电力系统仿真专题（十一）基于IEEE的30节点的电网系统机组组合寻优研究（设计文档+代码+visio绘图）
设计文档：
一.1. 研究目的
掌握运用Cplex解决电力系统机组组合(含经济调度)问题的方法。
一.2. 背景概述
MATLAB是是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，是科研中不可缺少的建模工具。
IBM CPLEX ILOG是IBM公司开发的优化引擎，可用于求解大规模数学规划问题。通过在MATLAB中调用CPLEX工具箱，就能方便地利用MATLAB平台进行模型的求解，并为模型文件提供了求解、分析、操作及写入/读出的方法。同时通过引入Yalmip工具箱，能够大大简化程序格式，提高程序可读性。
为了实现电力供需的平衡，并最合理地利用发电资源，预先对发电机组的启停和出力进行调度安排就是非常必要的，这就是机组组合问题（Unit Commitment, UC）。机组组合问题问题是一类混合整数规划问题（Mixed Integer Programming, MIP），能过通过MATLAB/CPLEX得到求解。
评注：现在做电力系统优化最主流的方法就是Matlabp+CPlex(含Yalmip)
二、 机组组合优化数学模型
2.1 问题分析
机组组合问题要求基于已知的系统数据，求解计划时间内机组决策变量的最优组合，使得系统总成本达到最小。该问题的决策变量由两类，一类是各时段机组的启停状态，为整数变量，0表示关停，1表示启动；另一类是各时段机组的出力，为连续变量。
机组组合问题属于规划问题，即要在决策变量的可行解空间里找到一组最优解，使得目标函数尽可能取得极值。对于混合整数规划，常用的方法有分支定界法，benders分解等。CPLEX提供了快速的MIP求解方法，对于数学模型已知的问题，只需要按照程序规范在MATLAB中编写程序化模型，调用CPLEX求解器，即可进行求解。
下文介绍机组组合优化的数学模型。
三、 算例介绍
校验程序的算例基于IEEE-30节点标准测试系统，系统接线图如图1。系统包含30个节点，6台发电机组。要求确定系统最优机组组合，使得系统各机组总运行成本（煤耗成本+启停成本）最小化。
已知：给定系统数据包括如下：（见附件）
1) 线路网络参数
2) 机组参数
3) 各节点各时段负荷曲线（24小时）
注意：附件中的数据均基于标幺化系统得到，因此电力电量参数、网络参数等都为标幺值，无量纲。还要注意附件中煤耗系数a,b,c的单位为吨，因此计算煤耗成本还需换算为价格，设燃煤价格为100$/吨。
求解：机组组合结果，即机组各时段启停计划、机组各时段最优出力，以及内含的各时段的直流潮流等。
四、 注意事项
该程序代码需满足如下要求：
(1). 测试环境为：MATLAB2017a+Cplex 12.71（注意采用统一的版本号）。
(2). 便捷的输入输出。程序输入由.xls文件读入，计算输出结果包括：机组各时段启停计划、机组各时段最优出力（以图或表的形式输出，比如各机组出力采用Matlab所做的累积电量图形式）
(3). 代码可读性。程序代码应包含大量注释。
输入参数：
详细代码：
结果绘图：
求解结果保存：
