[发明专利]基于合作博弈和综合赋权的梯级水电站聚合降维补偿效益分配方法

说明书

本发明涉及一种基于合作博弈和综合赋权的梯级水电站聚合降维补偿效益分配方法，目的在于克服当采用合作博弈理论分配效益时，因分配主体数量过多而导致计算效率低下，以及传统简便方法在补偿效益分配时存在的局限问题。本发明首先根据一定原则将梯级水电站聚合降维形成若干主体，其次基于合作博弈理论分配各主体间的补偿效益，最后在各聚合主体内部根据“综合赋权”的思想进一步分配各电站间的补偿效益，实施例表明，本发明能够科学量化数量较多的梯级水电站间的补偿关系和发电补偿效益，合理分配发电效益增量至各电站。

技术领域

本发明涉及流域梯级水电站优化调度领域，特别是一种针对数量较多的梯级水电站，基于合作博弈和综合赋权的发电补偿效益耦合降维分配方法。

背景技术

梯级水电站通过联合调度可大幅提升梯级整体发电经济效益，这主要是因为在调度运行过程中，梯级水电站会利用自身调节性能改变水能资源在时间和空间上的分布，使得上游电站对下游电站产生一定的补偿作用。因此，如何量化梯级水电站的发电补偿效益，并将发电补偿效益在各电站间进行合理分配成为近年来的研究热点之一。

目前有关以上问题的研究成果主要体现如下：1.构建梯级水电站优化调度模型，对比分析有无施益电站时下游各电站的发电量变化，利用单指标、综合指标、熵权、离差平方、比例分配等简便方法将上游施益电站对下游受益电站的发电增量效益在各电站间进行分配，该类成果仅量化了少量调节性能较好的控制性电站对下游电站的发电补偿效益，而未考量所有电站在联合调度时的相互影响，同时分配方法也存在局限性，如单指标法考虑因素不全面，综合指标法难以克服确定指标个数和权重时的主观影响，熵权法和离差平方法虽克服了主观赋值的问题，但可能与实际情况存在偏离，比例分配法虽有政策性文件支撑，但也受制于政策时效性和人为主观性；2.构建梯级水电站优化调度模型，采用合作博弈理论方法，求解梯级水电站所有联盟形式下的发电效益，进而在所有电站间分配发电补偿效益，该类成果尽管能够克服第1类成果中简单分配方法的诸多缺点，但当电站数量较多时，电站的合作形式数量也会急剧增加，直接导致优化调度模型的计算量大幅增长，因此该类成果在求解电站数量较多的效益补偿问题时，面临着如何提升计算效率的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服当采用合作博弈理论分配效益时，因分配主体数量过多而导致计算效率低下，以及传统简便方法在补偿效益分配时存在的局限问题，特提出一种基于合作博弈和综合赋权的梯级水电站聚合降维补偿效益分配方法，该方法首先根据一定原则将梯级水电站聚合降维形成若干主体，其次基于合作博弈理论分配各主体间的补偿效益，最后在各聚合主体内部根据“综合赋权”的思想进一步分配各电站间的补偿效益。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于合作博弈和综合赋权的梯级水电站聚合降维补偿效益分配方法，其特征在于，具体包含如下步骤：

步骤1：根根据各电站间的关联关系，基于一定原则，将梯级所有电站(电站总数为n，对应集合N＝{1,2,…,n})聚合降维，划分为若干主体(主体数量为m，m≤n，对应集合M＝{1,2,...,m})，达到减少主体数量和组合情况的目的。主体划分可综合考虑如下原则：

S11：运营管辖关系。属于同一开发主体运营管辖的电站可划分为同一主体。

S12：上下游关系。地理位置上属于直接上下游关系的电站可划分为同一主体。

S13：调节性能和联调关系。在梯级水电站调度中，多考虑将上游调节性能较好电站连同其下游调节性能较差电站匹配运行，形成“1个控制性电站带多个调节性能较差电站”的情形，以达到增加防洪安全和经济效益、减少弃水的目的，因此可将这些电站划分为同一主体。