基于博弈论的考虑输电网络约束电力市场均衡分析
发布时间：2021-04-12 19:53
世界各地的电力工业在最近几十年正进行或面临着一场规模巨大的重组改革。电力工业引入市场化竞争以提高社会效益及增强运行效率。然而在当前阶段,电力市场具有寡头垄断市场特性,电力公司可以通过策略性报价来影响市场电价。因此研究分析电力市场中的策略行为及市场可能的运行结果显得尤为重要。基于博弈论的纳什均衡相关理论为解决这个课题提供一个科学可行途径。市场纳什均衡不仅可以指导市场监管者监测市场竞争是否充分,而且可以用来分析构建发电厂商的最优竞价策略以获取最大利润。但是由于电力系统具有输电网络约束等鲜明特性,这些特性将市场出清机制变得复杂并使得发电公司的收益函数不再具有凹性与可微性,因此使得求解市场均衡成为一个复杂困难的课题。本论文主要涉及考虑输电网络约束复杂电力市场的均衡分析,其主要研究内容可概述如下：1.以线性供给函数均衡模型为基础,建立了考虑输电网络约束、发电容量约束及负荷需求侧策略性竞价的电力市场模型。运用协同进化算法求取市场均衡,两个经典算例被用来说明所建电力市场模型及所提算法的有效性。结果表明：如果纯策略纳什均衡存在的话,协同进化算法能够快速收敛到市场均衡并且能够避免陷入局部最优点能；市场纯...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究工作的意义和目的
1.2 国内外电力市场发展历程与现状
1.2.1 国外电力市场发展情况
1.2.2 国内电力市场发展情况
1.2.3 电力市场交易概述
1.3 国内外电力市场策略行为相关研究现状
1.3.1 基于人工智能中强化学习的仿真类方法
1.3.2 基于市场状况与竞争对手信息估计的优化类方法
1.3.3 基于博弈论的均衡类方法
1.4 国内外求解电力市场均衡的研究现状
1.4.1 数学解析类方法
1.4.2 仿生学类方法
1.4.3 基于收益矩阵的代数方法
1.4.4 穷举搜索方法
1.4.5 数学规划类方法
1.5 本文的主要工作
第二章 考虑复杂运行约束的电力市场均衡模型
2.1 引言
2.2 市场模型
2.2.1 发电厂商模型
2.2.2 负荷需求方模型
2.2.3 市场出清模型
2.2.4 市场策略性参与者的决策问题
2.3 求解方法
2.3.1 协同进化算法及框架
2.3.2 算法收敛分析
2.4 算例
2.4.1 仿真系统参数设置
2.4.2 两节点测试系统
2.4.3 三节点测试系统
2.4.4 算例结果分析
2.5 本章小结
第三章 电力市场多人博弈的所有纳什均衡分析
3.1 引言
3.2 市场模型及博弈分析基础
3.2.1 考虑网络约束的古诺模型
3.2.2 博弈分析基础
3.3 多项式方程系统算法
3.3.1 构建所有可能的策略组合
3.3.2 构造多项式方程系统
3.3.3 多项式方程系统所有孤立解
3.4 算例分析
3.4.1 算例系统
3.4.2 网格间距900MW下的情形
3.4.3 网格间距100MW下的情形
3.4.4 网格间距更小的情形
3.4.5 实验分析
3.5 本章小结
第四章 智能电网下电力市场模型的贝叶斯纳什均衡
4.1 引言
4.2 智能电网下电力市场模型
4.2.1 配电公司能量获取模型
4.2.2 发电公司模型
4.2.3 市场出清模型
4.2.4 市场均衡问题
4.3 市场贝叶斯纳什均衡的求解
4.3.1 求取市场均衡方法概述
4.3.2 协同进化算法及框架
4.3.3 协同进化算法收敛及分析
4.4 算例分析
4.4.1 算例说明及算法参数设置
4.4.2 不完全信息市场
4.4.3 完全信息可中断负荷选择市场
4.4.4 无分布式发电与可中断负荷选择下的市场
4.5 本章小结
第五章 考虑系统运行不确定性的电力市场均衡模型
5.1 引言
5.2 市场模型
5.2.1 发电公司模型
5.2.2 不确定性因素及电网可能的运行状态
