智能电网环境下主从博弈模型及应用实例

工程博弈论立足于应用博弈论的基本理论、建模与求解方法,并考虑工程实际技术条件解决工程设计与试验中的优化决策问题.智能电网作为一个融合先进电力、通讯、控制和计算机技术的巨维信息-物理系统,其优化设计、规划、调度和控制等问题本质上属于复杂系统多主体多目标优化决策理论范畴,而由于各优化目标之间的竞争属性以及决策主体的多元化,使得应用工程博弈论突破智能电网面临的上述关键技术瓶颈成为可能,其中主从博弈问题是工程博弈论的难点和热点之一.有鉴于此,论文从非合作博弈角度出发,梳理总结了智能电网环境下的四类典型主从博弈问题,构建了Nash-Stackelberg-Nash博弈模型,提出了一般性求解方法.针对一个零售市场定价与调度的仿真算例,验证了所提模型与方法的有效性和正确性.论文所提方法对研究工程决策中的其他问题具有重要的借鉴价值,同时也为工程博弈论提供了新的理论增长点.     

分布式能源中互惠主义在机会主义环境下的存活

随着经济的快速发展,分布式能源成为重点发展的对象.供应商也在慢慢地增多,为了优化分布式能源供应市场的结构,有必要对分布式能源供应商的合作与竞争展开理论研究.按照行为主体在合作中的主观偏好不同,将分布式能源供应商划分为互惠主义者和机会主义者两类.并据此展开了4个方面的研究.首先,在静态博弈的框架下,构建了两种类型供应商在合作和背叛两种可选策略下的模型;然后,应用演化博弈的知识来分析机会主义行为的演化,依据复制动态方程得到了供应市场的演化均衡状态;接着,分析惩罚条件下机会主义行为的演化,从而找到消除机会主义行为的惩罚力度的范围,有利于促进市场良好状态的形成;最后,通过给予假设参数符合条件的具体数值,来模拟出时间与分布式能源机会主义供应商占总供应商比例的关系,更直观地展示了的理论分析结果,便于政策制定者参考.     

用罚函数法解约束非线性规划——梯级水电站有功功率最优分配问题

<正> 在电力系统中,利用电子计算机实现分级控制生产调度管理综合自动化,对促进国民经济的高速发展,对社会主义经济建设和国防建设都有现实意义. 梯级水电站的经济调度问题,属于系统工程的大系统理论关于电力系统综合自动化问题.研究电力系统经济运行问题,实际上包括开机最优组合及负荷最优分配两个方面,负荷最优分配应在开机组合的基础上进行.而梯级水电站的经济运行问题更要复杂得     

现代电力系统控制评述——清华大学电力系统国家重点实验室相关科研工作缩影及展望

改善与提高电力系统稳定性的最经济和最有效的手段是采用先进的控制理论和方法.自20世纪五六十年代以线性系统和最优控制为代表的现代控制理论问世以来,理论创新与工业应用成果丰硕,特别在电力系统中获得了广泛的应用.主要以清华大学电力系统国家重点实验室近四十年来在电力系统控制领域的科研工作为主线,梳理总结其中里程碑式的研究成果并对未来电力系统控制理论和技术的发展做出若干展望.     

多智能体协调控制的演化博弈方法

提出一种基于演化博弈理论的多智能体系统协调控制方法.在所建立的数学模型框架中智能体根据其自身的利益,通过局部交互,在博弈竞争中学习,自主调整其行为.根据系统整体性能的要求,通过选择合适的博弈类型、设计适宜的收益计算方法、更新进化规则等,实现对多智能体系统的控制.在演化过程中,无需指定某些特定个体的具体动力学行为,只需通过种群的自适应进化即可实现整体目标.以分工合作问题为例,详细解析所提出的控制方法,通过理论分析和仿真验证该方法可以实现多智能体系统的自适应协调控制.     

基于Stackelberg博弈论的边缘计算卸载决策方法

为了解决移动边缘计算中移动用户的计算卸载决策问题,设计了一种基于Stackelberg博弈的卸载决策方法.方法将边缘云和移动用户分别视为博弈主导者和跟随者,边缘云通过对自身计算能力的定价实现有限计算能力下的效用最大化,而移动用户针对边缘云的定价策略,作出数据卸载的相应决策,实现效用最大化,通过单主多从Stackelberg博弈过程中策略的相互影响与进化,实现了双方效用的最优.证明了该Stackelberg博弈存在使得效用最优的纳什均衡解,并提出了一种分布式迭代算法求解博弈双方的纳什均衡解.通过数值分析,证明算法具有很好的收敛性,且分布式博弈算法可以得到比集中式算法更高的效用均值.     

