基于学习自动机的发电商最优报价策略

基于学习自动机的发电商最优报价策略 5 基于学习自动机的发电商最优报价策略 5.1 引 言 在电力市场中，策略竞价的主要目标,是在考虑电力系统运行的各种规则和限制条件的基础上,通过合法的操纵市场力,合理选择报价曲线,谋求自身利益的最大化。在竞价过程中，对竞争对手的估计是竞价的关键,因为竞争对手的行为间接影响发电商自身的获利。对竞争对手的估计分为两个方面,一是估计竞争对手的生产成本,二是估计竞争对手的竞价策略。每个发电商都通过对竞争对手的行为的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和估计，不断的修改自己的报价策略，从而使系统达到均衡和自身利润达到最大化。同时，网络约束也是 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 发电商报价策略的一个很重要的约束条件。若发电商在一个有网络约束的电网中进行策略性投标，将会导致利润在发电商、用户和输电网拥有者之间重新分配。网络约束的存在将进一步为某些市场成员提供机会，即使发电商的市场力很小，网络约束也有可能分割市场，而且网络约束的存在将导致电网中各个节点的电价不同，因为它限制了潮流从低生产成本的节点流向高用电价值节点。在这种情况下，那些发电成本较低的，并且愿意多发电的发电商不能够多发电;也有一些用电效益较高的，并且愿意多用电的用户不能够多用电。因此，发电商应在自己的投标策略中充分考虑网络约束的影响 [48]。策略性投标有可能使发电商从输电网拥有者那里获得更大的利润。当发生输电阻塞时，某些市场成员(发电商)就有可能行使这个策略。本章将延续这个思路，在基于网络约束的条件下，利用学习自动机的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来构造发电商的最优报价策略。同时，由于网络约束的存在，电力交易与调度中心为了保证系统安全运行，必须要进行潮流校核，本章将用直流潮流算法来计算电网支路潮流。 5.2 预备知识 5.2.1 网络约束 网络约束来源于电力市场中输电网络的物理因素，是指电网每条支路上的有功潮流功率应小于支路电流的最大限值。其表达式为: 式中Pl为支路l上的有功潮流功率，Pl,max为对应的潮流限值。网络约束是电力市 场中一个很重要的约束条件，它的存在将进一步为某些市场成员提供机会行使市场力，从而分割电力市场。 5.2.2 直流潮流[49] 在电力系统分析的某些应用领域，人们对潮流计算提出了一些特殊的要求。例如在实时控制等在线应用中，要求潮流计算方法计算快速、收敛可靠。为实现这一目标，人们发展出各种快速有效的潮流计算方法，直流潮流算法就是其中的一种。直流潮流算法是通过对潮流模型的简化发展出来的，它只给出电力系统中有功潮流的分布，不需要计算各节点的电压幅值。对于那些对计算精度要求不高，而对计算速度要求较高的研究工作，用直流潮流进行计算将是一个不错的选择。直流潮流的基本思想如下所述: 对于支路(i,j)，如果忽略其并联支路，则支路的有功潮流方程为: (1) 式中gij是支路电导，bij是支路电纳。根据电力系统运行的特点，节点电压在额 定电压附近，支路两端相角差很小，超高压电力网线路电阻比电抗小很多。因此，可做如下简化假设，即，，，。则(1)式可以简化为 式中xij是支路电抗，是支路电压相角。 而对于节点i，应用基尔霍夫电流定律，得到直流潮流方程的矩阵形式为: (3) 其中PSP是维节点注入有功功率列矢量，不包括平衡节点N，这里N为网络中节点的个数，且。B0是阶节点导纳矩阵，不包括平衡节点所对 应的行和列，其元素的计算公式为: 而是节点电压相角矩阵，并认为平衡节点的相角为零。我们可以先用(3)式求解出节点电压相角，再用(2)式计算各个支路的有功潮流，这就是直流潮流的解算过程。 为了进一步描述直流潮流的计算过程，下面用一个三母线电力系统进行说明。 其网络拓扑图如右图所示，支路电抗 和节点注入功率由图上给出，下面用 直流潮流计算支路有功潮流分布。 选取节点3作为参考节点，该节点的 电压相角为零。由公式(4)得到节点的 1xij/ 导纳矩阵为，而节点的 有功功率矢量为P SP ，所以节点 SP 电压相角矩阵为 ，从而得到支路有功潮流为 负值表示潮流的流向与所取的序号相反。