[发明专利]一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法

说明书

本申请公开了一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法，包括：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；分别构建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；得到综合能源系统的整体收益模型和整体成本模型；分别确定电网、天然气网和供热网的运行约束条件；根据电网、天然气网和供热网的运行约束条件，建立风电机组输出功率的概率密度函数，来修正综合能源系统的整体收益模型和整体成本模型；利用GAMS平台求解整体收益模型和整体成本模型得到最优解；基于Shapley值法分配综合能源系统的整体收益，得到电转气装置的分摊成本。

技术领域

本申请涉及电转气装置技术领域，尤其涉及一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法。

背景技术

针对目前可再生能源出力具有间歇性的问题，储能已被广泛认为是解决电力系统供需平衡风险的一种途径。相比于传统的电储能装置，电转气在存储量和存储周期两个方面均有较好的优势，随着电转气技术的发展将有望成为一种更加有效的间歇性可再生能源的消纳措施。但是，电转气实现商业化的最大阻碍是经济性成本较高、功耗大。在现阶段单一运行模式下，电转气装置的成本预计为0.64元/kWh，天然气售价0.16～0.24元/kWh。因此，对比燃气发电，目前电转气装置仍不具备市场竞争力。将电转气装置与其他电储能装置联合使用时，由于设备较多不好分配，导致成本分摊困难。

发明内容

本申请提供了一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法，以解决现有技术中单纯电转气装置运行成本较高、功耗大，以及与其他电储能装置联合使用成本分摊困难的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种基于Shapley值的电转气装置成本分摊方法，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。

优选地，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：