一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化方法
本专利技术涉及海上风电集电与输电系统联合拓扑优化，具体是一种海上风电集电系统、输电系统路径拓扑联合优化方法。
技术介绍
近年来，能源危机与全球变暖问题日益凸显，可再生能源尤其是风力发电技术得到迅速发展。集电系统、输电系统是海上风电场电气系统的重要组成部分，其拓扑结构的设计选取与海上升压站位置、海底电缆的路径和截面积密切相关。电气设备的投资成本在风电场的发电成本总占很大比重，所以针对海上升压站位置及海底电缆的路径优化设计拥有极大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种海上风电集电系统、输电系统联合拓扑优化方法，该拓扑优化方法能够有效地优化出海上升压站的位置，以及经济成本最小的集电系统、输电系统拓扑结构。为了实现上述专利技术目的，本文分为三部分：集电系统拓扑优化、输电系统拓扑优化、海上升压站位置优化，集电系统拓扑优化部分将Prim算法进行改进，然后和遗传算法相结合，输电系统拓扑优化则采用网格化最优路径搜索算法，海上升压站位置优化则使用粒子群算法进行求解。集电系统拓扑优化具体步骤如下：步骤1-1：在风场和陆...
【技术保护点】
一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化的方法，包括集电系统拓扑优化、输电系统拓扑优化、海上升压站位置优化，其特征在于：所述集电系统拓扑优化用Prim算法进行改进，然后和遗传算法相结合；所述输电系统拓扑优化则采用网格化最优路径搜索算法，所述海上升压站位置优化则使用粒子群算法进行求解。
【技术特征摘要】
1.一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化的方法，包括集电系统拓扑优化、输电系统拓扑优化、海上升压站位置优化，其特征在于：所述集电系统拓扑优化用Prim算法进行改进，然后和遗传算法相结合；所述输电系统拓扑优化则采用网格化最优路径搜索算法，所述海上升压站位置优化则使用粒子群算法进行求解。2.根据权利要求1所述的一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化的方法，其中所述集电系统拓扑优化的步骤包括：步骤1-1：确立海上升压站位置及风机数量和坐标位置，并加入一个集合中；步骤1-2：令海上升压站位置为第一个元素，并寻找所有与第一个元素相连的n个权值最小的边；步骤1-3：以此类推，用Prim算法优化出其符合工程约束的拓扑结构；步骤1-4：重复步骤1-2和1-3，生成N个符合工程约束的拓扑结构作为遗传算法的初始种群；步骤1-5：对初始种群的拓扑结构按照边集进行编码；步骤1-6：按照一定概率在初始种群中选择偶数个交叉种群进行交叉操作，产生符合工程约束的交叉后代；步骤1-7：按照一定概率在初始种群中选择变异种群进行变异操作，产生符合工程约束的变异后代；步骤1-8：对初始种群、变异后代、交叉后代进行海底电缆长度计算，选出N个总长度最小的个体，作为下一次迭代的初始种群；步骤1-9：判断是否满足迭代结束条件，若符合，则输出经济成本最小的集电系统拓扑结构，若不满足，则回到步骤1-6。3.根据权利要求2所述的一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化的方法，其中其特征在于：所述工程约束包括单条风机链上风机功率限制、海上升压站风机汇流母线出线条数以及风机节点上游可接分支的数量限制。4.根据权利要求2所述的一种海上风电集电与输电系统联合拓扑优化的方法，其中所述交叉操作指在交叉种群中选择两个个体进行边集编码，然后将边集进行合并，利用Prim算法寻找电缆总长度最短的拓扑结构，产生新的交叉后代。5.根据权利要求2所述的一种海上风电集电与输电...
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