2023.7.11
基于多類(lèi)型風(fēng)電機(jī)組和避障電纜網(wǎng)絡(luò)的三維海上風(fēng)電場(chǎng)布局優(yōu)化同步方法。 1.尾流損失模型是一個(gè)三維模型,并考慮了不同類(lèi)型風(fēng)機(jī)的輪轂高度。2.建立同時(shí)優(yōu)化風(fēng)機(jī)位置和電纜的數(shù)學(xué)模型。該模型包括海上多類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)的優(yōu)化布局、考慮海底地形的三維海底電纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约巴瑫r(shí)考慮多個(gè)障礙區(qū)的給定海域風(fēng)電場(chǎng)選址。外層優(yōu)化的WT陣列的位置和WT的相對(duì)位置,海上變電站和陸上變電站,考慮投資,運(yùn)營(yíng)成本和功率損耗的最大的年度經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)層模型以最短長(zhǎng)度、發(fā)電量和功率損耗為目標(biāo)優(yōu)化電纜網(wǎng)絡(luò)。3.優(yōu)化算法。(1)通過(guò)GA找到的解決方案被用作IACO的可行初始解。為了得到滿足外層模型中的距離約束的解,使用懲罰函數(shù)BPV(X)來(lái)排除在演化中不能滿足約束的解。(2)內(nèi)層算法:包括用于LP模型的Matlab中的LP求解器和用于最小生成樹(shù)(MST)問(wèn)題的Kruskal算法。對(duì)于LP求解器,應(yīng)用對(duì)偶單純形法。根據(jù)內(nèi)層算法對(duì)整個(gè)電纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果,得到每條邊上的電纜類(lèi)型和數(shù)量。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。(1)算法比較,GA、ACO和GA-ACO優(yōu)化的適應(yīng)度相近,GA-IACO優(yōu)化的適應(yīng)度最好。(2)不同目標(biāo)函數(shù)的比較。考慮了發(fā)電、電纜成本和能量損耗等問(wèn)題,獲得了最多的年收益。(3)對(duì)不同空間維度的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了比較,果海底起伏嚴(yán)重,3D優(yōu)化將變得更加實(shí)用。(4)考慮不同類(lèi)型的WT,以及陣列電纜面積的站點(diǎn)優(yōu)化。在總裝機(jī)容量相同的情況下,安裝額定功率較大的風(fēng)電機(jī)組更有利于風(fēng)電場(chǎng)的盈利。同時(shí)優(yōu)化WT陣列區(qū)域和WT的位置,從而減小障礙區(qū)域?qū)Σ季值挠绊?,?huì)獲得更好的收益。(5)在總額定容量相同的情況下,對(duì)不同類(lèi)型機(jī)數(shù)量的比例及其對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)總收益的影響進(jìn)行了敏感性分析。在總裝機(jī)容量相同的情況下,單個(gè)WT的額定功率越大,投資、安裝和運(yùn)行的單位成本越低。