基于博弈论的区域综合能源系统协同优化研究

论文摘要

研究综合能源系统在规划期的合理配置和运行期的能量管理调度是实现多能源充分互补、高效利用的基础。能源系统市场化条件下,可能存在多个设备投资主体或居民用户参与到能源市场的规划、运行决策行为。系统整体优化的思想可能与参与到综合能源系统利益分配的各投资主体追求各自效益最优存在冲突。论文在分析多投资主体各个阶段的行为策略的基础上,构建博弈模型,通过博弈的纳什均衡解为各主体的行为决策提供参考,主要包括规划期设备投资者的容量配置博弈,运行期设备出力博弈和用户参与的需求响应博弈研究。建立对等非合作博弈模型和惯序博弈,分别对同时投资模式和先占投资模式下风、光、储、联供设备配置冲突决策提供参考。对于含高比例可再生能源设备的综合能源系统,考虑可再生发电设备出力的不确定性,设计了一种基于可再生能源计划出力的综合能源系统能量管理策略,将天气条件作为博弈的虚拟参与者,基于主从博弈思想建立运行期的风、光计划出力博弈模型。在此基础上,综合考虑目标能源系统规划期的容量配置优化和运行期的能量管理优化问题,建立风、光、储、联供双层规划博弈模型。模型的内层通过建立主从博弈模型指导可再生发电设备的计划出力,模型的外层建立以风光合作联盟为主的惯序博弈和非合作博弈模型对容量分配进行优化。考虑用户的舒适度对负荷调节的影响,选择适合参与调节的可平移负荷和可转移负荷参与到需求响应,建立了系统能量管理者、区域内的用户及发电侧各设备投资者共同参与的需求侧响应三阶段惯序博弈模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景和意义
•   1.2 国内外研究概况
•     1.2.1 区域综合能源系统优化研究
•     1.2.2 博弈论在电力系统中的应用研究
•   1.3 论文主要内容与结构安排
• 第2章 独立综合能源系统配置博弈分析
•   2.1 引言
•   2.2 博弈论基础
•     2.2.1 对等博弈
•     2.2.2 斯塔克伯格主从博弈
•   2.3 设备单元出力模型
•     2.3.1 风光储设备
•     2.3.2 联供设备
•   2.4 投资者收益模型
•     2.4.1 年平均收入函数
•     2.4.2 年平均成本
•     2.4.3 年平均供电不足费用函数
•   2.5 独立综合能源系统配置博弈模型
•     2.5.1 对等非合作博弈模型构建
•     2.5.2 模型求解算法
•   2.6 算例分析
•     2.6.1 算例概况
•     2.6.2 容量配置优化结果
•     2.6.3 价格敏感性分析
•   2.7 本章小结
• 第3章 计及可再生能源出力不确定性的区域综合能源系统双层博弈
•   3.1 引言
•   3.2 计及可再生能源出力不确定性的能量管理模型
•     3.2.1 不确定性的可再生能源出力
•     3.2.2 综合能源系统能量管理策略
•   3.3 综合能源系统双层规划博弈模型
•     3.3.1 内层博弈构建
•     3.3.2 外层博弈构建
•   3.4 双层博弈模型求解算法
•     3.4.1 内层博弈求解流程
•     3.4.2 外层博弈求解流程
•   3.5 算例分析
•     3.5.1 双层博弈模型优化结果
•     3.5.2 模型比较分析
•     3.5.3 蒙特卡洛分析
•     3.5.4 最不利条件分析
•   3.6 本章小结
• 第4章 计及用户舒适度的需求侧响应博弈
•   4.1 引言
•   4.2 用户弹性负荷模型
•   4.3 需求侧响应博弈模型
•     4.3.1 惯序博弈模型构建
•     4.3.2 参与者策略和收益函数
•   4.4 算例分析
•     4.4.1 算例概况
•     4.4.2 博弈结果分析
•     4.4.3 舒适度灵敏度分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱仲晏

导师: 房方

关键词: 区域综合能源系统,博弈论,容量规划,调度优化,需求响应

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,动力工程

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: TK01;O225

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.001509

总页数: 71

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