一种多类型风机混合排布优化方法及系统与流程

本发明涉及风机排布，特别是涉及一种多类型风机混合排布优化方法及系统。

背景技术：

1、风电因其清洁且可再生的特性，已是新能源开发利用的重要组成部分之一。在风电场的建设中，风机排布直接影响到投运后风电场的发电量，排布中的风机间距也涉及到涡轮机部件的磨损速率和风机噪声的影响程度等。

2、近几年，虽然风机排布优化技术得到了一定的发展，但是排布时关于多类型风机混合情况下风机排布优化的方法研究相对仍然较为薄弱，尤其没有考虑到不同风机间距约束不同这一条件。除此之外，现在大多数排布优化方法是基于网格化的，排布时更多是通过格点进行风机的位置移动，但是实际中，风机的位置可以是任意的，并不一定需要固定在格点上。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多类型风机混合排布优化方法及系统，实现了风机优化排布。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种多类型风机混合排布优化方法，包括：

4、基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量；

5、从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量；

6、判断临时风机排布的发电量是否大于当前风机排布的发电量；

7、若大于当前风机排布的发电量，则将临时风机排布更新为当前风机排布，计算当前风机排布的发电量；

8、若小于或者等于当前风机排布的发电量，则将循环次数加1；

9、判断循环次数是否达到设置循环次数；

10、若达到设置循环次数，则输出当前风机排布；

11、若没有达到设置循环次数，则返回从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，并基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量的步骤。

12、可选地，从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量，具体包括：

13、初始化失败次数为0；

14、从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布；

15、判断临时风机排布是否满足约束条件；所述约束条件为临时风机排布中各风机的位置均在目标风场区域的风资源图谱范围内且任意两个风机之间的距离大于安全距离；

16、若没有满足约束条件，判断失败次数是否达到设定失败次数，若达到设定失败次数则输出当前风机排布，若没有达到设定失败次数则将失败次数加1，返回从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布的步骤；

17、若满足约束条件，则基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量。

18、可选地，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量步骤之前，还包括：

19、对目标风场区域的风资源图谱文件进行解析，得到二维风场矩阵信息；所述二维风场矩阵信息包括各个格点的坐标信息和各个格点的韦布尔参数。

20、可选地，风机的位置是否在目标风场区域的风资源图谱范围内的判断过程包括：

21、提取二维风场矩阵信息中坐标信息的边界值，所述边界值包括水平方向最小坐标值、水平方向最大坐标值、垂直方向最小坐标值和垂直方向最大坐标值；

22、若风机的坐标信息在所述边界值的范围内，则风机的位置在目标风场区域的风资源图谱范围内。

23、可选地，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量，具体包括：

24、根据各风机的风机参数以及各风机所在地的韦布尔参数计算当前风机排布中各风机的尾流；

25、基于各风机的尾流基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量。

26、可选地，根据各风机的风机参数以及各风机所在地的韦布尔参数计算当前风机排布中各风机的尾流，具体包括：

27、采用park模型计算当前风机排布中各风机的尾流。

28、可选地，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量步骤之前，还包括：

29、对各类型风机的风机特征曲线数据进行解析，得到各类型风机对应的多个风速值，以及各风速值对应的风机功率和推力系数；所述推力系数用于采用park模型计算当前风机排布中各风机的尾流，所述风机功率用于基于各风机的尾流计算当前风机排布的发电量。

30、本发明还公开了一种多类型风机混合排布优化系统，包括：

31、当前风机排布的发电量计算模块，用于基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量；

32、临时风机排布生成及发电量计算模块，用于从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量；

33、发电量判断模块，用于判断临时风机排布的发电量是否大于当前风机排布的发电量；

34、风机排布更新模块，用于所述发电量判断模块输出是时，将临时风机排布更新为当前风机排布，计算当前风机排布的发电量；

35、循环次数记录模块，用于所述发电量判断模块输出否时，将循环次数加1；

36、循环次数判断模块，用于判断循环次数是否达到设置循环次数；

37、风机排布输出模块，用于循环次数判断模块输出是时，输出当前风机排布；

38、循环返回模块，用于循环次数判断模块输出否时，返回所述临时风机排布生成及发电量计算模块。

39、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

40、本发明基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量，得到的净发电量，每次循环选择随机数量个风机进行随机移动，从而选择更优的发电量对应的风机排布，实现了风机优化排布。

技术特征：

1.一种多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，基于临时风机排布中各风机的尾流计算临时风机排布的发电量，具体包括：

3.根据权利要求2所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量步骤之前，还包括：

4.根据权利要求3所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，风机的位置是否在目标风场区域的风资源图谱范围内的判断过程包括：

5.根据权利要求3所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量，具体包括：

6.根据权利要求5所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，根据各风机的风机参数以及各风机所在地的韦布尔参数计算当前风机排布中各风机的尾流，具体包括：

7.根据权利要求6所述的多类型风机混合排布优化方法，其特征在于，基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量步骤之前，还包括：

8.一种多类型风机混合排布优化系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种多类型风机混合排布优化方法及系统，涉及风机排布技术领域，该方法包括：基于当前风机排布中各风机的尾流计算当前风机排布的发电量；从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动得到临时风机排布，基于临时风机排布计算临时风机排布的发电量；判断临时风机排布的发电量是否大于当前风机排布的发电量；若是则将临时风机排布更新为当前风机排布，计算当前风机排布的发电量；判断循环次数是否达到设置循环次数；若是则输出当前风机排布；若否则返回从当前风机排布中选择随机数量个风机，并对选中的各风机进行随机移动，得到临时风机排布，并计算临时风机排布的发电量的步骤。本发明实现了风机优化排布。

技术研发人员：韩毅,彭怀午,刘玮,陈彬,刘军涛,张日葵,马海涛,谢峰,熊恒,韩峰
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5