[发明专利]一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于海上风力发电技术领域，尤其是一种海上风电场集电系统拓扑结构设计选型方法。

背景技术

近年来，海上风力发电得到了越来越多的关注，根据《新兴能源产业发展规划》，我国初步规划到2020年全国风电规划装机1.5亿千瓦，其中海上风电3000万千瓦，随着相关鼓励政策的提出和技术瓶颈的突破，海上风电发电将成为我国一个极具前景的行业。

海上风电场内部集电系统的主要功能是汇集电能，是海上风电场的重要组成部分，随着海上风电场的大型化，集电系统的拓扑结构将越来越复杂和重要，目前，海上风电场集电系统的建设成本已经占了整个海上风电场建设成本的15％～30％，对海上风电场集电系统的研究已经成为当前海上风电领域一个重要的课题。随着海上风电场越来越大型化，风电场内部的风机数目越来越多。此时海上风电场集电系统的拓扑结构也越来复杂，而不同的集电系统结构对整个海上风电场的电气和经济性能影响不一，已经成为相关风电场设计人员不得不考虑的问题。

经对现有技术文献的检索发现，海上风电场内部电气接线系统的研究(靳静，艾芊，奚玲玲，张欣.海上风电场内部电气接线系统的研究[J].华东电力，2007,35(10):20-23)讨论了东海大桥海上风电场内部接线系统的不同设计方案，分析了单风速下变电站母线电压、输电功率因数和有功损耗等指标，但未考虑相关电气性能指标在切入风速至额定风速过程中的变化情况，也未进一步讨论不同拓扑下的经济性能优劣。考虑电缆故障时海上风电场电气系统开关配置方案的经济性比较与分析(王建东，李国杰.考虑电缆故障时海上风电场电气系统开关配置方案的经济性比较与分析[J].电网技术，2010,34(2):125-128)对几种集电系统拓扑进行了经济性能分析，但并未考虑其电气性能指标成本带来的影响。海上风电场电气系统布局经济性对比([11]王建东，李国杰.海上风电场内部电气系统布局经济性对比[J].电力系统自动化，2009,33(11):99-103.)对5种不同海上风电场集电系统拓扑的总成本进行了评估，对影响成本的几个重要参数进行了灵敏度分析，但是该作者并未考虑到由于不同拓扑结构带来的海上风电场输电能力的不同导致的输出电能损失。

针对以上不足，本发明综合了集电系统的电气性能和经济性，建立了一种评价海上风电场内部集电系统拓扑结构综合性能指标的方法，对海上风电场集电系统拓扑结构设计进行选型。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，为优化设计海上风电场集电系统拓扑结构，提供一种海上风电场集电系统拓扑结构设计选型方法，具体技术方案如下。

一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法，其包括如下过程：

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C_con；