一种基于多智能体的电力市场仿真方法及系统与流程

本发明提出了一种基于多智能体的电力市场仿真方法及系统，属于电力市场仿真。

背景技术：

1、随着能源行业的快速发展，电力市场逐渐从传统的垂直一体化模式向竞争性的市场模式转变。这种转变使得电力市场的参与者更加多样化，市场竞争也日趋激烈。为了更好地理解和应对市场变化，电力市场仿真成为了一个重要的工具。电力市场仿真通过对实际电力市场的运行过程进行模拟和分析，帮助市场参与者预测市场走势、制定市场策略，并为电力市场的监管和规划提供决策支持。

2、电力市场仿真是一种基于数据仿真和数学建模的技术，用于模拟和分析电力市场的运行情况和交易机制。这种方法可以帮助电力市场参与者更好地理解市场动态，制定更科学的交易策略，提高市场效率和公平性。在电力市场仿真中，首先需要收集和处理相关的历史电力市场数据，包括市场价格、供需情况、天气数据等。这些数据是构建电力市场模型和进行仿真实验的基础。通过对数据的分析，可以更好地理解市场运行规律，预测市场走势，为制定交易策略提供依据。市场模型应该包括市场参与者、电力供求关系、成本曲线、市场规则等元素。模型应该能够反映市场的实际情况，并且应该能够模拟不同市场条件下的市场行为。例如，可以建立基于均衡模型、优化模型和代理模型等不同类型的市场模型，根据研究目的和问题选择合适的模型。在建立好市场模型之后，需要进行仿真实验设计。仿真实验应该根据研究目的和问题来设计，模拟电力市场的运行情况。实验中应该考虑不同的市场参与者、策略选择、市场规则的变动等因素。通过仿真实验，可以模拟市场的各种情况，分析市场行为和市场结果，为市场参与者提供决策支持。

3、在电力市场仿真中，还需要考虑电力市场的特殊性质。电力市场是一个典型的供需平衡市场，电力无法存储，因此供需平衡是电力市场的核心问题。为了解决这个问题，现代电力市场普遍采用基于逆向拍卖机制的交易模型。在这种模型中，电力需求方被视为买家，电力供应方被视为卖家，通过不断调整电力价格，确保市场需求和供应之间的平衡。这种模型可以有效地避免供应商之间的价格竞争，保证市场的公平性和透明度。在电力市场仿真中，还需要考虑电力系统的物理约束和稳定性问题。电力系统的稳定性对于市场的运行至关重要，因此需要进行各种安全稳定性分析，确定市场的阻塞代价和风险分摊等问题。在仿真中，可以采用基于博弈论的方法来分析市场的稳定性和交易流程的合理性。通过对交易时序的合理安排，可以充分发挥每种交易方式的优势，弥补每种交易的缺点，使得电力市场更加科学、公平和高效。

4、传统电力市场仿真通常基于静态和简化的假设，难以反映实际电力市场的动态特性和复杂性。随着可再生能源的大规模接入、电力市场的不断开放和电力系统的互联互通，电力市场的运作模式和竞争态势发生了深刻变化。传统仿真方法往往无法准确模拟这些变化，导致分析结果与实际情况存在较大的偏差。此外，传统电力市场仿真还缺乏灵活性和可扩展性。随着电力系统的不断发展和变化，新的电力市场规则和交易模式不断涌现，传统仿真方法往往难以适应这些变化。它们通常需要大量的修改和扩展才能适应新的需求，这不仅增加了开发成本，还可能引入新的错误和不确定性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于多智能体的电力市场仿真方法及系统，该系统可以更好地理解电力市场的复杂性和动态性，为电力市场的健康发展提供有力保障。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种基于多智能体的电力市场仿真系统，包括：

4、仿真基础模块，用于提供仿真数据，包括基础数据与基础环境信息；

5、仿真策略模块，用于提供仿真策略，包括市场演化策略、市场定价策略、市场运营策略、多主体博弈策略、安全校核规则；

6、多智能体建模模块，用于基于仿真基础模块和仿真策略模块，建立一个包含多个智能体的虚拟电力市场，智能体是市场参与者；每个智能体都拥有自己的决策机制和行为模式，通过模拟市场的运作，建立具有不同风险偏好特性的智能代理决策模型，模拟真实市场中不同主体的竞价决策行为；

