摘要
随着经济的快速发展，人类社会对能源的需求量越来越大，但是不可再生能源在满足人们物质精神生活的同时，也带来了严重的环境污染。因此，在能源结构改革的大趋势下，可再生能源的发展成为备受关注的一大热点。为有效消纳可再生能源，促进能源系统中存在的多种能源深度耦合，实现能源系统的综合利用与发展，技术手段和政策扶持都同等重要。当前，可再生能源发电（Power to gas，即P2G）技术的兴起为有效提升可再生能源利用率提供新的途径，同时科学合理的能源补贴机制对于促进新生事物跨越式发展有着强大助力，然而如何对同时考虑两者的综合能源系统进行优化调度，成为当下亟待解决的重点问题。 因此，本文从环保性、节能性、整体性的角度出发，深度分析能源系统中存在的三方主体，即政府、供能商、消费者，通过梳理能源交易的流程来探究如何发挥能源系统的最大效益。首先，基于参与者的不同侧重分别建立目标函数，并对各类型能量交换设备建立数学模型和负荷约束。其次，梳理能源交易过程，确定不同参与者的行为方式和行为依据，针对三个博弈方设定双层Stackelberg博弈，并对博弈流程进行解释分析。接着，基于数学模型和博弈流程的设定，对博弈均衡解的存在性进行证明，并提出有针对性的分布式求解方法。最后，通过算例验证在综合能源中引入P2G设备以及动态能源补贴机制的优越性。 通过研究结果可以看到，在多能源多主体的系统中引入P2G设备，可以利用技术手段实现电转气，有效地消纳可再生能源的富余出力，提升产能水平，降低用能成本，减缓能源系统中能源供给端和需求端之间的时序不匹配问题，提升系统的稳定性与安全性；当在能源系统中同时引入P2G设备以及动态能源补贴机制后，在提升能源系统整体综合效益的同时，将政府纳入能源系统的交易过程中，提高了政府促进能源系统的主动性，进一步促进了能源系统向着更加环保和可持续性的方向发展。本文所提出的方法可以为能源系统未来在能源补贴决策上提供一定的借鉴作用与参考价值。
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