博弈论在电力市场中的应用研究
电力市场(博弈论)-2022年学习资料
博弈理论在发电厂报价中的应用-在完全信息博弈中，每个参与者的策略和利润函数都-是其他参与者的共同知识。最为 名的博弈论问题就-是“囚犯的困惑”问题。Joey和Tom是两个嫌疑犯并且-分别被关在不同的监狱房间中。我们 设两个囚犯都-是理性的。也就是说他们两人都更加关心自己的自由-囚犯有两个选择：承认或者否认。如果其中一个囚 -承认而另一个否认，那么承认犯罪的囚犯将被无罪释-放，而另一个将被判五年徒刑；如果两人都认罪，那-么两人都 被判一年徒刑；如果两人都否认，那么两-人都将被判四年徒刑。下表所示为各种情况的判决服-刑期限：
博弈理论在发电厂报价中的应用-如果Tom认罪，Joey的最优决策也是认罪；如果Tom否-认，Joey的最优 策还是认罪。因此，不管Tom是否认-罪，Joey的最优决策都是认罪。同理，Tom的最优决策-是认罪。在这个 件中，对于Joey和Tom的最优决策都-是认罪，每人都被判入狱一年。这个结果被称为纳什-均衡衡。纳什均衡表 在其他参与人的决策给定时，每-个参与人的决策都是对于其他决策作出的最优选择-也就是说，在纳什均衡时，如果参 人在其他参与人-的决策都保持不变时而单方面改变了自己的决策，那-么他会减少其利润。
博弈理论在发电厂报价中的应用-6结果（outcome：结果是博弈分析者感兴趣-所在，如均衡战略组合，均衡行 组合和均衡支付组-合等等。-7均衡equilibrium：均衡是所有参与人的最-优战略组合，一般记做-=-其中，s是第i个参与人在均衡情况下的最优战略，-它是参与人的所有可能的战略中使得支付最大化的战-略。
基于博弈论的电力市场竞价策略研究
能 全 面 考 虑 市 场 环 境 变 化 情 况 以 及 市 场 的 复 杂 程 序 和 各 竞 争 对 手 情 况 ．但 如 何 将 智 能 Ａｇ ｎ 技 术 应 用 ｅｔ 到 我 国 现 有 的 电 力 市 场 。 我 国实 际 相 结 合 ． 造 能 与 构
的均衡 点 ， 到发 电厂 商 的最 优竟 价 策略 ； 献 『］ 得 文 ３ 基 于 美 国 加 州 电力 市 场 模 型 ． 虑 竞 争 对 手 的 报 价 行 考 为 服 从 联 合 正 态 分 布 ． 造 了 以线 性 投 标 函 数 为 基 础 构 的 投 标 模 型 ， 采 用 随 机 优 化 方 法 求 解 ； 献 『 在 并 文 ４］ 双 边 市 场 的 基 础 上 ．建 立 了非 完 全 信 息 条 件 下 的 发
研 究 成 果 … ］ 由 于 考 虑 的 因素 有 限 、 价 环 境 复 杂 。 竟 及 特 殊 ．该 理 论 还 没 有 达 到 实 用 化 阶 段 从 文 献 看 到 ． 研 究 发 电 商 竟 价 策 略 的 方 法 主 要 有 三 大 类 ： １ （ ） 基 于 博 弈 论 的 方 法 ： ２） 于 优 化 规 划 理 论 的 分 析 方 （ 基
０ 引言
在 国 家 实 行 改 革 开 放 、 经 济 建 设 为 中 心 的方 以 针 和 政 策 以 后 ． 国 电 力 工 业 通 过 多 种 形 式 的 融 资 我 手 段 ， 动 各 方 面 办 电 积 极 性 ． 电 源 建 设 得 到 了 调 使 迅 猛发 展 。到 ２ 世 纪 ９ ０ ０年 代 初 ． 地 电 源 出 现 了 各 不 同程 度 的 过 剩 ． 力 供 需 形 势 由 “ 不 应 求 ” 为 电 供 转
05电力市场概论 (电力市场中的竞价策略及博弈论)
第5章电力市场中的竞价策略及博弈论竞价策略是指发电厂商利用电力市场的这种非完美性不按边际成本竞价而增加自身利益的竞价行为。
其主要目标是在考虑电力系统运行的各种规则和限制条件的基础上，通过合法地操纵市场力，合理选择竞价曲线，谋求自身利益的最大化。
即发电厂商在进行电力交易时根据市场规则进行竞价决策时所采取的一整套策略。
由经济学理论可知，在理想的、完全竞争的电力市场中，社会效益得到最大化，发电厂商的最优竞价策略是将电力价格设定在发电机组的边际运行成本。
但是，电力市场不是完全竞争的电力市场，而是更接近于寡头垄断市场，这是由电力工业的特殊性决定的。
由于电力不能大量储存，且电力的生产与消费必须实时平衡，所以电力不能像其他商品一样进行毫无限制地自由买卖。
有限数目的发电厂商、大的投资规模、输电约束和输电损耗（打击大用户远距离购电的积极性）等这些因素决定了在电力市场中，某些地区可能只有少数发电厂商提供电力，这就形成了寡头垄断市场。
