基于AMPL建模MATLAB平臺呼叫Gurobi，對HEMs集成的VPP進行優化處理，（第一步-簡單的優化模型建立）
- 概述
- 什么是HEMs，什么是VPP
- 優化模型
- 獨立HEMs模型
- 獨立HEMs優化模型的建立
- 總結
- 參考資料
概述
當今的電網構成中，低壓配電網已經不比以往的被動，隨著分布式發電（DERs）慢慢的高密度滲透，未來比如太陽能，EVs，Battery system都將會被當做分布式能源被有效的集成到電網中，近日提出了2030計劃，其中減排CO2是重要指示，也就是PV，風電，又會被重視起來，
實際上，我們將要探討的分布式能源集成，更多的是對于一個不是以發電為目的的區域或用戶，進行優化，也就是說，我們集成到電網的物件更多的是具有DERs的用戶，而不是商用發電站，
本文介紹什么是HEMs？什么是VPP？什么是網路約束？以及在不考慮網路約束的前提下進行優化建模，
什么是HEMs，什么是VPP
HEMs: Home energy management system
VPP : Virtual Power Plant
Let’s have a look at this image:
顯而易見，HEMs可以是一個擁有DERs的用戶（我們稱它為prosumer - producer and customer），他可以是一個擁有PV-battery的用戶，也可以是一個購買了EVs并且愿意與電網進行溝通的用戶，如果你沒有任何基礎，比如你理解不了什么叫做與電網溝通，為什么我的PV要連接電網，那你可以把任何參與發電或帶有儲能性質的設備都看作一個‘發電機‘，（甚至是你的電動汽車，盡管他的電本質上是電網給你的），這樣是不是好理解很多，
那VPP的含義也變得清晰了很多，他是眾多HEMs的集成，通俗地講，僅僅你一家的DERs不僅僅參與轉換的功率過低，而且因為你并不懂得電網知識，可能因為你自己一味地操作而導致節點電壓波動，所以我們引入了VPP，集成眾多的HEMs或者說DERs來進行統一分析和操作，
我假設讀者有一定的對這些基礎的知識儲備，所以簡單帶過，如果真的能被一定次數的閱讀我會在寫具體的HEMs，VPP，OPF等DERs的管理方法以及他們的優缺點，優化模型等等，
優化模型
獨立HEMs模型
HEMs system model for a household with PV-Battery
[1]
這似乎是一個未來10年將會越來越常見的DERs，我們假設用戶有一個與電網相連的PV-Battery系統，圖中的Meter可以被理解為智能電表，因為一切的優化都是基于較為精確的負載預測，還有與電網的實時溝通，這都是靠智能電表實作的，我們假設它的存在，我們并不在這里討論有關智能電表的知識點，讓我們進入優化模型：
獨立HEMs優化模型的建立
首先我們要決斷我們的time slot. 通常我們取5分鐘或半小時為一個time slot，這是因為我所在的土澳的官方OpenNEM網站有5分鐘和半小時這兩個選項，為了未來和它進行對比，（我后面要用到的用電量和太陽能發電情況都是從AUS Grid拿到的，所以無法分享data set，有很討厭的保密協議 - PS： 盡管我也不認為這有什么機密），我們以一天為例，time slot選取半小時：（后面公式太多了，直接貼圖）
總結
以上數學模型是對簡單HEMs的優化模型建立，顯而易見的是，我們并沒有考慮節點電壓約束或者傳輸線功率流約束，這其實也是符合HEMs的特點，或者說，暴露了他的缺點，不同的模型會有不同的數學演算法，不同的需求會有不同的目標函式，
先來這么點看看有沒有人會看到，如果真的有人能看到能討論會及時進行下一步，
參考資料
[1]: Guerrero, J., Gebbran, D., Mhanna, S., Chapman, A. C., & Verbi?, G. (2020). Towards a transactive energy system for integration of distributed energy resources: Home energy management, distributed optimal power flow, and peer-to-peer energy trading. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 132, 110000.
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