基于博弈资源分配的认知异构网络干扰协调算法

基于underlay频谱共享模式的认知异构网络可有效缓解频谱资源短缺问题,但同时会加剧网络中的干扰。针对该问题,提出了一种基于非合作博弈模型的动态频谱分配和功率控制算法进行干扰协调。首先,考虑频谱共享造成的干扰问题,引入认知用户优先等级,将问题构建为联合动态频谱分配与功率控制的频谱定价博弈模型;其次,通过两阶段动态博弈得到纳什均衡解,实现认知网络层频谱资源合理分配和发射功率控制。仿真表明,所提算法能够实现不同优先级用户频谱资源的合理分配和认知基站发射功率控制,有效抑制认知异构网络的跨层干扰和层内干扰。     

基于区块链的电力交易模型及博弈定价方法

为解决传统能源中心化交易模式缺少灵活性、透明性和可监督性等问题,满足新型电力系统中电网各主体间电力交易市场化、定价灵活化等新要求,提出一种基于区块链的电力交易模型及博弈定价方法。该电力交易模型具有分布式、去中心化、不可篡改和加密安全等优势。首先,建立基于区块链的电力交易模型,协调发、供、用等主体间的生产和消费行为,形成统一的市场机制;其次,提出了基于博弈的多时间尺度电力交易竞价机制,利用蚁群优化(ACO)算法求解可得每小时的最佳竞拍价格。最后,通过仿真验证了交易模型及博弈定价方法,在激励政策下各交易方收益最优化。结果表明,交易模型及定价方法在新能源参与交易背景下能有效地平衡市场各主体的效益;基于区块链的智能合约可实现电力交易过程的智能化、透明化和可追溯性。     

多微电网系统的合作博弈模型及其优化调度策略

该文将多微电网系统中的所有微电网设为地位对等的能量管理实体,赋予每个微电网与其他微电网功率交易的定价权和交易电量决定权,构建不含中央管理单元的分布式能量管理架构。提出关于电价和功率交易量的约束协议,建立多微电网系统的合作博弈模型,并提出效益妥协算法,使所有微电网通过效益妥协的方式接受彼此制定的能量调度策略,以统一多微电网系统的能量管理方案。结果表明,按照约束协议找到的电价策略是唯一不损害所有微电网利益的电价集合,基于该电价策略执行效益妥协过程得到的微电网间的功率交易方案是在兼顾所有微电网利益的前提下,唯一使所有微电网都接受的能量调度方案,验证了该文建立的合作博弈模型可有效实现多微电网系统的分布式能量管理。     

基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控

由于交直流混合配电网具有灵活性和可控性的特点,得到广泛的应用,同时电动汽车和空调的规模化接入使得配电网尖峰负荷持续增大。基于此,提出基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控模型。首先,考虑电网公司与电动汽车代理商、储能运营商之间的主从博弈,构建运营收益最大和峰谷差最小的电网公司(领导者)多目标两阶段鲁棒优化模型,以及储能运营商和电动汽车代理商(跟随者)收益优化模型,并证明该主从博弈均衡的存在性与唯一性;其次,将跟随者模型采用KKT条件等效为领导者模型中均衡约束,双层主从博弈模型等效为单层两阶段鲁棒优化模型,并采用CCG算法求解;最后,通过仿真计算,结果表明所提的调峰管控策略可以实现交直流配电网的削峰填谷和多主体间的利益均衡。     

计及监测与控制功能的电力信息物理系统关键输电线路辨识方法

先进信息通信技术提升了电力系统可观可控性,同时也加剧了故障的跨空间传播风险。针对这一问题,该文提出一种考虑信息系统监测和控制功能与电力系统耦合作用的关键输电线路辨识方法。根据信息网与电力网之间的多重耦合关系,分别以断路器和发电机作为信息–物理交互作用点,建立监测功能模型和控制功能模型,分析其失效对电力网连锁故障传播的影响,在此基础上,建立基于攻防博弈双层优化模型的关键线路辨识方法。上层模型以负荷损失最大为目标制定线路攻击策略,下层模型以负荷削减量最小为目标制定发电机出力方案。采用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件将其转化为单层混合整数线性规划模型求解。仿真结果表明,信息网对电力网的依赖程度是影响事故规模的重要因素,所提方法能够综合考虑供能和监控等耦合关系以及信息系统的运行特点,通过模拟故障传播过程中系统的响应能力,提高了辨识结果的精确性。     

