开放电力市场环境下多群体非对称演化博弈的均衡稳定性典型场景分析

该文讨论了能源互联网背景下日益复杂的开放电力市场(electricitymarket,EM)中典型场景下的多群体非对称演化博弈(asymmetricevolutionarygame,AEG)的均衡稳定性问题。基于复制者动态和李雅普诺夫稳定性理论,首先,以发电侧EM中两类企业参与电价竞价为例,讨论了较为简单的同方两群体AEG的均衡稳定性(渐进稳定性)。进一步地,将其扩展到由电网企业、新增供电实体和电力消费用户等不同群体参与EM电价交易的三方AEG中来,讨论了该系统在不同博弈态势下的均衡稳定性及其影响因素,同时给出了电网企业群体完整的动力学行为特性分析。最后,以新能源发电企业、传统化石能源发电企业和电网企业组成"新体–旧体–电网"三方参与EM新能源消纳为场景进行了实际应用分析,验证了该文对EM典型场景下多群体AEG的均衡稳定性分析的有效性和实用性。     

考虑电动汽车群和新增实体的电力市场多方交易策略研究

目前,电力市场在新增实体和大规模电动汽车并网的影响下,交易主体呈现多元化的趋势。以博弈理论为基础,通过实验计算模拟的方式分析了电力市场的交易方式及策略选择的新形态。首先考虑了地理位置、收益及系统网损等因素,建立了电动汽车群、新增实体和电网公司多方动态非合作博弈模型。以6个新增实体和2个电动汽车群为例,采用协同进化遗传算法求解其纳什均衡解。通过算例模拟分析,验证了所提方法的合理有效性。该研究为分析电动汽车群和新增实体对电力市场多方交易决策的影响提供理论参考。     

基于博弈论的电力系统供给侧多方交易决策

在电力体制改革背景下,新增实体进入电力市场参与供电交易。分别建立传统方式与电力改革背景下的网损模型,考虑地理位置、收益以及系统损耗等因素,建立电网公司、新增实体和用户构成的3方静态非合作博弈模型。以含7个新增实体的电力系统为例,采用串行化协同遗传-粒子群优化算法进化算法求解其交易决策的纳什均衡解,得到供电方电价及系统网损优化结果,并解释了纳什均衡的物理意义。算例结果表明,该模型具有一定的可行性及普适性,为制定供给侧的多方电力交易决策提供了理论参考。     

增量市场环境下多供电主体市场博弈模型与交易行为分析

研究新增供电主体参与电力市场的运营机制对电力市场的健康和可持续发展具有重要意义。构建包含配电网运营商、分布式电源运营商、储能运营商和用户的增量市场模型,分析各主体间的市场关系和价格传导机制;基于市场博弈理论,利用纳什均衡解的存在性条件构建增量市场环境下多主体参与的双层优化模型。仿真结果验证了所提模型及求解方法的有效性,增量市场环境下运营商供给能力是影响其博弈策略的关键因素,外部监管手段有利于培植新的供电主体,但也存在由于运营商规模不对等造成垄断电价的交易问题。     

能源互联网背景下基于势博弈的多供电主体竞争策略研究

能源互联网背景下,能源供需市场呈现更为显著的智能化和开放性,同时供电主体也逐步呈现多元化、竞争化态势。针对开放性市场环境下多个供电主体竞争并存的格局,分析了单个供电主体与其他供电主体的竞争互动问题,基于势博弈理论构建了多供电主体间的竞争博弈模型。同时,设计了动态互动电价,刺激用户与供电主体间的供需互动,形成以用户需求为中心、以市场为导向、以满意度最大化为目标的电力营销策略。算例分析结果说明了竞争模型的建立可帮助供电主体定价营销策略更加理性,同时也实现了对用户侧可控资源的高效利用。     

考虑碳排放成本的电力市场均衡分析

低碳化、清洁化是我国电力行业未来发展的方向。在新一轮电力体制改革的形势下,风电、光伏等可再生能源的接入以及碳排放交易制度的建立均将对电力市场的运行产生显著影响。为此,基于经典的古诺博弈竞争模型,对燃煤、燃气、水电、新能源(包括风电和光伏)等不同类型机组的运行特性,以及储能系统参与市场的运行方式进行了建模,在考虑不同类型机组碳排放特性与碳排放成本的基础上,构建了2层优化的电力市场出清均衡模型,并提出了相应的求解方法。最后,采用实际数据对电力市场的均衡状态进行了模拟计算,分析了碳排放成本对于电力市场均衡状态的影响。     

电力市场有限理性古诺动态博弈的经济评价及其混沌控制

引入有限理性古诺博弈,建立了电力市场有限理性古诺博弈的动态模型,其展现出Nash均衡、周期和混沌等不同的动态行为.以市场累积利润为经济评价指标,分析比较了两寡头古诺动态博弈处于NaSh均衡、周期和混沌动态行为上的经济表现,其中在Nash均衡状态下市场有最优表现.针对电力市场的古诺动态博弈混沌行为,提出电力市场有限理性古诺博弈的时滞反馈混沌控制方法.最后.通过使用本文所提出的控制方法,将市场由混沌状态控制到Nash均衡点,以此实现电力市场经济表现的有效提高.     