所以发电厂商可以不以边际运行成本作为投标策略，而利用市场结构和规则的不完美来进行竞价以增加利润，这称为策略性的投标。
如果发电厂商可以通过策略性竞价而非降低成本来成功地增加利润，则称发电厂商具有市场力。
在电力市场环境下，发电厂商作为市场中电力商品的提供者，必然要按照市场规则竞争发电。
对于发电厂商来说，要想在竞争中处于不败之地，这在很大程度上取决于发电公司采用何种竞价策略。
合理的竞价策略是发电厂商在电力市场竞争中立于不败之地的基础，是发电厂商获取经济利益的根本保证。
5.1 市场结构模型决定市场结构的因素主要有两个：市场上需求者、供应者的数目及产品的特性。
如果以市场上卖方所表现出的行为作为界定，按照竞争程度的不同来划分，市场结构可以划分为四类：完全竞争型市场、完全垄断型市场、垄断竞争型市场和寡头垄断型市场。
5.1.1完全竞争型市场完全竞争型市场是指不受任何阻碍和干扰的市场，它必须具备四个基本条件：1.数量很大的卖者和买者参与该商品市场，单个企业的生产量占供给总量的比例和单个用户的需求占需求总量的比例都很小。
基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化研究
基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化研究基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化研究摘要：电力市场的运行优化是实现电力资源的高效利用、降低能源消耗、减少环境污染的重要手段。
本文旨在研究基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化方法，通过构建博弈模型和优化模型，对电力市场运行中的竞争行为和资源配置进行深入分析，并提出相应的优化策略，以提高电力市场的运行效率和经济效益。
1. 引言电力市场作为一种资源分配和交易机制，对于电力企业和消费者来说至关重要。
如何在市场竞争中实现资源的合理配置、提高供需匹配程度，对于保障电力供应、降低能源消耗、促进可持续发展具有重要意义。
因此，研究基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化方法，对于提升电力市场的效率和经济效益有着重要的意义。
2. 混合博弈模型混合博弈模型是研究多个参与者之间相互作用和决策行为的数学模型。
在电力市场中，参与者包括发电厂、供电公司和用户，他们之间存在着竞争和合作的关系。
通过构建混合博弈模型，可以揭示参与者的策略选择和决策行为，从而分析电力市场的竞争格局和市场均衡状态。
在混合博弈模型中，考虑到电力市场的特点，模型需要考虑参与者的效用函数、策略集合和收益函数。
其中发电厂的效用函数包括其供电量和售电价格之间的关系，供电公司的效用函数涉及电力供需平衡以及维持市场平稳运行的成本等。
用户的效用函数则考虑了其实际用电需求和对应的电费开销。
通过对各参与者的效用函数进行建模，可以量化参与者之间的利益关系和决策影响。
针对混合博弈模型，可以借助博弈论的工具和方法进行分析，如纳什均衡理论、博弈解等。
通过求解博弈模型，可以得到参与者之间最优的策略选择和均衡状态，为电力市场中的资源配置和市场运行提供指导和决策支持。
3. 虚拟电厂优化模型虚拟电厂作为电力市场的一种新型模式，通过整合分散的分布式发电资源，实现资源的集中调度和统一管理。
虚拟电厂优化模型旨在优化虚拟电厂内部的资源配置和运行策略，以提高电力市场的运行效率和经济效益。
基于博弈论的电力市场中市场力的分析
作 者 简 介 ： 涛 （９ ９ ）男 ， 士 ， 程 师 ， 要 从 事 电 力 系 杨 １７ 一 ， 硕 工 主 统 中 的 电 网及 调度 研 究 。
不 能确保 对 电 网的控 制 。
不完 全信 息 下 的博弈 ： 在不 完全 信 息下 的博 弈
１ ４
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基 于博弈 论 的电力 市场 中市场 力 的分析
衡解 。
１ 基 础 知 识
博弈 ： 即一 些 个人 或组 织 ， 面对 一 定 的 环境 条
件， 在一 定规 则下 ， 同时或 先后 ， 次或 多 次从 各 自 一
收 稿 Ｅ期 ：０ １ ０ — ７ ｔ ２ １— ４ １
