本文關(guān)鍵詞：基于非合作博弈的能源互聯(lián)網(wǎng)多元主體行為分析方法　出處：《華北電力大學(xué)(北京)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 能源互聯(lián)網(wǎng) 需求響應(yīng) 電能交易 非合作博弈 納什均衡

【摘要】：隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)推進,可再生能源廣泛接入的特征將日趨明顯,電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)逐漸由縱向垂直向扁平化型式進行轉(zhuǎn)變,互聯(lián)網(wǎng)思維的引入在促進能源高效流動的同時,也將給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來一系列的挑戰(zhàn)。而當系統(tǒng)中決策主體的屬性趨于對等放開,使用傳統(tǒng)的優(yōu)化理論開展研究將存在一定的局限性,亟需一種新的數(shù)學(xué)工具來對能源互聯(lián)網(wǎng)中新型多元主體之間的互動問題進行建模分析。本論文基于非合作博弈理論,分別面向電能的數(shù)據(jù)感知、供需交易和優(yōu)化管理三個領(lǐng)域,研究新興多元主體在有效機制設(shè)計下各自的利益優(yōu)化策略以及最終達到的系統(tǒng)均衡狀態(tài)。主要的創(chuàng)新性研究工作如下:(1)針對數(shù)據(jù)感知無線傳感網(wǎng)的能效提升問題,提出了多傳感節(jié)點間的功率控制非合作博弈模型,利用Hessian矩陣的負定性質(zhì)證明了所提模型納什均衡點的存在,基于注水算法提出了一種迭代式的分布式功率分配方法,最大程度地提高了傳感節(jié)點到數(shù)據(jù)收集節(jié)點(Sink節(jié)點)的鏈路傳輸能效。(2)針對分散自治的電能交易商業(yè)運營模式,提出了適應(yīng)新型源網(wǎng)荷主體的售電競爭無限策略式非合作博弈模型,構(gòu)造了包含激勵和懲罰約束的售電主體非線性效用函數(shù),在此情況下證明了所提博弈模型中純策略納什均衡點的存在性,通過最優(yōu)反應(yīng)算法獲得了每個售電主體在市場達到均衡時的售電策略,仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。(3)針對需求響應(yīng)中用戶主動參與模式,設(shè)計了一項基于動態(tài)實時電價的負荷轉(zhuǎn)移機制,允許智能用戶自主參與并調(diào)整用電需求,并利用虛擬行動算法,求解出用戶間在調(diào)峰指標分配非合作博弈模型中混合策略的(近似)納什均衡點,并給出了適應(yīng)規(guī)模主體的虛擬行動改進算法和聚類分析算法,揭示了用戶在需求響應(yīng)項目中參與的隨機性并實現(xiàn)了概率量化預(yù)測。(4)針對源荷互聯(lián)互通的新能源消納模式,基于動態(tài)進化博弈理論設(shè)計了用戶群面向微源群的分布式電能請求方法,使用復(fù)制動態(tài)方程捕捉了用戶通過將分散式購電策略中各個體依次進化來競爭微網(wǎng)利用系數(shù)的過程,在解決供需兩側(cè)隨機性電能匹配問題的同時,提升了用戶需求實時滿意度和微源的經(jīng)濟收益。論文的研究結(jié)果表明,應(yīng)用非合作博弈理論對能源互聯(lián)網(wǎng)中多元主體的互動行為進行研究分析,既能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)均衡狀態(tài)的提前預(yù)測,也可以為系統(tǒng)運行機制的優(yōu)化完善提供有效反饋。
[Abstract]:With the construction of energy Internet, the characteristics of extensive access to renewable energy will become more and more obvious. The structure of power system is gradually changing from vertical to flat. The introduction of Internet thinking will not only promote the efficient flow of energy, but also bring a series of challenges to the stable operation of power system. There will be some limitations in using the traditional optimization theory to carry out the research. A new mathematical tool is urgently needed to model and analyze the interaction between the new multi-agent in the energy Internet. Based on the non-cooperative game theory, this paper is based on the data perception of electric energy. Supply and demand transaction and management optimization. This paper studies the interest optimization strategy and the system equilibrium state of the emerging multi-agent under the effective mechanism design. The main innovative research work is as follows: 1). To improve the energy efficiency of data-aware wireless sensor networks. A non-cooperative game model of power control between multi-sensor nodes is proposed. The existence of Nash equilibrium point of the proposed model is proved by the negative definite property of Hessian matrix. An iterative distributed power allocation method based on water injection algorithm is proposed. The link transmission efficiency of sensor node to data collection node (Sink node) is improved to the maximum extent. An infinite strategy non-cooperative game model for power sale competition is proposed, and a nonlinear utility function of the agent is constructed, which includes incentive and penalty constraints. In this case, the existence of pure strategy Nash equilibrium point in the proposed game model is proved, and the optimal reaction algorithm is used to obtain the power sale strategy of each power seller when the market reaches equilibrium. Simulation results verify the effectiveness of the algorithm. (3) A load transfer mechanism based on dynamic real-time pricing is designed for the user active participation mode in demand response. Intelligent users are allowed to participate in and adjust the demand of electricity independently, and using virtual action algorithm to solve the (approximate) Nash equilibrium point of mixed strategy in the non-cooperative game model of peak-shaving index allocation among users. An improved virtual action algorithm and a clustering analysis algorithm are presented. The randomness of user participation in the demand response project and the realization of probabilistic quantitative prediction. 4) the new energy consumption model for source load interconnection is revealed. Based on the dynamic evolutionary game theory, a distributed power request method for micro-source group is designed. The replication dynamic equation is used to capture the process of users competing for the utilization coefficient of microgrid by evolution of each individual in the decentralized power purchase strategy, which solves the problem of stochastic power matching on both sides of supply and demand at the same time. The research results show that the non-cooperative game theory is used to analyze the interaction behavior of multi-agent in the energy Internet. It can not only predict the equilibrium state of the system in advance, but also provide effective feedback for the optimization and improvement of the system operation mechanism.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TK01

