一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法技术

一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法，它包括以下步骤：步骤1：建立多边不完全信息演化的博弈主体规划收益模型，所建立的模型包括DG公司规划模型、售电公司规划模型、配网公司规划模型；步骤2：建立博弈主体选择过程主体效用模型，所建立的模型包括源侧DG公司选择的效用函数和负荷侧售电公司选择的效用函数；步骤3：进行多边不完全信息演化博弈，使得各主体的规划结果达到一个不完全信息演化的稳定状态，进而得到一种更优的配电网规划方法。划方法。划方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法。

技术介绍

[0002]电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统，电力系统应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。
[0003]随着电力体制改革的不断深化，配售电侧市场逐步向社会资本开放。高度开放的电力市场环境导致供需侧投资运营主体类型、数量不断增加，这些基于个体理性的投资运营主体往往以自身利益最大化为目标参与配电网的规划运营。而传统基于整体理性的一体化规划方法，因其忽视了电力市场中广泛存在的竞争关系，已经无法适应当前电力市场环境下配电网规划的实际需求。因此，研究充分考虑市场博弈的配电网规划方法具有重要的理论和实际意义。
[0004]对于考虑市场化博弈的配电网规划方法，目前已经有学者在配电网规划问题中引入博弈论，并通过研究投资成本、线路损失和电压质量之间的博弈来实现分布式电源(Distributed Generation，DG)的优化选址和定容。这些研究虽然都分析了配电网规划过程中各主体之间的博弈关系，并从动态与静态、合作与非合作等角度建立了不同类型的博弈规划模型。但其博弈过程都是以完全信息的假设为基础，都属于考虑完全信息博弈的配电网规划。而实际电网中，由于同类型博弈主体中往往存在多个竞争者，因而在规划阶段无法提前预知最终哪个潜在的市场主体会被选择来参与配电网的实际规划运营。
[0005]近年来考虑不完全信息博弈的配电网规划方法的研究较少。研究了不完全信息环境下的电源扩展规划，并建立了上层为发电商电源容量规划及竞价，下层为独立系统运营商市场清算的双层模型。上述规划方法虽然考虑了市场环境下由于竞争关系所导致的不完全信息，但其只考虑了电源侧发电商之间的不完全信息博弈行为，而对于其他类型的博弈主体，其均假设为完全信息博弈，是一种单边不完全信息博弈模型，其规划决策形成的是一种多边不完全信息的博弈格局。另一方面，其通过人为假设一个固定的先验概率来提前给定同类型投资运营主体的市场选择概率。然而，在电力市场中，这种市场选择概率一般是无法提前预知的，而且往往还会受到市场主体规划决策的影响而动态变化，其本质上是一种演化博弈过程。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是为了通过构建多边不完全信息博弈模型，实现在规划过程中，对源荷侧同类型投资运营主体不完全信息博弈过程的精确描述，并在多边不完全信息博弈模型基础上，通过引入演化博弈思想来描述规划过程中源荷侧主体市场选择概率的动态演化过程，以提升配电网规划的精确性及有效性。
[0007]一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法，它包括以下步骤：
[0008]步骤1：建立多边不完全信息演化的博弈主体规划收益模型；
[0009]步骤2：建立博弈主体选择过程的效用模型；
[0010]步骤3：进行多边不完全信息演化博弈；
[0011]在步骤1中，所建立的模型包括DG公司规划模型、售电公司规划模型、配网公司规划模型；
[0012]在步骤2中，所建立的模型包括源侧DG公司选择的效用函数和负荷侧售电公司选择的效用函数。
[0013]在步骤3中，在进行多边不完全信息演化博弈时，采用以下步骤：
[0014]1)确定市场选择概率；
[0015]2)设定博弈类型组合；
[0016]3)确定条件概率；
[0017]4)计算当前市场选择概率下各主体不完全信息博弈的期望收益；
[0018]5)重复步骤1)至步骤4)，使博弈行为的演化达到均衡状态；
[0019]6)计算不完全信息演化博弈达到均衡时各主体的规划方案并输出结果。
[0020]在步骤1)中，市场选择概率由以下方程获得：
[0021][0022][0023][0024][0025]式中：和分别表示政府选择DG公司和用户选择售电公司的平均效用；
[0026]对其进行离散化处理如下：
[0027][0028][0029]式中：ξ1和ξ2表示迭代步长。
[0030]在步骤2)中，在设定博弈类型组合时，定义γ
‑
i
为剔除DG公司后的博弈类型组合；Θ
‑
i
为剔除DG公司后的博弈类型组合集合；γ
‑
j
、Θ
‑
j
、γ
‑
k
、Θ
‑
k
分别表示售电公司和配网公司的相关博弈类型组合和博弈类型组合集合；
[0031]在步骤3)中，在确定条件概率时，分别计算条件概率η
k
(γ
‑
i
|γ
i
)、η
k
(γ
‑
j
|γ
j
)和η
k
(γ
‑
k
|γ
k
)，其中：η
k
(γ
‑
i
|γ
i
)为第k轮演化过程中售电公司和配网公司的博弈类型组合γ
‑
i
在DG公司为γ
i
下的条件概率。
[0032]在步骤4)中，在计算当前市场选择概率下各主体不完全信息博弈的期望收益时，对于当前博弈轮次中DG公司、售电公司和配网公司的不完全信息博弈而言，考虑步骤2)中所定义的所有博弈类型组合，以及步骤1)中计算的源、荷侧市场选择概率，从而制定规划决