体 地说 ， 电力 市 场 中 ， 场 力是 发 电商 为 获得 更 在 市 多 利润 而使 市场 价格 高 于边 际 成本 的能 力 。 独 立 系 统操 作 员 （Ｓ ： 争 型 的 电力 市 场 必 ＩＯ） 竞 须 由一个 独 立运 行控 制 的电 网。 没有ＩＯ的建立 就 Ｓ
使 其 市场 力 。
【 关键 词 】 弈论 纳什 均衡 电力 市场 市 场力 博
【 中图分类号】Ｍ １ Ｔ ６５
【 文献标识码 】 Ａ
０ 引 言
博 弈 论 的研 究 主 要 集 中 于两 个 或 多个 市 场 成
员 之间 的策 略互 动方 面 。 如今 它 已被 广泛 地应 用 于
图 ２ 发 电 公 司 ｆ 投 标 曲 线 的
当Ａ （） 限趋 近 于０ ， 位 增量 成本 就等 于 Ｐ ｉ无 时 单 发 电机 的边 际成本 ） ＝ ＝ ）２ ㈤ Ｐ ＋ｃ “） （） ３
杨 涛 富少 华 王 波
１ 内蒙古 电力 （ 团） 限责 任 公司 内蒙古 呼 和浩特 ０ ０ ２ ； ． 集 有 １ ０ ０ ２． 内蒙古 华 电辉 腾锡 勒风 力 发 电有 限公 司 内蒙 古 呼和 浩特 ０ ０ ０ ｌ ２ ０
基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价
基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价1. 引言1.1 研究背景城市供电系统是城市发展和居民生活中至关重要的基础设施之一，其安全性直接关系到城市的正常运转和居民的生活质量。
随着城市规模的不断扩大和用电需求的增加，城市供电系统的安全风险也在逐渐增加。
传统的城市供电系统安全评价方法主要基于统计学和规则法，限制了对系统中各个参与方之间复杂互动关系的考虑，难以全面准确地评估供电系统的安全性。
基于以上背景，本文将结合博弈论和综合法，建立一种新的城市供电系统安全评价模型，旨在深入挖掘各方的利益和行为，全面评估城市供电系统的安全风险，为城市供电管理部门提供科学合理的决策依据。
通过案例分析和影响因素分析，探讨基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价的有效性，并展望未来研究方向，为城市供电系统的安全发展提供参考。
1.2 研究意义城市供电系统安全评价是保障城市居民生活和工作正常进行的重要工作。
随着城市化的进程加快，城市供电系统的安全性问题变得越发突出。
对城市供电系统进行科学、全面的评价具有重要的现实意义。
城市供电系统安全评价可以帮助相关部门及时发现和解决潜在安全隐患，提高城市供电系统的可靠性和稳定性，保障城市居民的生活质量。
通过对城市供电系统进行全面评价，可以为相关部门提供决策支持，合理规划城市供电系统的发展方向，优化资源配置，提高供电系统的运行效率。
城市供电系统安全评价还可以提高城市的整体竞争力，吸引更多的投资和人才，促进城市可持续发展。
城市供电系统安全评价的意义重大而深远。
通过本研究基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价，可以为城市供电系统的健康发展提供科学依据，为建设安全、稳定、高效的城市供电系统提供理论支持与实践指导。
1.3 研究目的研究目的是为了通过基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价，提高城市供电系统的安全性和可靠性，降低供电故障对城市经济和生活的影响。
具体来说，我们的研究目的包括：1. 建立基于博弈论的城市供电系统安全评价模型，通过分析不同利益相关者之间的博弈关系，揭示系统内在的安全风险，进而制定相应的安全管理策略；2. 确定城市供电系统安全评价的关键参数，引入综合法进行参数权重的确定，提高评价结果的客观性和准确性；3. 通过案例分析和影响因素分析，验证基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价方法的有效性，为未来的研究和实践提供参考依据。
基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价
基于博弈论综合法的城市供电系统安全评价随着城市化进程不断加速，城市供电系统承担着越来越重要的角色。
然而，供电系统的安全问题长期以来一直是制约城市发展的瓶颈之一。
为了提升城市供电系统的安全性，需要对其进行全面评估和优化。
基于博弈论综合法，可以实现对城市供电系统的安全评价。
