[發明專利]偏差電量考核下考慮多主體博弈的售電公司成本控制策略

在審

• 申請號: 202011467296.X
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112907019A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 肖白;崔涵淇;張小娜;姜卓
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種偏差電量考核下考慮多主體博弈的售電公司成本控制策略，其特征是，它包括以下內容：

1)基于AHP-Logit模型分析售電公司市場競爭力

建立售電公司的市場競爭力評價指標體系，并采取AHP法對各售電公司的市場價值進行評估，然后利用Logit模型根據售電公司市場價值評估結果計算其對應的市場占有率：

①建立售電公司市場競爭力的評價指標體系

a)售電業務(A1)由產品種類(B1)和平均售電價格(B2)兩個指標構成，分別由售電產品種類數目和平均售電價格定量描述；

b)服務質量(A2)由營業網點便捷性(B3)、繳費方便性(B4)、業務受理及時性(B5)三個指標構成，其中繳費方便性(B4)由營業網點區域覆蓋率來衡量，用戶傾向于選擇辦理業務方便和業務受理及時的售電公司；

c)企業品牌(A3)由公司口碑(B6)、公司規模(B7)兩個指標構成；

②計算售電公司市場競爭力評價指標評分

采用公式(1)對指標B1-B7中的定量指標的數值進行處理，其結果作為該指標的評分：

式中，為指標的評分值；為指標處理前的實際值，和分別為各售電公司處理前的指標值的最大值和最小值；m_max和m_min分別為各指標評分范圍的最大值和最小值；指標B1-B7中的定性指標，需由電力交易中心結合各售電公司的歷史經營水平評分；

③利用層次分析法評估售電公司市場價值

采用AHP法對各指標進行兩兩比較，構造判斷矩陣，由9級標度擴展法形成B1-B7各指標之間的相對重要性程度判斷矩陣從而確定各指標權重值，利用公式(2)對售電公司市場價值進行評估；

式中，V為售電公司的市場價值；為指標的權重，

利用公式(2)，根據各售電公司的指標評分結果可以得到對應的V_i，i＝1,2,3,…,n，n為售電公司個數，

各售電公司的市場價值權重采用公式(3)計算：

式中，η_i為售電公司i的市場價值權重；

④基于Logit模型的售電公司市場占有率計算

在開放的售電市場中，用戶會根據自身需求和偏好選擇不同的售電公司，通過公式(4)所示的Logit模型計算用戶對不同售電公司的選擇概率，從而模擬市場中電力用戶選擇售電公司的比例，得到各售電公司的市場占有率：

式中，τ_i為售電公司i的市場占有率，i＝1,2,3,…,n，n為售電公司個數；e為自然常數；

2)計算偏差電量考核下售電公司合作聯盟購電成本

考慮到不同售電公司的市場競爭力和需求響應能力的存在差異的特點，引入了雙邊協商購電合同的概念，即售電公司鼓勵用戶參與需求響應，以幫助供電公司緩解高峰時段供電壓力、節省規劃建設成本為條件，和對方進行協商得到雙方滿意的購電價格；

①售電公司合作博弈前的購電成本

計及售電公司的市場競爭力的售電公司與供電公司的雙邊協商購電價格，包括基礎價格、協商價格與補償價格；售電公司的雙邊協商購電價格表達式如公式(5)所示：

式中，c_i為售電公司i簽訂雙邊協商合同后每度電的購電價格；c₀為售電公司i不采用雙邊協商下的每度電的購電價格；c_iX為售電公司i的協商價格；c_iB為售電公司i的補償價格；Q_iy為售電公司i合同約定的總購電量；γ_i為售電公司i所服務用戶總負荷的需求響應平均變化率；h₁為協商系數；h₂為補償系數；

售電公司的雙邊協商購電價格需滿足公式(6)所示的約束條件：

c_min≤c_i≤c₀ (6)

式中，c_min為供電公司設定的雙邊協商購電價格的下限值，規定當c_i＜c_min時，取c_i＝c_min；

偏差電量考核是指售電公司的合同電量與實際用電量產生偏差，并且偏差超過免考核范圍的情況，售電公司的偏差考核電量可以分為正偏差和負偏差兩種，當實際用電量高于合同電量時稱為正偏差，反之稱為負偏差；目前，偏差電量考核的對象分為用戶和售電公司兩種，前者由用戶承擔自身的偏差電量考核成本，對后者的月度正偏差電量考核進行研究，即由售電公司承擔偏差電量考核成本；

不考慮偏差電量考核時售電公司的雙邊協商購電合同成本通過公式(7)來計算：

式中，C_i為售電公司i雙邊協商購電的合同成本；

當售電公司月度考核電量發生正偏差時，會增加額外的偏差電量考核成本，分為偏差成本和考核成本；偏差成本即為免考核電量的成本，考核成本即為被考核電量的成本，設定考核成本按基礎價格支付，偏差成本以協商價格支付；售電公司偏差電量考核機制下的購電成本包括雙邊協商購電的合同成本、偏差成本和考核成本三部分，如公式(8)所示：

