一种海上风电建设用资源评估方法及系统与流程

本发明涉及风电资源评估的，特别是涉及一种海上风电建设用资源评估方法及系统。

背景技术：

1、海上风电资源丰富，同时具有运行效率高、输电距离短、就地消纳方便、不占用土地、适宜大规模开发等特点；在碳中和背景下，海上风电将成为未来新能源发展重心之一；但海上风电场建设的技术难度也较大，建设成本一般是陆上风电场的2～3倍。

2、现有的海上风电建设，在对多个建设地点进行择优时，大多只考虑风能资源的分布情况与建设成本，而忽略了其他因素的影响，例如地理位置、输电距离、用电需求负荷等；由于不够全面的评估和决策，导致后续风电运行过程中，很可能增加能量损失影响发电效益或需要更多的投资来升级海上风电系统；因此亟需一种能够全面评估、决策的海上风电建设用资源评估方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种能够使评估更具全面性、准确性和实用性，有助于提高海上风电项目的效率和可行性的海上风电建设用资源评估方法。

2、第一方面，本发明提供了一种海上风电建设用资源评估方法，所述方法应用于初步确定若干个风电建设地点后的地点择优，所述方法包括：

3、获取若干个海上风电建设地点的历史环境数据信息和海上风电建设地点的地质条件信息，同时获取风电机组建成后所要进行供电地区的电力负荷需求信息；

4、对所述供电地区的电力负荷需求信息进行特征提取，得到该供电地区的地理位置以及用电负荷需求量；

5、预先设定对若干个风电建设地点进行排序所用到的第一评价特征和第二评价特征，其中，所述第一评价特征表征输电距离，所述第二评价特征表征海上风电机组的建设成本；

6、根据第一评价特征与第二评价特征对若干个海上风电建设地点进行排序，获得海上风电建设地点评估序列；在所述海上风电建设地点评估序列中输电距离越近、建设成本越低，海上风电建设地点排行越靠前；

7、对每个海上风电建设地点的历史环境数据信息进行电力转化分析，获得每个海上风电建设地点的发电功率；

8、对每个海上风电建设地点进行输电损耗预测，并根据对应的发电功率，计算得到实际输送至供电地区的可用电力功率；

9、将海上风电建设地点评估序列中每个海上风电建设地点对应的实际输送至供电地区的可用电力功率进行由前至后的逐一叠加，直至叠加结果大于供电地区的用电负荷需求量；

10、确定参与叠加的海上风电建设地点为最佳海上风电建设地点。

11、进一步地，对所述供电地区的电力负荷需求信息进行特征提取的方法，包括：

12、获取供电地区的电力负荷需求信息，包括历史用电数据、负荷曲线、用电负荷峰值；

13、对获取到的电力负荷数据进行处理与分析，包括数据清洗、异常值处理、数据插值；

14、根据所需的评估指标和目标，从电力负荷数据中提取特征；特征包括时域特征、空间特征、负荷特性；

15、使用机器学习算法分析特征之间的关系和对风电建设地点选择的影响，通过对供电地区电力负荷需求信息进行特征提取，获得供电地区的地理位置和用电负荷需求量信息。

16、进一步地，根据第一评价特征与第二评价特征对若干个海上风电建设地点进行排序的依据为效益评价指数，所述效益评价指数的计算公式如下：

17、

18、其中，k为风电建设地点对应的效益评价指数，效益评价指数越高，则对应的风电建设地点在海上风电建设地点评估序列中的排名越靠前；w1为输电距离对效益评价指数的影响权重，w2为建设成本对效益评价指数的影响权重；e为常数；d为风电建设地点与供电地区之间的输电距离，输电距离越大，效益评价指数减小；c为风电建设地点风电机组的建设成本，建设成本越大，效益评价指数减小；根据效益评价指数进行排序，效益评价指数越大的风电建设地点，其排行越靠前。