基于多群体协同进化的电力市场均衡模型

可再生能源配额制及绿证制度作为一种新型的市场交易政策,能够极大地促进新能源的消纳。考虑配额制及绿证制度引入后,电力批发市场和绿证交易市场存在耦合的影响关系,市场中发电商存在相互博弈行为。基于电力市场均衡策略,建立了两个市场协同下的多寡头非合作博弈模型。在电力批发市场中,发电商以古诺形式参与市场竞争。在绿证市场中,绿电商以供给函数形式进行绿证竞争。针对博弈模型,采用多群体协同进化算法对纳什均衡点进行求解,重点对两种市场交互下的发电商策略性行为进行分析。仿真结果表明了模型的有效性及算法的可行性。     

基于非合作博弈与收益共享契约的能源服务商定价策略

随着能源互联网的快速发展以及自由化能源市场改革的深入,能源供应链管理与能源的实时平衡对于综合能源系统的稳定运行具有重要作用。在此背景下,提出了一种包含能源公司、能源服务商和用户的综合能源市场定价机制。以能源服务商利益最大化为目标,建立了基于零售价格弹性的能源服务商的非合作博弈模型。能源服务商通过收益共享契约参与能源供应链的管理,同时能源服务商选择能源公司提供的合同条款,以保证自身利润最大化。利用Nikaido-Isoda函数将能源服务商之间的非合作博弈模型转化为最优问题进行求解,并证明了纳什均衡解的存在性和唯一性。通过仿真证明了所提出的模型和方法能够实现以能源服务商为中心的综合能源系统中多方收益的均衡,并着重分析了不同的收益共享因子对能源公司、能源服务商和能源供应链收益的影响。     

基于博弈论的城镇能源互联网多市场主体收益模型

能源互联网中存在多能源交易及多市场主体,建立合理的多市场主体成本收益模型是亟待解决的难题之一。主要针对城镇或区域级能源互联网,其交易场景为电网公司、热电厂和大用户三个市场交易主体。热电厂作为电热能源耦合元件,采用以热定电的典型运行模式供能并报价;电网按过网服务费形式报价;大用户根据前两者报价,选择与热电厂或电网公司交易热能与电能。在该交易机制下建立了计及热电耦合的三方非合作博弈收益模型,证明了该博弈模型存在纳什均衡,并提出了相应求解方法。通过算例分析,得出在电热多能源交易系统中的纳什均衡范围,解释了纳什均衡的物理意义,并分析了各主体收益参数对该博弈论纳什均衡分布的影响。     

容量约束对电力市场均衡的影响

输电容量约束是电力市场的重要特征,同时也深刻影响着电力市场运行。针对协同进化算法能够求取纯策略纳什均衡,多项式方程系统算法能够计算策略式博弈的所有纳什均衡,本文提出一种基于协同进化算法联同多项式方程系统算法的研究方法来分析电力市场纳什均衡,分析输电容量约束对电力市场均衡的作用。文中对一个3机5节点的电力市场进行了实验分析,结果表明该方法能有效求取纯策略市场均衡,同时能够求取一定条件下的混合策略均衡。输电容量约束不仅影响了市场均衡的分布,而且决定了纳什均衡的存在形式。     

碳市场背景下发电商竞价策略及电力市场均衡分析

碳市场交易提高了传统化石能源机组的发电成本,进而影响其在电力市场的竞价行为,电力市场均衡也随之发生改变。文章针对碳市场背景下的电力市场均衡问题建立了双层均衡模型,上层模型为考虑碳成本的发电商最优竞价模型,下层模型为考虑碳配额总量约束的电力市场出清模型,通过最优性条件理论以及二进制展开法、大M法等线性化手段将双层模型转化为混合整数线性规划,基于PJM 5节点系统,求解了多市场环境下有无碳市场的电力市场均衡,分析了碳市场对电力市场均衡状态的影响;同时,基于碳配额总量对电力市场均衡的灵敏度分析发现碳配额总量需适度收紧才能最大程度实现电力低碳减排作用。     

考虑动态电量和无限次博弈的电动汽车上网电价模型

电力物联网的建设与发展为电力系统中设备互联互通提供了硬件基础和技术支持。电动汽车(electric vehicle,EV)作为基于传统化石燃料汽车的革新产物,其大规模并网不仅能刺激可再生能源的消纳,更可以充当移动储能装置参与电网电能供给。在此背景下,文章首先针对电动汽车上网电价博弈创新性地引入了动态电量的概念,通过建立Rubinstein博弈模型,研究了包含虚拟电动汽车聚合商和电网的清洁能源上网电价的动态博弈问题,针对不同量清洁电能利用建立的博弈模型得到了有限次放电电价博弈均衡解,并进一步深化研究将其拓展到无限次博弈层面。然后,结合目前我国电动汽车产业的发展速度,分情形考虑实际情况中不同市场规模下交易过程中博弈双方的效益变化情况。之后,通过仿真分析发现,有限次博弈中的博弈效益将受双方产业规模及总博弈次数影响;在交易中无限次博弈能否达成最优解取决于博弈双方所在地的市场结构。最后,研究还发现,提高电动汽车聚合商产业规模可以有效增大聚合商效益,提高电动汽车经济性并促进清洁能源消纳。     

