### 2024年电工杯数学建模竞赛A题解析
#### 一、问题一
**1.1 问题分析**
本题旨在探讨不同情况下电力系统的经济运行问题,特别是考虑储能设施对系统经济性的影响。
- **第一问**:分析在没有储能的情况下,各园区的运行经济性。具体关注的指标包括购电量、弃风弃光电量、总供电成本以及单位电量平均供电成本,并进一步分析影响经济性的关键因素。
- **第二问**:分析在配置了50kW/100kWh储能设施后,各园区的运行经济性是否有所改善。此部分需制定储能设施的最优运行策略及购电计划,并解释原因。
- **第三问**:探讨50kW/100kWh储能方案是否是最优方案。如果不是,需要提出更优的储能功率、容量配置方案,并论证其优越性。
**1.2 第一问**
**1.2.1 指标定义**
- **购电量**:各园区从电网购买的电量总量。
- **弃风弃光电量**:由于电力过剩或传输限制等原因未能被利用的风能和太阳能发电量。
- **总供电成本**:园区供应电力的总成本,包括购电成本、发电成本等。
- **单位电量平均供电成本**:总供电成本除以总供电量得到的平均成本。
**1.2.2 结果计算**
基于提供的数据,通过计算各园区的购电量、弃风弃光电量等,得出每个园区的总供电成本和单位电量平均供电成本。
**1.2.3 关键因素分析**
- **风电价格**:分析风电价格变动对各园区用电成本的影响。
- **光伏价格**:分析光伏价格变动对各园区用电成本的影响。
- **主电站电价**:分析主电站电价变动对各园区用电成本的影响。
**1.3 第二问**
**1.3.1 模型建立**
在第一问的基础上,引入50kW/100kWh储能设施,建立优化模型。模型中的约束条件包括:
- **SOC允许范围**:10%-90%;
- **充/放电效率**:95%。
决策变量为储能策略,目标函数是使成本最低。
**1.3.2 算法求解**
采用合适的算法求解上述模型,例如线性规划、遗传算法等。
**1.3.3 求解结果**
比较配置储能前后各园区的运行经济性,评估储能设施对改善经济性的效果,并解释其原因。
**1.4 第三问**
**1.4.1 模型建立**
在第二问的基础上,将储能设备容量配置方案作为决策变量之一,重新构建优化模型。
**1.4.2 计算结果**
求解优化模型,获得最佳的储能策略和容量配置方案,论证该方案相对于50kW/100kWh方案的优越性。
#### 二、问题二
**2.1 问题分析**
本题继续探讨电力系统的经济运行问题,重点关注不同参数变化对经济性的影响。
**2.2 第一问**
**2.2.1 指标计算数据与代码**
提供了用于计算指标的具体数据以及相应的MATLAB代码示例。这部分主要涉及数据读取、处理及计算。
```matlab
% 代码示例
da1 = readtable("附件 1:第一题.xlsx", "VariableNamingRule", "preserve");
da2 = readtable("附件 2:第一题.xlsx", "VariableNamingRule", "preserve");
d1 = table2array(da1(:,2:4));
d2 = table2array(da2(2:25,2:7));
```
通过上述代码,我们可以读取Excel文件中的数据,并进行必要的计算和分析。
2024年电工杯数学建模竞赛A题主要考察参赛者在电力系统经济运行方面的数学建模能力,包括但不限于储能设施对系统经济性的影响分析、最优运行策略的制定等。通过对给定问题的深入分析和建模,可以有效地提升解决实际问题的能力。
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