海上风电场集电系统拓扑结构优化研究

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1、第44卷第l8期电力系统保护与控制VO1．44NO．182016年9月16日PowerSystemProtectionandControlSep．16．2016DOI：10．7667／PSPC151677海上风电场集电系统拓扑结构优化研究李艽达，李东东(1．上海电力学院电气工程学院，上海200090；2．上海绿色能源并网工程技术研究中心，上海2000903．上海高校高效电能应用工程研究中心，上海200090)摘要：为了优化海上风电场集电网络拓扑结构，选取受拓扑结构影响较大的中压海底电缆～次投资成本和运行损耗成本作为优化模型。通过改进模糊

2、聚类算法，以集电系统电缆使用总长度最小为目标函数将风电场分区，在以Delaunay三角剖分技术形成的网络上动态调整各边权值并反复迭代后得到总费用最小的树状优化拓扑。算例结果证明算法的有效性，且传统的基于风机间距离的最小生成树算法优化结果得到进一步改善。关键词：改进生成树；模糊聚类算法；三角剖分；拓扑结构优化；海上风电场；集电系统；经济性StudyontopologyoptimizationofelectricalcollectorsystemforoffshorewindfarmLIPengda．LIDongdong'，(1．Schoo

3、lofElectricalEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower,Shanghai200090，China；2．ShanghaiGreenEnergyGrid-IntegrationTechnologyEngineeringResearchCenter,Shanghai200090，China；3．ShanghaiHigherInstitutionEngineeringResearchCenterofHighEficiencyElectricityApplication，Shangha

4、i200090，China)Abstract：Inordertoo~imizethetopologyofelectricalcollectorsystemofofshorewindfarm，themedium·voltagesubmarinecablecost，includinginvestmentcostandoperatinglosscost，whicharebothassociatedwiththetopologyofcollectorsystem，isemployedtoestablishtheoptimizationmode1

5、．FCMalgorithmisimprovedtopartitioncollectorsystem，basedontheminimumcablelength．ByadjustingtheweightsofeachedgedynamicallyanditeratingrepeatedlyontheDelaunaynetgeneratedoneachsubareaofcollectorsystem，theoptimaltreetopologywithminimumtotalcostisobtained．Resultsofcasestudys

6、howthattheoptimizationmethodisefectiveandtheresultsofclassicalminimumspanningtreealgorithmbasedonthedistancebetweenwindturbinesarefurtherimproved．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51507100)．Keywords：improvedspanningtree；fuzzyclusteralgorithm

7、；Delaunaytriangulation；topologyoptimization；ofshorewindfarm；electricalcollectorsystem；economy海上风电场集电系统优化是高维度、非线性、0引言高时问复杂度的NP难题L5J，遗传算法等启发式算目前，海上风电由于其占用土地资源少、风能法被广泛应用J，但是这种随机优化算法计算量大资源丰富且相对稳定等优点逐渐成为可再生能源的且优化时间长。文献[8】使用免疫算法对遗传算法做研究热点并进入规模化发展阶段I1。J。集电系统作为了改进解决了集电系统拓扑寻优问题。此

8、外，基于海上风电场的主体部分，包含的元件、设备极多。图论的算法也被应用于解决集电网络和陆上配电网其总的建造成本占整个海上风电场的建造成本的拓扑寻优问题llHJ。文献[10】使用最小生成树形成15％～30％，