恭喜中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司魏德志获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司申请的专利一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119808329B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510247636.4,技术领域涉及:G06F30/18;该发明授权一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法是由魏德志;姚实;刘鑫旺;王尼娜;姬小航设计研发完成,并于2025-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法,将在规划场区中设计风力机排布方案转为在可行域中设计风力机排布方案,可行域与规划场区相等,或为规划场区去除限制区后的区域,且外边界与规划场区边界重合;本发明构建可完全覆盖可行域的网格型风电场布局,在可行域内的网格节点数量与风力机需求量相等的前提下,按照等间距处理的方式动态调整可行域边界线未被利用的风力机排所在直线上位于可行域内的各网格节点,使得风力机排两端的风力机位于可行域的边界上,经反复迭代寻优,获得海上风电场规则布局设计方案。本发明可得到应对包含或不含限制区的复杂场景、并实现场区充分利用的规则布机方案,能更好地服务风电工程实践。
本发明授权一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于边界自适应算法的海上风电场规则布局设计方法,其特征在于,所述海上风电场规则布局设计方法将在规划场区中设计风力机排布方案转为在可行域中设计风力机排布方案,所述可行域与规划场区相等,或如果规划场区内存在限制区时,所述可行域为规划场区去除限制区后的区域,且外边界与规划场区边界重合;所述海上风电场规则布局设计方法分别将两簇直线族视作风力机排和列,并以排间距、列间距、排列夹角以及风力机排的方位角作为设计变量,构建可完全覆盖可行域的网格型风电场布局,在确保位于可行域内的网格节点数量恰与风力机需求量相等的前提下,根据网格型风电场布局与可行域的交点情况,按照等间距处理的方式动态调整可行域边界线未被利用的风力机排所在直线上位于可行域内的各网格节点,使得经调整后的风力机排两端的风力机位于可行域的边界上,从而实现对可行域的充分利用;进而以发电量最大作为优化目标,经反复迭代寻优,获取满足输出标准的海上风电场规则布局设计方案;所述海上风电场规则布局设计方法包括以下具体步骤:步骤1:数据获取及参数设置,包括可行域的边界坐标信息、相邻风力机的最小间距阈值d0、风力机需求量M;步骤2:根据步骤1中获取的可行域的边界坐标信息,建立坐标系,并确定网格型排布的旋转中心;给定网格型排布策略中各个设计变量的取值范围;利用智能优化算法,初始化种群,所述种群中的各个个体分别对应一种网格型风电场布局;步骤3:对于种群内其中一个体对应的网格型风电场布局,判断位于可行域内的网格节点数量是否与步骤1中的风力机需求量M相同;若两者不同,则直接进入步骤5,若相同,则进入下一步;步骤4:当风力机排所在直线与可行域边界的相邻交点之间的线段上含有两个或两个以上网格节点时,智能化动态调整网格节点坐标,使每排风力机两端的风力机位于可行域的边界上,并判断调整后任意两个网格节点的间距是否满足步骤1中设定的最小间距阈值d0;步骤5:对于同时满足步骤3和4中约束条件的个体,计算对应排布方案下的风电场发电量,否则,则取发电量为一极小值;进而计算个体适应度;步骤6:更换一个个体,重复步骤3-5,直至遍历了种群内的所有个体;步骤7:根据智能优化算法的参数设置,判断计算结果是否满足收敛标准或达到最大允许迭代次数,若满足,则输出计算结果对应的风电场布局作为推荐布局设计方案,若不满足,则根据个体适应度,取其中的较大者作为父本更新种群,并重复步骤3-6;步骤2中具体包括:步骤2.1,以规划场区的某边界点为坐标原点,建立二维笛卡尔直角坐标系;取规划场区外的一点作为参考点,将其用作网格型排布中各风力机排、列的旋转中心;步骤2.2,设置网格型排布策略中各个设计变量的取值范围,并利用智能优化算法,初始化种群;步骤4中具体包括:步骤4.1:对于每一条经过可行域边界的按照网格型风电场布局确定的风力机排直线,求解其与可行域边界的交点;当某条风力机排所在直线与可行域边界交点之间的线段上仅有一个网格节点时,则在该网格节点上放置1台风力机;当某条风力机排所在直线与可行域边界的相邻交点之间的线段上有多个网格节点时,则根据交点坐标,对线段上的各个网格节点进行调整;具体为:当规划场区内不含有限制区或者当规划场区内含有限制区但该风力机排直线并不经过限制区时,即其仅与规划场区的边界交于两点,记为Pxp,yp,Qxq,yq,根据该风力机排所在直线与规划场区边界的交点之间的线段内的网格节点数量li,对线段PQ进行等分处理,由此,对于边界线未被利用的风力机排,获得新的被拉伸间距后的网格节点位P1,P2,...,Pli,使得两侧边界线上也具有网格节点,网格节点位P1,P2,...,Pli的坐标为: 而当该风力机排所在直线经过规划场区内的限制区时,记其与可行域的外边界交于Pxp,yp,Qxq,yq两点,与可行域的内边界交于P′xp′,yp′,Q′xq′,yq′两点,此时,根据相邻交点间的线段内的网格节点数量,分别对线段PQ′与P′Q进行等分处理,进而,对于边界线未被利用的风力机排,得到被拉伸间距后的网格节点坐标,各边界线上均具有网格节点;步骤4.2:完成网格节点更新后,记位于可行域内的网格节点集合为{W1x1,y1,W2x2,y2,...,WMxM,yM};计算集合内任意两个网格节点的间距,并判断是否大于步骤1中设定的最小间距阈值d0: 其中,m,n分别代指第m个和第n个风力机。
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