README.md

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license: bsd-3-clause
task_categories:
- other
language:
- en
tags:
- mixed-integer-programming
- power-systems
- optimization
- unit-commitment
- mps
- benchmark
size_categories:
- 10K<n<100K
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# UnitCommitment Trajectory MPS 数据集

本仓库用于从 UnitCommitment.jl 的 Matpower 机组组合（UC）实例生成标准 `.mps` 文件，供混合整数规划（MIP）、机组组合（UC）及安全约束机组组合（SCUC）模型求解器测试与基准研究使用。

仓库地址：[EridanusQ/UnitCommitment_Trajectory · Datasets at Hugging Face](https://huggingface.co/datasets/EridanusQ/UnitCommitment_Trajectory)

## 1. 数据规模

`UnitCommitment_Trajectory_Test/instances/matpower` 下共有 **26** 个 Matpower case，**9487** 个 `.json.gz` 输入实例。每个实例生成 4 个 `.mps`，全量输出预计 **37948** 个文件。

| Case            | 输入实例数 |
| :-------------- | ---------: |
| case118         |        365 |
| case1354pegase  |        365 |
| case13659pegase |        365 |
| case14          |        365 |
| case1888rte     |        365 |
| case1951rte     |        365 |
| case2383wp      |        365 |
| case2736sp      |        365 |
| case2737sop     |        365 |
| case2746wop     |        365 |
| case2746wp      |        365 |
| case2848rte     |        365 |
| case2868rte     |        365 |
| case2869pegase  |        365 |
| case30          |        365 |
| case300         |        365 |
| case3012wp      |        365 |
| case3120sp      |        365 |
| case3375wp      |        365 |
| case57          |        362 |
| case6468rte     |        365 |
| case6470rte     |        365 |
| case6495rte     |        365 |
| case6515rte     |        365 |
| case89pegase    |        365 |
| case9241pegase  |        365 |

## 2. 目录结构

```text
UnitCommitment_Trajectory/
├── README.md
├── UnitCommitment_Trajectory_Test/
│   ├── Project.toml
│   ├── Manifest.toml
│   ├── generate_dataset.jl          # 批量生成 MPS 主脚本
│   ├── create_scuc_mps_files.jl     # 单算例调试脚本
│   ├── instances/
│   │   └── matpower/                # 原始 .json.gz 输入实例
│   ├── benchmark/
│   │   └── scripts/
│   │       └── download_matpower_instances.py
│   ├── src/                         # 修改版 UnitCommitment.jl 源码
│   └── ...
└── UnitCommitment_Trajectory_Dataset/  # 输出的 .mps 文件目录
```

> 后文所有命令均在 `UnitCommitment_Trajectory_Test` 目录下执行，路径均相对于该目录。

## 3. 环境准备

- **Julia**：建议 1.12 系列。
- **Python 3**：仅用于下载脚本，无需额外依赖。

```powershell
cd UnitCommitment_Trajectory\UnitCommitment_Trajectory_Test
julia --project=. -e "using Pkg; Pkg.instantiate()"
```

## 4. 下载原始 Matpower 输入数据

下载脚本 `benchmark\scripts\download_matpower_instances.py` 从 `https://axavier.org/UnitCommitment.jl/0.4/instances` 获取数据，默认日期范围 `2017-01-01` 至 `2017-12-31`，保存到 `instances/matpower`，已存在且非空的文件会自动跳过。

```powershell
# 下载全年数据（最常用）
python benchmark\scripts\download_matpower_instances.py

# 查看支持的 case 列表
python benchmark\scripts\download_matpower_instances.py --list-cases

# 指定日期范围（示例）
python benchmark\scripts\download_matpower_instances.py --start-date 2017-01-01 --end-date 2017-01-31
```

快速检查下载结果：

```powershell
Get-ChildItem instances\matpower -Recurse -Filter *.json.gz | Measure-Object
```

## 5. MPS 输出结构

`generate_dataset.jl` 将结果输出到 `../UnitCommitment_Trajectory_Dataset`（即仓库根目录下的数据集目录）。每个 case 下生成四个变体子目录：

```text
case_name/
├── hourly_noline/      # 小时级 UC，无线路约束
├── hourly_withline/    # 小时级 SCUC，含线路约束
├── subhourly_noline/   # 子小时 UC，无线路约束
└── subhourly_withline/ # 子小时 SCUC，含线路约束
```

文件命名规则：`{case}_{date}_{resolution}_{network}.mps`  
例如：`case30_2017-01-01_h_noline.mps`（`h` = hourly，`s` = subhourly）。

## 6. 单算例测试

用于验证环境与建模流程是否正常：

```powershell
julia --project=. create_scuc_mps_files.jl
```

成功后会在当前目录生成四个测试文件：`uc_default_noline.mps` 等。

## 7. 全量生成 MPS 数据集

### 7.1 基本用法

确认输入数据就绪后，直接运行：

```powershell
julia --project=. generate_dataset.jl
```

脚本会自动扫描 `instances/matpower` 下所有包含 `.json.gz` 的 case。**全量生成非常耗时且占用大量磁盘空间**，大规模 case（如 `case13659pegase`、`case9241pegase`）尤为突出。

### 7.2 只生成指定 Case

```powershell
$env:UC_CASES = "case14,case30"
julia --project=. generate_dataset.jl
Remove-Item Env:\UC_CASES
```

单 case 同理：`$env:UC_CASES = "case118"`。干跑与指定 case 可组合使用。

## 8. 检查 MPS 输出结果

在 `UnitCommitment_Trajectory_Test` 目录下执行：

```powershell
# 文件总数
Get-ChildItem ..\UnitCommitment_Trajectory_Dataset -Recurse -Filter *.mps | Measure-Object
```

## 9. 完整复现流程

```powershell
cd UnitCommitment_Trajectory\UnitCommitment_Trajectory_Test

# 1. 初始化 Julia 环境
julia --project=. -e "using Pkg; Pkg.instantiate()"

# 2. 下载 Matpower 实例
python benchmark\scripts\download_matpower_instances.py

# 3. 检查下载数量
Get-ChildItem instances\matpower -Recurse -Filter *.json.gz | Measure-Object

# 4. 全量生成 MPS
julia --project=. generate_dataset.jl

# 5. 检查最终 MPS 文件数
Get-ChildItem ..\UnitCommitment_Trajectory_Dataset -Recurse -Filter *.mps | Measure-Object
```

## 10. 轨迹约束与预处理说明

本仓库基于修改版 UnitCommitment.jl，增加了启停轨迹约束与实例预处理逻辑。相关代码位于：

- `src/model/formulations`：轨迹约束建模
- `src/instance/modify.jl`：实例预处理

更详细的说明与测试示例参见 `UnitCommitment_Trajectory_Test/README.md`。

## 11. 引用

原始 UnitCommitment.jl DOI：  
[10.5281/zenodo.4269874](https://doi.org/10.5281/zenodo.4269874)