海上风电场的优化排布方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种海上风电场的优化排布方法和装置。该方法在获取风电场的基本数据、风机的基本数据以及风机的来流风况后，确定海上风电场的工程成本模型以及风机的单位输出功率，从而利用遗传算法输出风机排布最优解。本申请实施例的海上风电场的优化排布方法全面考虑到海上风电场的成本支出，并能够灵活地根据优化排布需求，高效、准确、便捷地计算得出海上风电场的优化排布最优解，避免了结果局部最优的问题，从而有效提升了海上风电场的工作效率，并进一步降低了海上风电场的成本支出，从而保障了该海上风电场能够实现供电的长久性和稳定性。性和稳定性。性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
海上风电场的优化排布方法和装置


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及海上风电场的优化排布方法和装置。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，环境压力日益增大，这就需要不断深入能源体系转型。由于风能的使用可以减少因传统能源的消耗给环境带来的损害，所以风能成为了构建新型电力系统的主体能源，同时成为了支持电力系统率先脱碳，进而推动能源系统和全社会实现碳中和的主力军。当前，风电场实际发电量低于预估发电量是制约风电可持续发展的一个突出问题，而导致该问题的主要原因是对该风场的风资源评估不精确，以及对风电场中风机排布的失误。
[0003]专利CN113962114公开了一种大型海上风电集群风机排布优化方法及系统。该方法利用规模较小的风电场替换整个风电集群作为优化对象，利用随机搜索算法从风机排布候选点中确定尾流损失最小的小型风电场区域的风机排布。但是，该方法计算结果精准度较低，同时由于该风机排布方案仅将风场内的尾流损失作为优化排布的考虑因素，所以存在较大缺陷，无法在实际应用中的切实提升风场效率。此外，由于风电场的优化是一个包含大量约束的非确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场的优化排布方法，其特征在于，包括：获取风电场的基本数据、风机的基本数据以及风机的来流风况；根据所述风电场的基本数据确定海上风电场的工程成本模型；根据所述风机的基本数据和所述风机的来流风况确定风机的单位输出功率；基于所述工程成本模型和所述单位输出功率，利用遗传算法输出风机排布最优解。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述风电场的基本数据确定海上风电场的工程成本模型，包括：所述风电场的基本数据包括风机远离海岸平均距离S
offshore
、风电场范围内海床平均深度H
w
、支撑结构的直径D
s
、支撑结构的厚度c
s
、钢材单价P
steel
、传输电缆单价P
cable
、风机数量N，基于公式一确定所述工程成本模型，公式一：COST＝N
×
(0.67+0.33
×
e
A
)+CSSE+CTCE，其中，A＝－0.00174
×
N2，CSSE为支撑结构设备成本，CTCE为传输电缆设备成本。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：CSSE支撑结构设备成本通过公式二确定，公式二：CSSE＝πD
s
×
2(H
w
+10)c
s
P
steel
N。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：CTCE传输电缆设备成本通过公式三确定，公式三：CTCE＝P
cable
×
S
offshore
×
2。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述风机的基本数据和所述风机的来流风况确定风机的单位输出功率，包括：所述风机的基本数据包括风机效率C
p
、风机转子扫过的面积A，所述风机的来流风况包括风速u、空气密度ρ，基于公式四和公式五确定所述单位输出功率，公式四：其中，u
in
为切入风速，u
out
为切出风速；公式五：Power＝∑P。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述工程成本模型和所述单位输出功率，利用遗传算法输出风机排布最优解，包括：基于所述工程成本模型和所述单位输出功率确定目标函数；利用遗传算法求出所述目标函数的最优解。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，利用遗传算法求出所述目标函数的最优解，包括：对待优化排布的风电场进行建模与实数编码处理；利用所述遗传算法从随机产生的一个种群开始，通过多次迭代操作获得最优解。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述遗传算法从随机产生的一个种群开始，通过多次迭代操作获得最优解，包括：S81，种群初始化；S82，剔除不满足要求的风机；S83，确定种群的适应值；S84，记录最优解，并判断迭代次数是否达到预设次数；
S85，如果达到预设次数，则输出最优解；S86，如果未达到预设次数，则随机遍历选择风机个体；S87，将种群中随机两个风机个体依据交叉概率P
c
按一定的方式相互交换其部分基因，形成两个新的个体；S88，通过特定...

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，刘震卿，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：