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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

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电力系统保护与控制 2022年第9期50卷 11-23页

作者：杨楠丁力刘钊鄢晶邢超邾玢鑫黄悦华张谢天任羽纶三峡大学智慧能源技术湖北省工程研究中心湖北宜昌443002 国网江西省电力有限公司鹰潭供电分公司江西鹰潭335000 国网湖北省电力有限公司湖北武汉440000 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉440000

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... 详细信息

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。

关键词：电力市场多主体博弈实物期权理论电力系统规划

基于改进Nash-Q均衡迁移算法的源网荷储协同优化策略

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电力自动化设备 2023年第8期43卷 71-77,104页

作者：黄慧李永刚刘华志华北电力大学电力工程系河北保定071003 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300220

为了充分发挥多类型储能资源的调度潜力,实现源网荷储协同优化调度,提出了计及电池储能、抽水蓄能、电动汽车的多类型储能调度策略。以低碳经济为目标,构建了考虑多主体博弈的源网荷储协同优化调度模型。为了在保证源网荷三侧整体利益... 详细信息

为了充分发挥多类型储能资源的调度潜力,实现源网荷储协同优化调度,提出了计及电池储能、抽水蓄能、电动汽车的多类型储能调度策略。以低碳经济为目标,构建了考虑多主体博弈的源网荷储协同优化调度模型。为了在保证源网荷三侧整体利益的同时兼顾自身利益,基于Nash均衡理论,利用强化迁移学习技术,提出了一种基于改进Nash-Q的均衡迁移算法。利用K-means聚类使数据离散化,增设双结构经验池以提高样本利用率,从而有效提高了模型的泛化能力。基于实际区域电网的数据进行仿真验证,结果表明所提策略能有效降低系统的经济成本和碳处理费用,提高新能源消纳能力。

关键词：源网荷储协同多类型储能多主体博弈 Nash均衡新能源消纳协同调度

面向区域能源互联网的边云协同架构及其优化策略研究

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中国电机工程学报 2023年第6期43卷 2248-2262页

作者：肖迁李天翔贾宏杰穆云飞乔骥陆文标蒲天骄智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

现有区域能源互联网(regional energy internet,REI)呈现出多维度、多主体的运行特征,若采用传统集中式云端服务架构,系统易引发高延迟、云爆炸等问题。为此,提出一种边云协同架构及其优化策略。首先,建立REI的数学模型;其次,以REI为分... 详细信息

现有区域能源互联网(regional energy internet,REI)呈现出多维度、多主体的运行特征,若采用传统集中式云端服务架构,系统易引发高延迟、云爆炸等问题。为此,提出一种边云协同架构及其优化策略。首先,建立REI的数学模型;其次,以REI为分布式边缘控制单元,建立含云服务层、边缘服务层、设备层的REI边云协同架构,以实际工作量分配计算任务;然后,综合考虑系统多方利益主体博弈关系,设计云服务层、边缘服务层优化策略;最后,在此基础上,为提升紧急情况下系统恢复运行的速度,提出一种应急处理方法。通过两种多REI算例测试,结果表明:与传统云端服务架构相比,所提架构在计算速度、应急处理速度方面具有显著优势;所提优化策略能够有效提升REI的运行收益。

关键词：区域能源互联网(REI) 边云协同分布式计算优化计算多主体博弈

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基于多主体博弈的社区分布式光伏装机研究

基于多主体博弈的社区分布式光伏装机研究

作者：尹梦琳华中科技大学

学位级别：硕士

分布式光伏发电指在用户场地附近建设,采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,是绿色低碳能源系统不可或缺的重要组成部分。近年来,为达到“碳达峰,碳中和”... 详细信息

分布式光伏发电指在用户场地附近建设,采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,是绿色低碳能源系统不可或缺的重要组成部分。近年来,为达到“碳达峰,碳中和”的目标,我国政府发布相关政策,鼓励各地区铺设分布式光伏系统及推进分布式光伏上网交易,以大力促进分布式光伏发电的发展。在此背景下,国内外学者关于分布式光伏的研究层出不穷,但大部分都局限于光伏装机后如何运营,以及电能定价如何影响个体利益的问题。本文在已有研究的基础上,加入用户的光伏投资决策,考察不同的交易模式对于单个社区内多个用户投资、用户需求分布决策及整个社区福利的影响。本文主要考察了以下三个模型:(1)社会最优模型:将社区视为整体与公共电网交易,求解最大化社区总福利的光伏投资决策和需求分布决策;(2)无内部交易模型:社区用户直接与公共电网交易,求解个人利益最大化的投资决策和需求分布决策;(3)内部交易模型:社区内建立分布式光伏微电网,微电网内的用户之间进行内部交易,微电网作为整体再与公共电网交易。在内部交易模型里,我们构建基于微电网多主体博弈的分布式光伏投资-用电两阶段模型,并求解均衡投资水平和内部交易结果。通过理论分析和案例仿真,最后本文得到结论:(1)当社区内用户用电需求特征非常接近时,无内部交易时的均衡投资水平相对存在内部交易时更接近社会最优;(2)用电需求特征存在较大差异时,存在内部交易时的均衡投资水平小于等于社会最优,无内部交易时的均衡投资水平在单位投资成本较高时小于社会最优,较低时大于社会最优。最后,基于上述研究,本文提出相关政策建议以帮助各地方依据实际情况制定分布式光伏投资激励政策,推动分布式光伏健康发展。

