基于合作博弈的阻塞成本分配

在电力市场中,由于日益增加的负荷以及输电系统容量的限制,常常发生输电阻塞。在进行阻塞管理时,发电成本增加的部分就是阻塞成本。公平地分摊阻塞成本,有利于消除阻塞。着重论述基于博弈理论的2种成本分配方法Aumann Shapley和Shapley值的原理和算法,以及在分配阻塞成本时的具体使用,并用5节点算例,对其结果进行比较,表明这2种方法均能有效地分配阻塞成本。     

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Shapley值的网损分摊新方法

介绍了目前网损分摊方法的研究现状，提出了一种基于Shapley值的网损分摊新方法，这种方法根据每个交易加入交易联盟后给交易联盟带来的边际网损大小来分摊网损，该网损分摊方法平等地对待所有可能的交易加入次序，并且考虑了所有可能存在的包含该交易在内的交易联盟，因此能够被各市场成员视为公平，另外，这种网损分摊方法能保证收支完全平衡，并且能够向各交易提供适当的经济激励信号，促进电力负荷的合理分布，从而降低系统的总网损，数值算例结果表明，基于Shapley值的网损分摊方法是公平，有效的。     

基于合作博弈成本分摊理论的电力系统备用容量分配的研究

为探求公平有效的电力系统备用容量分配方法,以某大区域实际电力负荷和机组参数数据为例,运用基于合作博弈的成本分摊理论进行分析计算,并指明各算法的不同适用范围。算例结果表明核仁分摊法和Shapley值法分配备用容量较现有比例分配法更具公平性、合理性。     

多能联盟低碳运营决策方法研究框架与展望

在多能互补运营方式基础上考虑各主体合作稳定性,进一步提出由风电、光伏、水电、火电构成的多能联盟运营模式,并通过知识图谱方法对多能联盟相关研究进行关键词共现及发展脉络分析,探讨该领域研究热点及不足之处。构建多能联盟低碳运营决策方法研究框架,总体包括三部分,一是基于各主体信息对称,设计联盟内碳配共享机制,约束火电碳排放并提升联盟参与电-碳-绿证市场的交易份额,获得规模性低碳经济收益;二是联盟以综合收益最大为目标进行电-碳-绿证协同优化运营,并考虑各主体收益分配均衡性,分析主体对联盟收益多重贡献因素,改进基于shapley值的收益分配方法,提升各能源合作运营稳定性,实现联盟多能源互补高效运营;三是基于DEA建立多能联盟低碳运营决策方法,通过联盟运营效率指标变化规律,制定多能源调度优化策略。该研究可实现以合作利益最大化驱动各主体参与联盟运营,为新型电力系统低碳优化运营研究提供理论参考。     

双边交易电力市场下基于核仁理论的网损分摊方法

该文介绍了目前国内外对双边交易模式下网损分摊方法的研究现状，提出了双边交易模式下基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法，并与基于合作博弈论中Shapley值理论的网损分摊方法进行了详细比较。该方法考虑了不同的市场参与者对网损的影响，能够将网损合理分摊到各个交易中，而且不受各交易追加次序的影响，充分体现了公开、公平、公正的市场原则，易于市场成员理解和接受。数值计算和算例验证了该方法的公平性和有效性。     

基于Shapley值抽样估计法的电力用户参与互动效益分摊方法研究

为促进用户与电网实施友好互动,降低能源消费和用电负荷,应研究如何将电网公司的互动效益按一定补贴比例公平地分摊给各参与用户。为解决传统Shapley值法的组合爆炸问题,提出一种基于Shapley值抽样估计法分摊用户互动效益的补偿方法,该方法在满足收支平衡的约束条件下,通过分层随机抽样方法减少样本量;为确定各层样本分配量,综合比较了随机分配法、平均分配法及Neyman最优分配法的优缺点;为解决Neyman最优分配法中参与者各层样本标准差未知的问题,提出一种基于强化学习算法的ε(t)迭代估计最优分配方法。算例表明所提出的方法具有Shapley值法的所有特性,能精确地估计Shapley值法的分摊结果,因而能实现公平合理的分配,同时能有效地减少计算时间。     