7、仿真服务模块，用于基于多智能体建模模块，进行用电行为分析、用户侧供需量化提取、新能源发电市场价格预测、市场交易模拟。

8、作为本发明进一步改进，所述基础数据发电侧数据、电网侧数据、负荷侧数据、市场主体信息；

9、发电侧数据反映电厂的发电能力、燃料消耗、运营成本；

10、电网侧数据揭示电网的运行状态、传输容量、潮流分布参数；

11、负荷侧数据反映用户的需求变化；

12、市场主体信息包括各类市场参与者的注册信息、交易记录、信用评价。

13、作为本发明进一步改进，所述基础环境信息电网模型配置和负荷模型配置、中长期品种和现货交易品种和长期滚动设置。

14、作为本发明进一步改进，所述市场演化策略是模拟市场的动态变化过程，分析市场趋势，预测市场未来发展；

15、所述市场定价策略则是通过分析市场需求和供给关系，制定合理的价格策略；

16、市场运营策略基于企业的日常运营管理，进行运营策略；

17、多主体博弈策略是模拟多个市场参与者之间的竞争和合作关系，分析各种情况下的最优决策；

18、安全校核规则是通过对仿真模型进行严格的测试和验证，确保模型能够真实反映市场环境和市场行为，为决策提供依据。

19、作为本发明进一步改进，所述智能体agent能够自主决策、规划行动，并在执行过程中进行自我监控和调整；

20、在动态环境中，每个agent都需要能够获取到其他agent的状态、行为意图和相关信息；agent之间建立点到点的通信链路；

21、所述通信链路基于tcp/ip或http通信协议。

22、作为本发明进一步改进，所述用电行为分析利用仿真平台模拟不同类型电力客户长期运行数据，从用户档案、用电模式以及用电趋势挖掘电力用户用电特征，利用聚类分析方法，构建多维用户画像，进行多元用户分群，对企业的电力营销和调度提供决策基础，并推演验证不同的决策收益；

23、用户侧供需量化提取是通过量化提取用户可用于参与市场交易的售电资源，其中包含售电量，以及售电边际成本；

24、新能源发电市场价格预测是根据不同条件下的新能源发电功率预测，推算不同发电功率下电力市场价格的趋势；

25、市场化交易模拟是通过仿真平台对市场电力交易的各个环节进行模拟，从而基于不同用户、不同规则定制化设计各种电力产品套餐，并对不同交易情况下用电公司、用电用户的收益进行测算。

26、第二方面，本发明提供一种基于多智能体的电力市场仿真方法，基于根据所述的一种基于多智能体的电力市场仿真系统，包括：

27、利用仿真平台模拟不同类型电力客户长期运行数据，从用户档案、用电模式以及用电趋势挖掘电力用户用电特征，利用聚类分析方法，构建多维用户画像，对多元用户分群，对企业的电力营销和调度提供决策基础，并推演验证不同的决策收益。

28、通过量化提取用户用于参与市场交易的售电资源；

29、根据不同条件下的新能源发电功率预测，推算不同发电功率下电力市场价格的趋势；

30、结合电力市场的特点和规则，基于多智能体构建多种交易策略，以模拟不同参与者的交易行为。

31、作为本发明进一步改进，所述以模拟不同参与者的交易行为，包括：

32、获取发电商根据自身发电成本、机组特性和市场报价规则提交的报价；

33、基于所有发电商的报价，通过优化算法进行市场出清，确定每个发电商的中标电量和中标价格；市场优化出清的目标函数为最大社会福利，其中社会福利表示为消费者剩余和生产者剩余之和，约束条件包括功率平衡约束和发电机组功率约束；

34、根据网络拓扑、系统备用需求和负荷预测数据，对电力系统进行运行控制，包括系统备用需求，以及基于历史数据和预测模型，对未来的负荷进行预测，以指导市场出清和调度。

35、作为本发明进一步改进，所述发电商根据自身发电成本、机组特性和市场报价规则提交的报价，考虑以下因素：

36、a)发电成本ci：每个发电商的发电成本，包括投资成本、维护成本；

37、b)机组特性：每个发电商的发电机组的最大和最小输出功率pi,max和pi,min；

38、c)报价规则：发电商在规定的时间段内提交报价；报价公式为：

39、bi＝min{ci+òi·pi,报价上限}

40、式中，òi是发电商的利润率，pi是发电商的计划发电量。

41、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述基于多智能体的电力市场仿真方法。

42、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于多智能体的电力市场仿真方法。

43、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令指示计算机执行所述基于多智能体的电力市场仿真方法。

44、本发明相对于现有技术具备的有益效果为：

45、本发明基于多智能体的电力市场仿真系统，包括仿真基础模块、仿真策略模块、多智能体建模模块及仿真服务模块，仿真基础模块提供仿真数据，仿真策略模块提供仿真策略；多智能体建模模块建立具有不同风险偏好特性的智能代理决策模型，模拟真实市场中不同主体的竞价决策行为，为电力市场的研究、决策和运营提供了强有力的支持。通过构建虚拟电力市场并模拟各种市场行为和策略，该系统可以更好地理解电力市场的复杂性和动态性，为电力市场的健康发展提供有力保障。