基于合作博弈核仁解的输电固定费用分摊

电力市场环境下,发电系统和输电系统分开,投资修建输电网的固定成本就需要向使用输电网的发电厂或用户直接收取。因此,输电固定费用的合理计算与分摊就不仅成为电力市场健康发展的关键,也成为电力市场必须解决的重要问题之一。 在现有的两类输电固定成本的分摊方法—综合成本法与边际成本法当中:综合成本法能确保输电费用的收支平衡,但不能为用户和发电方提供适当的经济信号,无法引导电网资源的最优利用和长远发展;边际成本法以实现社会经济效益最大化为目标,能够有效利用输电网络的资源,但是不能完全回收输电固定费用的成本。这两类方法都无法很好地解决输电成本的分摊问题。 针对现有两类分摊方法的缺陷,本文提出了将输电固定成本的分摊问题与经济学中的博弈论相结合,应用合作博弈解的概念去分摊输电固定成本。在合作博弈核心、夏普利值、核仁三种解的概念中,核心的解常常为空集;夏普利值的求解存在组合爆炸的问题;核仁作为核心的基础上确定的一种利润分配矢量,它具有唯一解的性质,这就保证了无论电网如何错综复杂,总能用核仁的方法对成本的分配问题求出唯一解。本文中利用合作博弈的特性,将已有的输电系统看成是电网中所有用户基于投资的规模经济效益而形成的合作性投资,将输电固定成本的分配问题看成是合作博弈中的成本分配问题,再运用合作博弈核仁解的概念对其进行数学建模,最后对IEEE14节点系统进行了仿真验算。结果表明,基于核仁解的费用分摊方法具有合作博弈核仁解本身固有的公平性和唯一性,不仅能够完全回收成本,而且能够通过比较成本超出矢量的大小,为用户提供有效的经济激励信息。