برنامه های تئوری بازی در بازار برق و تجارت انرژی تجدید پذیر: یک بررسی مهم

با تسریع در ساخت و ساز بازار برق چین ، ایجاد یک مکانیسم معاملات برق یکپارچه برای تعادل منافع همه طرفین و ایجاد یک بازار برق رقابتی ضروری است. تئوری بازی در مطالعه بهینه سازی تصمیم گیری در بین چندین نهاد تصمیم گیری که در تعامل و رقابت با یکدیگر هستند ، دارای مزایای قابل توجهی است. بنابراین ، استفاده از تئوری بازی در سیستم برق ، توجه و تحقیقات تعداد زیادی از محققان را به خود جلب کرده است ، که از این میان تحقیقات در مورد بازار برق بالاترین نسبت را تشکیل می دهد. در این مطالعه ، مفهوم و تکامل نظریه بازی تعاونی ، تئوری بازی غیر تعاونی و تئوری بازی تکاملی در تئوری بازی به تفصیل شرح داده شده است. دوم ، وضع موجود و مقیاس بازار برق داخلی و خارجی مرتب شده و خلاصه می شود. سرانجام ، با توجه به نتایج تحقیق از کاربرد سه نوع تئوری بازی در بازار برق در سالهای اخیر ، این مطالعه سه جنبه معمولی از طرف تولید برق ، سمت فروش برق و طرف مصرف برق را ارزیابی و تجزیه و تحلیل می کند. و چشم انداز کاربرد تئوری بازی در بازار برق را در آینده مطرح می کند.

معرفی

با اجرای پروژه های تولید انرژی تجدید پذیر ، انرژی تجدید پذیر بخش بزرگی از ساختار انرژی آینده را اشغال می کند (وانگ و همکاران ، 2021 ؛ دینگ و همکاران ، 2020). از آنجا که چین هدف کربن دوتایی را پیشنهاد کرده است ، تغییر ساختار انرژی چین تسریع شده است ، که الزامات بالاتری را برای تخصیص منابع و بهینه سازی بازار برق چین ارائه داده است (پنگ و همکاران ، 2022). کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی "راهنمایی مدیریت انرژی ملی در مورد تسریع در ساخت یک سیستم بازار واحد برق در سراسر کشور" را صادر کرد ، که خاطرنشان کرد که در حال حاضر برخی از مشکلات در بازار برق چین مانند سیستم ناخوشایند ، عملکرد ناقص وجود دارد.، قوانین معاملات غیر یکنواخت و غیره.

ایجاد یک سیستم بازار برق یکپارچه می تواند به طور موثری کاربران را برای برش قله ها و پر کردن دره ها ، بهبود مکانیسم هزینه و سودآوری و تحریک کامل توانایی تنظیم انعطاف پذیر طرف کاربر راهنمایی کند. در حال حاضر ، کاربران دارای انرژی توزیع شده نه تنها مصرف کننده خواهند بود بلکه قادر به فروش برق و فروش برق اضافی به شبکه هستند (لی و همکاران ، 2022). در همین حال ، با محبوبیت وسایل نقلیه برقی ، تعداد زیادی از وسایل نقلیه برقی می توانند به دستگاه های ذخیره انرژی متحرک تبدیل شوند و در بازار برق شرکت کنند (چنگ و یو ، 2018 ؛ لیو و همکاران ، 2020 ؛ Uhde ، 2022). بنابراین ، بازار برق آینده یک بستر پیچیده معاملات برق خواهد بود که چندین علاقه را در بر می گیرد و صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار را در نظر می گیرد.

تئوری بازی ، به عنوان یک ابزار تحلیلی کارآمد ، می تواند برای مداخله در تصمیمات تجاری در بازار برق مورد استفاده قرار گیرد تا به طور مؤثر تصمیمات در بین ذینفعان متعدد و ترویج ساخت یک سیستم یکپارچه در بازار برق را مورد بررسی قرار دهد (لیو و همکاران ، 2020). از آنجا که تئوری بازی برای اولین بار در زمینه اقتصاد پیشنهاد و مورد استفاده قرار گرفت ، در نیم قرن گذشته در زمینه های سیاسی ، بیولوژیکی ، مهندسی و اجتماعی مورد استفاده قرار گرفته است (وانگ و همکاران ، 2012 ؛ لیو و همکاران ، 2018). در مهندسی برق ، استفاده از تئوری بازی می تواند عمدتاً به برنامه ریزی ، برنامه ریزی و بازار برق سیستم برق تقسیم شود (لیو و همکاران ، 2017).

این مطالعه ابتدا توسعه تکاملی نظریه بازی را در نیم قرن گذشته مقایسه می کند و دامنه کاربرد و مزایای بازی های تعاونی ، بازی های غیر تعاونی و بازی های تکاملی را خلاصه می کند. سپس ، تجزیه و تحلیل جامع و بررسی مقیاس و توسعه بازار برق داخلی و خارجی را انجام می دهد. سرانجام ، این مطالعه نتایج تحقیق تئوری بازی بازار برق را مقایسه و تجزیه و تحلیل می کند و برخی از پیشنهادات و چشم اندازها را از منظر تئوری بازی ارائه می دهد.

نظریه بازی

از تئوری بازی برای بررسی مشکل تصمیم گیری بهینه بین چندین نفر علاقه مند در تعامل استفاده شده است. در نیم قرن توسعه ، تکامل و کاربرد ، تئوری بازی در زمینه های اقتصاد ، زیست شناسی ، سیاست و مهندسی به کار رفته و توسعه یافته است و به یکی از ابزارهای مهم برای تجزیه و تحلیل تصمیم گیری در کل علوم اجتماعی تبدیل شده است. یک بازی کامل شامل سه عنصر است: شرکت کنندگان ، استراتژی ها و مزایا. شرکت کنندگان به تصمیم گیرندگان درگیر در بازی (افرادی که به طور مستقل ، جمعی یا طبیعت تصمیم می گیرند) اشاره می کنند. این استراتژی به مجموعه تصمیمات موجود در فرایند بازی در دسترس شرکت کنندگان است و طیف وسیعی از تصمیمات برای شرکت کنندگان مختلف متفاوت است. درآمد به درآمد حاصل از شرکت کنندگان در فرآیند بازی ، اغلب برای به حداکثر رساندن درآمد آنها اشاره دارد (لیو و همکاران ، 2018).

