[发明专利]一种考虑风机-风电场双层系统拓扑的协同优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑风机‑风电场双层系统拓扑的协同优化方法，包括如下步骤：获取风电场风机容量、风机坐标及风机出力数据，风电场容量、风电场坐标及风电场出力数据，电力系统传输设备信息，目标区域输电价格及弃电补偿电价；根据风机容量、风机坐标及风机出力数据通过风电场内部风机拓扑优化模型生成风机初始种群，得到当前种群中的最优个体；根据风电场坐标和最优个体，通过风电场间风机拓扑优化模型中生成风电场初始种群，计算各个风电场的净收益，则得到经过交叉、变异后风电场子代种群中的最优个体，确定风机‑风电场双层系统最优拓扑，根据风机‑风电场双层系统最优拓扑对风电场和风机进行协同优化。

技术领域

本发明涉及风电汇集系统拓扑优化技术领域，具体是一种考虑风机-风电场双层系统拓扑 的协同优化方法。

背景技术

作为21世纪最具活力的可再生清洁能源发电方式，风力发电为构造低碳社会、推动新旧 动能转换和经济可持续发展做出了巨大的贡献。近年来，世界各国的风电发展十分迅猛。

近年来风电的发展却遇到了风资源利用率低，风电与其他电力资源不平衡，与电力系统 负荷侧不协调而引发的弃风、脱网等问题。解决风电消纳的根本方法是合理规划耦合风电随 机特性的风电场拓扑结构，利用大型风电场的平滑效应优化风电场集群的机组出力，设计经 济可靠的并网输送方案，并建设一个考虑风机-风电场双层系统拓扑的协同优化模型。

大规模风电场具有平滑效应和随机波动特性，对风机拓扑结构有着更高的要求。另外， “平价上网”时代下，规模化降低发、输电成本必须要结合电网特点，对汇集系统进行有设 计和总体性协调规划。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种考虑风机-风电场双层系统拓扑的协同 优化方法，包括如下步骤：

步骤一，获取风电场风机容量、风机坐标及风机出力数据，风电场容量、风电场坐标及 风电场出力数据，电力系统传输设备信息，目标区域输电价格及弃电补偿电价；

步骤二，根据风机容量、风机坐标及风机出力数据通过风电场内部风机拓扑优化模型生 成风机初始种群，并计算各个风机的净收益，若风机的净收益不满足终止准则，生成子代种 群，对子代种群经过交叉、变异，再计算各个风机的净收益，若风机的净收益满足终止准则， 得到当前种群中的最优个体；

步骤三，根据风电场坐标和最优个体，通过风电场间风机拓扑优化模型中生成风电场初 始种群，计算各个风电场的净收益，若风电场的净收益不满足终止准则，生成风电场子代种 群，对风电场子代种群进行交叉、变异，再计算各个风电场的净收益，若风电场的净收益满 足终止准则，则得到经过交叉、变异后风电场子代种群中的最优个体，确定风机-风电场双层 系统最优拓扑，根据风机-风电场双层系统最优拓扑对风电场和风机进行协同优化。

进一步的，所述的风机-风电场双层系统包括风电场内部风机拓扑及风电场间拓扑。

进一步的，所述的风电场内部风机拓扑优化模型是基于风电场内部风机坐标、容量及出 力数据搭建的；所述风电场间拓扑优化模型是基于风电场坐标、容量及出力数据得到的；所 述协同优化模型是基于风电场内部风机信息及风电场信息得到的。

进一步的，所述的风电场间风机拓扑优化模型为基于遗传算法，结合风电场内部风机拓 扑优化结果及风电平滑效应建立。

一种考虑风机-风电场双层系统，包括：风电场内部风机拓扑和风电场间拓扑；其中风电 场内部风机拓扑包括风机、传输线路，所述风机通过传输线路与风机或风电场连接；所述风 电场间拓扑包括风电场、传输线路以及升压站，所述风电场与通过传输线与风机、风电场、 升压站连接，一个或多个所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现。

本发明的有益效果是：1、本发明的一个创新点在于，考虑风电平滑效应，通过风电场内 部风机坐标、容量及出力数据，得到风电场内部风机拓扑优化模型，使用遗传算法对风电场 内部风机拓扑进行优化。