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基于YALMIP的鲁棒优化线性规划

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简介:
本研究采用YALMIP工具箱探讨鲁棒优化中的线性规划问题,致力于开发有效算法以解决不确定性条件下的最优化挑战。 鲁棒线性优化利用YALMIP求解示例 我们从一个简单的例子开始:问题涉及单一决策变量x以及不确定的标量w。此情况下,我们将通过引入不确定性约束来构建一个问题,并定义一个基本的不确定模型。 在YALMIP中,首先声明sdpvar x w表示这两个变量。接着设定不等式限制F = [x+w <= 1]和不确定性范围W = [-0.5 <= w <= 0.5, uncertain(w)]。我们的目标函数是objective = -x; 显然,在这种情况下,最优解为x等于0.5,因为如果x取较大值,则存在w的特定数值会导致不等式约束失效。 通过调用solvesdp命令来解决这个问题时,YALMIP会自动生成并求解鲁棒对偶问题。对于具有多面体不确定性的线性约束通常采用枚举法处理;然而,在本例中由于不确定性范围简单明了(方形),YALMIP直接执行最大化操作以找到最差情况模型,并且这种方法更为高效。

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  • YALMIP线
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    本研究采用YALMIP工具箱探讨鲁棒优化中的线性规划问题,致力于开发有效算法以解决不确定性条件下的最优化挑战。 鲁棒线性优化利用YALMIP求解示例 我们从一个简单的例子开始:问题涉及单一决策变量x以及不确定的标量w。此情况下,我们将通过引入不确定性约束来构建一个问题,并定义一个基本的不确定模型。 在YALMIP中,首先声明sdpvar x w表示这两个变量。接着设定不等式限制F = [x+w <= 1]和不确定性范围W = [-0.5 <= w <= 0.5, uncertain(w)]。我们的目标函数是objective = -x; 显然,在这种情况下,最优解为x等于0.5,因为如果x取较大值,则存在w的特定数值会导致不等式约束失效。 通过调用solvesdp命令来解决这个问题时,YALMIP会自动生成并求解鲁棒对偶问题。对于具有多面体不确定性的线性约束通常采用枚举法处理;然而,在本例中由于不确定性范围简单明了(方形),YALMIP直接执行最大化操作以找到最差情况模型,并且这种方法更为高效。
  • 初探(5)-利用Matlab与Yalmip进行编程实践
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    本篇文章为《鲁棒优化初探》系列第五篇,将通过实例介绍如何使用Matlab和Yalmip工具箱来进行鲁棒优化问题的建模与求解。 本段落系统介绍了如何利用Matlab与Yalmip工具箱求解单阶段鲁棒优化问题的方法,总共包括三种方法及两个算例:第一种是使用Yalmip中的uncertain函数定义不确定变量,并直接通过鲁棒优化模块进行求解;第二种是将内层优化的最优解KKT条件引入外层优化中,将其转换为单一层次的优化问题来解决;第三种则是利用对偶变换,调整内外层优化的目标方向一致后合并形成单一层级的优化。文章共提供了两个算例:第一个是一个简单的鲁棒选股优化问题(虽然看起来简单但实际变量规模更大),三种方法得出的结果是一致的;第二个是电力系统中的鲁棒经济调度问题,在这个问题中KKT条件和对偶变换两种方法得到的结果一致,但是与直接调用鲁棒优化模块求解结果不同。在代码实现上使用了matlab+Yalmip工具箱,并且对于第二个算例还应用到了MATPOWER工具箱。
  • 两阶段方法微网电源容量
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    本研究采用两阶段鲁棒优化策略,针对不确定性因素对微电网内电源配置的影响进行了深入分析和建模,旨在提高电力系统的可靠性和经济性。 在微网电源容量优化配置问题中,需要考虑风电、光伏、储能以及燃气轮机的合理规划。该程序采用两阶段鲁棒优化方法进行决策:第一阶段主要确定储能系统、风力发电和光伏发电系统的容量;第二阶段则侧重于制定风光燃储的实际出力计划。
  • 约束与_cplex在模型中应用
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    本文章介绍了鲁棒约束和鲁棒优化的概念,并详细探讨了CPLEX软件工具在建立及求解复杂鲁棒优化模型中的应用,提供了解决不确定环境下优化问题的有效途径。 在MATLAB中使用CPLEX求解鲁棒优化模型,并考虑了各种约束条件的书写代码。
  • 两阶段算法MATLAB代码在微网容量配置中应用关键词:微电网,容量配置,两阶段...