由计算结果我们可以发现，节点3注入的1.5mw有功功率，有1.4mw经支路到达节点1，而另外的0.1mw经支路到达节点2，并和节点2外部注入的0.5mw有功功率一起经支路到达节点1，这样节点1的注入功率为2mw，方向向外。这和题设是一致的。 值得说明的是平衡节点的选取是一种计算的需要，有一定的任意性，但为了使潮流计算符合实际，常把平衡节点选在有较大调节余量的发电机节点。 直流潮流的解没有收敛性问题，而且在超高压电网，由于其线路的电阻远小于 电抗，所以直流潮流的计算误差通常在3%,10%，这使得直流潮流模型在电力系统规划和电网在线静态安全分析中得到了广泛的应用。 5.2.3 学习自动机(Learning Automation) 学习自动机(LA)是一种基于强化学习(Reinforcement Learning)机制的概率自动机[50][51][52]。它对解决非线性和包含高度不确定性的问题,具有明显的优越性。一个LA通常总是与一个随机环境构成一个闭合回路。在任一时刻,LA按照一定的概率分布从有限的备选行动集中随机地选出一个行动,并输出给环境。环境则向LA返回一个奖励或惩罚信号,作为对相应的行动选择的反应。然后LA根据环境的反应,修改更新其行动选择概率,并按照修改后的新的选择概率选择新的行动。一开始,所有行动的奖罚概率都是未知的,故LA先按均匀分布，等概率地选择各个行动。但随着与环境的反复作用,LA会逐渐了解环境的奖罚特征,并最终以较大的概率选择受奖概率大、受罚概率小的行动。一个LA的学习行为与性能,取决于其行动选择概率的更新函数,也就是我们通常所说的巩固再励算法(Reinforcement Scheme)。巩固再励算法有很多种，例如Narendra-Shapiro巩固再励算法,Luce巩固再励算法等，当然也可以根据实际情况来制定相应的方案。 本章假设 是可供选择的行动集合，在t时刻，学习自动机基于当前的行动选择概率分布函数随机的选择一个行动 ，这里。自动机把这些行动投入到环境中，环境反馈回来一个信号表示奖励，表示惩罚。行动选择概率更新公式为: 若 若 其中分别为奖励和惩罚因子。 5.3 竞价数学模型 为便于叙述， 这里，其中为离散策略间距。一开始，每个发电商以相同的概率从各自的报价策略集中随机的选择一个报价策略si。当电力交易与调度中心收到发电公司的报价后，首先进行无约束调度，即不考虑输电系统的容量约束。假设电力交易与调度中心进行无约束调度，得到各发电商的出力为qi，市场出清价为。 然而，在网络约束存在的情况下，电力交易与调度中心进行预调度所得到的各个发电公司的出力往往不能按 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 实现。所以，电力交易与调度中心要对其调度结果进行校核，也即是计算电网中每条线路的潮流。本章采用直流潮流计算，其原理和方法在第一节已经进行了详细的介绍，这里不再重复叙述了。 当线路潮流校核完成，电力交易与调度中心就需要对发生阻塞的线路进行阻塞管理，并修改各自的发电计划，即确定发电公司发电出力的调整量，以消除 阻塞。下面给出一种阻塞管理的模型，目标是使阻塞管理所引起的附加购买成本最小。 显然，阻塞成本是电力交易与调度中心进行阻塞管理修改发电调度后的购电费与无约束调度时的购电费用之差。设无约束调度时的购电费用为: ， 其中Cp为容量费， qi为出力上限。 阻塞调度后的购电费用为: 。 二者之差即为购电附加成本:。因此，阻塞 管理可以描述成以下优化问题 满足:(1)机组出力约束 (2)系统功率平衡约束即 (3)潮流约束。这里采用直流潮流计算，表示如下:式中:为 电力系统中各个节点的电压相角向量;B0为导纳矩阵;PSP为节点净注入功率向 量。 (4)输电网络容量约束:式中Pij,Pijmax分别为支路经阻塞管理后的有功功率潮流和该线路的输送容量极限。 显然，上述问题是一个有约束的二次规划问题，用现有的方法不难求解，此处从略。 和市设电力交易与调度中心进行阻塞管理之后得到的各发电商新的出力q ，此时，对每一个厂商，其所得的利润函数为:，场出清价 。其中为厂商的期望水平参并设厂商的期望利润为: aiq 数，且。