策方案并保证其期望收益最大化。
[0033]在步骤6)中，在计算不完全信息演化博弈达到均衡时各主体的规划方案并输出结果时，由公式(11)至公式(16)可知，当和即和时，市场选择行为的演化达到均衡状态，此时政府的选择行为状态和用户的选择行为状态即为演化均衡状态下市场选择最优概率；
[0034]对于整个多边不完全信息演化博弈的配电网规划而言，若为演化均衡下的贝叶斯纳什均衡，则对任意策略或或均有：
[0035][0036]式(18)表明DG公司、售电公司和配网公司在演化均衡下，均不会主动改变策略选择，从而使得规划结果达到一个不完全信息演化的稳定状态。
[0037]在步骤1中，在进行DG公司规划模型的建立时，
[0038]DG公司的规划内容包括分布式电源的位置和容量，DG公司的规划收益模型包括收益和成本两部分，收益主要包括DG售电收入以及政府对可再生能源的发电补贴，成本主要包括DG投资成本、运维成本和土地租赁成本，其具体形式如公式(1)所示，对于不同的DG公司而言，由于其私有信息不同，使得模型形式相同但具体参数不同：
[0039][0040]式中：γ
i
表示DG公司；Θ
I
表示DG公司集合；为DG公司γ
i
的售电收益；为DG公司γ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多边不完全信息演化博弈的配电网规划方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1：建立多边不完全信息演化的博弈主体规划收益模型，所建立的模型包括DG公司规划模型、售电公司规划模型、配网公司规划模型；步骤2：建立博弈主体选择过程主体效用模型，所建立的模型包括源侧DG公司选择的效用函数和负荷侧售电公司选择的效用函数；步骤3：进行多边不完全信息演化博弈，使得各主体的规划结果达到一个不完全信息演化的稳定状态，进而得到一种更优的配电网规划方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，在进行多边不完全信息演化博弈时，采用以下步骤：1)确定市场选择概率；2)设定博弈类型组合；3)确定条件概率；4)计算当前市场选择概率下各主体不完全信息博弈的期望收益；5)重复步骤1)至步骤4)，使博弈行为的演化达到均衡状态；6)计算不完全信息演化博弈达到均衡时各主体的规划方案并输出结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，市场选择概率由以下方程获得：得：得：得：式中：和分别表示政府选择DG公司和用户选择售电公司的平均效用；对其进行离散化处理如下：对其进行离散化处理如下：式中：ξ1和ξ2表示迭代步长；在步骤2)中，在设定博弈类型组合时，定义γ
‑
i
为剔除DG公司后的博弈类型组合；Θ
‑
i
为剔除DG公司后的博弈类型组合集合；γ
‑
j
、Θ
‑
j
、γ
‑
k
、Θ
‑
k
分别表示售电公司和配网公司的相关博弈类型组合和博弈类型组合集合；在步骤3)中，在确定条件概率时，分别计算条件概率η
k
(γ
‑
i
|γ
i
)、η
k
(γ
‑
j
|γ
j
)和η
k
(γ
‑
k
|γ
k
)，其中：η
k
(γ
‑
i
|γ
i
)为第k轮演化过程中售电公司和配网公司的博弈类型组合γ
‑
i
在DG公司为γ
i
下的条件概率。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步骤4)中，在计算当前市场选择概率下各主体不完全信息博弈的期望收益时，对于当前博弈轮次中DG公司、售电公司和配网公司的不完全信息博弈而言，考虑步骤2)中所定义的所有博弈类型组合，以及步骤1)中计算的源、荷侧市场选择概率，从而制定规划决策方案并保证其期望收益最大化。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤6)中，在计算不完全信息演化博弈达到均衡时各主体的规划方案并输出结果时，由公式(11)至公式(16)可知，当和即和时，市场选择行为的演化达到均衡状态，此时政府的选择行为状态和用户的选择行为状态即为演化均衡状态下市场选择最优概率；对于整个多边不完全信息演化博弈的配电网规划而言，若为演化均衡下的贝叶斯纳什均衡，则对任意策略或或均有：式(18)表明DG公司、售电公司和配网公司在演化均衡下，均不会主动改变策略选择，从而使得规划结果达到一个不完全信息演化的稳定状态。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，在进行DG公司规划模型的建立时，DG公司的规划内容包括分布式电源的位置和容量，DG公司的规划收益模型包括收益和支出两部分，收益主要包括DG售电收入以及政府对可再生能源的发电补贴，支出主要包括DG投资成本、运维成本和土地租赁成本，其具体形式如公式(1)所示，对于不同的DG公司而言，由于其私有信息不同，使得模型形式相同但具体参数不同：式中：γ
i
表示DG公司；Θ
I
表示DG公司集合；为DG公司γ
i
的售电收益；为DG公司γ
i
的发电补贴；为DG公司γ
i
的投资成本；为DG公司γ
i
的土地租赁成本；为DG公司γ
i
的发电运维成本；为0
‑
1变量，表示DG公司γ
i
的第m个待选节点不接入DG，表示第m个待选节点接入DG；为DG公司γ
i
在待选节点m接入DG的容量；和分别为DG公司γ
i
在待选节点m允许接入DG容量的下限和上限值；δ为DG并网后的渗透率；P
tot...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谢天，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：