本文主要是介绍使用MATLAB编写微电网储能优化规划代码，微电网中仅含有光伏、储能、主网变压器，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
创建一个MATLAB脚本来进行微电网储能优化规划是一个涉及多个方面的任务。这包括设置问题的目标函数（如最小化成本、最大化可靠性等）、约束（如设备操作限制、电力平衡、电压等级等）以及求解策略。这里，我们会设计一个简单的框架，其中微电网包括光伏、储能和主网变压器，来展示如何在MATLAB中构建和解决这样的优化问题。
假设
- 光伏发电量取决于时间（例如日照变化），具有确定性。
- 储能系统的容量和充放电速率有限。
- 主网变压器有功率进出限制。
- 目标是在满足负荷需求的同时，最小化运行成本。
MATLAB代码构建
首先，我们需要定义模型的输入数据，包括光伏发电预测、负荷需求、储能系统参数和变压器容量。
% 定义时间步长
T = 24; % 24小时% 光伏发电预测（kW），随时间变化
PV = [50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 10, 5];% 负荷需求（kW）
Load = [60, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170];% 储能系统参数
StorageCapacity = 200; % 储能容量（kWh）
ChargeRate = 50; % 充电率（kW）
DischargeRate = 50; % 放电率（kW）
Efficiency = 0.9; % 充放电效率% 主网变压器容量（kW）
TransformerCapacity = 300;% 初始化储能状态
StorageState = zeros(1, T); % 储能状态初始化
接下来，我们使用优化求解器来找到最优的充放电策略。这里假设使用线性规划（LP）或混合整数线性规划（MILP）求解器，具体取决于问题的具体性质。在MATLAB中，可以使用linprog或intlinprog。
% 决策变量初始化
Charge = zeros(1, T); % 充电功率
Discharge = zeros(1, T); % 放电功率
GridImport = zeros(1, T); % 从主网购买的电力% 定义优化问题
f = ones(1, 3*T); % 成本向量，这里假设成本仅与购买电力有关
A = [];
b = [];
Aeq = [];
beq = [];% 添加电力平衡约束
for t = 1:TAeq = [Aeq; zeros(1, t-1), 1, 0, -1, zeros(1, 3*T-t-3)];beq = [beq; Load(t) - PV(t)];
end% 添加储能动态约束
for t = 2:TAeq = [Aeq;zeros(1, T+t-2), 1, -1, zeros(1, T-t), -Efficiency, 0, Efficiency, zeros(1, T-t)];beq = [beq; 0];
end% 定义边界
lb = zeros(1, 3*T); % 所有决策变量的下界
ub = [inf*ones(1, T), ChargeRate*ones(1, T), DischargeRate*ones(1, T)]; % 决策变量的上界% 储能容量约束
for t = 1:T
A = [A; zeros(1, T), zeros(1, t-1), 1, zeros(1, T-t), zeros(1, t-1), -1, zeros(1, T-t)];
b = [b; StorageCapacity]; % 储能最大容量
A = [A; zeros(1, T), zeros(1, t-1), -1, zeros(1, T-t), zeros(1, t-1), 1, zeros(1, T-t)];
b = [b; 0]; % 储能最小容量
end% 变压器容量约束
for t = 1:T
A = [A; zeros(1, t-1), 1, zeros(1, 2*T-t)];
b = [b; TransformerCapacity]; % 变压器最大容量限制
end% 使用线性规划求解优化问题
options = optimoptions('linprog','Algorithm','dual-simplex');
[x, fval, exitflag, output] = linprog(f, A, b, Aeq, beq, lb, ub, options);% 提取结果
GridImport = x(1:T);
Charge = x(T+1:2T);
Discharge = x(2T+1:end);% 更新储能状态
for t = 1:T
if t == 1
StorageState(t) = StorageState(t) + Charge(t) * Efficiency - Discharge(t) / Efficiency;
else
StorageState(t) = StorageState(t-1) + Charge(t) * Efficiency - Discharge(t) / Efficiency;
end
end% 输出结果
disp('Optimized Charging Schedule:');
disp(Charge);
disp('Optimized Discharging Schedule:');
disp(Discharge);
disp('Optimized Grid Import Schedule:');
disp(GridImport);
disp('Final Storage State:');
disp(StorageState);% 评估结果，如总成本和满足的负载需求
TotalCost = fval;
TotalLoadServed = sum(GridImport + Discharge - Charge);disp('Total Operating Cost:');
disp(TotalCost);
disp('Total Load Served:');
disp(TotalLoadServed);
以上代码中使用的 `linprog` 是 MATLAB 中用于解决线性规划问题的函数，通过设置目标函数、约束条件、变量的上下界来求解优化问题。我们假设电网购电成本是常数，这里用 `f = ones(1, 3*T);` 来代表与时间无关的电网电价。根据实际情况，这个向量可以调整为反映时间变化的电价。
此外，代码中考虑了储能设备的充放电效率、容量限制，以及电网变压器的功率限制。最后，代码计算并显示了充电计划、放电计划、从电网购买的电力以及储能状态的变化。
通过对此基础框架的进一步扩展和调整，可以加入更多的实际因素，如可再生能源的不确定性、电价波动、设备老化等，以使模型更加贴近实际应用场景。
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