关键词：分布式光伏社区微电网投资-用电决策多主体博弈

考虑技术溢出效应的制造商投资升级供应商技术研究

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管理评论 2023年第9期35卷 75-88页

作者：董明毛舜杰李珊上海交通大学数字化管理决策教育部哲学社会科学实验室上海200030 上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030

随着经济全球化和市场竞争的加剧,企业会联合上游企业,构建一条技术关系紧密的供应链。为保证供应链的稳定以及改进自身产品的质量,许多大型企业会通过直接投资升级供应商的生产设备或生产技术来改进产品质量或降低产品成本。当制造商... 详细信息

随着经济全球化和市场竞争的加剧,企业会联合上游企业,构建一条技术关系紧密的供应链。为保证供应链的稳定以及改进自身产品的质量,许多大型企业会通过直接投资升级供应商的生产设备或生产技术来改进产品质量或降低产品成本。当制造商直接投资升级供应商技术时,可能存在技术溢出效应,给其他横向竞争的制造商也带来好处。本文通过Stackelberg模型和完全且完美信息动态博弈研究制造商投资升级供应商技术的策略,以及潜在竞争者进入市场与制造商升级供应商技术之间的相互影响。研究表明:(1)如果制造商直接投资升级供应商技术,不论是否存在技术溢出效应,当产品单位生产成本较小时,都可以阻碍外部企业进入市场。(2)如果存在技术溢出效应,投资升级供应商技术会增加有横向竞争关系的其他企业的利润;如果不存在技术溢出效应,现有制造商直接投资升级供应商技术,会降低横向竞争的其他制造商企业的利润,甚至使得其他企业均衡产量降为零,阻碍潜在的竞争者进入市场。

关键词：供应商技术升级技术溢出效应多主体博弈 Stackelberg模型

基于多主体博弈的配电网多时间尺度源荷智能调度方法

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电子技术应用 2022年第3期48卷 68-72页

作者：唐俊刺李铁皮俊波王明凯国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳110000 国家电网有限公司北京100031

考虑到用户需求在一定程度上会影响配电网多时间尺度源荷智能调度效果,为此,提出了基于多主体博弈的配电网多时间尺度源荷智能调度方法。由于配电网在运行过程中电能负荷的波动性,分析了配电网多时间尺度源荷变化情景,通过短时间的交互... 详细信息

考虑到用户需求在一定程度上会影响配电网多时间尺度源荷智能调度效果,为此,提出了基于多主体博弈的配电网多时间尺度源荷智能调度方法。由于配电网在运行过程中电能负荷的波动性,分析了配电网多时间尺度源荷变化情景,通过短时间的交互作用,缓解配电网运行的压力,分析了配电网的源荷特性;在考虑差异值变化的前提下,基于多主体博弈建立以最低运行成本为目标的配电网源荷智能优化目标函数;根据配电网日前调度模型、配电网日内2 h调度模型和配电网日内15 min调度模型,构建了配电网多时间尺度源荷调度模型,实现了配电网多时间尺度源荷调度。实验结果表明,所提方法在不同策略和场景下都具有更好的调度效果,适合广泛推广使用。

关键词：多主体博弈配电网多时间尺度源荷特性智能调度目标函数

基于强化学习的园区综合能源系统多主体运行优化

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电力系统及其自动化学报 2021年第12期33卷 60-68页

作者：李振赵鹏翔王楠周喜超国网综合能源服务集团有限公司北京100052

园区综合能源系统中多主体利益诉求不同,需借助多主体博弈理论进行能源的优化调度,然而多主体互动机制复杂,常用的粒子群优化算法在求解该过程时耗时较长。为解决上述问题,本文提出了一种基于强化学习的园区综合能源系统多主体运行优化... 详细信息

园区综合能源系统中多主体利益诉求不同,需借助多主体博弈理论进行能源的优化调度,然而多主体互动机制复杂,常用的粒子群优化算法在求解该过程时耗时较长。为解决上述问题,本文提出了一种基于强化学习的园区综合能源系统多主体运行优化方法。首先,构建了含能源供应商、园区服务商和用户的多主体园区综合能源系统模型;其次,提出了一种基于强化信号的博弈搜索法,以提升多主体博弈求解的速度;然后,对园区综合能源系统多主体博弈过程实行分层控制,将不同主体间的供需博弈作为上层,将各主体自身的优化运行作为下层;最后,以某园区综合能源系统为算例进行仿真,并与传统粒子群优化算法进行对比,验证了所提方法的有效性与快速性。

