[发明专利]基于博弈论的用户与电力公司互动方法

摘要

本发明涉及一种基于博弈论的电力公司与居民用户的互动方法，适用于电力公司和居民用户的互动，包括：针对居民用户的电费指标和电力公司的收益指标，将电力公司和居民用户的互动转化为多目标优化问题：建立电力公司与居民用户的博弈模型；通过将局中人的决策集合分成多个小的区域，通过这个区域内某个点的值近似代替这个区域内目标函数值的方法，通过优化得到居民用户与电力公司博弈的纳什均衡解；根据讨价还价原理，改变电力公司与居民用户的目标函数，计算得到居民用户与电力公司的合作博弈解；制定电价，并设计居民用户的用电方案。本发明可以为居民用户负荷调控与电力公司电价制定提供决策依据。

主权项

一种基于博弈论的电力公司与居民用户的互动方法，适用于电力公司和居民用户的互动，包括下列步骤：第一步：针对居民用户的电费指标和电力公司的收益指标，建立下面的分目标函数方程和约束方程，将电力公司和居民用户的互动转化为多目标优化问题：$\min z_1=\underset{i}{\overset{N}{\Σ}}k\left(i\right)p\left(i\right)x_{tr}\left(i\right)\mathrm{\Δ}t$$s.t.\frac{1}{N}\underset{i}{\overset{N}{\Σ}}x\left(i\right)=\stackrel{\‾}{x}$x_min＜x(i)＜x_maxx_tr(i)＝x(i)+x_ex_th(i)‑x_DG(i)‑x_dis(i)$z_2=\underset{i}{\overset{N}{\Σ}}\left(p\right(i)-p_0(i\left)\right)x_{\mathrm{\Σ}}\left(i\right)\mathrm{\Δ}t-\underset{i}{\overset{N}{\Σ}}{p}_0\left(i\right)x_L\left(i\right)\mathrm{\Δ}t$min z₂＝z₂(p)$s.t.\frac{1}{N}\<n,p\>=p_c$p_min＜p(i)＜p_max式中z₁指居民用户的用电费用，x(i)指用户消耗的功率，表示用户消耗功率的平均值，x_min和x_max分别指用户消耗功率的下限和上限；p(i)表示第i个时间间隔内的电价，k(i)表示第i个时间间隔内的电价系数，即功率返送电力公司用户所获得的补贴与电价的比值；x_DG(i)表示第i个时间间隔内的光伏阵列发出的功率，x_dis(i)表示蓄电池的功率，正表示放电，负表示充电，x_e表示热水器的额定功率，x_th(i)表示热水器的开关状态；x_tr(i)指一天内第i个时间间隔内电力公司与用户输送的功率传输，正表示电力公司向用户传输功率，负表示用户向电力公司传输功率，Δt表示每个时间间隔的长度；p是电价向量，电价采用峰谷电价，即一天内包含两种电价；n是N维元素全为1的向量，p_min和p_max为电价的下限和上限，p(i)为第i时间间隔内的电价,p_c指未实行分时电价时电力公司售电的电价；电力公司目标z₂即电力公司售电的收益可以表述为电价p的函数；第二步：建立电力公司与居民用户的博弈模型Γ(H,X,P,z₁,z₂)H是局中人集合，H＝{1,2}，局中人1指用户，局中人2指电力公司；X是局中人1的策略集合，P是局中人2的策略集合；第三步：通过将局中人的决策集合分成多个小的区域，通过这个区域内某个点的值近似代替这个区域内目标函数值的方法，通过优化得到居民用户与电力公司博弈的纳什均衡解；第四步：以纳什均衡解为基础，根据讨价还价原理，改变电力公司与居民用户的目标函数，计算得到居民用户与电力公司的合作博弈解；第五步：根据最终得到的合作博弈解，制定电价，并设计居民用户的用电方案。