社会福利最大化模型下智能电网实时电价定价策略

发布时间：2023-04-14 20:08

　　智能电网中,需求侧管理是最重要的因素之一,其主要目的是在短期实现供需平衡,长期实现削峰填谷。基于需求响应的智能电网实时电价机制是调节电力供需平衡、实现削峰填谷的理想手段,其实施必然对用户的用电行为和电网的安全运行与管理产生深远影响。社会福利最大化模型是从全社会整体的视角出发所建立的模型,以最大化用户的效用函数,同时最小化供电商的供电成本为目的,充分体现了供需双方的利益。本论文运用最优化理论深入研究社会福利最大化模型下实时电价定价机制。从单个时刻和多个时刻两个角度出发,针对不同情况建立模型,讨论模型特性,设计适当的算法对模型进行求解。主要的创新性研究工作如下:首先,对单个时刻的社会福利最大化模型进行深入讨论,给出其对偶问题中拉格朗日乘子存在性与唯一性的理论证明。设计一种分布式最优化实时电价方法,此方法建立在带有高斯回代的交替方向乘子法的基础之上。一方面,所提出的算法充分体现了模型中变量间可分离的优势;另一方面,所提出的算法不但能够提高收敛速率,改善计算效率,而且克服了对偶次梯度算法在迭代过程中可能不收敛的缺陷。此外,给出了此算法收敛性的理论证明,并进一步讨论了模型中变量间的相互依赖关系。...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 智能电网系统
    1.2 需求侧管理
    1.3 实时电价定价策略
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究意义
        1.3.3 研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 创新点
    1.6 结构安排
第二章 预备知识
    2.1 社会福利最大化
        2.1.1 社会福利最大化模型
        2.1.2 用户的效用函数
        2.1.3 供电商的成本函数
    2.2 对偶理论
        2.2.1 Lagrange对偶问题
        2.2.2 对偶定理
    2.3 凸优化基本算法理论
        2.3.1 交替方向乘子法(ADMM)
        2.3.2 Armijo线搜索算法
        2.3.3 模拟退火算法
        2.3.4 Markov决策过程
第三章 单个时刻基于ADMM算法的实时电价策略
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 Lagrange乘子
    3.4 基于ADMM-GBS的分布式最优化算法
    3.5 数值仿真
    3.6 本章小结
第四章 单个时刻考虑风险的实时电价策略
    4.1 引言
    4.2 在线实时电价风险模型
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 在线实时电价风险模型
    4.3 用户总体用电风险实时电价模型
        4.3.1 问题生成与建模
        4.3.2 模型分析与算法设计
    4.4 数值仿真
    4.5 本章小结
第五章 Markov过程下多个时刻多类用户实时电价策略
    5.1 引言
    5.2 系统模型
        5.2.1 Markov链状态转移矩阵
        5.2.2 分段线性效用函数
    5.3 实时电价优化模型
        5.3.1 问题生成与建模
        5.3.2 集中式电价策略改进模拟退火算法
        5.3.3 分布式电价策略改进模拟退火算法
    5.4 数值仿真
        5.4.1 参数(?)已知
        5.4.2 参数(?)未知
    5.5 本章小结
第六章 多个时刻考虑智能家用电器分类的实时电价策略
    6.1 引言
    6.2 问题描述及家用电器分类
        6.2.1 问题描述
        6.2.2 家用电器分类
    6.3 期望社会福利最大化模型
        6.3.1 问题建模
        6.3.2 模型等价转化为凸优化问题
        6.3.3 对偶问题及解的性质
        6.3.4 分布式在线实时电价算法
    6.4 数值仿真
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 全文概述
    7.2 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3790791