目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1從控制與決策的角度看工程博弈問題1
1.2博弈論基礎(chǔ)4
1.3工程博弈論關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題7
1.4電力系統(tǒng)工程應(yīng)用展望10
1.4.1電力系統(tǒng)規(guī)劃11
1.4.2電力系統(tǒng)調(diào)度11
1.4.3電力系統(tǒng)控制12
1.4.4分布式電源與微電網(wǎng)12
1.4.5需求響應(yīng)13
1.4.6電網(wǎng)安全13
1.4.7電網(wǎng)演化14
1.5本書的主要內(nèi)容15
參考文獻16
基礎(chǔ)篇
第2章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)23
2.1函數(shù)與映射23
2.2空間與范數(shù)23
2.2.1向量范數(shù)24
2.2.2誘導(dǎo)矩陣范數(shù)25
2.3連續(xù)性、可微性與緊性26
2.4集值映射及其連續(xù)性28
2.5凸集與凸函數(shù)30
2.6不動點與壓縮映射31
2.7單目標(biāo)優(yōu)化問題.32
2.8動態(tài)優(yōu)化與最優(yōu)控制36
2.9多目標(biāo)優(yōu)化與Pareto最優(yōu)39
2.10動態(tài)規(guī)劃與近似動態(tài)規(guī)劃41
2.10.1動態(tài)規(guī)劃41
2.10.2近似動態(tài)規(guī)劃42
2.11概率論44
2.11.1樣本、事件與概率44
2.11.2概率論若干基本定理45
2.11.3條件概率與全概率公式45
2.11.4Bayes法則46
2.12隨機過程47
2.12.1基本概念及統(tǒng)計特征47
2.12.2Poisson過程和Wiener過程49
2.12.3Markov過程與Markov鏈50
2.13隨機微分方程51
2.13.1均方連續(xù)、均方導(dǎo)數(shù)與隨機積分51
2.13.2三類簡單隨機微分方程53
2.13.3Ito方程54
參考文獻54
第3章 靜態(tài)非合作博弈56
3.1博弈論的基本概念56
3.1.1博弈的基本要素56
3.1.2標(biāo)準型博弈60
3.1.3博弈論的基本假設(shè)61
3.1.4博弈的基本分類62
3.1.5標(biāo)準型博弈的解62
3.1.6Nash均衡65
3.2完全信息靜態(tài)博弈67
3.2.1連續(xù)策略博弈67
3.2.2混合策略博弈68
3.2.3Nash均衡的存在性72
3.2.4Nash均衡的求解74
3.2.5二人零和博弈75
3.3不完全信息靜態(tài)博弈78
3.3.1不完全信息78
3.3.2非對稱信息的Cournot寡頭競爭模型79
3.3.3不完全信息靜態(tài)(Bayes)博弈81
3.3.4Bayes-Nash均衡86
3.3.5不完全信息靜態(tài)博弈的典型應(yīng)用——拍賣87
3.3.6混合策略的再認識89
參考文獻92
第4章 一般動態(tài)博弈94
4.1完全信息動態(tài)博弈94
4.1.1擴展式博弈96
4.1.2子博弈精煉Nash均衡102
4.1.3重復(fù)博弈107
4.2不完全信息動態(tài)博弈117
4.2.1不完全信息動態(tài)博弈的基本概念117
4.2.2精煉Bayes-Nash均衡118
4.2.3幾種均衡概念的比較125
4.2.4不完全信息動態(tài)博弈的應(yīng)用——信號博弈126
參考文獻131
第5章 靜態(tài)合作博弈132
5.1從非合作博弈到合作博弈132
5.2合作博弈的基本概念133
5.3合作博弈的分類134
5.4特征函數(shù)博弈136
5.4.1特征函數(shù)136
5.4.2支付與分配137
5.4.3超可加性博弈139
5.5合作博弈的穩(wěn)定性140
5.5.1聯(lián)盟的穩(wěn)定性140
5.5.2核141
5.5.3近似的穩(wěn)定結(jié)果——ε-核和最小核145
5.5.4核仁147
5.5.5DP指標(biāo)148
5.6分配的公平性149
5.6.1邊際貢獻149
5.6.2Shapley值151
5.7合作博弈的計算問題153
5.7.1核的確定方法153
5.7.2Shapley值的計算方法154
5.8討價還價博弈154
參考文獻156
第6章 微分博弈157
6.1非合作微分博弈157
6.1.1非合作微分博弈的數(shù)學(xué)描述157
