[發明專利]一種海上風電場集電系統拓撲結構選型方法

有效

• 申請號: 201410385121.2
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104281737B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 楊蘋;尹旭;許志榮;鄭群儒;趙卓立;揭敢新
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;中國電器科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種海上風電場集電系統拓撲結構選型方法，包括：評估海上風電場集電系統的建設成本；評估海上風電場的可靠性損失；評估海上風電場集電系統的經濟成本；對海上風電場集電系統拓撲進行初步選型，獲得最優拓撲集合；對海上風電場集電系統最優拓撲集合進行電氣模塊化建模仿真，在此基礎上評估拓撲結構的送電量損失；評估海上風電場集電系統最優拓撲集合的綜合成本；對海上風電場集電系統最優拓撲結構集合進行選型，選取最優海上風電場集電系統拓撲。本發明簡單實用，將海上風電場拓撲結構選型中需要考慮的諸多因素統一歸納為成本，解決了量綱不一致的問題，使得結果更加簡潔，有助于海上風電場集電系統拓撲結構的快速選型。

技術領域

本發明屬于海上風力發電技術領域，尤其是一種海上風電場集電系統拓撲結構設計選型方法。

背景技術

近年來，海上風力發電得到了越來越多的關注，根據《新興能源產業發展規劃》，我國初步規劃到2020年全國風電規劃裝機1.5億千瓦，其中海上風電3000萬千瓦，隨著相關鼓勵政策的提出和技術瓶頸的突破，海上風電發電將成為我國一個極具前景的行業。

海上風電場內部集電系統的主要功能是匯集電能，是海上風電場的重要組成部分，隨著海上風電場的大型化，集電系統的拓撲結構將越來越復雜和重要，目前，海上風電場集電系統的建設成本已經占了整個海上風電場建設成本的15％～30％，對海上風電場集電系統的研究已經成為當前海上風電領域一個重要的課題。隨著海上風電場越來越大型化，風電場內部的風機數目越來越多。此時海上風電場集電系統的拓撲結構也越來復雜，而不同的集電系統結構對整個海上風電場的電氣和經濟性能影響不一，已經成為相關風電場設計人員不得不考慮的問題。

經對現有技術文獻的檢索發現，海上風電場內部電氣接線系統的研究(靳靜，艾芊，奚玲玲，張欣.海上風電場內部電氣接線系統的研究[J].華東電力，2007,35(10):20-23)討論了東海大橋海上風電場內部接線系統的不同設計方案，分析了單風速下變電站母線電壓、輸電功率因數和有功損耗等指標，但未考慮相關電氣性能指標在切入風速至額定風速過程中的變化情況，也未進一步討論不同拓撲下的經濟性能優劣。考慮電纜故障時海上風電場電氣系統開關配置方案的經濟性比較與分析(王建東，李國杰.考慮電纜故障時海上風電場電氣系統開關配置方案的經濟性比較與分析[J].電網技術，2010,34(2):125-128)對幾種集電系統拓撲進行了經濟性能分析，但并未考慮其電氣性能指標成本帶來的影響。海上風電場電氣系統布局經濟性對比([11]王建東，李國杰.海上風電場內部電氣系統布局經濟性對比[J].電力系統自動化，2009,33(11):99-103.)對5種不同海上風電場集電系統拓撲的總成本進行了評估，對影響成本的幾個重要參數進行了靈敏度分析，但是該作者并未考慮到由于不同拓撲結構帶來的海上風電場輸電能力的不同導致的輸出電能損失。

針對以上不足，本發明綜合了集電系統的電氣性能和經濟性，建立了一種評價海上風電場內部集電系統拓撲結構綜合性能指標的方法，對海上風電場集電系統拓撲結構設計進行選型。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，為優化設計海上風電場集電系統拓撲結構，提供一種海上風電場集電系統拓撲結構設計選型方法，具體技術方案如下。

一種海上風電場集電系統拓撲結構選型方法，其包括如下過程：

基于中壓電纜與中壓開關設備計算海上風電場集電系統拓撲結構建設成本C_con；