[发明专利]一种基于风机智能分组的风电场集电线路三维路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种基于风机智能分组的风电场集电线路三维路径规划方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将风机进行智能分组，限制其单回容量，使集电线路、送出线路之间不交叉，所带风机台数尽量均匀；

(2)设计综合成本函数和限制因子；所述步骤(2)包括如下步骤：

(2.1)设计综合成本函数：

首先，以线路实际长度作为主要成本考虑因素,即三维空间中两节点的空间距离：将其他因素增加的成本折算到单位距离上；并且增加串接点位数量因子：线路输电损耗因子：f_loss＝1/x₂；单个T接塔成本：D_T；已有线路成本：D_A；当线路T接距离和直接接向转角塔距离小于D_T时，放弃T接；当存在一段长度为dis的已有线路时，则综合成本减去D_A×dis；从而设计出的综合成本函数为：W_dis＝dis+f_num×dis+f_loss×dis+D_T×n_T-D_A；

(2.2)设置限制因子：

根据最大转角不超过90°，主线不能T接，即主线只能节点与节点之间相连，线路不交叉，即线段无交点，限制区域，即限制区域边界顺时针存储，线路不能存在边界线的右侧的原则设置限制因子；

(3)执行寻径算法，以升压站为终点，每回集电线路最远机位点为起点，以Dijkstra算法为基础，在满足主线路限制条件的同时，尽可能多的串联风机机位点，确定线路主路径，包括：以Dijkstra寻径算法为基础，扩展距离函数为所述步骤(2)的综合成本函数，改进搜索判断，完成单回集电线路的主线规划，包括：

(3.1)将单组所有风机点位、升压站点位一起构建Delaunary三角网，确定点与点之间的最佳邻接关系；

(3.2)开始主线路径搜寻，设置升压站为终点，以距离升压站最远的点为起点；

(3.3)依次判断与起点相邻的所有点，判断是否满足限制条件，即转角是否大于90°、是否与已有线路交叉、是否进入避让区域以及主线是否T接，若不满足则跳过该点；若满足，则计算由起点到该相邻点的综合成本W_dis，存入待比较的集合A中；

(3.4)判断集合A中最小值对应的节点Node是否为终点；若是，则结束搜寻，返回最佳线路；反之，搜索当前节点Node的相邻节点，同样计算满足限制条件的节点，并将上一点的综合成本W_dis累积到下一点中，并存入集合A；

(3.5)重复步骤(3.4)，直到搜索到终点，返回最佳线路；

(3.6)若还存在剩余点，则以剩余点中，距离主线路最远的点作为起点，升压站为终点，重复步骤(3.3)-(3.5)，此时之前选择的线路会作为已有线路D_A，在综合成本中被减去，以避免重复选线，重复计算成本，搜索最短距离的线路，当支线与主线垂直相接时，保留垂足，即T接塔位置；若不存在剩余点，则支线选择结束；

(3.7)执行步骤(3.3)，直到不存在剩余点，即所有点都有了对应的输电线路，返回线路桩点，完成以最短线路为主，满足限制条件，避让限制区域的最优线路设计和T接塔位设计；

(4)获取分支线路径，按照路径最短、避免交叉、转角度数不超过90度的原则和改进的寻径算法，确定分支线路径和T接塔位；

(5)利用上一级计算结果对分级分组和选线结果进行迭代运算，对生成路径进行方案比选；

(6)按照分组及路径，结合三维地形因素，自动调整塔位至平坦区域，减少施工成本，调整线路以避让限制区域，生成最终线路路径。

2.根据权利要求1所述的一种基于风机智能分组的风电场集电线路三维路径规划方法，其特征在于所述步骤(1)包括：根据风电场单回容量限制，以及单风机容量，确定分组数量G，和每组风机位点数量n1，n2，……nG，利用扇区分组的方法，将风机点位归至不同组中。