6.1.2非合作微分博弈的三種Nash均衡159
6.1.3二人零和非合作微分博弈161
6.2合作微分博弈164
6.3主從微分博弈166
6.3.1主從微分博弈的Stackelberg均衡166
6.3.2主從微分博弈的最優(yōu)性條件168
6.4說明與討論172
參考文獻172
第7章 演化博弈174
7.1兩個自然界例子174
7.1.1獅子和斑馬捕食174
7.1.2鷹鴿博弈175
7.2演化博弈的基本理論177
7.2.1演化博弈的基本內(nèi)容與框架177
7.2.2演化博弈的分類178
7.2.3適應(yīng)度函數(shù)178
7.2.4演化過程179
7.2.5演化穩(wěn)定均衡181
7.3經(jīng)典博弈問題的再認識186
7.4演化博弈與經(jīng)典博弈的關(guān)系188
7.4.1Nash均衡對演化博弈的詮釋188
7.4.2經(jīng)典博弈的困惑189
7.4.3經(jīng)典博弈與演化博弈的區(qū)別189
7.5說明與討論190
參考文獻190
方法篇
第8章 多目標(biāo)優(yōu)化問題的博弈求解方法195
8.1多目標(biāo)優(yōu)化問題及Pareto解195
8.2綜合法198
8.2.1多目標(biāo)優(yōu)化問題的博弈模型198
8.2.2非合作博弈求解方法199
8.2.3合作博弈求解方法199
8.2.4Nash均衡與Pareto最優(yōu)解的關(guān)系200
8.3加權(quán)系數(shù)法205
8.4Nash談判法209
8.5說明與討論213
參考文獻213
第9章 魯棒優(yōu)化問題的博弈求解方法215
9.1魯棒優(yōu)化問題的博弈詮釋216
9.2不確定性刻畫及最優(yōu)策略保守性討論217
9.2.1不確定性的刻畫217
9.2.2參數(shù)選擇219
9.3靜態(tài)魯棒優(yōu)化問題222
9.3.1靜態(tài)魯棒優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型222
9.3.2靜態(tài)魯棒優(yōu)化問題的求解算法226
9.4動態(tài)魯棒優(yōu)化問題226
9.4.1ARO的數(shù)學(xué)模型227
9.4.2ARO的求解方法228
9.5說明與討論236
參考文獻237
第10章 魯棒控制問題的博弈求解方法240
10.1魯棒控制問題的博弈詮釋240
10.2魯棒控制問題的數(shù)學(xué)模型242
10.3魯棒控制問題的微分博弈模型244
10.3.1參與者244
10.3.2支付244
10.3.3約束條件245
10.4魯棒控制器的構(gòu)造245
10.4.1變尺度反饋線性化H∞設(shè)計方法249
10.4.2基于Hamilton系統(tǒng)的設(shè)計方法252
10.4.3策略迭代法255
10.4.4基于ADP的魯棒控制在線求解方法256
10.5說明與討論258
參考文獻259
第11章 雙層優(yōu)化問題的博弈求解方法261
11.1雙層優(yōu)化問題簡介261
11.2N-S-N博弈的數(shù)學(xué)模型263
11.3N-S-N博弈的求解方法264
11.3.1不動點型迭代算法265
11.3.2駐點法265
11.3.3駐點優(yōu)化法268
11.4半零和雙線性主從博弈271
11.5廣義Nash博弈272
11.6說明與討論275
參考文獻276
應(yīng)用篇
第12章 風(fēng)-光-儲混合電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計實例281
12.1HPS簡介281
12.2HPS最佳容量設(shè)計284
12.2.1容量設(shè)計的非合作博弈模型284
12.2.2Nash均衡的存在性293
12.2.3博弈模型的求解方法295
12.2.4實例分析297
12.3HPS分配策略305
12.3.1HPS規(guī)劃的聯(lián)盟型表述306
12.3.2穩(wěn)定分配的條件307
12.3.3改進DP指標(biāo)311
12.3.45種典型分配策略312
12.3.5分配策略的分析314
12.4說明與討論316
參考文獻317
第13章 魯棒調(diào)度設(shè)計實例318
13.1魯棒經(jīng)濟調(diào)度318
13.1.1數(shù)學(xué)模型319
13.1.2求解算法323
13.1.3仿真分析323
13.2魯棒備用整定334
13.2.1不確定性的刻畫335
13.2.2魯棒備用整定的ARO模型336
13.2.3算例分析338
