[发明专利]一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法

权利要求书

1.一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取由电网、天然气网和供热网组成的综合能源系统网络拓扑的节点信息和网络拓扑各支路的电阻电抗值以及风机节点的风电机组输出功率数据；

分别构建所述综合能源系统中的主体即配电公司、风电机组、供热企业和电转气装置的收益模型和成本模型；

得到所述综合能源系统的整体收益模型和整体成本模型；

分别确定所述电网、天然气网和供热网的运行约束条件；

根据所述电网、天然气网和供热网的运行约束条件以及风电机组输出功率的预测误差，建立风电机组输出功率的概率密度函数，来修正所述综合能源系统的整体收益模型和整体成本模型；

利用GAMS平台求解所述整体收益模型和整体成本模型，得到最优解即所述综合能源系统的整体收益最大时各个主体的输出功率；

根据所述最优解，基于Shapley值法分配所述综合能源系统的整体收益，得到电转气装置的分摊成本。

2.根据权利要求1所述的一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法，其特征在于，所述分别构建所述综合能源系统中的主体即配电公司、风电机组、供热企业和电转气装置的收益模型和成本模型，包括：

所述配电公司的收益模型：

其中，t表示运行时刻；T表示运行时间；P_tpp,t表示时刻t外购电的电量；表示碳交易价格；D、E分别表示所述综合能源系统分到的碳配额、实际碳排量；

p_tran、p_out、p_fe-wt、p_fe-CHP、p_re、p_spr分别表示电力输配电价、所述综合能源系统向外购电电价、风电上网电价、CHP上网电价、风电机组单位容量备用成本、电转气作为系统备用容量的备用价格；

所述配电公司的成本模型：

式中：下标CHP为热电联产机组，即燃气轮机和余热锅炉的组合，在其中承担发电职能的为燃气轮机；p_tran、p_out、p_fe-wt、p_fe-CHP、p_re、p_spr分别表示电力输配电价、向外购电电价、风电机组上网电价、CHP上网电价、风电机组单位容量备用成本、电转气作为系统备用容量的备用价格；P_DWG,t、P_CHP,t、P_PtG,t分别表示风电机组、CHP、电转气装置在t时刻的输出功率；r₁、r₂分别表示由于风电接入而增加的上、下旋转备用量系数；

所述风电机组的收益模型：

R_DWG＝p_fe-wtP_DWG,t

所述风电机组的成本模型：

式中：C^wind表示单位弃风成本，表示风电机组在t时刻的预测输出功率；

所述供热企业的收益模型：

所述供热企业的成本模型：

式中：下标GB为燃气锅炉；H_GB,t、H_PtG,t分别表示燃气锅炉和电转气在t时刻的产热量；P_DWG,t、P_CHP,t、P_PtG,t分别表示风电机组、CHP、电转气装置在t时刻的输出功率；p_sh、p_se、p_gas分别表示售热价格、工业用电的售电价格、天然气价格；η_GT、η_ss、η_GB分别为CHP发电效率、CHP散热损失率、GB热效率；L_HVNG为天然气低热值；

所述电转气装置的收益模型：

所述电转气装置的成本模型：

式中：ω表示电转气生成单位天然气所需的二氧化碳系数；C^M表示二氧化碳价格；ff_PtG,t表示t时刻电转气装置的天然气产量；为电转气装置成本等年值化后，转换为每日成本的日转换系数，取1/365；分别表示电转气建设成本的折现系数与固定运行费用系数；x_PtG、分别表示电转气建设0-1变量与单位容量投资费用；为待建电转气的额定容量。