Probabilistic Game Approaches for Network Cost Allocation

In a restructured power market, the network cost is to be allocated between multiple players utilizing the system in varying capacities. Cooperative game approaches based on Shapley value and Nucleolus provide stable models for embedded cost allocation of power networks. Varying network usage necessitates the introduction of probabilistic approaches to cooperative games. This paper proposes a variety of probabilistic cooperative game approaches. These have variably been modeled based upon the probability of existence of players, the probability of existence of coalitions, and the probability of players joining a particular coalition along with their joining in a particular sequence. Application of these approaches to power networks reflects the system usage in a more justified way. Consistent and stable results qualify the application of probabilistic cooperative game approaches for cost allocation of power networks.      

基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法

电能替代对于落实节能环保政策、实现能源战略转型具有实际意义。为了将电能替代效益公平合理地分摊给电力用户,激励用户参与电能替代,提出一种基于合作博弈理论的电能替代效益分摊方法。分析电能替代对降低生产运行成本和减少污染排放的价值,并对其进行量化;基于合作博弈理论,采用核仁和Shapley值法对电能替代效益进行分摊。算例验证了所提电能替代效益分摊方法的有效性和合理性。     

基于最优潮流与合作博弈理论的互联电网经济效益分析

实施输电网络开放、促进区间经济功率交换,是电力市场化的重要内容。中以最优潮流和节点电价作为分析工具,基于合作博弈理论中的核仁,提出了多区域电力系统互联运行的成本和利润分配方法。对IEEE30节点系统的分析计算结果表明,与基于Shapley值的分配相比较,所提出的方法实现了系统互联运行成本和利润在市场参与之间的合理分配,既满足个体理性,也满足集体理性,保证了联盟结构稳定。     

电力市场下的可中断负荷管理及其方法

为实现电力资源在电力市场下的有效配置和社会福利的最大化，主要从电价、机制和合约3个角度为电力市场下可中断负荷管理提供解决方法。根据可避免成本设计可中断电价，运用机制设计理论设计博奕规则，利用金融衍生工具设计合约形式，为电力公司在电力市场下进行可中断负荷管理提供了有利力的依据和指导价值，为电力市场下电网的安全经济运行服务。     

基于主从博弈的输配电网协同经济调度

针对市场环境下如何协调主动配电网与输电网的运行策略以实现二者共赢的问题,提出一种基于主从博弈的输配电网协同经济调度策略。首先,采用主从博弈架构建立了输配电网双层经济调度优化模型,其中上层为输电网价格出清模型,下层为考虑二阶锥交流潮流约束的配电网经济调度模型。然后,应用二阶锥重构技术、KKT (Karush-Kuhn-Tucker)条件、强对偶定理和线性松弛技术将所提双层模型转化为混合整数二阶锥单层规划模型进行求解。最后通过算例验证了模型和方法的有效性。结果表明,所提输配协同经济调度策略可以有效降低输电网电能及备用出清价格,同时提高了配电网运行经济性。     

A novel nucleolus-based loss allocation method in bilateral electricity markets

The situation of current research on power losses allocation in bilateral electricity markets is presented. Based on cooperative game theory, a novel nucleolus theory-based method for power losses allocation under the bilateral-transactions model is put forward and compared in detail with the Shapley-value-based allocation method. The impacts of different market players on network power losses are taken into account. With the new method, network power losses can be allocated to each transaction reasonably. The allocation results would not be affected by the sequence that each transaction is formed and be active. The method answers for the open, equal, and impartial principles of electricity market and can be easily understood and accepted by market players. Numerical tests validated the equity and validity of the method.     

