本发明涉及一种风光水互补发电系统增发电量分配方法，属于超特高压输变电工程启动调试领域。
背景技术：
含梯级水电的风光水互补发电系统增量发电量分摊问题是一种合作建设共享资源的利益联盟之间分配发电量的一般性问题，这类问题通常采用合作博弈的方法来解决。基于合作博弈的发电量分配机制满足个体理性、联盟理性和全局理性的公平分配要求。
然而当参与互补优化调度的主体非常多时，经典合作博弈方法(shapley值法)的计算量呈指数倍增加，会出现组合爆炸问题。为了克服主体数目增多出现的组合爆炸问题，可采用合作博弈中用于处理无限多局中人联盟博弈的方法——奥曼·夏普利值法。目前，奥曼·夏普利值法已在输电成本分摊、输电网损分摊及阻塞费用分摊等问题中得到了应用，但这两种方法均尚未用于解决风光水互补发电量分摊问题。
技术实现要素：
发明目的：本发明提出一种风光水互补发电系统增发电量分配方法，以较小的计算量实现了高效合理的增发电量分配。
技术方案：本发明采用的技术方案为一种风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)基于奥曼·夏普利值法计算发电成员的路径积分；
2)计算发电资源的发电量，基于奥曼·夏普利值法得到各发电资源的增发电量；
3)计算得到风光水互补发电系统中各个发电成员分配到的增发电量。
所述步骤1)中发电成员的路径积分φi如下：
式中，bi为某一时刻发电成员i的全部发电资源，f()是连续可微的发电量函数，λ∈[0,1]为比例系数，λbi表示某一部分资源，被积函数
所述步骤2)中将发电资源共分成k份，第k份发电资源为bλk(k＝1,…,k)，则：
z(λk)＝maxcxdualvariable
s.t.x≤bλkπk
式中，πk为发电资源上限为bλk时发电资源x对应的对偶变量；
此时，发电资源x产生的发电量δz为：
δz＝z(λk-λk-1)＝πkδbk＝πkb(λk-λk-1)
发电资源x产生的总发电量φ为：
所述风光水互补发电系统各发电资源产生的增发电量分别为:
式中，πwd,i,t,k为t时段风电机组i对应第k份风电资源的边际增发电量；πpv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份光电资源的边际增发电量；πq,i,t,k为t时段水电机组i对应第k份发电用水量的边际增发电量；πv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份蓄水量的边际增发电量；
所述步骤3)中各个发电成员分配到的增发电量如下：
式中，φa-s为互补发电系统中所有发电成员增发电量的集合，δpwph为增发电量，
有益效果：本发明采用奥曼·夏普利值法计算多个主体条件下风光水互补系统增发电量的分配问题，克服了现有合作博弈法在大规模发电成员参与风光水互补发电系统时组合爆炸计算量大的问题，以较小的计算量实现了高效合理的增发电量分配。
附图说明
图1为不同分摊方法下各发电成员分摊到的增发电量占比图；
图2为不同k值下的奥曼·夏普利值法的误差率。
具体实施方式
本实施例的分摊方法假设某一时刻发电成员i的全部发电资源为bi，f()是连续可微的发电量函数，λ∈[0,1]为比例系数，λbi表示某一部分资源，奥曼·夏普利值法计算的是该发电成员的路径积分φi：
式中，被积函数
由于风光水互补发电系统中各发电成员的边际增发电量计算过程复杂，基于边际增发电量原理，假设发电资源共分成k份，第k份发电资源为bλk(k＝1,…,k)，则：
式中，πk为发电资源上限为bλk时发电资源x对应的对偶变量。
此时，发电资源x产生的发电增发电量δz为：
δz＝z(λk-λk-1)＝πkδbk＝πkb(λk-λk-1)(16)
发电资源x产生的总发电增发电量φ为：
因此，基于奥曼·夏普利值法的风光水互补发电系统各发电资源产生的增发电量分别为:
式中，πwd,i,t,k为t时段风电机组i对应第k份风电资源的边际增发电量；πpv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份光电资源的边际增发电量；πq,i,t,k为t时段水电机组i对应第k份发电用水量的边际增发电量；πv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份蓄水量的边际增发电量；
基于奥曼·夏普利值法的风光水互补发电系统增发电量分摊方法可表示为：
式中，φa-s为互补发电系统中所有发电成员增发电量的集合，δpwph为增发电量。
算例
以某流域2个梯级水电站，1个大型风电场和1个大型光伏电站构成的含梯级水电的风光水互补发电系统为例。假设风电场为发电成员1、光伏电站为发电成员2、上游水电站为发电成员3、下游水电站为发电成员4。基于合作博弈理论全体发电成员集合以及每个非空子集都形成一个联盟，共有15个联盟。各联盟出力如表1所示，各联盟增发电量如表2所示：
表1
表2
接着分别采用按比例分配法、边际增量法、最后加入法、shapley值法和奥曼·夏普利值法对该含梯级水电的风光水互补发电系统进行增发电量分配，各发电成员分配到的增发电量占总增发电量百分比如图1所示，各发电成员的分配结果如表3所示。其中图1中各个柱形图自上而下分为风电场、光伏电场、上游水电站和下游水电站。以shapley值法分配结果为基准，当发电资源分段越多，k值越大，奥曼·夏普利值法分配结果与shapley值法分配结果越相近，误差越小，如图2所示。
表3
1.一种风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)基于奥曼·夏普利值法计算发电成员的路径积分；
2)计算发电资源的发电量，基于奥曼·夏普利值法得到各发电资源的增发电量；
3)计算得到风光水互补发电系统中各个发电成员分配到的增发电量。
2.根据权利要求1所述的风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，所述步骤1)中发电成员的路径积分φi如下：
式中，bi为某一时刻发电成员i的全部发电资源，f()是连续可微的发电量函数，λ∈[0,1]为比例系数，λbi表示某一部分资源，被积函数
3.根据权利要求1所述的风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，所述步骤2)中将发电资源共分成k份，第k份发电资源为bλk(k＝1,…,k)，则：
z(λk)＝maxcxdualvariable
s.t.x≤bλkπk
式中，πk为发电资源上限为bλk时发电资源x对应的对偶变量；
此时，发电资源x产生的发电量δz为：
δz＝z(λk-λk-1)＝πkδbk＝πkb(λk-λk-1)
发电资源x产生的总发电量φ为：
4.根据权利要求3所述的风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，所述风光水互补发电系统各发电资源产生的增发电量分别为:
式中，πwd,i,t,k为t时段风电机组i对应第k份风电资源的边际增发电量；πpv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份光电资源的边际增发电量；πq,i,t,k为t时段水电机组i对应第k份发电用水量的边际增发电量；πv,i,t,k为t时段光伏模块i对应第k份蓄水量的边际增发电量；
5.根据权利要求1所述的风光水互补发电系统增发电量分配方法，其特征在于，所述步骤3)中各个发电成员分配到的增发电量如下：
式中，φa-s为互补发电系统中所有发电成员增发电量的集合，δpwph为增发电量，
