2026年国赛C题：微网与外部电网电力调控策略
2026年国赛C题：微网与外部电网电力调控策略是2026年高教社杯全国大学生数学建模竞赛的C题。题目给出小区用电、光伏发电、储能设备和外部电网价格等条件，要求制定每天的购电与充放电安排，并依次考虑实际供需变化、预报更新和实时电价波动。
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供电背景与调控目标
微网由本地发电、用电和储能等部分组成。题目中的微网与外部电网相连，既可利用光伏电力，也可从外网购电，并通过储能设备跨时段储存和释放电能。
调控需要同时满足两个目标：供给小区的电能不能低于负载需求；在这一前提下，尽量降低购电费用。须安排的量包括各时段外网购电量、储能充电量和放电量，并考虑设备当前已有的储电量。
题目数据中的功率使用kW，购电、充放电和储电等电量使用kWh，电价使用元/kWh，费用使用元。表中0:00+1表示次日0:00，也就是当日24:00。
储能设备与输入资料
| 项目 | 给定条件 |
|---|---|
| 最大容量 | 12000 kWh |
| 最大充放电功率 | 5000 kW |
| 初始储电量 | 2025年1月1日0:00为6000 kWh |
| 后续允许储电范围 | 1200—10800 kWh |
| 充放电效率 | 90% |
题目提供的数据分为四组：
- 附件1：某一天不同时刻的电价、小区负载、光伏预测发电功率，分别以元/kWh、kW、kW表示。
- 附件2：2025年1月1日至12月31日的小区负载和光伏实际发电功率，单位均为kW。
- 附件3：2025年全年每天0:00、6:00、12:00、18:00发布的光伏功率预报；每次预报覆盖未来24小时的各个整点，单位为kW。
- 附件4：2025年全年不同时刻的外网电价，单位为元/kWh。
附件5提供各问的结果模板。
问题1：每天重复的负载与电价
本问假定每天的电价和小区负载都相同，给出一天的光伏发电功率预测值。在每天0:00制定当天的计划购电策略，要求微网供电满足小区负载，且储能设备在当天0:00与24:00的储电量相同。
须依据附件1和上述设备参数建立数学模型，给出具体购电和充放电安排。论文展示分为两组。
购电与全天费用
按原题表1，分别列出以下六个时段的购电量（kWh）：10:00—10:10、12:00—12:10、14:00—14:10、16:00—16:10、18:00—18:10、20:00—20:10。同时列出全天购电总量（kWh）和全天购电费用（元）。
储能充放电
按原题表2，对下面六个时段分别列出充电量和放电量，并报告0:00、24:00的储电量。以上量的单位均为kWh。
| 时段 | 需要给出的量 |
|---|---|
| 0:00—4:00 | 充电量、放电量 |
| 4:00—8:00 | 充电量、放电量 |
| 8:00—12:00 | 充电量、放电量 |
| 12:00—16:00 | 充电量、放电量 |
| 16:00—20:00 | 充电量、放电量 |
| 20:00—24:00 | 充电量、放电量 |
完整结果存入result1.xlsx：“计划购电量”工作表保存间隔10分钟的购电量；“充放电量”工作表保存指定时段的充电、放电，以及0:00和24:00的储电量。
问题2：实际负载和发电量随时间变化
本问仍采用每天相同的电价，但小区负载和光伏发电功率随时间变化。每天0:00仍须制定当天的计划购电策略。如果按已有供电安排不能满足负载，必须向外网紧急购电，价格为交易时刻电价的5倍。除紧急购电费用外，其余购电费用按照计划购电量计算。
须使用附件1的电价和附件2的数据建立相应策略。在论文中，对下列四个指定日期给出问题1所述的购电、费用和充放电表，并按原题表3列出各日紧急购电的时间段及电量：
- 2025年3月20日；
- 2025年6月21日；
- 2025年9月23日；
- 2025年12月21日。
完整结果填入result2.xlsx。题面要求该工作簿保存的日期范围是2025年2月1日至12月31日，各表内容为：
| 工作表 | 保存内容 |
|---|---|
| 计划购电量 | 每天0:00制定、间隔10分钟的计划购电量，单位kWh |
| 充放电量 | 每天指定时段的充电和放电量，以及0:00、24:00的储电量，单位kWh |
| 紧急购电量 | 各次紧急购电的时间段和对应电量，单位kWh |
原题附录中的填写示例如下，仅说明同一天有多段紧急购电时怎样登记，并非本题的计算结果：
| 日期 | 紧急购电时段 | 紧急购电量/kWh |
|---|---|---|
| 2025年3月1日 | 13:00—13:30 | 100 |
| 同日 | 14:40—15:50 | 400 |
| 同日 | 16:10—16:30 | 50 |
问题3：利用更新的光伏预报调整购电
每天0:00、6:00、12:00、18:00都会取得未来24小时各整点的光伏发电功率预报。可依据0:00的预报制定当天计划，也可在其他预报发布时刻调整购电安排。题目规定两种调整价格：
- 若计划购电量高于调整购电量，二者差额对应的违约电价为交易时刻电价的50%。
- 若调整购电量高于计划购电量，增加部分按交易时刻电价的1.5倍计价。
总购电费用包含计划购电费用、紧急购电费用，以及调整购电量产生的相关费用。
须结合附件1的电价、附件2的实际负载与发电数据、附件3的预报，建立当天购电策略模型：在0:00作出计划，在其他预报时刻给出调整方案。论文仍按问题2所列四个指定日期，展示购电、充放电和紧急购电三类结果。还须分析：是否有必要引入其他预报时刻的信息来调整购电策略。
完整结果填入result3.xlsx。其中“计划购电量”保存2025年2月1日至12月31日每天根据0:00预报制定的计划；“调整购电量”保存根据其他预报给出的调整；“充放电量”保存该日期范围内指定时段的最终充放电量及每天0:00、24:00的储电量；“紧急购电量”保存最终紧急购电时段与电量。所有电量以kWh表示。
问题4：外网电价也实时波动
本问不再假定每日价格重复，而采用实际波动的外网电价。要求建立相应购电策略模型，使用附件2的小区负载、光伏实际发电数据，附件3的光伏预报，以及附件4的电价，重新计算问题2和问题3。
论文中给出相应计算结果，完整结果分别保存为：result4-2.xlsx记录波动电价下问题2的全部结果，result4-3.xlsx记录波动电价下问题3的全部结果。两者的模板都在附件5中。
附件下载与来源
下载2026年国赛官方赛题包。本题位于包内C题/目录；题面是C题/C题.pdf，输入数据和结果模板在该目录的附件/中。参赛论文还应遵守包内的竞赛论文格式规范。
来源：全国大学生数学建模竞赛组委会《2026年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目：C题 微网与外部电网电力调控策略》，PDF共3页；官方年度发布页。本页整理核对日期为2026年9月22日。