5.2.3 市场出清模型
5.2.4 市场均衡问题
5.3 求解方法
5.4 算例分析
5.4.1 算例说明及算法参数设置
5.4.2 市场均衡及分析
5.5 本章小结
结论
1 本文工作总结
2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用多项式方程系统算法求解电力市场均衡[J]. 杨彦,陈皓勇,张尧,王野平,荆朝霞. 中国电机工程学报. 2010(25)
[2]随机数对基于代理的电力市场仿真实验影响分析[J]. 荆朝霞,杨莹,颜汉荣,陈皓勇,张谦,陈天恩. 电力系统自动化. 2010(14)
[3]美国智能电网和分布式发电重点方向的调研分析[J]. 卢永,甘德强,John N.JIANG. 电力系统自动化. 2010(09)
[4]智能代理模拟在电力市场中的运用[J]. 王野平,杨彦,荆朝霞,陈皓勇,陈天恩. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[5]电力市场综合模拟系统——实验方法与系统架构研究[J]. 陈皓勇,谭科,荆朝霞,华栋,王野平. 电力自动化设备. 2010(03)
[6]协同粒子群算法在电力市场ACE仿真中的应用[J]. 陈乃仕,王海宁,周海明,李伟刚. 电网技术. 2010(02)
[7]分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J]. 王成山,李鹏. 电力系统自动化. 2010(02)
[8]电力市场仿真系统的开发及应用[J]. 周海明,王海宁,史述红,王文,李伟刚,陈乃仕,傅书逷,陈皓勇,荆朝霞. 电网技术. 2010(01)
[9]智能电网述评[J]. 余贻鑫,栾文鹏. 中国电机工程学报. 2009(34)
[10]含风电场的电力系统随机生产模拟[J]. 张节潭,程浩忠,胡泽春,马则良,张建平,姚良忠. 中国电机工程学报. 2009(28)
博士论文
[1]应用非线性互补方法的电力市场均衡分析[D]. 王晛.上海大学 2006
[2]电力市场中投标策略纳什均衡计算及安全成本分摊[D]. 陈晓明.天津大学 2005
[3]电力市场中发电企业的报价策略及相关问题研究[D]. 曾次玲.华中科技大学 2005
[4]多齐次同伦连续方法中的计算问题[D]. 梁恒.清华大学 2004
[5]电力市场环境下发电公司报价策略研究[D]. 马莉.浙江大学 2003
本文编号：3133883
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究工作的意义和目的
1.2 国内外电力市场发展历程与现状
1.2.1 国外电力市场发展情况
1.2.2 国内电力市场发展情况
1.2.3 电力市场交易概述
1.3 国内外电力市场策略行为相关研究现状
1.3.1 基于人工智能中强化学习的仿真类方法
1.3.2 基于市场状况与竞争对手信息估计的优化类方法
1.3.3 基于博弈论的均衡类方法
1.4 国内外求解电力市场均衡的研究现状
1.4.1 数学解析类方法
1.4.2 仿生学类方法
1.4.3 基于收益矩阵的代数方法
1.4.4 穷举搜索方法
1.4.5 数学规划类方法
1.5 本文的主要工作
第二章 考虑复杂运行约束的电力市场均衡模型
2.1 引言
2.2 市场模型
2.2.1 发电厂商模型
2.2.2 负荷需求方模型
2.2.3 市场出清模型
2.2.4 市场策略性参与者的决策问题
2.3 求解方法
2.3.1 协同进化算法及框架
2.3.2 算法收敛分析
2.4 算例
2.4.1 仿真系统参数设置
2.4.2 两节点测试系统
2.4.3 三节点测试系统
2.4.4 算例结果分析
2.5 本章小结
第三章 电力市场多人博弈的所有纳什均衡分析
3.1 引言
3.2 市场模型及博弈分析基础