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周光輝;江平宇;黃國全;;客戶競爭驅(qū)動的任務(wù)調(diào)度非合作博弈[J];機械工程學(xué)報;2006年07期

2 王興偉;李戰(zhàn)國;劉向東;;基于非合作博弈的三網(wǎng)融合策略[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年09期

3 李壽德,薛耀文;排污權(quán)交易制度下廠商與環(huán)保部門之間的非合作博弈分析[J];太原科技大學(xué)學(xué)報;2005年03期

4 陳冰;劉凱;楊挺;;任務(wù)負載競爭下制造資源配置的非合作博弈方法[J];中國機械工程;2013年02期

5 趙金樓;齊英;韓玉珍;;我國核電業(yè)主與設(shè)備制造商關(guān)系的博弈分析[J];工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟;2007年09期

6 林輝;陳行;陶軍;;基于靜態(tài)非合作博弈的網(wǎng)絡(luò)報文取樣模型[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年03期

7 陳強;楊濤;馮輝;胡波;;智能電網(wǎng)中基于非合作博弈的需求側(cè)分層優(yōu)化[J];復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期

8 鄭丞;金隼;來新民;李余兵;;基于非合作博弈的公差分配優(yōu)化[J];機械工程學(xué)報;2009年10期

9 王蕊;周光輝;;基于非合作博弈批量調(diào)度優(yōu)化[J];制造業(yè)自動化;2013年14期

10 莽超;;從“非合作博弈論”看新A4與新3系之定價[J];汽車與運動;2006年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 趙煜;;非合作博弈下合作進化理論在自愿連鎖發(fā)展中的應(yīng)用[A];2006年流通產(chǎn)業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展研討會論文集[C];2006年

2 陳融生;;經(jīng)濟政策協(xié)調(diào)的負效應(yīng)[A];2002年中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

3 姚林青;;互聯(lián)網(wǎng)在資源整合中的作用[A];中國傳媒大學(xué)第一屆全國新聞學(xué)與傳播學(xué)博士生學(xué)術(shù)研討會文集[C];2007年

4 閆彥;;移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式探討[A];中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2011年年會論文集（上冊）[C];2011年

5 張先祥;;中國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展綜述[A];四川省通信學(xué)會2006年學(xué)術(shù)年會論文集（二）[C];2006年

6 邸菁;賀博;湯剛;;我國移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[A];寬帶中國戰(zhàn)略與創(chuàng)新學(xué)術(shù)研討會（30）論文集[C];2012年