C′_i＝(ΔQ_i-βQ_iy)c₀+βQ_iyc_i+C_i (8)

式中，等式右端第1項和第2項分別為售電公司i考核成本和偏差成本，二者之和即為售電公司i的總偏差電量考核成本；C′_i為偏差電量考核機制下的售電公司i實際購電成本；ΔQ_i為售電公司i的總偏差電量；β為偏差電量的免考核系數；

②售電公司的合作聯盟購電成本

在偏差電量考核機制下，售電公司通過合作博弈參與電力市場交易不僅有助于增加免考核電量減少偏差電量考核成本，并且由于市場占有率的增加還能與供電公司協商得到更低的購電價格來抵償偏差考核增加的成本；由公式(5)可知，售電公司的雙邊協商購電價格受到市場占有率和負荷平均變化率的影響，在以聯盟方式購電時，由于參與者不同聯盟市場占有率和負荷變化率也會發生變化，因此，利用公式(9)計算聯盟的購電價格：

式中，c_j為聯盟的雙邊協商購電價格，J為聯盟j的參與者個數；γ_j為聯盟j所服務用戶總負荷的需求響應平均變化率；

售電公司組成聯盟后的購電價格不能低于供電公司設定的雙邊協商購電價格下限值：

c_j≥c_min (10)

式中，c_min為供電公司設定的雙邊協商購電價格的下限值，規定當c_j＜c_min時，取c_j＝c_min；

售電公司合作聯盟在偏差電量考核機制下的購電成本見公式(11)：

式中，C_j為聯盟j在偏差考核機制下的實際購電成本；

3)設計售電公司合作博弈下的成本分配模型

①售電公司的成本分配模型

在電力市場交易中，所有售電公司都可以自由地決定是否參與合作聯盟，聯盟的購電成本將按一定原則分配給參與合作的售電公司，

a)成本均分模型

傳統合作博弈成本分配模型中，聯盟的購電成本平均分配給參與聯盟的各售電公司，如公式(12)所示：

式中，為在售電公司在成本均分策略情況下分配的聯盟購電成本；

b)計及售電公司市場價值權重的成本分配模型

實際中不同參與者在電力市場地位存在不平等的情況；針對傳統成本均分策略的局限性，提出根據合作聯盟中各售電公司在電力市場中的價值權重進行聯盟的購電成本分配模型，如公式(13)所示：

式中，為在售電公司計及市場價值權重情況下分配的聯盟購電成本；η_i為售電公司i的市場價值權重；

c)基于shapley值法的成本分配模型

shapley值法是以參與者邊際貢獻為原則進行成本分配的一種方法，然而由公式(11)可知，同一售電公司對聯盟的購電合同成本、偏差成本和考核成本的邊際貢獻不一致，因此利用公式(14)分別對聯盟的合同成本、偏差成本、考核成本進行分配，三者分配結果之和即為售電公司在基于shapley值法分配模型下得到的購電成本；

式中，為售電公司i利用shapley值法分配的聯盟成本；C_j為聯盟j的合同購電成本；C_j\i為聯盟j中不含參與者i的合同購電成本；n為售電公司個數；J為聯盟j的參與者個數；

②不同成本分配模型下的聯盟穩定性分析

a)售電公司合作聯盟的整體理性

由于售電公司選擇合作組成企業聯盟的目的是達成整體和自身的利益最大化，因此需保證聯盟整體理性約束條件，即售電公司進行合作博弈后的成本要全部分配給各參與者；

式中，為合作博弈下售電公司i在第α個購電成本分配策略下分配的成本；

b)基于MDP指標的聯盟瓦解傾向

聯盟瓦解傾向(Modified Disruption Propensity，MDP)是一種衡量參與者對購電成本分配策略的認可程度的指標；采用MDP指標分析售電公司組成的合作聯盟在不同分配策略的穩定性；用購電成本分配策略下售電公司i拒絕合作時給其他售電公司增加的損失與自己損失的比值來表示，比值越小說明售電公司i對該購電成本分配策略的接受度越高；當所有售電公司的MDP指標均小于1時，聯盟處于穩定狀態；利用公式(16)計算偏差電量考核機制下各售電公司MDP指標的值，

式中，D_i為售電公司i的MDP指標值；為售電公司i在第α個成本分配模型下參與合作時其他參與者分配的購電成本之和；C_j\i為售電公司i拒絕合作時其他參與者組成的聯盟的購電成本；C_iL為售電公司i參與合作時分配到的購電成本；C_i為售電公司i拒絕合作時的購電成本；ε為聯盟j中不含參與者i的其他參與者個數；

當D_i≥1：該購電成本分配策略下售電公司i參與合作時其他售電公司減少的購電成本之和大于等于售電公司i減少的購電成本。此時售電公司i會更傾向于離開聯盟；

當0＜D_i＜1：該購電成本分配策略下售電公司i參與合作時其他售電公司減少的購電成本之和小于售電公司i減少的購電成本。此時售電公司i會更傾向于留在聯盟；

當D_i＝0：售電公司i留下或離開的傾向相同；

當D_i＜0：不滿足個體理性的約束條件。