3.2.1 考虑网络约束的古诺模型
3.2.2 博弈分析基础
3.3 多项式方程系统算法
3.3.1 构建所有可能的策略组合
3.3.2 构造多项式方程系统
3.3.3 多项式方程系统所有孤立解
3.4 算例分析
3.4.1 算例系统
3.4.2 网格间距900MW下的情形
3.4.3 网格间距100MW下的情形
3.4.4 网格间距更小的情形
3.4.5 实验分析
3.5 本章小结
第四章 智能电网下电力市场模型的贝叶斯纳什均衡
4.1 引言
4.2 智能电网下电力市场模型
4.2.1 配电公司能量获取模型
4.2.2 发电公司模型
4.2.3 市场出清模型
4.2.4 市场均衡问题
4.3 市场贝叶斯纳什均衡的求解
4.3.1 求取市场均衡方法概述
4.3.2 协同进化算法及框架
4.3.3 协同进化算法收敛及分析
4.4 算例分析
4.4.1 算例说明及算法参数设置
4.4.2 不完全信息市场
4.4.3 完全信息可中断负荷选择市场
4.4.4 无分布式发电与可中断负荷选择下的市场
4.5 本章小结
第五章 考虑系统运行不确定性的电力市场均衡模型
5.1 引言
5.2 市场模型
5.2.1 发电公司模型
5.2.2 不确定性因素及电网可能的运行状态
5.2.3 市场出清模型
5.2.4 市场均衡问题
5.3 求解方法
5.4 算例分析
5.4.1 算例说明及算法参数设置
5.4.2 市场均衡及分析
5.5 本章小结
结论
1 本文工作总结
2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用多项式方程系统算法求解电力市场均衡[J]. 杨彦,陈皓勇,张尧,王野平,荆朝霞. 中国电机工程学报. 2010(25)
[2]随机数对基于代理的电力市场仿真实验影响分析[J]. 荆朝霞,杨莹,颜汉荣,陈皓勇,张谦,陈天恩. 电力系统自动化. 2010(14)
[3]美国智能电网和分布式发电重点方向的调研分析[J]. 卢永,甘德强,John N.JIANG. 电力系统自动化. 2010(09)
[4]智能代理模拟在电力市场中的运用[J]. 王野平,杨彦,荆朝霞,陈皓勇,陈天恩. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[5]电力市场综合模拟系统——实验方法与系统架构研究[J]. 陈皓勇,谭科,荆朝霞,华栋,王野平. 电力自动化设备. 2010(03)
[6]协同粒子群算法在电力市场ACE仿真中的应用[J]. 陈乃仕,王海宁,周海明,李伟刚. 电网技术. 2010(02)
[7]分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J]. 王成山,李鹏. 电力系统自动化. 2010(02)
[8]电力市场仿真系统的开发及应用[J]. 周海明,王海宁,史述红,王文,李伟刚,陈乃仕,傅书逷,陈皓勇,荆朝霞. 电网技术. 2010(01)
[9]智能电网述评[J]. 余贻鑫,栾文鹏. 中国电机工程学报. 2009(34)
[10]含风电场的电力系统随机生产模拟[J]. 张节潭,程浩忠,胡泽春,马则良,张建平,姚良忠. 中国电机工程学报. 2009(28)
博士论文
[1]应用非线性互补方法的电力市场均衡分析[D]. 王晛.上海大学 2006
[2]电力市场中投标策略纳什均衡计算及安全成本分摊[D]. 陈晓明.天津大学 2005
[3]电力市场中发电企业的报价策略及相关问题研究[D]. 曾次玲.华中科技大学 2005
[4]多齐次同伦连续方法中的计算问题[D]. 梁恒.清华大学 2004
[5]电力市场环境下发电公司报价策略研究[D]. 马莉.浙江大学 2003
本文编号：3133883
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