博弈论与电力市场 GAME THEORY AND POWER MARKET 廖家平 2020年7月18日 一、博弈论简介 博弈论（GAME THEORY），是研究决策主体的行为发生直接相 互作用的时候，决策及这种决策的均衡问题。 1、大理论中的小故事 囚徒困境 囚徒 B 坦白 抵赖 坦白 -5，-5 0，-10 抵赖 -10，0 -1，-1 囚徒 A 非合作完全信息静态博弈：纳什均衡 假设有N个人参与博弈，给定其他人战略的条件下，每个人选择自 己的最优战略，所有人选择的战略一起构成一个战略组合，这种战略组 合成为纳什均衡。 2020年7月18日 一、博弈论简介 2、纳什的贡献 1950年和1951年纳什的两篇关于 非合作博弈论的重要论文，彻底改变了 人们对竞争和市场的看法。他证明了非 合作博弈及其均衡解，并证明了均衡解 的存在性，即著名的纳什均衡。从而揭 示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。 纳什的研究奠定了现代非合作博弈论的 基石，后来的博弈论研究基本上都沿着 这条主线展开的。 1994年纳什获诺贝尔经济学奖。 2020年7月18日 2002年8月纳什在北京 一、博弈论简介 3、博弈的分类及对应的均衡概念 行动顺序 静 信 2020年7月18日 态 动 态 息 完全信息 完全信息静态博弈； 纳什均衡。 完全信息动态博弈； 子博弈精练纳什均衡。 不完全信息 不完全信息静态博弈； 贝叶斯纳什均衡。 不完全信息动态博弈； 精练叶贝斯纳什均衡 二、电力市场简介 电力市场是应用计算机、现代化的测量和通信设备，以电价作为控 制电力交易的杠杆，进行负荷管理、电力系统运行，在电力生产者、电 力消费者和输配电网络管理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的 总称。 1、电力市场的四种运营模式 垄断模式： 发电 发电竞争模式： 发电 输电电网开放模式： 发电 零售模式： 发电 2020年7月18日 输电 配电 输电 输电 输电 用户 配电 配电 配电 用户 用户 用户 二、电力市场简介 2、我国目前的电力市场运营模式 垄断模式与发电竞争模式并存； 放开15%~20%的发电厂，实行发电侧竞价上网。 2020年7月18日 三、博弈论在电力市场中的应用简介 1、电力市场博弈模型的研究 正确运用博弈论关键要针对电 力市场的特点正确选择模型和解的概念。 2、不完全及不完美信息博弈的研究 博弈的结果是依赖于拥 有的信息，采用什么样的信息披露政策是设计电力市场模式的一 个方面。例如：电厂竞价上网，一个成功的报价不仅取决于自己 的实力，还有赖于他人如何报价。但是各方往往不清楚互相之间 成本、报价等信息，因为这些信息都是各自的商业秘密。如何处 理这种信息既不完全也不完美的博弈是一个重要的课题。 2020年7月18日 3、自备电厂与公用电网之间的交易问题 用博弈论来分析评 价在分时定价的环境下拥有自备电厂的用户对定价的影响作用。 自备电厂的用户既可以从公用电网购电，也可以自己发电来满足 自身需求。为解决两者的冲突，有三种博弈模型可供选择：非合 作博弈模型，合作博弈模型和超博弈模型。构造三个局中人：公 用电网，普通用户，带自备电厂的用户，并且假设它们的需求函 数、边际成本、收益函数等均是线性的。 三、博弈论在电力市场中的应用简介 4、区域间输电交易分析 互联网间短期电力交换是一种经 济运行的手段。应用Nash博弈论来分析简单的两区域系统单时 段交易分析，得出双方都可接受的交换功率和交易价格。在此 基础上，又提出了一种两阶段迭代计算方法来处理外部交易计 划与内部经济调度的协调。 5、转运市场中电网的固定成本分摊问题 转运市场中一个 难题是网络输电服务定价，这个定价能够给网络使用者一个信 号，以达到全网最优化；并且能够补偿网络的投资者，网损、 变动成本、固定成本等费用在网络使用者中合理分摊；同时能 够正确激励网络增容。节点实时价格（nodal spot price）制度 可以解决网损和网络阻塞问题。 2020年7月18日 四、结论 博弈论是继控制论、系统论之后，用于电力市场研究的强有 力的工具。用博弈论来解释并且设计一些用于电力市场的算法， 是一个新鲜而具有挑战性的课题。博弈论本身就是带有优化功能 的一门严谨的学科。不过它更具有人的逻辑思维的色彩，融合了 一些用别的方法难以表达的信息。 2020年7月18日 主要参考文献 2020年7月18日 [1]尚金成,黄永皓,张维存,刘洪杰,刘文茂“一种基于博弈论的发电商竞价策略模型与算法” 电力系统自动化2002.09 [2]赵波,卢志刚“一种采用博弈论降低电力市场中市场力的方法”贵州工业大学学报(自然 科学版)2002.02 [3]武智勇,康重庆,夏清,戴国华,沈瑜,周安石,丁军威“基于博弈论的发电商报价策略”电力 系统自动化2002.09 [4]王冬放,李存斌“博弈论在竞价上网中的应用研究 ”现代电力2002.01 [5]刁勤华,林济铿,倪以信,陈寿孙“博弈论及其在电力市场中的应用”电力系统自动化 2001.02 [6]黄韬，易宪容“豪尔绍尼博弈论述评”中国社会科学院研究生院学报1995.05 [7]康乐,张根保,朱平飞“供电侧模拟电力市场系统的建立与研究”现代电力2002.02 [8]赵庆波“浅议我国电力市场改革中需要研究的若干理论问题”山东电力技术2002.03 [9]M. Fahrioglu and F. L. Alvarado, "Designing Cost Effective Demand Management Contracts Using Game Theory", IEEE PES Winter Meeting, New York, January 1999 [10]于尔铿，韩放，谢开 等《电力市场》中国电力出版社 2000.09 [11]姚建刚 章 建 银车来《电力市场运营及其软件开发》中国电力出版社 [12]赵遵廉 辛耀中 郭国川《电力市场运营系统》中国电力出版社 [13]尚金成 黄永皓《电力市场理论研究与应用》中国电力出版社 [14] 曾鸣《电力市场理论及应用》中国电力出版社 [15]Kuwahata A,Asan H. Utility-cogenerator Game for Pricing Power Sales. IEEE transactions on Power Systems.1994,Vol.9(No.4) [16]廖家平“基于PDC-PROLOG的自学习机器博弈”湖北工学院学报 1997.04 谢谢！ 2020年7月18日