[发明专利]一种分散式风电场风机优化布置系统及方法

摘要

一种分散式风电场风机优化布置系统及方法，属于分散式风力发电规划技术领域。系统包括数据采集模块、地形图数据获取模块、DSP控制器、潮流计算模块、最大接入容量分析模块、风机优化布置计算模块和图形显示模块。方法包括确定拟建分散式风电场区域，拟建分散式风电场接入配电网的位置、容量及风机数量；步在拟建分散式风电场区域至少立一台测风塔，计算测风塔的风切变系数和风轮廓函数，进而计算出尾流损失，得到实际风速，最后算出威布尔分布函数；建立风机优化布置的约束条件和目标函数；利用禁忌入侵杂草算法优化布置风机位置，得到风机布置优化方案；对机位进行微调，并将最终的布置了风机的拟建分散式风电场区域的地形图进行显示。

主权项

一种分散式风电场风机优化布置系统，包括：数据采集模块：用于获得拟建分散式风电场区域内测风塔的任意两个不同高度处的风速数据和风向数据，并将获得的数据均传送给DSP控制器；地形图数据获取模块：用于根据SRTM数据或GDEM数据得到拟建分散式风电场区域的等高线地图和高程数据，并将该等高线地图和高程数据传送给DSP控制器；DSP控制器：(1)从D5000系统接收拟建分散式风电场接入配电网的电气量信息数据并进行存储，同时将所述电气量信息数据送入潮流计算模块；所述电气量信息，包括配电网系统的网络结构、常规机组的旋转备用水平、负荷特性、无功补偿状况；(2)将从最大接入容量分析模块接收的多次拟建分散式风电场的最大接入容量进行加权修正后得到整个拟建分散式风电场接入配电网的容量；(3)根据整个拟建分散式风电场接入配电网的容量及预选风机的型号，确定拟建分散式风电场中风机布置的数量，并将该数量传送至风机优化布置计算模块；(4)根据拟建分散式风电场区域的等高线地图和高程数据，建立拟建分散式风电场区域的地形图；(5)根据风速数据、风向数据和预选风机的参数，计算测风塔的风切变系数和风轮廓函数，进而计算出尾流损失，得到实际风速，最后算出威布尔分布函数，并发送至风机优化布置计算模块；(6)将风机优化布置计算模块给出的风机布置优化方案中各个风机的坐标设置在拟建分散式风电场区域的地形图的各相应位置上；(7)将布置了风机的拟建分散式风电场区域的地形图传至图形显示模块进行显示；潮流计算模块：将拟建分散式风电场的节点视作PQ(V)节点，利用依次增加PQ(V)节点容量值的方法，分别进行拟建分散式风电场接入配电网后的多次潮流计算，并将每次的计算结果发送给最大接入容量分析模块，直至接到停止潮流计算命令；最大接入容量分析模块：对于每次的潮流计算，当并网点电压位于95～107％UN范围之外或者并网点频率位于49.8～50.2Hz范围之外时，则发送停止潮流计算命令至潮流计算模块，并利用本次潮流计算结果，计算出本次拟建分散式风电场允许接入的容量，即当次拟建分散式风电场的最大接入容量，并将该容量传送至DSP控制器；所述UN表示节点的额定电压；风机优化布置计算模块：用于根据风机优化布置的约束条件和目标函数，结合威布尔分布函数，利用禁忌入侵杂草算法优化布置风机位置，得到风机布置优化方案；图形显示模块：用于对布置了风机的拟建分散式风电场区域的地形图进行显示。