基于文献计量的微电网博弈调度研究热点分析_刘继文.pdf

第 24 卷 第 6 期 2023 年 6 月 电 气 技 术 Electrical Engineering Vol.24 No.6Jun.2023 基于文献计量的微电网博弈调度研究热点分析 刘继文 侯 强（沈阳工业大学管理学院，沈阳 110870）摘要 基于中国知网数据库收录的核心期刊、CSSCI 和 CSCD 核心合集文献数据，借助文献计量分析软件 COOC10.07 对所采集的相关文献作者、机构、期刊和关键词进行分析，描述微电网博弈调度相关领域的研究力量分布。结合 COOC10.07 软件和 VOSviewer 软件的频次分析、共现聚类分析功能，以关键词为研究点进行多维关系构建，绘制可视化图谱，从定量角度得出微电网博弈调度领域的技术热点、前沿关注点和未来发展趋势。计量分析结果发现，微电网博弈调度领域的前沿热点和预测关注点主要聚焦在微电网博弈调度与产消者、电力市场及能源管理或储能的结合方面。关键词：微电网；调度；博弈论；COOC；可视化分析 Hotspots analysis of research and development trend of microgrid game dispatching based on information visualization LIU Jiwen HOU Qiang(School of Management,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870)Abstract Based on the core journals,CSSCI and CSCD core collection literature data included in the CNKI database,the author,organization,journal and key words of the collected relevant literature are analyzed with the help of the literature metrological analysis software COOC10.07 to describe the distribution of research forces in the field of microgrid game dispatching.Combined with the frequency analysis and co-occurrence cluster analysis functions of COOC10.07 software and VOSviewer software,the multi-dimensional relationship is constructed with key words as the research point,and the visual map is drawn.From a quantitative perspective,the technical hotspots,frontier concerns and future development trends in the field of microgrid game dispatching are obtained.The results of bibliometric analysis show that the frontier hotspots and forecasting concerns in the field of microgrid game dispatching mainly focus on the combination of microgrid game dispatching with prosumers,power market and energy management or energy storage.Keywords：microgrid;dispatching;game theory;COOC;visual analysis 0 引言 作为新型电力系统中的基础环节，微电网系统在很大程度上可以提高分布式能源的消纳和能源利用效率，但要保证微电网的运行稳定性，需要进一步考虑微电网电力协调调度问题。博弈论作为解决多决策主体之间竞争、合作关系的数学理论1，能很好地适用于微电网中多用电需求规划问题。目前，博弈论在微电网调度中的应用仍处于研究和发展阶段，准确把握博弈视角下微电网调度领域的热点和前沿，对于微电网能源系统及新型电力系统的建设和发展具有重要意义。由于微电网的研究方向较多且较为分散，难以把握微电网博弈调度领域的具体前沿趋势，因此本文采用文献计量分析方法通过具体数据从量化角度进行统计分析。本文运用文献计量分析 COOC10.072软件（简称 COOC）和 VOSviewer 聚类分析软件，对中国知网（China national knowledge infrastructure,CNKI）数据库收录的期刊文献进行数据提取，并对其中的核心作者、收录期刊、研究机构和关键词进行频次 沈阳市哲学社会科学规划课题（SY202219Y）14 电 气 技 术 第 24 卷 第 6 期 统计分析、共现聚类分析和可视化分析，绘制矩阵图、聚类图和演进路径时区图等，总结当前微电网博弈调度领域的前沿研究热点及发展趋势。1 数据来源与研究方法 1.1 数据来源 本文选取中国知网期刊数据库作为检索平台，以关键词“博弈”并含“微电网”并含“调度”在高级检索中进行检索，检索项为“主题”，检索时段选择 20022022 年，来源类别勾选“核心期刊”“CSSCI”和“CSCD”，一共得到 1 333 篇相关数据结果，将所有文献导出为 Refworks格式。通过 COOC软件自带的文献去重与数据清洗功能，经过同义词批量合并、数据综合提取、清洗与删除和文献去重等过程，最终得到有效文献数据 1 084 条，涉及电力领域及交叉学科等共 134 种期刊。