[發(fā)明專利]基于博弈論的微網(wǎng)負(fù)荷控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310378382.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103500361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晶;王宗禮;陳強(qiáng);陳俊宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;袁木棋

1.基于博弈論的微網(wǎng)負(fù)荷控制方法，包括以下步驟：?

步驟1、確定博弈理論的基本思想及構(gòu)造收益函數(shù)；?

步驟2、搭建微網(wǎng)模型，確定微網(wǎng)內(nèi)各博弈要素的明確定義；?

步驟3、建立微網(wǎng)內(nèi)各工廠參與博弈的收益函數(shù)及求解算法；?

步驟4、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)博弈論在微網(wǎng)負(fù)荷控制中的實(shí)現(xiàn)。?

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1中確定博弈論基本思想及構(gòu)造收益函數(shù)步驟如下：?

1-1）、明確博弈論的基本概念及納什均衡解的定義；?

1-2)、明確博弈的主要分類及不同類別博弈的主要區(qū)別；?

1-3）、根據(jù)不同類別的博弈構(gòu)造相應(yīng)的收益函數(shù)，其中，非合作博弈只考慮自身收益，合作博弈中包含自身及整體收益，并因合作程度不同，收益函數(shù)也相應(yīng)不同；收益函數(shù)記為為博弈方i采取某行動(dòng)策略時(shí)自身的絕對(duì)收益，為博弈方i采取行動(dòng)策略時(shí)其他博弈方的收益。為權(quán)重系數(shù)，它的取值反應(yīng)各博弈者之間的合作和競(jìng)爭(zhēng)程度，w_ii取值大，表示合作的程度低、競(jìng)爭(zhēng)度高；當(dāng)w_ii=1時(shí)，表示各博弈者之間只存在競(jìng)爭(zhēng)，合作博弈模型退化為非合作博弈模型。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟2由以下幾個(gè)步驟組成：?

2-1）、搭建微網(wǎng)模型，選擇太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池作為主要微電源，并包含蓄電池組，起到平抑系統(tǒng)功率波動(dòng)的功能；選取三種不同工廠作為系統(tǒng)用電負(fù)荷；?

2-2）、博弈要素分析：本發(fā)明中將工廠視為博弈參與者，記為i，i=1,2,…n；用電量為博弈策略，記為S_i，S={S₁,S₂,…S_n}；工廠利潤(rùn)為相應(yīng)的收益，記為u_i，i=1,2,…n；均衡策略則為系統(tǒng)博弈后所得到的最優(yōu)用電量。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟2中建立微網(wǎng)內(nèi)各工廠參與博弈的收益函數(shù)及設(shè)計(jì)求解算法可有以下幾個(gè)步驟組成：?

3-1）、確定各工廠的收益函數(shù)，記為u_i=u_iSEL-C_iCHR-C_iMAT-C_iMAI，i=1,2，…n；具體包括：?

A1）、設(shè)計(jì)工廠的收入函數(shù)，其收入主要為產(chǎn)品銷售，記為u_iSEL=φ_iS_i，φ_i為不同工廠的度電產(chǎn)值；?

A2）、設(shè)計(jì)工廠支付電費(fèi)的函數(shù)，電費(fèi)采用國(guó)家規(guī)定的兩部制電價(jià)進(jìn)行計(jì)算，記為C_iCHR=(εC_iTRAN+ρS_i)(1+α_i)，其中0≤S_i≤b_i,i=1,2,…n，ε為變壓器單位容量每月支付的費(fèi)用。按不同用電地區(qū)規(guī)定的基本價(jià)格進(jìn)行收取；C_iTRAN為工廠安裝變壓器的容量；ρ為微?網(wǎng)系統(tǒng)的單位電價(jià)，C(S′)為用電量為S′時(shí)消耗的能源成本，b_i為每個(gè)工廠的最大用電容量，由工廠變壓器容量與系統(tǒng)功率因數(shù)所決定，為成本系數(shù)；S_i為工廠用電的有功消耗量；α_i為供電部門的獎(jiǎng)懲系數(shù)，即工業(yè)負(fù)荷的功率因數(shù)未達(dá)到系統(tǒng)規(guī)定時(shí)，需進(jìn)行相應(yīng)的懲罰，達(dá)到規(guī)定功率因數(shù)時(shí)則有部分的獎(jiǎng)勵(lì)，該系數(shù)按國(guó)家規(guī)定的功率因數(shù)為0.9的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取值；?

A3）、設(shè)計(jì)工廠維護(hù)費(fèi)用函數(shù)，包括維護(hù)備件費(fèi)用、人工費(fèi)用、維護(hù)的油料及輔助費(fèi)用，記為C_iMAI，為方便計(jì)算，設(shè)備單位小時(shí)的維護(hù)費(fèi)用簡(jiǎn)化為定值；?

A4）、設(shè)計(jì)工廠生產(chǎn)材料費(fèi)用，記為C_iMAT=ω_iS_i，ω_i為度電材耗值；?

3-2）、設(shè)計(jì)博弈問(wèn)題的求解算法，具體算法步驟如下：?

B1）、在各博弈策略空間內(nèi)隨機(jī)生成初始可行策略s₀={s₁₀,s₂₀,…s_m0}；?

B2）、記s_i-1為除博弈者i以外其他博弈方的策略集合。任意第i個(gè)(i=1,2,…,n)博弈者，以該博弈者的收益u_i為目標(biāo)，固定s_i-1不變，在屬于該博弈方的策略空間S_i內(nèi)進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化，求最佳決策最優(yōu)化博弈者收益；?

B3）、令策略組合為博弈優(yōu)化后的結(jié)果，檢驗(yàn)s₁的可行性，如不滿足，轉(zhuǎn)為步驟2）；若滿足，計(jì)算前后兩個(gè)策略組合之間的距離（一種范數(shù)）是否滿足收斂準(zhǔn)則||s₁-s₀||≤ε，若滿足，則博弈結(jié)束；若不滿足，則以s₁替換s₀，轉(zhuǎn)為步驟3）進(jìn)行迭代循環(huán)；?

B4）、得出穩(wěn)定的Nash均衡解。?

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：，步驟4的實(shí)現(xiàn)步驟如下：?

4-1）、確定各工廠的有效信息，明確相應(yīng)費(fèi)用函數(shù)的制定；?

4-2）、分析不同情況下各工廠的用電量與收益情況，具體包括：?

C1）、首先分析非合作博弈下各工廠的用電量及收益情況，得出相應(yīng)的變化曲線及穩(wěn)定的納什均衡解；?

C2）、針對(duì)某個(gè)確定的合作權(quán)重系數(shù)進(jìn)行分析合作博弈下各工廠的相應(yīng)情況，并與步驟（C1）中的結(jié)果進(jìn)行比較；?

C3）、分析不同合作權(quán)重系數(shù)下各工廠的用電量及收益情況；?

C4）、針對(duì)以上分析結(jié)果，制定相應(yīng)用電量信息，用于指導(dǎo)工廠合理用電。?