基于H_(∞)优化控制的多机电力系统稳定性研究北大核心

针对提高电力系统静态稳定性从而解决分布式电网并网后产生具有不确定性和偶然性的小干扰问题,本文采用多机电力系统模型的稳定性判据和H_(∞)优化控制问题进行研究,利用T-S模糊模型对多机电力系统模型进行建模,根据李雅普诺夫稳定性理论及H_(∞)优化控制理论,基于线性矩阵不等式(LMI),利用并行分布补偿(PDC)控制器的设计方法,证明了保证多机电力系统稳定的充分条件并实现电力系统的H_(∞)优化控制,给出这类非线性电力系统控制器的设计方法。最后采用MATLAB仿真软件对所求得稳定性判据进行验证,证实该结论的有效性。     

基于模糊逻辑的多机电力系统事件控制

针对电力系统调度监控中采用时间触发控制方式监测电力系统运行的稳定性而导致监测信息繁多,浪费网络资源等问题,提出一种基于模糊逻辑的事件触发控制新方式.本文采用T-S模糊模型对多机电力系统建模,以励磁控制系统作为控制器,运用并行分布补偿技术,在状态可测的情况下,研究了多机电力系统在事件触发控制下的稳定性判据问题.根据李雅普...     

随机演化动态及其合作机制研究综述

演化博弈论为解释如何促进和维持合作的问题提供了强大理论框架.对于有限种群,随机性起着重要的作用,可通过随机演化博弈动态来研究策略的演化.基于随机过程的有限种群的演化博弈动态中,不同的策略更新规则导致不同的演化博弈动态过程.该文旨在对有限种群中基于随机过程的演化博弈动态及其合作机制的研究进行综述,并分析未来发展趋势.首先对不同策略更新规则下的演化动态研究进行综述,主要包括Moran过程、Wright-Fisher过程、Fermi过程及愿景更新过程,然后对演化博弈理论框架下促合作机制进行综述,最后分析探讨有限种群中随机演化博弈动态未来的研究.     

征地移民管理中的分歧博弈及其决策模型

征地移民的协商管理中的分歧问题中主要是征地方与被征地方之间分歧．分歧主要体现在双方认知和利益诉求的差异．分析了征地移民双方的分歧特点,研究了征地移民的分歧管理模式.利用完善的博弈理论,探讨征地移民分歧管理的基本概念、方法和决策规律.借鉴线性支出系统的效用函数,研究分歧管理博弈矩阵的建立、博弈类型、博弈分析方法,为征地移民协商管理的科学体系提供科学分析方法.     

模糊数学和运筹学方法在水火电力系统经济调度中的应用

本文对一个包括有梯级水电站在内的水火电力系统建立了最优开机组合和有功功率分配的数学模型,导出了与其等价的整数线性规划模型,然后给出一种有效算法。采用大系统分解协调法将电厂进行两级分解,改进了修正水火电厂出力的Lagrange松弛方法,并采用将模糊数学和运筹学方法结合起来求解梯级水电站经济调度问题。计算表明,日耗煤率有相当的下降,可获较大经济效益。本文提出的数学模型和最优化算法甚易推广应用于其它大区电力系统经济调度问题。     

通信约束广域电力系统的分布式模型预测控制

针对电力通信网络中的通信约束问题,提出一种具有通信约束的广域电力系统分布式模型预测控制(DMPC,Distributed Model Predictive Control)方法,通过各子系统控制器的合作控制,使得系统的整体性能达到最优.采用控制器间的合作通信方式和线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)技术,提出了迭代DMPC算法,从而得到分布式控制器.最后,通过WSCC九节点模型的仿真研究,验证了所提方法的有效性.     

