大型海上风电场集电系统网络拓扑优化设计

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1、第28卷第7期电力系统及其自动化学报Vol_28No．72016年7月ProceedingsoftheCSU-EPSAJu1．2016大型海上风电场集电系统网络拓扑优化设计樊潇，卢永魁，黄玲玲，魏书荣(1．山东电力工程咨询院有限公司，济南250013；2．上海电力学院电力与自动化工程学院，上海200090)摘要：大型海上风电场集电系统由于需要采用大量的海底电缆及其他海上设备，其成本在海上风电场投资中占据较大比例。本文在构建大型海上风电场集电系统经济性模型的基础上，为了解决影响各因素之间相互联系又

2、相互制约的关系，采用由上而下的方法将经济性优化问题分解为海上变电站优化与风机连接优化两个相对独立的部分。此外，为了实现算法的工程实用性，本文也充分考虑了海底电缆的非交叉性要求以及特殊海底条件造成的规避区情况。图论方法被用于该优化问题，算例结果显示该方法是合理有效的。关键词：大型海上风电场；集电系统；图论；模糊c均值算法中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1003—8930(2016)07—0051—06D0I：10．3969~．issn．1003—8930．2016．07．010Net

3、workTopologyOptimizationofElectricalCollectionSystemofLarge-scaleOffshoreWindFarmFANXiao，LUYongkui，HUANGLingling，WEIShurong(1．ShandongElectricPowerEngineeringConsultingInstituteCorp．，Ltd，Jinan250013，China；2．CollegeofPowerandAutomation，ShanghaiUnivers

4、ityofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstract：Thecostoflarge—-scaleoffshorewindfarmisveryhighduetotheadoptionofexpensiveoffshoremarineca—blesandotheroffshorefacilities．Inthispaper，aneconomicanalysismodelofelectricalcollectionsystemisestab—lished．T

5、oanalyzetheinteractiverelationshipsamongdifferentfactors，thispaperdecomposestheeconomicproblemin—totwopartsbyusingthetop—downapproach，i．e．，optimizationatoffshoresubstationlevelandoptimizationatwindtur—binesleve1．Toimprovethepracticabilityofthepropose

6、dmethod，therequirementofnon—intersectionformarinecablesandavoidanceregionresultingfromparticularseabedconditionsarealsoconsidered．Graphtheoryisintroducedtosolvetheproblem，andanexampleshowsthattheproposedmethodiseffective．Keywords：large—scaleoffshorew

7、indfarm；electricalcollectionsystem；graphtheory；fuzzyC—meansalgorithm作为一种清洁的可再生能源，风能是能源可持靠性提出了更高的要求。续发展的战略选择。将风力发电作为应对全球气近年来，不少学者开始对此进行研究。海上风候变化的重要手段已经是世界范围内的共识。据电场由于受地理环境影响较小，海底电缆路由具有全球风能理事会统计，截止到2014年底，全球海上更加多样的选择性。文献【3]介绍了风电场内部风风电装机累计约8771Mw】，预计到20

8、20年，将达机之间常用的几种拓扑连接形式，如放射性和环形到51．2GW。从世界各国海上风电的发展与规划来是目前最常用的两种连接方式。文献【4—6】以风电看，建立远海、大型海上风电场已经成为海上风电场集电系统电气设备成本经济性优化为目标，通过开发的主要方向[21。现有已并网运行的最大规模海建立数学模型，优化集电系统的连接方式。另外，上风电场是LondonArray海上风电场，该风电场由文献[4，7—8】还考虑了海上变电站容量和数量的影175台风机构成，总装机容量达到630MW，而规划响，建立了基于