低频交流输电系统的配置方法、配置装置和电子设备与流程

本技术涉及海上风力输电领域，具体而言，涉及一种低频交流输电系统的配置方法、配置装置、计算机可读存储介质、电子装置和电子设备。

背景技术：

1、近年来，由于海洋具有大量的风能储量、较高的发电效率和远离陆地生活空间等优势，使得风力发电场正逐步由陆地向海洋发展。在过去十几年中，风电场装机容量正飞速增加，仅在欧洲，目前有约8046mw的海上风电机组成功并网发电，未来海上风电必将取代传统化石能源成为世界上最大的电能产出方式。因此，将风电场的电能从海上输送到电网目前海上风电场并网发电所面临的一个主要挑战。有许多输电系统配置和设计拓扑已被提出用于电能的传输，低频交流输电系统常被用于海上风力发电系统的输电，但是现有技术中低频交流输电系统设备的配置成本普遍较高，不能兼顾输电系统的技术性与经济性。

2、因此，亟需一种能够解决海上风力发电中低频交流输电系统配置成本较高的方法。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种低频交流输电系统的配置方法、配置装置、计算机可读存储介质、电子装置和电子设备，以至少解决现有技术中低频交流输电系统配置成本较高的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种低频交流输电系统的配置方法，包括：获取低频交流输电系统的多种配置方案，计算多种所述配置方案的成本，得到多个第一成本，其中，任意两个所述配置方案至少具有以下之一区别：所述低频交流输电系统的额定电压、电抗器的数量、变流器的尺寸；获取多个预设风速，构建每种所述配置方案在多个所述预设风速情况下对应的目标函数，计算所述目标函数的结果得到多个目标函数值，比较多个所述目标函数值的大小，将最大的所述目标函数值作为所述配置方案对应的功率损耗值，得到多种配置方案对应的多个功率损耗值，其中，所述目标函数用于计算所述低频交流输电系统在多个所述预设风速情况下的功率损耗值；根据多个所述功率损耗值计算对应的多个损耗成本，计算所述第一成本与对应的所述损耗成本的差值，得到多个成本差值，比较多个所述成本差值的大小，并确定所述成本差值最小的所述配置方案为目标配置方案，并根据所述目标配置方案配置所述低频交流输电系统。

3、可选地，构建每种所述配置方案在多个所述预设风速情况下对应的目标函数，包括：建立所述低频交流输电系统的潮流方程，根据所述潮流方程计算得到所述低频交流输电系统中多个节点的系统参数，其中，所述节点表示所述低频交流输电系统中多个所述电气元件的连接点，所述系统参数至少包括节点电压、节点电流和电抗器的导纳；根据公式构建变量矩阵，其中，uij表示所述节点电压，iij表示所述节点电流，yr-i,j为所述电抗器的导纳，i表示所述电抗器的数量，j表示所述预设风速，且满足i∈[1,nreact]，j∈[1,nw]，nw表示所述预设风速的最大值，nreact表示所述电抗器的数量的最大值；将所述变量矩阵作为自变量，构建多个所述配置方案对应的多个所述目标函数。

4、可选地，建立所述低频交流输电系统的潮流方程，包括：获取所述低频交流输电系统的额定功率、所述额定电压、频率和电缆长度，其中，所述额定功率为有功功率和无功功率的和；根据公式建立所述低频交流输电系统的潮流方程，其中，ui表示所述低频交流输电系统的节点电压，u1表示所述额定电压，表示所述低频交流输电系统的总电流，powpp表示所述有功功率，qowpp表示所述无功功率，ii表示所述低频交流输电系统的节点电流，ztr表示变压器的阻抗，ytr表示变压器的导纳，zπ1表示第一电缆的阻抗，zπ2表示第二电缆的阻抗，yπ1表示第一电缆的导纳，yπ2表示第二电缆的导纳，yr表示杂散导纳，zph表示变流器的阻抗，zg表示电网阻抗。