19、进一步地，所述输电距离对效益评价指数的影响权重和建设成本对效益评价指数的影响权重的确认方法，包括：

20、通过请相关领域的专家对输电距离和建设成本的重要性进行评估，并根据其专业知识和经验，对w1和w2进行权重赋值；

21、基于历史相关统计数据，分析不同风电建设地点的输电距离和建设成本对效益的影响程度；通过数据分析和建模，估算出w1和w2的值。

22、进一步地，获得每个海上风电建设地点的发电功率的方法，包括：

23、从各个建设地点收集历史环境数据，包括风速、风向、气压以及风电机组的技术参数，如额定功率、风速切入切出速度；

24、对收集到的历史环境数据进行清洗和处理，去除异常值和噪声，并进行时间序列的整理和统计；

25、根据所采集的气象数据和风电机组的技术参数，建立风能转化模型；所述风能转化模型采用魏布尔分布模型或罗斯模型；

26、利用建立的风能转化模型，将历史环境数据中的风速分段，计算每个风速段的发电功率，并根据每个风速段的频率分布情况加权求和，得到年均发电量。

27、进一步地，对每个海上风电建设地点进行输电损耗预测的方法，包括：

28、从历史环境数据和地质条件信息中获取每个海上风电建设地点的相关参数，包括风速、风向、海流速度、水深、地理坐标，以及海上风电建设地点风电机组的技术规格和额定功率；

29、利用收集到的海上风电建设地点的相关参数结合输电线路特性和转换设备效率参数，进行输电损耗评估；

30、通过将预测的输电损耗与每个风电建设地点的发电功率相结合，计算每个海上风电建设地点实际输送至供电地区的可用电力功率。

31、进一步地，确定参与叠加的海上风电建设地点为最佳海上风电建设地点的方法，包括：

32、根据海上风电建设地点评估序列，按照排名从前往后，依次选取每个风电建设地点进行叠加；

33、从序列中按顺序选取一个风电建设地点，并将其对应的实际输送至供电地区的可用电力功率与之前已叠加的功率总和进行累加；

34、判断叠加结果是否大于供电地区的用电负荷需求量：

35、如果叠加结果大于等于供电地区的用电负荷需求量，则当前选取的风电建设地点是满足需求的最佳选择，结束叠加过程；

36、如果叠加结果小于供电地区的用电负荷需求量，则继续选取下一个风电建设地点进行叠加，直到叠加结果超过供电地区用电负荷需求量；

37、将参与叠加的海上风电建设地点确定为最佳海上风电建设地点。

38、另一方面，本技术还提供了一种海上风电建设用资源评估系统，所述系统包括：

39、数据获取模块，用于获取若干个海上风电建设地点的历史环境数据信息、每个风电建设地点的地质条件信息以及风电机组建成后所要为之供电地区的电力负荷需求信息；

40、供电地区特征提取模块，用于对供电地区的电力负荷需求信息进行特征提取，得到供电地区的地理位置以及用电负荷需求量；

41、评价特征设定模块，用于预先设定对风电建设地点进行排序的第一评价特征和第二评价特征；第一评价特征表征输电距离，第二评价特征表征海上风电机组的建设成本；

42、排序模块，用于根据第一评价特征和第二评价特征对若干个海上风电建设地点进行排序，得到海上风电建设地点评估序列，其中输电距离越近、建设成本越低的地点排名越靠前；

43、发电功率预测模块，用于对每个海上风电建设地点的历史环境数据信息进行电力转化分析，计算出每个海上风电建设地点的发电功率；并根据输电距离预测每个海上风电建设地点的输电损耗，计算得到每个海上风电建设地点实际输送至供电地区的可用电力功率；

44、最佳地点确定模块，用于将海上风电建设地点评估序列中每个地点对应的实际输送至供电地区的可用电力功率由前至后逐一叠加，叠加的过程一直持续到叠加结果大于供电地区的用电负荷需求量；确定参与叠加的海上风电建设地点为最佳海上风电建设地点。

45、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

46、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

47、与现有技术相比本发明的有益效果为：

48、本发明综合考虑了多个因素，包括风电资源、地理位置、用电需求负荷、建设成本、输电距离等，确保评估的全面性和准确性；通过对地理位置特征的分析，能够确定风电建设地点，使其更加接近供电地区，减少输电距离，降低输电损耗，提高输电效率；

49、本发明通过考虑建设成本作为评价特征之一，能够帮助确定在成本效益方面更为优化的风电建设地点，有助于降低整体建设成本；通过考虑供电地区的用电负荷需求，确保风电建设地点能够满足该地区的电力需求，实现供需匹配，提高系统稳定性；

50、通过对历史环境数据进行电力转化分析和输电损耗预测，可以得到每个建设地点的实际输送至供电地区的可用电力功率，使评估更加准确和实时；通过评估序列和逐一叠加的方法，能够明确最佳海上风电建设地点，为决策提供清晰的依据，降低决策风险；

51、综合来说，本发明能够帮助解决海上风电建设中的地点选择问题，使评估更具全面性、准确性和实用性，有助于提高海上风电项目的效率和可行性。