[发明专利]一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法

权利要求书

1.一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、建立基于纳什-斯塔克尔伯格-纳什博弈均衡的需求响应框架模型；

步骤2、制定基于博弈均衡的实时需求响应和电价制定策略；

步骤3、根据步骤2中实时需求响应和电价制定策略，供需双方进行互动博弈，获取需求响应的最终解决方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，其特征在于：步骤1中需求响应框架模型为含电力零售商、分布式能源公司与多元用户的三层需求响应框架结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，其特征在于：需求响应框架模型的实现方法：售电商通过在日前市场，提前购买下一日的电量需求，并在当日内，根据用户需求以及自身的拥有的储能设备进行电量消耗；分布式发电公司通过计算自身的发电成本，以及用户的购买电量情况来调整自身的发电量参与市场交易在该纳什-斯塔克尔伯格-纳什博弈的互动需求响应框架中，零售商和分布式发电公司作为代理机构发布电价信息，随后用户根据该信息自行决定购电策略，该处Nash博弈是指在同一层级里，若多个售电商与分布式发电公司之间处于相同地位，其会产生各自的策略s_i以及效用函数U_i，但彼此之前的策略会影响到其余参与者的效用，因此，会存在一个或者多个均衡点，满足式(1)，使得每一个参与者均没有通过改变自身策略来获取更高利益的动力：

其中，U₁、U₂分别表示参与者一和参与者二的效用函数，x₁和x₂分别为其动作策略，A₁和A₂是其动作策略空间，x*1和x*2为纳什均衡时的均衡解；

同理，用户侧方面，不同的用户对于电价有不同的反应，而其反应策略会影响上层策略的制定，因此也属于Nash博弈，存在一个或多个均衡解，在层与层之间，属于Stackelberg博弈范畴，上层售电商作为领导者，下层用户作为跟随者，跟随者在领导者给定策略之后，制定自身的动作策略，同时跟随者的动作策略做出后，会使领导者重新制定符合自身利益的策略，最终达到一个均衡点，如式(2)和式(3)：

其中，U_leader和U_follower分别表达领导者和跟随者的效用函数；x_leader表示领导者的动作策略，x_follower跟随者的动作策略，表示为领导者的最优策略，表示跟随者的最优策略，表示领导者的固定策略；A_leader、A_follower分别为领导者和跟随者的动作策略空间。

4.根据权利要求1所述的一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，其特征在于：步骤2中实时需求响应和电价制定策略的制定方法包括：

供电侧的零售商和分布式发电公司的收入函数除了自身的收益外，还包括一项削峰填谷补贴，表达式如下：

式中，表示售电商在t时刻的零售电价，p_i，t为t时刻用户响应的功率，Pr_t^sub为补贴电价，ΔP_p-p和ΔP_p-v分别为优化前后峰值差和峰谷差的差值；其中，接受的集成商电价集合P表述为：

式中，分别为电价的上下限，为电价平均值限制，在集合P中，第一个不等式限制了集成商的售电价格在区间内，并且根据价格约定，第二个不等式被用来对售电价格序列的平均值施加上限；

用户侧方面，则以自身的电费及用电舒适度、身体舒适度的指标来评价其效用，表达如下：

式中，U_i，t(p_i，t)为用户的舒适度等指标的等值效用函数，其中，p_i，t的可行解集合表示为：

式中，和分别为用户响应功率的上下限，为用户每日功率需求总量。