種數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，也是一種廣泛認(rèn)可的效率評(píng)價(jià)方法。 它運(yùn)用多目標(biāo)規(guī)劃理論和基于投入產(chǎn)出相對(duì)績(jī)效的非參數(shù)方法，量化評(píng)價(jià)了多投入一多 產(chǎn)出模式下部門(mén)的相對(duì)有效性。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法一般被用來(lái)評(píng)價(jià)一組多個(gè)決策單元 (Decision Making Unit，DMU)之間的相對(duì)效率。決策單元可以理解為在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和管理 領(lǐng)域中投入一定要素以產(chǎn)生一定產(chǎn)品的實(shí)體。在該系統(tǒng)中，具有相同目標(biāo)、相同外部環(huán)境和 相同投入產(chǎn)出指標(biāo)的同類(lèi)型決策單元可以構(gòu)成一個(gè)決策單元集合。以決策單元的投入產(chǎn)出 指標(biāo)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，可以對(duì)各決策單元的相對(duì)效率進(jìn)行排序，并指出非有效決策單元。 其中，投入指標(biāo)用來(lái)代表決策單元在相關(guān)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中耗用的資源量；產(chǎn)出指標(biāo)表示決策單 元在投入要素的前提下獲得的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。
[0036] 對(duì)輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)?，目前有嵌入成本法（又稱(chēng)綜合成本法）和邊際成本法， 其中嵌入成本法主要包括郵票法（postage stamp method)、合同路徑法（contract path method)、邊界潮流法（boundary flow method)法；邊際成本法又有短期和長(zhǎng)期邊際 成本法之分。
[0037] 針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種綜合考慮分時(shí)電價(jià)、電能質(zhì)量和購(gòu)電量的多 因素大用戶(hù)轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用固定成本的綜合分?jǐn)偡椒?，即修正的郵票法，較好地解決了這個(gè)問(wèn)題。 但是由于其權(quán)重的確定由電網(wǎng)和用戶(hù)交互確定，增加了交易的難度。
[0038] 基于DEA聯(lián)盟博弈的方法是DEA研究的一個(gè)新方向，用于處理固定成本分?jǐn)倖?wèn)題， 有良好的效果。本發(fā)明使用DEA聯(lián)盟博弈的方法，使得在滿(mǎn)足各用戶(hù)利益最大化的基礎(chǔ)上， 通過(guò)對(duì)DEA聯(lián)盟博弈中加入保證區(qū)域（AR)限制，在限定的權(quán)重范圍內(nèi)計(jì)算出取得最優(yōu)的、 合理的權(quán)重，使各方得到滿(mǎn)意的分?jǐn)偨Y(jié)果。
[0039] 合作博弈是指系統(tǒng)中若干個(gè)參與者相互結(jié)合成聯(lián)盟體（coalition)，共同協(xié)作獲 得聯(lián)盟體內(nèi)的最大利益，然后再將所得共同利益在聯(lián)盟系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行分配。合作博弈分配 解的概念主要包括核心（core)、夏普利值（Shapley)、核仁（nucleolus)等，本發(fā)明中主要 采用核仁法來(lái)解決輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)倖?wèn)題。
[0040] 本發(fā)明基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒ǖ牧鞒倘鐖D1所示，基 于該流程圖的實(shí)施例采用的數(shù)據(jù)如表1所示。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，該實(shí)施例直接給出了 5個(gè)電 能質(zhì)量等級(jí)：A、B、C、D、E，對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量指標(biāo)為5、4、3、2、1。首先，我們要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú) 量綱歸一化，得到表2。
[0041] 表1各用戶(hù)基本情況
[0042]
[0044] 表2各用戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)
[0045]
[0046] 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析：設(shè)輸電系統(tǒng)中各用戶(hù)的集合N= (1，···，!〇的任一子集S構(gòu)成一 個(gè)聯(lián)盟。例如{1，2}，{1，2, 4}等。定義聯(lián)盟S的值為：
[0047]
[0048] 其中，X1,為聯(lián)盟S中第j個(gè)用戶(hù)的第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的值，m為所有標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo) 的個(gè)數(shù)，η為所有用戶(hù)的個(gè)數(shù)，本發(fā)明中η取4, m取3。
[0049] 組成聯(lián)盟S的目的是獲得最小的聯(lián)盟分配成本c (S)，可以通過(guò)解以下線(xiàn)性規(guī)劃：
[0050]
[0051]
[0052] 其中，ω為X i (S)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值。
[0053] 根據(jù)下式計(jì)算各用戶(hù)的綜合指標(biāo)：Tj= ，其中，化、￡^4分別為分 時(shí)電價(jià)指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)、直購(gòu)電量指標(biāo)。
[0054] 根據(jù)成本分?jǐn)偣娇梢缘玫矫總€(gè)用戶(hù)的分?jǐn)偝杀荆篊' ,= CXT /ΣΤ,。 υ?Ν 丄丄λ _/·?·? υ/ ?
