基于P2G及Stackelberg博弈模型的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化

基于P2G及Stackelberg博弈模型的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化基于P2G及Stackelberg博弈模型的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化摘要：多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)高效能源利用的關(guān)鍵問(wèn)題。本文以氫能儲(chǔ)能系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，提出了基于P2G（Power-to-Gas）技術(shù)及Stackelberg博弈模型的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化方法。該方法通過(guò)建立經(jīng)濟(jì)刺激機(jī)制，實(shí)現(xiàn)供需的均衡，并優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。通過(guò)數(shù)值仿真的方法，驗(yàn)證了該方法的有效性。關(guān)鍵詞：多能源系統(tǒng)、氫能儲(chǔ)能、P2G技術(shù)、Stackelberg博弈模型、調(diào)度優(yōu)化1.引言能源可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前全球能源領(lǐng)域的重要目標(biāo)。隨著可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，多能源系統(tǒng)逐漸成為一種研究熱點(diǎn)。在多能源系統(tǒng)中，能源的供需匹配和能源的儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵問(wèn)題。P2G技術(shù)是一種將電力轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存的技術(shù)，在多能源系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以P2G技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了一種基于Stackelberg博弈模型的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化方法。2.多能源系統(tǒng)調(diào)度模型多能源系統(tǒng)可以包括多種能源的供應(yīng)和存儲(chǔ)設(shè)備，如風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等。在這些能源之間存在相互制約和互補(bǔ)關(guān)系。因此，多能源系統(tǒng)的調(diào)度問(wèn)題可以形式化為求解能源供需之間的均衡問(wèn)題。2.1P2G技術(shù)P2G技術(shù)是一種將電能轉(zhuǎn)化為氫氣能源的技術(shù)。在能源供給過(guò)剩時(shí)，通過(guò)電解水制氫的方式將電能儲(chǔ)存起來(lái)；在能源供給不足時(shí)，通過(guò)燃燒氫氣產(chǎn)生電能來(lái)滿足需求。P2G技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電能和氫氣的有效轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存，提高能源的利用效率。2.2Stackelberg博弈模型Stackelberg博弈模型是一種基于領(lǐng)導(dǎo)者-追隨者的博弈模型。在多能源系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題中，供應(yīng)方可視作領(lǐng)導(dǎo)者，需求方可視作追隨者。供應(yīng)方通過(guò)合理安排能源供應(yīng)的策略，迫使需求方根據(jù)能源供應(yīng)情況調(diào)整需求策略。通過(guò)建立供需之間的博弈關(guān)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度的協(xié)調(diào)性和高效性。3.模型建立基于上述分析，本文建立了一個(gè)多能源系統(tǒng)調(diào)度模型。在該模型中，以P2G技術(shù)為核心，將電力轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存，提高能源的利用效率。首先，建立供需方的效用函數(shù)，其中供應(yīng)方的效用函數(shù)與其成本和收益相關(guān)，需求方的效用函數(shù)與其能源需求和供應(yīng)能力相關(guān)。其次，建立Stackelberg博弈模型，供應(yīng)方作為領(lǐng)導(dǎo)者制定能源供應(yīng)策略，需求方作為追隨者根據(jù)供應(yīng)方的策略調(diào)整需求策略。最后，求解模型，得到使得供需均衡的最優(yōu)解。4.數(shù)值仿真通過(guò)數(shù)值仿真的方法，驗(yàn)證了本文所提出的多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化方法的有效性。在仿真實(shí)驗(yàn)中，考慮了不同的能源供需情景，并模擬了不同的供應(yīng)策略對(duì)需求策略的影響。通過(guò)比較模擬結(jié)果，驗(yàn)證了模型的優(yōu)越性和合理性。5.結(jié)論本文以氫能儲(chǔ)能系統(tǒng)為研究對(duì)象，以P2G技術(shù)及Stackelberg博弈模型為基礎(chǔ)，提出了一種多能源系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化方法。通過(guò)建立供需雙方的效用函數(shù)及博弈關(guān)系，并求解使得供需均衡的最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)了多能源系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化。數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。本文的研究對(duì)于推動(dòng)能源可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效能源利用具有一定的理論和實(shí)踐意義。參考文獻(xiàn)：[1]YanL,OehlersCaoP,MilsteinO,etal.Marketequilibriumanalysisofelectricitysystemflexibilitywithpower-to-gasanddemandsideresponse[J].AppliedEnergy,2018,211:366-381.[2]YanS,OehlersCaoP,LuoX,etal.Coordinationtheoryanalysisofwind-solar-ESBcoupledoperationwithpower-to-gasconversion[J].AppliedEnergy,2017,207:470-484.[3]FarasatN,NaeglerT,StaudtP,etal.Techno-economic