当负荷和市场需求弹性固定时，每个发电商将会努力采用新报价使其实际利润大于期望利润uiref(Q,r)。由于电力市场是一个寡头垄断的市场，发电商有理由也有能力追求更大的利润，所以这是一个合理的假设。设厂商的实际利润为uireal(Q,r)，当时，环境反馈给学习自动机信号，当时，反馈信号。学习自动机基于反馈信号，修改自己下一轮的行动选择概率，产生更有利于发电商的投标策略。 5.4 本章小结 由于电力市场是一个更接近于寡头垄断的市场，发电商有理由也有能力追求 更大的利润。但发电商在追求更大利润的同时，一方面需要考虑网络约束对其竞价策略的影响，另一方面也要考虑发电商之间行为的相互作用。本章在这种思想的基础上，把网络学习自动机方法引入电力市场研究，建立了网络约束条件下基于学习自动机的发电商竞价策略模型。作为一个初步的研究，本章提出的模型具有连续性，即发电商在不断的投标、学习和修改策略的过程中确定他们的一组 最优报价策略。但值得注意的是，网络约束的存在将导致电力市场的分割，此时对每一个区域电力市场仍然使用同一个统一出清价，是否合理,另外，由于网络约束的存在，使得那些生产成本低、愿意多发电的厂商不能多发电，如何对他们进行补偿,而对于那些成本高的发电商，由于其优越的地理位置不得不让他们参与发电计划，此时如何抑制他们报高价,这些都将是下一步的研究工作。 6 全文 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 6.1 国内电力市场的产生是中国改革开放的必然结果，其本质是引入公平竞争机制，它既是一次体制改革，又是一次技术飞跃。它将对调度、运行、计划、自动化、规划和用户等方面的一系列重大变革。随着电力企业公司制改组、商业化运营、法制化管理的不断推进和电力行政管理职能移交地方政府，政企分开、厂网分开、网配分开、配售分开等改革举措的逐步实施，电力市场化进程日益加快。在中国加入WTO后，电力工业迫于多方面压力必将是中国最后一个打破垄断的行业。为此，应充分开展理论研究、做好规约准备，建立模拟系统，优化中国实现电力市场的历史过渡。 1)对我国电力市场改革现状进行了概括和总结，对电力市场规则进行了扼要的阐述，并对我国电力市场发展前景进行了分析; 2)对电力市场的竞价规则进行了综述和归纳，对竞价数学模型进行了完整的描述和分析，并为今后的研究方向打下铺垫。 3)针对电力市场竞价整体解决困难的问题，采用组合和分配分步骤的方法，以电网统一边际成本结算下的购电费用最低为目标函数，以电网功率平衡、发电容量限制和爬坡速度限制为约束条件，建立多时段的统一出清价的定价模型。 4)以上述模型为基础，从供应函数的角度，通过相同数据的模拟计算，分析比较以下两种情况:(1)单供应函数时，考虑爬坡约束和不考虑爬坡约束对统一出清价的影响。(2)多供应函数时，与单供应函数比较对市场力影响。 5)对学习自动机的原理进行了详细的描述，并把学习自动机引入电力市场。 6)充分考虑网络约束对发电商竞价策略的影响，建立了网络约束条件下基于学习自动机的发电商竞价策略模型，并通过算例分析，证明了该模型的有效性和可行性。 6.2 电力市场是一个既具有社会经济学特征，也具有极强的物理背景的大规模复杂系统。面对这样的复杂系统，经典的研究方法显得力不从心。为此，文献[53]力图突破经典方法的瓶颈，基于市场经济规律，结合电力生产、交易和电力系统运行的特点，建立了电力市场的框架模型，倡导用实验电力市场方法探索电力市场和电力系统的内在规律。我们认为这种解题思路具有重要的指导意义。 科学发展正处于一个新的转折点，其突出标志之一就是复杂性科学的兴起。复杂性科学主要研究复杂系统与复杂性。尽管目前它仍处在萌芽和发展形成阶段，但已引起了科学界的广泛重视。复杂性科学有三个主要特点:(1)研究对象是复杂系统;(2)研究方法是定性判断与定量计算相结合，微观分析与宏观分析相结合，还原论与整体论相结合，科学推理与哲学思辩相结合;(3)研究深度不限于对客观事物的描述，而是着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程，并力图尽可能准确 地预测其未来的发展。现代科学越来越要求人们从整体思维的角度去观察和分析 问题。因此，把复杂性科学应用于电力市场，将会极大的促进电力市场的发展和 完善。