基于Shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法与流程

专利检索2025-08-03  20


[]本发明涉及基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法。


背景技术:

0、[背景技术]

1、电力辅助服务市场建立后,要向提供调频服务的机组支付调频里程费,由此产生如何向调频需求引致方合理分摊和收取调频里程费的问题。调频里程源于系统竞争性负荷的实时波动。为维持供需平衡,调频机组响应agc控制指令做出出力上、下调节之调节量的绝对值之和称作调频里程。调频里程引致方包括引起系统负荷实时波动的用户侧负荷和各新能源场站。目前,电力部门实际采用的方法中暂未考虑向风电场等新能源场站收取调频里程费,但新能源场站出力的波动性、随机性大,恰恰是引起调频里程需求的主要因素。由于调频里程由多种负荷波动因素叠加后决定,如何分清各引致方的调频里程责任成为调频里程费合理分摊的难点。目前的方法基于控制区域引致的agc需求量正比于区域agc需求曲线的均值、方差、变化次数和平均变化幅度,从而将控制区域上述四项乘积占所有控制区域四项乘积之和的比重,作为相应区域内各引致方对agc需求的分摊比例。但该方法并不能区分区域内个体对调频里程的责任。


技术实现思路

0、[
技术实现要素:
]

1、本发明克服了现有技术的不足,提供了基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,通过枚举各种包含调频需求方目标个体的联盟,测算这些联盟中计入该个体相对于不计入该个体所会产生的边际收益,并将这些收益求均值,以评估目标个体对整个群体成本或效益的影响,实现调频里程费在各新能源场站和用户负荷间的公平分摊。

2、为实现上述目的,本发明采用了下列技术方案:

3、基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:包括有

4、s1、确定作为联盟成员的调频需求方;

5、s2、枚举联盟,选取一个调频需求方,并枚举所有不含该调频需求方而由其他调频需求方组成的子联盟;

6、s3、计算子联盟效益,对于选取的调频需求方,在有或没有该调频需求方的条件下,分别计算出力波形叠加后的波动里程数,并将两者相减,得到该调频需求方参与各子联盟时对系统调频里程数的边际贡献;

7、s4、计算shapley值,根据调频需求方参与各联盟时对系统调频里程数的边际贡献,评估其分担系统调频里程数的shapley值;

8、s5、对每一调频需求方执行步骤s2-s4;

9、s6、计算调频里程费分摊因子并按分摊因子分摊调频里程费,按shapley值的比重计算各调频需求方的调频里程费分摊因子,并按分摊因子分摊调频里程费。

10、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s1中的一个调频需求方包括对应每一地级市的一个聚合风电场,一个聚合风电场由同一地级市所有风电场同期出力加总构成。

11、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s1中的调频需求方包括用户侧负荷,并视作一个调频需求方。

12、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s2中

13、对选取调频需求方i枚举所有不含该调频需求方、由其他调频需求方组成的联盟,记为s-i,k(k=1,…,na,-i,其中na,-i表示不含调频需求方i的联盟个数)。

14、5、根据权利要求4所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s3中

15、叠加子联盟s-i,k中各方目标日的出力或用电负荷波形,测算叠加后波形的波动里程数

16、

17、其中,为考察期内包含的调频时间间隔数;lt表示联盟s-i,k成员出力或负荷叠加后波形中第t时刻的值。

18、再叠加调频需求方i在目标日的波形,采用同式(1)相同的方法测算叠加后波形的波动里程数,记作v(s-i,k∪i),进而计算调频需求方i对联盟s-i,k波动里程数的边际效用为v(s-i,k∪i)-v(s-i,k),对每一子联盟s-i,k(k=1,…,na,-i)实施本步骤。

19、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s4中

20、设定有n个调频需求方,调频需求方加入联盟的顺序共有n!种,若每一种顺序下的联盟效益都不同,则第i个调频需求方的shapley分摊值为:

21、

22、式中,na,-i表示由不含第i个调频需求方的其他调频需求方组成的联盟的个数;s-i为除第i个调频需求方之外的调频需求方构成的联盟,,该集合中参与者的排列有顺序性。对于调频里程费分摊问题,联盟产生的调频里程只取决于联盟中调频需求方的组合,与这些调频需求方的加载顺序无关,因此将第i个调频需求方的shapley分摊值修正为

23、

24、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s5中

25、可对各地级市聚合风电场和用户侧系统负荷分别按式(3)求取shapley值,设对第i个地级市聚合风电场测算得到的shapley值为对用户侧系统负荷测算得到的shapley值为

26、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s6中

27、按shapley值的比重定义聚合风电场i的调频里程费分摊因子为

28、

29、同理,定义负荷方的调频里程分摊因子为

30、

31、进而,若设目标月的调频里程总费用为fmile,则聚合风电场i的调频里程费分摊为

32、

33、系统负荷分担的调频里程费为

34、

35、再将进一步分摊给第i个地级市各风电场时,由于同一地区风力随机性相似,故按各风电场上网电量比例分摊;在将分摊给各终端用户时,按各用户购电比例分摊。

36、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:可设定shapley值的测算日期。

37、如上所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:shapley值的测算日期可设定为一日,或设定为多日取测算结果的均值。

38、本发明的有益效果是:

39、1、本发明可以对风电场和用户侧负荷分摊调频里程费;

40、2、本发明对地级市风电场实施聚合,使得调频里程费分摊能区分不同地域风力随机性的差异,同时又使得调频里程费分摊不太繁琐,便于实施;

41、3、本发明调频里程费分摊因子可反映各调频需求方自身出力或负荷波动情况对系统调频里程的贡献,更为公平合理。



技术特征:

1.基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:包括有

2.根据权利要求1所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s1中的一个调频需求方包括对应每一地级市的一个聚合风电场,一个聚合风电场由同一地级市所有风电场同期出力加总构成。

3.根据权利要求2所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s1中的调频需求方包括用户侧负荷,并视作一个调频需求方。

4.根据权利要求3所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s2中

5.根据权利要求4所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s3中

6.根据权利要求5所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s4中

7.根据权利要求6所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s5中

8.根据权利要求7所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:s6中

9.根据权利要求1所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:可设定shapley值的测算日期。

10.根据权利要求9所述的基于shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,其特征在于:shapley值的测算日期可设定为一日,或设定为多日取测算结果的均值。


技术总结
本发明公开了基于Shapley值的新能源场站调频里程费分摊方法,包括有S1确定作为联盟成员的调频需求方;S2枚举联盟;S3计算子联盟效益;S4计算Shapley值;S5对每一调频需求方执行步骤S2‑S4;S6计算调频里程费分摊因子并按分摊因子分摊调频里程费,通过枚举各种包含调频需求方目标个体的联盟,测算这些联盟中计入该个体相对于不计入该个体所会产生的边际收益,并将这些收益求均值,以评估目标个体对整个群体成本或效益的影响,实现调频里程费在各新能源场站和用户负荷间的公平分摊。

技术研发人员:李宏杰,曹媛媛,吴冰洲,谢毅,郭建栋,张超,李裕民,汪涛,袁晓鹏,刘杰,雷晓强,申少辉
受保护的技术使用者:山西电力交易中心有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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