一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，S1、获取火电机组的技术参数；S2、定义决策变量；S3、建立日前电量市场的出清模型；S4、计算火电机组的日收益；S5：计算各报价策略的概率系数，并重新选择报价策略；S6、判断火电机组电力系统是否处于博弈均衡状态，若是则以火电机组电力系统达到博弈均衡时的系统边际电价作为预测的市场价格；否则，重复执行S3。本发明专利技术通过多智能体模拟火电机组的市场行为，智能体基于对历史报价策略竞价结果的学习，以自身利益最大化为原则，不断优化报价策略直至市场均衡，以均衡时的系统边际电价作为预测的市场价格，为预测日前现货市场价格提供了一种方法。货市场价格提供了一种方法。货市场价格提供了一种方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法


[0001]本专利技术涉及电力市场规划设计
，尤其涉及一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法。

技术介绍

[0002]当前，我国正在积极推进电力现货市场改革，计划与市场“双轨制”下的交易结算产生了大量的不平衡费用，而各种不平衡费用测算的基础是对市场价格的预测。要分析现货市场成熟之后，达到博弈均衡时的系统边际电价对应的不平衡费用的大小，所以亟需用到均衡后的市场价格进行测算。
[0003]在电力现货市场建设初期，缺少市场价格历史数据的背景下，可通过智能体模拟火电机组在日前现货市场中报价博弈的市场行为，如何利用智能体模拟的历史竞价结果，以不断优化自身报价策略直至市场均衡，是电力现货市场需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，以克服上述技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，包括如下步骤：
[0007]S1、获取火电机组电力系统次日负荷信息，输电线路技术参数，并确定各火电机组的技术参数；
[0008]S2、假设火电机组在额定有功功率与最小稳定技术出力之间分段进行报价，定义火电机组最后一段次日报价区间大小及报价取值作为决策变量，以建立火电机组报价策略集合，并生成火电机组初始报价曲线；
[0009]S3、建立日前电量市场的出清模型，以获得火电机组运行成本、中标电量与节点电价；
[0010]S4、根据所述火电机组运行成本、中标电量与节点电价，计算火电机组的日收益，获取所述火电机组报价策略集合内各报价策略的倾向系数；
[0011]S5：根据所述倾向系数，计算各报价策略的概率系数，并重新选择报价策略，以生成新的报价曲线；
[0012]S6、根据所述概率系数判断火电机组电力系统是否处于博弈均衡状态，若系统处于博弈均衡状态，则以火电机组电力系统达到博弈均衡时的系统边际电价作为预测的市场价格；否则，重复执行S3。
[0013]进一步的，所述S2中火电机组报价策略集合建立如下：
[0014][0015]式中，为火电机组j第m个报价策略；J为火电机组个数；M为火电机组报价策略集合中报价策略的个数；N为火电机组报价分段组合数。
[0016]进一步的，所述S3中的日前电量市场的出清模型包括日前电量市场的安全约束机组组合模型和日前电量市场的安全约束经济调度模型。
[0017]进一步的，所述日前电量市场的安全约束机组组合模型其计算公式如下：
[0018][0019]式中，为机组j在t时段的火电机组的运行成本；为机组j在t时段的火电机组的启动成本；NT为时间段的集合；J为火电机组的集合；
[0020]其中，所述火电机组的运行成本计算如下：
[0021][0022]式中，A
j
为火电机组j在最小技术出力下的运行成本；v
j,t
是布尔变量，表示机组j在t时段开停机状态，0为停机，1为开机；λ
l,j
为火电机组j在l段的电量报价；δ
l,j,t
为j火电机组t时段在分段报价函数的l段的实际发电功率；p
j,t
为火电机组j在t时段的中标电量；P
j
分别为火电机组j的最大技术出力与最小技术出力；E
l,j
为分段线性报价函数中l段发电功率的上限；NL
j
为分段线性电价函数的分段数；
[0023]其中，
[0024]式中：a
j
为机组j运行成本二次项系数；b
j
为机组j运行成本一次项系数；c
j
为机组j运行成本常数项系数；
[0025]所述火电机组的启动成本计算如下：
[0026][0027]式中，为火电机组j的启动报价。
[0028]进一步的，所述日前电量市场的安全约束经济调度模型包括火电机组电力系统电力平衡约束、负荷备用约束、火电机组运行边界约束和潮流约束；
[0029]S31：所述火电机组电力系统电力平衡约束计算如下：
[0030]∑
j∈J
p
j,t
＝D
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0031]式中：D
t
为t时段的系统负荷需求；
[0032]S32：所述负荷备用约束计算如下：
[0033][0034]式中，ε
d
为火电机组电力系统负荷备用率；为火电机组j在t时段的最大可能发电功率；
[0035]S33：所述潮流约束计算如下：
[0036][0037]式中，L
h,t
