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摘要：在确定输电网建设投资成本后，如何为电力市场中的每个参与者分配固定的输电成本是输电网开通面临的主要问题之一。 每个分销业务均采用夏普价值分配方法进行分配。按照基于合作博弈的方法，对现有的传输固定成本分配方法进行了介绍，研究和总结，分析了其优缺点。最后提出了关于我国电力市场化改革中固定成本的建议。
关键词：电力市场；合作 ；分配；方法
引言
近年来，电力工业系统在全球范围内发生着深刻的变化，在电力市场改革中，基于输电网络自然垄断的性质，输电网的公平对外开放是电力市场建设的重要内容之一。输电网的开通将有助于市场参与者以公平和非歧视的方式使用输电网络资源。输电服务的开通必须科学定价，电网的建设和运营必须资金和技术密集。传输成本的分配是传输定价的重要组成部分。传输成本的分配可以看作是发电厂或使用传输设备的用户之间的传输成本分配，同时考虑到传输公司的收支平衡和合理的利润。传输成本包括固定成本和可变成本。固定成本主要包括折旧，财务费用和运营维护成本;可变成本包括网络损失和拥塞成本。由于固定成本占传输成本的很大比例，并且输电网络的投资和建设具有显着的规模经济，所以固定传输成本的合理分配尤为重要。当下基于合作博弈的方法(CooperativeGame Method)是近些年来研究的一大热点。本文对这些输电固定成本采用夏普利值进行介绍和总结，分析其优缺点。
一、基于合作博弈(CooperativeGame Method)的方法
合作博弈论是研究每个参与者与谁以及他们如何一起协调行动以及他如何选择行动中设定的联盟战略以最大化他的利润的一种理论。 人合作博弈非常多不同解。在对输电固定成本进行分配时，较为常用的是Shapley值、核仁(Nucleolus)和核心(Core)。
(一)核心
（二）核仁
核仁有两个性质十分的有用：对每个博弈有且只有一个核仁；如果核心存在，则核心存在核仁的一部分里。
以
表示联盟s的分配向量x的不平均的量：
在使用内核拆分的成本分配情况下，在联盟s之一中人们首先选择x的最低分配，此时其联盟不平衡量是最大的。 那么，当最大不平衡量可能很小时继续调整最小的x，使其成为最不平衡量的最小。 这样，当分配结果中的所有不平衡都达到时尽可能少的，可以找到所需的核型分析。 任何合作博弈的核仁的存在性和独特性总是可以对每个传输事务进行合理的分配。
（三）夏普利（Shapley）值
夏普利的价值直观地表现为局中人对其参与的各种联盟的边际贡献的平均值。这种边际贡献是由于此局中人参加各种联盟的总收入增加。 其公式是：
式中：
作为合作博弈的夏普利（Shapley）值，其讨论了联盟成员以随机顺序加入联盟中的一个分配结果。
其描述的是在联盟中局中人参加的一个数量，求和是遍及所有包含局中人i的联盟s。电网的同质性，每次交易的发射功率最大值的不同及时性，以及传输线路上反向潮流的存在是电网合作的自然属性，这些点降低了输电网的总运营成本和固定成本。传输固定成本的分配可以被描述为合作博弈，其中人们通常是传输交易或电力市场的成员。特征函数的值是假设的联合，不在公司的外部人员在未使用电网时计算联盟的总付款。特征函数可以是从当前节约到生产线转换的固定成本，节约成本等。
（四）种解的比较
核心的概念是清楚的，它的分布使任何联盟都无法推翻它，但它可能是一个空洞的集合。为此，文献（3）利用基于传输网络用户的容量分配的分配方法，诸如邮票方法，MW-Mile方法等，以及一组非负片加权总和。寻找核心或接近核心的分布解决了基于使用方法的事务之间交叉补贴的问题，并且还避免了核心解决方案为空集的情况。核仁是核仁相互合作的任何博弈中任何局中人成本最低或利润最高的结果。对于每个合作博弈问题，核仁具有独特的解决方案特征，避免了核心为空集的缺陷。另外，如果有核心，核仁就是核心的一部分。 夏普利（Shapley）值是指在博弈中的局中人以随机顺序进入联盟的条件下，任何博弈中的某个人对该联盟的边际贡献的预期回报值。当合作博弈满足凸条件时，夏普利（Shapley）值位于核心。然而，当联盟中游的人数增加时，使用夏普利（Shapley）值进行成本分配很容易导致联盟投资组合的爆炸式增长的问题。