用Ляпунов-Popov 方法估计电力系统的暂态稳定域

在电力系统暂态稳定问题的研究中,应用直接法与惯用的逐步计算法相比较,有其优越之处:能够提供稳定度指标,能够快速提供临界的重合闸时间的估计.而不必计算各种假定重合闸时间下的摇摆曲线,比较适合于在线的动态安全监控.因此,十几年来,稳定性理论在电力系统中的应用已引起国内外学者的注意,现已有不少研究工作.七十年代以来,现代非线性控制理论的发展,提供了一类构造函数的方法.这一方法首先由 Pai 及 Willems 应用于电力系统的稳定分析中.     

软件定义网络中的控制器研究综述

软件定义网络因其控制平面与转发平面分离的体系使得网络具备快速创新、敏捷编程以及易于管理等特性而备受关注.控制平面被转移到单独的主机或服务器上形成控制器.软件定义网络的核心,控制器因支撑着大量网络应用的运行以及控制着网络的行为而成为学术界和工业界的研究热点.从控制器框架、可编程性、控制模块的管理和编排、控制器的分布式部署等方面进行综述.最后,给出了下一步控制器领域的研究方向.     

保险公司与医院合作的博弈分析

本文在委托-代理理论的框架下构建了在医疗保险风险控制过程中保险公司与医院的委托-代理模型,分析了这种合作的可行性;并运用无限期重复博弈模型探讨了合作的稳定性,同时引证国外管理医疗模式下的POS组织的实例 ,揭示了保险公司与医院之间应该建立"利益共享,风险共担"的有效的激励机制.     

基于博弈理论的大学生考试作弊问题分析

考试作弊已经成为一种社会不良现象,在考试过程中,学生、监考与巡考构成了一个复杂的博弈体系.首先针对100名来自不同大学各个年级的同学进行相关网上问卷调查,客观真实的得出影响作弊行为的相关因素,随后利用完全信息静态博弈理论、建立学生与学生、学生与监考、监考与巡考之间的博弈模型,寻找混合策略纳什均衡;利用演化博弈理论,建立学生与学生之间的动态复制方程来找出系统进化向不良状态演化原因,最终基于原因针对性的改进大学生考试制度.     

随机ADMM算法及其在电力系统凸经济调度问题中的应用

针对电力系统中的一类凸经济调度问题,提出了随机ADMM算法,设计了周期循环更新规则和随机选择更新规则,证明了随机ADMM算法在周期循环更新规则下的收敛性,以及得出了在随机选择更新规则下按期望收敛的结论.数值实验结果表明该方法可以有效解决电力系统中的凸经济调度问题.     

基于MAS协作机制的动态计算资源调度模型

针对网格环境的自治性、动态性、分布性和异构性等特征.提出基于多智能体系统(Mutil Agent System,MAS)博弈协作的资源动态分配和任务调度模型,建立了能够反映供求关系的网格资源调度模型和任务求解算法,证明了资源分配博弈中Nash均衡点的存在性、唯一性和Nash均衡解,该方法能够利用消费者agent的学习和协商能力,考虑和引入消费者的心理行为,使得消费者的资源申请和任务调度具有较高的合理性和有效性.实验结果表明,资源调度算法不但可以有效减少不必要的延迟,而且在响应时间的平滑性、吞吐率及资源利用率方面比传统算法要好,从而使得整个资源的供需合理、负载均衡.     

基于事件驱动的拉格朗日无源系统的输出同步控制

针对由多个拉格朗日无源系统构成的分布式网络系统,利用基于事件驱动的方法来解决系统的输出同步问题.在拓扑网络为强连通图的条件下,推导出无通信时延的拉格朗日无源系统网络输出同步的事件触发条件.进一步,利用网络设置框架,对于有通信时延的拉格朗日无源系统网络推导出输出同步的事件触发条件.文章将事件驱动控制方法应用到分布式无源网络系统的协同控制中,并将系统的拓扑网络由平衡图延伸到了更为一般的强连通图.     

随机自适应动态博弈

在不确定性结构和环境下的动态博弈是重要的复杂系统问题,然而现有文献少有理论研究.本文将博弈论思想与自适应控制方法相结合,考虑系数未知的线性随机系统在输出跟踪二次型指标下,两人零和自适应博弈问题.具体来讲,先用最小二乘算法对未知参数进行在线估计,再根据"必然等价原则"设计博弈策略组合.本文在随机适应控制理论基础上,证明了相应闭环博弈系统是全局稳定的,并且行动组合在一定意义下是博弈问题的渐近Nash均衡解.