冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度 本程序参考文章《冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度》-邹云阳的模型但是并未实现鲁棒部分功能整体程序实现了基本的冷热电气多能互补微网的优化调度两个主程序分别实现了经济成本最优和碳排放最优化包括的设备有风光、微燃气轮机、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机、电制冷机、P2G等考虑了温度负荷“储能”特性代码注释清楚适合初步学习综合能源方向的小白采用matlabcplex。最近在搞综合能源系统优化发现微能源网调度这玩意儿真有意思。尤其是冷热电气的多能互补机制简直就是能源界的俄罗斯方块。今天咱们就扒一扒这个用MATLABCPLEX实现的微网优化调度程序虽然没实现鲁棒部分但对刚入门的小白来说已经能学到不少干货了。先看程序骨架两个主脚本economicopt.m和carbonopt.m分别对应经济最优和环保优先策略。设备建模这块特别有意思比如微燃机MT的建模代码% 微燃气轮机模型参数 MT.Pmax 150; % kW MT.eff_power 0.35; % 发电效率 MT.eff_heat 0.45; % 余热回收效率 MT.ramp_rate 0.6; % 爬坡率 % 燃料消耗计算 MT.fuel sum(P_MT)/(MT.eff_power*LHV_gas)*step_time;这里有个关键点发电效率35%余热回收45%合着总效率能到80%所以程序里专门设置了余热锅炉来回收这部分热量。注意燃料消耗计算用到了低位发热量LHV_gas这个参数新手容易搞错单位记得核对是否用MJ还是kWh。温度负荷的储能特性实现得很妙看这段热网代码% 建筑热惯性模型 T_in T_out (Q_heating*eta_heat)/(C_air*rho_air*V_room); T_next T_in*exp(-step_time/(tau)) T_amb*(1-exp(-step_time/(tau))); % 温度约束 constraints [constraints, T_min T_next T_max];用指数函数模拟温度衰减τ时间常数控制热惯性强度。这相当于把建筑本身当作一个虚拟储能装置比物理储热罐省成本。注意这里的Cair和rhoair要根据实际建筑体积计算别直接抄参数。冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度 本程序参考文章《冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度》-邹云阳的模型但是并未实现鲁棒部分功能整体程序实现了基本的冷热电气多能互补微网的优化调度两个主程序分别实现了经济成本最优和碳排放最优化包括的设备有风光、微燃气轮机、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机、电制冷机、P2G等考虑了温度负荷“储能”特性代码注释清楚适合初步学习综合能源方向的小白采用matlabcplex。P2G设备的耦合处理也很有讲究% 电转气装置 P_P2G sdpvar(1,T); constraints [constraints, P_P2G P_wind P_PV - P_load_e]; % 燃气网络平衡 gas_balance sum(MT.fuel) sum(GB.fuel) sum(P_P2G)/eta_P2G gas_purchase;这里把风光过剩电力用来制气再通过燃气网络反哺其他设备。注意gasbalance等式右边的PP2G需要除以转换效率很多新手会漏掉这一步导致气网平衡算不准。目标函数构建是重头戏经济型目标长这样% 经济成本计算 total_cost sum(MT.fuel)*price_gas sum(P_grid)*price_elec... sum(MT.maintenance) sum(GB.maintenance); % 优化求解 optimize([constraints, costs], total_cost);而环保型目标直接把碳排放量化carbon_emission sum(MT.fuel)*EF_gas sum(P_grid)*EF_elec;运行完会发现有趣的现象经济优化时燃气锅炉用得少微燃机疯狂输出环保模式则优先用风光P2G燃气设备基本待机。这说明碳足迹和钞票经常是鱼和熊掌的关系。新手常踩的坑在时序耦合约束比如微燃机的爬坡限制for t 2:T constraints [constraints, -MT.ramp_rate*MT.Pmax P_MT(t)-P_MT(t-1) MT.ramp_rate*MT.Pmax]; end这里的时间步长step_time如果设置不当会导致爬坡率换算错误。建议先把所有时间参数统一转换成秒或小时再做计算。最后说点体会这个框架虽然没做鲁棒优化但把确定性调度的问题理得很清楚。想深入的话可以试着加风光预测误差的区间用两阶段鲁棒优化来处理不确定性。不过对小白来说先把这个基础版吃透再上鲁棒优化会更稳当。毕竟连确定性调度都没搞明白的话玩鲁棒优化就像在流沙上盖楼——早晚得塌。