Cooperative game theoretic load balancing scheme with admission control in IEEE 802.11 WLANs

A load-balancing scheme for IEEE 802.11 WLANs based on cooperative game theory is presented.A coalition among the access points（APs） with overlapping coverage is formed to share the network load through a game.Firstly, the candidate APs submit their load-competing strategies（i.e., the amount of user traffic they can admit in an AC/game period） to the control AP.Secondly, the control AP solves the game by the method of shapley value, which is the maximum traffic allocated to each AP in an AC/game period.Finally, the game is repeated periodically to distribute the traffic load among the APs.Simulation results show that the proposed game can balance the network load effectively compared with the IEEE 802.11 standard balancing solution.

计及LCA碳排放的源荷双侧合作博弈调度研究

为实现新型电力系统的低碳经济目标,提出一种计及生命周期评价(lifecycleassessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先,考虑灵活可调度的柔性负荷,构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后,运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放,并结合碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。最后,基于合作博弈策略,建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型,并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明,所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量,有效促进系统低碳经济的发展。

计及设备变负载率特性的综合能源系统“源-荷-储”协同优化调度策略

针对传统综合能源系统忽略设备变负载率特性建模而导致调度方案经济性降低等问题,提出了一种计及设备变负载率特性的综合能源系统“源-荷-储”协同优化调度策略。文章基于对系统“源-储”两侧设备运行特性的研究,建立了设备的变负载率模型,以减少传统恒定效率模型带来的调度误差;引入主从博弈理论分析了综合能源系统供需两侧之间的交互过程,建立了计及设备变负载率特性的供需两侧主从博弈模型,进而证明了所提模型存在唯一博弈均衡,并提出相应求解流程;最后,对某园区综合能源系统进行仿真分析。结果表明:所提策略能够实现综合能源系统“源-荷-储”协同运行,提升供给侧与需求侧的经济效益。

基于博弈论与改进CRITIC-AHP的配电网线路脆弱性评估

针对现有配电网线路脆弱性评估指标单一的问题,从配电网结构、运行状态和故障影响等三个方面出发,全面考虑网络拓扑结构、负荷类型、潮流分布、设备参数和线路故障等影响因素,提出了改进的线路介数、改进的线路度数、线路电压稳定性和线路潮流熵等脆弱性评估指标。为解决权重分配过程中出现的权重偏好问题,提出基于博弈论与改进CRITIC-AHP组合赋权法的综合评价模型。最后,通过在IEEE33节点系统上进行仿真,验证了所提方法的有效性。

考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电定价机制

为了平衡快速充电负荷空间分布,提高电动汽车用户充电满意度,提出考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电动态定价机制。首先,通过实际订单数据逆地理编码得到出行概率转移矩阵,结合路网模型和速度-流量模型建立电动汽车充电负荷时空分布模型;然后,考虑用户主观意愿,建立计及用户偏好的充电站选择决策模型,模拟用户对于充电站选择的理性决策行为;最后,以充电站节点负荷均衡性为目标,建立区域内快速充电站合作模式下的动态定价博弈模型,通过迭代算法求解均衡值,并利用Shapley值法对合作联盟所得剩余收益进行分配。仿真实例表明,所提快速充电站动态定价策略能有效降低充电站节点的负荷方差,提高充电桩利用率和充电站收益,并减小用户排队时间,提高用户满意度。

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。

考虑居民用户可调节潜力的负荷聚合商日前投标决策优化模型研究

负荷聚合商能够充分挖掘居民用户资源参与需求响应,深化居民用电可调节潜力量化分析对负荷精准调控与负荷聚合商模式智能推广具有重要作用。首先,基于居民用电负荷调控差异性,考虑居民典型用电电器综合满意度计量,构建居民柔性负荷可调节潜力分析模型;然后,考虑负荷聚合商参与市场交易的运营模式,构建基于非合作博弈理论的日前投标决策优化模型;最后,通过算例仿真验证模型的有效性及适用性。结果表明该模型能够兼顾调控潜力,有效支撑负荷聚合商最优投标决策,为负荷聚合商推广下统筹资源优化调控提供借鉴与参考。

Load-Balance Mechanism for WSNs Based on Minority Game with Dormancy Strategy

Load-balance is an important issue in wireless sensor networks (WSNs), especially in WSNs with hierarchical structure. Energy consumed unevenly will bring the production of hot spots. Hot spot will cause WSNs to divide some unconnected sub-networks and shorten the lifetime of WSNs. To tackle this problem, a load-balance mechanism is proposed based on minority game (MG) with dormancy strategy. This mechanism can cause the rich behaviors of cooperation , prolong lifetime of WSNs, and keep energy consumed evenly. This dormancy mechanism can save energy of nodes by keeping in sleep temperately . Simulation results show that the proposed strategy can efficiently enhance the lifetime of cluster and the lifetime of whole WSNs.