به طور کلی ، تئوری بازی را می توان با توجه به میزان عقلانیت شرکت کنندگان به تئوری بازی های کلاسیک و تئوری بازی تکاملی تقسیم کرد. اولی را می توان با توجه به اینکه آیا شرکت کنندگان همکاری می کنند ، به بازی های تعاونی و غیر تعاونی تقسیم شوند. علاوه بر این ، طبق دنباله زمان تصمیم گیری بازی ، می توان آن را به بازی های استاتیک و پویا تقسیم کرد. بنابراین ، با توجه به ویژگی های مختلف ، تئوری بازی روشهای مختلفی برای طبقه بندی دارد ، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 . طبقه بندی تئوری بازی با ویژگی های مختلف.

بازی های تعاونی

یک بازی با توافق نامه های الزام آور بین شرکت کنندگان یک بازی تعاونی نامیده می شود. بازی تعاونی بر جمع گرایی تأکید می کند و تحقیقات آن بر نحوه دستیابی به همکاری بین شرکت کنندگان و چگونگی توزیع مزایای اضافی همکاری بین شرکت کنندگان متمرکز است. معمولاً ، استراتژی تخصیص اغلب با استفاده از axiomatization طراحی می شود. نتایج نظری نماینده بازی های تعاونی شامل مفاهیمی مانند تئوری بازی چانه زنی Nash و ارزش Shapley است (لوو و همکاران ، 2022).

به طور کلی ، تئوری بازی چانه زنی NASH به محلول تعادل تعیین شده توسط شرکت کنندگان پس از چندین دور چانه زنی اشاره دارد. راه حل نیاز به برآورده کردن همه پرسی NASH ، که شامل عقلانیت فردی ، بهینه بودن پارتو ، استقلال تحول خطی و غیره است ، و راه حل چانه زنی NASH SI به شرح زیر است:

جایی که n تعداد شرکت کنندگان است. U من عملکرد ابزار است. و α من قدرت چانه زنی است.

مقادیر شاپلی روشی ساده تر از همکاری است که توسط آن شرکت کنندگان اتحاد را تشکیل می دهند و کل درآمد اتحاد را طبق قوانین تعیین شده توزیع می کنند. به طور معمول ، مزایای هر یک از شرکت کنندگان بر اساس مقدار Shapley به شرح زیر است:

جایی که n تعداد کل شرکت کنندگان و |S |شماره پایه اتحاد است.

بازی های غیر تعاونی

بر خلاف بازی های تعاونی ، بازی های غیر تعاونی توافق نامه الزام آور اجباری بین شرکت کنندگان ندارند. این امر به طور عمده روند بهینه سازی تصمیم هر یک از شرکت کنندگان را برای به حداکثر رساندن علایق خود بررسی می کند. بازی های غیر تعاونی را می توان به بازی های استاتیک و پویا تقسیم کرد. بازی های استاتیک با این واقعیت مشخص می شوند که شرکت کنندگان بدون دانستن رفتار بازی سایر شرکت کنندگان ، تصمیمات خود را می گیرند. در حالی که رفتار بازی در بازی های پویا دارای یک ترتیب زمانی است و شرکت کنندگان می توانند تصمیمات خود را مطابق با اطلاعات تاریخی دوره قبلی تنظیم کنند تا تا حد امکان بهینه سازی تصمیمات خود را بدست آورند.

فرآیند بازی غیر تعاونی با استفاده از تعادل NASH به طور گسترده حل می شود ، به این معنی که در صورت تعیین تصمیمات سایر شرکت کنندگان ، هر یک از شرکت کنندگان تصمیم می گیرند تا منافع خود را به حداکثر برسانند تا مجموعه ای از تصمیمات همه افراد یک تعادل NASH باشد.

بازی تکاملی

نظریه بازی کلاسیک معمولاً فرض می کند که بازیکنان کاملاً منطقی هستند ، در حالی که تئوری بازی تکاملی فرض می کند که بازیکنان منطقی هستند و دائما تصمیمات خود را بر اساس تجربه تنظیم می کنند تا به حداکثر رساندن مزایای خود باشند (ژانگ و همکاران ، 2022 ؛ Coninx et al. ، 2018)بشر

عناصر اصلی یک بازی تکاملی انتخاب یک عملکرد تناسب اندام مناسب و تنظیم مکانیسم انتخاب و تنوع معقول و مؤثر است. عملکرد تناسب اندام تعیین می کند که آیا بازی تکاملی دارای یک استراتژی تکاملی پایدار است و انتخاب و تنوع نیروهای محرکی هستند که اطمینان حاصل می کنند که تکامل صورت می گیرد. مکانیسم انتخاب معادله پویا تکرار شده را تعیین می کند و راه حل را پیدا می کند و مکانیسم تنوع تأیید می کند که محلول حاصل یک راه حل تصمیم پایدار است. شکل اصلی معادله پویا همانند سازی به شرح زیر است:

جایی که من مجموعه ای از تصمیمات شرکت کنندگان در بازی تکاملی است. X من نسبت تعداد شرکت کنندگان است که در لحظه I تصمیم را انتخاب کرده اند. F (S I ، X) پرداخت مورد انتظار فردی است. و F (x ، x) میانگین پرداخت مورد انتظار کل گروه است.

