[发明专利]一种潮汐流能发电场协调规划方法有效

专利信息
申请号: 201710806324.8 申请日: 2017-09-08
公开(公告)号: CN107681655B 公开(公告)日: 2020-07-17
发明(设计)人: 任洲洋;王元萌 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00;H02J3/38
代理公司: 重庆大学专利中心 50201 代理人: 王翔
地址: 400044 *** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 一种 潮汐 流能发 电场 协调 规划 方法
【说明书】:

发明的目的是针对现有潮汐流能发电场规划方法的不足,公开一种潮汐流能发电场协调规划方法,该方法可协调机组布局、电缆拓扑/选型以及潮汐流电场选址定容策略,结合遗传算法和混合整数规划,建立规划模型的高效求解策略。该方法可有效提高潮汐流能资源的利用率,降低潮汐流电场建设成本,增加长期盈利能力,为潮汐流能发电场的规划和运行问题分析提供有益的参考。

技术领域

本发明属于潮汐流能发电场优化技术领域,具体涉及协调机组布局、电缆拓扑/选型以及选址定容策略的潮汐流能发电场规划方法。

背景技术

传统能源的日渐枯竭及环境污染的日益严重,寻求替代能源特别是可再生能源的开发和利用已显得刻不容缓。潮汐流能相对其他形式能源有诸多优越性:相对太阳能和风能,潮汐流能的能量更加集中,其能量密度约为太阳能的30倍,风能的4倍;具有可预测性,根据天体的相对运动和引潮力,在确定的海域潮汐流能量能够较准确预测。我国潮汐流能资源丰富,理论潮汐流能功率约为14GW,有着良好的开发前景。随着MW级潮汐流能发电机的商业应用,潮汐流能发电在不久的将来将成为一种重要的发电形式。

潮汐流能发电场包括潮汐流发电机组、集电系统和输电系统。由于海上建设施工困难、投资成本高,不同的规划方案的综合经济效益可能相差较大。在潮汐流能发电场中,潮汐流机组通常会按一定规则安放以规避尾流效应,并最大化发电量。而各机组的相对位置又在一定程度上决定了海底电缆的敷设长度及拓扑结构。片面追求潮流机组的能量捕获率最大,则极有可能造成集电系统布局困难且成本过高,使得发电场的总体收益下降。因此,合理的规划对潮汐流能发电场长期盈利能力有重要的影响。

目前,在潮汐流能发电场规划方法研究中,现有技术公开的方法是:以一段时间内潮汐流能发电场单位发电费用最小为目标,首先,随机产生种群个体表征机组的布局方案;其次,针对每一个布局方案,考虑机组之间的尾流效应,计算潮汐流能发电场的单位发电费用;然后,计算每一个布局方案接入电网,考虑对电网环境成本的影响;其次计算每一个布局方案的适应度值和目标函数,依据遗传算法更新布局方案,再次计算目标函数;最后,比较前后两次目标函数值,相同则停止迭代计算,否则继续迭代计算。

该方法的主要缺点是:

1)考虑潮汐流能发电场规划的机组布局,忽略了潮汐流能发电场机组布局和集电系统规划方案的耦合机理;

2)忽略了潮汐流能电场选址对电网运行的影响。

发明内容

本发明的目的是公开一种潮汐流能发电场协调规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)获取基础数据

获取潮汐流能发电场n天每天24个时段的潮汐流速实测数据样本vdt,其中,d为天数序号(自然数),t为时段序号,t=1,2…24,例如,潮汐流速第q天的实测数据样本为Vq=[vq1,vq2,...,vq24],q=1,2…n;海水密度ρ;获取潮汐流能发电机的切入流速Vin、额定流速Vrated,额定输出功率Prated、切出流速Vout、获能系数Cp、推力系数CT、叶片直径D、叶片半径r0、叶片扫过的面积A,湍流系数I0,潮汐流能发电机的单价Cu

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