海上风电场海底电缆综合拓扑结构寻优方法及存储介质

专利主权项内容

1.一种海上风电场海底电缆综合拓扑结构寻优方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、导入风机坐标数据与海上升压站坐标数据，确定风机的位置以及海上升压站的位置；S2、初始化相关参数；相关参数包括实际环境温度、额定载流量的基准环境温度、电缆导体最高工作温度、每回路风机数、单机容量、热阻校正系数、并行敷设系数、环境温度、额定电压、风电场功率因数、风机坐标系类型、登陆点坐标位置和海上升压站插入数量；S3、对不同风机容量对应的海缆载流量进行计算与选型，并导入相应海缆的价格；S3中，海缆载流量计算与选型具体包括：根据S2步骤中输入的实际环境温度T以及额定载流量的基准环境温度T、电缆导体最高工作温度T计算温度校正系数K，具体公式如下：aNPT根据S2步骤中输入的热阻校正系数K以及并行敷设系数K计算载流量综合校正系数K，具体公式如下：34K＝KKKT34结合不同截面海缆在基准温度和标准敷设环境下的载流量I和综合校正系数K可以计算出电缆实际工程条件下的载流量I，具体公式如下：refI＝KIref根据S2步骤中输入的每回路风机数N、单机容量P、风电场功率因数cos、线路额定电压U可以计算出连接不同风机数量N对应海缆的额定电流，具体公式如下，其中N≤Nturturφtur创建海缆集合，将不同截面海缆对应的载流量存入海缆集合，并根据不同风机数量N对应海缆的额定电流确定所需的海缆截面；导入不同截面海缆的费用数据，并将风机数量与海缆截面的对应关系与海缆截面与费用之间的对应关系存入海缆集合；S4、根据导入的海上升压站坐标对海上升压站的坐标位置进行迭代，在迭代过程中，根据海上升压站的位置，结合每回路的风机数，对风机进行分组；S4具体包括以下步骤：S41、海上升压站的位置迭代；在S1步骤中导入海上升压站位置信息时，导入的为两个海上升压站的位置信息，分为第一海上升压站与第二海上升压站，第一海上升压站位于风电场内部，第二海上升压站位于靠近登陆点一侧的风电场边沿；根据S2步骤中输入的海上升压站插入数量N在第一海上升压站与第二海上升压站两点连线之间插入对应数量的可供迭代的海上升压站坐标点位置，在进行S4步骤的计算时，海上升压站会依次在这些坐标点之间迭代，坐标点位置的插入公式如下所示：ite上式中x, y为第一海上升压站的坐标，x, y为第二海上升压站的坐标，x, y为待插入海上升压站的坐标，i为待插入的海上升压站序列号，0＜i≤N；1122kikiiteS42、风电场的风机分组；在海上升压站迭代过程中，以当前的海上升压站位置为原点，将风机的坐标由二维直角坐标系变为极坐标系，具体的转换公式如下：上式中x, y为当前处于迭代的海上升压站直角坐标，x, y为待转换风机的直角坐标，ρ, θ为转换后的风机极坐标，i为待转换的风机序列号，0＜i≤N；kktititititur根据S2步骤中输入的每回路风机数N，在极坐标系下将风机按照射线切分法进行分组，切分的方式不同，生成的分组方案也不同，通过在不同分组方案间进行迭代，找到最优的分组方案；tur所述的射线切分法对风机分组包括如下步骤 : 确定初始分割射线的角度；结合每回路风机数N，以起始分割射线为基础对风机进行分组；turS5、根据风机的分组结果，结合组内的风机位置布局应用最小生成树法进行路径规划，并计算每回线路海缆造价；S6、根据计算的海缆造价更新不同分组情况下的局部最优解，并保存每种分组情况下的最优路径信息；S7、更新风机分组方案，对风机进行重新分组；S8、判断是否已经遍历完所有的风机分组方案，若已遍历完所有的风机分组方案，输出该海上升压站位置对应的最优解路径和海缆造价，更新全局最优解，并保存全局最优解的路径信息，若未达到最大迭代次数，返回S4中更新风机分组方案，以更新后的风机分组方案为基准，返回S5进行回线路海缆造价计算；S9、更新海上升压站位置；S10、判断是否已经遍历完所有的海上升压站位置，若已遍历完所有的海上升压站位置，输出全局最优解海缆造价与全局最优路径，若未遍历完所有的海上升压站位置，返回S4中更新海上升压站的坐标位置，以更新后的海上升压站坐标为基准，对风机进行重新分组。