考虑投资不确定性和不完全信息博弈的源网荷规划方法

随着我国电力市场改革进程的不断推进,市场主体数量和投资不确定性不断增加,提升了电力系统规划的难度。提出一种市场环境下的多主体博弈规划方法。根据不同市场主体得利益需求,采用博弈论构建电力市场多主体博弈框架,并针对对电力市场的投资不确定性,采用实物期权理论进行评估,在此基础上构建多主体不完全信息规划模型,并采用协同进化算法进行求解。基于IEEE30节点的系统算例仿真结果表明,所提方法在提升电力系统经济运行水平同时,平衡了各主体的利益需求,提高了各主体考虑期权的综合长期投资收益。     

含用户聚合代理的工业园区需求响应主从博弈机制与策略

区域综合能源系统中不同的利益主体往往具有多样化的优化目标和供用能需求,特别是聚合代理新型电力交易主体的出现,使得电能交易的相关调控策略和决策机制更加复杂,引入以价格为主导的博弈机制来协调均衡多方利益的对立是一个必然的趋势。考虑到能源交易过程中的先后次序和波动性变化等,基于Stackbelberg博弈理论和电力市场基本规则,提出了一种由用户聚合代理整合用户侧需求响应资源并与工业园区运营商互动的主从博弈电力市场机制模型,然后分析了工业园区和用户聚合代理的互动策略和博弈规则,并利用双层优化方法进行求解。通过优化分析验证了该机制在保证三方的经济利益下,同时能够改善用户聚合代理和企业用户在博弈中的弱势地位,对优化电力市场运营、降低大用户调峰成本和缓解电网压力具有重要意义。     

基于区块链的微电网电力市场电价与电量动态博弈

建立合理、有效的微电网电力市场交易机制来激励分布式清洁能源并网,是实现微电网运营多方共赢、经济环保的重要途径.针对微电网交易环境中的现有问题,提出了基于区块链技术的电力交易模式以改进微电网电力市场.介绍了微电网电力交易模式及其数学模型,以量化区块链技术对交易主体决策的影响.由于系统内部主体存在产权独立性,且市场中电价、电量竞标存在先后行动次序,应用Stackelberg博弈理论求解市场各主体在追求目标最优时电价和电量的交互策略.仿真结果表明:微电网基于区块链技术整合利用了分布式资源和设备,促进能源结构清洁化转型;供需双方都作为独立节点参与电力市场,区块链交易平台信息的公开透明提高了参与主体用电决策的精准性和经济效益.     

基于序贯博弈模型的发电商竞价策略分析

针对电力市场中水火电厂的竞价过程,利用Stackelberg序贯博弈模型对完全信息下各电厂的异步决策过程进行了建模分析,并求解出各电厂的最优发电策略。通过将完全信息下的Stackelberg博弈模型的竞价结果与不完全信息下Stackelberg博弈模型和完全信息下Cournot博弈模型的竞价结果进行对比,分析了竞价信息和优先政策对竞价过程和各电厂决策的影响,并得出在电力系统处于不同供需状态时,应引导形成不同类型竞价市场的结论。算例验证了结论的正确性。     

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。     

博弈论在电力系统中典型应用及若干展望

博弈论作为一种先进的优化工具,主要用于研究多个利益相关主体如何进行优化决策的问题。随着智能电网的快速发展,现代电力系统在发电、配电、用电等多个环节的参与者呈多样化特征。在此环境下,博弈论为多决策主体优化问题提供了新的解决途径。论文首先介绍了博弈论的基本概念和分类,然后从电力系统规划、电力市场、调度、控制等方面阐述并总结了博弈论的四项典型应用示例。最后,从可再生能源发电、微电网、需求响应、电网演化和博弈均衡求解方法等多个方面论述了值得深入研究的关键科学问题。希望该文的工作对推动博弈论在电力系统中的应用能够起到积极作用。     

电力需求侧管理政策激励过程的动态演化博弈分析

电力需求侧管理（power demand-side management，DSM）具有优化电力资源配置、促进节能减排、移峰填谷、促进可再生能源发展等优点。但在当前电力市场环境下，DSM项目实施过程中项目成本与项目收益具有严重的“不同一性”，对电网企业和电力用户实施DSM项目和接受DSM服务存在一定的抑制作用。同时，电力需求侧管理体系中的政府、电网企业、电力用户三方主体利益出发点不同，必然会存在激烈的博弈。为了确切地分析电力需求侧管理体系各主体之间博弈行为，着眼于电力需求侧管理政策运行环境，采用动态演化博弈模型分析电力需求侧管理过程中政府−；电网企业、政府−；电力用户之间的博弈行为，优化设计电力需求侧管理政策激励措施，消除DSM对电网企业和电力用户投资的抑制作用，促进电力需求侧管理的深化发展。     

