[發明專利]一種基于Shapley值的電轉氣裝置成本分攤方法

在審

• 申請號: 202110387164.4
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113077287A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 陳曉云;趙明;陸海;李寒煜;邱方程
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種基于Shapley值的電轉氣裝置成本分攤方法，包括：獲取由電網、天然氣網和供熱網組成的綜合能源系統網絡拓撲；分別構建綜合能源系統中的主體即配電公司、風電機組、供熱企業和電轉氣裝置的收益模型和成本模型；得到綜合能源系統的整體收益模型和整體成本模型；分別確定電網、天然氣網和供熱網的運行約束條件；根據電網、天然氣網和供熱網的運行約束條件，建立風電機組輸出功率的概率密度函數，來修正綜合能源系統的整體收益模型和整體成本模型；利用GAMS平臺求解整體收益模型和整體成本模型得到最優解；基于Shapley值法分配綜合能源系統的整體收益，得到電轉氣裝置的分攤成本。

技術領域

本申請涉及電轉氣裝置技術領域，尤其涉及一種基于Shapley值的電轉氣裝置成本分攤方法。

背景技術

針對目前可再生能源出力具有間歇性的問題，儲能已被廣泛認為是解決電力系統供需平衡風險的一種途徑。相比于傳統的電儲能裝置，電轉氣在存儲量和存儲周期兩個方面均有較好的優勢，隨著電轉氣技術的發展將有望成為一種更加有效的間歇性可再生能源的消納措施。但是，電轉氣實現商業化的最大阻礙是經濟性成本較高、功耗大。在現階段單一運行模式下，電轉氣裝置的成本預計為0.64元/kWh，天然氣售價0.16～0.24元/kWh。因此，對比燃氣發電，目前電轉氣裝置仍不具備市場競爭力。將電轉氣裝置與其他電儲能裝置聯合使用時，由于設備較多不好分配，導致成本分攤困難。

發明內容

本申請提供了一種基于Shapley值的電轉氣裝置成本分攤方法，以解決現有技術中單純電轉氣裝置運行成本較高、功耗大，以及與其他電儲能裝置聯合使用成本分攤困難的問題。

本申請采用的技術方案如下：

一種基于Shapley值的電轉氣裝置成本分攤方法，包括以下步驟：

獲取由電網、天然氣網和供熱網組成的綜合能源系統網絡拓撲的節點信息和網絡拓撲各支路的電阻電抗值以及風機節點的風電機組輸出功率數據；

分別構建所述綜合能源系統中的主體即配電公司、風電機組、供熱企業和電轉氣裝置的收益模型和成本模型；

得到所述綜合能源系統的整體收益模型和整體成本模型；

分別確定所述電網、天然氣網和供熱網的運行約束條件；

根據所述電網、天然氣網和供熱網的運行約束條件以及風電機組輸出功率的預測誤差，建立風電機組輸出功率的概率密度函數，來修正所述綜合能源系統的整體收益模型和整體成本模型；

利用GAMS平臺求解所述整體收益模型和整體成本模型，得到最優解即所述綜合能源系統的整體收益最大時各個主體的輸出功率；

根據所述最優解，基于Shapley值法分配所述綜合能源系統的整體收益，得到電轉氣裝置的分攤成本。

優選地，所述分別構建所述綜合能源系統中的主體即配電公司、風電機組、供熱企業和電轉氣裝置的收益模型和成本模型，包括：

所述配電公司的收益模型：

其中，t表示運行時刻；T表示運行時間；P_tpp,t表示時刻t外購電的電量；表示碳交易價格；D、E分別表示所述綜合能源系統分到的碳配額、實際碳排量；

p_tran、p_out、p_fe-wt、p_fe-CHP、p_re、p_spr分別表示電力輸配電價、所述綜合能源系統向外購電電價、風電上網電價、CHP上網電價、風電機組單位容量備用成本、電轉氣作為系統備用容量的備用價格；

所述配電公司的成本模型：