1.2 研究方法 本文采用文献计量分析法，运用文献计量分析软件 COOC 对数据源进行处理分析。通过发文时间把握微电网博弈调度领域的发文量和发文累计量，通过频次统计把握核心作者、研究机构和发表期刊的研究力量分布，通过关键词的频次统计和多维关系构建把握热点技术和前沿关注点。综合聚类分析结果和前沿热点，分析微电网博弈调度领域未来的发展趋势。本文整体研究脉络为：首先，将去重清洗后的有效文献数据导入 COOC 软件进行字段统计，提取发文时间、核心作者、收录期刊、关键词、研究机构及标题等文献数据中的信息，形成基本文献数据；其次，通过软件可视化功能对发文时间、核心作者、收录期刊、研究机构和关键词进行词频统计；最后，结合 COOC 和 VOSviewer 软件聚焦高频关键词进行共现聚类分析，构建关键词共现矩阵，绘制混淆矩阵图、双聚类二模矩阵图、高频关键词聚类图和关键词演进路径加权时区图等，以反映该领域研究的主题结构、核心作者主题研究结构及前沿研究热点等。通过以上可视化分析及聚类分析，综合把握该领域研究热点与发展趋势。2 研发力量分布 2.1 发文时间分布 根据中国知网检索的微电网博弈调度 1 084 条有效期刊数据，研究其发文时间分布，得到 20022022 年发文量和发文累计量如图 1 所示。由图 1 可以看出，20022022 年该领域的发文量和发文累计量基本呈逐年递增趋势，尤其是从 2015 年开始，文章数量快速增长。这可能与 2015 年国家出台相关政策有关，将微电网示范工程列入智能电网建设规划促进了微电网博弈调度领域的发展3。从图 1 可以看出，未来几年该领域的研究热度将持续上升，博弈论在微电网调度中的应用也将越来越广泛。图 1 20022022 年发文量和发文累计量 2.2 核心作者分布 国内微电网博弈调度领域发文量前 20 位的核心作者所发表的论文总量共计 241 篇，占 20022022 年发文累计量的 22.23%，具体排名及发文量见表 1。排名前三的作者分别是：梅生伟，清华大学，主要研究领域有电力系统、智能电网、主从博弈、工程博弈论等；艾芊，上海交通大学，主要研究领域有微电网、电力系统、多目标优化等；刘锋，清华大学，主要研究领域有微电网、电力系统、主从博弈等。从定量角度分析，结合图 2 所示核心作者词云图可以看出，期刊发文量越多，说明该作者在微电网博弈调度领域的影响力越大。表 1 国内发文量前 20 名作者 姓名 发文量/篇 姓名 发文量/篇 梅生伟 25 雷金勇 10 艾芊 18 韩肖清 10 刘锋 16 魏韡 10 程杉 15 薛禹胜 10 刘念 15 王成山 10 艾欣 12 刘文霞 9 文福拴 12 陈皓勇 9 郭力 11 李鹏 9 赵波 11 魏震波 9 杨苹 11 余涛 9 2023 年 6 月 刘继文等 基于文献计量的微电网博弈调度研究热点分析 15 图 2 核心作者词云图 2.3 收录期刊分布 国内该领域文献收录期刊前 25 名如图 3 所示，主要侧重在工学学科期刊，涵盖电力系统、自动化控制等多个学科领域。其中，以电力系统自动化期刊为最，说明微电网博弈调度领域目前的主要研究落脚点依然在微电网技术方面。图 3 文献收录期刊前 25 名 按关键词检索结合期刊文献来源，选取近三年被引率或下载量较高的作为代表性文献进行分析：张虹等（2020 年）在电力系统自动化发文，该文构建主从博弈双层优化模型以解决微电网供需协同优化调度问题4；李咸善等（2021 年）在中国电机工程学报发文，该文考虑共享储能，构建一主多从的两阶段博弈优化模型5；张衡等（2022 年）在电工技术学报发文，归纳总结了主从博弈在电力市场中的典型应用6；范培潇等（2023 年）在电工技术学报发文，提出一种双层控制结构的含电动汽车多微电网发电控制策略7；黎青等（2022年）在电气技术发文，考虑光伏发电系统和峰谷电价差，以成本最低为目标，确定微电网系统中光伏和储能的容量最佳配比8；张萍等（2023 年）在电气技术发文，提出考虑蓄电池结合氢储能的微电网系统的容量合理配置9。以上期刊收录文献主要研究方向基于博弈论方法对微电网进行博弈建模分析，考虑共享储能或电动汽车灵活储能，从多主体角度分析博弈参与者的经济调度问题或多目标优化问题等。在低频期刊中也出现如 控制与决策 系统工程理论与实践 统计与决策等侧重经济管理学科的期刊，这说明系统思想和经济思想逐渐覆盖到微电网调度领域，为博弈理论在该领域的发展奠定基础。2.4 研究机构分布 国内前 20 名研究机构 20022022 年在微电网博弈调度领域的发文情况如图 4 所示。由图 4 可以看出，华南理工大学电力学院和新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）在微电网博弈调度领域的研究力量较强，其他各机构发文数量紧随其后，该领域研究力量分布总体比较均匀，并主要集中在各大高校电气学院、新能源学院及电力研究所，该领域研究也覆盖了全国华北、华东、华南各地区，地区分布相对均匀。图 4 国内前 20 名研究机构发文情况 3 热点定位和高频词聚类统计分析 3.1 热点定位 通过分析微电网博弈调度领域的研究热点，有助于把握整个行业发展动向，使研究人员明确领域发展态势。首先，运用 COOC 软件对提取的期刊数据中关键词进行词频统计和可视化分析，高频关键词统计见表 2，关键词词云图如图 5 所示，可以看出“微电网”“博弈论”最为突出，对应关键词统计表中的词频也最高，这是由于将其作为检索词所致；16 电 气 技 术 第 24 卷 第 6 期 此外“经济调度”“电力市场”“能量管理”“产消者”等关键词也非常明显，出现频次较多，也是微电网博弈调度领域的重要研究方向。以高频关键词检索，选取被引率较高的作为代表性文献进行分析：在经济调度方面，刘一欣、郭力等（2017 年）针对微电网交易竞价问题建立动态博弈经济调度模型10；在电力市场方面，卢