[发明专利]一种基于二进制编码遗传算法的风机微观选址装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电场风机选址技术领域，尤其涉及一种基于二进制编码遗传算法的风机微观选址装置及方法。是通过对备选风场风速风向的测量，通过摄像头装置对周围环境的监测，把图像数据传送到图像处理芯片SPCA563A处理，再传送至微控制器处理得到地面粗糙度的判断；风速仪测量后的风速信号经A/D转换后传送到微处理器。利用风机之间的尾流影响模型、噪声模型、风机建设和维护费用模型作为目标优化函数以及基于二进制的遗传算法计算得到各个风机最优位置。

背景技术

风能作为一种新型清洁可再生能源，随着在我国在风电行业的大力发展，风电场的建立日益增多。

风电场的选址主要有宏观选址和微观选址，宏观选址是根据风能资源确立风电场位置，风电场的地理位置确立后，需要通过微观选址确立各个风机的具体位置。风电场建立的优劣性，最主要考虑各个风机对风能的利用率，风机噪声的影响，及其风机建立成本和维护费用等因素，使风电场达到年发电量最大，建设成本和噪声污染最小，达到最优结果。

在现有的微观选址中，主要是通过WasP，WindFarmer等软件进行选址，但是在风机选址时需要人工布置每个风机的微观选址后，软件才可以计算出风场的最大发电量，要得到最优结果需要进行多次人工确定微观选址，因此工作量会相对较大；此外，这些商业软件比较局限于平坦地形的风机选址，对复杂地形计算误差会比较大。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种基于二进制编码遗传算法的风机微观选址装置及方法，目的是根据不同地形选择不同的风力机尾流模型计算风电场的输出功率、噪声影响，并且计算出风电场的投资维护费用，使得风电场的经济效益达到最大。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于二进制编码遗传算法的风机微观选址装置：摄像头装置与图像CMOS传感器相连，图像CMOS传感器与图像处理芯片相连，图像处理芯片与单片机SPCE061A相连接；风速传感器与A/D转换器相连接，A/D转换器与89C51单片机相连接。

所述的图像处理芯片采用SPCA563A；图像CMOS传感器采用SPCA561A；风速仪传感器采用科瑞文INT10；A/D转换器采用TLC1549M。

所述的图像CMOS传感器SPCA561A与图像处理芯片的连接关系如下：管脚GPIO0连接RGBIN[0]，GPIO1连接RGBIN[1]，GPIO2连接RGBIN[2]，TRAP0连接RGBIN[3]，TRAP1连接RGBIN[4]，TRAP2连接RGBIN[5]，TRAP3连接RGBIN[6]，TRAP4连接RGBIN[7]，TRAP5连接EXTVD，TRAP6连接EXTHD，GPIO3连接12CSCL，GPIO4连接12CSDA，EDO连接EXTCK2X，CPCLK连接EXTCK1X。

所述的图像处理芯片SPCA563A与单片机SPCE061A连接关系如下：SCK连接SCK，SD连接SDI，RDY连接LOAD。

所述的单片机SPCE061A内存有32K，可以选择用SPR4069的BMI接口方式对SPCE061A进行FLASH存储器扩展，采用BMI接口方式的A模式，即：CF0、CF1、CF2、CF3、CF4、CF5、CF6接低电平即接地，CF7接高电平；AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7连接SPCE061A的双向数据口IOA的低8位，用来传输地址和数据；MC0、MC1分别连接SPCE061A的IOB12、IOB11作为控制线，用来产生地址数据及读写控制信号；VDDQ的工作电压为3.3V，用于IO口供电，VDDI供电范围为2.25V到2.75V，用于对内部FLASH与逻辑控制器供电。

所述的A/D转换器TCL1549与89C51单片机连接关系如下：TLC1549M的管脚REF-、GND接地，管脚与89C51单片机的P3.0管脚相连接，I/O CLOCK管脚与P3.1连接、DATA OUT与P3.2连接。

一种基于二进制编码遗传算法的风机微观选址方法，是：

图像采集是由摄像头装置采集备选风电场周围环境图像，经过图像CMOS传感器SPCA561A传送至图像处理芯片SPCA563A处理，再由16位单片机SPCE061A处理后，判断图像中环境粗糙度等级；

风速传感器采集的风速信号经A/D转换器TCL1549M转换后成为数字量信号，再传送至89C51单片机处理；