[发明专利]一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法

说明书

本发明公开了一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，该方法包括步骤：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；2)制定基于博弈均衡的实时需求响应和电价制定策略；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。本发明通过构建含电力零售商、分布式能源公司与多元用户的三层需求响应框架结构，制定基于博弈均衡的实时需求响应和电价制定策略，使得供需双方进行互动博弈，获取需求响应的全局最优解，解决了现有技术针对需求响应无法获取最优电价的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，属于电力实时需求响应建模技术领域。

背景技术

通过需求响应使发电企业、供电商和电力用户互动竞争，可以提高电力市场的资源配置效率。利用电价激励进行引导电能消费是需求响应的一个重要特征，不仅考虑了系统调度人员的能量管理手段，同时也加强了用户的自主意识，提升自身利益。目前，需求响应的主要问题是如何获取最优电价策略，使得发电企业、供电商和电力用户三方受益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，通过构建含电力零售商、分布式能源公司与多元用户的三层需求响应框架结构，制定基于博弈均衡的实时需求响应和电价制定策略，使得供需双方进行互动博弈，获取需求响应的全局最优解，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于博弈均衡的实时需求响应建模方法，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(Nash-Stackelberg-NashN-S-N)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。

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。

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(彼此指自身及其他参与者)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(这里有两层，上层是售电商，下层是用户)，属于Stackelberg博弈范畴，上层售电商作为领导者(leader)，下层用户作为跟随者(follower)，跟随者在领导者给定策略(当前售电价)之后，制定自身的动作策略(当前购买电量)，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(重新制定的售电价)，最终达到一个均衡点，如式(2)和式(3)：