بازار برق

به طور کلی ، تجارت برق به تجارت برق به عنوان کالایی بین تولید کنندگان برق ، شرکت های فروش برق و مصرف کنندگان برق اشاره دارد. بر خلاف بازار کالاهای روزانه ، سیستم قدرت یک کل یکپارچه است که از شرکت کنندگان مختلف تشکیل شده است و رفتار هر یک از شرکت کنندگان در کل سیستم قدرت تأثیر خواهد گذاشت. بنابراین ، شرکت های تولید برق ، شرکت های فروش برق و مصرف کنندگان برق در بازار برق باید با یکدیگر هماهنگ شوند.

بازار برق چین

مراکز معاملاتی برق را می توان به مراکز تجارت منطقه ای و مراکز بازرگانی منطقه ای تقسیم کرد و تاکنون 32 مرکز تجارت قدرت منطقه ای و دو مرکز تجارت منطقه ای در چین ساخته شده است. از آنجا که دور جدید اصلاحات در صنعت برق ، تجارت انرژی الکتریکی بازار برق چین یک سال به سال افزایش یافته است ، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است. طبق تاریخ 2021 تجارت ملی بازار برق که توسط شورای برق چین منتشر شد ، در سال 2021مناطق چین و مراکز تجارت منطقه ای با هم 3778. 74 میلیارد کیلووات ساعت برق معامله شده را به اتمام رسانده اند که نسبت به سال گذشته 19. 3 ٪ افزایش یافته و 45. 5 ٪ از کل مصرف برق اجتماعی را تشکیل می دهد. در میان آنها ، معاملات مستقیم برق میان مدت و بلند مدت در بازار برق به 3،040. 46 میلیارد کیلووات ساعت رسیده است که افزایش 22. 8 ٪ در سال در سال است. بنابراین ، از نظر تجارت ملی برق ، توسعه بازار برق چین به سرعت پیشرفت کرده است و تجارت برق مبتنی بر بازار سال به سال صعود می کند.

میز 1 . حجم معاملات برق چین در سالهای اخیر.

با توجه به "نظرات اجرای در مورد ترویج اصلاحات در زمینه فروش برق" ، هدف این است که به تدریج بازار فروش برق را باز کرده و یک بازار برق رقابتی ایجاد کنید ، بنابراین تخصیص بهینه منابع انرژی را ترویج می کند و ظرفیت مصرف انرژی تجدید پذیر و افزایش می یابدقابلیت اطمینان منبع تغذیه. این عقیده بازار انرژی توزیع شده را آزاد می کند و شرکت ها یا افراد را با شرایط توسعه منابع انرژی توزیع شده مانند فتوولتائیک توزیع شده و انرژی باد با توجه به شرایط محلی و شرکت مستقیم در بازار برق تشویق می کند تا کاربران دیگر فقط مصرف کننده نباشند بلکه تولید کننده شوند. و مصرف کنندگان که می توانند برق خود را تولید و مصرف کنند یا آن را به شرکت های فروش برق بفروشند. علاوه بر این ، افزایش ذخیره انرژی ، بار و وسایل نقلیه برقی ، مکانیسم تجارت برق را بسیار پیچیده می کند ، بنابراین تا حدودی بر توسعه بازار برق تأثیر می گذارد.

با افزایش نسبت به شبکه متصل به شبکه ، انرژی تجدید پذیر تسریع می کند تا به نیروی اصلی معاملات بازار برق تبدیل شود. تاکنون این کشور بیش از 20 استان (مناطق و شهرداری ها) انرژی تجدید پذیر برای شرکت در معاملات مبتنی بر بازار برق دارد. به عنوان مثال ، Ningxia ، Shaanxi ، مغولستان داخلی و سایر مکان ها به طور پی در پی سیاست هایی را برای روشن شدن مشارکت انرژی تجدید پذیر در معاملات بازار محور برق صادر کرده اند. Qinghai ، Yunnan و سایر مناطق دارای همه بازارهای تولید انرژی تجدید پذیر هستند. نسبت های بازار محور Xinjiang ، Gansu ، Ningxia و سایر مکان ها نیز از 50 ٪ فراتر رفته است. به عنوان یک نوع جدید از انرژی پاک ، مشارکت آینده انرژی تجدید پذیر در تجارت قدرت مبتنی بر بازار بسیار رقابتی است و انرژی انرژی تجدید پذیر نیز نقش غیر قابل تعویض دارد.

تولید انرژی انرژی تجدید پذیر کاملاً در تجارت برق مبتنی بر بازار شرکت خواهد کرد و همچنین به اصلی ترین قدرت برای ارتقاء کمال سیستم قدرت جدید و همچنین تخصیص بهینه منابع انرژی تبدیل می شود. این کشور یک بازار برق یکپارچه ایجاد می کند ، و شرکت های انرژی تجدید پذیر باید از جنبه های زیر برای ورود به بازار تجارت آماده شوند: ترکیبی از تجارت و ذخیره انرژی ، اطلاعات معاملاتی ، روش های مدیریت دیجیتال و هوشمند ، مشارکت علمی در تجارت مبتنی بر بازار، و غیره ، در عین حال ، با ایجاد تسریع در بازار برق و تجارت برق سبز ، بازار تجارت کربن به تدریج بالغ است ، انرژی تجدید پذیر برای شرکت در معامله علاوه بر ارزش برق ، اما همچنین دارای ارزش زیست محیطی ، انرژی تجدید پذیر استتجارت با محوریت بازار نیاز به ترکیب مکانیسم تجارت انرژی سبز ، سیستم گواهی سبز و سایر سیاستهای پشتیبانی ، توجه کلی مزایای اقتصادی شرکتهای انرژی تجدید پذیر است.

