重合峰削减博弈:均衡与策略行为

当电力系统总需求达到峰值时,电力系统运营商和电力公司通常会向用户征收重合峰需量电费。该收费机制激励用户策略性地将其峰值用电从系统总峰值时段移开,从而有助于减轻电力基础设施的压力。本文构建了一个博弈论模型,以分析此类策略行为对系统整体效率的影响。我们证明,根据用户需求转移能力的不同,所形成的重合峰削减博弈可能呈现凹性、带有不连续点的拟凹性,或带有不连续点的非凹性。在两用户、两时段的设定下,我们针对每种情形推导了闭式纳什均衡解,并将结论推广到多用户场景。我们证明了均衡点的稳定性,并提出了一种在所有博弈配置下计算均衡结果的算法。我们的结果表明,博弈模型均衡处的削峰结果可与自然集中式模型的最优结果相媲美,但仍存在显著的效率损失。在拟凹和非凹条件下,这种效率损失随用户灵活性的提高以及边际转移成本差异的增大而加剧;我们还考察了用户数量如何影响系统性能。最后,基于实际应用的数值仿真验证了我们的理论分析。