一种基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，包括以下步骤：S1：分别构建家庭用电费用模型和电动汽车反向放电收益模型；S2：构建关于用户一天总费用的贝叶斯博弈模型；S3：通过求解贝叶斯博弈模型的最优解得到家庭最优的用电策略，使得用户一天总费用最小。由于现实世界中用户部分信息属于私有信息，并不为其他家庭所知，因此本发明专利技术将贝叶斯博弈思想引入到用户需求侧管理系统当中，通过用户对其他家庭用电行为的概率推断，将用户用电费用模型和电动汽车反向放电收益模型转化为贝叶斯博弈模型，再通过求解贝叶斯纳什均衡解，获得用户最优的用电策略，即最优的电动汽车充电策略和放电策略，从而使得每个用户一天的总费用达到最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存在电动汽车情况下家庭用电管理优化方法，特别是设计一种基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法。
技术介绍
为了满足负荷增长以及用电安全的需求，智能电网作为电力网络新的发展方向，正在逐步取代传统电网，而需求侧管理系统作为智能电网终端系统也逐步发挥了重要作用。另外，随着电动汽车的兴起，电动汽车在智能家庭中的作用越来越大，并且其在需求侧管理系统中的调控作用已经成为了国内外学者的研究热点。电动汽车在消耗电能时可以作为可转移负荷，通过合理安排充电时段避开用电高峰期从而降低电网PAR，在用电高峰期时还可以反向放电至电网从而缓解电网压力。为了缓解高峰用电情况，电网通常制定分段电价，即用电高峰时段电价高于用电波谷时段；为了吸引用户在用电高峰时段反向放电，高峰时段放电电价通常高于波谷时段放电电价。因此，当用户在使用电动汽车时，必须合理安排电动汽车的充放电时段，才能有效降低用户的用电费用，提升用户反向放电的收益，从而最终减少用户的总费用。近年来，国内外研究学者用了很多方法对包含有电动汽车的需求侧管理系统进行了研究，其中基于博弈论思想的建模方法近年来被广泛运用在该领域。目前，绝大多数需求侧博弈均属于完全信息博弈，即参与者所有信息是公共信息且为所有参与者已知。然而，由于隐私保护以及现实世界的随机性等原因导致在人们实际生活中进行的消费博弈本质上都是不完全信息的。因此，完全信息博弈的建模方式并不能对不完全信息情况下的博弈进行建模，从而基于贝叶斯博弈的建模方式应运而生。基于贝叶斯博弈的用户费用模型最大特点在于该博弈模型属于不完全信息博弈，用户在参与博弈时并不完全知道其他用户的所有信息，只能通过一定的概率分布推测其他用户的信息，从而便于优化自己的策略。然而，目前鲜有文章在用户拥有电动汽车并可以向电网反向放电情况下运用贝叶斯博弈思想对用户的费用进行建模并优化。由此可见，当前尚未有通过运用贝叶斯博弈思想建模优化用户在拥有电动汽车情况下的用电策略。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种在用户拥有电动汽车情况下，基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法。本专利技术所述的基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，包括以下步骤：S1：分别构建家庭用电费用模型和电动汽车反向放电收益模型；S2：构建关于用户一天总费用的贝叶斯博弈模型；S3：通过求解贝叶斯博弈模型的最优解得到家庭最优的用电策略，使得用户一天总费用最小。进一步，所述步骤S1中家庭用电费用模型的构建包括以下步骤：S1.1：设贝叶斯博弈模型中共有个用户，其中前N个用户家中各有一辆电动汽车，一天被分为个时段，用户k在h时段的基本负荷为bk,h，当k≤K时，在h时段电动汽车充电量为则所有用户在h时段消耗总电量Lh为： L h = Σ k = 1 N ( l k , h c + b k , h ) + Σ k = N + 1 K b k , h - - - ( 1 ) ]]>S1.2：计算h时段电价ph(Lh)： p h ( L h ) = a h ( L h ) c h + b h - - - ( 2 ) ]]>其中，ah、bh和ch均为固定参数且ah＞0,bh＞0,ch≥1；S1.3：根据式(2)计算用户k在一天内需要向电网支付的费用 W k ( l k c , l - k c ) = { Σ h = 1 H p h ( L h ) ( l k , h c + b k , h ) k ≤ N Σ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：分别构建家庭用电费用模型和电动汽车反向放电收益模型；S2：构建关于用户一天总费用的贝叶斯博弈模型；S3：通过求解贝叶斯博弈模型的最优解得到家庭最优的用电策略，使得用户一天总费用最小。

【技术特征摘要】
1.一种基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：分别构建家庭用电费用模型和电动汽车反向放电收益模型；S2：构建关于用户一天总费用的贝叶斯博弈模型；S3：通过求解贝叶斯博弈模型的最优解得到家庭最优的用电策略，使得用户一天总费用最小。2.根据权利要求1所述的基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，其特征在于：所述步骤S1中家庭用电费用模型的构建包括以下步骤：S1.1：设贝叶斯博弈模型中共有个用户，其中前N个用户家中各有一辆电动汽车，一天被分为个时段，用户k在h时段的基本负荷为bk,h，当k≤K时，在h时段电动汽车充电量为则所有用户在h时段消耗总电量Lh为： L h = Σ k = 1 N ( l k , h c + b k , h ) + Σ k = N + 1 K b k , h - - - ( 1 ) ]]>S1.2：计算h时段电价ph(Lh)： p h ( L h ) = a h ( L h ) c h + b h - - - ( 2 ) ]]>其中，ah、bh和ch均为固定参数且ah＞0,bh＞0,ch≥1；S1.3：根据式(2)计算用户k在一天内需要向电网支付的费用 W k ( l k c , l - k c ) = Σ h = 1 H p h ( L h ) ( l k , h c + b k , h ) k ≤ N Σ h = 1 H p h ( L h ) b k , h k > N - - - ( 3 ) ]]>其中，设电动汽车一天充电量为Q，则电动汽车在充电过程中满足等式约束并且电动汽车在充电过程中的充电量不能超过最大充电量即3.根据权利要求1所述的基于贝叶斯博弈的家庭用电管理优化方法，其特征在于：所述步骤S1中电动汽车反向放电收益模型的构建包括以下步骤：S1.4：设贝叶斯博弈模型中共有个用户，其中前N个用户家中各有一辆电动汽车，一天被分为个时段，计算所有电动汽车用户在h时段的反向放电总电量 L h d = Σ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙团，刘晓峰，吴诚，汤奕，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32