基于博弈理论的电力系统扩展规划方法研究

随着我国电力建设的加强以及对电力系统研究的不断深入,如何根据电力市场中不同投资主体的优势和特点研究最合理的电力系统扩展规划方案,对于我国电力系统的可持续发展具有重要意义。提出了一种基于合作博弈的电力系统扩展规划方法。首先,根据电力市场下各主体的投资和收入情况,分别建立相对应的经济规划模型,进而,基于发电公司和电网公司之间的影响机理以及博弈行为分析,构建电力系统中不同投资主体间的合作博弈规划模型;然后,利用迭代搜索法对模型进行求解;最后,基于仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

电力需求响应机制下基于多主体双层博弈的规模化电动汽车充放电优化调度EI北大核心CSCD

针对电力需求响应机制下电动汽车调度场景涉及的多元决策主体间的复杂博弈互动关系,该文提出多电动汽车聚合商分别整合规模化电动汽车入网参与电力市场竞价,并依据竞价结果指导电动汽车实时充放电优化调度的多主体双层博弈模型。首先,基于logit协议构建电动汽车充放电调度的多策略集演化博弈模型;其次,构建多电动汽车聚合商在电力市场中竞标购/售电价格的非合作博弈模型;再次,用复制者动态描述配电网运营商向各聚合商分配需求响应时段响应电量的策略演化;最后,联合求解双层博弈模型的演化均衡和纳什均衡,得到三主体的最优稳定策略。算例分析表明,提出的模型在实现负荷削峰填谷的同时,可有效平衡电动汽车用户、电动汽车聚合商和配电网运营商三者之间的经济利益。     

区域配电网内分布式电源和负载联盟交易模式设计和分析

分布式电源和负载可在配电侧形成电能供给和消费的联盟,并参与区域电力市场交易。相比于单独进行交易,这样的联盟通过帮助市场能力较弱的分布式电源和负载参与到配电网市场中,推动配电网中的中小型负载和分布式电源之间的直购电业务的发展,促进配电网侧的电力市场形成;同时利用市场信号引导分布式电源和负载的电能生产和消费过程,使得它们获得更多的经济利益,促进分布式可再生能源的发展。文中给出了区域配电网中联盟交易模式的存在条件,并且基于公用电网的作用和合作博弈理论,建立了相应的交易价格模型。进一步,以集成售电商的收益为优化目标,构建了联盟选择和定价的优化决策模型。仿真算例说明了联盟交易模式的理论可行性,证明了在不同运行场景中所提优化决策模型的有效性。     

市场背景下考虑不确定性价值和全市场要素博弈的 电力系统规划方法

电力市场化改革的深化为电力系统规划领域引入了新的问题。为应对这一变化,提出了一种市场背景下考虑规划不确定性价值和全市场要素博弈的电力系统规划方法。首先,在分析电力市场各参与者的整体利益诉求的基础上引入特殊主体独立系统运营商(Independent System Operator, ISO),并从市场运营角度构建输电公司规划模型。然后,在RO(Real Option)理论的基础上,以发电机组选址定容、输电线路扩容和分布式电源(Distributed Generation, DG)投运为决策变量,并同时分析各市场参与者之间的博弈交互机理,构建基于RO理论的多主体博弈规划模型。基于IEEE30系统的仿真算例验证了所提方法的有效性和正确性。     

电网侧储能电站参与现货联合市场的竞价策略

从电网侧储能出发,提出了一种储能参与现货市场联合竞价的双层Stackelberg博弈模型。首先,基于共享的概念将电网侧建设位置不限且分散、投资主体多样的储能电站组成联盟,实现资源统一调度,并以市场价格信号激励电网侧储能联盟参与日前电能量市场、调频辅助服务市场以及日内平衡市场竞价。其次,基于Stackelberg主从博弈,建立了以储能为竞价主体,兼顾收益与风险的现货市场联合竞价策略双层模型。上层以储能收益最大为目标进行策略性报价;下层以购电成本最小为目标进行日前多市场联合出清,以系统平衡成本最小为目标进行日内平衡市场出清。此外,引入多场景描述交易决策博弈过程中竞争对手的不确定性给储能收益带来的风险。最后,利用对偶理论和KKT (Karush-KuhnTucker)最优性条件,将双层模型简化为一个均衡约束数学规划问题,并通过算例分析验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于智能电网需求侧管理的多零售商实时定价策略

智能电网中需求侧管理(demand-side management,DSM)是一种改变和促进电力消费,提高电网可靠性的重要机制。实时定价是最重要的DSM策略之一。在电力市场中,电力零售商从电力供应商处采购电力然后将其出售给用户,因此对零售商来说进行有效的电力采购和价格决策至关重要。文中针对服务不同类型用户且共存于多个地区的不同电力零售商使用实时定价需求侧管理方案提出一种动态博弈决策机制,建立Stackelberg动态博弈模型分析不同电力零售商之间实时定价策略互动并得到均衡解。仿真模拟结果验证了所提出模型的有效性以及相关参数对电力采购及价格决策的影响,更好地诠释了智能电网中实时定价的动态过程。     

