[發(fā)明專利]海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272494.X
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102760195A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周偉;李煜東;鄭明;沈云;陳楠;丁志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法以及一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計裝置。

背景技術(shù)

隨著石油、煤炭等常規(guī)能源的減少，新能源已經(jīng)引起了世界各國的重視。其中，風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今世界發(fā)展速度最快的新能源利用形式。

風(fēng)力發(fā)電主要包括陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電。隨著陸上風(fēng)電的日趨飽和，各國紛紛將目光投向海上風(fēng)電。然而，隨著海上風(fēng)電場規(guī)模的不斷增大，一些早期海上風(fēng)電場中無關(guān)緊要的問題現(xiàn)在已經(jīng)不能再被忽略了，海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計便是其中之一。

海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)由電纜和開關(guān)設(shè)備組成，將風(fēng)電場內(nèi)部風(fēng)電機組通過一定的方式連接起來，主要起匯集電能的作用，是海上風(fēng)電場的重要組成部分。海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)內(nèi)部風(fēng)電機組的連接方式。不同的集電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其經(jīng)濟成本和可靠性能不一樣。海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計則是對海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行設(shè)計，設(shè)計過程中考慮其經(jīng)濟成本和可靠性能，尋求滿足條件的最佳拓?fù)浞桨浮?/p>

傳統(tǒng)的海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法，采用人工的方式進行拓?fù)湓O(shè)計，導(dǎo)致人力、財力和時間的投入比較大。尤其是隨著海上風(fēng)電場中風(fēng)電機組數(shù)量的日益增多、滿足工程應(yīng)用比較多的樹形結(jié)構(gòu)的集電系統(tǒng)拓?fù)鋽?shù)量呈爆炸性增長，這更是給人工設(shè)計帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法及裝置，能夠節(jié)省人力、財力和時間的投入。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法，包括以下步驟：

根據(jù)用戶輸入信息以及各種約束條件，生成滿足約束條件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

對所生成的各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行潮流計算，得出各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的線路電流值，并據(jù)此選定對應(yīng)線路的電纜、開關(guān)的型號；

根據(jù)選定的電纜、開關(guān)的投資成本以及維護成本，計算各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性成本；

根據(jù)選定的電纜、開關(guān)的故障發(fā)生概率，計算各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可靠性成本；

根據(jù)所述經(jīng)濟性成本、可靠性成本或者是同時考慮經(jīng)濟性成本與可靠性成本的綜合成本對各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行排序，選擇預(yù)定數(shù)量的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行輸出。

一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計裝置，包括：

初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生成模塊，用于根據(jù)用戶輸入信息以及各種約束條件，生成滿足約束條件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

型號選擇模塊，用于對所生成的各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行潮流計算，得出各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的線路電流值，并據(jù)此選定對應(yīng)線路的電纜、開關(guān)的型號；

經(jīng)濟性成本計算模塊，用于根據(jù)選定的電纜、開關(guān)的投資成本以及維護成本，計算各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性成本；

可靠性成本計算模塊，用于根據(jù)選定的電纜、開關(guān)的故障發(fā)生概率，計算各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可靠性成本；

排序與輸出模塊，用于根據(jù)所述經(jīng)濟性成本、可靠性成本或者是同時考慮經(jīng)濟性成本與可靠性成本的綜合成本對各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行排序，選擇預(yù)定數(shù)量的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行輸出。

通過以上方案可以看出，本發(fā)明的海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法及裝置，首先列舉出盡可能多的滿足條件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后進行潮流計算選定電纜和開關(guān)型號，再進行經(jīng)濟性成本計算和可靠性成本計算，最后輸出一定數(shù)量的、符合用戶需求的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法及裝置實現(xiàn)了通過計算機對海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行的自動設(shè)計，有效取代了傳統(tǒng)海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)采用人工進行拓?fù)湓O(shè)計的方式，從而極大的節(jié)省了人力、財力和時間的投入，并且還能夠適應(yīng)海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)鋽?shù)量爆炸性增長的趨勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法的流程示意圖；

圖2為實施例中按照綜合考慮并經(jīng)過優(yōu)化后最終得出的拓?fù)溥B接示意圖；

圖3為本發(fā)明一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體的實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述。

實施例一

參見圖1所示，一種海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計方法，包括以下步驟：

步驟S101，根據(jù)用戶輸入信息以及各種約束條件，生成滿足約束條件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。需要說明的是，此處生成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)僅為初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并不是最終的設(shè)計結(jié)果，因此在這里可以設(shè)置其生成盡可能多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以方便尋找到全局的最優(yōu)拓?fù)洹?/p>