基于斯塔克尔伯格博弈的光伏制氢系统能量优化管理策略

摘要

针对由于氢能生产经济性低，难以满足日益增长的氢能需求问题，提出基于斯塔克尔伯格(Stackelberg)博弈机制的光伏制氢系统能量优化管理策略。首先，在博弈模型中，氢能生产商作为上层领导者，以净收益最大为目标制定与下层用户交易的氢能价格；用户作为下层跟随者，以最大消费者剩余为目标，并兼顾上层氢能生产商制定的售氢价格，对自身用能策略进行调整，并将所需负荷量反馈上层，两者进行博弈，最终达到博弈均衡。其次，在考虑氢能生产商收益和用户用氢需求的基础上，建立光伏制氢系统能量管理模式以优化制氢系统各个设备出力，达到提高氢能生产商的经济性和满足用户氢能需求的目的。最后，通过分析氢能生产商与用户的博弈目标及策略，从理论上证明了博弈存在唯一均衡解，并调用Cplex求解器对模型进行求解。结果表明，所提出的基于Stackelberg博弈能量的优化管理策略可有效提高系统的经济性和满足用户需求，达到了博弈双方双赢的效果。

关键词

光伏制氢 / Stackelberg博弈 / 能量优化管理 / 经济性 / 用户需求