基于博弈論的智能配用電系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法.pdf

1、智能配用電系統(tǒng)是堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分。伴隨著能源領(lǐng)域的變革、售電側(cè)市場化改革以及自動需求響應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，智能配用電系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化面臨著巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的以單主體決策為主要特征的最優(yōu)化理論體系很難應(yīng)對這些變化。在此背景下，面向復(fù)雜主體多目標(biāo)優(yōu)化的博弈論將有望成為攻克智能電網(wǎng)諸多關(guān)鍵難題的有力工具。本文主要基于博弈論展開了智能樓宇集群及社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的能量管理研究，主要工作歸納如下:
　　建立了博弈論在智能配用電系統(tǒng)中的典型應(yīng)用

2、框架，主要包括了非合作對等架構(gòu)博弈、非合作主從架構(gòu)博弈、合作博弈三類模型，框架中提出了這三類博弈應(yīng)用的基本流程。分析了博弈論應(yīng)用于智能配用電系統(tǒng)所涉及的各類邊界條件，以及博弈類型的選擇與邊界條件的對應(yīng)關(guān)系。提煉了與本文博弈模型相關(guān)的理論基礎(chǔ)。
　　針對需求側(cè)響應(yīng)問題中可平移負(fù)荷變量離散且數(shù)目大的問題，提出了可平移負(fù)荷的實(shí)用化等效模型，將原來大規(guī)模離散變量優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為了一個連續(xù)變量優(yōu)化問題，給出了等效后的優(yōu)化變量及約束函數(shù)的表達(dá)式

3、。提出了等效模型求解結(jié)果的還原方法及在實(shí)際優(yōu)化問題中的應(yīng)用流程，并通過算例驗(yàn)證了等效及還原方法的有效性。
　　針對智能樓宇集群提出了智能樓宇聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)框架以及集群運(yùn)營商與智能樓宇的信息交互流程。基于非合作對等架構(gòu)博弈提出了智能樓宇日前分布式能量管理優(yōu)化模型，模型考慮了建筑一體化光伏和自動需求響應(yīng)，每個樓宇被視作博弈中的博弈方。電價模型考慮了我國光伏電價政策及功率倒送情況，智能樓宇的成本綜合考慮了用電成本、運(yùn)營商運(yùn)維費(fèi)用、不便利

4、性成本和光伏補(bǔ)貼多個方面。證明了博弈模型中納什均衡的存在性，并針對納什均衡求解提出了相應(yīng)求解算法和流程。算例分析表明所提模型能夠有效減少智能樓宇的成本并優(yōu)化整個樓宇集群的負(fù)荷特性，并能有效避免分時電價下的低電價時段新負(fù)荷高峰的出現(xiàn)。
　　針對社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)，以社區(qū)運(yùn)營商為主導(dǎo)方，社區(qū)內(nèi)產(chǎn)消者為隨從方，基于非合作主從博弈理論提出了社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的日前分布式能量管理模型。以熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組“以熱定電”策略為基礎(chǔ)，建立了運(yùn)營商定價策略、產(chǎn)消

5、者電力交易模式選擇模型以及產(chǎn)消者和社區(qū)運(yùn)營商側(cè)的功率及收益模型。證明了斯塔克伯格博弈均衡解的存在性，并提出了模型求解方法及流程。算例應(yīng)用說明本文模型在社區(qū)運(yùn)營商收益提升、產(chǎn)消者收益提升、系統(tǒng)負(fù)荷特性改善等方面均帶來了有利的影響。
　　以社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)為研究對象，提出了基于合作博弈的實(shí)時能量管理模型。同時提出了傳統(tǒng)交易模式下社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時能量管理模型作為比較基準(zhǔn)。模型考慮了未來時刻預(yù)測變量的不確定性，提出了基于預(yù)測誤差概率分布的