[0055] 核仁法：定義聯(lián)盟收益函數(shù)如下：
，其中c (S)為聯(lián)盟特征函 數(shù)。
[0056] min z = y5
[0057] s. t Υι+Υ2+Υ3+Υ4+Υ5= I
[0058] YfyJy5 > c (A, Β)
[0059] y!+Ys+Y5 ^ c (A, C)
[0060] 丫辦辦彡 c (A, D)
[0061] y2+y3+y5$c(B,C)
[0062] y2+y4+y5> c (6, D)
[0063] y3+y4+y5> c (C, D)
[0064] Yi+Yz+Ys+ys^ c (A, B, C)
[0065] c (A, B, D)
[0066] yi+ys+y^Ys^ c (A, C, D)
[0067] y2+y3+y4+y5> c (B, C, D)
[0068] Yi+Y5^ c (A)
[0069] y2+y5^：c ⑶
[0070] y3+y5^：c(C)
[0071] y4+y5 ^：c(D)
[0072] 利用matlab求解yi、y2、y3、y 4出的值，它們分別代表各用戶(hù)參加聯(lián)盟后能夠減少 分?jǐn)偟墓潭ǔ杀颈壤街新?lián)盟的值均采用有AR約束下的聯(lián)盟值?？傻贸雎?lián)盟后各用戶(hù)可 以減少承擔(dān)的固定成本為：
[0073] y' j = y jXC
[0074] 因此，各用戶(hù)需要分?jǐn)偟墓潭ǔ杀緸椋?br>[0075] 根據(jù)核仁分?jǐn)偡ǎ捎帽?和表5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，分別是無(wú) AR約束和有AR約 束，可知根據(jù)表3的信息，核存在的個(gè)體理性、合作理性、整體理性不一定能滿(mǎn)足，所以在無(wú) AR約束下的聯(lián)盟博弈中核不存在，見(jiàn)表4。有AR約束下的聯(lián)盟博弈中核是存在的。核仁分 攤法得到的在有AR約束下的聯(lián)盟博弈的結(jié)果見(jiàn)表6。表4和表6分別對(duì)應(yīng)圖2和圖3。
[0076] 表3無(wú) AR約束條件下各聯(lián)盟特征函數(shù)
[0077]
[0078]
[0079] 表4無(wú) AR約束下核仁分?jǐn)偡ǖ闹?br>[0080]
[0081] 表5有AR約束條件下各聯(lián)盟特征函數(shù)
[0082]
[0084] 表6有AR約束下核仁分?jǐn)偡ǖ闹?br>[0085]
[0086] 如圖4所示，為各用戶(hù)對(duì)4種方法（郵票法、Shapely值、無(wú)約束核仁法、有約束 核仁法）固定成本分?jǐn)偙壤膶?duì)比圖。通過(guò)對(duì)四種方法的比較，更進(jìn)一步的說(shuō)明了采用 AR-DEA聯(lián)盟博弈核仁法的合理性。
[0087] 以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒?，其特征在于：包括如下?驟： 步驟1，獲取輸電系統(tǒng)中各用戶(hù)的基本情況，包括：負(fù)荷季節(jié)、工作制度、峰谷電價(jià)時(shí)段 劃分、峰谷平電價(jià)比、電能質(zhì)量及用電量； 步驟2,對(duì)各用戶(hù)的基本情況進(jìn)行歸一化處理，得到各用戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)； 步驟3,將步驟2得到的各用戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)數(shù)據(jù)，在有保證區(qū)域約束下，利用DEA聯(lián)盟 博弈法核仁解計(jì)算各用戶(hù)的分?jǐn)偙壤? 步驟4,將步驟3得到各用戶(hù)的分?jǐn)偙壤艘怨潭ǔ杀?，得到各用?hù)應(yīng)分?jǐn)偟某杀尽?. 如權(quán)利要求1所述基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒?，其特征在于?步驟2所述標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)包括：直購(gòu)電量指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)以及分時(shí)電價(jià)指標(biāo)。