考虑动态电量和无限次博弈的电动汽车上网电价模型

电力物联网的建设与发展为电力系统中设备互联互通提供了硬件基础和技术支持。电动汽车(electric vehicle,EV)作为基于传统化石燃料汽车的革新产物,其大规模并网不仅能刺激可再生能源的消纳,更可以充当移动储能装置参与电网电能供给。在此背景下,文章首先针对电动汽车上网电价博弈创新性地引入了动态电量的概念,通过建立Rubinstein博弈模型,研究了包含虚拟电动汽车聚合商和电网的清洁能源上网电价的动态博弈问题,针对不同量清洁电能利用建立的博弈模型得到了有限次放电电价博弈均衡解,并进一步深化研究将其拓展到无限次博弈层面。然后,结合目前我国电动汽车产业的发展速度,分情形考虑实际情况中不同市场规模下交易过程中博弈双方的效益变化情况。之后,通过仿真分析发现,有限次博弈中的博弈效益将受双方产业规模及总博弈次数影响;在交易中无限次博弈能否达成最优解取决于博弈双方所在地的市场结构。最后,研究还发现,提高电动汽车聚合商产业规模可以有效增大聚合商效益,提高电动汽车经济性并促进清洁能源消纳。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

电力市场环境下能源互联网发展现状与展望

成熟的电力市场机制有助于能源互联网业务的发展,如虚拟电厂、需求响应、综合能源系统等。美国、丹麦和德国作为较早开展能源互联网建设的国家,在运用电力市场机制促进能源互联网的发展方面已经积累了较多的经验。首先介绍电力市场和能源互联网之间的关系,然后对各国能源互联网典型项目参与电力市场的机制进行分析。最后结合我国电力市场的现状和国外经验,对我国电力市场环境下能源互联网的发展提出相应的建议。     

基于主从博弈的虚拟电厂参与多元竞争市场投标策略研究

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市场中电价电量不确定性影响下VPP的优化申报问题,提出一种VPP灵活分段投标策略。首先,基于分布式能源运行特性构建了虚拟电厂聚合可调节能力评估方法,在考虑电力平衡需求的基础上,提出按可调节能力划分区间的VPP灵活分段投标策略。然后,构建了虚拟电厂参与日前电力现货市场投标的主从博弈模型,以实现VPP收益及社会效益的最大化。最后,采用强对偶理论和大M法将该均衡约束规划问题(equilibrium problems with equilibrium constraints,EPEC)转化为混合整数线性规划问题(mixed integer linear program,MILP)求解。算例结果表明,VPP采用灵活分段投标策略参与日前电力市场,可以充分利用其可调节能力,保障其投标需求有效中标,有效提升了VPP收益及社会效益。     

可再生能源配额制下电力市场发电主体决策优化模型

随着可再生能源发电技术的进步以及人们环保意识的提高,政府机构开始利用市场手段和激励政策来促进可再生能源的消纳。基于绿色证书交易的可再生能源配额制是国内外普遍实施的政策。该文分析了配额制下电力市场各个发电交易主体的交易架构,并详细阐述了传统能源发电商与可再生能源发电商之间的电力和绿证供需关系;以电力市场各发电交易主体的收益最大化为目标,构建决策优化模型;结合NSGA-II算法与灰色关联投影法,求解出均衡状态下各市场交易主体的最优交易电量和成交价格。算例重点分析了配额比例调整对电力成交价格,以及火力发电商和风电生产商的电力交易量、收益所产生的影响。通过仿真实验可知：配额比例的提高,能有效地增加风电生产商的发电量,并减少火力发电商的发电量;火力发电商与风电生产商博弈的同时,提高了电力与绿证市场的交易价格。     

寡头垄断电力市场实验设计与博弈分析

将实验经济学的方法成功应用于寡头垄断电力市场研究，介绍了价值诱导原理、电力市场寡头垄断实验设计方案和实验过程，针对一个由3个厂商组成的寡头垄断实验市场进行了多次实验并对实验结果进行了严格的统计分析。实验结果表明，在寡头竞争市场环境、不对称成本函数和重复博弈条件下，市场竞争逐渐收敛到完全竞争均衡和纳什均衡之间的结果。被试者是否具有辅助决策工具对实验结果有显著影响，在具有辅助决策工具时，有限理性的被试者在重复博弈中能达到理论上的静态纳什均衡。所得结论为电力市场的仿真实验研究提供了方法论上的参考，也为寡头垄断电力市场的参与者行为和市场均衡分析提供了实验依据。     

能源互联网下我国电力市场发展战略研究

研究能源互联网下电力市场的发展趋势对于推进我国的可持续性发展具有重大意义。阐述了国内外电力市场发展现状,采用SWOT分析法,从外部和内部两个方面系统研究了能源互联网下我国电力市场发展面临的优势、劣势、机会和威胁;基于分析结果,提出了能源互联网下我国电力市场发展的几点建议,为相关部门提供理论支撑与实践指导。