5、可选地，将所述变量矩阵作为自变量，构建多个所述配置方案对应的多个所述目标函数，还包括：根据公式计算电缆的功率损耗，其中，a、b、c、d和e为预定参数，所述预定参数的值由额定电压的值确定，所述额定电压的值由所述预设风速的值确定，csr-cb表示所述电缆的视在额定功率，l表示所述电缆的长度，n表示所述电缆的数量；根据所述电抗器的导纳、所述节点电压以及所述节点电流计算所述电抗器的功率损耗和变流器的功率损耗；将所述电缆的功率损耗、所述电抗器的功率损耗和所述变流器的功率损耗相加，得到所述配置方案对应的目标函数为minfobj(x)＝closs-obj(x)+creact-obj(x)+cb2b-obj(x)，其中，closs-obj表示所述电缆的功率损耗，creact-obj表示所述电抗器的功率损耗，cb2b-obj表示所述变流器的功率损耗，x表示所述变量矩阵。

6、可选地，所述节点电压和所述节点电流满足第一约束条件，所述第一约束条件为umin≤ukj≤umax；ikj≤imax，其中，k表示所述节点电压的数量，umin表示所述节点电压的最小值，umax表示所述节点电压的最大值，imax表示所述节点电流的最大值。

7、可选地，还包括：所述低频交流输电系统输出的无功功率满足第二约束条件，所述第二约束条件为qmin≤qpccj≤qmax，其中，qpccj表示所述低频交流输电系统输出的无功功率，qpccj由电网阻抗zg计算得到，qmin表示所述无功功率的最小值，qmax表示所述无功功率的最大值，j表示所述预设风速且满足j∈[1,nw]，nw表示所述预设风速的最大值。

8、可选地，所述电抗器的导纳满足第三约束条件，所述第三约束条件为其中，为所述电抗器的导纳的最大值。

9、可选地，计算多种所述配置方案的成本，得到多个第一成本，包括：将多种所述配置方案中多个电气元件的成本相加，得到多种所述配置方案对应的多个第一成本。

10、可选地，根据多个所述功率损耗值计算对应的多个损耗成本，包括：计算多个功率损耗值与电量单价的乘积，得到多个损耗成本，其中，所述电量单价表示所述低频交流输电系统输出的电量每千瓦时的价格。

11、根据本技术的另一方面，提供了一种低频交流输电系统的配置装置，包括：第一执行单元，用于获取低频交流输电系统的多种配置方案，计算多种所述配置方案的成本，得到多个第一成本，其中，任意两个所述配置方案至少具有以下之一区别：所述低频交流输电系统的额定电压、电抗器的数量、变流器的尺寸；第二执行单元，用于获取多个预设风速，构建每种所述配置方案在多个所述预设风速情况下对应的目标函数，计算所述目标函数的结果得到多个目标函数值，比较多个所述目标函数值的大小，将最大的所述目标函数值作为所述配置方案对应的功率损耗值，得到多种配置方案对应的多个功率损耗值，其中，所述目标函数用于计算所述低频交流输电系统在多个所述预设风速情况下的功率损耗值；配置单元，用于根据多个所述功率损耗值计算对应的多个损耗成本，计算所述第一成本与对应的所述损耗成本的差值，得到多个成本差值，比较多个所述成本差值的大小，并确定所述成本差值最小的所述配置方案为目标配置方案，并根据所述目标配置方案配置所述低频交流输电系统。

12、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一种所述的配置方法。

13、根据本技术的又一方面，提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述任意一种所述的方法。

14、一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述任意一种所述的配置方法。

15、应用本技术的技术方案，首先，计算每种低频交流输电系统的配置方案的成本，得到多个第一成本；之后，根据多个预设风速，构建每种配置方案对应的目标函数，每种配置方案对应的目标函数包含多个目标函数值，多个目标函数值与多个预设风速一一对应，将最大的目标函数值作为每种配置方案对应的功率损耗值；再计算每种配置方案的功率损耗值对应的损耗成本，将每种配置方案的第一成本与对应的损耗成本相减，即可得到多个成本差值，将最小的成本差值对应的配置方案作为目标配置方案，以配置海上风力发电厂的低频交流输电系统。与现有技术中，海上风力发电厂的输电系统的设备成本普遍较高，不能兼顾输电系统的技术性与经济性的方法相比，本技术能够根据每种配置方案在多个预设风速情况下的最大功率损耗值，计算每种配置方案的第一成本即总成本与最大功率损耗值对应的成本的差值即成本差值，并选择成本差值最小即成本最小的配置方案，使低频交流输电系统能够在保证电能产量的情况下，降低系统的配置成本，从而解决海上低频交流输电系统的配置成本高的问题，达到降低低频交流输电系统配置成本的效果。