園區(qū)能源供需價(jià)量雙層Stackelberg博弈模型

魯鵬，馮春賢，武偉鳴，王鐵強(qiáng)，謝麗娟，馬瑞

(1. 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司，河北 石家莊 050021；2. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114)

0 引言

隨著能源市場(chǎng)消費(fèi)轉(zhuǎn)型推進(jìn)，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)能源商與用戶進(jìn)行博弈成為必然趨勢(shì)[1]。傳統(tǒng)園區(qū)以冷熱電聯(lián)供[2-3]（combined cooling, heating and power, CCHP）為核心單元的供能系統(tǒng)，不能滿足用戶側(cè)對(duì)于多能耦合需求的提升。工業(yè)用戶整體對(duì)電能需求量巨大，若通過(guò)多能耦合等方式提升對(duì)電能的利用效率，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)具有節(jié)能意義[4]。

近年關(guān)于園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化已成為熱點(diǎn)問(wèn)題之一。文獻(xiàn)[5]以用戶層最優(yōu)需求響應(yīng)為目標(biāo)。文獻(xiàn)[6]提出了雙層Stackelberg主從復(fù)合博弈模型。文獻(xiàn)[7]提出了園區(qū)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商與用戶雙方多主體的最優(yōu)交易策略。文獻(xiàn)[8]建立了基于演化博弈模型，通過(guò)不同的用能策略修訂協(xié)議進(jìn)行求解。文獻(xiàn)[9]以微能源網(wǎng)與配電網(wǎng)為博弈參與者，建立優(yōu)化模型。文獻(xiàn)[10]提出了基于Shapley值的工業(yè)園區(qū)主從復(fù)合博弈模型。文獻(xiàn)[11]以效益和用能成本為優(yōu)化目標(biāo)建立了雙層聯(lián)盟博弈模型。文獻(xiàn)[12]建立了多主體主從博弈模型。文獻(xiàn)[13]提出了基于電價(jià)型綜合需求響應(yīng)策略的主從博弈模型。

電轉(zhuǎn)氣 (power to gas, P2G)技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)削峰填谷[14-16]。本文在上述文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，將P2G技術(shù)加入園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中，更加全面響應(yīng)了電、氣、熱子系統(tǒng)耦合程度提升的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)能源商與用戶能源類型、價(jià)格及需求量的協(xié)同優(yōu)化。

1 博弈模型

本文研究的綜合能源系統(tǒng)能源商（integrated energy system operators，IESO）以天然……