در حال حاضر ، معاملات برق چین عمدتاً شامل معاملات برق میان مدت و بلند مدت و تجارت Spot Spot است ، در حالی که آزادسازی متوسط تنظیم فرکانس ، تنظیم اوج و سایر معاملات خدمات کمکی از جمله تجارت گواهی سبز انرژی تجدید پذیر و سایر محتوای تجاری مرتبط است.

بازار بین المللی برق

آژانس بین المللی انرژی گزارش بازار برق خود را در ژانویه سال 2022 منتشر کرد ، که گزارش داد که رشد اقتصادی شدید منجر به افزایش 6 درصدی تقاضای جهانی برق شده و رشد تقاضای انرژی منجر به تأمین شدید گاز طبیعی و زغال سنگ می شود و باعث ایجاد قیمت برق می شودبرای افزایش در چندین کشور ، در حالی که ، در عین حال ، شرکت جهانی برق₂انتشار گازهای گلخانه ای به رکورد بالایی رسید (آژانس بین المللی انرژی ، 2022). با وجود افزایش سوخت های فسیلی ، تولید انرژی تجدید پذیر با سرعت بیشتری در حال رشد است زیرا در سال 2021 به رکورد بالاتر دیگری رسیده است.

چندین کشور در سراسر جهان طی دهه های گذشته در حال اصلاح بازارهای برق خود بوده اند. اروپا و ایالات متحده در ایجاد بازاریابی برق بالغ تر هستند ، اگرچه به دلیل تعداد زیادی از منابع انرژی تجدید پذیر که به شبکه متصل هستند ، با چالش های زیادی روبرو هستند. در سالهای اخیر ، ادغام سیستم برق انگلستان با انواع مختلف منابع تجدید پذیر و تعیین اهداف خواستار انتشار توسط دولت انگلیس ، اصلاح بازار برق انگلیس را برای تأمین نیازهای سیستم جدید برق سوق داده است. از نظر تاریخی ، بازاریابی برق در انگلستان سه تغییر انجام داده است: اول ، استخر برق در انگلیس و ولز. دوم ، ترتیب معاملات برق ؛و سوم ، اصلاحات بازار برق در سال 2013 برای رفع محدودیت های عرضه انرژی و تقاضا اجرا شد (لیو و همکاران ، 2022). بخش برق روسیه دو تغییر مهم را پشت سر گذاشته است: اول ، تبدیل بخش برق به یک انحصار دولتی. و دوم ، ادغام تولید ، انتقال و توزیع برای آزادسازی بازار بازسازی شد (Lstova و همکاران ، 2018).

به طور خلاصه ، تقاضای برق جهانی آینده به طور پیوسته رشد خواهد کرد در حالی که نسبت تولید انرژی تجدید پذیر همچنان در حال افزایش است. علاوه بر این ، با توسعه سریع اینترنت انرژی ، افزایش تعداد وسایل نقلیه برقی ، منابع انرژی توزیع شده و ذخیره انرژی ، سیستم قدرت آینده پیچیده تر خواهد بود. برای پاسخگویی به نیازهای پیشرفت اجتماعی و توسعه اقتصادی ، ساخت یک مکانیسم تجارت عادلانه و عادلانه و ایجاد یک سیستم یکپارچه بازار برق با قابلیت اطمینان و رقابت ضروری است.

استفاده از تئوری بازی در بازار برق

بازی تعاونی در بازار برق

در حالی که تقاضای برق در سال‌های اخیر به طور پیوسته در حال رشد بوده است، انرژی‌های تجدیدپذیر بخش بزرگ‌تر و بزرگ‌تری از ساختار نیرو را به خود اختصاص می‌دهند. در همین حال، با پیشرفت و توسعه علم و فناوری، منابع انرژی تجدیدپذیر از اتکا به یارانه‌های دولتی در ابتدا به بازیگران مستقل بازار برق رقابتی تبدیل شده‌اند، درست مانند انرژی حرارتی. با این حال، عدم قطعیت تولید انرژی های تجدیدپذیر و نامشخص بودن قیمت برق در بازار لحظه ای منجر به خطر ضرر زمانی شد که شرکت های تولید برق اهداف تولید برق خود را کامل نکنند و نتوانند منافع خود را به حداکثر برسانند. بنابراین، در سمت تولید، منابع انرژی تجدیدپذیر می‌توانند با شرکت‌های تولید برق سنتی بر اساس تئوری بازی‌های تعاونی متحد شوند تا سود خود را به حداکثر برسانند. با اشاره به لو و همکاران.(2020)، هزینه کم انرژی باد و توانایی تنظیم بهتر توان حرارتی برای به حداکثر رساندن مزایای استراتژی پیشنهادی مشترک آتش بادی و کاهش رها شدن نیروی باد، ترکیب می‌شوند و از نظریه بازی تعاونی برای تخصیصمزایای اتحادژانگ و همکاران(2021) یک مدل زمان‌بندی تعاونی از خوشه‌های ذخیره‌سازی مناظر بر اساس یک بازی مشارکتی برای بهبود درآمد خوشه‌ای و پایداری نیروگاه‌ها ساخت.

در سمت تولید برق، بر اساس تئوری بازی‌های تعاونی، شرکت‌های انرژی‌های تجدیدپذیر و شرکت‌های تولید برق سنتی به طور مشترک در بازار برق مشارکت می‌کنند که عملکرد شرکت‌های تولید برق سنتی را بهبود می‌بخشد و در عین حال منافع اقتصادی و زیست‌محیطی را به حداکثر می‌رساند و به ساختار قدرت در انتقال کمک می‌کند. هموار به سمت انرژی های تجدید پذیر.

