[发明专利]一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电场微观选址技术，尤其是涉及一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法。

背景技术

风电场场内道路是指风电机组间道路和风电机组与升压变电站之间道路。道路是建设风电场的先决条件，也是风电场建设占用土地的主要因素，合理的道路设计对风电场的投资和运营起着非常重要的作用。

然而目前国内外对风电场场内道路自动优化选线的研究甚少，企业通常依据工程经验人工地进行道路设计，重复工作量大且工作效率相对较低，无法保证道路的最优选线。陆上风电场多处于山区，复杂的地形、地貌会使设计难度和工作量剧增。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，该方法可以对地形复杂的风电场场内道路进行快速优化，减少工作量，提高最优路线选择的效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

1.一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)对风电场的卫星地图进行预处理，获取风电场的等高线地形图和等高线树；

2)根据等高线树和等高线地形图确定风电场中任意两个风机机位之间的连接路线；

3)重复步骤2)直至生成包括所有机位之间连接路线的完全图，并对该完全图进行全局选线优化，获取风电场场内道路的最优连接路线。

2.根据权利要求1所述的一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，其特征在于，步骤1)中预处理具体包括以下步骤：

11)从风电场的卫星地图中提取数字高程数据；

12)根据数字高程数据生成风电场的等高线地形图；

13)根据等高线地形图计算出风电场的等高线树。

3.根据权利要求1所述的一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，其特征在于，步骤2)具体包括以下步骤：

21)根据风电场中风机机位的高程数据，确定其所属等高线树的结点标号；

22)根据步骤21)中得到的结点标号搜索等高线树，计算出两结点间的连接路径，以确定两个风机机位之间的邻接等高线逻辑跨越路径；

23)根据步骤22)中两个风机机位之间的邻接等高线逻辑跨越路径，采用等坡度线算法在等高线地形图中设计出两个风机机位之间的连接路线。

4.根据权利要求1所述的一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，其特征在于，步骤3)中对完全图进行全局选线优化采用最小生成树算法，以道路修建成本为权值，计算出所有风机机位的最小生成树，得到风电场场内道路的最优连接路线。

与现有技术相比，本发明解决了现有风电场微观选址技术缺少一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法的问题，减少了风电场场内道路选线过程中的工作量，提高了工作效率，全局优化风电场场内道路选线，方便微观选址工程师快速地判断不同风机机位布置下对应道路选线的可行性及经济性，进而加快风电场建设进程，提高整个风电场的经济效益，极具工程实用价值。

附图说明

图1为本发明的简明处理流程图；

图2为本发明的具体实现流程图；

图3为实施例中风电场的等高线地形图；

图4为实施例中风电场等高线地形图的对应等高线树；

图5为实施例中风电场中利用本发明设计的23台风机间的最优连接道路；

图6为实施例中风电场中利用本发明设计的49台风机间的最优连接道路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种用于风电场场内道路设计的自动优化选线方法，该方法包括以下三个步骤：

1)地图数据预处理：从风电场的卫星地图获取风电场的等高线地形图和等高线树。

2)两机位间道路自动设计：根据等高线树和等高线地形图确定风电场中任意两个风机机位之间的连接路线。

3)场内道路的全局最优选线：重复步骤2)直至生成包括所有机位之间连接路线的完全图，并对该完全图进行全局选线优化，获取风电场场内道路的最优连接路线。

其中，每一步骤的具体过程如图2所示，在步骤1)中地图数据预处理具体包括以下步骤：

11)从风电场的卫星地图中提取数字高程(DEM)数据；

12)根据数字高程数据生成风电场的等高线地形图，如图3所示；