论文总字数：22797字

摘 要

随着科技发展，信息时代的到来，智能电网离我们的生活越来越近，而人们对于生活水平的要求也越来越高。在这样的背景下，居民用户用电智能化是必然趋势，而研究小区居民智能用电也有广阔的发展前景。

博弈论是研究两个或两个以上有利益冲突的参与者，如何根据掌握的情报来做出使自己利益最大化的决策的理论。博弈论已在电力市场、电力系统规划、电力系统调度等电力相关领域有了广泛御用。目前，在需求侧管理中引入博弈论已经成为了一个新的热点，运用博弈论的知识，可以给需求侧管理提供一种新的优化思路。传统的需求侧管理研究主要集中在大电力客户和电网之间，关于居民侧的研究较少，本文在智能电网的背景下，研究博弈论在小区居民智能用电中的运用，进行理论分析，设计硬件电路，进行实物仿真，验证理论结果。本文主要工作有，介绍智能小区的相关概念和实施居民需求侧管理的意义，介绍智能小区相关技术，包括通信技术，电价制定等等，简要介绍博弈论的相关概念及其在小区居民用电中的应用，给出数学仿真结果，根据仿真结果，设计硬件电路方案，搭建实验平台，验证仿真结果。本文将采用MSP430为控制芯片，用Zigbee技术进行组网和双向通信，因此还会着重介绍MSP430的使用和Zigbee的相关特点。

关键词： 智能居民用电；需求侧管理；博弈论；硬件仿真

Abstract

With the development of science and technology, the appoach of the information age, the smart grid is getting closer and closer to our life, and people's demand for the living standard is getting higher. Under this background, it is an inevitable trend for the residents to use electricity, and the research on the intelligent power of residential area has a broad development prospects.

Nowadays, the application of game theory in the demand side management has become a new hot spot. Game theory can provide a new optimization method for the demand side management. Based on the background of smart grid, this dissertation studies the application of game theory in the intelligent residential electricity, gives the theoretical analysis, and designs a hardware system to carry out the physical simulation and verify the theoretical results. The main work of this dissertation includes introducing the concept of intelligent residential electicity, intoducing game theory and its applications, giving the result of mathematical simulation, and designing hardware circuit scheme. This dissetation will use MSP430 as the control center, use Zigbee technology for networking and two-way communication, so it will also focus on the use of MSP430 and Zigbee related features.

Key words：Game theory; Demand side management; Intelligent residential electricity; Hardware simulation

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1选题的背景以及研究的意义 5

1.2 本课题研究领域国内外的研究现状 5

1.2.1国内外对于DSM的相关研究 5

1.2.2国内外博弈论在DSM中的运用 6

1.3 本文主要工作 6

第二章 智能小区居民用电技术概述 8

2.1智能小区的内涵和特征 8

2.2居民智能用电关键技术 8

2.2.1通信技术 8

2.2.2智能电表技术 9

2.2.3智能调度及储能技术 9

2.2.4需求侧管理技术 9

2.2.5 实时电价 11

2.3本章小结 11

第三章 博弈论在小区居民用电中的运用 12

3.1博弈论概述 12

3.1.1博弈论的定义 12

3.1.2博弈论的分类 13

3.2博弈论在小区居民用电中的运用 13

3.2.1系统建模 14

3.2.2仿真结果 17

3.3 本章小结 18

第四章 实物设计方案 19

4.1 硬件系统需求分析和总体设计方案 19

4.2硬件电路介绍 21

4.2.1芯片介绍 21

4.2.2 ADC12模数转换模块 22

4.2.3电源模块 23

4.2.4 继电器模块 23

4.2.5 Zigbee技术及CC2530 24

4.3软件设计 26

4.3.1从机设计 26

4.3.2主机设计 27

4.4 实验结果 29

4.5 本章小结 29

第五章 总结与展望 30

5.1 工作总结 30

5.2 工作展望 30

致 谢 31

参 考 文 献 32

第一章 绪论

1.1选题的背景以及研究的意义

随着资源和环境形势日趋严峻，电力行业必然将走上低碳之路^[1]。为了解决电力供需之间日趋严重的矛盾和环境污染等问题，需求侧管理（DSM）在国际上被广泛使用。很多国家已经开始实施DSM计划并产生了很好的效果，这给我们起到了很好的示范作用。DSM从九十年代引入中国并得到了广泛运用，也取得了不错的社会效益^[3][4]。

实施DSM可以起到一举多得的效果，比如从用户角度来说，实施DSM可以减少他们在用电上的支出；从电网公司角度来说，实施DSM可以使负荷曲线平稳，降低运行成本 ，开展节电服务获得利益；从社会角度来说，可以达到节能减排，减少温室气体排放，进行可持续发展的效果。

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