Pyomo Blocks：关于时间相关问题的索引块与非索引块

Posted 2023-02-18

【中文标题】Pyomo Blocks：关于时间相关问题的索引块与非索引块

【英文标题】：Pyomo Blocks: indexed vs not-indexed blocks on time-dependent problems

【发布时间】：2018-10-31 07:15:59

【问题描述】：

Pyomo 书中针对时间相关问题提出了这种块结构。

有一个 Pyomo 块“电网模型”，每个时间步都重复，表示按时间序列索引。

model.T = range(120)

def electrical_grid_block(grid, t):
    <containing: bus, transmission line, generator>
model.Grid = Block(model.T,rule=electrical_grid_block)

在我想对必须引用过去时间步长的块进行建模之前，这对我来说完全有意义。例如，存储需要上一个时间步的存储级别的值。我想到的唯一解决方案：跳过索引块的想法并将时间序列传递到存储块中，如下所示：

def storage(s):
    s.storage_level = Var(model.T, bounds=(0,300))
    s.power = Var(model.T, bounds=(-2,2))

    # Constraints
    def constr_rule_speicher(s,t):
        if t >= 2:
            return s.storage_level[t] == - s.power[t] * dt + s.storage_level[t-1]
        elif t == 1:
            return s.storage_level[t] == 150.0
    s.storage_constraints = Constraint(model.T, rule=constr_rule_speicher)

model.storage = Block(rule=storage)

我不太喜欢这种解决方案，因为我相信面向对象的问题建模方式会丢失。

我有什么不同的想法吗？

不幸的是，有关 Pyomo 的文档没有提供任何此类案例的示例。

【参考方案1】：

已经很晚了，但我在一些关于 Pyomo 的讲座中找到了一个例子（来自 2018 年 Pyomo 研讨会的材料，但在问题发布之后）。可以在此处找到示例（pdf 中的幻灯片 187）：https://software.sandia.gov/downloads/pub/pyomo/Pyomo-Workshop-Summer-2018.pdf。这个想法大致如下：

model.T = range(120)

def electrical_grid_block(grid, t):
    <containing: bus, transmission line, generator>
model.Grid = Block(model.T,rule=electrical_grid_block)

def past_step_rule(m, t):
    if t == m.T.first():
        return Constraint.Skip
    return m.Grid[t].storage_level == m.Grid[t].power*dt - m.Grid[t-1].storage_level
model.past_step = Constraint(model.T, rule=past_step_rule)

简而言之，需要两个（或更多）时间步长的约束是在块之外定义的。