一图流【一张图看懂 2024 年电工杯】
| Aspect | A 题：园区微电网风光储协 调优化配置 | B 题：大学生平衡膳食食谱 的优化设计及评价 |
| 数据处理 | 需要处理园区的负荷曲线、 风光发电数据、储能配置数 据；涉及数据量较大，需进 行数据清洗和时间序列分 析。 | 需要处理大学生的膳食记 录数据、高校食堂食物信息 数据、营养素参考摄入量数 据；数据处理相对简单，但 需要准确匹配营养信息。 |
| 解题所需模型知 识 | 需要掌握电力系统优化、储 能设备建模、线性规划、动 态规划等知识。 | 需要掌握营养学基础知识、 线性规划、整数规划等优化 技术。 |
| 题目复杂度 | 复杂度较高，涉及多场景、 多目标的优化问题，需要同 时考虑经济性和技术性。 | 中等复杂度，主要是营养评 价和优化问题， 目标明确， 数据处理相对简单。 |
| 综合难度 | 较高，需要综合考虑风光发 电、储能配置、经济性分析 等多个方面，具备较强的建 模和求解能力。 | 中等，主要考察营养知识和 优化能力，要求较强的数 |
赛题难度 A:B=1:0.7
选题人数 A:B=0.3:1
新手推荐选择 B 题，该题目也是最好获奖的题目，数模竞赛是百分比获奖，选择人数最 多的也就意味着题目简单，会有很多新手、小白选择。我们只需要打败 50%的小白即可获奖； 选择人数偏少的题目，大多为老手，我们则需要打败 50%的老登
A 题：园区微电网风光储协调优化配置
问题背景： 园区微电网通过风能、光伏发电和主电网联合为负荷供电，需配置较高比例的风光发电装机容量，但负荷与风光发电的时序不匹配会导致弃电问题。配置储能可以缓解这 一问题，但需要考虑成本和收益。
建模目标：
1 、各园区独立运营储能配置方案及其经济性分析
l 分析未配置储能时各园区运行的经济性。
l 各园区分别配置一定容量的储能，分析其运行经济性。
l 判断配置方案是否最优，并提出最优的储能配置方案。
2 、联合园区储能配置方案及其经济性分析
l 分析未配置储能时联合园区的运行经济性。
l 制定联合园区的储能最优配置方案，分析其经济性。
l 比较联合运营与独立运营的经济收益差异。
3 、园区风、光、储能的协调配置方案及其经济性分析
l 制定各园区独立运营和联合运营的风光储协调配置方案，并进行经济性分析。
l 考虑全年不同月份的发电数据，制定风光储协调配置方案。
| 问题 | 模型类型 | 涉及知识 | 方法 |
| 问题 1-1：未配置 储能的经济性分 析模型 | 经济性分 析模型 | 电力系统、经济 学 | 计算购电量、弃电量、总供 电成本和单位电量平均供 电成本，分析关键因素 |
| 问题 1-2：储能配 置及优化运行策 略模型 | 优化模型 | 线性规划、储能 技术 | 设计储能配置方案，优化储 能运行策略，计算其经济性 改善情况 |
| 问题 1-3：最优储 能配置方案模型 | 优化模型 | 线性规划、动态 规划、储能技术 | 分析并确定最优的储能功 率和容量配置方案 |
| 问题 2-1：未配置 储能的经济性分 析模型 | 经济性分 析模型 | 电力系统、经济 学 | 计算联合园区的总购电量、 总弃电量、总供电成本和单 位电量平均供电成本 |
| 问题 2-2：联合园 区储能最优配置 方案模型 | 优化模型 | 线性规划、动态 规划、储能技术 | 设计联合园区的储能配置 方案，优化运行策略，分析 其经济性 |
| 问题 2-3：联合运 营经济收益分析 模型 | 比较分析 模型 | 电力系统、经济 学 | 对比独立运营和联合运营 的经济收益，分析主要影响 因素 |
| 问题 3-1：独立运 营的风光储协调 配置方案模型 | 优化模型 | 线性规划、动态 规划、风光发 电、储能技术 | 按各园区独立运营设计风 光储协调配置方案 |
| 问题 3-2：联合运 营的风光储协调 配置方案模型 | 优化模型 | 线性规划、动态 规划、风光发 电、储能技术 | 按联合运营设计风光储协 调配置方案 |
| 问题 3-3：全年风 光发电数据的配 置方案模型 | 动态优化 模型 | 动态规划、时间 序列分析、风光 发电、储能技术 | 使用全年数据进行动态优 化，考虑分时电价 |
B 题：大学生平衡膳食食谱的优化设计及评价
问题背景： 大学生正处于学习知识和身体发育的重要阶段，需要充足的能量和各种营养素。 然而，大学生中存在许多不良的饮食习惯，如不吃早餐、频繁食用外卖和快餐、以及通过控 制饮食来减少体脂，这些都会影响他们的营养摄入和身体健康。
建模目标：
1 、膳食食谱的营养分析评价及调整
l 对男、女大学生的一日食谱进行全面的营养评价。
l 根据食堂提供的食物信息，对现有食谱进行调整并重新评价。
2 、基于日食谱的优化设计
l 建立以蛋白质氨基酸评分最大为目标的优化模型，设计男女生的日食谱。
l 建立以用餐费用最经济为目标的优化模型，设计男女生的日食谱。
l 建立兼顾蛋白质氨基酸评分及经济性的优化模型，设计男女生的日食谱。
l 对不同目标下的日食谱进行比较分析。
3 、基于周食谱的优化设计
l 在日食谱优化的基础上，设计男女生的周食谱， 目标同上。
l 进行评价及比较分析。
4 、写一份健康饮食、平衡膳食的倡议书
| 问题 | 模型类型 | 涉及知识 | 方法 |
| 问题 1-1：膳食营 养评价模型 | 营养素摄 入评价模 型 | 膳食营养标准、 营养素摄入量 计算 | 对比个人饮食记录中的营 养素摄入量与推荐摄入量 |
| 问题 1-2：膳食调 整模型 | 调整优化 模型 | 线性规划、营养 学 | 根据食堂提供的食物信息， 调整饮食，重新评价 |
| 问题 2-1：蛋白质 氨基酸评分最大 化模型 | 优化模型 | 线性规划、蛋白 质氨基酸评分 | 建立目标函数，以蛋白质氨 基酸评分最大为目标，进行 优化 |
| 问题 2-2：用餐费 用最经济模型 | 成本最小 化模型 | 线性规划、经济 学 | 建立目标函数，以费用最小 化为目标，进行优化 |
| 问题 2-3：兼顾蛋 白质氨基酸评分 及经济性模型 | 多目标优 化模型 | 多目标优化、营 养学、经济学 | 同时考虑蛋白质评分和费 用，通过加权或 Pareto 优 化进行求解 |
| 问题 2-4：日食谱 的比较分析模型 | 比较分析 模型 | 营养学、统计分 析 | 对比不同目标下的日食谱， 分析其优劣 |
| 问题 3：周食谱的 优化设计模型 | 优化模型 | 线性规划、蛋白 质氨基酸评分、 经济学 | 扩展到一周的时间范围，进 行相应优化 |
| 问题 4：健康饮食 倡议书 | 文献综述 和建议模 型 | 营养学、公共健 康 | 基于已有研究和分析结果， 撰写倡议书 |