از طرف کاربر ، توسعه سریع اقتصاد ملی و افزایش تقاضای برق منجر به توسعه سریع میکروگریدها برای برآورده کردن الزامات کاربران برق برای کیفیت و قابلیت اطمینان شده است. با اشاره به فن و همکاران.(2022) ، اتحاد بین میکروگریدهای متعدد از طریق سیستم های ارتباطی و کنترل برای دستیابی به قابلیت همکاری مؤثر در بین میکروگریدها و بهبود درآمد کلی اتحاد ایجاد می شود. در اشاره به لی و همکاران.(2020) ، یک مدل بهینه سازی قوی دو مرحله ای از خوشه میکروگرید با اهداف مصرف انرژی تجدید پذیر و حداکثر سود ، برای دستیابی به عملکرد بهینه میکروگرید دانشگاه ایجاد شده است. چونگ و همکاران.(2021) ارزش Shapley را در تئوری بازی تعاونی برای تجارت قدرت پایان به پایان به کار گرفت تا کارایی مدیریت شبکه را بهبود بخشد.

به طور خلاصه ، با ساخت شبکه های هوشمند و تنوع فزاینده و تعدادی از شرکت کنندگان در بازار ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است ، عملکرد سالم بازار برق با یک چالش بزرگ روبرو خواهد شد و تئوری بازی تعاونی به شرکت کنندگان اجازه می دهد تا متحد شوندبرای بهبود درآمد کلی شرکت کنندگان ، یک وضعیت مکمل از نقاط قوت ایجاد کنید.

شکل 2 . موضوع بازی بازار برق.

بازی های غیر تعاونی در بازار برق

اصلاحات بازار برق در تلاش برای به حداکثر رساندن بازده خود ، انتخاب های چند طرفه را در بین شرکت کنندگان در بازار برق ترویج کرده است ، بنابراین باعث افزایش رقابت شدید در بین شرکت کنندگان در بازار برق می شود. در سالهای اخیر ، بازی های غیر تعاونی در مطالعه بازی ها با چند بازیکن در بازار برق به نتایج بسیاری رسیده اند. کارشناسی ارشد و همکاران..

از طرف فروش برق ، برای پرداختن به برنامه ریزی و بهره برداری از اشخاص جدید فروش برق در زمینه بازاریابی برق ، لین و همکاران.(2020) یک مدل بازی غیر تعاونی با درآمد هر شرکت فروش برق به عنوان هدف ایجاد کرد. در همین حال ، با بهبود مداوم شبکه هوشمند ، پاسخ سمت تقاضا به وسیله ای مهم برای برش قله ها و پر کردن دره ها تبدیل می شود.

از طرف مشتری ، معاملات خرید مستقیم انرژی برای مشتریان بزرگ بخش مهمی از بازاریابی برق چین بوده است. بر اساس نظریه بازی غیر تعاونی ، بهینه سازی برنامه ریزی خوشه های میکرو شبکه می تواند ضمن بهبود ظرفیت مصرف انرژی تجدید پذیر ، مزایای اقتصادی را به حداکثر برساند. Xiwang و همکاران.(2022) مشارکت سیستم تولید ذخیره سازی تولید هیدروژن در بازی میکروگرید را در نظر گرفت و مدل تخصیص بهینه سازی ظرفیت را برای میکروگرید با نور-نور-هیدروژن بر اساس تئوری بازی غیر تعاونی ساخت.

به طور خلاصه ، هدف از اصلاحات بازار برق ایجاد یک بازار رقابتی بسیار قابل اعتماد و پویا است. بنابراین ، یک رابطه شدید رقابتی بین شرکت کنندگان در بازار وجود دارد ، و تئوری بازی غیر تعاونی ایده های هر یک از شرکت کنندگان در بازار را برای به حداکثر رساندن علایق خود بهبود می بخشد.

بازی تکاملی در بازار برق

در فرآیند ساخت مدل های بازی ، کاملاً منطقی است که شرکت کنندگان در بازی را فرض می کند ، که برای بازار برق کاملاً پیچیده و چند حزبی ایده آل است. در فرآیند مدل سازی بازی تکاملی ، شرکت کنندگان فقط به عقلانیت محدود و ارتباطات اطلاعاتی محدود نیاز دارند ، که این امر را نزدیک به وضعیت عملکرد واقعی بازار برق می کند و منعکس کننده روند تصمیم گیری پویا گروه های ذینفع متعدد است.

در تحقیق برای شرکت های تولید برق ، دو و همکاران.(2020) یک بازی تکاملی را برای مطالعه رفتار پاسخ به طرف تقاضا از مشتریان بر اساس ایجاد یک مدل بهینه سازی سیستم انرژی یکپارچه انرژی یکپارچه انرژی منطقه ای ایجاد کرد. پنگ و همکاران.(2019) یک الگوریتم بازی تکاملی دیفرانسیل را برای دستیابی به تکامل پویا تصمیمات مناقصه برای شرکتهای تولید برق پیشنهاد کرد. ژائو و همکاران.(2020) الگوریتم های ژنتیکی بهبود یافته و بازی تکاملی را برای تصمیم گیری در مورد قدرت حرارتی برای ارائه مرجع تصمیم گیری برای معاملات بازار برق شرکت های انرژی حرارتی اعمال کرد. چنگ و یو (2018) در مورد ثبات تعادل یک بازی تکاملی چند گروهی که حاوی نسل های انرژی سنتی ، شرکت های انرژی تجدید پذیر و شرکت های شبکه است ، بحث کردند.

در مطالعه کاربرد در سمت فروش برق ، سان و همکاران.(2018) تأثیر ویژگی های کاربر و توزیع انرژی را در نظر گرفت و یک حالت تصمیم گیری را برای کاربران ایجاد کرد تا شرکت فروش برق را بر اساس تئوری بازی تکاملی انتخاب کنند تا مرجع تصمیم گیری برای شرکتهای فروش برق ارائه شود.

