【顶级EI复现】基于主从博弈的售电商多元零售套餐设计与多级市场购电策略附Matlab代码

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🔥 内容介绍

随着电力市场改革的深入，售电商在多元零售套餐设计与多级市场购电决策上面临复杂挑战。本文基于主从博弈理论，构建售电商与用户之间的双层优化模型。上层模型以售电商利润最大化为目标，决策零售套餐参数与多级市场购电策略；下层模型反映用户响应行为，以用户效用最大化为目标选择最优套餐。通过 Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 条件将双层模型转化为单层混合整数非线性规划问题求解。基于 IEEE 33 节点系统的算例分析验证了模型的有效性，结果表明所提方法能够提高售电商利润、优化用户用电行为，并促进电力市场的协调运行。

关键词

售电商；多元零售套餐；多级市场；主从博弈；需求响应

一、引言

1.1 研究背景

电力市场化改革推动了售电侧竞争的形成，售电商作为连接发电企业与终端用户的重要环节，需要在复杂的市场环境中制定合理的零售套餐与购电策略。一方面，用户对电价的响应行为日益显著，不同类型用户具有多样化的用电需求与价格弹性；另一方面，售电商可参与日前市场、实时市场等多级电力市场进行购电，面临市场价格波动与供需不确定性的挑战。在此背景下，如何设计多元零售套餐并优化多级市场购电策略，成为售电商提升竞争力与盈利能力的关键问题。

1.2 研究现状

现有研究主要集中在单一零售套餐设计或购电策略优化，缺乏两者的协同决策。传统的零售套餐设计方法难以充分考虑用户的异质性与需求响应特性；而购电策略研究多忽略零售套餐对用户用电行为的引导作用。近年来，主从博弈理论在电力市场研究中得到广泛应用，通过构建双层优化模型能够有效描述售电商与用户之间的决策互动关系。然而，现有主从博弈模型在处理多级市场购电与多元零售套餐设计的联合优化问题上仍存在不足，需要进一步深入研究。

1.3 研究贡献

本文的主要贡献如下：

1. 提出一种考虑用户异质性与需求响应的多元零售套餐设计方法，设计了包含固定电价、分时电价和实时电价的混合套餐体系。

2. 构建售电商在多级电力市场（日前市场、实时市场、辅助服务市场）的购电决策模型，考虑市场价格波动与供需不确定性。

3. 基于主从博弈理论，建立售电商与用户之间的双层优化模型，通过数学转换将其转化为单层混合整数非线性规划问题求解。

4. 提出一种改进的粒子群算法求解模型，设计自适应惯性权重与变异操作提高算法收敛速度与全局搜索能力。

二、问题描述与模型假设

2.1 系统架构

考虑一个包含多个售电商、多种类型用户和多级电力市场的电力系统。售电商从不同电力市场购电，设计多种零售套餐供用户选择；用户根据自身用电需求与套餐特性选择最优套餐，并调整用电行为以最大化自身效用。系统架构如图 1 所示。

[此处可插入系统架构图]

2.2 模型假设

1. 售电商具有完全信息，能够准确预测用户对不同套餐的选择概率与需求响应行为。

2. 用户类型可分为居民用户、商业用户和工业用户，各类用户具有不同的用电特性与价格弹性。

3. 电力市场分为日前市场、实时市场和辅助服务市场，各市场具有不同的价格形成机制与交易规则。

4. 售电商需要满足一定的供电可靠性要求，通过参与辅助服务市场购买备用容量。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

🔗 参考文献

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