[发明专利]海上风电场海缆布线的获取方法

说明书

本发明涉及一种海上风电场海缆布线的获取方法，包括：根据海上风电场电气连接图，获得海上风电场各节点间的邻接矩阵，以邻接矩阵表示电气连接图中的拓扑方式和节点之间的支路权值；根据Dijkstra算法获得最短路径图，并根据支路两端点的最短路径计算每条支路的影响系数；将邻接矩阵中支路的权值乘以对应的影响系数，得到该支路的权值，组成新的邻接矩阵；对得到的新的邻接矩阵，利用Prim算法，以树的顶点为主导获得最小生成树W；根据直流潮流方程计算每条海缆的电流值，选择海缆型号，使海缆的载流量参数大于计算出来的电流值，确定每段海缆的参数值，计算该最小生成树的海缆投资成本。

技术领域

本发明属于电力系统新能源发电领域，尤其涉及一种海上风电场在选择风电机组之间及风电机组和海上升压站之间的海缆布线的获取方法。

背景技术

树形集电系统拓扑连接方式因其结构简单、接线灵活等优点，在海上风电场中应用较多。集电系统拓扑优化，其物理意义是希望找到海缆长度最优的集电系统拓扑连接方式，认为这时成本也能达到最优。常用的优化方法是最小生成树算法，其基本思想是以海上升压站为根节点，其余风电机组为叶节点，以每条路径的长度为权重值，寻找一个边的长度总和最小的树。

由于海缆总投资成本包括长度和截面积两个重要因素，因此，规划设计集电系统连接方式的一大难点在于如何改进最小生成树算法以综合考虑长度和截面积因素。从已公开的文献资料来看，现有方法常见以下缺陷：

在最小生成树搜索过程中，各边的权值为边的长度值，出于使权值总和最小的目的，容易舍弃离海上升压站近的长边、而去选择短边为支路，这样做可能导致很长的支路从而汇集大电流，最终影响海缆的总投资成本。而某些离海上升压站较远的短边，虽然其长度值较小，但要经过较远的路径才能到达海上升压站，所以即使开始较小的电流，也会对其到升压站路径中的海缆截面产生较大的影响。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种能够克服上述缺陷的海上风电场海缆布线的获取方法。

一种海上风电场海缆布线的获取方法，包括：根据海上风电场电气连接图，获得海上风电场各节点间的邻接矩阵，以邻接矩阵表示电气连接图中的拓扑方式和节点之间的支路权值；根据Dijkstra算法获得海上风电场电气连接图的最短路径图，并根据支路两端点的最短路径计算每条支路的影响系数；将邻接矩阵中支路的权值乘以对应的影响系数，得到该支路的权值，组成新的邻接矩阵；对得到的新的邻接矩阵，利用Prim算法，以树的顶点为主导获得最小生成树W；以及根据直流潮流方程计算每条海缆的电流值，选择海缆型号，使海缆的载流量参数大于计算出来的电流值，确定每段海缆的参数值，计算该最小生成树的海缆投资成本。

相对于现有技术，本发明提供的海上风电场海缆布线的获取方法，利用基于Dijkstra算法赋权的最小生成树算法，对集电系统拓扑连接方式进行优化。通过计算每条树枝的影响系数来赋予新的权值，从而综合考虑长度和截面积因素，得到总投资成本最低的海缆连接方式。本发明所提出的算法易于操作、具有普适性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的海上风电场海缆布线的获取方法的流程图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。

本发明的特点在于利用基于Dijkstra算法赋权的最小生成树算法对集电系统拓扑连接方式进行优化。计算每条树枝的影响系数来赋予新的权值，从而综合考虑长度和截面积因素，得到总投资成本最低的海缆的布线方式。

请参阅图1，本发明实施例提供的海上风电场海缆布线的获取方法包括如下步骤：

步骤S10，根据海上风电场电气连接图，获得海上风电场各节点间的邻接矩阵，以邻接矩阵表示电气连接图中的拓扑方式和节点之间的支路权值；