基于异质认知的电力市场博弈建模研究

The market information plays the basic yet significant role for a Genco to develop the bidding strategies. The variance and imperfect transparancy of market information lead to the market model held by each Genco imperfect and heterogeneous. These would definitely impact the Gencos’ bidding and their profits, market clearing results and the working states of the underlying physical electricity network. This projet is planning to investigate the impact of those heterogeneous beliefs both from the individual and whole system perspective, especially for the following contents: 1) to build th heterogeneous demand belief functions to support the quantitative analysis of impact of heterogeneous beliefs; 2) to build multi-time game model to immitate the real electricity market situations; 3) to build heterogeneous belief SFE model with the transmission constraints to analyze the impact of heterogeneous belief; 4) to propose the new learning algorithm to allievate the system oscillations caused by the belief errors to promote the marke stability. The results of this project could provide the theoretic advises and approach to study the relative issues of realistic electricity market characterized by the heterogeneous beliefs.

电力市场信息作为电力公司决策的基础，对其竞价行为起到至关重要的作用。市场信息的多变和信息壁垒导致各发电公司通常只拥有异质非完善市场模型。这势必会影响发电公司的竞标策略，从而影响发电公司的利益、市场整体出清结果以及下层物理电网的运行。本项目拟研究市场不确定性因素对于这种主观性的认知差异会如何在个体层面和系统层面影响电力市场中价格制造者之间的博弈以及电力系统的运行，特别的在以下几个方面进行研究：1) 建立以负荷预估函数为载体的异质信息认知模型以支持对异质信息的量化研究；2) 构建多时间尺度的博弈模型以支持电力市场的重复博弈的特性；3） 建立考虑不同电网输电容量状态的电力市场异质认知SFE博弈模型以研究传输约束情况下异质认知对市场的影响；4）构建能消减异质认知误差带来的系统波动的发电公司学习算法，提高电力市场的稳定性。本项目的研究工作将为具有异质信息认知特征的实际电力市场提供理论依据和方法支持。

本项目执行期间，项目组成员研究分析了双寡头Cournot垄断市场中博弈者在有限理性下的异质行为，博弈者的异质信息认知误差与系统稳定性参数的关系。给出了博弈者的主观负荷函数误差与系统稳定性的边界条件。研究建立了针对中小型规模的带有电网输电容量有限的电力市场的EPEC模型框架及求解算法。以此模型为基础，结合定义的博弈者的主观负荷估计向量，分析在网络约束下位于不同节点位置的发电公司面临的信息价值问题。.此外，研究了在电力市场的环境下，匹配风能与电动汽车充电的随机优化问题以及谐波经济化治理问题，建立了基于Markov的随机匹配过程，提出了基于汽车聚类的rollout算法，极大的提高了大规模充电汽车充电最优策略的计算时间，提出了APF的精细化治理补偿框架，有效地实现了市场环境下作为辅助服务的谐波经济化治理，为负荷用户有效地降低了不必要的谐波治理成本。