基于博弈论的综合能源系统低碳调度研究.pdfVIP

基于博弈论的综合能源系统低碳调度研究

专业名称：控制理论与控制工程

研究生姓名：史志鹏

指导教师：朱永胜教授

摘要

随着全球能源体系向着多元融合和低碳化方向不断发展，加快建设以综合能源为主

体的新型能源系统已经成为能源行业发展的新趋势。综合能源系统将能源生产、传输、

消纳、储存等多环节深度融合，有助于实现能源系统绿色低碳发展、提高能源效率以及

促进能源就近消纳。基于以上背景，本文针对综合能源系统的多主体特性，在用能侧研

究不同类型用户综合用能决策行为，在供能侧研究综合能源系统低碳优化调度问题及多

系统能源共享交易机制。主要工作内容如下：

(1)针对传统用户用能选择效用指标较为单一的问题，首先建立用户效用指标体系，

对综合用能成本、供能占有率、供能可靠率、用户满意度损失四项指标进行全面且详尽

的量化分析，之后对四项指标的权重系数进行求解，构成用户综合用能效用函数模型。

在用户进行动态的用能选择过程中，引入演化博弈的思想构建用户与供能商之间的动态

选择方程，最终形成基于演化博弈的用户用能决策模型。最后，通过算例验证了所提模

型的有效性，为供能商针对不同类型用户制定合理的售能策略提供了参考。

(2)考虑可再生能源设备接入对系统带来的不确定性及系统低碳运行策略，对综合能

源系统中各设备数学模型及内部能源流动进行详细的阐述，并分别引入碳交易机制和绿

色证书交易机制，建立碳—绿色证书联合交易策略，进而提出低碳综合能源系统调度模

型，建立目标函数及相关约束条件。最后，通过算例验证所提策略在不同场景下均具有

良好的经济性和环保性。

(3)针对多综合能源系统能源共享问题，设计了多主体参与的端对端能源共享机制，

并基于合作博弈构建多主体纳什谈判模型，考虑到在合作过程中存在现利益分配不公平

的情况，构建基于综合能源系统议价能力分配利益的非对称纳什谈判策略，并通过数学

方法将模型分解为协同运行和联盟收益分配两个子问题。最后通过算例分析验证所提策

略的可行性、经济性及隐私性。

关键词：综合能源系统；博弈论；碳交易；纳什议价；P2P交易

ResearchonLowCarbonSchedulingofIntegratedEnergy

SystemsBasedonGameTheory

Major:ControlTheoryandControlEngineering

Masterstudent:ZhipengShi

Supervisor:ProfessorYongshengZhu

Abstract

Astheglobalenergysystemcontinuestodevelopinthedirectionofdiversifiedintegration

andlowcarbonization,acceleratingtheconstructionofnewenergysystemswithintegrated

energyasthemainbodyhasbecomeanewdevelopmenttrendintheenergyindustry.The

integratedenergysystemdeeplyintegratesenergyproduction,transmission,consumption,

storageandotheraspects,whichhelpstorealizethegreenandlow-carbondevelopmentofthe

energysystem,improveenergyefficiencyandpromotenearbyenergyconsumption.Base