电力系统中的能量管理的多时间尺度(比如一天时间内)优化问题具体是如何进行求解的?
2024-06-18
[摘要] 看到很多文章里面的优化问题,基本都是对一个时间段内的优化问题,如图,加上约束限制,但是我学到的方法都是关于对一个时刻内的优化求解,例如(增广)拉格朗日乘子法,而且很多文章里面直接用的商业求解器cplex,gurobi,或者cvx等,也有文章讲到用拉格朗日乘子法可以迭代求解,但具体求解的方式没有给出,请问这种多时间的能量管理,经济调度问题,如何具体的求解呢,(不用动态规划)有推荐的

看到很多文章里面的优化问题,基本都是对一个时间段内的优化问题,如图,加上约束限制,但是我学到的方法都是关于对一个时刻内的优化求解,例如(增广)拉格朗日乘子法,而且很多文章里面直接用的商业求解器cplex,gurobi,或者cvx等,也有文章讲到用拉格朗日乘子法可以迭代求解,但具体求解的方式没有给出,请问这种多时间的能量管理,经济调度问题,如何具体的求解呢,(不用动态规划)有推荐的书,或者步骤?谢谢

你这问题的答案,是很多人吃饭的碗啊

何为多时间能量管理?常见是有日级、小时级、分钟级、乃至更小时间尺度配合的能量优化问题。

题主所说的一个时间段内的优化问题,通常是机组的日前优化调度问题。日前优化调度问题是以日前负荷预测作为基础数据,通常是以小时作为颗粒度,也就是说以24小时的机组计划作为优化变量去形成优化问题。

为什么要研究多时间尺度的能量管理呢?是因为预测通常是不准的,而且24小时的计划是阶段式的,突变很大,运行上不可能完全按此执行。所以需要更短时间尺度的优化结果。这里就有“滚动优化”的概念,也就是在某个时间窗口内,以日前的计划作为一定的参考,将本时间窗口最优作为优化目标,滚动地求解问题。旨在对日前计划进一步细化成颗粒度更细的计划。

至于求解,千万要记住日内模型是具有滚动性,即模型的数据是动态更新的,如11:00对12:00~16:00的滚动优化是基于12:00~16:00的超短期功率预测数据,12:00是基于13:00~16:00的超短期功率预测数据即可。但很多论文也是自己造的数据,图表数据通常存疑。

不过多时间尺度优化这破玩意也就发发论文,哦不,电力很多科研吊毛价值都没有。

最后,优化问题的求解建议看《最优化导论》,了解求解器具体是怎么数值求解的。就算是商用求解器,对非线性和混合整数问题的支持也很有限,所以建模的时候最好就简化为LP、QP、MILP和MIQP问题咯。


参考资料:

1、Edwin K.P. Chong, Stanislaw H. Zak. 最优化导论[M]. 2015.

Gurobi教程(2),用Gurobi建立数学模型


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