基于GAMS的电力系统优化分析:电力系统机组组合、最优潮流、水电优化运行、鲁棒优化和多能源互补优化、分布鲁棒优化等

GAMS在电力系统优化方面的具体应用非常广泛,以下是一些主要的应用领域:

1.机组组合问题(Unit Commitment, UC) :GAMS被用于构建和求解机组组合问题,这是一个大规模、高维度、离散且非凸的混合整数非线性规划问题(MINLP),涉及到确定各类机组的运行状态和出力。UC问题的目标是最小化总运行成本,包括启动成本、燃料成本等,同时满足功率平衡、旋转备用、机组出力、爬坡限制以及最小启停时间等约束条件。
2.最优潮流(Optimal Power Flow, OPF) :GAMS用于计算电力系统的最优潮流,解决任意规模电力系统的最优潮流计算问题,包括导纳矩阵的处理和最优潮流GAMS程序的编写与调试。
3.水电优化运行 :GAMS在水电优化运行方面有应用,包括流域梯级水电站优化调度数学模型分析和GAMS程序编写与调试,以及最小弃水量目标下水电站的弃水优化模型分析。
4.鲁棒优化和多能源互补优化 :GAMS被用于构建鲁棒调度模型,处理风电随机波动性,以及多能源互补协调优化调度模型,如水火联合优化调度问题、风-水-火联合优化调度问题等。
5.分布鲁棒优化 :GAMS也被用于分布鲁棒优化建模,包括基于瓦瑟斯坦距离的机组组合分布鲁棒优化模型和基于风电概率密度估计的分布鲁棒机组组合模型。
6.电力系统经济调度 :GAMS用于建立电力系统经济调度的线性规划模型,并进行误差分析,以及确定系统的最优电价。
7.直流最优潮流模型:GAMS用于建立非线性规划的电力系统直流最优潮流模型,该模型可以直接求解出节点注入的有功功率、支路潮流、节点边际电价以及节点电压相角差。

这些应用展示了GAMS在电力系统优化领域的强大功能和灵活性,能够处理从基本模型到复杂模型的各类优化问题。

本专题主要针对电力系统领域中比较典型的优化问题、优化方法及其在GAMS中的实现进行分析。共分为五个部分,包括电力系统机组组合专题、最优潮流专题、水电优化运行专题、鲁棒优化和多能源互补优化专题、分布鲁棒优化专题等,从基本模型到复杂模型逐步深入。

旨在帮助电力领域研究人员掌握相关优化模型的建立和GAMS这一优化工具的使用,更好地解决专业问题。算例中涵盖了机组组合的一般模型和线性模型、常规鲁棒优化方法和近些年比较流行的分布鲁棒优化方法等,针对模型方法详细讲解并提供案例代码。

第一章 GAMS机组组合问题建模

1.机组组合问题的一般数学模型分析

2.机组组合问题一般数学模型的GAMS程序编写与调试

3.机组组合的混合整数线性规划模型分析

4.机组组合混合整数线性规划模型的GAMS程序编写与调试

5.机组组合问题Excel数据导入与导出

第二章 GAMS最优潮流问题建模

1.最优潮流数学模型分析

2.导纳矩阵在GAMS中的处理

3.最优潮流GAMS程序编写与调试

第三章 GAMS水电优化运行专题

1.流域梯级水电站优化调度数学模型分析

2.流域梯级水电站优化调度的GAMS程序编写与调试

3.最小弃水量目标下水电站的弃水优化模型分析

4.最小弃水量目标下水电站的弃水优化模型的GAMS程序编写与调试

第四章 GAMS鲁棒优化和多能源互补协同优化

1.水火联合优化调度问题

2.计及风电随机波动性的鲁棒调度模型

3.风-水-火联合优化调度问题

4.多能源互补协调优化调度模型

第五章 GAMS分布鲁棒优化建模

1.基于瓦瑟斯坦距离的机组组合分布鲁棒优化模型

2.基于风电概率密度估计的分布鲁棒机组组合模型

3.计及风电不确定性的电热综合系统分布鲁棒优化模型


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