در بازار برق ، طرف مشتری بیشترین تنوع و تعداد شرکت کنندگان را دارد که باعث می شود تعادل در منافع همه طرفین طرف مشتری دشوار باشد. معمولاً طرف مشتری اغلب در معاملات بازار برق در واحد میکروگرید شرکت می کند. هوانگ و همکاران.(2020) از یک بازی تکاملی برای تعادل منافع متضاد سرمایه گذاران مختلف در سناریوهای برنامه ریزی ذخیره سازی منبع میکروگرید استفاده کرد. بیشتر مطالعات فوق در مورد کاربرد نظریه بازی از طرف مشتری نقش بارهای انعطاف پذیر (وسایل نقلیه برقی ، تهویه مطبوع و غیره) را در اعزام انرژی نادیده گرفته است. بارهای انعطاف پذیر روی مشتریان از ویژگی اعزام انعطاف پذیر برخوردار هستند که می تواند فشار عرضه و تقاضا را در اعزام انرژی کاهش دهد و همچنین صورتحساب برق مشتری را در بازار برق کاهش دهد.

به طور خلاصه ، در مقایسه با تئوری بازی کلاسیک ، تئوری بازی تکاملی نیازی به شرکت کنندگان ندارد که عقلانیت کاملی داشته باشند ، که می تواند عملکرد واقعی بازار برق را واقع بینانه تر نشان دهد و با بازار برق پیچیده و متنوع سازگار است. با این حال ، روند تکاملی بازی تکاملی یک روند تجدید نظر و بهبود مداوم است که زمان بیشتری طول می کشد.

بحث در مورد چشم انداز

با ساخت یک شبکه هوشمند و آزادسازی همه جانبه بازار برق ، استفاده از تئوری بازی در سیستم برق از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود. در مقایسه با کاربرد اعزام و برنامه ریزی سیستم برق ، اکتشاف و تمرین تئوری بازی در بازار برق روند مثبت و رو به بالا تری ارائه می دهد.

تعداد زیادی از شرکت کنندگان در بازار برق وجود دارد و طرفین همبستگی بالایی دارند. تغییرات ظریف در هر طرف ممکن است باعث نوسانات در کل بازار شود. بنابراین، داده های بازار برق پیچیده و عظیم است. از نظر زمانی، شامل داده‌های بی‌درنگ و داده‌های بیش از 10 سال و از نظر مکانی، حاوی داده‌های مناطق، مناطق و حتی افراد است. بنابراین، نحوه استخراج، پردازش و انتقال موثر داده ها برای رفتار بازی در بازار برق بسیار مهم است. در حال حاضر، با توسعه پررونق فناوری رایانه، مبتنی بر مفهوم اینترنت انرژی، جمع‌آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌ها در بازار برق می‌تواند توسط فناوری‌های اینترنتی مانند رایانش ابری، داده‌های بزرگ و بلاک چین قانع شود. بنابراین، می تواند اطلاعات جامع و قابل اعتمادی را برای بازی بین شرکت کنندگان در بازار برق ارائه دهد. علاوه بر این، برای کاهش فشار ارسال شبکه، محققان داخلی و خارجی مفهوم بار انعطاف‌پذیر را مطرح کردند که می‌تواند فشار تقاضای شبکه برق را کاهش داده و استفاده از انرژی را بهبود بخشد.

نتیجه

در حال حاضر بازار برق وضعیتی از انرژی های تجدیدپذیر پراکنده و افزایش بار انعطاف پذیر، ورود سرمایه اجتماعی به بازار فروش برق و اهداف فعالان بازار پیچیده و متنوع است. تئوری بازی به عنوان یک ابزار تحلیلی پیشرفته برای بررسی مسائل تصمیم‌گیری چندگانه، پتانسیل بالایی در ایجاد مکانیسم‌های معاملاتی در بازار برق نشان داده است. در این تحقیق از طریق خلاصه و چشم انداز تحقیق در مورد بازار برق بر اساس تئوری بازی ها، نتایج زیر به دست می آید.

1) تحقیق نظری تئوری بازی ها در بازار برق با در نظر گرفتن ویژگی های عملیاتی شرکت های تولید برق از انرژی های تجدیدپذیر و بنگاه های تولید برق سنتی، اتحادهای قوی را از طریق بازی تعاونی تحقق می بخشد که منجر به افزایش بازده انرژی های تجدیدپذیر می شود. و انتقال صاف ساختار برق به یک مدل کم کربن.

2) بازاری شدن برق بر اساس شرایط ملی، ایجاد بازار رقابتی برق متناسب با پیشرفت اجتماعی و نیازهای توسعه اقتصادی است. بازی‌های غیرهمکاری ایده‌هایی را برای فعالان بازار فراهم می‌کنند تا حداکثر علاقه را دنبال کنند و به تحریک کامل سرزندگی بازار کمک کنند.

3) بازی تکاملی با عقلانیت محدود شرکت کنندگان می تواند بهتر با ویژگی های پیچیده و متنوع شرکت کنندگان در بازار برق سازگار شود و یک مدل بازی بسازد که بیشتر مطابق با عملکرد واقعی بازار برق باشد ، که این امر منجر به بهینه سازی تصمیم گیری در مورد تصمیم گیری استشرکت کنندگان در روند بازی.

کمک های نویسنده

WH: مفهوم سازی ، نوشتن - بررسی و ویرایش و نظارت ؛HL: نوشتن - پیش نویس آماده سازی ، تحقیق و منابع.

تضاد منافع

نویسندگان اعلام می کنند که این تحقیق در غیاب هرگونه روابط تجاری یا مالی که می تواند به عنوان یک تضاد احتمالی منافع تفسیر شود ، انجام شده است.

یادداشت ناشر

کلیه ادعاهای بیان شده در این مقاله صرفاً مواردی است که نویسندگان دارند و لزوماً نمایانگر سازمان های وابسته خود یا موارد ناشر ، ویراستاران و داوران نیستند. هر محصولی که ممکن است در این مقاله ارزیابی شود ، یا ادعایی که ممکن است توسط تولید کننده آن ساخته شود ، توسط ناشر تضمین یا تأیید نمی شود.

