含前景理论产消者的智能电网能量管理随机博弈

本文研究随机动态下智能电网能量管理问题。在所考虑的模型中，需求侧假设用户可作为产消者，拥有可再生能源，既能生产也能消费能量。由于产消者决策之间的耦合以及可再生能源的随机特性，产消者之间的交互被建模为随机博弈，其中每个产消者通过控制其能量消耗和需求，寻求最大化其收益形式的支付。特别地，利用前景理论这一能对现实人类选择进行建模的强大框架，将产消者的主观行为显式反映到其支付函数中。对于这一基于前景的随机博弈，证明总存在一个平稳纳什均衡，其中产消者在均衡中的交易策略与时间和博弈历史无关。此外，提出一种无需产消者之间信息共享的新型分布式算法，并证明其收敛到$\epsilon$-纳什均衡。另一方面，在供给侧，电力公司与产消者之间的交互被建模为一个在线优化问题，其中电力公司的目标是学习其最优能量分配规则。对于此情形，证明该优化问题存在无遗憾算法，意味着无论产消者之间博弈的实际结果如何，电力公司都能遵循一种策略，使其分配成本如同事先知晓整个需求市场一样得到缓解。仿真结果展示了所提算法收敛到其预测结果，并呈现了前景理论带来的新见解，有助于实现更高效的智能电网能量管理。