基于YALMIP 的微网优化调度模型探索

微网 优化调度 机组组合 YALMIP cplex 编程语言：MATLAB平台 主题：基于YALMIP 的微网优化调度模型 内容简介：程序基于MATLAB yalmip 开发，做了一个简单的微网优化调度模型，模型中含有蓄电池储能、风电、光伏等发电单元，程序运行结果良好，适合初学。

在电力系统领域，微网优化调度一直是个热门话题。今天就来分享一个基于MATLAB平台，利用YALMIP开发的简单微网优化调度模型，模型里包含了蓄电池储能、风电、光伏等常见的发电单元，对于初学者而言，是个不错的入门示例，而且程序运行结果良好。

YALMIP与求解器CPLEX

YALMIP是MATLAB环境下用于优化问题建模的一个工具包，使用它可以非常方便地将复杂的优化问题以较为直观的方式表达出来。而CPLEX是一款强大的商业求解器，与YALMIP搭配使用，可以高效地求解各类优化问题。在我们这个微网优化调度模型中，就借助这两者的优势来完成任务。

模型构建

首先来看发电单元部分，以光伏为例，我们知道光伏的输出功率与光照强度等因素相关，在模型里可以简单表示其功率输出范围。

% 假设光伏功率最大值为Ppv_max Ppv_max = 100; % 单位kW % 定义光伏功率变量 Ppv = sdpvar(1,1,'Full'); % 约束光伏功率在0到最大值之间 Constraints = [Ppv >= 0, Ppv <= Ppv_max];

上述代码中，我们用sdpvar函数定义了光伏功率变量Ppv，并通过Constraints向量添加了功率范围的约束。风电部分类似，风电功率与风速相关，同样可以定义其功率范围约束。

% 假设风电功率最大值为Pwind_max Pwind_max = 150; % 单位kW % 定义风电功率变量 Pwind = sdpvar(1,1,'Full'); % 约束风电功率在0到最大值之间 Constraints = [Constraints, Pwind >= 0, Pwind <= Pwind_max];

接着是蓄电池储能部分，需要考虑其充放电功率限制、电量状态等。

% 蓄电池最大充放电功率 Pcharge_max = 50; % 单位kW Pdis_max = 50; % 单位kW % 定义蓄电池充电功率变量 Pcharge = sdpvar(1,1,'Full'); % 定义蓄电池放电功率变量 Pdis = sdpvar(1,1,'Full'); % 蓄电池电量状态SOC相关变量及约束 SOC = sdpvar(1,1,'Full'); SOC_min = 0.2; SOC_max = 0.8; Constraints = [Constraints, Pcharge >= 0, Pcharge <= Pcharge_max, Pdis >= 0, Pdis <= Pdis_max, SOC >= SOC_min, SOC <= SOC_max];

目标函数

优化调度的目标通常是成本最小化或者收益最大化等。这里假设以成本最小为目标，成本包括发电成本和储能运行成本等。

% 假设光伏发电成本系数为Cpv Cpv = 0.5; % 单位 元/kWh % 假设风电发电成本系数为Cwind Cwind = 0.4; % 单位 元/kWh % 假设蓄电池充放电成本系数为Cbat Cbat = 0.3; % 单位 元/kWh % 目标函数 Objective = Cpv*Ppv + Cwind*Pwind + Cbat*(Pcharge + Pdis);

上述代码构建了目标函数，将各类发电单元成本加权求和。

求解与结果

有了约束条件Constraints和目标函数Objective后，就可以利用YALMIP和CPLEX进行求解。

% 设置求解器为CPLEX optimize(Constraints,Objective,sdpsettings('solver','cplex')); % 获取求解后的光伏功率值 Ppv_sol = value(Ppv); % 获取求解后的风电功率值 Pwind_sol = value(Pwind); % 获取求解后的蓄电池充电功率值 Pcharge_sol = value(Pcharge); % 获取求解后的蓄电池放电功率值 Pdis_sol = value(Pdis);

运行上述代码后，通过value函数就可以得到各个变量的最优解，即优化调度后的功率分配情况。从结果来看，该模型能够合理地根据设定的约束和目标，对微网内不同发电单元进行调度，达到成本最小化的目的，对于初步了解微网优化调度模型是一个很好的实践。希望大家能从这个示例中对基于YALMIP的微网优化调度有更深入的认识，后续可以进一步扩展和完善这个模型，探索更多有趣的应用。

微网 优化调度 机组组合 YALMIP cplex 编程语言：MATLAB平台 主题：基于YALMIP 的微网优化调度模型 内容简介：程序基于MATLAB yalmip 开发，做了一个简单的微网优化调度模型，模型中含有蓄电池储能、风电、光伏等发电单元，程序运行结果良好，适合初学。