面向光伏用户群的多主体分级电压调控方法

分布式光伏的大规模接入引起配电网电压越限问题。光伏作为新型调压主体,其自主性及多主体交互耦合增加了配电网调压的难度。因此,文中提出面向光伏用户群的多主体分级电压调控方法。首先,根据光伏的调压容量与电压支撑度建立分级模型。然后,在分级基础上利用主从博弈模型研究配电网调压过程中多主体之间的交互耦合特性：配电网运营商作为主侧,在保证电网安全稳定运行下分级设定调压补偿电价;光伏用户作为从侧,跟随调压补偿电价以调压收益最大为目标来优化无功调节策略。最后,通过仿真分析证明了所提方法能够有效解决电压越限问题并提高光伏用户收益。     

基于合作博弈论的日前自备电厂与风电发电权交易模型

为激发自备电厂发电权交易潜力,提出了一种基于合作博弈论的日前自备电厂与风电发电权交易模型。首先,针对日前预测的弃风时段,论述了自备电厂和风电合作博弈的空间和策略,提出了等效调峰补偿机制,并结合碳减排收益和配额收益,建立了以自备电厂和风电场联盟净收益最大为目标的合作博弈模型。其次,通过分析交易主盟净收益最大为目标的合作博弈模型及交易主体对联盟的贡献,建立了多因素改进的Shapley值利润分配模型。然后,采用广义析取规划方法和分段线性化方法,将非线性模型转化为混合整数线性模型进行求解。最后,算例验证了模型的正确性,并探究了煤炭价格和调峰补偿系数对交易的影响。     

基于社交网上演化博弈的光伏台区用户需求响应特性研究

“双碳”背景下,通过实施需求侧响应实现新型电力系统的协调运行是解决新能源出力不确定性的主要手段。然而,现实中的用户具有有限理性,其对电价或激励措施的响应呈现出异质性和不确定性。针对此,文章计及有限理性用户对电价或激励措施响应过程中的信息交互以及策略学习特征,提出了一种基于社交网上演化博弈模型的用户需求响应分析模型。首先,考虑到现实经济人在决策中存在信息交互以及策略学习与更新,且该信息交互背后为复杂社群系统,通过构建社交网刻画了用户之间的信息交互关系;其次,根据电价理论和电力供需平衡关系,单个用户的响应决策将会影响其他用户利益,采用博弈模型描述了群体用户的决策过程;最后,考虑到用户对所获取信息处理的有限理性特征,基于社交网上演化博弈模型来描述用户对电价和激励措施的响应过程。仿真分析了不同社交网络结构以及电价或激励措施对用户响应的影响。结果表明,用户社交网小世界属性的增强将会提高用户的响应,价格系数的提高会降低用户的用电意愿。     

计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网–配电网协调优化调度

随着含高比例可再生能源的并网型微网不断增加,微网与配电网的交互更加紧密。为解决两者作为不同利益主体双方利益分配问题,提出一种计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网-配电网协调优化模型。首先,考虑消费者心理学,建立了基于Logistic模糊函数的电负荷主动需求响应模型。然后,建立了以最优热电比为目标的热负荷被动需求响应模型。最后,微网与配电网作为参与者组成合作联盟,以讨价还价理论为核心,各自利益与联盟利益最大化为目标,协商确定了交互电价与交互功率,用改进的Shapley分配法分配了组成联盟后的额外收益,并通过基于参数自学习的自适应二次变异差分进化算法对其求解。通过算例分析对比可知,用户、微网、配电网三方利益均有所提升,证明了所提方案的合理性。     

基于广义斯塔克尔伯格博弈的微电网能源管理

为了实现微电网的能源优化管理,最大化单个微电网和多个用户的群体效益,基于非合作博弈理论,建立单个微电网和多个用户之间的广义斯塔克尔伯格博弈模型,其中,微电网作为博弈的领导者,以最大化收益为目标优化电价,引导用户调整用电策略,用户作为博弈的追随者,以最大化各自的效用函数为目标,在给定电价下决定用电策略,并影响电价制定。将广义纳什均衡问题转化为变分不等式,并采用固定步长的投影算法和最佳响应算法进行求解。某社区微电网的实例验证了所提模型的有效性。