城市天然气管网分时定价政策的多Agent仿真研究

城市天然气管网分时定价政策Multi-Agent仿真(MAS)就是要真实再现天然气价格变化所引起的管网系统需求、供应与营运的动态变化过程及涌现特征。本项目拟建立管网中各个行为主体，包括门站（供应商）、储配站（运营商）、用户（工业、服务业、居民等用户）、政府（政策制定者）、管网系统（管道拓扑结构，压缩机，调压器）等参与的MAS仿真模型；仿真各主体的自主行为、交互作用及与环境的相互影响；探讨价格变化对管网运行高峰（压力小流量大）时段、低谷（压力大流量小）时段和正常时段压力、流量和储量影响的动态效果和涌现特征；寻求1. 分时定价政策对供应商、用户和营运商等各利益相关者的调控能力。2. 储配站削峰填谷的最佳储存容量。该研究将以资源的合理配置为目标，以复杂系统的MAS为对象，以分时定价和最佳储存容量为调控手段，以削峰填谷，平稳运行为实际检验标准,为燃气管网实行分时定价提供系统模型和实验数据。

城市天然气管网是城市的公共设施，已经成为社会稳定、经济发展的基础条件。目前国内外的天然气公司发展迅速，管网覆盖面与日俱增，用户种类日益繁多，用户数量突飞猛进，天然气的依赖越来越强。天然气资源的严重不足和各行各业对天然气日益增强的依赖已经在部分城市造成气荒。本项研究根据资源在时间和空间的稀缺性、产品成本的复杂性以及调峰过程的差异性，从系统科学和经济学的角度，采用多主体建模与仿真方法，建立了城市燃气管网分时定价仿真和优化模型，模拟价格随时间变化时不同类型用户的需求响应，真实再现天然气价格变化所引起供应、需求与营运系统的动态变化过程及涌现特征。主要研究内容如下：（1）提出城市燃气管网分时定价机制，包括分时定价的对象、原则、策略和实施流程；（2）预测城市燃气管网短期负荷，分析短期负荷预测的特点和影响因素；（3）测算城市燃气用户需求价格弹性，确定不同类型用户对价格变化的响应强度；（4）建立城市燃气管网分时定价多主体仿真模型，仿真各主体的自主行为、交互作用及与环境的相互影响，寻求最优分时价格。基于上述研究内容，本项目以郑州市和武汉市的天然气管网运行数据为例，模拟分析了天然气分时定价所引起供应、需求与营运系统的动态变化过程，主要结论如下：（1）分时定价可以提高资源配置效率，降低城市燃气管网峰谷负荷差，起到削峰填谷的目标，促使燃气管网更加平稳运行；（2）分时定价可以降低运营成本，平衡相关利益主体的收益，抑制天然气消费市场过度发展；（3）不同类型天然气用户对天然气分时定价敏感度不同，相对居民用户和商业用户，工业用户会更好参与需求响应。（4）分时定价后社会福利变化表明，天然气终端市场尚不成熟，合理的监控必不可少。总的来说，本项目已完成预定研究目标，相关研究成果为燃气管网实行分时定价提供系统模型和实验数据，也为中国天然气价格和市场化改革提供了理论支持。