2024年华数杯数学建模比赛B题思路

上海小升初
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一、题目背景
    中国电力的构成包括传统能源发电(如风力发电)煤炭、石油和天然气)可再生能源发电(如水电、风能、太阳能和核能),以及其他形式的电力。这些发电模式发挥作用在满足中国巨大的电力需求方面发挥着至关重要的作用。根据最新的数据显示,中国总发电量超过20万亿千瓦时,居世界首位整个世界。与电力能源产业密切相关的因素有经济状况、家庭消费水平、城镇化率和市场化程度。电能是经济发展和社会进步的基础在工农业生产、商业服务和经济等方面发挥着关键作用家庭生活。随着中国经济的增长和不断完善人们生活水平的提高,对电能的需求也随之增加。然而,要实现中国政府的碳峰值和碳中和目标需要改变电力结构。在满足需求的前提下对于电能,要减少对传统能源的依赖逐步提高可再生能源发电比重。这

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要求加大可再生能源的开发利用,不断提高提高能源效率,促进清洁能源的创新和应用技术。光伏发电是一种重要的可再生能源。的将太阳能转化为电能可以减少对传统能源的依赖能源丰富,具有显著的环保性和可持续性发展优势。在全球范围内,光伏发电正在发展迅速。目前,许多国家都将光伏发电作为一种发电方式推动清洁能源转型的重要手段。这些国家增加了对光伏发电的投资和支持在政策支持、技术创新和市场开发等方面不断增加光伏发电容量。在中国,光伏发电已经也取得了显著的进步。中国拥有最大的光伏市场世界光伏电站。中国有大量的非耕地资源,如沙漠和盐碱地,可用于建设光伏电站。但是,光伏发电还存在一些不足。首先总之,光伏发电的效率还有提升的空间发电,不同地区、不同季节、不同时段的发电能力也不尽相同。第二,发展光伏发电也面临着一些技术上的挑战,如光伏组件的成本、稳定性、可靠性等有待进一步提高。在此外,光伏发电的可持续性也需要得到保证。考虑到,包括环境问题,如回收和再利用光伏电池,组件维护问题。此外,促进发展光伏发电,有必要将其纳入其中实现国民经济总体战略的循序渐进和有序发展。这包括加强政策支持,提供投资和融资机制,加强技术研发和创新,建立健全市场机制和管理体制。在同时,也需要加强光伏之间的协调发电和电网,提高电力的可预测性和可调度性发电,保证光伏发电的稳定供应。光伏电池的转换效率随技术的不同而不同材料。光伏电池的转换效率是指太阳能的转换能力转化为电能的能量,通常以百分数表示。目前,大多数先进的商用光伏电池的转换效率可以达到超过25%。此外,光伏发电还面临来自其他清洁能源,如潮汐能和风能。诸如国内用电需求大,电力生产效率高,出口多市场和光伏产品的技术进步可能会产生影响对中国光伏发电产业的影响。
二、题目要求
1、创建一个数学模型来回答以下问题:中国的电力供应与许多因素相互作用。请仔细阅读它们之间的关系,并预测从2024年到2060年电力的发展趋势。
2、建设光伏电站需要考虑很多因素。这需要考虑成本和收益,以及地理和
照明条件。请选择一个区域并讨论建立一个光伏电站的可行性。
3、如果您想在中国建设多个光伏电站,请合并与中国的地理资源和投资能力、成本和收益相结合因素,光伏发电在中国的最大潜力是什么?也就是说,光伏发电的最大发电量是多少?
4、实现中国政府碳峰值和碳减排的战略目标到2060年,用清洁能源取代燃煤发电是一个目标美妙的想法。这个想法能实现吗?请研究战略规划光伏发电在中国的可持续发展回答这个备受期待的问题。
5、根据你的研究结果,请给中国人写一封1页的信给政府。
三、思路解析
1、第一问就是一个电力负荷预测的问题,需要自己找到电路负荷数据,使用残差神经网络、LSTM、GRU等模型。这里给大家推荐一下电力负荷预测的代码实战:
MATLAB残差神经网络实战
也推荐一些数据查找的网站
1)美国国家海洋和大气管理局
Homepage | National Oceanic and Atmospheric Administration (noaa.gov)
(2)OECD Data
OECD Data
(3)中国气象数据网
国家气象信息中心-中国气象数据网 (cma.cn)
(4)Github-Awesome Public Datasets
GitHub - awesomedata/awesome-public-datasets: A topic-centric list of HQ open datasets.
(5)世界数据图册
世界和地区统计资料,各国数据,地图,排名 (knoema.com)
(6)世界银行
World Bank Open Data | Data
(7)国家统计局
国家统计局 (stats.gov.cn)
    上述网站中涉及了天气、气候、农业、海洋、经济、能源等数据,可以在上诉网站中下载自己所需要的数据进行数学建模。
2、第二题实际就是一个光伏电站选址定容的问题,考虑成本和收益,以及地理和照明条件,由于题目是一个开放性的题目大家可以自行假定环境进行建模,这里可以参考一下下列论文:
[1]吴小刚,刘宗歧,田立亭等.基于改进多目标粒子群算法的配电网储能选址定容[J].电网技术,2014,38(12):3405-3411.DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2014.12.021
[2]陈永立.基于Q学习的分布式电源选址定容[J].高原农业,2023,7(06):670-678.DOI:10.19707/j.cnki.jpa.2023.06.014
[3]张振芳,撖奥洋,刘同同等.基于多策略改进SSA算法的分布式光伏选址定容规划[J/OL].电气工程学报,1-10[2024-01-21]http://kns.cnki.net/kcms/detail/10.1289.TM.20230705.1840.004.html.
[4]刘柳,赵俊勇,马亮.基于改进蝴蝶算法的分布式光伏选址定容[J].电力系统及其自动化学报,2023,35(08):152-158.DOI:10.19635/j.cnki.csu-epsa.001243
3、第三问的本质还是预测问题,预测光伏发电的最大量,可以收集相关数据,采用ELM、LSTM等模型进行预测。这里给大家推荐一些文献:
[1]赵龙,杨波,卢志鹏等.基于谱聚类和AM-LSTM的分布式光伏集群超短期预测方法[J].供用电,2023,40(07):10-17.DOI:10.19421/j.cnki.1006-6357.2023.07.002
[2]武天雨,王宁.基于多变量灰色模型的光伏短期预测[J].电气应用,2021,40(06):17-23.
4、第四、五问就是结合收集的数据做图像、表格的展示,结合双碳、高比例新能源、新型能源系统的现状来写即可




发布于 2024-03-25 19:09

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