多种交易模式下基于Shapley值的网损分摊方法

探讨电力市场多种交易模式下输电网网损的分摊问题。提出将双边交易向联营交易等值的概念与方法,给出了系统网损在等值联营模式下分配的Shapley值模型。运用合作博弈理论的Shapley值法将网损分配给各负荷联营交易。该方法适用于混合交易模式的电力市场,既满足电网的物理特性,又给出了良好的经济信号。通过对IEEE5节点系统进行仿真,验证了该方法的有效性。     

输电网合作投资费用的计算与分摊

电力市场环境下,输电费用的计算和分摊成为必须解决的问题之一。而此时各发电厂和用户都将成为独立行为的个体,他们具有合作的潜力以降低成本或获得最大利益。利用输电网的合作特性．给出了由发电厂投资修建输电网的计算方法,并提出结合合作博弈理论,采用核心、核仁、夏普利值三种方法将成本分摊到各个用户。     

基于流跟踪算法的网损分摊

:阐述了有功网损与无功网损分摊的意义 ,介绍了一种利用流跟踪算法来分摊电力系统有功和无功损耗的实用方法 ,并列举了算例 .     

Transmission Cost Allocation Based on Data Envelopment Analysis and Cooperative Game Method

Transmission cost allocation is a traditional but challenging problem in electric power industries. Many factors can affect the transmission cost allocation. But most traditional allocation methods focus on just one point. The Data Envelopment Analysis (DEA) approach has the characteristic of multi-criterion. It can overcome the drawbacks of traditional allocation methods. This paper combines the game theory and DEA approach to solve the problem of transmission cost allocation. In order to take various key points of power transmission into account, three criterions are proposed. These criterions reflect the effect of load demand, transmission line usage and marginal cost on transmission cost allocation. Nucleolus and Shapley value are used to solve the DEA game programming. For measuring the fairness of the transmission cost allocation methods, this paper proposes an algorithm to evaluate the satisfaction of users with the different allocation methods. The DEA game approach is applied to IEEE 14-bus system. The results which are compared with that of other three traditional allocation methods demonstrate the applicability of the proposed method.     

基于合作博弈的风水火联合运营研究

近年来,电力需求增速有所放缓,导致可再生能源弃用问题较为严重,为可再生能源出让发电空间的火电企业生存问题亦日益凸显,解决这一系列矛盾迫在眉睫。论文提出了市场化情况下风水火联合运营模式,火电将发电空间转让给风电、水电并提供辅助服务以实现联盟效益最大化,基于合作博弈理论对联盟效益进行再分配以实现个体效用最大化。通过算例分析了不同联盟模式下的联盟经济效益和环境效益以及不同分配策略下风水火联合运营各参与人的分配效用,并依据MDP指标分析了不同分配策略对联盟参与人的吸引力。结果表明风水火三方联合运营可以实现联盟经济效益和环境效益最大化,选用夏普利值分配策略作为联盟效用分配方案最为合理。风水火联合运营可有效解决弃风弃水问题并改善火电企业运营状况,保障了电力结构低碳化平稳过渡,为促进火电与可再生能源合作提供了理论依据。     

A Combination Method for Wind Power Prediction Based on Cooperative Game Theory

Accurate prediction of wind power is significant for power system dispatching as well as safe and stable operation. By means of BP neural network, radial basis function neural network and support vector ma- chine, a new combined method of wind power prediction based on cooperative game theory is proposed. In the method, every single forecasting model is regarded as a member of the cooperative games, and the sum of square error of combination forecasting is taken as the result of cooperation. The result is divided among the members according to Shapley values, and then weights of combination forecasting can be obtained. Application results in an actual wind farm show that the proposed method can effectively improve prediction precision.     

基于博弈论的确定性电量分解合作联盟稳定性分析

从合同博弈角度出发,考察用单位电量净收益计算单一购买者和发电厂商的效用,分析了单一购买者和发电厂商愿意参与合同分解形成联盟的理论条件：当仅有一个发电厂商时,若双方均为风险厌恶型则联盟稳定,双方均为风险喜好型则联盟不稳定;当有一个购电公司、多个发电厂商时,需满足多个不等式条件联盟才稳定。用国内某省级市场的实际数据进行仿真分析,结果表明建立的模型合理有效。     

