[发明专利]海上风电场布局处理方法、装置及设备

权利要求书

1.一种海上风电场布局处理方法，其特征在于，所述方法包括：

根据待处理海上风电场的位置采集所述待处理海上风电场的风电场布局数据，所述风电场布局数据包括：海底测深网格数据、障碍位置数据、风资源数据、风机类型及参数、电缆类型及参数；

利用所述海底测深网格数据、所述障碍位置数据、所述风机类型及参数对外层模型进行求解，获得所述外层模型的初始解，所述初始解包括：所述待处理海上风电场的风机初始位置、海陆变电站初始位置、初始风机矩阵位置；所述外层模型的变量包括风机矩阵位置、风机和变电站相对位置，所述外层模型的目标函数为最大化年度总收益；

将所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置、所述海底测深网格数据、所述风资源数据、所述电缆类型及参数作为内层模型的输入数据，依次对所述内层模型中的子模型进行求解，获得所述待处理海上风电场的电缆网络拓扑信息、发电收益和成本；所述内层模型的子模型包括：风速分布子模型、尾流损失子模型、功率曲线子模型、网络拓扑子模型、能量损失子模型、成本子模型；

基于所述发电收益和成本获得所述外层模型的目标函数，将所述目标函数返回至所述外层模型，利用所述外层模型对所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置以及所述初始风机矩阵位置进行优化，获得所述待处理海上风电场的目标风机位置、目标海陆变电站位置、目标风机矩阵位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述海底测深网格数据、所述障碍位置数据、所述风机类型及参数对外层模型进行求解，获得所述外层模型的初始解，包括：

将所述海底测深网格数据、所述障碍位置数据、所述风机类型及参数输入到所述外层模型，利用遗传算法获得求解所述外层模型，获得所述外层模型的第一初始解；

将所述第一初始解作为蚁群算法的初始化种群，利用蚁群算法对所述外层模型进行求解，获得所述外层模型的第二初始解；

分别将所述第一初始解和所述第二初始解作为所述外层模型的初始解。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置、所述海底测深网格数据、所述风资源数据、所述电缆类型及参数作为内层模型的输入数据，依次对所述内层模型中的子模型进行求解，获得所述待处理海上风电场的电缆网络拓扑信息、发电收益和成本，包括：

根据所述风资源数据、所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置和所述风机类型及参数分别对风速分布子模型、尾流损失子模型、功率曲线子模型进行求解，获得各个风机的输出功率；

基于获得的各个风机的输出功率、所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置、所述海底测深网格数据，对所述网络拓扑子模型进行优化计算，获得所述待处理海上风电场的电缆网络拓扑信息；

根据获得的所述电缆网络拓扑信息、各个风机的输出功率和所述电缆类型及参数，确定出电缆型号和数量；

基于确定出的电缆型号和数量，对所述能量损失子模型进行求解，获得所述待处理海上风电场的电缆网络在输送电能时的能量损失；

根据所述能量损失和所述成本子模型，获得所述待处理海上风电场的发电收益和成本。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络拓扑子模型包括连接风机和海上变电站的阵列电缆网络拓扑和连接海上变电站和陆上变电站的输出电缆路径拓扑，所述基于获得的各个风机的输出功率、所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置、所述海底测深网格数据，对所述网络拓扑子模型进行优化计算，获得所述待处理海上风电场的电缆网络拓扑信息，包括：

基于获得的各个风机的输出功率、所述风机初始位置、所述海陆变电站初始位置、所述海底测深网格数据，综合利用线性规划算法和克鲁斯卡尔算法分别对所述阵列电缆网络拓扑和所述输出电缆路径拓扑进行优化计算，分别获得阵列电缆网络和输出电缆网络；

将所述阵列电缆网络和输出电缆网络合并，获得所述待处理海上风电场的电缆网络拓扑信息。