微能源网是支持大量分布式能源的接入和用户的广泛参与、深度融合信息技术的新型能源体系,能够实现多能互补和多网耦合,提高供能系统的灵活性与经济性。与供电公司及用户进行双向交互是微能源网的关键特征,而如何实现互动中的双赢对微能源网仍是一个挑战。本文针对以微能源网为核心的多利益主体能源交易系统,构建了非合作、双层Stackelberg和联盟合作的博弈交易模式,通过理论分析和算例验证指出了不同模式的优劣性,建立了基于博弈论的微能源网能量管理优化理论体系。本文的主要研究工作如下:(1)针对微能源网和用户在日前能源市场中的建模问题,首先基于能量母线结构搭建了微能源网系统模型,并对其中所耦合的设备进行了建模与运行约束分析。然后,以用户实际用能负荷与用能需求之间的偏差值为变量,量化了用户对实际用能调整的不满意度;同时考虑用户的购能支出与用能不满意度,利用模糊算法构建了用户的目标函数。微能源网和用户的建模为后续不同博弈模式下的能量管理优化打下了模型基础。(2)针对微能源网与用户的非合作能源交易问题,构建了基于非合作博弈的单微能源网能量管理优化模型,证明了该博弈均衡的存在性,提出了单微能源网与用户的博弈求解方法。在博弈模式下微能源网发布售能价格,用户根据所发布的价格调整用能负荷。算例结果表明,在所提的非合作博弈模式下,微能源网能实现能量最优并获得较好的经济收益,用户能较好地平衡购能支出和用能体验。(3)针对多微能源网与多类型参与者的非合作能源交易问题,构建了基于Stackelberg博弈的多微能源网双层能源交易模型,证明了均衡解的存在性,提出了一种无需透露自身目标函数信息的求解双层博弈均衡的分布式方法。考虑微能源网集群运行的多样性,研究了三种典型微能源网能源交易模式(独立、互联和集中管理)对博弈结果的影响。算例分析表明,所提的双层Stackelberg博弈建模和求解方法对不同交易模式下的多微能源网能量管理优化具有良好的适用性。(4)针对微能源网与不同参与者的合作能源交易问题,构建了基于联盟合作博弈的以微能源网为核心的多参与者能源交易模型,证明了不同联盟目标函数的超可加性,提出了不同联盟合作模式下博弈均衡的求解方法。引入核的理念分析了联盟的稳定性,利用Shapley值对联盟的收益进行了合理的分配。算例验证了模型和方法的可行性和有效性。