演化博弈论及其在电力市场中的应用

演化博弈论是把博弈理论分析和动态演化过程分析结合起来的一种理论。文中介绍了演化博弈论及其在电力市场中的一个具体应用。分析了发电企业在竞价上网过程中竞价策略的自发演化过程，其中自发演化而来的一个竞价策略对应于演化博弈模型的一个演化稳定策略。演化博弈模型的分析结果表明，要使发电侧电力市场健康发展，必须制定合理的竞价规则。文中指出了政府对电力市场进行监管和调控的必要性，并分析了中国制定电力市场竞价上网规则的思路。     

基于Berge-NS均衡的电力市场多主体非合作博弈竞争模型

售电侧放开促使了电力市场主体的多向性选择,同时也增强了多元主体间的激烈竞争,而市场外部因素是不确定的,每个市场主体就需要在含不确定性的博弈中研究多元主体间的竞争关系并发展竞价策略,这对于促进电力市场的发展具有重要的意义。在明确市场主体需求的基础上,分别对发电商、售电商和大用户主体构建了市场决策模型;根据Berge-NS均衡模型制定了电力市场多主体非合作博弈竞争的流程和步骤,并利用磷虾群(KH)优化算法对各市场主体竞价策略的动态调整和市场均衡情况进行求解。通过算例仿真对所构建竞争博弈模型及求解算法进行验证,相关结果表明:随着博弈的不断深入和市场信息的积累,市场主体间的竞价策略会逐渐达到均衡状态,从而实现各方收益共赢和协调发展,有效提高了市场效率;同时验证了KH优化算法在求解电力市场多主体博弈竞争问题时的可行性和有效性。     

电力市场环境下源-网-荷多主体协调互动规划

新型主体大量涌现和电力市场化交易是新型电力系统的重要特征。为综合考虑多主体利益以及市场化因素,提出基于博弈论的源-网-荷多主体协调互动的规划模型。首先,分析配电网中各主体间的市场关系,将节点边际电价融入分布式电源运营商、配电网运营商、电力用户的优化配置模型。其次,基于用户的电力效用函数,建立需求侧响应模型;接着,结合三者的博弈关系,构建源-网-荷协调互动模型,采用基于粒子群算法的迭代搜索法求解。最后,分别通过改进的IEEE 33节点系统与实际9节点系统进行算例分析。算例结果表明,在电力市场环境下考虑各主体利益关系,能在保证主体间利益均衡的同时达到减缓线路以及分布式电源投资的目的,具有实际意义。     

发电与输电投资的期权博弈决策方法

传统的电力规划方法割裂了发电规划与输电规划的内在联系，忽略了电力投资多主体决策之间的相互影响，并且难以处理项目投资价值的不确定性问题，因而无法适应电力市场环境。文中运用Black-Scholes（B-S）期权定价模型，采用非合作博弈理论对多投资主体的发电和输电项目延迟投资决策进行评估，从而使电力企业（发电公司或电网公司）做出更合理的投资决策，也便于电力监管机构了解市场信息，制定合理政策协调厂网规划。实际系统算例表明，当某种类型电力企业数量较少时，其投资决策对于市场各方影响较大。     

对冲在电力交易中降低市场经营风险的模拟计算

该文以对冲理论为基础，分析了对冲交易在电力市场中的应用。根据有无差价合约，文章给出了不同情况下电力市场交易主体的收益计算方法。通过一个 IEEE 39节点的典型电力系统，利用MATPOWER 仿真软件，考虑到市场力和串谋行为，该文模拟了一个交易日的电力市场运营情况。仿真实验结论显示差价合约能够显著降低市场风险，在我国电力市场建设期间，差价合约加全电量竞争模式是适宜的交易方法。     

考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法

在对增量配电网进行规划时,如何根据不同利益主体的市场行为获取最优的决策方案是目前亟需解决的重要问题。针对该问题,该文通过引入虚拟博弈者"大自然",实现了博弈理论和鲁棒优化的深度融合,提出一种考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法。首先,分别构建DG投资运营商、配电网投资运营商和电力用户不同利益主体的规划决策模型;然后根据三者的传递关系分析分布式电源(distributed generation,DG)投资运营商和配电网投资运营商之间的静态博弈行为;同时采用鲁棒优化处理DG出力的不确定性,并引入虚拟博弈者"大自然",研究其与配电网投资运营商之间的动态博弈行为;在此基础上提出动–静态联合博弈规划模型,最后结合迭代搜索算法和极大极小值法对上述模型进行求解。仿真结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

电-碳联合市场下虚拟电厂主从博弈优化调度

为使虚拟电厂更好地适应新型电力系统的发展,针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上,提出一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略。以虚拟电厂运营商为领导者、新能源热电联供运营商和综合能源用户系统运营商为跟随者,形成一主多从的Stackelberg博弈模型,同时优化虚拟电厂运营商定价策略、供能侧出力计划和用户侧需求响应方案,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例验证所提策略的有效性,虚拟电厂内部各主体利益得到有效提升,算例结果也表明不同类型需求响应占比对各主体利益有很大的影响,同时所提的优化调度策略为虚拟电厂制定内部购售电价格、调度计划和参与电-碳联合市场交易提供了参考。