一种多轮毂高度风电机组排列方法、系统、装置及存储介质与流程

本发明属于风力发电，具体涉及一种多轮毂高度风电机组排列方法、系统、装置及存储介质。

背景技术：

1、风电场风机布局优化是提高风电利用率的重要技术之一。已有的研究表明，与具有相同轮毂高度的风机布局相比，具有多个轮毂高度的风力机布局可以显著提高总功率输出，降低单位功率输出成本，特别是对于复杂地形上的风电场。

2、但是，针对特定的风电场，布置不同轮毂高度的风电机组会明显增加投资成本，如何综合考量发电量与投资成本之间的平衡使综合效果达到最佳，是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种多轮毂高度风电机组排列方法、系统、装置及存储介质，能够确定风电场内不同高度风电机组的最优布局，从而提升风电场的整体发电效率。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、本发明公开了一种多轮毂高度风电机组排列方法，包括：

4、s1：确定风电场容量、风机台数、拟使用风机的轮毂高度风机和拟使用风机的技术参数；

5、s2：以单位输出功率的成本作为优化目标，利用s1确定的结果计算单位输出功率成本；

6、s3：将风电场划分为若干立方体网格，并对所有网格单元进行编号，将每个网格单元与s2得到的计算结果进行匹配；网格的水平坐标为风机的放置位置，垂直坐标为风机的轮毂高度；

7、s4：通过寻优，在s3匹配得到的具有最低单位输出功率成本的网格单元处布置一台风机；然后以每次放置一台风机为原则，在满足安全布置距离要求的前提下，计算每个空网格单元中布置风机的单位输出功率成本，将具有最小单位输出功率成本的网格单元作为确定布置风机的网格单元；

8、s5：持续进行单个风机的寻优布置，直至风电场内的风机容量达到要求。

9、优选地，s1中，拟使用风机的技术参数包括叶轮直径、额定功率、切入风速和切出风速。

10、优选地，s3中，垂直网格单元的数量由风机可选轮毂高度的数量决定。

11、进一步优选地，风机轮毂高度为80～160米。

12、进一步优选地，垂直网格单元的尺寸为5米。

13、优选地，s4中，所述安全布置距离要求为两个风机机位点间的直线距离大于等于两个风机机位点所布置风机的轮毂高度之和。

14、优选地，s4中，当若干网格单元具有相同的最小单位输出功率成本时，选择编号较小的网格单元来作为确定布置风机的网格单元。

15、本发明公开了一种多轮毂高度风电机组排列系统，包括：

16、基础信息确定模块，确定风电场容量、风机台数、拟使用风机的轮毂高度风机和拟使用风机的技术参数；

17、单位输出功率成本计算模块，以单位输出功率的成本作为优化目标，计算单位输出功率成本；

18、网格划分模块，将风电场划分为若干立方体网格，并对所有网格单元进行编号；网格的水平坐标为风机的放置位置，垂直坐标为风机的轮毂高度；

19、风机排布模块，通过寻优，在具有最低单位输出功率成本的网格单元处布置一台风机；然后以每次放置一台风机为原则，在满足安全布置距离要求的前提下，计算每个空网格单元中布置风机的单位输出功率成本，将具有最小单位输出功率成本的网格单元作为确定布置风机的网格单元；

20、寻优布置模块，持续进行单个风机的寻优布置，直至风电场内的风机容量达到要求。

21、本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的多轮毂高度风电机组排列方法的步骤。

22、本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的多轮毂高度风电机组排列方法的步骤。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

24、本发明公开的多轮毂高度风电机组排列方法，综合考虑风电场的实际情况和拟使用风机的技术参数，以单位输出功率的成本作为优化目标，对网格化后的风电场进行不同轮毂高度风机的最优排布。采用该方法对风电场的风机进行布局优化，能够整体提高风电场的总功率输出，降低单位功率输出成本，特别适用于建设在山地、丘陵等复杂地形上的风电场。同时，该方法兼顾了投资成本，能够广泛应用在新建风电场和已有风电场的改造上。

25、进一步地，当若干网格单元具有相同的最小单位输出功率成本时，选择编号较小的网格单元来作为确定布置风机的网格单元，由于网格的水平坐标为风机的位置，坐标越小，相邻风机之间的距离越小，能够满足排列的紧密性。

26、本发明公开的多轮毂高度风电机组排列系统，系统构建简单，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，s1中，拟使用风机的技术参数包括叶轮直径、额定功率、切入风速和切出风速。

3.根据权利要求1所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，s3中，垂直网格单元的数量由风机可选轮毂高度的数量决定。

4.根据权利要求3所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，风机轮毂高度为80～160米。

5.根据权利要求3所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，垂直网格单元的尺寸为5米。

6.根据权利要求1所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，s4中，所述安全布置距离要求为两个风机机位点间的直线距离大于等于两个风机机位点所布置风机的轮毂高度之和。

7.根据权利要求1所述的多轮毂高度风电机组排列方法，其特征在于，s4中，当若干网格单元具有相同的最小单位输出功率成本时，选择编号较小的网格单元来作为确定布置风机的网格单元。

8.一种多轮毂高度风电机组排列系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的多轮毂高度风电机组排列方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的多轮毂高度风电机组排列方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种多轮毂高度风电机组排列方法、系统、装置及存储介质，属于风力发电技术领域。综合考虑风电场的实际情况和拟使用风机的技术参数，以单位输出功率的成本作为优化目标，对网格化后的风电场进行不同轮毂高度风机的最优排布。采用该方法对风电场的风机进行布局优化，能够整体提高风电场的总功率输出，降低单位功率输出成本，特别适用于建设在山地、丘陵等复杂地形上的风电场。同时，该方法兼顾了投资成本，能够广泛应用在新建风电场和已有风电场的改造上。

技术研发人员：许扬,唐烂芳,谭光道,敖海,蔡安民,林伟荣,王德林,王蕴海
受保护的技术使用者：华能赫章风力发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15