An Effective Transmission Network Expansion Cost Allocation Based on Game Theory

The expansion of transmission systems impacts many entities in the market environment. Each entity may fare better or worse as a result of congestion relief in the presence of new investments. Negatively affected firms exert their influence to prevent the expansion from taking place. The opposition of these firms and the lack of appropriate incentives results in insufficient investments in transmission assets. The network is being frequently used at its maximum limits, leading to economic inefficiencies and reduced reliability. Hence, there is a need for effective incentive schemes for network expansion. In this paper, we propose a game theory-based scheme for the allocation of transmission expansion costs among market entities. The allocation takes into account both the physical and economic impacts of the new transmission assets and the influence of each firm on the expansion decision. This is the first scheme designed to give all market participants explicit incentives to support the expansion. The application of the allocation solution to the Garver six-bus system is presented to illustrate the capabilities of the proposed method     

基于合作博弈的需求侧响应下光储微电网优化配置

在电力市场环境下,考虑需求侧响应和储能系统对微电网的影响,通过合作博弈的方式进行系统联合优化配置。提出一种在需求侧用户适当转移负荷的情况下实行分时电价的微电网运行策略,用于实现微电网收益最大化和最优可靠性。首先,建立了转移负荷的用户、分时电价下进行负荷响应的用户和储能系统的目标函数和模型。其次,利用合作博弈的方式将三方进行联合优化配置,采用迭代算法求出了三方联合优化纳什(Nash)均衡点(最优配置方案)。基于此提出系统联合优化运行策略。将该模型和算法应用于甘肃某一实际光伏微网系统,验证了其有效性。     

能量与备用市场主体自调度的电热综合能源系统优化

为更好地管理电热综合能源系统中能源交易以提高系统运行的经济效益,同时考虑新能源入网带来系统运行的不确定性,本文提出能量与备用市场主体自调度的电热综合能源系统两阶段优化方法.第一阶段基于博弈模型分析主从(双层)交易的市场主体之间多种能源的交互方式,以系统经济性运行为优化目标来求解市场主体之间的均衡交互策略.第二阶段是鲁棒...     

多种交易模式下核仁解分摊输电网固定成本

探讨了电力市场多种交易模式下输电网固定成本的分摊问题。提出将双边交易转换成等效的联营交易的概念与方法，给出了固定成本在等值联营模式下分配的核仁模型。运用合作博弈理论的核仁解先将固定成本预分配给各负荷联营交易，再将该预分配成本平均分配给该负荷和向它供电的 所有电源。向某个负荷供电的所有电源按各自对该负荷贡献功率的大小成正比分配成本。该文方法适用于混合交易模式的电力市场。它既满足电网的物理特性，又给出了良好的经济信号。IEEE14节点系统的仿真算例验证了该方法的有 效性。     

基于讨价还价博弈理论的分布式能源合作收益分配模型

虚拟电厂(VPP)内参与合作的分布式能源(DERs)往往分属不同的利益实体,实现VPP收益公平合理的分配至关重要。基于讨价还价博弈理论,通过效用函数反映风险厌恶程度,综合考虑边际贡献、间歇性电源的预测能力、平衡市场的惩罚力度等因素量化谈判力水平,从而建立DERs联合参与短期能量市场的收益分配模型。通过对VPP的实际算例分析,验证了所提模型的可行性与合理性,该模型可有效评价各DER的特性,保证分配的相对公平性和联盟的稳定性,并可对DERs行为形成正向激励和引导,提高经济利益。     

基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略

随着多能耦合的加强和能源改革的推进,综合能源市场逐步建立,其中综合能源现货市场的剧烈价格波动给综合能源服务商带来了较大的风险。针对该问题提出了一种基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略,首先建立了基于风险价值理论的现货市场交易风险评估模型,其次通过建立综合能源服务商间的合作联盟,降低整体联盟的现货市场交易风险,最后采用Shapley值法对联盟中的成员进行风险分摊,并提出一个该风险分摊结果的交易规则。算例结果表明,综合能源服务商通过结成联盟,可以有效降低其参与现货市场的风险,基于Shapley值的风险分摊方法保证了分配的公平和联盟的稳定,验证了该模型的有效性和可行性。     