博弈论综合法是一种多指标决策方法，将博弈论和综合评价相结合，通过设定指标权重、构建指标评价模型和博弈模型，分析每种决策方案的优劣，从而确定最优决策方案。
在城市供电系统的安全评价中，博弈论综合法可以考虑供电系统的多个方面，包括设备质量、设备运行稳定性、电力供应可靠性等。
首先，考虑设备质量。
设备质量是城市供电系统安全性的重要参数之一。
通过建立设备质量评价模型，可以对供电系统中的各类设备进行评估。
模型可以根据设备损坏情况、修理频率、故障率等指标，评估设备的整体质量。
在设备质量评价过程中，可以对不同重要程度的设备赋予不同的权重，从而确定各类设备对整个系统的影响力。
其次，考虑设备运行稳定性。
设备运行稳定性包括设备运行过程中的负载波动、电压波动等因素。
这些因素会影响设备的性能和寿命，从而影响整个供电系统的可靠性。
通过建立设备运行稳定性评价模型，可以评估设备在不同负载条件下的运行状态。
在评价过程中，需要考虑设备的额定功率、负载率、系统运行时间等因素，并将其纳入综合评价指标中。
最后，考虑电力供应可靠性。
电力供应可靠性是城市供电系统安全的核心之一。
通过建立电力供应可靠性评价模型，可以评估电力供应的稳定性和可靠性。
模型可以根据停电率、平均停电时间、故障处理时间等指标，评估电力供应的整体可靠性。
在评价过程中，需要考虑供电系统的整体拓扑结构、传输线路、变电站和配电站等因素，并将其纳入综合评价指标中。
电力市场竞价机制的博弈论分析研究
电力市场竞价机制的博弈论分析研究在电力市场中，供需关系的制约是必然的。
而如何通过竞价机制来调节供需关系，则是电力市场中博弈论分析的基本问题。
竞价机制本质上是一个非常复杂的博弈。
本文将首先介绍电力市场的背景和竞价机制的基本概念，然后分析参与者之间的利益关系以及机制设计的局限性，并最终给出本文的总结和对未来研究的展望。
一、电力市场背景和竞价机制概念电力市场由生成、输电、分配和消费四个环节组成，其中，生成环节是决定输电、分配和消费的基础。
电力市场在供给方和需求方之间构建起了一种产品交换关系，即发电厂生产售电，用电企业购电用电。
竞价机制作为一种调节市场关系的手段，在电力市场中得到了广泛应用。
以中国电力市场为例，供给者包括发电厂、用户、售电公司以及其他中介机构，而需求方则包括工业用电用户、社会公共用电用户、领导用电用户等。
在电力市场中，供给方以最低发电成本为基础进行报价。
需求方以最高购电价为标准进行投标。
电力市场上，供给方与需求方直接进行竞争，并通过竞价机制来决定最终的售电价格。
这种市场关系的建立，既能够充分发挥市场优势，又能够实现各方利益的协调。
二、参与者的利益关系竞价机制的设计是一个典型的博弈过程。
市场竞争使得市场参与者之间出现了密集的利益关系。
在中小型市场中，完全竞争市场模型是有效的，但在大型市场中，竞争往往不是完全的，因为市场参与者的规模和实力存在很大的差异。
如果一个市场参与者在市场中拥有绝对的优势，那么他可以通过操纵市场行为，获取更多的收益。
这就需要引入博弈论分析模型，对市场参与者的行为和市场竞价行为进行调节。
具体而言，博弈论分析可以通过欺骗，诈骗和利益博弈等手段分析竞争者之间的竞争关系，有助于发现市场规则的局限性和市场失败的原因，从而为市场规则的制定和完善提供理论支持。
市场参与者通过权力、人脉等不同方式进行竞争，特别是在利益争夺比较激烈的情况下，竞争方式可能会超出正常范围。
这时，博弈论分析可以发现市场参与者之间的策略性行动和市场失常等问题，分析市场规则的有效性和市场失常的原因，以及参与者行动的后果。
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博弈论与电力市场GAME THEORY AND POWER MARKET
廖家平
1、大理论中的小故事囚徒困境
-5，-50，-10-10，0
-1，-1
坦白
抵赖
坦白
抵赖
囚徒A
囚徒B
博弈论（GAME THEORY ），是研究决策主体的行为发生直接相互作用的时候，决策及这种决策的均衡问题。
非合作完全信息静态博弈：纳什均衡
假设有N 个人参与博弈，给定其他人战略的条件下，每个人选择自己的最优战略，所有人选择的战略一起构成一个战略组合，这种战略组合成为纳什均衡。
2、纳什的贡献
1950年和1951年纳什的两篇关于
非合作博弈论的重要论文，彻底改变了
人们对竞争和市场的看法。
他证明了非
合作博弈及其均衡解，并证明了均衡解
的存在性，即著名的纳什均衡。
从而揭
