【全网最全】2024电工杯数学建模A题前两题完整解答matlab+21页初步参考论文+py代码等（后续会更新成品论文）

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问题一

（1）分析未配置储能时各园区运行的经济性，包括：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，并分析影响其经济性的关键因素；

（2）各园区分别配置 50kW/100kWh 储能，制定储能最优运行策略及购电计划，分析各园区运行经济性是否改善，并解释其原因；

（3）假设风光荷功率波动特性保持上述条件不变，你认为 50kW/100kWh 的方案是否最优？若是，请给出分析依据；若不是，请制定各园区最优的储能功率、容量配置方案，论证所制定方案的优越性。

1. 问题分析

题目要求第一问分析未配置储能时各园区运行的经济性，本文就首先定义购电量、弃风弃光电量、总供电成本和单位电量平均供电成本四个指标计算公式，然后根据公式定义去计算出相应结果，最后为了筛选影响经济性的关键因素，本文选定通过让风电价格、光伏价格、主电站电价波动去分析不同园区用电成本的波动情况，最终判断出影响成本的关键因素。

题目要求第二问分析在配置 50kW/100kWh 储能时的储能最优运行策略及购电计划，本文以SOC 允许范围 10%-90%，充/放电效率 95%等条件为约束条件、储能策略为决策变量、成本最低为目标函数求解，然后与第一问的成本进行对比，分析出各个园区经济性是否改善。

题目要求第三问在风光荷功率波动特性保持上述条件不变前提下分析50 kW/100kWh 的方案是否最优，类似于第二问，本文增加决策变量储能设备容量配置方案，约束条件目标函数与第二问一致，最后可求得最佳储能策略、容量配置方案。

1. 第一问
  1. 指标定义

购电量

购电量就是在每个园区供电不足时向主电站购买电量，根据题目定义，那么公式就是：

E i 1t =0tP Pv ,i ⋅n i 1t dt +0tP w ,i n i 2 t dt E i 2 t =0tP i cost t dt

E i (t)= E i 1t -E i 2t

其中，P Pv ,i

表示第i个园区的风电装机容量、P w ,i

为第i个园区的光伏发电装机容量、n i 1t

和n i 2 t

分别表示t时刻第i个园区的风电和光伏发电效率、P i cost(t)

表示t时刻第i个园区负荷功率，E i 1t

表示t时刻第i个园区发电量、E i 2 t

表示t时刻第i个园区负荷电量、E i (t)

为园区电量不足或电量盈余量。

所以购电量为:

Bi=E i (t)<0 -E i (t)dt

弃风弃光电量

根据上面电量计算公式可以得到弃风弃光电量计算公式：

D i = E i (t)>0 E i (t)dt

总供电成本

W i = B i * price main + E i 124*** price wind + E i 224*** price light

其中price main

是主电站电价、price wind

是风电电价、price light

是光伏电价。

单位电量平均供电成本

avgW i = W i / E i (24)

1. 1. 结果计算

上文计算电量公式为积分计算公式，本文采用复合梯形公式求解：

首先我们来定义即将用到的左对于积分I =a b f x dx ,由积分中值定理知,∃一点ξ ∈a ,b,使得

a b f x d x =b-af ξ

若改用区间中点（a+b)/2的函数值代替若改用区间中点c =a +b 2

的函数值fa+b2作为f ξ的近似值,则得到中矩形公式:

R =b -a f a +b 2,

其积分余项：

R k =I -J =f *η 24 b -a 3

复合矩形公式就是对每个结点分别进行矩形公式计算。

根据前面定义，即可计算出四个指标计算结果，结果如下表：

|------------|----------|----------|----------|
| | 园区A | 园区B | 园区C |
| 购电量 | 4874.125 | 2432.3 | 2699.39 |
| 弃风弃光量 | 951.2 | 897.5 | 1128.02 |
| 总供电成本 | 6465.355 | 5519.900 | 5472.077 |
| 单位电量平均供电成本 | 0.8183 | 0.7159 | 0.7037 |

为了更直观的看出三个园区的购电、弃电对比，绘制每小时的耗电折线图：