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    本文探讨了运用两阶段鲁棒优化算法进行微电网中设备容量的有效配置,并提供了相应的MATLAB实现代码,以增强系统对不确定性的适应能力。 本MATLAB代码旨在解决微网中的电源容量优化配置问题,采用两阶段鲁棒规划算法进行风电、光伏、储能以及燃气轮机的容量规划。仿真平台使用的是MATLAB YALMIP与CPLEX。 该程序考虑了不确定性因素,并通过一阶段和二阶段决策来实现优化目标:第一阶段主要确定储能系统、风力发电及光伏发电系统的容量;第二阶段则侧重于风光燃储的实际出力变量配置。最终,代码不仅提供了微网电源的最佳容量分配方案,还给出了各机组的最优出力结果,仿真效果良好。
  • 两阶段方法微网多电源容量.zip
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    本研究探讨了利用两阶段鲁棒优化技术进行微电网中多种能源供应系统的容量规划问题,旨在提高系统灵活性和可靠性。通过建模分析,提出了一种有效的策略以应对不确定性的挑战。 MATLAB代码:基于两阶段鲁棒优化算法的微网电源容量优化配置 关键词:容量优化配置 微网 两阶段鲁棒规划 主要内容:该代码解决的是一个关于微网中电源容量优化配置的问题,具体来说是风电、光伏、储能以及燃气轮机的容量规划问题。程序考虑了不确定性因素,并采用两阶段鲁棒优化方法进行处理。在第一阶段,主要决策储能系统、风力发电和光伏发电系统的容量;而在第二阶段,则重点规划风光燃储的实际出力变量。最终结果不仅提供了微网电源的最佳配置方案,还详细展示了各个机组的具体运行情况,效果显著。具体细节可以通过图表来查看。
  • 维纳模型与稀疏线回归方法
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    本研究提出了一种结合维纳滤波和稀疏性约束的鲁棒非线性回归算法,有效提升了在噪声环境下模型参数估计的准确性与稳定性。 鲁棒非线性回归:利用维纳模型和稀疏性优化的鲁棒非线性回归方法。
  • 分布
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    分布鲁棒优化(DRO)是一种数学规划理论,用于处理不确定条件下的决策问题,旨在最小化最坏情况下的期望损失,广泛应用于金融、物流和机器学习等领域。 论文中的方法实现:使用Wasserstein指标的数据驱动分布式鲁棒优化来对约束随机系统的分布鲁棒控制进行研究,并提供了性能保证以及易于重构的特性。
  • 局部非凸场景生成算法(SGLRO)
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    本研究提出了一种名为SGLRO的创新算法,专注于通过局部鲁棒优化技术解决非凸问题中的鲁棒场景生成难题。此方法能够有效增强决策模型在面对不确定性时的表现和稳定性。 鲁棒优化是一种通过寻找在所有可能的不确定参数值下都可行的解来考虑不确定性问题的方法。此程序实现了包含非凸约束条件下的鲁棒优化问题求解方法。这是Rudnick Cohen等人于2019年提出的一种采用局部鲁棒优化(SGLRO)算法生成场景的技术实现方式。SGLRO是一种基于抽样的策略,它通过随机选取样本并利用这些样本构建最坏情况的场景来寻找稳健的最佳解决方案,并且使用局部鲁棒优化步骤确保最终解的有效性。函数SGLRO.m用于执行该算法,提供输入参数列表及其功能说明。在examples文件夹中包含了Rudnick Cohen等人2019年的所有示例代码,这些示例展示了如何利用SGLRO.m进行操作。
  • MATLAB-YALMIP与CPLEX两阶段微电网容量经济调度
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    本文提出了一种利用MATLAB-YALMIP和CPLEX工具箱进行两阶段鲁棒优化的方法,旨在解决微电网中的容量经济调度问题,以实现成本最小化及系统稳定性。 本段落采用YALMIP编写的两阶段鲁棒优化方法来解决微电网的经济调度问题。目标函数主要考虑了投资成本(第一阶段)和运行成本(第二阶段),其中,投资成本主要包括储能系统的等年值投资费用;而运行成本则包括配电网交互成本、各单元运维费用以及微型燃气轮机的燃料消耗费。本优化模型中的不确定量为光伏、风电及负荷的变化。 文件中详细列出了所有参数定义、约束条件说明和公式推导,具体内容可参考《微电网两阶段鲁棒经济调度》与《考虑机组禁止运行区间的含风电鲁棒机组组合》这两篇论文。程序已经过良好调试并能够顺利收敛,使用者可以根据自身需求进行扩展使用。