[发明专利]一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法

摘要

本发明公开了一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法，包括：评估海上风电场集电系统的建设成本；评估海上风电场的可靠性损失；评估海上风电场集电系统的经济成本；对海上风电场集电系统拓扑进行初步选型，获得最优拓扑集合；对海上风电场集电系统最优拓扑集合进行电气模块化建模仿真，在此基础上评估拓扑结构的送电量损失；评估海上风电场集电系统最优拓扑集合的综合成本；对海上风电场集电系统最优拓扑结构集合进行选型，选取最优海上风电场集电系统拓扑。本发明简单实用，将海上风电场拓扑结构选型中需要考虑的诸多因素统一归纳为成本，解决了量纲不一致的问题，使得结果更加简洁，有助于海上风电场集电系统拓扑结构的快速选型。

主权项

1.一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法，其特征在于，包括如下过程：基于中压电缆与中压开关设备计算海上风电场集电系统拓扑结构建设成本Ccon；通过判断海上风电场集电系统拓扑结构得到该拓扑下编号为i的单条馈线的正常工作概率q_i，i为整数且编号i从1开始顺次取值，并用P_i表示编号为i的单条馈线的额定功率输出值，计算编号为i的单条馈线的等效输出功率P_iq_i，再计算风电场内n台风机所构成集电系统拓扑的等效输出功率其中k为整数，表示海上风电场集电系统总馈线数，并进一步计算出该拓扑下风电场的等效停运率Q_n，从而得出海上风电场每年损失的发电量EENS，再算出海上风电场在整个生命周期内的可靠性损失成本C_reli；基于建设成本Ccon与可靠性损失成本Creli相加后得到海上风电场集电系统拓扑结构经济成本Ceco；将不同海上风电场集电系统拓扑按照上述计算所得的经济成本Ceco从低到高进行排序，选取经济成本最低的四种拓扑作为海上风电场集电系统的最优拓扑集合；针对海上风电场集电系统的最优拓扑集合，运用Matlab/Simulink工具搭建参与选型的海上风电场集电系统拓扑结构的电气模型，通过仿真获取最优拓扑集合中每种拓扑结构的输电量损失Plost；针对海上风电场集电系统最优拓扑集合，将其输电量损失Plost折算成海上风电场在整个生命周期内的输电量损失成本Clost，与集电系统经济成本Ceco进行加权后得到海上风电场集电系统的综合成本C；针对海上风电场集电系统最优拓扑集合，将不同海上风电场集电系统拓扑按照计算所得的综合成本C从低到高进行排序，确定海上风电场集电系统选型的次序，排序位置越靠前的拓扑综合性能越优；根据选出的综合成本最低的拓扑结构建设海上风电场，以降低风电场建设成本，提高集电系统综合性能。