3. 如權(quán)利要求2所述基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒?，其特征在于?所述分時(shí)電價(jià)指標(biāo)的計(jì)算公式為：其中，D,為第 j個(gè)用戶(hù)的分時(shí)電價(jià)指標(biāo)，η為用戶(hù)總數(shù)，1為針對(duì)各用戶(hù)劃分的典型日數(shù)，1；為典型日a對(duì) 應(yīng)的天數(shù)，a a: 1: β 3為典型日a的峰、平、谷電價(jià)比，t ]a,f、t]a,p、t]a, g分別為用戶(hù)j在典型日 a的峰、平、谷利用小時(shí)數(shù)。4. 如權(quán)利要求1所述基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒ǎ涮卣髟谟冢?步驟3所述DEA聯(lián)盟博弈法核仁解的計(jì)算公式為：T/ Σ Tfyj，其中，Tj = D j ω JQj ω 2+qj ω 3， Dj、Qj、q.j分別為用戶(hù)j的分時(shí)電價(jià)指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)、直購(gòu)電量指標(biāo)，ω ρ ω2、(〇3分別為 分時(shí)電價(jià)指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)、直購(gòu)電量指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，y_j為用戶(hù)j參加聯(lián)盟后能夠減 少分?jǐn)偟墓潭ǔ杀颈壤?. 如權(quán)利要求4所述基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒?，其特征在于?所述y,的計(jì)算方法為核仁分?jǐn)偡ā?. 如權(quán)利要求4所述基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒ǎ涮卣髟谟冢?所述ω η ?2、ω 3的計(jì)算公式為：其中，Q = 1，…，m, j = 1，…，n)，S為用戶(hù)集合N = (1，. . .，η)的任一 子集構(gòu)成的聯(lián)盟，c (S)為聯(lián)盟S的最小聯(lián)盟分?jǐn)偝杀荆琗1,為聯(lián)盟S中第j個(gè)用戶(hù)的第i個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的值，m為所有標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的個(gè)數(shù)，η為所有用戶(hù)的個(gè)數(shù)，m = 3。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于合作博弈與DEA的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偡椒?，該方法建立了在?shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)框架下的聯(lián)盟博弈模型，從多屬性決策的角度，基于合作博弈與數(shù)據(jù)包絡(luò)分析提出了采用核仁法對(duì)輸電系統(tǒng)固定成本進(jìn)行分?jǐn)偅⒃谟斜ＷC區(qū)域約束的條件下，計(jì)算DEA聯(lián)盟博弈的輸電系統(tǒng)固定成本分?jǐn)偅谙薅ǖ臋?quán)重范圍內(nèi)計(jì)算出取得最優(yōu)的、合理的權(quán)重，使各用戶(hù)得到滿(mǎn)意的分?jǐn)偨Y(jié)果，滿(mǎn)足各用戶(hù)利益最大化。
【IPC分類(lèi)】G06Q50/06, G06Q10/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105160490
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510641609
【發(fā)明人】奚莉莉, 謝俊, 岳東, 王璐, 黃崇鑫, 王珂, 李亞平
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日