市场环境下基于合作博弈的风-水-火电厂收益分配研究

随着电力系统的市场化发展,发电侧各电厂企业在保证区域电能供需平衡的前提下期望用合作的方式来获取更多收益并对其进行有效分配。通过非合作博弈的方式给出风、水、火区域电网常规的调度方式,并计算出风、水、火电厂的收益;以市场环境下各主体的趋利性作为出发点引入合作博弈思想,使风、水、火电厂3个参与者构成一个－联盟,保证有功功率供应的基础上,给予单位电量收益更多的水电、风电更多发电指标,并提出一种偏差MDP指标分配方式,分析表明Shapley值法及偏差MDP指标法处于核心中。同时,与非合作博弈条件下风、水、火电厂的收入相比,偏差MDP分配方式下各电厂收入分别提高了38.2%、20.5%、6.1%。     

基于分布式分支界限算法的产消者联盟电能交易策略

随着分布式能源在配电网中的高比例渗透,产消者作为新型主体参与市场竞争日益受到关注。基于合作博弈的产消者联盟电能交易可增加产消者的整体收益,产消者采用动态联盟结构可提升对环境变化的适应协调能力。为此,提出基于多代理系统（MAS）的产消者联盟运行框架,以及在此框架下产消者联盟电能交易的双层优化模型。上层模型使用分布式分支界限算法求解最优联盟结构下的产消者电能交易策略;下层模型根据更新的交易电价调整产消者购售电计划。最后通过仿真算例验证了所提方法的合理性、有效性及模型的可扩展性。     

基于合作博弈机制的电动汽车交易策略研究

由于电动汽车和新能源对碳达峰碳中和的关键作用,电动车充放电过程的电量参与主体之间合作与竞争互存,从而影响电动汽车的大规模推广。以电动汽车P2P电量交易模式作为研究对象,研究参与电量交易电动汽车群组成联盟成员的合作博弈策略。该策略以联盟成员的性质相同、地位一致的Shapley值分配策略为基础,设计面向新能源协同优化的改进Shapley合作博弈模型及算法,并通过仿真实验结果验证了该方案在提升各联盟成员相对收益、电动汽车电量的利用率和消纳新能源能力方面的有效性。     

低碳经济下基于合作博弈的风电容量规划方法

在低碳经济下,通过引入碳交易过程,将风电的减排效益量化为实际的经济价值。基于合作博弈理论,分析了风电规划运行中风电场与电网的改进策略以及双方的成本效益变动,提出了风电—电网联盟净收益最大的风电场容量规划模型,并构建了风电场与电网间公平、合理的利润分配机制,最后,通过具体算例分析了模型的实用性。分析结果表明,风电—电网的合作模式既有利于提高电网消纳风电的积极性,又有利于避免风电场的无序扩张,可为目前风电规划中出现的场网不协调问题提供改进方案。     

计及条件风险价值下基于合作博弈的多微网协同优化调度

伴随大规模弃风、弃光现象的出现,如何提高微网系统对可再生能源的消纳具有重要意义。首先,综合考虑热电联产、热泵、电储能以及热储能等设备建立了多微网系统的框架。其次,由于不同微网的风电出力、负荷需求以及设备参数具有异质性,考虑多个微网之间存在协同合作的可能,阐述了能源互补提高整体收益的本质。在此基础上,计及了微网间传输功率的限制,建立了基于合作博弈的多微网系统协同优化调度模型,并提出按微网交互贡献度分配的方法,克服了在微网群规模较大的场景下利用Shapely值分摊计算量大的不足。进一步,考虑到多微网内风电与负荷的不确定性,建立基于条件风险价值的随机规划模型。通过实例仿真分析可知,所提出的模型能够有效减少各微网调度成本以及微网合作联盟的调度总成本,同时减少对主网功率交互的影响,所考虑的条件风险价值也为多微网系统在经济效益与风险水平之间的权衡提供参考方案。     

基于区块链的微电网合作博弈电力交易优化

微电网可实现分布式电源的有效整合,减少新能源间歇性波动对主网造成的影响。为更好的实现微电网的优化运行,文章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,建立微电网P2P(Peer-to-Peer)电力交易系统的总体架构,对区块链网络、智能合约逻辑进行设计;进一步,通过分析微电网中各用户主体的效益,优化交易过程中的用户匹配;接着,利用合作博弈算法实现微电网P2P电力交易定价模型。最后,仿真及分析结果表明,基于区块链与合作博弈的交易模型能有效实现用户间电力交易,有利于构建公开、透明、高效的市场环境,可确保用户收益最大化。