CN116562424B - 海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取海上风电场中各个风机的坐标；根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；对所述第一轴位置坐标进行扰动，根据海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向；对所述第二轴位置坐标进行扰动，根据海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向；根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。本申请通过位置扰动提供了一种将海上变电站区域约束考虑在内的变电站位置优选方法。
Description
技术领域
本申请属于变电站设计的技术领域，涉及一种位置选择方法，特别是涉及一种海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
随着海上风电逐步向深远海方向发展，离岸距离不断增加，因此从岸上连接海上变电站(例如升压站或换流站)的距离不断增加，同时海上风电场单位装机容量也在不断提高，对中高压交/直流海缆提出了更高的要求，因而单位海缆价格也在升高。而海上升压站或换流站位置会直接影响到海上风电场内部集电线路海缆与连接岸上的高压交/直流海缆总采购长度，从而影响整个海上风电场投资造价。海缆成本一般占整体费用20～30％，合理的海上升压站或换流站位置能直接降低海缆总成本，从而在海上风电场规划设计阶段降低整体造价，缩短项目投资回报周期。
发明内容
本申请的目的在于提供一种海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质，用于解决如何更合理地设计海上风电场变电站的位置进而降低海缆总成本的问题。
本申请实施例第一方面提供一种海上变电站的位置选择方法，所述方法包括：获取海上风电场中各个风机的坐标；根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；对所述第一轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动；对所述第二轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动；根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。
在第一方面的一种实现方式中，所述根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置的步骤，包括：获取海上风电场内所有风机的X轴坐标之和与Y轴坐标之和；将X轴之和除以风机总数确定X轴计算坐标，将Y轴之和除以风机总数确定Y轴计算坐标；根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定所述变电站的初始位置。
在第一方面的一种实现方式中，所述根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定所述变电站的初始位置的步骤，包括：根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定初始分析点；响应于所述初始分析点不在海域约束区域内，则将所述初始分析点的坐标作为所述变电站的初始位置；响应于所述初始分析点在海域约束区域内，则由所述海域约束区域边界上选取距离所述初始分析点最近一点的位置作为所述变电站的初始位置。
在第一方面的一种实现方式中，在所述根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置的步骤之后，所述根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向的步骤之前，所述方法还包括：根据所述变电站的初始位置以及海上风电场当前海缆拓扑连接方式确定扰动之前的初始海缆成本；所述初始海缆成本用于与所述第一轴位置坐标第一次进行扰动后确定的海缆成本进行比较，确定海缆成本的变化。
在第一方面的一种实现方式中，所述第一轴位置坐标为X位置坐标；所述根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向的步骤，包括：响应于当前扰动为对X位置坐标增加第一预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加X位置坐标的距离；响应于当前扰动为对X位置坐标增加所述第一预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对X位置坐标减少所述第一预设距离。
在第一方面的一种实现方式中，所述第二轴位置坐标为Y位置坐标；所述根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向的步骤，包括：响应于当前扰动为对Y位置坐标增加第二预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加Y位置坐标的距离；响应于当前扰动为对Y位置坐标增加所述第二预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对Y位置坐标减少所述第二预设距离。
在第一方面的一种实现方式中，所述方法还包括：在所述第一轴位置坐标或所述第二位置坐标进行扰动过程中，响应于扰动后的所述第一轴位置坐标或所述第二位置坐标进入海域约束区域内，则按照此次扰动方向和扰动距离退出所述海域约束区域。
本申请实施例第二方面提供一种海上变电站的位置选择系统，所述系统包括：数据模块，被配置为存储海上风电场当前海缆拓扑连接方式、风机的坐标、海缆类型及海缆价格；位置选择模块，被配置为执行如下步骤：获取海上风电场中各个风机的坐标；根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；对所述第一轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动；对所述第二轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动；根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。
本申请实施例第三方面提供一种电子设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行所述的方法。
本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
如上所述，本申请所述的海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质，具有以下有益效果：
本申请提供了一种考虑海上变电站(包括升压站或换流站)区域约束的位置优选方法，通过海上风电场确定的风机坐标对海上变电站进行位置初始化，随后对海上变电站位置坐标进行扰动，计算扰动后的坐标对应的海缆总体采购费用，通过对比采用更具有经济性的位置坐标，直至海上变电站扰动后的新坐标均比扰动前的坐标经济性低后停止迭代，由此能够快速得到海上升压站或换流站的最优位置坐标。进一步地，本申请还考虑海域约束，可以在各种不同形状区域约束条件下对海上变电站进行位置优选。
附图说明
图1显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的应用场景示意图。
图2显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的原理流程图。
图3显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置初始化示意图。
图4显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置优选流程图。
图5显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置优选示意图。
图6显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择系统的结构原理图。
图7显示为本申请实施例所述的电子设备的结构连接示意图。
元件标号说明
6 海上变电站的位置选择系统
61 数据模块
62 位置选择模块
7 电子设备
71 处理器
72 存储器
73 通信接口
74 系统总线
S21～S27 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本申请以下实施例提供了海上变电站的位置选择方法、系统、电子设备及存储介质，包括但不限于应用于一电子设备中，以下将以该应用场景为例进行描述。
请参阅图1，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的应用场景示意图。如图1所示，本实施例提供一种海上变电站的位置选择方法的硬件应用场景，具体包括：一电子设备。将海上风电场当前海缆拓扑连接方式、风机的坐标、海缆类型及海缆价格相关数据存储至电子设备中，所述电子设备执行海上变电站的位置选择方法，输出与海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。
其中，所述电子设备例如可以是包括存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等所有或部分组件的计算机；所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，简称PDA)等个人电脑。在另一些实施方式中，所述电子设备还可以是服务器，所述服务器可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上，也可以是由分布的或集中的服务器集群构成的云服务器，本实施例不作限定。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细描述。
请参阅图2，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的原理流程图。如图2所示，本实施例提供一种海上变电站的位置选择方法，所述方法具体包括以下步骤：
S21，获取海上风电场中各个风机的坐标。
S22，根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标。
于一实施例中，步骤S22包括：
(1)获取海上风电场内所有风机的X轴坐标之和与Y轴坐标之和。
(2)将X轴之和除以风机总数确定X轴计算坐标，将Y轴之和除以风机总数确定Y轴计算坐标。
具体地，在海上风电场内风机坐标已知的情况下，对海上升压站或换流站位置进行初始化处理。计算风电场内全部风机的X轴坐标之和与Y轴坐标之和，随后将X轴之和除以风机总数确定X轴计算坐标，Y轴之和除以风机总数确定Y轴计算坐标。
(3)根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定所述变电站的初始位置。
于一实施例中，S22的步骤(3)包括：
(1)根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定初始分析点。
(2)响应于所述初始分析点不在海域约束区域内，则将所述初始分析点的坐标作为所述变电站的初始位置。其中，约束区域是指不允许设置升压站或换流站的海域范围。
具体地，若得到的X轴计算坐标和Y轴计算坐标不在海域约束区域内，则将X轴计算坐标和Y轴计算坐标确定的位置作为海上升压站或换流站初始化位置。
(3)响应于所述初始分析点在海域约束区域内，则由所述海域约束区域边界上选取距离所述初始分析点最近一点的位置作为所述变电站的初始位置。
请参阅图3，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置初始化示意图。如图3所示，所有的风机用W表示，若在约束海域即图3中不规则黑线框标注的禁止海域内，则需要按照如下方式处理：按照初始分析点的坐标做十字辅助线，与约束海域边界相角得到四个交点。比较这四个交点与初始坐标的距离，取最近的一点为海上升压站或换流站的初始位置坐标。于实际应用中，做十字辅助线仅是示意性操作，实质上是以约束海域内的初始分析点为圆心设置多个与禁止海域相交的圆周，所有交点中半径最短的则是禁止海域边界上离初始分析点最近的一点，即海上升压站或换流站的初始位置坐标。
于一实施例中，在步骤S22之后，步骤S24之前，所述方法还包括：
根据所述变电站的初始位置以及海上风电场当前海缆拓扑连接方式确定扰动之前的初始海缆成本；所述初始海缆成本用于与所述第一轴位置坐标第一次进行扰动后确定的海缆成本进行比较，确定海缆成本的变化。
具体地，在得到海上升压站或换流站初始位置坐标后，开始进行坐标扰动海缆成本计算。按照已知的海缆拓扑连接方式与得到的初始化坐标，以对应海缆成本计算初始化位置坐标海上风电场海缆总成本，海上升压站或换流站的位置坐标记为B(Bx,By)。
假设海上风电场有W台风机，其对应的位置坐标集为：
由于风电场拓扑连接方式与不同海缆类型成本P(P1,P2,...,Pn-1,Pn)已知，不同海缆类型的电缆对应输送容量不同，即海缆连接的风机数量决定选取对应海缆类型，则可以通过计算海上风电场内海缆总成本来反映海上升压站或换流站位置优劣情况。其中，海上升压站或换流站的汇集海缆数量为L，其中第i条汇集到海上变电站的海缆共连接S台风机，j1与j2则对应相连的风机编号，海上风电场海缆总成本SUMcost可以通过下式来计算：
计算所有汇集海缆上的分段海缆距离，再乘以分段海缆对应的海缆价格P即可得到分段海缆对应成本，将所有汇集海缆上的分段海缆成本求和即可得到整体的海缆成本SUMcost。
由此，可以执行下述的对初始位置坐标进行扰动，以横坐标轴正负方向、纵坐标轴正负方向进行四个方向的扰动。
S23，对所述第一轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本。
S24，根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动。
于一实施例中，步骤S24具体包括：
响应于当前扰动为对X位置坐标增加第一预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加X位置坐标的距离；响应于当前扰动为对X位置坐标增加所述第一预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对X位置坐标减少所述第一预设距离。
具体地，对初始位置的X轴位置坐标按横坐标增加10米，计算增加后的方案海上风电场海缆总成本，若增加坐标后的海缆总成本低于增加前则采用增加后的横坐标，则继续增加横坐标按10^2，重复以上流程，经过n次横坐标扰动后，横坐标按10^n米递增；若经过横坐标增加后的成本高于递增前成本，按照横坐标递增后的成本除以与n-1次前减少的成本两者之和，得到的比例为p1，再以(1-p1)乘以10^n米得到Xn距离，在n-1次的坐标下增加Xn进行迭代比较，若Xn<＝10米则开始减少X轴坐标，从10米开始迭代。
若在X轴坐标经过扰动减少10米后，整体海缆成本方案未能降低则停止X轴方向坐标扰动；若在X轴坐标减少10米后海缆成本低于减少前的成本，则继续减少横坐标按10^2，重复以上流程。经过n次横坐标扰动后，横坐标按10^n米递减。若经过横坐标减少后的成本高于减少前成本，按照横坐标递减少的成本除以与n-1次前减少的成本两者之和，得到的比例为p1，再以(1-p1)乘以10^n米得到Xn距离，在n-1次的坐标下减少Xn进行迭代比较，若X轴坐标经过扰动增加和减少后满足第一扰动条件Xn<＝10米，则停止X轴扰动。
S25，对所述第二轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本。
S26，根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动。
于一实施例中，步骤S26，具体包括：
响应于当前扰动为对Y位置坐标增加第二预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加Y位置坐标的距离；响应于当前扰动为对Y位置坐标增加所述第二预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对Y位置坐标减少所述第二预设距离。
具体地，在对海上升压站或换流站坐标X轴进行扰动迭代计算后，进行Y轴坐标扰动。对X轴扰动优化后的坐标按Y轴的纵坐标增加10米，计算增加后的方案海上风电场海缆总成本，若增加坐标后的海缆总成本低于增加前则采用增加后的横坐标，则继续增加横坐标按10^2，重复以上流程，经过n次Y轴纵坐标扰动后，纵坐标按10^n米递增；若经过纵坐标增加后的成本高于递增前成本，按照纵坐标递增后的成本除以与n-1次前减少的成本两者之和，得到的比例为p1，再以(1-p1)乘以10^n米得到Yn距离，在n-1次的坐标下增加Yn进行迭代比较，若Yn<＝10米则开始减少Y轴坐标，从10米开始迭代。
若在Y轴坐标经过扰动减少10米后，整体海缆成本方案未能降低则停止Y轴方向坐标扰动；若在Y轴坐标减少10米后海缆成本低于减少前的成本，则继续减少纵坐标按10^2，重复以上流程。经过n次纵坐标扰动后，纵坐标按10^n米递减。若经过纵坐标减少后的成本高于减少前成本，按照纵坐标递减少的成本除以与n-1次前减少的成本两者之和，得到的比例为p1，再以(1-p1)乘以10^n米得到Yn距离，在n-1次的坐标下减少Yn进行迭代比较，若Y轴坐标经过扰动增加和减少后满足第二扰动条件Yn<＝10米，则停止Y轴扰动。
S27，根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。
于一实施例中，所述方法还包括：
在所述第一轴位置坐标或所述第二位置坐标进行扰动过程中，响应于扰动后的所述第一轴位置坐标或所述第二位置坐标进入海域约束区域内，则按照此次扰动方向和扰动距离退出所述海域约束区域。
请参阅图4，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置优选流程图。如图4所示，以升压站为例，本申请方法执行时首先确认海上风电场风机坐标与海缆数据，进行海上升压站位置坐标初始化，然后执行X轴位置坐标扰动，增加X轴位置坐标，计算扰动后坐标方案的海缆成本，判断成本是否降低，若是，继续增加X轴位置坐标进行扰动，若否，通过减少X轴位置坐标进行扰动。在X轴位置坐标经过两个方向上扰动后对应的扰动距离小于10米后转为Y轴位置坐标的扰动，先增加Y轴位置坐标，计算扰动后坐标方案的海缆成本，判断成本是否降低，若是，继续增加Y轴位置坐标进行扰动，若否，通过减少Y轴位置坐标进行扰动。在Y轴位置坐标经过两个方向上扰动后对应的扰动距离小于10米后，海上升压站位置优选结束。
请参阅图5，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的位置优选示意图。如图5所示，海上变电站的位置最终通往陆地，图5中旧坐标所指向的空心圆圈24表示本申请方法执行之前海上变电站的位置，新坐标所指向的实心圆点24表示本申请方法执行之后海上变电站的优化位置。
需要说明的是，本申请所述海上变电站的位置选择方法考虑了升压站或换流站位置区域条件约束，能够针对实际的工程应用场景条件进行位置优选。可以是基于未进行任何优化的海上变电站的位置进行最优分析，也可以是基于任何一种海上风电场拓扑布局优化方法，与之结合进行位置再优化之后得出的整体优化后的海上风电场海缆拓扑布局。
进一步地，若海上风电场拓扑连接发生变化则可以将新的海缆拓扑连接方式作为海上风电场当前海缆拓扑连接方式，执行本申请所述的海上变电站的位置选择方法，以实现不同拓扑连接方式下变电站位置的优化迭代。
本申请实施例所述的海上变电站的位置选择方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本申请的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本申请的保护范围内。
本申请实施例还提供一种海上变电站的位置选择系统，所述海上变电站的位置选择系统可以实现本申请所述的海上变电站的位置选择方法，但本申请所述的海上变电站的位置选择方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的海上变电站的位置选择系统的结构，凡是根据本申请的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本申请的保护范围内。
请参阅图6，显示为本申请实施例所述的海上变电站的位置选择系统的结构原理图。如图6所示，本实施例提供一种海上变电站的位置选择系统6，包括：数据模块61和位置选择模块62。
所述数据模块61被配置为存储海上风电场当前海缆拓扑连接方式、风机的坐标、海缆类型及海缆价格。
所述位置选择模块62被配置为执行如下步骤：
获取海上风电场中各个风机的坐标；
根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；
对所述第一轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动；
对所述第二轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动；
根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置。
进一步地，位置选择模块62在计算得出对应拓扑海上升压站或换流站的最优位置后，还可以将海上升压站或换流站的最优位置传送至数据模块61中通过迭代形成新的海上风电场风机拓扑连接方式或海缆拓扑连接方式。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅是示意性的，例如，模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块/单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块/单元显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来实现本申请实施例的目的。例如，在本申请各个实施例中的各功能模块/单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块/单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/单元集成在一个模块/单元中。
本领域普通技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
请参阅图7，显示为本申请实施例所述的电子设备的结构连接示意图。如图7所示，本申请的电子设备7包括：处理器71、存储器72、通信接口73或/和系统总线74。存储器72和通信接口73通过系统总线74与处理器71连接并完成相互间的通信，存储器72用于存储计算机程序，通信接口73用于和其他设备进行通信，处理器71用于运行计算机程序，使所述电子设备7执行海上变电站的位置选择方法的各个步骤。
上述的处理器71可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称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。
上述的存储器72可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述提到的系统总线74可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线74可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(如客户端、读写库和只读库)之间的通信。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(magnetic tape)，软盘(floppy disk)，光盘(optical disc)及其任意组合。上述存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
上述各个附图对应的流程或结构的描述各有侧重，某个流程或结构中没有详述的部分，可以参见其他流程或结构的相关描述。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种海上变电站的位置选择方法，其特征在于，所述方法包括：
获取海上风电场中各个风机的坐标；
根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；
对所述第一轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动；包括：响应于当前扰动为对X位置坐标增加第一预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加X位置坐标的距离；响应于当前扰动为对X位置坐标增加所述第一预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对X位置坐标减少所述第一预设距离；
对所述第二轴位置坐标进行扰动，根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动；包括：响应于当前扰动为对Y位置坐标增加第二预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加Y位置坐标的距离；响应于当前扰动为对Y位置坐标增加所述第二预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对Y位置坐标减少所述第二预设距离；
根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置；
其中，所述海上风电场的海缆总成本表示为：
其中，SUMcost为所述海上风电场的海缆总成本，i为海上升压站或换流站的汇集海缆数量，j为第i条汇集到海上变电站的海缆连接的风机数量，j1与j2对应相连的风机编号，Wxj1表示编号为j1的风机在X轴的位置坐标，Wyj1表示编号为j1的风机在Y轴的位置坐标，Wxj2表示编号为j2的风机在X轴的位置坐标，Wyj2表示编号为j2的风机在Y轴的位置坐标，Bx表示海上升压站或换流站在X轴的位置坐标，By表示海上升压站或换流站在Y轴的位置坐标，Wxj表示风机j在X轴的位置坐标，Wyj表示风机j在Y轴的位置坐标，P表示风机j到对应的海上升压站或换流站的海缆成本。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置的步骤，包括：
获取海上风电场内所有风机的X轴坐标之和与Y轴坐标之和；
将X轴之和除以风机总数确定X轴计算坐标，将Y轴之和除以风机总数确定Y轴计算坐标；
根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定所述变电站的初始位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定所述变电站的初始位置的步骤，包括：
根据所述X轴计算坐标和所述Y轴计算坐标确定初始分析点；
响应于所述初始分析点不在海域约束区域内，则将所述初始分析点的坐标作为所述变电站的初始位置；
响应于所述初始分析点在海域约束区域内，则由所述海域约束区域边界上选取距离所述初始分析点最近一点的位置作为所述变电站的初始位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置的步骤之后，所述根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向的步骤之前，所述方法还包括：
根据所述变电站的初始位置以及海上风电场当前海缆拓扑连接方式确定扰动之前的初始海缆成本；所述初始海缆成本用于与所述第一轴位置坐标第一次进行扰动后确定的海缆成本进行比较，确定海缆成本的变化。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一轴位置坐标或所述第二轴位置坐标进行扰动过程中，响应于扰动后的所述第一轴位置坐标或所述第二轴位置坐标进入海域约束区域内，则按照此次扰动方向和扰动距离退出所述海域约束区域。
6.一种海上变电站的位置选择系统，其特征在于，所述系统包括：
数据模块，被配置为存储海上风电场当前海缆拓扑连接方式、风机的坐标、海缆类型及海缆价格；
位置选择模块，被配置为执行如下步骤：
获取海上风电场中各个风机的坐标；
根据所有风机的坐标确定变电站的初始位置；所述初始位置包括第一轴位置坐标和第二轴位置坐标；
对所述第一轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第一轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第一轴位置坐标满足第一扰动条件，停止第一轴位置坐标扰动；包括：响应于当前扰动为对X位置坐标增加第一预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加X位置坐标的距离；响应于当前扰动为对X位置坐标增加所述第一预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对X位置坐标减少所述第一预设距离；
对所述第二轴位置坐标进行扰动，结合所述海缆类型及所述海缆价格根据扰动后的坐标确定海上风电场海缆拓扑连接方式对应的海缆成本；
根据所述海缆成本的变化确定所述第二轴位置坐标下一次的扰动方向，逐次进行扰动和成本分析，直至扰动后的第二轴位置坐标满足第二扰动条件，停止第二轴位置坐标扰动；包括：响应于当前扰动为对Y位置坐标增加第二预设距离，所述海缆成本变低，则确定下一次的扰动方向为继续增加Y位置坐标的距离；响应于当前扰动为对Y位置坐标增加所述第二预设距离，所述海缆成本变高，则确定下一次的扰动方向为对Y位置坐标减少所述第二预设距离；
根据扰动后最终确定的第一轴位置坐标和第二轴位置坐标，确定海上风电场当前海缆拓扑连接方式对应的海上变电站的最优位置；
其中，所述海上风电场的海缆总成本表示为：
其中，SUMcost为所述海上风电场的海缆总成本，i为海上升压站或换流站的汇集海缆数量，j为第i条汇集到海上变电站的海缆连接的风机数量，j1与j2对应相连的风机编号，Wxj1表示编号为j1的风机在X轴的位置坐标，Wyj1表示编号为j1的风机在Y轴的位置坐标，Wxj2表示编号为j2的风机在X轴的位置坐标，Wyj2表示编号为j2的风机在Y轴的位置坐标，Bx表示海上升压站或换流站在X轴的位置坐标，By表示海上升压站或换流站在Y轴的位置坐标，Wxj表示风机j在X轴的位置坐标，Wyj表示风机j在Y轴的位置坐标，P表示风机j到对应的海上升压站或换流站的海缆成本。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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