大家好呀,2024电工杯数学建模竞赛开始了,来说一下初步的选题建议吧:
首先定下主基调,
本次电工杯建议选B。A题目难度较高,只建议有相关专业知识和优化经验的队伍选择,小白队伍无脑选B即可。是比较经典的数据分析类题目,主要做评价和优化设计,求解思路很确定,整体也可以做不少可视化,获奖概率会高很多,大家到时候直接运行我给的python代码即可,不需要你配环境,我会录制怎么运行的视频,无脑运行,很简单。
精力有限,以下只是简略的图文版初步思路,更详细的视频版完整讲解请移步:
2024电工杯数学建模挑选题建议及A题B题详细思路!_哔哩哔哩_bilibili
OK,接下来讲一下AB题的思路。
A 题:园区微电网风光储协调优化配置
问题 1:各园区独立运营储能配置方案及其经济性分析
(2)配置 50kW/100kWh 储能后的经济性分析
- 储能运行策略:
o 在风光发电多余时(弃风弃光),储能系统充电。
o 在风光发电不足时,储能系统放电。
- 购电计划:
o 调整后的购电量 = 原购电量 - 储能系统放电量 + 储能系统充电量。
- 经济性分析:
o 重新计算购电量、弃风弃光电量、总供电成本和单位电量平均供电成本。
o 比较配置储能前后的经济性变化。
(3)最优储能方案的分析
- 验证 50kW/100kWh 的方案是否最优:
o 对不同容量和功率的储能配置进行模拟。
o 比较各方案的总供电成本和弃风弃光电量。
- 制定最优储能配置方案:
o 通过优化算法(如线性规划或遗传算法)求解最优储能配置。
o 验证最优方案的优越性:包括成本节约、弃风弃光量减少等。
问题 2:联合园区储能配置方案及其经济性分析
(1)未配置储能时联合园区的运行经济性
- 数据整合:
o 将三个园区的负荷曲线和风光发电曲线合并。
- 购电量和弃风弃光电量的计算:
o 同问题 1,但在联合园区的基础上进行。
- 经济性指标计算:
o 联合园区的总购电量、总弃风弃光电量、总供电成本和单位电量平均供电成本。
(2)制定联合园区的总储能最优配置方案
- 总储能配置方案:
o 使用优化算法确定总储能的功率和容量配置。
- 储能运行策略及购电计划:
o 同问题 1,但在联合园区的基础上进行。
- 经济性分析:
o 比较未配置和配置储能后的经济性指标变化。
(3)园区联合运营的经济收益分析
- 经济收益的比较:
o 分别计算独立运营和联合运营的经济性指标。
o 比较经济收益变化。
- 主要因素分析:
o 风光发电和负荷的匹配情况。
o 储能系统的效率和配置。
问题 3:园区风、光、储能的协调配置方案及其经济性分析
(1)独立运营和联合运营的风光储协调配置方案
- 最大负荷增长 50%:
o 调整负荷曲线,增加 50% 的负荷。
- 风光储协调配置:
o 分别为独立运营和联合运营制定风光发电和储能的配置方案。
o 计算投资回报期和经济性。
(2)根据全年12个月典型日数据制定方案
- 数据整理:
o 按附件 3 提供的数据整理风光发电功率。
- 分时电价的考虑:
o 根据表 1 的电价,优化购电和储能策略。
- 制定配置方案:
o 使用优化算法求解全年数据下的最优风光储配置。
o 经济性分析:包括购电成本、储能系统成本和总成本。
B 题:大学生平衡膳食食谱的优化设计及评价
问题 1:膳食食谱的营养分析评价及调整
(1)对附件1、附件2两份食谱做出全面的膳食营养评价
- 数据整理:
o 从附件1和附件2中提取两名学生一日三餐的食物摄入情况。
o 根据《中国食物成分表》获取每种食物的主要营养成分数据。
- 营养素含量计算:
o 计算每种食物的营养素含量(包括能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物等),并合并得到每日总摄入量。
- 能量和营养素评价:
o 依据《中国居民膳食指南》中大学生每日能量和营养素的参考摄入量进行比较和评价。
o 确认每日能量、蛋白质、脂肪和碳水化合物的摄入比例是否在合理范围内。
o 评价非产能营养素(如钙、铁、锌、维生素等)的摄入情况。
- 氨基酸评分(AAS)评价:
o 计算每日摄入食物的蛋白质氨基酸评分,确定蛋白质质量是否合理。
(2)基于附件3,对附件1、附件2两份食谱进行调整改进并再做出全面的膳食营养评价
- 食谱调整:
o 根据附件3提供的食物信息,选择合适的食物替代部分不合理的食物,调整以满足营养需求。
- 调整后营养素含量计算:
o 重新计算调整后食谱的总营养素含量。
- 调整后能量和营养素评价:
o 对调整后的食谱再次进行能量和营养素的全面评价。
o 比较调整前后的变化,确认调整是否达到了优化的目的。
问题 2:基于附件3的日平衡膳食食谱的优化设计
(1)以蛋白质氨基酸评分最大为目标建立优化模型
- 模型建立:
o 目标函数:最大化每日食谱中蛋白质的氨基酸评分。
o 约束条件:满足每日能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物及其他非产能营养素的需求。
- 模型求解:
o 使用线性规划或其他优化算法求解该模型。
- 膳食营养评价:
o 对优化后食谱进行全面的营养评价,确保所有营养素的摄入量在合理范围内。
(2)以用餐费用最经济为目标建立优化模型
- 模型建立:
o 目标函数:最小化每日食谱的总费用。
o 约束条件:满足每日能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物及其他非产能营养素的需求。
- 模型求解:
o 使用线性规划或其他优化算法求解该模型。
- 膳食营养评价:
o 对优化后食谱进行全面的营养评价,确保所有营养素的摄入量在合理范围内。
(3)兼顾蛋白质氨基酸评分及经济性,建立优化模型
- 模型建立:
o 目标函数:综合考虑蛋白质氨基酸评分和用餐费用,建立一个加权综合目标函数。
o 约束条件:同上。
- 模型求解:
o 使用多目标优化算法求解该模型。
- 膳食营养评价:
o 对优化后食谱进行全面的营养评价。
(4)对1)---3)得到的日食谱进行比较分析
- 结果比较:
o 比较三种优化方案的营养评价结果。
o 分析每种方案的优缺点,并给出综合评价。
问题 3:基于附件3的周平衡膳食食谱的优化设计
以蛋白质氨基酸评分最大、用餐费用最经济、兼顾蛋白质氨基酸评分及经济性为目标,分别建立优化模型,设计男生和女生的周食谱
- 模型建立和求解:
o 类似于问题2的模型建立,但将时间跨度扩展至一周,考虑每天的变异。
- 周食谱营养评价:
o 对每个优化模型下的周食谱进行营养评价。
o 确保每周的食谱在营养素摄入上满足合理性。
进行评价及比较分析
- 结果比较:
o 对三种优化模型得到的周食谱进行比较。
o 分析每种方案在一周内的营养平衡和经济性。
问题 4:健康饮食、平衡膳食的倡议书
- 分析大学生饮食结构和习惯:
o 总结膳食调查和营养评价的结果,找出主要问题。
- 提供健康饮食建议:
o 根据膳食指南提供合理的饮食建议,包括食物多样化、均衡营养摄入等。
- 撰写倡议书:
o 详细阐述健康饮食的重要性,提供具体的行动建议和注意事项。
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