منابع

چنگ ، L. F. ، و Yu ، T. (2018). تجزیه و تحلیل سناریوی معمولی از ثبات تعادل بازی های تکاملی نامتقارن چند گروه در بازار برق باز و رو به رشد. پروکCsee 38 (19) ، 5687-5703. doi: 10. 13334/j. 0258-8013. pcsee. 172219

Chong ، Z. Q. ، Chen ، P. Y. ، and Li ، S. Q. (2021). روش تجارت انرژی P2P بر اساس تئوری بازی تعاونی. پروکCSU-EPSA 33 (12) ، 87-92. doi: 10. 19635/j. cnki. csu-epsa. 000782

Coninx ، K. ، Deconinck ، G. ، and Holvoet ، T. (2018). چه کسی فلکس من را می گیرد؟تجزیه و تحلیل تئوری بازی تکاملی پویایی بازار انعطاف پذیری. کاربردانرژی 218 ، 104-113. doi: 10. 1016/j. apenergy. 2018. 02. 098

Ding ، T. ، Lu ، R. Z. ، Xu ، Y. T. ، Yang ، Q. ، Zhou ، Y. ، Zhang ، Y. ، et al.(2020). بازار برق و کربن مشترک برای اتصال انرژی شمال شرقی آسیا. گلوباتصال انرژی3 (2) ، 99-110. doi: 10. 1016/j. gloei. 2020. 05. 002

دو ، X. ، Wang ، J. ، و Wang ، X. Y. (2020). تجزیه و تحلیل رفتار پاسخ جانبی کاربر از سیستم های انرژی یکپارچه منطقه ای و انرژی گاز بر اساس بازی تکاملی. پروکCsee 40 (12) ، 3775-3786. doi: 10. 13334/j. 0258-8013. pcsee. 190581

Fan ، T. Y. ، Wang ، H. Y. ، and Wang ، W. Q. (2022). برنامه ریزی بهینه سازی هماهنگ شبکه میکروگرید و توزیع بر اساس بازی تعاونی با توجه به پاسخ تقاضای فعال/غیرفعال. نیروگاه قدرت. تکنول46 (2) ، 453-463. doi: 10. 13335/j. 1000-3673. pst. 2021. 0889

Huang ، N. T. ، Bao ، J. R. Q. ، and Cai ، G. W. (2020). برنامه ریزی ظرفیت بازی چند منظوره با سرمایه گذاری مشترک چند عامل چند عامل برنامه ریزی تصمیم گیری منطقی تصمیم گیری منطقی. پروکCSEE 40 (4) ، 1212–1225. doi: 10. 13334/j. 0258-8013. pcsee. 190908

آژانس انرژی بین المللی (2022). گزارش بازار برق. پاریسموجود در: https://www.iea.org/reports/electricity-market-report-january-202.

Li ، C. Y. ، Gao ، H. J. ، and Liu ، Y. B. (2020). استراتژی عملکرد بهینه به اشتراک گذاری برای میکروگرید سطح چند پارک. برقبرق اتومبیل. تجهیز40 (3) ، 29-36. doi: 10. 16081/j. epae. 202002029

Li ، S. S. ، Li ، H. Q. ، and Jin ، Z. B. (2022). مکانیسم خدمات به اشتراک گذاری انرژی برای پارک بر اساس مفهوم اقتصاد اشتراکی توزیع شده است. پروکCsee 42 (1) ، 56-71. doi: 10. 13334/j. 0258-8013. pcsee. 202046

Lin ، W. W. ، Hu ، Z. J. ، and Xie ، S. W. (2020). روش برنامه ریزی بهینه شرکت خرده فروشی برق مستقل بر اساس بازی غیر تعاونی. برقبرق اتومبیل. تجهیز40 (3) ، 154-161. doi: 10. 16081/j. epae. 202002028

Liu ، J. Q. ، Wang ، J. H. ، and Cardinal ، J. (2022). تکامل و اصلاح بازار برق انگلیس. تجدیدپایدارEnergy Rev. 161 ، 112317. doi: 10. 1016/j. rser. 2022. 112317

Liu ، M. ، Chu ، X. D. ، and Zhan ، W. (2017). یک استراتژی هماهنگ AGC برای شبکه برق به هم پیوسته بر اساس تئوری بازی تعاونی. نیروگاه قدرت. تکنول41 (5) ، 1509-1597. doi: 10. 13335/j. 1000-3673. pst. 2016. 1514

Liu ، P. K. ، Peng ، H. ، and Wang ، Z. W. (2020). توسعه منظم و منظم صنعت تولید برق: یک مطالعه موردی چین بر اساس مدل بازی تکاملی. انرژی 211 (8) ، 118632. doi: 10. 1016/j. energy. 2020. 118632

Liu ، X. F. ، Gao ، B. T. ، and Li ، Y. (2018). مرور در مورد استفاده از تئوری بازی در سمت تقاضای برق. نیروگاه قدرت. تکنول42 (8) ، 2704-22711. doi: 10. 13335/j. 1000-3673. pst. 2018. 003

Lstova ، K. ، Yao ، R. ، Davidson ، M. ، and Afanasyeva ، E. (2018). مروری بر بازارهای برق و اصلاحات در روسیه. استفادهسیاست 53 ، 84-93. doi: 10. 1016/j. jup. 2018. 06. 010

Lu ، C. Y. ، Jiang ، T. ، and Deng ، H. (2020). استراتژی مناقصه و توزیع سود شرکت تولید برق با انرژی پاک در بازار نقطه بر اساس تئوری بازی تعاونی. برقمحدودیت قدرت. 41 (12) ، 150-158. doi: 10. 12204/j. issn. 1000-7229. 2020. 12. 015