含电动汽车和光伏的配电网演化动态博弈调度策略

针对大规模电动汽车的无序充电行为可能导致电网出现的三相不平衡问题,基于演化动态博弈模型,提出一种考虑三相负荷平衡和光伏消纳的电动汽车充电调度策略。首先,基于电动汽车接入时段的主观性以及光伏出力和负荷的不确定性,引入游牧集群和定居集群之间的演化动态博弈方程;然后,考虑用户侧和电网侧双方利益关系,设计以最小化电动汽车充电费用、三相负荷不平衡度和无功需求为目标的调度优化模型;最后,通过对某商业区配电网算例进行仿真求解,对比分析三相有功曲线、三相无功曲线以及荷电状态曲线的变化趋势。算例结果表明,该调度策略可有效降低三相不平衡度,满足无功补偿的需求以及改善用户充电成本。

北京2022年冬奥会内场主火炬抗风性能研究

北京2022年冬奥会和冬残奥会主火炬,是典型的舞美造型结构体,呈大面积薄壁状,对风荷载极为敏感,在点火仪式中有倾斜支撑和竖直悬挂两种典型状态。其中,倾斜支撑状态需要确定结构设计所需的风荷载,竖直悬挂状态需要给出主火炬的风振响应。该文基于实测数据,给出了国家体育场周边的平均风速剖面和湍流度剖面,通过缩尺模型风环境风洞试验及2月份局地风速概率分布,确定了主火炬结构倾斜支撑状态与竖直悬挂状态的正常运行风速;通过主火炬倾斜支撑和竖直悬挂状态的测力风洞试验,得到了作用于主火炬风荷载的体型系数;并通过随机振动分析给出了竖直悬挂状态的风振响应,为北京2022年冬奥会主火炬点火仪式的顺利进行提供了技术支撑。

考虑路网和用户满意度的集群电动汽车主从博弈优化调度策略

传统的电动汽车(electric vehicle,EV)集中优化方法在实际应用中面临调度困难、计算量大、缺乏真实数据支撑等问题,无法准确揭示各主体间的交互行为。为此,提出一种考虑路网和用户满意度的集群EV主从博弈优化调度策略。首先基于真实出行数据和路网数据模拟用户出行行为。其次,负荷聚合商(load aggregator,LA)整合EV负荷资源,对相似出行特性的EV进行聚类。在双层主从博弈模型中,LA作为上层领导者,聚类后的各EV子群作为下层跟随者。考虑EV用户不同消费偏好,通过优化LA定价策略、新能源及储能系统出力计划、EV集群充放电策略实现纳什均衡,达到各主体共赢,并使用改进遗传算法进行求解。最后,利用仿真验证了所提模型可有效提升LA收益及EV用户消费者剩余,增加新能源消纳,并可为不同消费偏好的用户提供差异化服务。

奖励机制与用户意愿结合的高峰期负荷博弈调度策略

在高峰时段,居民冷/热设备占尖峰负荷的比重不断攀升,影响了低压配电网的安全稳定优化运行。为补充供给侧调节能力,提升调控灵活性,亟须引导用户侧可调资源参与电网供需互动。该文提出一种奖励机制与用户意愿相结合的高峰期负荷博弈调度策略。依据用户用能意愿对高峰时段用电负荷进行动态划分,制定基于负载率-奖励函数的差异化补贴机制。将高峰时段需要提升功率的负荷群视为领导者,将具有灵活削减能力的负荷群视为追随者,建立Stackelberg博弈模型,证明博弈均衡的唯一性。进而该文提出了Stackelberg博弈下的用电高峰期负荷日内优化调度方法,优化博弈双方在追求效益最大时的策略。该文构建多通路混合专家网络求解设备动作意愿,提出基于用户意愿的单功率-多功率级负荷联合控制策略,实现负荷的实时精细化调控。最后,算例表明所提策略能够在实现聚合商与用户侧双赢、遵从用户调控意愿的同时,有效地平抑用电高峰期的负荷波动,减小峰谷差。

基于能馈型电子负载的简化双环控制策略

为了在简化控制的前提下提升能馈型电子负载后级的并网逆变环节性能,针对系统后级逆变环节双环控制系统进行了改进,在替换了电流内环的控制方式的前提下,参考万向节死锁的原理,通过拟似演化博弈的方式比较了电压外环受控参数的关系,对其进行了简化与寻优,仿真结果表明,所提出的控制方法相较之原有控制,将受控参数由4个降低为2个,中间母线电压超调量降低29.8%,并网电流谐波畸变率降低25.3%,且能简单地应用于实验中。

集体球类项目急慢性负荷比与损伤风险的meta分析

急慢性负荷比作为新型的负荷管理手段,为降低运动损伤提供了新的思路。集体球类项目因具有开放性、对抗性的特征,多样的运动损伤发生率引起了急慢性负荷比研究关注。检索PubMed、Web of Science、EBSCO运动科学全文数据库,全面收集集体球类项目急慢性负荷比与损伤发生风险的队列研,共纳入文献19篇,样本量1185名高水平运动员,采用Stata17.0进行meta分析的数据处理。证实了急慢性负荷比>1时的损伤发展高于急慢性负荷比<1时(RR∶1.24,95%CI∶1.03~1.50,P<0.05BFQ)。亚组分析显示内部负荷测量下的急慢性负荷比对损伤的影响效果高于外部负荷;赛季中急慢性负荷比对损伤的影响要高于赛季前;橄榄球与足球项目不同急慢性负荷比所造成的损伤情况效应量相近;周期较长的急慢性负荷比对损伤影响效果明显高于短周期的急慢性负荷比;高于2.0的急慢性负荷比具有较高损伤致病风险。急慢性负荷比对运动损伤预防具体一定作用。

