双边交易电力市场下基于核仁理论的网损分摊方法

A NOVEL NUCLEOLUS THEORY BASED ALLOCATION METHOD OF POWER LOSSES IN BILATERAL ELECTRICITY MARKETS

该文介绍了目前国内外对双边交易模式下网损分摊方法的研究现状,提出了双边交易模式下基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法,并与基于合作博弈论中 Shapley 值理论的网损分摊方法进行了详细比较。该方法考虑了不同的市场参与者对网损的影响,能够将网损合理分摊到各个交易中,而且不受各交易追加次序的影响,充分体现了公开、公平、公正的市场原则,易于市场成员理解和接受。数值计算和算例验证了该方法的公平性和有效性。

The situation of current research on power losses allocation in bilateral transactions electricity markets is presented. Based on cooperative game theory, a novel nucleolus theory based method for power losses allocation under bilateral-transactions model is put forward, and was compared in detail with Shapley-value based allocation method. The impacts of different market players on network power losses were taken into account. With new method, network power losses can be allocated to each transaction in reason. The allocation results would not be affected by the sequence that each transaction is formed and be also active. The method answers for the market principles of open, equity and impartiality, and can be easy to understood and accepted by market players. Numerical tests validated the equity and validity of the method.1 引言 在电力市场双边交易环境下进行网损分摊的目 的,是给每个参与市场的交易分摊相应的网络传输损耗 及费用。通常,在签订双边交易的过程中,交易量中并 未考虑由发电节点向负荷节点输电的损耗。然而,这部 分损耗是事实存在的,提供这部分网损的机组应该为这 项服务得到补偿。网损分摊的过程决定了这笔附加费用 在每个双边交易中分摊的公平性。 输电系统完成多笔交易所产生的网损一般占总发 电量的5%~10%[1]。不同的计算和分摊方法会对电网用 户间的分摊比例造成很大的差异。英国电力市场的运行 实践表明,不同的网损分摊方案可能对交易电价的影响 高达10%[2]。因此,如何科学、公平、合理地确定和分 摊网损,是电网运营者(ISO或RTO)面临的主要问题 之一[1,3]。 多种有价值的网损分摊方法被提出来[4~12],其中双 边交易模式下的网损分摊方法有交易微增分摊法、直流 潮流分解法和损耗增量法。 交易微增分摊法[8]沿给定的交易随时间改变的曲 线,将与每个无穷小交易增量相关的独立网损量积分, 得到最后的交易分摊结果。并且认为网损的惟一性和正 确性在给定所有交易变化曲线的情况下是确定的。但 是,网损分摊属于事后分摊,在结算交易段中使用的交 易量变化曲线是真实存在的,并不可以人为假定。因此, 试图沿假定的交易量变化曲线积分来确定交易网损分 摊量是无实际意义的。 直流潮流分解法[9]利用直流潮流的假设,对每种交 易都给出了一种基于潮流的分摊表达式,并且对总的系 统网损也有一个表达式。该方法允许计算任意数量交易 的分摊,但在忽略交易的方向潮流因素的同时,却并未 忽略那些在少量反向潮流交易中产生反向潮流的因素。