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python - 在 Pyomo 中获取决策变量以正确优化的问题

问题描述

我正在使用 pyomo 解决一个简单的多周期优化问题。该模型的目标是根据该小时的火花价差（电价 - 燃气价格 * 热费 + 可变成本）确定发电厂应该在哪些时间开启或关闭。火花传播可以是负数，表示工厂应该关闭，也可以是正数，表示工厂应该运行。

目前的结果表明，尽管火花传播为负，但工厂刚刚启动并运行。

考虑到那个小时的火花传播，我怎样才能让植物在每个时间步长打开和关闭？

我确信这是一个相当简单的解决方案，但我对 pyomo 和优化问题非常陌生，因此非常感谢任何指导和帮助。

gas_price = [2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81]
power_price = [26.24,23.8,21.94,20.4,21.2,19.98,19.34,18.83,19.19,18.48,21,21.77,23.45,26.53,29.85,31.8,28.7]

priceDict = dict(enumerate(power_price))
gasDict = dict(enumerate(gas_price))

m = en.ConcreteModel()

m.Time = en.RangeSet(0, len(power_price)-1)
m.powerPrice = en.Param(m.Time, initialize=priceDict)
m.gasPrice = en.Param(m.Time, initialize=gasDict)

m.generation = en.Var(m.Time, bounds=(0,800),
initialize=0)
m.spark = en.Var(m.Time,initialize=0)
m.heatRate = en.Var(m.Time,initialize=7)
m.vom = en.Var(m.Time,initialize=2)

m.max_gen = en.Param(initialize=800)


def Obj_fn(m):
    return sum((m.spark[i]*m.generation[i]) for i in m.Time)
m.total_cost = en.Objective(rule=Obj_fn,sense=en.maximize)

# 7 is the heat rate of the plant
def spark_rule(m,i):
    return (m.spark[i] == m.powerPrice[i]-(m.gasPrice[i]*7+m.vom[i]))
m.hourly_spark = en.Constraint(m.Time,rule=spark_rule)

def generation_rule(m,i):
    return (0<=m.generation[i]<=m.max_gen)
m.t_generation_rule = en.Constraint(m.Time, rule=generation_rule)


opt = SolverFactory("clp",executable='C:\\clp.exe')
results = opt.solve(m)

目前模型的输出为：

Time Generation     Spark Spread
1   0               6.57
2   800             4.13
3   800             2.27
4   800             0.73
5   800             1.53
6   800             0.31
7   800            -0.33
8   800            -0.84
9   800            -0.48
10  800            -1.19
11  800             1.33
12  800             2.1
13  800             3.78
14  800             6.86
15  800            10.18
16  800            12.13
17  800             9.03

标签： pythonoptimizationpyomoglpkclp

解决方案

我在这里可能错了，但我认为您实际上是想将heatRateand定义vom为参数，而不是变量。

这导致了一个奇怪的问题，因为只要“火花”价格为正，工厂自然会使用其最大功率，而只要火花价格为负，工厂就会自然而然地使用其最大功率。我想您稍后会添加更多约束。

如果heatRate和vom是固定的，那么您可以通过以下方式重新定义问题：

from pyomo import environ as pe

gas_price = [2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81,2.81]
power_price = [26.24,23.8,21.94,20.4,21.2,19.98,19.34,18.83,19.19,18.48,21,21.77,23.45,26.53,29.85,31.8,28.7]

priceDict = dict(enumerate(power_price))
gasDict = dict(enumerate(gas_price))

m = pe.ConcreteModel()

m.Time = pe.RangeSet(0, len(power_price)-1)

# this are all input parameters
m.powerPrice = pe.Param(m.Time, initialize=priceDict)
m.gasPrice = pe.Param(m.Time, initialize=gasDict)
m.vom = pe.Param(default=7)
m.heatRate = pe.Param(default=2)
m.maxGen = pe.Param(default=800)

# this is a "dependent" parameter
m.spark = pe.Param(m.Time,
    initialize = lambda m,t: m.powerPrice[t]-(m.gasPrice[t]*7+m.vom)
)

# this is the only variable
m.generation = pe.Var(m.Time, 
    initialize=0,
    bounds = (0, m.maxGen)
)

def Obj_fn(m):
    return sum((m.spark[t]*m.generation[t]) for t in m.Time)

m.total_cost = pe.Objective(rule=Obj_fn,sense=pe.maximize)

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