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matpower英文手册,简化版
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matpower英文手册,简化版
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Matpower Optimal Scheduling Tool
MOST 1.1
User’s Manual
Ray D. Zimmerman Carlos E. Murillo-S´anchez
October 8, 2020
© 2011–2020 Power Systems Engineering Research Center (PSerc)
All Rights Reserved
Contents
1 Introduction 7
1.1 License and Terms of Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2 Citing MOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 MOST Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2 Getting Started 10
2.1 System Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 Running a Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.1 Preparing Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.2 Solving the Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.3 Accessing the Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.4 Setting Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4 Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Background and Overview 16
3.1 Continuous Single Period Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3 Uncertainty of Demand and Renewable Generation . . . . . . . . . . 20
3.4 Multiple Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5 Ramping and Load Following Ramp Reserves . . . . . . . . . . . . . 22
3.6 Storage and Deferrable Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.7 Linear Time-Varying Dynamical System . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.8 Unit Commitment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4 Problem Formulation 28
4.1 Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.1 Objective Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.2 Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.3 Probability Weighting of Base and Contingency States . . . . . . . . 40
4.4 Value of Residual Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5 most 51
5.1 Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.1 mpc – Matpower Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.2 transmat – Transition Probability Matrices . . . . . . . . . . 53
2
5.1.3 xgd – Extra Generator Data (xGenData) . . . . . . . . . . . . 53
5.1.4 sd – Storage Data (StorageData) . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.5 contab – Contingency Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.6 profiles – Profiles for Time-Varying Parameters . . . . . . . 57
5.2 MOST Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3 MOST Data struct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.3.1 Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.3.2 Output Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.4 Additional Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6 Additional Functions 71
6.1 addgen2mpc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.2 addstorage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.3 addwind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.4 apply profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.5 filter ramp transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.6 getprofiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.7 idx profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.8 loadgenericdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.9 loadmd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.10 loadstoragedata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.11 loadxgendata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.12 most
summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.13 mostver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7 Tutorial Examples 81
7.1 Single Period Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.1.1 Example 1 – Deterministic Economic Dispatch . . . . . . . . . 82
7.1.2 Example 2 – Deterministic DC OPF . . . . . . . . . . . . . . 84
7.1.3 Example 3 – Deterministic DC OPF with Binary Commitment 85
7.1.4 Example 4 – Secure and Stochastic DC OPF . . . . . . . . . . 86
7.2 Multiperiod Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
7.2.1 Example 5 – Deterministic Multiperiod OPF . . . . . . . . . . 89
7.2.2 Example 6 – Deterministic Unit Commitment . . . . . . . . . 91
7.2.3 Example 7 – Secure Stochastic Unit Commitment . . . . . . . 100
7.2.4 Dynamical System Constraint Example . . . . . . . . . . . . . 106
8 Acknowledgments 107
3
Appendix A MOST Files and Functions 108
A.1 MOST Documentation Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
A.2 MOST Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
A.3 Automated Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Appendix B Release History 112
B.1 Version 1.0 – released Dec 16, 2016 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
B.2 Version 1.0.1 – released Oct 30, 2018 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
B.3 Version 1.0.2 – released Jun 20, 2019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
B.4 Version 1.1 – released Oct 8, 2020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
References 115
4
List of Figures
3-1 MOST Continuous Single-Period Problems . . . . . . . . . . . . . . . 17
3-2 Secure Dispatch Problem Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3-3 Reserve Structure for Generator i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3-4 Problem Structure with Multiple Base Scenarios . . . . . . . . . . . . 20
3-5 Reserve Structure for Generator i in Period t . . . . . . . . . . . . . . 21
3-6 Ramping and Load Following Ramp Reserves . . . . . . . . . . . . . 23
3-7 Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3-8 Overall Problem Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3-9 MOST Mixed Integer and Multi-Period Problems . . . . . . . . . . . 27
5-1 Assembling the MOST Data struct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7-1 Tutorial Example System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7-2 Example Load and Wind Profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7-3 Deterministic UC : Base Case with No Network . . . . . . . . . . . . 93
7-4 Deterministic UC : Add DC Network Model . . . . . . . . . . . . . . 94
7-5 Deterministic UC : Add Startup and Shutdown Costs . . . . . . . . . 95
7-6 Deterministic UC : Add Min Up/Down Time Constraints . . . . . . . 97
7-7 Deterministic UC : Add Ramp Constraints and Ramp Reserve Costs 98
7-8 Deterministic UC : Add Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7-9 Example Wind Profiles, Individual Trajectories . . . . . . . . . . . . 101
7-10 Stochastic UC : Individual Trajectories . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7-11 Example Wind Profiles, Full Transition Probabilities . . . . . . . . . 103
7-12 Stochastic UC : Full Transition Probabilities . . . . . . . . . . . . . . 104
7-13 Secure Stochastic UC : Full Transition Probabilities + Contingencies 105
7-14 Secure Stochastic UC with Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
List of Tables
4-1 Five Price Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5-1 Fields of xGenData struct (xgd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5-2 Fields of StorageData struct (sd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5-3 Fields of Profle Struct (profile) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5-4 MOST Run Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5-5 MOST Model Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5-6 Input Data Fields of md . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5-7 Additional Input Data Fields of md . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5-8 Fields of Offer struct md.offer(t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5
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