بهینه سازی دو لایه تئوری بازی برای لجستیک باتری در بازارهای خورشیدی همتا به همتای امن شده با بلاک چین تحت قیود تاب آوری سایبر-فیزیکی

زمینه و مسئله: رشد سریع سیستم های خورشیدی توزیع شده و ظهور بازارهای انرژی همتا به همتا، نیازمند زیرساخت های لجستیکی کارآمد برای مدیریت جریان باتری های ذخیره ساز میان تولیدکنندگان و مصرف کنندگان است. با این حال، ماهیت غیرمتمرکز این بازارها، چالش های امنیتی سایبری و فیزیکی متعددی از جمله حملات دستکاری داده ها، عدم اعتماد بین همتایان، و شکنندگی زیرساخت های فیزیکی لجستیک ایجاد کرده است. بلاک چین به عنوان یک فناوری دفترکل توزیع شده راه حلی برای مسئله اعتماد ارائه می دهد، اما بهینه سازی لجستیک باتری در چنین بستری با قیود تاب آوری سایبر-فیزیکی، مسئله ای پیچیده و حل نشده است. هدف: این پژوهش با هدف ارائه یک مدل بهینه سازی دو لایه مبتنی بر تئوری بازی برای لجستیک باتری در بازارهای خورشیدی همتا به همتای امن شده با بلاک چین تحت قیود تاب آوری سایبر-فیزیکی انجام شده است. روش: پژوهش حاضر از رویکرد مدل سازی ریاضی ترکیبی شامل تئوری بازی تکاملی در لایه بالایی برای مدل سازی تعاملات راهبردی بین همتایان و برنامه ریزی خطی آمیخته با اعداد صحیح تصادفی در لایه پایینی برای بهینه سازی عملیاتی لجستیک استفاده می کند. بستر بلاک چین بر اساس مکانیزم اجماع اثبات سهام پیاده سازی شد. داده های مورد نیاز شامل اطلاعات معاملاتی چهارصد همتای شرکت کننده در یک بازار آزمایشی خورشیدی در تهران طی دوره شش ماهه بود. برای شبیه سازی حملات سایبری و سناریوهای تخریب فیزیکی از روش تحلیل سناریو استفاده شد. یافته ها: مدل پیشنهادی توانست در مقایسه با مکانیزم های حراج سنتی و بازارهای متمرکز، بازده کل معاملات را بیست و هشت درصد افزایش، زمان تسویه را نود و پنج درصد کاهش، و شاخص تاب آوری سایبر-فیزیکی را در برابر هفت نوع حمله رایج، چهل و دو درصد بهبود بخشد. نقطه تعادل بازی نشان داد که استراتژی همکاری مشروط بالاترین ماندگاری را در جمعیت همتایان دارد. همچنین نشان داده شد که هزینه های تراکنش بلاک چین در سطوح پایین مصرف انرژی (کمتر از یکصد و پنجاه مگاوات ساعت ماهانه) قابل جذب است. نتیجه گیری: مدل ارائه شده نخستین چارچوب یکپارچه برای تلفیق لجستیک باتری، بازار انرژی همتا به همتا، بلاک چین، و تاب آوری سایبر-فیزیکی است. پیاده سازی این مدل می تواند به توسعه بازارهای انرژی غیرمتمرکز مقاوم و کارآمد کمک کند.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی دو لایه ، تئوری بازی ، لجستیک باتری ، بازار همتا به همتا ، بلاک چین ، تاب آوری سایبر-فیزیکی ، انرژی خورشیدی