进Shapley值的网损分摊方法。最后基于我国某省区电力市场实际数据构造算例,验证了所提出方法的有效性。     

基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略

随着多能耦合的加强和能源改革的推进,综合能源市场逐步建立,其中综合能源现货市场的剧烈价格波动给综合能源服务商带来了较大的风险。针对该问题提出了一种基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略,首先建立了基于风险价值理论的现货市场交易风险评估模型,其次通过建立综合能源服务商间的合作联盟,降低整体联盟的现货市场交易风险,最后采用Shapley值法对联盟中的成员进行风险分摊,并提出一个该风险分摊结果的交易规则。算例结果表明,综合能源服务商通过结成联盟,可以有效降低其参与现货市场的风险,基于Shapley值的风险分摊方法保证了分配的公平和联盟的稳定,验证了该模型的有效性和可行性。     

适用于双边交易的一种基于灵敏度的网损分摊方法

在电力市场下网损分摊问题的处理方法中,灵敏度方法由于具有经济导向作用,受到了普遍关注.但其分摊结果中常常出现一些交易承担负值网损份额的情况,这是不公平的.因为如果没有其他交易,任一交易都必定承担正值网损,所有交易既然在使用电力网络的过程中都生成了网损,应该让它们一起承担系统网损,即平均分摊到正值的网损份额.在此基础上,作者提出了一种适用于双边交易的使用线路网损灵敏度分摊网损的损耗分摊方法.先计算得出各交易在每条线路上的线路网损灵敏度;然后以其绝对值为依据,在各交易间分摊所有线路上的网损;最后加总,得到各交易应承担的总网损份额.以IEEE2机14节点系统的11个双边交易为例,通过对算例系统的计算、分析及比较,验证了所提算法在依据灵敏度合理分摊网损的同时,能够解决灵敏度类方法中网损份额结果存在负值的问题.     

计及配电商的电力零售市场网损分摊方法

通过分析电力零售市场交易关系,提出售电商、用户和配电商共同承担网损的原则。定义了所有交易的功率传输因子矩阵,确定每笔交易的功率传输分布;通过对转移的网损积分等值,确定配电商购入功率的全网分布。基于功率分布,引入贡献因子理论,从支路功率的角度计算网损分摊系数,向所有市场参与者分摊网损。仿真结果表明,该方法有效、合理,能够完成竞争性电力零售市场中网损分摊的任务。     

辅助服务中的网损分摊

分析了现有的某些网损分摊方法的不足，指出分摊因子为复数的分摊方法造成的“无中生有”的分摊结果，是由于忽视了网络中任一点的节点电压都是由所有节点的注入功率共同维持而造成的。在此基础上给出了一种用于辅助服务中网损分摊的网损表达式，并提出了一种基于最优性偏差的非线性函数值对其自变量的分摊方案，这种分摊方案着力于促使整个系统运行效率的提高，能够提供正确的经济信号。数值算例表明，所提出的网损分摊方案是有效的，具有较好的合理性。     

A cooperative game theory analysis for transmission loss allocation

This paper presents an analysis and discussion, based on cooperative game theory, for the allocation of the cost of losses to generators and demands in transmission systems. We construct a cooperative game theory model in which the players are represented by equivalent bilateral exchanges and we search for a unique loss allocation solution, the Core. Other solution concepts, such as the Shapley Value, the Bilateral Shapley Value and the Kernel are also explored. Our main objective is to illustrate why is not possible to find an optimal solution for allocating the cost of losses to the users of a network. Results and relevant conclusions are presented for a 4-bus system and a 14-bus system.     

Transmission loss allocation using combined game theory and artificial neural network

An artificial neural network based method is suggested for allocation of transmission loss in a deregulated power system involving bilateral contract based power transactions between power suppliers and the distribution companies. The proposed method allocates transmission losses to operating transactions on the basis of Shapley value game theoretic approach. For this, bilateral transactions for power system are simulated and corresponding losses are obtained through load flow analysis. Shapley value approach is used to calculate the loss allocations. A large number of such simulation cases are generated and a large data pool stores these possible bilateral transactions and the corresponding loss allocations following Shapley value approach. For allocating losses to the transactions of an operating system environment the required neural network is developed online. A simple filtering technique is used to extract the suitable training data that are close enough to the actual operating condition from the generated data pool and neural network is trained online. The performance of such a network when tested on standard power networks has been found to be very encouraging.     