示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。
纳什的研究奠定了现代非合作博弈论的
基石，后来的博弈论研究基本上都沿着
这条主线展开的。
1994年纳什获诺贝尔经济学奖。
3、博弈的分类及对应的均衡概念
行动顺序
信息
静态动态
完全信息完全信息静态博弈；
纳什均衡。
完全信息动态博弈；
子博弈精练纳什均衡。
不完全信息不完全信息静态博弈；
贝叶斯纳什均衡。
不完全信息动态博弈；
精练叶贝斯纳什均衡
1、电力市场的四种运营模式
发电输电配电用户电力市场是应用计算机、现代化的测量和通信设备，以电价作为控制电力交易的杠杆，进行负荷管理、电力系统运行，在电力生产者、电力消费者和输配电网络管理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的总称。
发电输电
配电
用户
配电
用户发电
输电
发电
输电配电
用户
垄断模式：发电竞争模式：输电电网开放模式：零售模式：
2、我国目前的电力市场运营模式
垄断模式与发电竞争模式并存；
放开15%~20%的发电厂，实行发电侧竞价上网。
1、电力市场博弈模型的研究正确运用博弈论关键要针对电力市场的特点正确选择模型和解的概念。
2、不完全及不完美信息博弈的研究博弈的结果是依赖于拥有的信息，采用什么样的信息披露政策是设计电力市场模式的一个方面。
例如：电厂竞价上网，一个成功的报价不仅取决于自己的实力，还有赖于他人如何报价。
但是各方往往不清楚互相之间成本、报价等信息，因为这些信息都是各自的商业秘密。
如何处理这种信息既不完全也不完美的博弈是一个重要的课题。
3、自备电厂与公用电网之间的交易问题用博弈论来分析评价在分时定价的环境下拥有自备电厂的用户对定价的影响作用。
自备电厂的用户既可以从公用电网购电，也可以自己发电来满足自身需求。
为解决两者的冲突，有三种博弈模型可供选择：非合作博弈模型，合作博弈模型和超博弈模型。
构造三个局中人：公用电网，普通用户，带自备电厂的用户，并且假设它们的需求函
4、区域间输电交易分析互联网间短期电力交换是一种经济运行的手段。
应用Nash博弈论来分析简单的两区域系统单时段交易分析，得出双方都可接受的交换功率和交易价格。
在此基础上，又提出了一种两阶段迭代计算方法来处理外部交易计划与内部经济调度的协调。
5、转运市场中电网的固定成本分摊问题转运市场中一个难题是网络输电服务定价，这个定价能够给网络使用者一个信号，以达到全网最优化；并且能够补偿网络的投资者，网损、变动成本、固定成本等费用在网络使用者中合理分摊；同时能够正确激励网络增容。
节点实时价格（nodal spot price）制度可以解决网损和网络阻塞问题。
四、结论
博弈论是继控制论、系统论之后，用于电力市场研究的强有力的工具。
用博弈论来解释并且设计一些用于电力市场的算法，
是一个新鲜而具有挑战性的课题。
博弈论本身就是带有优化功能
的一门严谨的学科。
不过它更具有人的逻辑思维的色彩，融合了
一些用别的方法难以表达的信息。
主要参考文献
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电力系统自动化2002.09
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科学版)2002.02
⏹[3]武智勇,康重庆,夏清,戴国华,沈瑜,周安石,丁军威“基于博弈论的发电商报价策略”电力
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⏹[5]刁勤华,林济铿,倪以信,陈寿孙“博弈论及其在电力市场中的应用”电力系统自动化
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⏹[11]姚建刚章建银车来《电力市场运营及其软件开发》中国电力出版社
⏹[12]赵遵廉辛耀中郭国川《电力市场运营系统》中国电力出版社
⏹[13]尚金成黄永皓《电力市场理论研究与应用》中国电力出版社
⏹[14] 曾鸣《电力市场理论及应用》中国电力出版社
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transactions on Power Systems.1994,Vol.9(No.4)
⏹[16]廖家平“基于PDC-PROLOG的自学习机器博弈”湖北工学院学报1997.04
谢谢！2015年8月4日。