基于非合作博弈及多目标优化的居民用户智能用电策略研究

发布时间：2017-06-30 16:16

  本文关键词：基于非合作博弈及多目标优化的居民用户智能用电策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着环境问题的日益严重,发展清洁、高效能源的呼声越加高涨,电网节能减排的任务愈加艰巨,为了适应社会和经济的发展,我国大力推进智能电网建设。智能用电是智能电网“发、输、变、配、用”的重要环节,一直是智能电网建设的研究热点。随着居民生活水平的提高,居民用电量占社会总用电量的比重越来越大,居民用户的智能用电也越发受到关注。可以说,居民用户的智能用电程度直接反映了整个电网的智能化水平,也是推动智能电网发展的主要动力。本文围绕单个用户和含分布式光伏电源的智能用电小区多用户在智能电网环境下的智能用电策略,开展相关研究和分析。论文首先结合智能电网的技术条件,构建了居民家庭智能用电系统,阐述了其工作流程。分析了实施智能用电必须具备的硬件基础与电价机制,从用户希望较少的电费支出与用电需要舒适、便捷两个角度出发,论证了用户参与智能用电的必要性。针对单个居民用户,一方面考虑其电费支出,分析用户家庭电器的工作特性并建立相应的运行约束,在实时电价环境下建立用户缴纳电费模型;另一方面,考虑用电的便捷和舒适,定义了用户用电方式满意度概念,引入不可调度系数区分用户对不同电器的依赖程度,并利用模糊层次分析法求取,从而建立用户用电方式满意度模型。综合用户用电的两个特性,提出了计及用电方式满意度的居民用户智能用电的多目标优化模型,利用基于分解的多目标进化算法MOEA/D求解,并通过算例验证模型的有效性。在分析了单个用户智能用电的基础上,考虑含分布式光伏电源的小区多用户用电,构建多用户的智能用电系统。首先,建立系统中分布式光伏电源的收益模型,同时制定有利于光伏就地消纳的光伏电价函数。其次,根据小区用户特点对用户进行聚类分析,并建立相应的用电模型。最后,从光伏电源与用户两个层次出发,提出基于非合作博弈的小区用户智能用电模型。即利用光伏电价作杠杆,激励用户分布式执行用电优化,通过博弈寻求纳什均衡点,实现光伏电源收益最大和用户电费支出最小的平衡。算例结果验证了用电模型可以实现系统中光伏电源收益最大,也可让用户在满足自身需求的同时减少电费支出。
【关键词】：智能用电 多目标优化 居民用户 用电方式满意度 非合作博弈
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 用电信息采集系统建设与实施现状10-11
• 1.3 单个用户智能用电策略研究现状11-12
• 1.4 多个用户智能用电策略研究现状12-13
• 1.5 本文研究内容13-16
• 2 居民用户智能用电系统构建与分析16-26
• 2.1 智能用电系统构建16-18
• 2.1.1 智能用电系统结构16-17
• 2.1.2 智能用电系统的控制流程17-18
• 2.2 智能用电的硬件基础分析18-19
• 2.3 智能用电的电价机制分析19-23
• 2.3.1 电价特点及实时电价的提出20-21
• 2.3.2 实时电价的模型21-22
• 2.3.3 实时电价的求解22-23
• 2.4 灵活电价下的用电分析23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 计及用电方式满意度的居民用户智能用电策略26-46
• 3.1 家用电器用电特性分析26-30
• 3.1.1 不可中断电器27-28
• 3.1.2 可中断电器28-30
• 3.2 缴纳电费满意度分析及建模30
• 3.3 用电方式满意度分析及建模30-34
• 3.3.1 用电方式满意度定义30-31
• 3.3.2 可控电器的不可调度系数分析31
• 3.3.3 模糊层次分析法确定不可调度系数31-34
• 3.3.4 考虑电器不可调度系数的用电方式满意度模型34
• 3.4 智能用电多目标优化模型及其求解算法34-38
• 3.4.1 智能用电综合模型34
• 3.4.2 多目标优化问题分析34-36
• 3.4.3 综合模型的多目标进化算法36-38
• 3.5 算例分析38-45
• 3.5.1 仿真系统及参数设置38-40
• 3.5.2 仿真结果分析40-45
• 3.6 本章小结45-46
• 4 基于非合作博弈的小区用户智能用电策略46-66
• 4.1 含分布式光伏电源的小区用电系统46-50
• 4.1.1 分布式光伏接入的意义46-47
• 4.1.2 光伏电源收益分析及建模47-48
• 4.1.3 光伏电价分析及建模48-50
• 4.2 小区用户用电特性分析及建模50-54
• 4.2.1 用户聚类分析50-51
• 4.2.2 用户负荷可调度率分析51-53
• 4.2.3 用户智能用电模型53-54
• 4.3 基于非合作博弈的用电模型54-59
• 4.3.1 博弈论的基本概念和表述方式54-56
• 4.3.2 非合作博弈的纳什均衡56
• 4.3.3 博弈建模56-57
• 4.3.4 算法设计与实现57-59
• 4.4 算例分析59-65
• 4.4.1 仿真系统及参数设置59-61
• 4.4.2 仿真结果分析61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 结论与展望66-68
• 5.1 主要工作和结论66
• 5.2 研究展望66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 附录74
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文74
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目74

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