[发明专利]一种基于主从博弈的电氢综合能源系统优化运行方法

权利要求书

1.一种基于主从博弈的电氢综合能源系统优化运行方法，其特征是包括如下步骤：

步骤1、设计电氢综合能源系统的基本架构，构建产销一体化结构；

步骤2、建立一主两从的主从博弈模型；

步骤3、对电氢综合能源系统进行条件约束；

步骤4、利用遗传算法对步骤2建立的一主两从的主从博弈模型进行求解。

2.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的电氢综合能源系统优化运行方法，其特征是所述电氢综合能源系统的基本架构包括风电机组、用电负荷、电解槽、压缩器、燃料电池、用氢负荷、高压储氢设备，其中，电解槽、高压储氢设备、燃料电池之间建立电解槽-高压储氢设备-燃料电池装置模型；用电负荷由风电机组发电、燃料电池、外部电网提供；多余的风电出力输送给电解槽；电解槽通过电解水获得氢气，一部分氢气通过压缩器后储存在高压储氢设备中，高压储氢设备中的氢气通过燃料电池为用电负荷供电，起到削峰填谷的作用；另一部分氢气通过压缩器后售给用氢负荷。

3.根据权利要求2所述的一种基于主从博弈的电氢综合能源系统优化运行方法，其特征是所述电解槽-高压储氢设备-燃料电池装置模型包括电解槽制氢和燃料电池发电约束、储氢和售氢约束、高压储氢设备中氢气的状态约束、燃料电池并网逆变器有功、无功约束；

所述电解槽制氢和燃料电池发电约束如式(1)和(2)；所述储氢和售氢约束如式(3)-(5)；所述高压储氢设备中氢气的状态约束如式(6)-(7)；所述燃料电池并网逆变器有功、无功约束如式(8)；

式中，P_P2G,t和P_HE,t分别为t时刻电解制氢耗电功率和燃料电池并网逆变器所产生的发电功率；α_P2G为制氢耗损系数；β_HE为发电耗损系数；分别为t时刻制氢量、耗氢量、售氢量；和分别为制氢所需功率的上下限；和分别为燃料电池发电功率的上下限；和为售氢量的上下限；为高压储氢设备t时刻的氢气储存量；和分别为高压储氢设备内氢气储存量的上下限；Q_HE,t为燃料电池并网逆变器所产生的无功功率；S_HE,t为燃料电池并网逆变器最大视在功率。

4.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的电氢综合能源系统优化运行方法，其特征是所述一主两从的主从博弈模型中包括3个基本要素，3个基本要素分别为参与者、策略、收益/支付；所述参与者包括领导者和跟随者；所述领导者为电氢综合能源系统运营商，领导者策略为电氢综合能源系统运营商的售氢价，领导者策略的目标为电氢综合能源系统运营商的售氢利润最大，电氢综合能源系统运营商所制定的策略是跟随者制定策略的基础；所述跟随者包括两个跟随者，两个跟随者分别为储能行为和售氢行为，跟随者策略包括储能行为策略和售氢行为策略，利用各时段购氢功率、售电功率作为储能行为策略，利用各时段用氢负荷响应量作为售氢行为策略，储能行为和售氢行为看作是电氢综合能源系统运营商的两个虚拟博弈者；储能行为策略和售氢行为策略分别调整储能行为和售氢行为各自自身的收益/支付函数，并将储能行为和售氢行为各自策略下的收益/支付函数反馈给领导者；领导者通过自身的策略影响跟随者策略从而间接决定自身的收益函数，在整个博弈过程中领导者处于主导地位。