[发明专利]一种光伏系统直流侧布局及路由优化方法

权利要求书

1.一种光伏系统直流侧布局及路由优化方法，其特征在于，所述方法包括：

基于光伏方阵的路径点集合，获取集合的质心点坐标，应用广域搜索最小生成树方法，获取质心点周围的四个点坐标，用于表示逆变器所在最优位置；

使用有类簇元素数量约束的K-Means聚类方法，对支架的坐标点进行符合最少线损、最短耗材的聚类分析；

在聚类分析得到的每个汇流箱所连接的支架集合中，确定汇流箱最优位置；

将汇流箱至逆变器最优布线路径建模为一个迷宫寻路问题，寻找最优解；

其中，所述在聚类分析得到的每个汇流箱所连接的支架集合中，确定汇流箱最优位置具体为：

将光伏方阵区域、设备所占空间、各支架间的空间进行格子化划分，单位格子的边长为区域平面图上最小支架间距；为每一个格子确定坐标，然后对所有格子指定是否作为通路的属性；将格子坐标集和每个坐标是否作为通路的标记作为方阵的格子模型；

基于方阵格子模型，将每个支架类簇中所有支架的左侧和右侧视为对应汇流箱可能的位置点，计算该位置放置汇流箱后线缆的建设成本和运行后造成电力损耗的加权值，从所有可能的位置点中，选取加权值最低的作为该汇流箱位置；

所述计算该位置放置汇流箱后线缆的建设成本和运行后造成电力损耗的加权值为：

W＝(c₁+p₁)*L₁+(c₂+p₂)*L₂

其中，W表示该汇流箱位置的电缆路由损耗与成本的综合加权值，c₁代表组串到汇流箱接线电缆的单位长度建设成本权重参数，p₁代表组串到汇流箱接线电缆单位长度线损权重参数，c₂代表汇流箱到逆变器接线电缆的单位长度建设成本权重参数，p₂代表汇流箱到逆变器接线电缆单位长度线损权重参数，L₁代表组串到汇流箱电力线缆的长度，L₂代表汇流箱到逆变器电力线缆的长度。

2.根据权利要求1所述的一种光伏系统直流侧布局及路由优化方法，其特征在于，所述使用有类簇元素数量约束的K-Means聚类方法，对支架的坐标点进行符合最少线损、最短耗材的聚类分析具体为：

1)判断需要增加元素还是删除元素；

2)如果是增加元素：从与该类簇邻接的类簇中选取与其他需要调整的类簇距离最近的类簇，从选取的类簇中定位与该类簇相邻的元素，将定位的元素添加至该类簇中；

3)如果是删除元素：定位该类簇中与其他需要调整的类簇距离最近的元素，将定位的元素从该类簇中删除；

如果与该类簇邻接的类簇数量≥1，计算所有“邻接类簇”的质心，选取与该类簇质心中最接近的簇作为相邻类簇，再将该元素即添加至相邻类簇中；

4)判断调整后的类簇元素数量符合要求，如果不符，重复步骤1)，直至调整后的类簇元素数量符合要求；

5)对每个需要调整的类簇，重复步骤1)至4)，直至聚类结果是否符合连接至汇流箱上组串数的要求。

3.根据权利要求1所述的一种光伏系统直流侧布局及路由优化方法，其特征在于，所述将汇流箱至逆变器最优布线路径建模为一个迷宫寻路问题具体为：

将汇流箱作为迷宫的起点，逆变器作为迷宫的终点，支架和区域限制作为障碍物，将方阵格子模型转化为加权图的邻接矩阵，用Dijkstra算法找到最优解。