7 鄭宏劍;;我國無線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略探討[A];四川省通信學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

8 汪旭東;;基于移動互聯(lián)網(wǎng)的科普新模式研究[A];安徽首屆科普產(chǎn)業(yè)博士科技論壇——暨社區(qū)科技傳播體系與平臺建構(gòu)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

9 許澤聘;鄭會頌;;一個移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈演變的系統(tǒng)動力學(xué)模型[A];社會經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型與系統(tǒng)工程——中國系統(tǒng)工程學(xué)會第17屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

10 郗杰英;;深入研究“網(wǎng)絡(luò)一代” 促進青少年健康成長[A];網(wǎng)絡(luò)時代的青少年和青少年工作研究報告——第六屆中國青少年發(fā)展論壇暨中國青少年研究會優(yōu)秀論文集（2010）[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 上海社會科學(xué)院研究員 夏禹龍;何種利益博弈有利于社會和諧[N];社會科學(xué)報;2007年

2 上海交通大學(xué) 胡海鷗;計劃經(jīng)濟中的非合作博弈[N];上海金融報;2003年

3 柳祖林;共贏:鋼企建立下游產(chǎn)業(yè)鏈的價值基點[N];中國冶金報;2009年

4 吳燁 上海財經(jīng)大學(xué)國際工商管理學(xué)院;由“競爭”走向“競合”[N];解放日報;2013年

5 趙曙光 劉桂芳 婁珍須 曹福軍 肖立峰 賈岳;轉(zhuǎn)型期河北報業(yè)發(fā)展探析[N];中華新聞報;2006年

6 張捷;美國暫停印鈔緣何難以提振美元[N];中國證券報;2011年

7 張楠;互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)100強首次誕生[N];人民日報;2005年

8 ;中國互聯(lián)網(wǎng)即將遭遇投資危機[N];經(jīng)理日報;2006年

9 耀文;深圳：出資35億元扶持互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)[N];中國電子報;2009年

10 維依;深圳大力布局互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)[N];中國電子報;2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 潘明明;基于非合作博弈的能源互聯(lián)網(wǎng)多元主體行為分析方法[D];華北電力大學(xué)(北京);2017年

2 楊哲;非合作博弈在行為經(jīng)濟學(xué)思想下的均衡研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 樊斌;非合作博弈條件下企業(yè)內(nèi)部知識共享激勵機制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

4 張建良;基于非合作博弈的分布式優(yōu)化模型及算法研究[D];浙江大學(xué);2014年

5 梁彤;企業(yè)協(xié)作過程中的博弈行為分析[D];天津大學(xué);2010年

6 郭宇;移動互聯(lián)網(wǎng)時代電信運營商商業(yè)模式創(chuàng)新研究[D];江西財經(jīng)大學(xué);2014年

7 王維維;互聯(lián)網(wǎng)對創(chuàng)業(yè)的影響研究[D];浙江大學(xué);2017年

8 劉茂紅;中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)組織實證研究[D];武漢大學(xué);2011年

9 胡志兵;互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)和消費三個模式的微觀研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

10 王婷;互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)創(chuàng)新模式與知識產(chǎn)權(quán)保護問題研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 懷恩;基于博弈論的無線基站節(jié)能策略研究[D];深圳大學(xué);2015年

2 張子奕;基于博弈理論的車載網(wǎng)流速控制方案的研究[D];東南大學(xué);2016年

3 喬曉輝;飛機除冰地面運行博弈研究[D];中國民航大學(xué);2011年

4 趙春香;若干廣義Nash均衡問題的研究及應(yīng)用[D];杭州電子科技大學(xué);2016年

5 魯帥;MPSoC中高性能異步仲裁器設(shè)計研究[D];西北大學(xué);2016年

6 王闖;基于非合作博弈的隨機需求聯(lián)合補充配送問題研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2017年

7 李瑾;“小城市病”研究[D];山東大學(xué);2017年

8 蔣文睿;基于非合作博弈模型的生產(chǎn)調(diào)度方法研究[D];電子科技大學(xué);2012年

9 胡紹強;產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)非合作博弈分析[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

10 蔣金亮;基于非合作博弈的高速鐵路票價優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2012年

，

本文編號：1379877