[发明专利]一种海上风电场的电缆选型方法及系统

说明书

本发明提供一种海上风电场的电缆选型方法及系统，其中，方法包括：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。本发明为海上风电场并网方式选择提供了一种较为全面的量化方法，对推进超导电缆的实际应用有积极作用。

技术领域

本发明涉及电缆选型技术领域，特别是涉及一种海上风电场的电缆选型方法及系统。

背景技术

超导直流电缆具有与普通电缆不同的电气特性，其运行效益、改造维护的成本与常规输电方式的对比评判关乎着超导电缆能否规模性应用于风电场。有必要对海上风电采用超导直流电缆接入方式的经济可行性进行分析。

目前海上风电场并网方式的选择方法已经有一定研究基础，但这些研究工作中大多并未考虑超导直流电缆的并网方案，少量考虑了超导直流电缆并网方案的研究工作中关于超导电缆接入的成本组成分析也往往较为简单，有关超导直流电缆应用于海上风电场并网的成本计算方法仍比较欠缺，最终得出的边界条件往往较为单一且可信度较低。

发明内容

为解决以上现有问题，本发明提供一种海上风电场的电缆选型方法及系统，通过海上风电场电缆敷设长度选取电缆类型，提高选型的可信度。

本发明第一方面提供一种海上风电场的电缆选型方法，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。

进一步地，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}；