【正文】 end for n=11:25 lumda=lumda+(1+alpha)^(n1)。*]。*]。,*zjgl(14:24)39。 find(B=80)=0。 Adata(:,3)=[]。 zhxl=xlsread(39。*]。*]。,*zjgl(14:24)39。 find(B=80)=0。 S=guige(:,1).*guige(:,2)/1000000。)。 22 ()。ia=90。[i],amp。39。dS 南墻開(kāi)窗面積 39。1r iiDD??? 1r iiiDD????? 其中 , i? 表示逆變器的逆變效率 , D 表示太陽(yáng)能小屋一年轉(zhuǎn)化民用的電量 . 房屋五個(gè)外表面太陽(yáng)能設(shè)備總費(fèi)用數(shù)學(xué)模型 房屋第 j 個(gè)外表面設(shè)備 鋪設(shè)總費(fèi)用 : 12j j jC C C?? 8 1 m m mj i i imC l w p?? 其中 , mip表示第 mi 種電池每峰瓦的價(jià)格 , 1jC 表示第 j 個(gè)表面光伏電池的總費(fèi)用 , 2jC 表示第 j 個(gè)表面逆變器的總費(fèi)用 . 太陽(yáng)能小屋設(shè)備鋪設(shè)的總費(fèi)用為： 51 jjCC??? 構(gòu)建目標(biāo)函數(shù) 本文 所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能小屋 , 盡可能使得小屋的全年總發(fā)電量最大 , 而所用設(shè)備總費(fèi)用盡可能最小 . 這是一個(gè) 雙目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題 , 本文構(gòu)建如下兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)： 51max jJDD???, 該目標(biāo)函數(shù)使得小屋年總發(fā)電量最大 . 51min jjCC??? 該目標(biāo)函數(shù)使得小屋 設(shè)備總費(fèi)用最小 . 建立投資回收年限計(jì)算模型 貼現(xiàn)因子 為了 計(jì)算所設(shè)計(jì)太陽(yáng)能小屋的總發(fā)電量的價(jià)值能否使設(shè)備總成本回收 , 本文根據(jù)金融數(shù)學(xué)的知識(shí)引入一個(gè)貼現(xiàn)因子 . 設(shè)貼現(xiàn)率為 ? , 根據(jù)本文 題目所給的 附件 3 數(shù)據(jù) , 由于 所有的 光伏電池轉(zhuǎn)化效率受工作時(shí)間影響（即 : 0~10 年效率按 100% 11~25 , 年按照 90%折算 , 26年后按 80%折算） , 因此 , 我們建立如下表（ 2） ： 表（ 2）貼現(xiàn)因子 年 限 1 2 ??? 10 11 ??? 25 26 ??? 35 i? 1 11?? ??? 91(1 )?? (1 )?? ??? (1 )?? (1 )?? ??? (1 )?? 對(duì) i? 進(jìn)行求和 , 得到貼現(xiàn)因子 9 ii???? 在本文取 0?? （主要考慮政府支持太陽(yáng)能小屋的建設(shè) , 提供無(wú)息貸款） , 目前的一年貸款利率為 ?? , 本文考慮到電價(jià)上漲、利率等因素本文取另一個(gè) ?? . 將 太陽(yáng)能小屋 35 年的總發(fā)電量的價(jià)值貼現(xiàn)為現(xiàn)在這個(gè)時(shí)點(diǎn) , 貼現(xiàn)后總的收益 為? , 其中 每度電的價(jià)格按 元計(jì)算 , 即總純收入為 DC? ? . 本文 利用總純收入最大化的原則 , 將多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題 , 即如下數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題： max{ }DC? ? 約束條件為： m a x { , } 1 .1 ,IiiijijiWWVVVVijVV?????????????????逆逆其 中 具體求解 時(shí) , 本文先計(jì)算房屋的第 j 個(gè)表面對(duì)第 i 種型號(hào)電池的單位面積 35 年發(fā)電純收入 , 公式為： , 0 .5 i j i iijiD w pz s? ?? 然后對(duì)太陽(yáng)能電池純收入由高至低進(jìn)行排序 , 在鋪設(shè)光伏電池時(shí)優(yōu)先安排純收入高的太陽(yáng)能電池 . 投資回收年限模型 太陽(yáng)能小屋一年 轉(zhuǎn)化為民用 總發(fā)電量 為 D , 為太陽(yáng)能設(shè)備鋪設(shè)的總成本 C . 靜態(tài)投資回收期 , 其回收的年限為： D? 即總成本除以每年的收益 . 動(dòng)態(tài)投資回收期 , 設(shè)貼現(xiàn)率為 ? , 設(shè)動(dòng)態(tài)投資回收期為 x , 則可以得到： 10 當(dāng) 1 10x?? 時(shí) , 11( ) [1 ]1 (1 ) xf x D ??? ? ? ?????? 當(dāng) 11 25x?? 時(shí) , 9 101 1 ( ) [ 1 ] [ ]1 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) xf x D D? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ??? ?? ? ? ? 當(dāng) 26 35x?? 時(shí) , 9 1 0 2 4 2 51 1 0. 9 0. 9 0. 8 0. 8( ) 0. 5 [ 1 ] 0. 5 [ ] 0. 5 [ ]1 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) xf x D D D? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?