一种基于dea合作博弈的输配电费用分摊方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，将数据包络分析的方法（DEA）和经济学中博弈论的思想与输配电费用的分摊问题相结合，有效继承了DEA理论多因素的特性，实现了对输电业务多个影响因素的综合考虑及用户多个特性的统一衡量，使得分摊的结果更为稳定，克服了传统方法只能侧重考虑单一因素的障碍，很好解决了传统分摊过程中用户间的交叉补贴问题；同时，利用合作博弈的观点，通过不同用户间的博弈竞争，实现联合利益最大化，保证成本的完全回收。
【专利说明】—种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法
【技术领域】
[0001]本发明属于输配电费用分摊【技术领域】，涉及一种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着世界各国电力改革的不断进行，以及电力市场化的不断深入，对于电力市场相关方面的研究也越来越多且不断深入。输配电费用的分摊问题即确定输配电费用的承担者以及这些费用在各个不同的承担者之间如何进行分配的问题，是制定整个输配电价的前提，是电网公司存在和运营的依据，也是各个国家机构和学者关心的重点问题。
[0003]西方发达国家电力市场改革起步较早，在输配电费用分摊问题上进行了一系列有效的研究工作，主要形成了两套比较成熟的分摊理论和方法:基于会计成本的综合成本法和基于经济学理论的边际成本法。综合成本法主要包括邮票法、潮流追踪法、合同路径法、兆瓦公里法等，这类方法是根据企业记录的成本费用，将这些费用分配给不同种类的用户，从而计算用户应当承担的输电服务费用，具有计算简单，价格稳定，保证成本回收的优点。边际成本法主要包括长期边际成本法和短期边际成本法，这类方法是将边际成本的概念应用到输配电费用分摊问题上，根据单位产品供应量的改变所引起的总的产品费用的改变来确定增量的产品所应分摊的费用，从经济学角度出发，反映未来电网的扩建投资效益，具有一定的经济指导意义。
[0004]无论是综合成本法还是边际成本法，其在分摊规则制定过程中，往往只能侧重输电业务某一方面的指标或用户某一方面的特性，如输送量、输送距离等，使得最后的分摊结果仅能实现对一部分用户的公平分摊，用户间的交叉补贴现象严重，对区域内的大部分用户都或多或少的造成了 一定程度的损害。
【发明内容】
[0005]针对现有分摊方法的不足，本发明提供了一种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，旨在实现输配电费用在所有用户间的公正、公平、合理的分摊。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0007]—种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，包括以下步骤:
[0008]I)确定影响输配电费用分摊结果的输电业务指标，并计算相应输电业务指标的指标值；
[0009]2)依据合作博弈理论将用户组建不同联盟，通过求解输电费用的DEA模型得到不同联盟的最小分摊成本；
[0010]3)利用合作博弈理论中的shapley值法计算每个用户的分摊费用；
[0011]4)求解所有用户都统一认可的最优权重向量，获得用户分摊的最优输配电费用。
[0012]所述步骤I)中确定的输电业务指标包括将负荷用电量指标、电网线路利用份额指标和边际成本指标；[0013]其中，负荷用电量指标是用来衡量用户所消耗的通过电网传输的电量的多少；
[0014]电网线路利用份额指标表征每个用户对于电网中输电线路使用份额情况；
[0015]边际成本指标反映输电业务对电网经济性方面的影响。
[0016]所述利用所给指标的计算方法计算指标值，形成决策矩阵；所述的负荷用电量指标值的计算式为:
【权利要求】
1.一种基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)确定影响输配电费用分摊结果的输电业务指标，并计算相应输电业务指标的指标值； 2)依据合作博弈理论将用户组建不同联盟，通过求解输电费用的DEA模型得到不同联盟的最小分摊成本； 3)利用合作博弈理论中的shapley值法计算每个用户的分摊费用； 4)求解所有用户都统一认可的最优权重向量，获得用户分摊的最优输配电费用。
2.如权利要求1所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，步骤O中确定的输电业务指标包括将负荷用电量指标、电网线路利用份额指标和边际成本指标； 其中，负荷用电量指标是用来衡量用户所消耗的通过电网传输的电量的多少； 电网线路利用份额指标表征每个用户对于电网中输电线路使用份额情况； 边际成本指标反映输电业务对电网经济性方面的影响。
3.如权利要求2所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，利用所给指标的计算方法计算指标值，形成决策矩阵；所述的负荷用电量指标值的计算式为:
4.如权利要求1所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，用户在组建联盟时，所有的参与者都希望能够加入一个联盟，以期获得少于自己独立运行时的分摊，且设定参与者集合N={1, 2，..., η}的任何一个子集都构成一个联盟。
5.如权利要求1或4所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法,其特征在于,联盟中的用户个数没有限定，是以联盟最小的分摊成本为目标函数，建立线性规划模型通过联合优化求解而最终确定的。
6.如权利要求1所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，步骤2)中通过如下DEA模型求得各个不同联盟的最小分摊成本:
7.如权利要求1所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，步骤3)中利用合作博弈理论中的shapley值法分别计算各个用户的分摊费用，其计算如下:
8.如权利要求1所述的基于DEA合作博弈的输配电费用分摊方法，其特征在于，步骤4)通过求解如下最优权重线性化模型，寻找所有用户都统一认可的权重向量:
【文档编号】G06Q50/06GK103455852SQ201310382358
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】王秀丽, 张炜, 李焰 申请人:西安交通大学