13.3魯棒機組組合343
13.3.1傳統(tǒng)機組組合344
13.3.2魯棒機組組合數(shù)學(xué)模型346
13.3.3算例分析348
13.4省級電網(wǎng)應(yīng)用實例353
13.4.1系統(tǒng)概況353
13.4.2節(jié)能減排政策的考慮354
13.4.3魯棒機組組合355
13.4.4魯棒備用整定356
13.5說明與討論356
參考文獻357
第14章 若干電力經(jīng)濟問題實例360
14.1碳排放稅的制定360
14.1.1概述360
14.1.2博弈模型362
14.1.3實例分析365
14.2靜態(tài)備用容量配置371
14.2.1概述371
14.2.2博弈模型373
14.2.3求解算法382
14.2.4實例分析383
14.3中長期購電計劃394
14.3.1概述394
14.3.2博弈模型及求解算法395
14.3.3實例分析397
14.4零售市場的定價與調(diào)度400
14.4.1概述400
14.4.2博弈模型401
14.4.3實例分析408
14.5說明與討論412
參考文獻413
第15章 魯棒控制設(shè)計實例416
15.1水輪機勵磁與調(diào)速的協(xié)調(diào)魯棒控制416
15.1.1多機系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型416
15.1.2鎮(zhèn)定控制器設(shè)計420
15.1.3工作點調(diào)節(jié)問題421
15.1.4魯棒控制器設(shè)計422
15.1.5控制效果424
15.2非線性魯棒電力系統(tǒng)穩(wěn)定器429
15.2.1多機系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型429
15.2.2NR-PSS控制器設(shè)計430
15.2.3NR-PSS動模實驗434
15.3負荷頻率魯棒控制器設(shè)計440
15.3.1負荷頻率魯棒控制模型440
15.3.2負荷頻率魯棒控制的在線求解441
15.4STATCOM在線魯棒控制器設(shè)計445
15.4.1考慮干擾的含STATCOM的單機無窮大系統(tǒng)模型445
15.4.2STATCOM非線性魯棒控制器在線設(shè)計446
15.5說明與討論451
參考文獻452
第16章 網(wǎng)絡(luò)安全博弈設(shè)計實例454
16.1安全博弈及其構(gòu)成要素455
16.1.1參與者455
16.1.2策略空間455
16.1.3支付456
16.1.4信息結(jié)構(gòu)456
16.2安全博弈的數(shù)學(xué)模型457
16.2.1攻擊者-防御者(A-D)模型457
16.2.2防御者-攻擊者(D-A)模型459
16.2.3防御者-攻擊者-防御者(D-A-D)模型460
16.3求解方法460
16.3.1攻擊者-防御者(A-D)模型460
16.3.2防御者-攻擊者(D-A)模型462
16.3.3防御者-攻擊者-防御者(D-A-D)模型463
16.4應(yīng)用設(shè)計實例470
16.4.1雙層安全博弈設(shè)計實例470
16.4.2三層安全博弈設(shè)計實例477
16.4.3河南特高壓交直流混聯(lián)系統(tǒng)安全博弈設(shè)計實例483
16.5說明與討論486
參考文獻486
第17章 電網(wǎng)演化分析實例488
17.1電網(wǎng)演化生長模型488
17.1.1電網(wǎng)演化的驅(qū)動與制約因素488
17.1.2局域世界演化網(wǎng)絡(luò)模型490
17.1.3電網(wǎng)生長演化模型491
17.2三代電網(wǎng)的演化493
17.2.1三代電網(wǎng)的基本理論494
17.2.2三代電網(wǎng)生長演化條件495
17.2.3仿真結(jié)果與分析496
17.3計及SOC特性的電網(wǎng)演化500
17.3.1經(jīng)典OPA模型及其改進模型501
17.3.2電力系統(tǒng)發(fā)展診斷指標(biāo)與成本計算502
17.3.3計及SOC特性的電網(wǎng)演化模型506
17.3.4算例分析512
17.4電網(wǎng)演化博弈模型526
17.4.1電網(wǎng)演化穩(wěn)定均衡基本思想526
17.4.2能源監(jiān)管-電網(wǎng)公司-負荷用戶博弈模型526
17.4.3電網(wǎng)演化過程及穩(wěn)定均衡的求解532
17.4.4算例分析533
17.5說明與討論536
參考文獻537
索引539