GAMS软件解决电力系统调度优化：单元组合问题解析

"该文档是关于GAMS软件在电力系统调度中的应用实例，主要针对新手，提供了一个10机系统的简单示范。通过介绍如何利用GAMS解决机组组合(UC)问题，展示了GAMS在电力系统优化中的强大功能。文档详细阐述了UC的线性模型建立过程，包括目标函数和各种约束条件，如功率平衡、旋转备用、机组出力、爬坡限制以及最小启停时间等关键要素。" GAMS，全称General Algebraic Modeling System，是一种用于构建和求解数学规划和优化问题的高级建模语言。在电力系统调度中，GAMS因其集成多种高性能求解器，如LP（线性规划）、NLP（非线性规划）、QCP（二次锥规划）、MIQCP（混合整数二次锥规划）、MIP（混合整数规划）、MINLP（混合整数非线性规划）等，而被广泛采用。它的语法简洁，建模精度高，使得复杂优化问题的求解变得更为便捷。 在电力系统中，日前发电计划是日常运营的关键环节，需要根据次日负荷预测来确定各机组的运行状态和出力。机组组合问题（Unit Commitment, UC）是这个过程的核心，它是一个大规模、高维度、离散且非凸的MINLP问题，通常非常复杂。近年来，通过构建MIP（Mixed Integer Programming）模型来求解UC问题已成为主流方法，因为MIP模型可以有效降低计算复杂度，提高求解效率。 文档详细介绍了UC的MIP模型建立过程。目标函数是总运行成本的最小化，包括启动成本、燃料成本、热冷态启动成本等。约束条件则包括以下几个方面： 1. 功率平衡约束：确保总发电量等于预测负荷，保证电网供需平衡。 2. 旋转备用约束：设定一定的旋转备用容量，以应对突发情况。 3. 机组出力约束：每个机组的出力需在最小和最大出力范围内。 4. 爬坡约束：限制机组功率调整速率，保护设备。 5. 最小启停时间约束：规定了机组启动和停机的最短时间，防止频繁启停造成设备损耗。 通过GAMS，我们可以将这些复杂的模型和约束转化为可求解的形式，进而找到最优的发电计划。这个10机系统示例为新手提供了一条清晰的学习路径，有助于理解和应用GAMS解决实际电力系统调度问题。