电力系统控制与决策中的博弈问题—–工程博弈论初探

由于在处理多主体、多目标与复杂决策时序等方面具有的独特优势,博弈论从其诞生至今半个多世纪以来,已经对经济学、社会学、军事学、政治学以及工程科学等诸多领域产生深远的影响,成为分析研究策略相互作用的主流理论和控制与决策领域不可或缺的辅助设计工具.由于存在多个决策主体以及竞争与合作等多种利益关系,工程系统优化决策问题往往可归结为某种特殊形式的博弈问题.本文从电力系统中的控制与决策问题出发,阐述了工程博弈论的建模思想和主要方法,并以笔者团队近年来在相关领域的科研工作为主线,对工程博弈论在电力系统中的应用进行总结与展望.

考虑节点边际价格的热电联产机组主从博弈竞价策略

本文构建了以热电联产机组(combined heat and power unit,CHP)、电力市场和热力市场为参与者的主从博弈模型,并基于电力市场中节点边际电价(locational marginal electricity price,LMEP)的概念,提出了节点边际热价(locational marginal heat price,LMHP)的概念.在节点边际电价的求解中,采用了支路潮流(branch power flow,BPF)模型,考虑了配电网中的网络损耗从而可以得到更精确的计算结果.在节点边际热价的求解中,考虑了管道热损耗,并基于管道损耗方程分析了节点边际热价的分布规律.在此基础上,采用变步长迭代寻优算法求解热电联产机组、电力市场、热力市场各自最优出力和最优报价策略.最后,通过一个6节点电网–4节点热网的算例对所构建的主从博弈模型及热电联产机组的竞价策略进行了验证.

先进绝热压缩空气储能电站日前电力市场主从博弈竞标策略

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA–CAES)是支撑电力系统削峰填谷、阻塞管理及可再生能源消纳的有效手段之一.在储能产业商业化初期,研究面向日前电力市场的竞标策略对实现AA–CAES电站的经济运行大有裨益.本文在计及压力动态的AA–CAES运行模型基础上,采用主从博弈研究了AA–CAES电站竞标策略.作为主从博弈Leader,AA–CAES电站运营商向日前电力市场上报竞标标的(储能功率、发电功率、储能电价及发电电价);作为主从博弈Follower,市场交易机构以最大化社会福利出清电力市场.为高效求解主从博弈竞标模型,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件及布尔展开法将双层主从博弈竞标模型转化为单层混合整数线性规划.IEEE–24节点测试系统算例表明,AA–CAES电站可利用低谷电进行充电,在高峰时刻再以高价售出,实现套利运行.基于主从博弈的日前电力市场竞标策略,可支撑AA–CAES电站的经济运行.

电网自适应解列方案中孤岛静态工作点校验方法

解列控制是电力系统第三道防线的重要手段。本文遵循自适应解列中的"搜索+检验"决策思路,针对待检验孤岛灵活多变,孤岛运行工况变化大,潮流计算初值难以给定的困难,基于LM算法设计了一种解列后孤岛静态工作点验证新方法,提高了验证方法的快速性和准确性。本文从满足同步约束和功率平衡约束的已知解列断面出发,首先探究如何快速地形成孤岛潮流模型,然后引入自适应LM算法进行孤岛潮流计算,判断解列后的孤岛是否存在静态工作点;并针对不存在静态工作点的孤岛,提出了相应的孤岛潮流调整辅助信息。最后,采用实际算例介绍了本文方法的基本过程,验证了方法的可行性。

Adaptive Observer for a Class of Nonlinear Systems

这份报纸调查工具与 Lipschitz 条件和未知参数为非线性的系统的一个类设计观察员。完整顺序的州的适应观察员的一条新设计途径被建议。构造观察员能保证状态的错误和参数评价的错误 asymptotically 收敛到零。而且，一个数字例子被提供验证观察员的有效性。