基于交易的支路潮流和损耗分摊

在输电网开放的双边(多边)交易电力市场中，独立系统运行员(ISO)应当准确地计算各笔交易在电网的每一条支路上引起的潮流和损耗，一方面为分摊网络成本和损耗提供依据，另一方面向他们提供正确的经济信号，从而激励他们高效地使用电网和降低网损。文中提出一种基于交易的分摊支路潮流和损耗的方法(BPFA)，该方法允许各交易选择自己的网损补偿策略(比如增加发电机出力和(或)降低对用户的供电)，同时也考虑了节点注入无功功率对支路潮流和损耗的影响。以一个3机7节点的系统为例，分别用BPFA和新近报道的基于交易的支路潮流和网损分摊(TBPF)方法计算两笔转运交易在每一条支路上所引起的有功功率和有功损耗，结果表明BPFA能够反映交易对网络的实际使用程度，从而能够向市场参与者提供更为准确的经济信号，同时计算速度也比TBPF快。     

基于Shapley值抽样估计法的风-光-水互补发电增益分配方法

在多利益主体市场环境下,建立公平、合理、高效的互补发电增益分配方法是保障风-光-水互补发电优化调度能够实施的关键.针对风-光-水互补发电的特点,在建立考虑随机性、波动性和互补效益的风-光-水互补发电优化调度模型的基础上,提出风-光-水互补发电增益量化方法;在经典Shapley值(SV)法的基础上,提出基于Shapley值抽样估计(SSVE)法的风-光-水互补发电增益分配方法,并提出基于强化学习(RL)的样本量分配法,以提高SSVE法的精确性和计算效率.算例结果验证了采用RL样本量分配法的SSVE法的有效性,且SSVE法能够有效减少计算量以及解决经典SV法的组合爆炸问题.     

Probabilistic Game Approaches for Network Cost Allocation

In a restructured power market, the network cost is to be allocated between multiple players utilizing the system in varying capacities. Cooperative game approaches based on Shapley value and Nucleolus provide stable models for embedded cost allocation of power networks. Varying network usage necessitates the introduction of probabilistic approaches to cooperative games. This paper proposes a variety of probabilistic cooperative game approaches. These have variably been modeled based upon the probability of existence of players, the probability of existence of coalitions, and the probability of players joining a particular coalition along with their joining in a particular sequence. Application of these approaches to power networks reflects the system usage in a more justified way. Consistent and stable results qualify the application of probabilistic cooperative game approaches for cost allocation of power networks.      

基于最优潮流与合作博弈理论的互联电网经济效益分析

实施输电网络开放、促进区间经济功率交换,是电力市场化的重要内容。中以最优潮流和节点电价作为分析工具,基于合作博弈理论中的核仁,提出了多区域电力系统互联运行的成本和利润分配方法。对IEEE30节点系统的分析计算结果表明,与基于Shapley值的分配相比较,所提出的方法实现了系统互联运行成本和利润在市场参与之间的合理分配,既满足个体理性,也满足集体理性,保证了联盟结构稳定。     

基于叠加定理和Aumann-Shapley法的发电权交易网损分摊

发电权交易使得电网的潮流以及损耗发生变化,对电网的运行成本产生影响,因此如何有效计及这种影响并对电网进行相应的补偿是亟待解决的问题。为解决此问题,首先针对断面网损进行研究,在断面下将输电网等效为线性电路,发电机和负荷等效为电流源,通过叠加原理确定各支路潮流及功率损耗与各电流源的关系式,进而确定发电权交易量与网损变化量的关系式。其次,将网损分摊看作一个合作博弈问题,即网损是由所有参与者共同合作的结果。应用Aumann-Shapley法对支路的互耦合功率损耗进行分摊,可保证结果公平合理,且具有经济一致性。最后,通过IEEE9节点标准算例进行仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于Shapley值的输电网损分配

输电网损是电力市场运作的成本之一，必须合理地分配给市场中的各个交易或各市场成员，这是传统的电路理论未曾涉及，而现在电力市场必须解决的新问题。目前，已有的方法不是基于直觉工程意义，就是基于假设加电路的基本理论，它们没有任何经济学意义。为此，基于博弈论中的Shapley值，提出了电力市场中输电网损分配的一种新方法，这种方法从市场竞争的角度平等地考虑了各个交易对电网损耗的影响，它不受各交易追加次序和电网功率因数的影响，能将电网损耗公正，公平地分配给电力市场中的各个交易，具有很好的经济学意义，仿真结果验证了该方法是有效的。