能源互联网中的博弈电价定价机制研究

论文摘要

能源互联网[1]作为第三工业革命的核心理论是未来电网发展的方向和可再生能源应用的主要模式。本文以能源互联网为背景,重点研究了在以能源互联网架构为背景的电网结构、电力市场结构以及在此结构下基于博弈的电价定价策略建模。论文主要从以下几个方面进行研究:(一)深入分析了能源互联网中的电价定价问题从能源互联网发电、输电、配电、售电全过程出发,明确了问题的实质与研究范围,指出了能源互联网中的电价定价问题的特性和关键因素,并对该问题的组成要素进行抽象和分析。从而为能源互联网中的电价定价过程和基于博弈的电价定价策略模型的建立打下了良好的基础。(二)提出了能源互联网中的电价定价问题的解决思路论文针对能源互联网的电价定价真实过程,借鉴了传统电网的电价定价方法和需求响应理论,将能源互联网中的电价定价问题抽象转化成为基于需求侧的电价响应问题,利用博弈论的相关知识,结合经济学的需求价格弹性理论,提出对于需求侧的电价响应问题的博弈均衡解,并借助多agent建模方法,仿真验证定价方法的可行性。(三)研究了基于博弈的电价定价机制根据电力市场中电价定价的一般过程,采用博弈理论分析,建立能源互联网中电价定价的博弈问题,系统分析了参与定价过程的用户模型和电力供应商模型,并对这一博弈定价过程进行了具体的描述。(四)基于agent的电力市场模型设计与实现根据一般系统的建模过程,在基于agent的Repast仿真平台下设计了电力市场仿真模型。明确了能源互联网中的电价定价的背景,然后根据具体的仿真环境分析了电力市场仿真的实体模型,讨论了由实体模型构建的仿真模块以及各模块之间的关系。(五)案例研究基于Repast仿真平台下电力市场仿真模型,并利用先前设计的基于博弈的电价定价实现电力市场中电价制定。最后,通过仿真实验分析用电需求量及其波动性和电价信号,并将基于博弈的电价定价与传统电价相比,证明其优越性。同时,分析了在能源互联网中可再生能源发电对电价定价的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.1.1 传统电网的问题
• 1.1.2 能源互联网概念的提出
• 1.1.3 能源互联网中电价定价问题的研究意义
• 1.2 相关领域研究现状
• 1.2.1 国内外能源互联网的研究现状
• 1.2.2 国内外需求响应的研究现状
• 1.2.3 研究现状分析
• 1.3 论文的组织结构
• 第二章 能源互联网中的电价定价问题分析与求解方法
• 2.1 能源互联网中的电价定价问题的分析
• 2.1.1 能源互联网中的电价定价问题基本概念
• 2.1.2 能源互联网中的电价定价问题特性
• 2.1.3 求解能源互联网中的电价定价问题的关键因素
• 2.2 能源互联网中的电价定价问题组成要素分析
• 2.2.1 电网环境模型
• 2.2.2 电力市场模型
• 2.2.3 发电模型
• 2.2.4 智能电表模型
• 2.3 能源互联网中的电价定价问题的求解方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于博弈的能源互联网电价定价机制
• 3.1 博弈理论介绍
• 3.1.1 博弈论的概念
• 3.1.2 博弈论的要素
• 3.1.3 博弈论的分类
• 3.2 系统模型的建立
• 3.2.1 用户模型
• 3.2.2 电力供应商模型
• 3.2.3 系统模型整体目标
• 3.3 基于博弈的电价定价机制
• 3.3.1 定价过程中的不完全信息静态博弈
• 3.3.2 贝叶斯纳什均衡
• 3.3.3 电价定价机制制定过程
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于agent的电力市场模型设计与实现
• 4.1 多agent建模仿真与Repast仿真平台
• 4.1.1 agent的基本概念和特性
• 4.1.2 多agent系统及其特点
• 4.1.3 Repast仿真平台
• 4.2 电力市场仿真的agent实体模型
• 4.2.1 电力交易中心（PX）
• 4.2.2 系统操作员（SO）
• 4.2.3 平衡机制单元（BMU）
• 4.2.4 电网公司（GC）
• 4.3 基于agent的电力市场建模
• 4.3.1 模型基本描述
• 4.3.2 供应/需求模块的实现
• 4.3.3 市场模块的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 案例研究
• 5.1 仿真想定设定
• 5.2 传统发电的博弈定价试验
• 5.2.1 试验环境与模型参数设定
• 5.2.2 仿真结果分析
• 5.3 可再生能源发电的博弈定价试验
• 5.3.1 试验环境与模型参数设定
• 5.3.2 仿真结果分析
• 5.4 试验结论
• 5.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果