[发明专利]一种海上风电场的电缆选型方法及系统

权利要求书

1.一种海上风电场的电缆选型方法，其特征在于，包括：

获取超导直流电缆相关参数、HVDC电缆相关参数、HVAC电缆相关参数、制冷机相关参数及元件参数；根据所述超导直流电缆相关参数、所述HVDC电缆相关参数、所述HVAC电缆相关参数、所述制冷机相关参数及所述元件参数建立电缆选型模型；

获取海上风电场的需敷设电缆长度；将所述需敷设电缆长度输入至所述电缆选型模型中，输出电缆选型结果；

其中，所述超导直流电缆相关参数包括：超导直流换流站建设成本、超导直流换流站运维成本、超导直流换流站损耗、超导直流并网系统污染物排放量、超导直流电缆额定电流、超导直流电缆购买价格及单位长度超导直流电缆敷设成本；

所述HVDC电缆相关参数包括：高压直流换流站建设成本、高压直流换流站运维成本、HVDC并网系统污染物排放量、HVDC电缆购买价格、单位长度HVDC电缆敷设成本、单位长度HVDC电缆损耗及高压直流换流站损耗；

所述HVAC电缆相关参数包括：高压交流变电站建设成本、高压交流变电站运维成本、HVAC无功补偿成本、HVAC电缆购买价格、单位长度HVAC电缆敷设成本、单位长度HVAC电缆损耗及HVAC并网系统污染物排放量；

所述制冷机相关参数包括：制冷机性能参数及制冷机购买价格；

所述元件参数包括：电流引线损耗、接头电阻损耗、过度导体损耗、低温容器损耗、杜瓦管损耗、杜瓦管接头损耗、液氮流动损耗、风电场运行负载率、电价、运行时间折扣因子、排污费用系数；

所述电缆选型模型包括：电缆长度最小值模型及电缆长度最大值模型；其中，

所述电缆长度最小值模型为：

A₁＝A_{超导直流换流站建设}+A_{超导直流换流站运维}-A_{高压交流变电站建设}-A_{高压交流变电站运维}-A_无功补偿；

P₁＝ρ[μ(P_电流引线+P_接头电阻+P_过渡导体)+P_低温容器]+2μP_{超导换流站损耗}；

P₂＝(0.086εdρ+r)(P_杜瓦管+P_{杜瓦管接头}+P_液氮流动)；

其中，l_min为电缆长度最小值，A₁为第一成本，A_{超导直流换流站建设}为超导直流换流站建设成本，A_{超导直流换流站运维}为超导直流换流站运维成本，A_{高压交流变电站建设}为高压交流变电站建设成本，A_{高压交流变电站运维}为高压交流变电站运维成本，A_无功补偿为HVAC无功补偿成本，P₁为第一损耗，ρ为制冷机性能参数，μ为风电场运行负载率，P_电流引线为电流引线损耗，P_接头电阻为接头电阻损耗，P_过渡导体为过度导体损耗，P_低温容器为低温容器损耗，P_{超导换流站损耗}为超导直流换流站损耗，P₂为第二损耗，ε为电价，d为运行时间折扣因子，r为制冷机购买价格，P_杜瓦管为杜瓦管损耗，P_{杜瓦管接头}为杜瓦管接头损耗，P_液氮流动为液氮流动损耗，k为排污费用系数，Q_HTS为超导直流并网系统污染物排放量，Q_HVAC为HVAC并网系统污染物排放量，X_HVAC为HVAC电缆购买价格，A_{单位长度HVAC敷设}为单位长度HVAC电缆敷设成本，P_{HVAC单位线损}为单位长度HVAC电缆损耗，I_HTS为超导直流电缆额定电流，X_HTS为超导直流电缆购买价格，A_{HTS单位长度敷设}为单位长度超导直流电缆敷设成本；

所述电缆长度最大值模型为：

A₂＝A_{超导直流换流站建设}+A_{超导直流换流站运维}-A_{高压直流换流站建设}-A_{高压直流换流站运维}；

P₁＝ρ[μ(P_电流引线+P_接头电阻+P_过渡导体)+P_低温容器]+2μP_{超导换流站损耗}；

P₂＝(0.086εdρ+r)(P_杜瓦管+P_{杜瓦管接头}+P_液氮流动)；

其中，l_max为电缆长度最大值，A₂为第二成本，A_{超导直流换流站建设}为超导直流换流站建设成本，A_{超导直流换流站运维}为超导直流换流站运维成本，A_{高压直流换流站建设}为高压直流换流站建设成本，A_{高压直流换流站运维}为高压直流换流站运维成本，P₁为第一损耗，ρ为制冷机性能参数，μ为风电场运行负载率，P_电流引线为电流引线损耗，P_接头电阻为接头电阻损耗，P_过渡导体为过度导体损耗，P_低温容器为低温容器损耗，P_{超导换流站损耗}为超导直流换流站损耗，P₂为第二损耗，ε为电价，d为运行时间折扣因子，r为制冷机购买价格，P_杜瓦管为杜瓦管损耗，P_{杜瓦管接头}为杜瓦管接头损耗，P_液氮流动为液氮流动损耗，k为排污费用系数，Q_HTS为超导直流并网系统污染物排放量，Q_HVDC为HVDC并网系统污染物排放量，P_{高压直流换流站损耗}为高压直流换流站损耗，X_HVDC为HVDC电缆购买价格，A_{单位长度HVDC敷设}为单位长度HVDC电缆敷设成本，P_{HVDC单位线损}为单位长度HVDC电缆损耗，I_HTS为超导直流电缆额定电流，X_HTS为超导直流电缆购买价格，A_{HTS单位长度敷设}为单位长度超导直流电缆敷设成本；

所述将所述需敷设电缆长度输入至所述电缆选型模型中，输出电缆选型结果，包括：

判断所述需敷设电缆长度与电缆长度最小值的大小关系；

若所述需敷设电缆长度小于所述电缆长度最小值，则所述输出电缆选型结果为HVAC电缆；

若所述需敷设电缆长度大于所述电缆长度最小值，则判断所述需敷设电缆长度与电缆长度最大值的大小关系；所述需敷设电缆长度大于所述电缆长度最大值，则所述输出电缆选型结果为HVDC电缆；

若所述需敷设电缆长度不小于所述电缆长度最小值且不大于所述电缆长度最大值，则所述输出电缆选型结果为超导直流电缆。