二、举例三种基于综合成本的方法及对稳定性的研究
（一）MW—MjIe法
1.基于距离的MW—Mile法
该方法使用功率流和流经线路的线路长度的乘积作为传输网络使用程度的度量。例以下计算公式：
公式中
为线路
的一个长度，这种方法既考虑发射功率又考虑冲压方法。考虑到电能的传输距离（电厂和负载之间）的大小，由于传输线的方向和类型不同，电气距离和实际成本之间没有固定的关系，会造成一定的损失。所以这个是一个近似的方法。
2.基于潮流逐线计算的MW—Mile法
这种方法是根据用户的电网使用程度固定成的这个任务。它不仅考虑流量的传输设备的使用程度它与线的趋势有关，并与线的长度有关。它是与实际MW-Mile方法相比，增加了传输系统的实际功率流量。例以下计算公式：
这种方法更直观，它考虑了网络中的实际趋势距离传输距离可以反映每个交易对传输设备的使用情况。但是，由于线路上的电流通常小于线路容量，这种方法不能保证传输成本的完全恢复。
3.邮票法(Postage Stamp Method)
邮票法(Postage Stamp Method)法是传输成本最简单的分配方法。 该方法以计算输电网的总固定成本为首要，然后根据交易功率的大小将固定传输成本分配给各方。它没有考虑用户（发电机或负载）的节点和用户对电网的实际影响。例以下计算公式:
（二）对联盟稳定性的研究
上述研究表明同一电网合作输电博弈属于超可加性博弈范畴，参与者结盟后将产生额外的范畴，参与者结盟后将产生额外收益，从而满足了群体理性。然而，为了保持联盟的稳定性，保证现有联盟结构不被打破，还需要满足个体理性。因此，需要研究其利益分配。
首先，结合特征函数和稳定分配的条件，可以得到
稳定分配的条件:
梳理可得：
稳定分配有着无数的可能性。 稳定的分配可以解决联盟的稳定领域， 当每一位局中人的利益分配落入稳定领域时，其联盟的结构体就打破不了。
三、结语
本研究以从理论上探讨了电网下输配电协调一致的可能性，并建立了考虑网损的特征函数合作博弈模型。 合作可以有效降低传输成本，增加发电厂收入。为深化对多区域合作传输的考虑，实时电价对网络拥塞等传输成本的影响应纳入研究范围。 数学模型中考虑的约束条件也会增加，从而有效解决实际问题。与此同时，随着从交流到直流的网络发展，未来有可能将不同频率的电网互连。 在新的网络模型下，如何计算传输成本需要进一步研究和讨论。
参考文献：
（1）李大鹏，张少华，等，线性互补方法和Shapley值在基于最优潮流的电力传输固定成本的分担计算中的应用【J】．上海大学学报，2017，10(2)：134—138．
（2）荆朝霞，段献忠，等，在多种交易模式共存的电力市场中确定输电系统使用费的一种实用方法【J】电网技术，2016，28(1)：42．47．
（3）Bjomdal E，Stamtsis G C，Erlich I．Finding core solutionsfor powersystemfixed costallocation【J】．IEEE Proceedings—Generation，Transmission and Distribution，2017，152(2)：173—179．
论文作者:鲁艳丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/13
标签：成本论文; 分配论文; 核仁论文; 联盟论文; 方法论文; 输电网论文; 电网论文; 《基层建设》2018年第17期论文;