关键词：园区综合能源系统多主体博弈强化学习 Nash均衡

基于博弈论的综合能源系统多时间尺度低碳优化研究

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基于博弈论的综合能源系统多时间尺度低碳优化研究

作者：刘长铖天津理工大学

学位级别：硕士

基于“碳达峰、碳中和”背景,如何构建绿色低碳、安全稳定的能源体系是全社会亟需解决的问题之一。能源枢纽(Energy Hub,EH)能实现多能源协调互补以及能源梯级利用,对促进可再生能源消纳和提升环境效益具有重要意义。在开放的能源市场... 详细信息

基于“碳达峰、碳中和”背景,如何构建绿色低碳、安全稳定的能源体系是全社会亟需解决的问题之一。能源枢纽(Energy Hub,EH)能实现多能源协调互补以及能源梯级利用,对促进可再生能源消纳和提升环境效益具有重要意义。在开放的能源市场环境下,EH在能源生产、存储、消费等多个环节包含了多个主体,如何制定绿色低碳的能源运营模式是当前研究热点。此外,EH内部复杂的耦合关系和源、荷不确定特性也为EH的优化运行带来了诸多困难与挑战。为此,本文围绕EH多主体博弈协同优化和多时间尺度优化调度两个方面,对计及博弈论的EH多时间尺度优化调度问题展开研究,主要研究内容如下:首先,构建了EH基本结构及其设备数学模型,并针对风电、光伏等可再生能源和多能负荷的不确定性,通过拉丁超立方抽样法和基于Kantorovich距离的场景削减法对其不确定性进行处理。其次,为营建一种绿色低碳的能源运营模式,提出一种基于多主体博弈和阶梯型碳交易机制的EH多能协同优化调度模型,建立了以能源枢纽运营商为领导者,储能运营商和多能用户为跟随者的多主体博弈模型。同时,在博弈模型中引入阶梯型碳交易机制,以降低EH各主体在交互时产生的碳排放量,并采用遗传算法结合CPLEX求解器的分布式算法对所提模型进行求解。仿真结果表明,所提的多主体低碳博弈模型不仅能提升各主体的经济性,还能有效降低EH整体的碳排放量。最后,为降低碳排放水平和源、荷不确定性对系统运行的影响,提出了基于奖惩阶梯型碳交易机制和分布式模型预测控制(Distributed Model Predictive Control,DMPC)的EH多时间尺度低碳优化调度策略。基于奖惩阶梯型碳交易机制,建立了日前-日内-实时三时间尺度的EH低碳优化模型;在实时优化阶段,考虑到传统MPC求解效率较低,通过将整体优化问题进行分解,建立了基于DMPC控制的实时调整模型。通过算例仿真,分析了奖惩阶梯型碳交易机制的各项参数对EH低碳优化调度的影响,并且验证了基于DMPC的多时间尺度调度策略在提升系统求解效率、降低源荷不确定性等方面的有效性。

关键词：能源枢纽多主体博弈分布式模型预测控制阶梯型碳交易机制多时间尺度

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考虑多方博弈的配电网源网荷储协同规划

考虑多方博弈的配电网源网荷储协同规划

作者：张子腾华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在全球面临严峻的能源与环境危机的形势下,以风光为主体的清洁可再生能源高比例接入配电网。通过与分布式电源、储能及需求响应多种灵活性资源的协调规划以提升配电网灵活性,是保证配电网安全稳定运行,促进新能源消纳的关键举措。源网... 详细信息

在全球面临严峻的能源与环境危机的形势下,以风光为主体的清洁可再生能源高比例接入配电网。通过与分布式电源、储能及需求响应多种灵活性资源的协调规划以提升配电网灵活性,是保证配电网安全稳定运行,促进新能源消纳的关键举措。源网荷储协同规划有助于实现配电网资源优化配置,促进能源资源高效利用,并且有助于提升配电网调节能力,提高新能源消纳水平。同时在开放电力市场背景下,不同灵活性资源规划主体拥有各自的利益诉求,存在利益关联,由此形成多方博弈的态势。考虑多方博弈的配电网规划有助于兼顾各方收益实现利益均衡,激发各主体主动参与配电网规划的积极性,提升配电网整体规划水平。本文重点研究考虑多方博弈的配电网源网荷储协同规划方法,主要内容如下。(1)分析分布式电源运营商、配电公司、储能运营商和电力用户之间的博弈关系,明确各方利益诉求。(2)构建考虑多主体利益的配电网源网荷储协同规划模型。首先研究配电网灵活性资源运行特性,构建分布式电源出力模型,分析储能特性及运行策略和需求侧响应机制,然后建立不同利益主体的规划模型,根据各主体的利益诉求建立目标函数并制定约束条件。(3)研究基于演化博弈的配电网源网荷储协同规划方法,通过分布式电源运营商、配电公司和储能运营商的演化博弈,在考虑用户侧需求响应的条件下决策出计及利益主体有限理性的配电网网架、分布式电源和储能最佳规划方案。(4)通过仿真算例验证本文提出方法的有效性。结果表明,本文提出的方法可有效协调网架、分布式电源和储能的规划,确定用户参与需求侧响应的方案,提高规划的经济性,并且促进配电网新能源消纳。同时本文提出的方法考虑了利益主体的博弈关系,规划结果兼顾多主体利益,有助于实现各方利益均衡。

关键词：配电网规划源网荷储多主体博弈有限理性