半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

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面向能源领域信息物理社会系统的行为仿真建模分析——以现货电力市场为例
作者:
作者单位:

1.香港中文大学(深圳),广东省深圳市 518100;2.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106;3.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027

作者简介:

柳文轩(1991—),男,通信作者,博士研究生,主要研究方向:电力市场、产业经济学、博弈论、机器学习。E-mail:wenxuanliu@link.cuhk.edu.cn
赵俊华(1980—),男,副教授,主要研究方向:电力系统分析与计算、智能电网、数据挖掘与人工智能、电力市场。E-mail:zhaojunhua@cuhk.edu.cn
黄杰(1983—),男,博士,高级工程师,主要研究方向:碳排放及碳市场风险防控。E-mail:huangjie1@sgepri.sgcc.com.cn

通讯作者:

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(91746118);深圳市科技创新委员会基础研究项目(JCYJ20170410172224515)。


Simulation and Modelling Analysis on Behavior of Cyber Physical Social System in Energy: A Case in Electricity Spot Market
Author:
Affiliation:

1.The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen 518100, China;2.NARI Group Corporation (State Grid Electric Power Research Institute), Nanjing 211106, China;3.College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

Fund Project:

This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 91746118) and Shenzhen Municipal Science, Technology Innovation Committee (No. JCYJ20170410172224515).

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    摘要:

    信息物理社会系统(CPSS)旨在描述复杂网络系统中信息网络、物理系统和社会因素的特征及其交互影响,以实现对该类系统的建模、推理和决策。CPSS研究中,如何反映社会行为是最大难点之一。依据历史和仿真数据,采用生成对抗网络(GAN)模型对不确定的社会行为建模,并通过混合仿真方法推演了当前广东现货电力市场设计中的实际问题,即燃气机组补贴对市场的潜在影响。

    Abstract:

    Cyber physical social system (CPSS) is applied to describe the characteristics and interactions of cyber space, physical systems and social agents in complex network systems, and it is designed to provide systematic modeling, inference and decision making. Human behavior modeling is a complex problem in CPSS. Based on the historical and simulated data, this paper employs the generated adversarial network (GAN) for uncertain social behavior modeling. Additionally, the hybrid simulation method is applied to derive the practical problem in the Guangdong electricity spot market of China, namely the potential impact of gas unit subsidies on the market.

    表 2 6个发电机组的参数设定Table 2 Parameter setting of the six generators
    表 3 真实参与者的表现及收益Table 3 Performance and income of real participants
    表 1 3个节点上的负荷Table 1 Load power of the three buses
    表 6 情况2下1号和4号机组的竞价策略Table 6 Bidding strategies of generator 1 and 4 in Case 2
    图1 信息物理社会系统的基本架构与组成元素Fig.1 Basic architecture and components of CPSS
    图2 社会行为分析框架的架构与元素Fig.2 Architecture and components of the social behaviour analysis
    图3 生成对抗网络的基本思路Fig.3 Basic idea of GAN
    图4 3个节点上的负荷曲线Fig.4 Load power curves of the three nodes
    图5 第10次混合仿真的市场出清结果Fig.5 Market clearing results of the 10th hybrid simulation
    图6 第30次混合仿真的市场出清结果Fig.6 Market clearing results of the 30th hybrid simulation
    图7 第50次混合仿真的市场出清结果Fig.7 Market clearing results of the 50th hybrid simulation
    图8 情况1下燃气补贴后各机组的出力情况Fig.8 Power supply of each unit after
    图9 情况1下燃气补贴后3个节点的出清价格Fig.9 Clearing price of the three buses after the gas subsidy in Case 1
    图10 情况2下燃气补贴后各机组的出力情况Fig.10 Power supply of each unit after
    图11 情况2下燃气补贴后3个节点的出清价格Fig.11 Clearing price of the three buses after
    表 4 经济学实验1号机组的典型报价策略Table 4 Typical bidding strategy of generator 1 in economic experiment
    表 5 情况1下1号和4号机组的竞价策略Table 5 Bidding strategies of generator 1 and 4 in Case 1
    图 GAN_STAN-1的收敛情况Fig. Convergence of GAN_STAN-1
    图 GAN_STAN-2的收敛情况Fig. Convergence of GAN_STAN-2
    图 GAN_GSTONE1的收敛情况Fig. Convergence of GAN_GSTONE1
    图 GAN_GSTONE2的收敛情况Fig. Convergence of GAN_GSTONE2
    图 GAN_CG1的收敛情况Fig. Convergence of GAN_CG1
    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

柳文轩,赵俊华,黄杰,等.面向能源领域信息物理社会系统的行为仿真建模分析——以现货电力市场为例[J].电力系统自动化,2020,44(4):8-15. DOI:10.7500/AEPS20190116002.
LIU Wenxuan,ZHAO Junhua,HUANG Jie,et al.Simulation and Modelling Analysis on Behavior of Cyber Physical Social System in Energy: A Case in Electricity Spot Market[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(4):8-15. DOI:10.7500/AEPS20190116002.

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  • 收稿日期:2019-01-16
  • 最后修改日期:2019-09-26
  • 录用日期:2019-09-29
  • 在线发布日期: 2020-02-16
  • 出版日期: