CN115983449A

CN115983449A - 海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备

Info

Publication number: CN115983449A
Application number: CN202211619621.9A
Authority: CN
Inventors: 潘霄峰; 郭小江; 赫卫国; 孙财新; 关何格格; 姚中原; 唐建辉; 施俊佼; 陶羽
Original assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute; Huaneng Offshore Wind Power Science and Technology Research Co Ltd; Huaneng International Power Jiangsu Energy Development Co Ltd; Shengdong Rudong Offshore Wind Power Co Ltd
Current assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute; Huaneng Offshore Wind Power Science and Technology Research Co Ltd; Huaneng International Power Jiangsu Energy Development Co Ltd; Shengdong Rudong Offshore Wind Power Co Ltd
Priority date: 2022-12-15
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本申请关于一种海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备。具体方案为：通过获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估；基于资源评估结果和目标区域的待评估信息确定目标基地区域；基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。本申请提升了确定海上基地设备配置和布局的合理性。

Description

海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

相关技术中，针对海岸线漫长、风能资源分布不均、海况海床地质复杂、自然灾害种类多变的挑战，需开展海上风电场群规划优化，目前针对海上基地场群的确定尚无规范化、标准化的确定方法；海上基地场群的确定的各阶段前后数据不统一，且由于发电侧和电网侧规划目标不同，场-网分割，导致海上基地规划零散且合理性较差。

发明内容

为此，本申请提供一种海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备。本申请的技术方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种海上基地场群确定方法，所述方法包括：

获取全海域气象历史数据，基于所述全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于所述待评估信息对所述目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；

基于所述资源评估结果和所述目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；

获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量；

基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；

基于所述资源评估结果、所述发电量、所述网络拓扑、所述并网分析结果，进行所述目标区域的生产模拟分析，以确定所述目标基地区域的发电量是否满足预设要求。

根据本申请的一个实施例，在所述获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量之后，还包括：

基于所述风机型号和所述发电量，确定目标评价指标的指标值；

其中，所述目标评价指标包括经济性评价指标；

响应于所述目标评价指标的指标值未满足预设要求，基于所述目标评价指标的指标值，对所述风机型号进行调整；

响应于所述目标评价指标的指标值未满足预设要求，对所述目标基地区域的区域范围进行调整，以得到新的目标基地区域。

根据本申请的一个实施例，所述获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量，包括：

所述获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号；

基于所述风机型号，确定所述风机型号对应风机的叶轮直径；

基于所述资源评估结果和所述叶轮直径，确定风机的排布位置；

基于所述风机型号、风机的排布位置，确定所述目标基地区域的发电量。

根据本申请的一个实施例，所述基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果，包括：

所述基于所述风机的排布位置，确定所述目标基地区域的电气设备的型号；

基于所述风机的排布位置和电气设备的型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑；

基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析；

其中，所述并网分析包括潮流分析和稳定计算。

根据本申请的一个实施例，在所述基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果之后，还包括：

确定所述并网分析结果是否满足预设要求；

响应于所述并网分析结果未满足预设要求，对所述电气设备的型号进行调整。

根据本申请的一个实施例，所述基于所述资源评估结果、所述发电量、所述网络拓扑、所述并网分析结果，进行所述目标区域的生产模拟分析，包括：

所述基于所述资源评估结果、所述发电量、所述网络拓扑、所述并网分析结果，根据生产模拟算法进行所述目标区域的生产模拟分析；

其中，所述生产模拟分析包括所述目标基地区域的新能源的全年的计划功率曲线分析、所述目标基地区域的全年弃电量分析、所述目标基地区域的全年弃电率分析。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种海上基地场群确定装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取全海域气象历史数据，基于所述全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于所述待评估信息对所述目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；

第一确定模块，用于基于所述资源评估结果和所述目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；

第二确定模块，用于获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量；

第一分析模块，用于基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；

第二分析模块，用于基于所述资源评估结果、所述发电量、所述网络拓扑、所述并网分析结果，进行所述目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面中任一项所述的方法。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面中任一项所述的方法。

根据本申请实施例的第五方面，提供包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。从而打通了从资源-选址-并网-生产模拟全流程规划体系，突破了以往选址过程场-网独立的情况，实现了将资源评估结果、发电量作为目标基地区域以及风机型号的确定依据，进而能够提高确定海上基地规划的合理性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例中的一种海上基地场群确定方法的流程图；

图2为本申请实施例中的一种海上基地场群确定装置的结构框图；

图3为本申请实施例中的一种电子设备的框图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“目标”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，相关技术中，针对海岸线漫长、风能资源分布不均、海况海床地质复杂、自然灾害种类多变的挑战，需开展海上风电场群规划优化，目前针对海上基地场群的确定尚无规范化、标准化的确定方法；海上基地场群的确定的各阶段前后数据不统一，且由于发电侧和电网侧规划目标不同，场-网分割，导致海上基地规划零散、且合理性较差。

基于上述问题，本申请提出了一种海上基地场群确定方法、装置、存储介质及电子设备，可以实现通过获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。此方法打通了从资源-选址-并网-生产模拟全流程规划体系，突破了以往选址过程场-网独立的情况，实现了将资源评估结果、发电量作为目标基地区域以及风机型号的确定依据，进而能够提高确定海上基地设备配置和布局的合理性。

图1为本申请实施例中的一种海上基地场群确定方法的流程图。

如图1所示，该海上基地场群确定方法包括：

步骤101，获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果。

作为一种可能实施方式的示例，可以基于立体观测网30年的数据积累搭建高分辨率、全海域历史数据库，以获取空间分辨率200米的风能资源图谱。获取目标区域的平均风速、风向、气压、湿度、海浪、洋流等气象和海洋信息，并对上述信息进行资源评估，以给出未来一年的资源情况。

举例来说，平均风速

可以通过以下公式计算得到：

其中，v_i为风机轮毂高度处时序风速序列的第i条记录，n为计算周期内的风速序列记录数。

步骤102，基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域。

作为一种可能实施方式的示例，通过获取目标区域的资源评估结果，即目标区域的平均风速，确定风资源是否满足预设要求，即若平均风速较大，则将平均风速较大的区域初步确定为目标基地区域。

步骤103，获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量。

其中，在本申请一些实施例中，步骤103，包括：

步骤a1，获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号。

举例来说，可以根据目标区域的环境数据，如地形地貌、应用场景、基地类型结合风机IEC等级，对风机进行初步选型。例如，对于台风较多的区域，选择抗台机组。

步骤a2，基于风机型号，确定风机型号对应风机的叶轮直径。

步骤a3，基于资源评估结果和叶轮直径，确定风机的排布位置。

举例来说，可以根据所选风机的叶轮直径及目标基地区域的资源评估结果对风机进行排布。例如，若目标区域的地形为海域或平原，则迎着主风向等比例排布；若目标区域为山地，则优先选择山顶位置。

步骤a4，基于风机型号、风机的排布位置，确定目标基地区域的发电量。

作为一种可能实施方式的示例，根据风机型号，确定风机的功率曲线，根据风机的功率曲线和区域资源情况，考虑尾流影响，完成基地的发电量精算。

可短的，可以通过发电量精算结果迭代优化基地选址和机组排布。

其中，在本申请一些实施例中，在步骤103之后，还包括：

步骤b1，基于风机型号和发电量，确定目标评价指标的指标值。

其中，在本申请实施例中，目标评价指标包括经济性评价指标。

作为一种可能实施的示例，可以基于目标基地区域的风机型号和发电量，以投资收益精算为核心开展经济性评价。可选的，可以根据风机排布及目标基地区域建设所需的建设成本，按照上述发电量开展收入概算，结合基地建设的投资情况，计算基地的投资内部收益率IRR、投资回收期等经济指标。

举例来说，投资内部收益率IRR可以通过以下公式计算得到：

IRR＝K*IRRm+(1-K)*L

其中，K为自有资金投资占比；IRRm为自有资金内部收益率；L为借款利率。

步骤b2，响应于目标评价指标的指标值未满足预设要求，基于目标评价指标的指标值，对风机型号进行调整。

步骤b3，响应于目标评价指标的指标值未满足预设要求，对目标基地区域的区域范围进行调整，以得到新的目标基地区域。

需要说明的是，步骤b2与步骤b3不区分执行的先后顺序。

可以理解的是，目标基地区域的区域范围、风机型号与发电量均对目标基地区域的经济性产生影响，因此，若目标评价指标的指标值未满足预设要求，可以对目标基地区域的区域范围、风机型号与发电量进行优化调整，以使目标评价指标的指标值满足预设要求。

步骤104，基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果。

其中，在本申请一些实施例中，步骤104，包括：

步骤c1，基于风机的排布位置，确定目标基地区域的电气设备的型号。

步骤c2，基于风机的排布位置和电气设备的型号，构建目标基地区域的网络拓扑。

作为一种可能实施的示例，根据选型选址得到的风机排布完成基地内部海缆、变压器等电气设备的选型，从而构建基地内部的拓扑结构，通过BPA计算软件完成基地的潮流计算、稳定计算等安全稳定分析。

步骤c3，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析。

其中，在本申请实施例中，并网分析包括潮流分析和稳定计算等安全稳定分析。

其中，在本申请一些实施例中，在步骤104之后，还包括：

步骤d1，确定并网分析结果是否满足预设要求；

步骤d2，响应于并网分析结果未满足预设要求，对电气设备的型号进行调整。

步骤105，基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。

需要说明的是，上述预设要求可以是根据实际情况预先设定的要求。上述发电量可以用于确定目标及地区域的收益，上述收益与发电量和目标供电区域的消纳能力相关。

其中，在本申请一些实施例中，步骤105，包括：

基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，根据生产模拟算法进行目标区域的生产模拟分析。

其中，在本申请实施例中，生产模拟分析包括目标基地区域的新能源的全年的计划功率曲线分析、目标基地区域的全年弃电量分析、目标基地区域的全年弃电率分析。

根据本申请实施例的海上基地场群确定方法，通过获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。从而打通了从资源-选址-并网-生产模拟全流程体系，突破了以往选址过程场-网独立的情况，实现了将资源评估结果、发电量作为目标基地区域以及风机型号的确定依据，进而能够提高确定海上基地设备配置和布局的合理性。

图2为本申请实施例中的一种海上基地场群确定装置的结构框图。

如图2所示，该海上基地场群确定装置包括：

获取模块201，用于获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；

第一确定模块202，用于基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；

第二确定模块203，用于获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；

第一分析模块204，用于基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；

第二分析模块205，用于基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。

根据本申请实施例的海上基地场群确定装置，通过获取全海域气象历史数据，基于全海域气象历史数据获取目标区域的待评估信息，基于待评估信息对目标区域的风资源进行资源评估，得到资源评估结果；基于资源评估结果和目标区域的待评估信息，确定目标基地区域；获取目标基地区域的环境数据，基于环境数据确定目标基地区域的风机型号，基于风机型号确定目标基地区域的发电量；基于风机型号，构建目标基地区域的网络拓扑，基于网络拓扑对目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果；基于资源评估结果、发电量、网络拓扑、并网分析结果，进行目标区域的生产模拟分析，以确定目标基地区域的发电量是否满足预设要求。从而打通了从资源-选址-并网-生产模拟全流程体系，突破了以往选址过程场-网独立的情况，实现了将资源评估结果、发电量作为目标基地区域以及风机型号的确定依据，进而能够提高确定海上基地设备配置和布局的合理性。

图3为本申请实施例中的一种电子设备的框图。如图3所示，该电子设备可以包括：收发器31、处理器32、存储器33。

处理器32执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器32执行上述实施例中的方案。处理器32可以是通用处理器，包括中央处理器CPU、网络处理器(network processor，NP)等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

存储器33通过系统总线与处理器32连接并完成相互间的通信，存储器33用于存储计算机程序指令。

收发器31可以用于获取待运行任务和待运行任务的配置信息。

系统总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。收发器用于实现数据库访问装置与其他计算机(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)。

本申请实施例提供的电子设备，可以是上述实施例的终端设备。

本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行上述实施例中消息处理方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例消息处理方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，其存储在计算机可读存储介质中，至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序时可实现上述实施例中消息处理方法的技术方案。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims

1.一种海上基地场群确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量之后，还包括：

基于所述风机型号和所述发电量，确定目标评价指标的指标值；其中，所述目标评价指标包括经济性评价指标；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标基地区域的环境数据，基于所述环境数据确定所述目标基地区域的风机型号，基于所述风机型号确定所述目标基地区域的发电量，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果，包括：

基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析；

其中，所述并网分析包括潮流分析和稳定计算。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述基于所述风机型号，构建所述目标基地区域的网络拓扑，基于所述网络拓扑对所述目标基地区域进行并网分析，得到并网分析结果之后，还包括：

确定所述并网分析结果是否满足预设要求；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述资源评估结果、所述发电量、所述网络拓扑、所述并网分析结果，进行所述目标区域的生产模拟分析，包括：

7.一种海上基地场群确定装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的方法。