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Optimum finden

 

Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 16:29     Titel: Optimum finden
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Hallo alle zusammen.

Im Zuge meine Bachelorarbeit soll ich ein Optimum zwischen dem Ertrag einer PV Anlage und dem Ertrag einer Windkraftanlage in Bezug auf einen Lastgang finden. Beide Energieformen sollen zusammen den Lastgang decken, weil sie ja jeweils über das Jahr stark fluktuieren.
Sprich ich habe Stundenwerte über ein Jahr für den Ertrag von PV und Wind und diese sollen zusammen den Lastgang decken. Also so dass das ganze autark ausgelegt wird. Zu manchen Zeitpunkten wird also überproduziert und zu machen etwas zu wenig produziert. aber immer nur so wenig, dass ein Speiocher mit eingebaut werden könnte.
Also muss das Optimum gefunden werden, so dass der Bedarf ohne viel Über-und Unterproduktion gedeckt werden kann.

Ich habe hier was zu fminsearch oder so gelesen, aber Ich verstehe nicht ganz ob mir dass weiterhelfen kann bei meinem Problem. Embarassed

Ich hoffe ich konnte das Problem verständlich beschreiben. Very Happy
LG
Anna
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dmjr
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 16:38     Titel:
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Hast du denn die zu minimierende Funktion schon? Wenn ja, wie sieht diese aus?
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 16:42     Titel:
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mmh ich glaube ich weiß nciht genau was du meinst aber die Funktion in der das Optimum gefunden werden soll, ist nur
Lastgang = a*PVErtrag+b*WindErtrag

und a und b sind die variablen die optimiert werden sollen.

oder hast du etwas anderes gemeint?
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 16:45     Titel:
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Hallo,

Optimierung bedeutet hinsichtlich MATLAB immer, dass man etwas minimieren möchte. Falls man etwas maximieren möchte, minimiert man das negative davon.

Sind a und b Skalare? Wie sollen sie optimiert werden? So dass die komponentenweise Abweichung zwischen linker und rechter Seite deiner Gleichung minimal ist? Falls ja:
Code:
[PVErtrag, WindErtrag] \ Lastgang

Dabei müssen alle 3 Vektoren Spaltenvektoren sein. Falls sie das nicht sind, transponieren.

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 17:00     Titel:
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Vielen Dank für die schnelle Antwort.

Also ja es müssten Skalare sein...(ich bin nicht wirklich ein Mathegenie Embarassed )
und a und b sollen so optimiert werden,dass die Abweichung vom Lastgang (also vom Sollwert) möglichst gering ist.
Sprich im Sommer hab ich ja mehr PV Leistung und im Winter mehr Wind und wenn ich jetzt das Optimum zwischen den beiden zu installierenden Leistungen finde, dann kann die Last weitesgehend autark über das ganze Jahr gedeckt werden.

Den Code den du gerade geschrieben hast, habe ich schon ausprobiert und der liefert mir zwar zwei ergebnisse, aber leider nicht die richtigen...
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 17:08     Titel:
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Hallo,

und inwiefern weichen die erhaltenen Ergebnisse von den erwarteten ab?

Code-/Zahlenbeispiel könnte helfen.

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 17:13     Titel:
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also ergebnisse waren

a = 0,0667 und b=44,47

insgesamt könnten damit im Mittel 15MW gedeckt werden. Mein Lastgang ist im Mittel aber ca. 35MW groß.

vielleicht habe ich den Code aber auch falsch verwendet oder so....ich verstehe ihn nämlich nicht ganz.
was macht denn der genau?

Danke.
Anna
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 20:05     Titel:
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Hallo,

der Befehl löst das vorgegebene, lineare Gleichungssystem.

Ohne die Daten zu haben lassen sich deine Ergebnisse leider nicht nachvollziehen.

Zudem verwundert mich der Ansatz. Wenn ich einen gewissen Energiebedarf habe, muss der doch abgedeckt werden? D.h. ein Unterschreiten von Lastgang wäre problematisch?

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 20:42     Titel:
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Also solange die Abweichungen gering sind, ist es egal, denn dafür würde ich einen Speicher bei Überproduktion laden und bei Unterproduktionhalt entladen...aber natürlich werde ich mehr Zeiten haben in denen ich überproduziere.


Wie kann ich denn hier daten hochladen? Wollte eigentlich eine .mat Datei anhängen aber das funktioniert irgendwie nicht.
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 22:43     Titel:
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Hallo,

je nachdem wie lang die Vektoren sind und wie stark die Korrelation ist können die Abweichungen erheblich sein.

.mat-Dateien müssen gezippt werden.

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 01.12.2012, 23:42     Titel:
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Hey also ich habe jetzt als Anhang mal die drei Vektoren gehängt.

Alles ist in MW aber das ist ja eigentlich egal.

Ansich hast du natürlich recht damit, dass die Abweichungen sehr groß sein können,aber genau das muss ich sozusagen überprüfen. Also in wie weit es sich realisieren lässt oder es keinen Sinn macht.

Viele Dank für deine Hilfe.
LG
Anna

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     Beitrag Verfasst am: 02.12.2012, 00:36     Titel:
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Hallo,

die Vektoren haben unterschiedliche Längen. Wie soll das zusammengehören?

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 02.12.2012, 02:06     Titel:
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Oh sorry, das waren noch die Viertelstundenwerte...

Aber jetzt sind es die Richtigen! Very Happy

LG

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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 02.12.2012, 10:50     Titel:
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Hallo,

wenn es allein darum geht, die Abweichungen zu minimieren, ist das die beste Lösung:
Code:
x = [ErtragPV, ErtragWind] \ Lastgang


Wenn als Bedingung über das Jahr gesehen soviel Strom erzeugt werden soll, wie gebraucht wird, ist dies die beste Lösung:
Code:
C = [ErtragPV, ErtragWind];
Aeq = [sum(ErtragPV) sum(ErtragWind)];
beq = sum(Lastgang);
x2 = lsqlin(C, Lastgang, [], [], Aeq, beq);


Man sieht hier, dass die Norm der Abweichungen größer ist, auch wenn es auf den ersten Blick vielleicht besser aussieht:
Code:
norm([ErtragPV, ErtragWind]*x - Lastgang)
norm([ErtragPV, ErtragWind]*x2 - Lastgang)


Wenn man sich die Histogramme ansieht, wird auch irgendwo klar, warum das nicht funktioniert:
Code:
subplot(3,1,1), hist(ErtragPV,50)
subplot(3,1,2), hist(ErtragWind,50)
subplot(3,1,3), hist(Lastgang,50)


ErtragPV und ErtragWind sind größtenteils nahe bei 0, mit vereinzelten Spitzen. Lastgang sieht normalverteilt aus.
Die Korrelationskoeffizienten machen auch deutlich, dass hier keine tollen Ergebnisse zu erwarten sind:
Code:
corrcoef([ErtragPV, ErtragWind, Lastgang])


Wenn man daraus nun den Schluss zieht, dass es schwierig ist, den Energiebedarf allein über Solar- und Windenergie zu decken, dann stimmt das ja durchaus mit dem überein, was man so in den Nachrichten hört.

Grüße,
Harald
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Annagoesmatlab
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     Beitrag Verfasst am: 02.12.2012, 14:56     Titel:
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Danke, danke, danke!!!

Du hast mir sehr weitergeholfen. Jetzt versuche ich noch den Speicher einzubinden und dann guck ich mal ob es sich wirklich nicht lohnt.

Das hier ist echt ein super Forum!

LG
Anna
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