[发明专利]面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法

说明书

本发明公开了一种面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法，能够对各参与主体合作结果的公平性进行分析，该方法包括：获取综合能源系统中参与主体信息；根据参与主体数量，建立第一联盟矩阵；根据所述参与主体类型以及任意综合能源系统与所述参与主体的对应关系，对所述第一联盟矩阵进行转化，得到第二联盟矩阵；根据综合能源系统参与主体的可控容量，建立边际贡献列向量；根据综合能源系统参与主体合作模式下增加的总成本和增加的总收益计算合作剩余；根据Shapley分配规则，以及所述第二联盟矩阵、边际贡献列向量和所述合作剩余建立各参与主体的收益模型；根据各参与主体的成本和所述收益，计算净利润；最后对净利润进行关键参数敏感度分析。

技术领域

本发明涉及工业园区综合能源技术领域，具体涉及面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法。

背景技术

随着我国能源技术革命进程推进以及电力体制改革全面深化，综合能源系统中的参与主体趋于多元化，且运营主体有了直接对用户售电的机会。工业园区综合能源系统一般以天然气冷热电三联供系统(CCHP)为核心能量转换装置，同时因地制宜配置分布式光伏发电系统、分布式储能系统等其他电源，因此也催生了多元化的运营主体。综合能源系统中多参与主体之间的博弈行为和运营模式对各方收益以及系统的整体效益有很大影响。在优化配置园区资源的同时，公平合理地分配收益、分摊成本是各参与主体在博弈中关注的焦点。

已有研究更侧重于多能源系统的非合作运营模式，对各参与主体合作运营模式的博弈行为以及成本分摊和收益分配方法研究较少。工业园区综合能源系统中一般集成了以工业用户为主的冷、热、电等多种二次能源负荷需求，具有需求量大、负荷特性复杂、可靠性要求高等特点，且园区内电网、冷/热网需相互协调，以达到提高能源利用效率的目的。工业园区综合能源系统采取合作博弈的运营模式，能够增加各参与主体的利益，为用户提高更优质的供能服务，提高工业园区整体经济效益和社会效益。

因此亟待提供一种能够对各参与主体合作结果的公平性进行分析的方法。以便于在提高综合能源系统整体运行效益的同时，保证各参与主体的成本分摊及收益分配的公平合理。

发明内容

本发明提供了一种面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法，能够对各参与主体合作结果的公平性进行分析的方法。以便于在提高综合能源系统整体运行效益的同时，保证各参与主体的成本分摊及收益分配的公平合理。

本发明中一种面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法包括：

获取综合能源系统中参与主体信息，其中包括参与主体类型、数量信息以及任意综合能源系统与所述参与主体的对应关系；

根据所述参与主体数量，建立第一联盟矩阵，所述第一联盟矩阵为(2ⁿ-1)×n阶矩阵；

根据所述参与主体类型以及任意综合能源系统与所述参与主体的对应关系，对所述第一联盟矩阵进行转化，得到第二联盟矩阵，所述第二联盟矩阵为(2ⁿ-1)×n阶0-1矩阵，矩阵中的每一行代表一个联盟，每一列的序号代表一个参与主体；矩阵中的“0”元素表示不参与合作博弈，“1”元素代表参与合作博弈；矩阵每一行各元素构成一个二进制数，且从第二行开始，每一行元素构成的二进制数等于前一行元素构成二进制数加1；

根据综合能源系统参与主体的可控容量，建立边际贡献列向量；

根据综合能源系统参与主体合作模式下增加的总成本和增加的总收益计算合作剩余；

根据Shapley分配规则，以及所述第二联盟矩阵、边际贡献列向量和所述合作剩余建立各参与主体的收益模型；

根据各参与主体的成本和所述收益，计算净利润；

对所述净利润进行关键参数敏感度分析，并在同一坐标轴中绘制敏感性分析曲线，若各参与主体的敏感性曲线可以交汇于同一点，那么证明该分配方法是公平。