【摘要】：从系统科学角度来看,电力网络系统是一个典型的多级复杂巨系统,是由发电商、输电公司、配电商、供电商、终端用户等市场主体参与的复杂信息系统。智能电网是电力网络系统的信息化和智能化。需求响应作为智能电网的基本特征之一,能够调控用户电力消费模式从而减少电力的生产和运营费用,基于价格的需求响应机制可以有效地缓解电力系统的供需不平衡。电力产品定价方法有其自身固有特性,良好的电价机制需要用户根据电网运行状态和自身用电需求灵活地调整用电时间和数量,实现减少支出,从社会角度来讲可以有效地缓解电力供需不平衡,降低碳排放量,从而增加社会综合效益。与传统电力产品定价方式不同的是,智能电网环境下的动态定价机制不仅关注供电商与每个用户之间的互动行为,也关注所有用户通过信息技术相互协调电力使用的电力消费总量,因此智能电网环境下最理想的定价机制就是实时电价。实时电价是近几年来智能电网背景下人们关注的一个热点研究课题,随着智能电网在不久的将来得以全面实现,实时电价必将成为电力行业首选的定价机制。实时电价的一个重要研究方向是从开放电力市场角度考虑,采用市场定价机制,解决这一问题主要采用博弈论方法。本论文即为基于博弈论方法,分别针对电力零售市场中的电力生产商、零售商和不同类型用户,建立电力供应过程中同层结构主体或异层结构主体之间的多种博弈模型来进行基于需求响应的智能电网实时电价定价策略研究。本文主要的创新性研究如下:首先,考虑到多个地位不同的电力零售商可能在同一地区共存且相互之间存在竞争与合作,建立电力零售商之间的动态非合作博弈模型和合作博弈模型进行实时定价策略研究。其次,针对电力零售商和批发商之间的竞争以及二者行动顺序的不同,并结合零售商之间存在的竞争,建立两个不同的动态博弈模型进行实时定价策略研究。再次,考虑不同类型用户共同存在这一现实,以及采购不同电力资源的需要,改变以往研究仅针对单一类型用户和单一类型电力来源局限,将采购不同类型电力资源的零售商与不同类型用户间的策略互动建模为一个五阶段动态Stackelberg博弈模型进行实时电价定价策略研究。另外,运用Robinstein的讨价还价思想,构造电力零售商与特殊的大用户之间直接购买电力的短期实时定价谈判博弈模型,研究在电力零售商和大用户之间合同电量确定,但价格不确定的实时双边合同谈判过程,并对模型进行求解和分析得到电力零售商和大用户短期实时定价策略。最后,考虑到智能电网中除了大量不同类型用户存在之外,也存在多个不同的电力零售商,基于这种复杂系统下的多层结构供应关系,对处于多层结构下的多个电力零售商和多个用户之间的实时电价与电力需求互动行为建立Stackelberg博弈模型进行实时电价定价策略研究,并顾及到电力零售商和用户的个人隐私来设计分布式算法进行求解。总体而言,本文应用博弈方法研究智能电网环境下实时电价定价策略问题,可以更好地实现电力零售市场的供需平衡以及削峰填谷,且与固定电价相比,本文所提出的实时定价策略可以降低电力零售市场的电力负荷和实时价格,从而保证电力零售商从中获益,用户获得更好的满意度。本文设计的分布式算法也具有较好的收敛速度,具有相当的实用性,对于我国正在深入改革的电力市场健康发展和智能电网建设具有一定的指导价值和实际意义。
【学位授予单位】：上海理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F426.61;F224.32
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2785611
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