[发明专利]基于博弈论的微网负荷控制方法

权利要求书

1.基于博弈论的微网负荷控制方法，包括以下步骤： 

步骤1、确定博弈理论的基本思想及构造收益函数； 

步骤2、搭建微网模型，确定微网内各博弈要素的明确定义； 

步骤3、建立微网内各工厂参与博弈的收益函数及求解算法； 

步骤4、设计实现博弈论在微网负荷控制中的实现。 

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中确定博弈论基本思想及构造收益函数步骤如下： 

1-1）、明确博弈论的基本概念及纳什均衡解的定义； 

1-2)、明确博弈的主要分类及不同类别博弈的主要区别； 

1-3）、根据不同类别的博弈构造相应的收益函数，其中，非合作博弈只考虑自身收益，合作博弈中包含自身及整体收益，并因合作程度不同，收益函数也相应不同；收益函数记为为博弈方i采取某行动策略时自身的绝对收益，为博弈方i采取行动策略时其他博弈方的收益。为权重系数，它的取值反应各博弈者之间的合作和竞争程度，w_ii取值大，表示合作的程度低、竞争度高；当w_ii=1时，表示各博弈者之间只存在竞争，合作博弈模型退化为非合作博弈模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2由以下几个步骤组成： 

2-1）、搭建微网模型，选择太阳能、风能、燃料电池作为主要微电源，并包含蓄电池组，起到平抑系统功率波动的功能；选取三种不同工厂作为系统用电负荷； 

2-2）、博弈要素分析：本发明中将工厂视为博弈参与者，记为i，i=1,2,…n；用电量为博弈策略，记为S_i，S={S₁,S₂,…S_n}；工厂利润为相应的收益，记为u_i，i=1,2,…n；均衡策略则为系统博弈后所得到的最优用电量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤2中建立微网内各工厂参与博弈的收益函数及设计求解算法可有以下几个步骤组成： 

3-1）、确定各工厂的收益函数，记为u_i=u_iSEL-C_iCHR-C_iMAT-C_iMAI，i=1,2，…n；具体包括： 

A1）、设计工厂的收入函数，其收入主要为产品销售，记为u_iSEL=φ_iS_i，φ_i为不同工厂的度电产值； 

A2）、设计工厂支付电费的函数，电费采用国家规定的两部制电价进行计算，记为C_iCHR=(εC_iTRAN+ρS_i)(1+α_i)，其中0≤S_i≤b_i,i=1,2,…n，ε为变压器单位容量每月支付的费用。按不同用电地区规定的基本价格进行收取；C_iTRAN为工厂安装变压器的容量；ρ为微 网系统的单位电价，C(S′)为用电量为S′时消耗的能源成本，b_i为每个工厂的最大用电容量，由工厂变压器容量与系统功率因数所决定，为成本系数；S_i为工厂用电的有功消耗量；α_i为供电部门的奖惩系数，即工业负荷的功率因数未达到系统规定时，需进行相应的惩罚，达到规定功率因数时则有部分的奖励，该系数按国家规定的功率因数为0.9的标准进行取值； 

A3）、设计工厂维护费用函数，包括维护备件费用、人工费用、维护的油料及辅助费用，记为C_iMAI，为方便计算，设备单位小时的维护费用简化为定值； 

A4）、设计工厂生产材料费用，记为C_iMAT=ω_iS_i，ω_i为度电材耗值； 

3-2）、设计博弈问题的求解算法，具体算法步骤如下： 

B1）、在各博弈策略空间内随机生成初始可行策略s₀={s₁₀,s₂₀,…s_m0}； 

B2）、记s_i-1为除博弈者i以外其他博弈方的策略集合。任意第i个(i=1,2,…,n)博弈者，以该博弈者的收益u_i为目标，固定s_i-1不变，在属于该博弈方的策略空间S_i内进行单目标优化，求最佳决策最优化博弈者收益； 

B3）、令策略组合为博弈优化后的结果，检验s₁的可行性，如不满足，转为步骤2）；若满足，计算前后两个策略组合之间的距离（一种范数）是否满足收敛准则||s₁-s₀||≤ε，若满足，则博弈结束；若不满足，则以s₁替换s₀，转为步骤3）进行迭代循环； 

B4）、得出稳定的Nash均衡解。 

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：，步骤4的实现步骤如下： 

4-1）、确定各工厂的有效信息，明确相应费用函数的制定； 

4-2）、分析不同情况下各工厂的用电量与收益情况，具体包括： 

C1）、首先分析非合作博弈下各工厂的用电量及收益情况，得出相应的变化曲线及稳定的纳什均衡解； 

C2）、针对某个确定的合作权重系数进行分析合作博弈下各工厂的相应情况，并与步骤（C1）中的结果进行比较； 

C3）、分析不同合作权重系数下各工厂的用电量及收益情况； 

C4）、针对以上分析结果，制定相应用电量信息，用于指导工厂合理用电。