认知无线电频谱分配算法研究

在无线通信中,认知无线电技术是一个提高频谱利用率的新技术。这个技术其中的一个关键问题是授权用户频谱分配问题,即允许授权用户分享他们的授权频段给认知用户使用。针对这一问题,博弈论的频谱分配算法被提出,它把频谱的出租和租用市场模拟成为现实的寡头竞争市场,这样来维持频谱分配的公平性和提高频谱利用率。在传统博弈论频谱分配算法的基础上,通过提出价格因子,构建新的价格函数来进一步提高频谱的利用效率。中的认知无线电环境是建立在以量竞争(古诺模型)的基础之上,多个授权用户和一个认知用户之间的频谱竞争问题。仿真结果表明,本文提出的算法能更好的分配频谱资源,使频谱有更大的利用率,更高的授权用户利益,和更大的频谱分配尺寸。     

基于最公平最小核心法的大受端电网过江断面阻塞费用分摊研究

针对现货市场建设初期阶段我国东部某省受端电网过江断面偶发性的阻塞问题,基于英国电力市场阻塞管理的再调度思路,构建基于合作博弈的阻塞费用分摊模型,提出最公平最小核心分配方式,并将其用于过江断面阻塞管理.算例分析验证了所提分摊方法的合理性和有效性,其兼具公平性和稳定性,有助于参与者形成稳定的联盟,避免由于分摊机制不合理造成...     

双边(多边)电力交易市场模式下输电网投资问题的研究

在不同的市场机制下,输电投资的方式可能会有所不同。基于合作博弈的思想,提出了一个适合于电力交易市场模式的输电投资框架,并建立了相应的输电投资数学模型。在以双边或多边电力交易为主的电力市场中,输电公司至少可以在一定程度上以联合生产企业的模式来组建和运营。这样,市场环境下的分散化输电投资问题就可以转化为一个集中化优化问题,总收益最大的输电网投资方案因而有可能得以实现。合作博弈论的解概念被用于处理输电投资的收益分配问题,并对一个简单的算例系统进行了分析,指出了一些有待进一步解决的问题。     

多无人机协同侦察时间资源分配优化

利用多无人机协同执行侦察任务,可以有效提高侦查的准确性。不同的侦察任务目标对象,重要程度往往不同,其任务价值也就存在差异,因此需要对协同侦察的无人机资源进行合理任务分配,提高协同侦察效益。本文重点考虑对无人机侦察时间资源分配的问题。首先,构建了一种自主协同资源分配机制,并以被辅助无人机为领导者,辅助无人机为跟随者,建立了斯坦伯格博弈模型。然后通过下层博弈均衡求解和上层博弈均衡求解,推导了辅助无人机最佳协助时间的闭合表达式,并得出所构建斯坦伯格博弈模型的纳什均衡解。最后对所提模型和方法进行了仿真验证,仿真结果表明,所提方法使得辅助无人机的时间资源得到充分利用,协同侦察的效用得到有效提升。     

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。     

基于合作博弈与用户联盟的网损分摊方法研究

就网损分摊问题提出一种新的分摊方法来解决参与者之间的网损分摊问题。与传统的网损分摊方法相比,有利于总网损降低,具有较强的经济导向性。     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

考虑碳排放权的低碳电力调度及收益分摊

低碳化已经成为当前电力发展的重要目标,而利益格局的剧烈调整是影响低碳转型的最大阻力之一。文中对低碳电力调度的公平性问题进行了研究,建立了考虑碳排放权约束的低碳调度模型。在论证机组碳排放求偿权的基础上,应用加总分配方法,解决了碳排放权的初始分配公平性的争议。对机组碳排放权的合作博弈机制进行了研究,并且对合作减排和非合作减排下的机组运行情况进行了对比,建立了基于Shapley值的碳排放权收益分摊模型。研究表明通过合作减排机制,可以更好地优化系统运行,平衡各方利益,减少低碳调度转型阻力。研究还发现,如果减排目标过于激进,将造成发电成本剧烈上升,甚至需要减负荷运行。最后,结合算例表明了所述模型的有效性。