Luo ، C. L. ، Zhou ، X. Y. ، and Lev ، B. (2022).core ، Shapley Value ، Nucleolus و Nash Bargaining Solution: بررسی تحولات و برنامه های اخیر در مدیریت عملیات. امگا 110 ، 102638. doi: 10. 1016/j. omega. 2022. 102638

Ma ، T. N. ، Du ، Y. ، and Gou ، Q. F. (2019). مدل بازی رقابت غیر تعاونی از چندین موضوع در بازار برق بر اساس تعادل Berge-NS. برقبرق اتومبیل. تجهیز39 (6) ، 192-204. doi: 10. 16081/j. issn. 1006-6047. 2019. 06. 028

Peng ، C. H. ، Qian ، K. ، and Yan ، J. L. (2019). یک استراتژی مناقصه مبتنی بر بازی تکامل دیفرانسیل برای طرف نسل در شبکه برق که با منابع انرژی تجدید پذیر ادغام شده است. نیروگاه قدرت. تکنول43 (6) ، 2002-2010. doi: 10. 13335/j. 1000-3673. pst. 2018. 2084

Peng ، G. B. ، Xiang ، Y. ، and Chen ، W. X. L. (2022). کسر جنبشی و تجزیه و تحلیل ظرفیت نصب شده و توسعه سرمایه گذاری برای انرژی باد در سیستم قدرت تحت هدف "کربن دوگانه". برقبرق اتومبیل. تجهیز، 1-13. doi: 10. 16081/j. epae. 202205013

Sun ، Y. T. ، Song ، Y. Q. ، and Yao ، L. Z. (2018). مطالعه در مورد انتخاب مصرف کنندگان برق از خرده فروشان برق در بازار فروش برق. نیروگاه قدرت. تکنول42 (4) ، 1124–1131. doi: 10. 13335/j. 1000-3673. pst. 2017. 2338

Uhde ، H. (2022). تجارت برق همتا به همتا در چین و اتحادیه اروپا-ارزیابی مقایسه ای اسناد کلیدی سیاست. resگلوب4 (2022) ، 100078. doi: 10. 1016/j. resglo. 2021. 100078

Wang ، G. ، Chao ، Y. C. ، Lin ، J. Q. ، and Chen ، Z. (2021). مطالعه نظری بازی تکاملی در مورد توسعه هماهنگ انرژی خورشیدی و قدرت حرارتی ذغال سنگ تحت پس زمینه خنثی کربن. انرژی 7 ، 7716-7727. doi: 10. 1016/j. egyr. 2021. 11. 057

Wang ، H. B. ، Chen ، W. W. ، and Yang ، L. Q. (2012). کنترل هماهنگ سیستم شاسی وسیله نقلیه بر اساس تئوری بازی و توزیع عملکرد. J. Mech. مهندس48 (22) ، 105-112. doi: 10. 3901/jme. 2012. 22. 105

Xiwang ، A. ، Lyu ، H. P. ، and Chao ، Q. (2022). پیکربندی بهینه ظرفیت میکروگرید باد-فوتووولتائیک-هیدروژن بر اساس تئوری بازی غیر تعاونی. برقمهندس قدرتتکنول41 (2) ، 110-118. doi: 10. 12158/j. 2096-3203. 2022. 02. 015

Zhang ، H. N. ، Tao ، Y. B. ، and Mei ، H. (2021). مدل برنامه ریزی بهینه مشارکتی خوشه فتوولتائیک-باد-باتری بر اساس بازی تعاونی. گرماتولید برق50 (8) ، 87-94. doi: 10. 19666/j. rlfd. 202102023

Zhang ، Y. L. ، Mo ، T. Y. ، and Li ، S. T. (2022). بررسی بازی تکاملی و تخصیص منابع. چانهJ. Eng. 44 (3) ، 402-410. doi: 10. 13374/j. issn2095-9389. 2020. 10. 26. 002

ژائو ، E. D. ، Wang ، H. ، و Lin ، H. Y. (2020). تحقیقات در مورد استراتژی مناقصه نردبان شرکتهای انرژی حرارتی با توجه به بازی تکاملی در Spot Market. برقمحدودیت قدرت. 41 (8) ، 68-77. doi: 10. 12204/j. issn. 1000-7229. 2020. 08. 009

واژه‌های کلیدی: بازی تعاونی ، بازی غیر تعاونی ، بازی تکاملی ، بازار برق ، تجارت انرژی تجدید پذیر

استناد: Huang W and Li H (2022) برنامه های تئوری بازی در بازار برق و تجارت انرژی تجدید پذیر: یک بررسی مهم. جلو. انرژی Res. 10: 1009217. doi: 10. 3389/fenrg. 2022. 1009217

دریافت: 01 اوت 2022 ؛پذیرفته شده: 15 اوت 2022 ؛منتشر شده: 12 سپتامبر 2022.

Xueqian Fu ، دانشگاه کشاورزی چین ، چین

Junbin Chen ، دانشگاه فناوری چین جنوبی ، چین Yaxing Ren ، دانشگاه وارویک ، انگلستان

کپی رایت © 2022 هوانگ و لی. این یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط مجوز انتساب Creative Commons (CC توسط) توزیع شده است. استفاده ، توزیع یا تولید مثل در سایر انجمن ها مجاز است ، مشروط بر اینکه نویسنده اصلی (ها) و مالک (های) دارای حق چاپ باشد و به این ترتیب که انتشار اصلی در این ژورنال مطابق با عمل دانشگاهی پذیرفته شده استناد می شود. بدون استفاده ، توزیع یا تولید مثل مجاز است که این شرایط را رعایت نمی کند.

این مقاله بخشی از موضوع تحقیق است

استراتژی های کنترل ، بهره برداری و تجارت انرژی تجدید پذیر متناوب در شبکه های هوشمند