微电网系统中多主体低碳选择的交互行为及演化博弈的研究

Considering the strategic requirements of constructing modern energy system in the national "13th Five-Year" energy planning, with the overall goal to build the microgrid optimization theory, policy incentive mechanism, demand response mechanism and microgrid visualization platform, using behavioral management, behavioral economics, complex system theory, complex network theory, game theory, optimization method, computational experiment, big data analysis and many more theory and method of multidisciplinary, combining statistical material, survey and data platform and questionnaire, this research aims to establish the multi-domain and local microygrid energy system with Chinese characteristics. According to study the interests interaction of all subjects in microgrid from the multi-agent, multi-level and multi-dimension perspective and the interactive behavior among consumers businesses and governments, achieving the most effective way of reciprocity through multi-agent game analysis. Considering the spatio-temporal, heterogeneity, proposing the most effective behavior guidance of agents low carbon selection, government incentives and bottom-up demand response strategy, which suit the typical China's regional characteristics. Obtaining the multi-scale optimal combination scheme in different regions and at different time. Assessing the impact of microgrid implementation on energy transition, economy and environment. To provide a solid theoretical basis and scientific evidence for policymakers to plan microgrid implementation, incentive policy and evaluation system.

本课题以国家“十三五”能源规划中的构建现代能源体系为战略要求，以构建微电网系统优化理论、政策激励机制、需求响应机制及微电网可视化平台为总体目标，利用行为管理学、行为经济学、复杂系统理论、复杂网络理论、博弈理论、优化方法、计算实验方法与大数据分析等多学科综合交叉的理论方法，结合统计资料、数据平台及问卷调查数据，建立中国特色的多层局域微电网能源体系。分析微电网中的多主体、多层面和多维度的主体利益关系及消费者、企业、政府的交互行为，获得通过各主体博弈实现最优互惠的有效途径。研究微电网系统的最优结构、重要影响参数及评估体系，提出适合中国典型区域特点的考虑时空异质性的最有效的主体低碳选择的行为引导、政府激励及自下而上的需求响应策略，获得不同时间、不同区域多尺度的最优控制策略组合。评估微电网的实施对经济和环境的影响。为决策者制定微电网实施规划、激励政策及评估体系提供坚实的理论基础与科学依据。

本课题以微电网系统的多主体演化博弈和不确定性因素的动态环境为背景，以微电网的协同机理分析、交易与分配机制设计、博弈模型构建、激励机制设计为研究主线，基于行为管理学、行为经济学、复杂系统理论、复杂网络理论、博弈理论、优化方法、计算实验方法与大数据分析等多学科综合交叉的理论方法，结合统计资料、数据平台及问卷调查数据，通过分析微电网中的多主体、多层面和多维度的主体利益关系及消费者、企业、政府的交互行为，建立了分布式能源交易网络的三层博弈模型，研究了社区内部产消者之间和能源社区之间的能源交易机制和利益分配机制，获得了微电网各主体最优互惠的有效途径。从实际微电网背景出发，建立了以可再生能源供电企业、传统企业和储能企业为主体的多寡头动态售电博弈模型，研究了它们之间的竞争互动关系，分析了各供电商的售电量趋向于纳什均衡的条件，探讨了可再生能源组合标准和可交易的绿色证书对参与主体策略的影响。通过问卷调查对多尺度多区域的消费者的能源消费行为偏好及异质性进行综合评价，提出基于用户异质性的需求响应优化模型及基于评价模型的住宅需求响应双向实时电价定价机制，通过双向的、可视化的实时电价机制可以激发居民参与需求响应的积极性。针对时变控制下的耦合动态网络系统，通过设计有效的控制方案，提出了基于平均控制强度的同步条件。本研究为微电网系统耦合控制提供了理论支撑，为决策者制定微电网实施规划、激励政策及评估体系提供了科学依据。