由此可以計(jì)算出動(dòng)態(tài)投資回收年限 5 數(shù)學(xué)模型的求解 房屋最佳朝向及光伏電池陣列傾斜角度求解 : [5]ztQ Q Q?? ： 365 ( , ) [ 5 ]( , )=1( , ) ( , , )r t ir k iiM Q r d r? ? ? ?? ? ? ： max ( , )M ?? 0 2. 32st?????? ?????? ???? 4模型的求解 算法 [5]步 驟 ： Step1：利用公式 [ 5 ]c os = c os si n si n c os c os( )? ? ? ? ? ?? 計(jì)算出太陽(yáng)入射角 . Step1:將水平散射輻射強(qiáng)度 , 法向直射輻射強(qiáng)度 , 太陽(yáng)高度角的 sin 值和 cos 值以及太陽(yáng)方位角的全年數(shù)據(jù)讀入結(jié)構(gòu)體數(shù)組中存儲(chǔ) . 11 Step2通過(guò)計(jì)算全年能接收的太陽(yáng)總輻射 , 選取最大值 , 當(dāng)時(shí)光伏電池的傾斜角和朝向即為最佳 . 當(dāng)計(jì)算南面屋頂最佳傾角 和朝向時(shí) , 跳至 Step3, 計(jì)算北面屋頂?shù)淖罴褍A角和朝向時(shí)跳至 Step5. Step4:電池朝向用壁面方位角表示 , 壁面方位角從 90 度至 270 度遍歷（從正東方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至正西方向的范圍） , 步長(zhǎng) 度 . 傾角從 0 度到 60 度遍歷 , 步長(zhǎng) 度 . 每次計(jì)算此角度組合情況下全年總輻射量 . Step5壁面方位角從 90 度至 90 度遍歷（從正西方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至正東方向的范圍） , 步長(zhǎng) 度 . 傾角從 0 度到 60 度遍歷 , 步長(zhǎng) 度 . 每次計(jì)算此角度組合情況下全年總輻射量 . Step6當(dāng)出現(xiàn)更大的全年輻射量時(shí)更新全年最佳輻射量的最大值 , 記下此時(shí)的壁面方位角和傾斜角 . （程序見(jiàn)附件 1） ： 所設(shè)計(jì)的小屋朝向?yàn)椋?218 度 (南偏西 38度 ), 光伏電池陣列的傾斜角為： 度 . 在約束條件下求解所設(shè)計(jì)房屋： max ( , )M ?? 約束條件： 39。 for(int i=0。 /*************ia,ib 為搜索變量 , 根據(jù)各種情況修改即可 *************/ /*壁面方位角 ib 從正北方向?yàn)?0, 順時(shí)針 0360 度 21 傾斜角 ia 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置范圍為 090 度 */ for(ib=90。 maxib=ib。逐時(shí)氣象參數(shù) 39。C3： C2639。 find(Bzjgl(i))=zjgl(i)。 W=[W,sum(C)**lumda/1000]。 for i=1:13 px1=[p1(i,1),p2(i,1)]。 plot(px7,px8) hold on p9=[13**ones(10,1),[1:10]39。,39。)。 find(Bzjgl(i))=zjgl(i)。 W=[W,sum(C)**lumda/1000]。 for i=1:9 px1=[p1(i,1),p2(i,1)]。 plot(px7,px8) 30 hold on p9=[9**ones(10,1),[1:10]39。 m=*lumda。[n,m]]。 plot(px9,px10) hold on end px11=[9*,9*]。 for i=1:10 px3=[p3(i,1),p4(i,1)]。 WW=Wcb。 end for i=14:24 B=zhxl(i)*A*S(i)。 Ss=Adata(:,5)+Adata(:,5)*cos(218/180*pi)+Adata(:,6)*sin(218/180*pi)+*Adata(:,2)。光伏組件參數(shù) 39。 plot(px9,px10) hold on end px11=[13*,13*]。 for i=1:6 px3=[p3(i,1),p4(i,1)]。 WW=Wcb。 end for i=14:24 B=zhxl(i)*A*S(i)。 Sw=Adata(:,6)+Adata(:,5)*cos(128/180*pi)+Adata(:,6)*sin(128/180*pi)+*Adata(:,2)。,39。 } 附件 2： P=[1,0,0,0 2,0,0 3,0 4,0,0 5,0,0, 6,0, 7, 8,0, 9,5,0 10,5,0 11,5,2 12,5,2 13,0, 14,0,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,2,0, 20,2,0, 21,4,0, 22,4,0,]。//散射總量 float sum=0； //輻射總量 float cosia=0。 z[i],amp。//水平面散射輻射強(qiáng)度 float mount z[8760]。bS 東墻面積 121 ()2dS h h b?? 39。39。 Void cal()。//壁面方位角 float max=0。散射輻射量 sum=sum+sum z+sum s。) 附件 3： clear clc %東墻 Adata=xlsread(39。,39。 C=[]。 end for n=11:25 lumda=lumda+(1+alpha)^(n1)。*,6**ones(13,1)]。 px6=[p5(i,2),p6(i,2)]。cumcm20xxB 附件 4_山西大同典型氣象年逐時(shí)參數(shù)及各方向輻射強(qiáng)度 27 39。光伏組件參數(shù) 39。 28 C=[]。 end for n=11:25 lumda=lumda+(1+alpha)^(n1)。*,10**ones(9,1)]。 px6=[p5(i,2),p6(i,2)]。 lumda=。 M=[M。 px14=[0,10*]。*,10**ones(17,1)]。 L=[1 2 1 4 2 3