基于博弈论的负荷重分配攻击风险评估模型

为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型,并在IEEE 14节点系统和IEEE 30节点系统上进行仿真实验分析,以评估电力系统负荷重分配攻击风险。最后就如何预防和抵御负荷再分配攻击提供了建议。

基于双人零和博弈的孤岛微电网有界L2增益负荷频率控制

针对含不确定建模误差和新能源接入的孤岛微电网,提出了一种结合有界L2增益基线控制和扰动补偿的综合负荷频率控制(LFC)方法。首先,推导了微电网的全驱模型,将建模误差和新能源的影响总结成一个综合扰动。为提高系统的鲁棒性,该综合扰动被定义成控制信号的对手玩家。进一步,关于扰动抑制的有界L2增益问题被等价成求解综合扰动和控制信号的零和博弈Nash均衡,由此推导出有界L2增益基线控制器。为改善频率的二次控制,设计了基于五阶广义积分观测器的扰动补偿控制,并在此基础上引入了一种针对发电速率约束(GRC)的新型抗发电速率约束(anti-GRC)措施。最后,搭建了16 MW的新能源-柴油混合微电网仿真模型,并在多种工况下对所提出的综合LFC方法进行测试,验证了其有效性。

考虑云储能的综合能源运营商-负荷聚合商联盟混合博弈定价策略

为了准确描述负荷聚合商在与上级主体和同级主体进行能源交易过程中的各主体利益交互,以及用户侧储能昂贵且难以实施的问题。建立了综合能源运营商与负荷聚合商联盟之间的主从博弈模型,并特别考虑了拥有大量光伏用户的负荷聚合商之间的讨价还价博弈,以综合处理各主体之间的竞争与合作关系。为了实现负荷聚合商的低储高放策略,引入了云储能租赁的概念。采用二分法结合(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解所构建的模型,以在各方持续互动过程中实现最大化的效益。研究结果表明,所建立的涵盖云储能租赁的混合博弈理论模型在保证各主体利益的同时能够制定合理的定价策略。

基于主从博弈的燃气-太阳能-地热能耦合系统运行优化

为提高能源利用率与经济性,提出一种基于博弈论中主从博弈的燃气-太阳能-地热能集成综合能源系统优化运行策略。首先建立综合能源系统模型,将其嵌套入博弈理论的框架下,建立主从博弈的运行优化模型,将能源聚合商作为领导者,综合能源系统和负荷终端用户作为跟随者,在各方追逐目标最优时实现经济性、环保性和节约性。最后通过算例验证了所提方法的有效性,聚合商、供能系统和终端用户均能实现最优的综合性能。

基于主从博弈的工业负荷需求响应策略

为引导工业负荷规模化地参与需求响应(Demand Response,DR),提升调控灵活性,保证电力供需平衡,提出一种基于主从博弈的工业负荷需求响应策略。首先,构建基于主从博弈的工业园区互动优化模型,证明主从博弈均衡解的唯一性,并利用遗传算法联合二次规划求解负荷聚合商(Load Aggregator,LA)针对每个工业用户的最优单位激励及工业用户在该激励下的最优功率削减量。其次,以LA收益最大化为目标,遴选在DR调控任务下最适合参与响应的工业用户。仿真结果表明,本文所提策略在取得良好调控效果的同时能够保障LA的收益。

循环周转型临时看台支承架体重复对比试验研究

为积极响应国家走绿色可持续发展道路的号召,北京冬奥会采用了大量支承架体用于临时看台或舞台的搭建。为研究赛后的临时看台支承架体能否安全合理地被再次使用,以索氏不锈钢插销式节点临时看台支承架体为研究对象,设计并制作了一个横纵均为2跨且跨度为2 m的足尺模型试件,共进行了两次试验,即在首次水平加载试验结束后,将该试验架体搭建在室外,经历长时间严寒风雪后再重复做一次试验,重点对比分析了其在4种不同恒载与水平荷载组合作用下的整体结构变形模式、力学性能及典型位置峰值应变等。研究结果表明:在恒载为0.0 kN∙m^(-2)、0.5 kN∙m^(-2)、2.0 kN∙m^(-2)和3.5 kN∙m^(-2)的工况下,两次试验中架体结构的试验现象及变形模式基本相同,力学性能差值在5%以内,典型位置处峰值应变差值在10%以内,累计损伤较小。两次试验结束后结构均未出现明显损伤,仍具有较大安全储备,所以在经历长时间的严寒风雪后,临时看台支承架体仍可以被重复使用。研究结果可为北京冬奥会临时设施架体的赛后利用等研究提供参考。