为支路h在t时段的线路潮流；LM为系统的灵敏度矩阵；
△
P为节点净注入功率；L
maxh
为h支路的传输容量限值；
[0038]S34：所述火电机组运行边界约束包括火电机组出力范围约束、爬坡率约束、最小开机时间约束和最小停机时间约束。
[0039]进一步的，所述S34中，所述火电机组出力范围约束、爬坡率约束、最小开机时间约束和最小停机时间约束分别计算如下：
[0040]S331：所述火电机组出力范围约束计算如下：
[0041][0042]S332：所述火电机组爬坡率约束计算如下：
[0043][0044]式中，RU
j
为火电机组j的运行上爬坡率；RD
j
为火电机组j的运行下爬坡率；SU
j
为火电机组j的启动爬坡率；SD
j
为火电机组j的停机爬坡率；
[0045]S333：所述火电机组最小开机时间约束计算如下：
[0046][0047]式中，为火电机组j的最小开机时间；NT为周期时段数；G
j
为火电机组j周期开始
时段必须开机的时段数；Ins
j
是火电机组j上一周期末连续运行时间；
[0048]S334：所述火电机组最小停机时间约束计算如下：：
[0049][0050]式中，为火电机组j的最小停机时间；L
j
为火电机组j周期开始时段必须停机的时段数，
[0051]S335：所述节点电价计算公式如下：
[0052][0053]式中，LMP
j,t
为j火电机组t时刻的节点电价；ρ
t
为t时刻的系统边际电价，是负荷平衡约束的影子价值；分别为潮流约束的影子价值；G
l,j
为火电机组电力系统的灵敏度矩阵。
[0054]进一步的，所述S4中的火电机组的日收益计算如下：
[0055][0056]式中，R
j
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取火电机组电力系统次日负荷信息，输电线路技术参数，并确定各火电机组的技术参数；S2、假设火电机组在额定有功功率与最小稳定技术出力之间分段进行报价，定义火电机组最后一段次日报价区间大小及报价取值作为决策变量，以建立火电机组报价策略集合，并生成火电机组初始报价曲线；S3、建立日前电量市场的出清模型，以获得火电机组运行成本、中标电量与节点电价；S4、根据所述火电机组运行成本、中标电量与节点电价，计算火电机组的日收益，获取所述火电机组报价策略集合内各报价策略的倾向系数；S5：根据所述倾向系数，计算各报价策略的概率系数，并重新选择报价策略，以生成新的报价曲线；S6、根据所述概率系数判断火电机组电力系统是否处于博弈均衡状态，若系统处于博弈均衡状态，则以火电机组电力系统达到博弈均衡时的系统边际电价作为预测的市场价格；否则，重复执行S3。2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，其特征在于，所述S2中火电机组报价策略集合建立如下：式中，为火电机组j第m个报价策略；J为火电机组个数；M为火电机组报价策略集合中报价策略的个数；N为火电机组报价分段组合数。3.根据权利要求2所述的一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，其特征在于，所述S3中的日前电量市场的出清模型包括日前电量市场的安全约束机组组合模型和日前电量市场的安全约束经济调度模型。4.根据权利要求3所述的一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，其特征在于，所述日前电量市场的安全约束机组组合模型其计算公式如下：式中，为机组j在t时段的火电机组的运行成本；为机组j在t时段的火电机组的启动成本；NT为时间段的集合；J为火电机组的集合；其中，所述火电机组的运行成本计算如下：
式中，A
j
为火电机组j在最小技术出力下的运行成本；v
j,t
是布尔变量，表示机组j在t时段开停机状态，0为停机，1为开机；λ
l,j
为火电机组j在l段的电量报价；δ
l,j,t
为j火电机组t时段在分段报价函数的l段的实际发电功率；p
j,t
为火电机组j在t时段的中标电量；P
j
分别为火电机组j的最大技术出力与最小技术出力；E
l,j
为分段线性报价函数中l段发电功率的上限；NL
j
为分段线性电价函数的分段数；其中，式中：a
j
为机组j运行成本二次项系数；b
j
为机组j运行成本一次项系数；c
j
为机组j运行成本常数项系数；所述火电机组的启动成本计算如下：式中，为火电机组j的启动报价。5.根据权利要求4所述的一种基于多智能体博弈均衡的日前现货市场电价预测方法，其特征在于，所述日前电量市场的安全约束经济调度模型包括火电机组电力系统电力平衡约束、负荷备用约束、火电机组运行边界约束和潮流约束；S31：所述火电机组电力系统电力平衡约束计算如下：式中：D
t
为t时段的系统负荷需求；S32：所述负荷备用约束计算如下：式中，ε
d
为火电机组电力系统负荷备用率；为火电机组j在t时段的最大可能发电功率；S33：所述潮流约束计算如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，张明理，潘霄，吕泉，柴雪，赵琳，徐熙林，满林坤，商文颖，程孟增，宋卓然，王宗元，李金起，胡旌伟，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：