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这篇论文的核心内容是关于具有源荷不平衡特性的配电网中智能软开关(SOP)和储能系统(ESS)的联合规划。主要贡献和研究内容可以概括如下:
研究背景:
- 随着分布式电源(DG)的增加,配电网面临源荷不平衡问题,导致能源供需不匹配。
- 储能系统(ESS)和智能软开关(SOP)的引入可以有效提升配电网的灵活性和可控性。
研究目的:
- 提出一种SOP和ESS的协同规划方法,用于均衡具有源荷不平衡特性的配电网的能量分配,提高配电网的经济性和可靠性。
研究内容:
- 典型日场景构建:使用K-means聚类方法处理DG出力的不确定性,构建典型日场景。
- 协同规划模型:以年综合费用最小为目标函数,建立SOP和ESS的协同规划模型。
- 模型转化:通过大M法和二阶锥松弛技术,将非线性非凸模型转化为混合整数二阶锥规划模型。
- 分布鲁棒模型:采用综合范数的两阶段分布鲁棒模型,寻找在最恶劣场景分布下运行成本最低的规划方案,提升规划模型的鲁棒性。
研究方法:
- 使用IEEE 33节点系统进行算例分析,验证所提规划模型的可行性。
- 采用YALMIP进行模型编译,GUROBI求解器进行求解。
结果分析:
- 通过不同规划方案的比较,展示了SOP和ESS联合规划在降低系统总成本、提高供电可靠性方面的优势。
- 分析了三端SOP与双端SOP在配电网中的经济效益,以及不同置信区间下的综合成本变化。
结论:
- SOP和ESS的协同规划可以有效解决源荷不平衡问题,提升配电网的经济性和可靠性。
- 三端SOP在投资成本较低时具有更好的经济效益,但随着成本增加,其优势可能被掩盖。
- 置信度的增加会导致系统的年综合运行成本增加,需要在实际工程中进一步商榷。
根据论文摘要与仿真算例的描述,以下是复现仿真的基本思路以及伪代码表示:
复现思路:
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环境搭建:配置仿真环境,安装MATLAB、YALMIP工具箱和GUROBI求解器。
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数据准备:收集或生成所需的基础数据,包括负荷需求、电价、DG出力、SOP和ESS的技术参数等。
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模型建立:
- 根据论文中提出的协同规划模型,建立目标函数和约束条件。
- 定义决策变量,包括SOP和ESS的安装位置、容量、充放电策略等。
-
模型转化:
- 使用大M法和二阶锥松弛技术将非线性非凸模型转化为混合整数二阶锥规划模型。
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分布鲁棒模型:
- 采用综合范数的两阶段分布鲁棒模型,构建DG不确定性的置信区间。
-
模型求解:
- 使用C&CG算法求解两阶段分布鲁棒优化问题。
-
结果分析:
- 分析不同规划方案下的综合成本、供电可靠性、SOP和ESS的运行策略等。
-
可视化:将仿真结果进行可视化展示,如成本比较、功率平衡图、SOP和ESS的调节能力等。
伪代码:
# 伪代码,具体实现需要根据实际的数学模型和算法逻辑来编写# 导入必要的库
import yalmip as ym
import gurobipy as gp
import matplotlib.pyplot as plt# 初始化参数和数据
initialize_parameters_and_data()# 建立协同规划模型
def build_cooperative_planning_model(data):# 定义目标函数和约束条件# 定义决策变量# ...return model# 模型转化
def transform_model(model):# 使用大M法和SOCR技术进行模型转化# ...return transformed_model# 分布鲁棒模型
def build_distributionally_robust_model(transformed_model):# 构建DG不确定性的置信区间# ...return dro_model# 模型求解
def solve_model(dro_model):# 使用C&CG算法求解# ...return solution# 主函数
def main():# 初始化参数和数据data = initialize_parameters_and_data()# 建立协同规划模型model = build_cooperative_planning_model(data)# 模型转化transformed_model = transform_model(model)# 分布鲁棒模型dro_model = build_distributionally_robust_model(transformed_model)# 求解模型solution = solve_model(dro_model)# 结果分析analyze_results(solution)# 可视化结果visualize_results(solution)# 初始化参数和数据
def initialize_parameters_and_data():# 收集或生成负荷需求、电价、DG出力、SOP和ESS的技术参数等# ...return data# 分析结果
def analyze_results(solution):# 分析不同规划方案下的综合成本、供电可靠性等# ...pass# 可视化结果
def visualize_results(solution):# 使用matplotlib或其他可视化工具展示结果# ...plt.show()if __name__ == "__main__":main()
请注意,上述伪代码仅为展示仿真复现思路,并非实际可执行代码。实际编程时需要根据具体的模型公式、算法细节以及所使用的编程语言和工具来实现。此外,还需要详细的参数和数据结构定义。
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