基于双层优化的综合能源系统规划设计
随着能源需求的增长和环境问题的日益突出，综合能源系统规划设计成为了当前能源领域的热门话题
。综合能源系统是指将不同类型的能源资源（如光伏、风电、储能等）进行优化配置和协调运行，以
实现能源的高效利用和低碳排放。本文将基于双层优化方法，利用 KKT 条件、大 M 法和对偶理论等技
术工具，对微网的多电源容量优化配置问题进行研究。
在综合能源系统中，光伏、风电和储能等多种电源的容量配置是决定系统行为的重要因素之一。因此
，本文主要关注微网的多电源容量优化配置问题。为了得到最佳的容量配置方案，本文采用双层模型
，将系统的规划和调度问题分别在上层和下层进行求解。
在上层模型中，我们以周期内运维成本以及投资成本之和最低为目标函数。通过引入 KKT 条件和大 M
法，我们将非线性约束转化为等式约束，并使用 cplex 求解器进行求解。另外，为了保证代码的可读
性和可维护性，我们在代码中添加了详尽的注释，以便新手学习和理解。
在下层模型中，我们以调度周期内购售电成本以及燃料成本最低为目标函数。通过对偶理论的引入，
我们将该优化问题转化为等价的对偶问题，并利用数学优化方法求解。通过与上层模型的交互，我们
可以得出最佳运行策略。
综合能源系统的规划和运行策略的优化是相互关联的，上层模型的结果会直接影响到下层模型的求解
结果。因此，本文采用双层优化方法，将两个模型进行耦合求解，以得到最佳的综合能源系统容量配
置方案和运行策略。
本文的研究有以下几个特点和创新点：首先，我们采用了双层模型进行综合能源系统的规划和调度问
题的求解，该方法考虑了不同目标函数之间的权衡和协调。其次，我们引入了 KKT 条件、大 M 法和对
偶理论等数学工具，将非线性约束转化为线性约束，并使用数学优化方法求解。最后，我们在代码中
注重良心编写，注释齐全，方便新手学习和理解。
综上所述，本文围绕基于双层优化的综合能源系统规划设计展开了深入研究。通过采用 KKT 条件、
大 M 法和对偶理论等技术工具，我们成功地解决了微网的多电源容量优化配置问题。代码的注释齐全
，cplex 求解器保证了计算效率和准确性。本文的研究成果对于综合能源系统的规划和优化具有重要
的理论和实际意义，同时也为新手提供了良好的学习资源。相信本文的研究成果能够为相关领域的研
究者和工程师提供有益的参考和借鉴。
