高比例风电电力系统储能运行及配置分析（电工杯 2022 A）

历年真题解法库 · 本题为公开赛题要点整理，完整原题请到官方渠道获取（链接见下）；
下方「练习数据」为本站确定性合成数据集（随机种子 2022，纯标准库生成），仅用于跑通方法，非官方原题数据。

一、赛题要点

赛事：第十四届全国大学生电工数学建模竞赛（电工杯）2022 年 · 题号 A
真实标题：高比例风电电力系统储能运行及配置分析
问题实质：在“碳中和”背景下，研究高比例风电接入对电力系统功率实时平衡、运行经济性与可靠性的影响；重点考察火电经济调度、弃风/失负荷、风电渗透率、碳捕集成本与储能配置。
系统构成：火电 3 台（最大 600/300/150 兆瓦、最小 180/90/45 兆瓦，合计 1050 兆瓦）、风电、储能、负荷；日最大负荷 900 兆瓦；风电渗透率 = 最大风电功率 / 最大负荷功率。
七个子问题：① 无风最小成本运行与单位供电成本；② 风电 300 兆瓦替代机组三的功率平衡与弃风；③ 风电 600 兆瓦替代机组二的功率平衡与失负荷；④ 上述两场景在 4 档碳价下的单位供电成本；⑤ 风电 900 兆瓦替代机组二、三的失负荷与最小储能配置；⑥ 风电替代容量递增的可靠性与经济性挑战；⑦ 十五日（负荷/风电均 1200 兆瓦）替代机组二、三的功率平衡问题与方案设计。

官方数据/赛题：原题附件 1（某日风电/负荷归一化序列，96 点/15 分钟）、附件 2（十五日序列）为官方 Excel 附件，本站无法下载。
官方获取渠道：http://www.mcm.edu.cn（请以当年官网发布为准）
本站练习数据集：data/dgcup2022a.csv —— 按本题结构、种子 2022 生成的确定性合成数据（负荷/风电形状固定，权威数字可由 tools/gen_dgcup2022a.py 复现）。
字段说明：CSV 含系统常数、各问题关键结果面板（单位供电成本、弃风/失负荷、最小储能、灵敏度序列等）；数值仅用于方法验证，不代表真实赛题数据。

下面按本题涉及的题型，给出对应的「方法选型指南」与可直接套用的算法手册跳转。

先看选型 👉 🧭 优化类选型指南

先看选型 👉 🧭 时间序列选型指南

问题一（无风）：单位供电成本 0.14325 / 0.18724 / 0.20190 / 0.21656 元每千瓦时（碳价 0/60/80/100）。
问题二（风电 300 兆瓦替代机组三）：弃风 308806 千瓦时，单位成本 0.13276（碳价 0），可降装机约 123.3 兆瓦。
问题三（风电 600 兆瓦替代机组二）：弃风 1349635 千瓦时、失负荷 26091 千瓦时，单位成本 0.17386，可增装机约 98.3 兆瓦。
问题四：四档碳价下问题二 0.13276→0.19609、问题三 0.17386→0.23174 元每千瓦时。
问题五（风电 900 兆瓦替代机组二、三）：无储能失负荷 248047 千瓦时、弃风 2464475 千瓦时；最小储能约 248 兆瓦时 / 336 兆瓦；含储能单位成本 0.2438 元每千瓦时（碳价 60）。
问题六（渗透率递增）：单位成本先降后升再缓降，900 兆瓦处出现尖峰 0.34508。
问题七（十五日、1200 兆瓦）：失负荷约 2050 万千瓦时、弃风约 3924 万千瓦时；仅配储能方案单位成本最低（0.20582 元每千瓦时）。

三篇范文引用 assets/problems/dgcup2022a/figs/ 下共 24 张 SVG 配图（每篇 8 张），数字均由 tools/gen_dgcup2022a.py 与 tools/fig_dgcup2022a.py 确定性复现。