[发明专利]一种基于Shapley值改进的阻塞成本分配方法

说明书

本发明公开了一种基于Shapley值改进的阻塞成本分配方法，包括：(1)计算考虑网络约束和不考虑网络约束的电力系统运行状况，得到各时刻的阻塞成本；(2)将负荷作为参与者，根据撤销用户的方式形成联盟，以负的阻塞成本作为特征函数，并得到每一个联盟的特征函数，形成合作博弈模型；(3)求解所述合作博弈模型的Shapley值；(4)建立基于Shapley值改进的合作博弈求解模型，即最公平最小核心求解模型；(5)根据求解得到的分配策略进行阻塞成本分配。本发明稳定性更高。

技术领域

本发明涉及电力技术，尤其涉及一种基于Shapley值改进的阻塞成本分配方法。

背景技术

随着可再生能源的大量并网，远距离跨区输送的规模也持续增长，使得电网的安全运行压力增加，尤其是通过影响调峰需求引起的重要输电断面阻塞现象时有发生。对阻塞成本进行公平稳定的合理分摊具有越来越重要的实际意义。最公平的分摊方式是利用合作博弈理论的Shapley值法，然而该分摊方式只具有公平性不具备稳定性。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基于Shapley值改进的阻塞成本分配方法，稳定性更高。

技术方案：本发明所述的基于Shapley值改进的阻塞成本分配方法包括：

(1)计算考虑网络约束和不考虑网络约束的电力系统运行状况，得到各时刻的阻塞成本；

(2)将负荷作为参与者，根据撤销用户的方式形成联盟，以负的阻塞成本作为特征函数，并得到每一个联盟的特征函数，形成合作博弈模型；

(3)求解所述合作博弈模型的Shapley值；

(4)建立基于Shapley值改进的合作博弈求解模型，即最公平最小核心求解模型；

(5)根据求解得到的分配策略进行阻塞成本分配。

进一步的，该方法还包括：

(6)从有效性、个体理性、公平性和稳定性四个方面验证最小核心求解模型的性能。

进一步的，步骤(3)中Shapley值计算公式为：

式中：为参与者i的Shapley值；ν(S)是联盟S的特征函数；ν(S/i)是联盟S中剔除参与者i后形成的新联盟的特征函数；|S|表示联盟S中参与者的数量；n是参与者数量；N是所有参与者可以形成的2ⁿ-1个子集的集合。

进一步的，步骤(4)具体包括：

(4-1)计算合作博弈模型的最小核心z^*，其物理意义为最小化最大不满意度，模型如下：

式中：z为目标函数，合作博弈模型的最小核心，z^*为z最优解；x(S)是联盟S中参与者的分摊之和；x(N)是大联盟N中参与者的分摊之和；v(N)是大联盟N的特征函数；e(x,S)表示某种分摊方式下对联盟S的不满意程度；

(4-2)根据步骤(4-1)得到的最小核心z^*和步骤(3)中的Shapley值，建立基于Shapley值改进的合作博弈求解模型，即最公平最小核心求解模型，模型如下：

式中：以参与者的分摊和Shapley值的范式距离最小为目标函数；x是所有参与者的分摊向量，x＝[x₁,x₂,…x_i,…,x_n]；是所有参与者的Shapley值分摊结果，v({i})是当联盟中只有参与者i时的特征函数。

进一步的，步骤(6)具体包括：