基于不同行为决策的电力市场演化博弈及其混沌控制

摘要

随着电力体制改革的深入，市场逐步建立了电力市场运行规则和政府监管体系。但对不完善的电力市场来说，电力市场动态演化研究显得更为紧迫和必要。本文在总结电力市场动态演化和混沌控制研究成果的基础上，考虑输电网络约束，建立了基于不同行为决策的电力市场演化博弈模型。分析了电力市场的均衡和周期以及混沌状态的演化机理；针对市场处于周期或混沌状态，提出了反馈控制方法，实现了电力市场从周期或混沌态到Nash均衡态的控制，极大地提高了发电商自身的竞争优势和系统的稳定性。从而使市场的经济效益得以提高。
　　 为了准确模拟发电商报价的行为决策，在考虑输电网的约束情况下，本文提出了基于不同行为决策的电力市场动态模型，在数学上表征为内嵌优化问题的差分动态系统。该模型的优点：
　　 1.发电商考虑了两种行为决策：有限理性行为决策和最优反应行为决策。每一个发电商对行为决策的选择取决于自身利润与所有发电商平均利润的比值，由该比值决定了发电商采取的行为决策在所有发电商采取行为决策中的比例。这一比例作为发电商对行为决策选取的概率。
　　 2.建立了市场清算优化模型。通过独立系统调度员ISO的统一市场清算，以确保市场交易满足输电网络固有物理约束的要求。
　　 分析了基于不同行为决策电力市场动态演化，同时对动态模型的Nash均衡点及其稳定性进行了定性分析。从中显示出在不同的市场参数下，市场参数对市场稳定性的影响。本文通过平均利润作为经济性评价指标，分析比较了基于不同行为决策的电力市场动态演化处于均衡和周期以及混沌动态行为上的经济表现。当市场处于Nash均衡时经济表现最佳。
　　 提出了电力市场时滞反馈控制法。选取当期与前期报价行为决策之差作为反馈控制信号，通过调整系统状态方式来实现市场的混沌控制。将动态模型本身的报价行为决策输出信号通过时间延迟后再反馈到混沌系统作为控制信号。当市场动态演化行为处于混沌时，通过调节行为决策反馈控制信号的大小实现对市场周期或混沌行为的控制，使发电商经济利润达到原有的均衡态。从而使市场的整体经济效益得到提高。
　　 通过编制MATLAB程序，实现3节点和14节点模型的动态演化和混沌控制，其计算结果表明了所提模型和算法的有效性和可行性。

目录

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1电力市场研究动态

1.2.2混沌控制

1.3本文的主要工作

第二章 电力市场和行为决策基本理论

2.1电力市场简介

2.1.1电力市场的定义和基本特征

2.1.2电力市场的组成

2.1.3电力市场交易机制及其模式

2.1.4联营体中的拍卖和清算

2.2演化博弈理论

2.2.1博弈

2.2.2演化博弈

2.2.3演化博弈论与电力市场

2.3行为决策理论

2.3.1行为决策

2.3.2行为决策模型

2.3.3行为决策在电力市场中的应用

2.4基于行为决策的演化博弈在电力市场中的应用

第三章 基于不同行为决策的电力市场演化博弈建模及其分析

3.1基于不同行为决策的电力市场演化博弈模型

3.1.1不同行为决策的发电商演化博弈

3.1.2 ISO市场清算模型

3.2电力市场的演化分析

3.2.1纳什均衡

3.2.2演化均衡

3.2.3基于不同行为决策发电商的动态演化分析

3.3算例分析

3.3.1三节点系统

3.3.2十四节点系统

3.4建议

3.5小结

第四章 电力市场演化博弈的混沌控制

4.1混沌控制方法

4.1.1脉冲反馈法

4.1.2自适应反馈混沌控制方法

4.1.3时滞反馈混沌控制方法

4.2三节点系统控制效果

4.2.1无阻塞发电商成本相同时

4.2.2无阻塞发电商成本不相同时

4.3十四节点系统控制效果

4.3.1输电线路无阻塞

4.3.2输电线路阻塞

4.4小结

第五章 总结

参考文献

致谢

附录