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 Pumpspeicherwerk Modellierung |
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legacys01
Ehemals Aktiv 
Dabei seit: 26.11.2016
Mitteilungen: 21
 |  Themenstart: 2017-07-14
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Hallo zusammen,
ich benötige euere Hilfe bei einem Optimierungsproblem.
es geht um einen Pumpenspeicherwerk, das Strom erzeugt(Turbine-->Einspeisung ins Netz) bzw. verbraucht (Pumpe-->Bezug aus dem Netz) je nach Strompreis in der Börse.
das PSW besteht aus 2 Becken mit unterschiedlicher Höhe und Speichervolumen. im Oberen Becken gibt es einen Zufluss mit bekannter zuflussmenge.
Tr: Energieerzeugung der Turbine pro Stunde
Pp: Energieverbrauch der Pumpe pro Stunde
G:Gewinn
zufluss: m³/h (bekannt in stündlicher Auflösung)
FZob: Füllzustand des Oberbeckens
FZob0:Initiale Füllzustand des Oberbeckens
FZub: Füllzustand des Unterbeckens
FZub0:Initiale Füllzustand des Unterbeckens
w: Wirkungsgrad der Pumpturbine
inflow_Price_data.mat lädt den stündlichen Zufluss und die preise hoch.
Ziel:
optimal Fahren der Turbine und Pumpe um möglichst große Profit zu machen?
Zielfunktion: G= Tr*Preis-Pp*preis
Restriktionen:
1) equality in form : Aeq.x=beq
FZob=FZob0-Tr+w*Pp+Zufluss
Fzub=FZub0+Tr-w*Pp
2) Systemgrenzen
ub=[Tr_max_leistung;Pp_max_leistung;FZob_max;FZub_max]
ul=[Tr_min_leistung;Pp_min_leistung;FZob_min;FZub_min]
anbei Mein sehr bescheidenen Code, was leider nicht wie erwartet funktioniert. ich hoffe, dass ihr mir dabei helfen könnt.
operations.m
\sourceon nameDerSprache
%% Initialwerte definieren
N=length(inFlow);
%% Restriktionen definieren
constraints;
%% zu maximierende Funktion definieren
P=c.*[price;-price;zeros(N,1);zeros(N,1);0;0];
%% optimierung
[x1,fval1,exitflag,output,lambda]=linprog(P,[],[],Aeq,Beq,Lb,Ub);
%% visualisierung
plotResults(x1,price,N);
%plotResults(x1,price,N);
\sourceoff
constraints.m
\sourceon nameDerSprache
%% Konstanten
% Pumpeturbine Wirkungsgrad
w=0.95;
% Umrechnungsfaktor m³-->MWh
c=998*(9.81)*(180.5)*(0.95)/(3600*1000000); % (kg/m³).(m/s²).m /(3600.1000000)
%% Systemgrenze Bounds
% [Turbine;Pumpe;Menge_max oberbecken;Menge_max_unterbecken;
Ub=[40*ones(N,1);40*ones(N,1);408000*ones(N,1);488000*ones(N,1);300000;400000];
Lb=[zeros(N,1);zeros(N,1);15885*ones(N,1);95885*ones(N,1);50000;100000];
%% Restriktion Aeq.x=Beq
t=ones(N,1);
z=zeros(N,1);
q=zeros(N,N);
Tr=-spdiags([t -t],[0 N],N,N);
Pp=w*spdiags([t -t],[0 N],N,N);
Fzob=spdiags([t -t],[0 -1],N,N);
Fzobx=q*Fzob;
Fzub=spdiags([t -t],[0 -1],N,N);
Fzubx=q*Fzub;
Fzob0=z;Fzob0(1,1)=1;
Fzub0=z;Fzub0(1,1)=1;
% 2 Gleihungen
Aeq=[Tr Pp Fzob Fzubx Fzob0 z;-Tr -Pp Fzobx Fzub z Fzub0];
Beq=[inFlow;z];
\sourceoff
plotResults.m
\sourceon nameDerSprache
function plotResults(x,price,N)
%% neue figure erzeugen
figure('Position',[100,100,1020,800]);
%% obere plot price
subplot(2,1,1);
plot(price)
% Add labels
xlabel('Zeit (h)');
ylabel('Preis (€/MWh)');
title('Strompreis');
grid minor;
%% untere plot Erzeugung
subplot(2,1,2);
%v=[x(1:N),x(N+1:2*N),x(2*N+1:3*N),x(3*N+1*4*N),x(4*N+1,end)];
hold on;
plot(x(1:N),'b');
hold on;
plot(x(N+1:2*N),'r');
hold on;
plot(x(2*N+1:3*N),'g');
% hold on;
% plot(x(3*N+1:4*N),'-*c');
% Add labels
ylabel('Turbine und Pumpeerzeugung (MWh)');
xlabel('Zeit (h)');
title('Pumpen und Turbine Erzeugung');
% Add legend
legend('Turbine ','Pumpe',
\sourceoff
vielen Dank im voraus für euere Hilfe und Anregungen
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