KR20220100975A - 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기 - Google Patents

풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기 Download PDF

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KR20220100975A
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호우 펭
주 장성
진 룽센
첸 리
멍 샤오강
미아오 준
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상하이 일렉트릭 윈드 파워 그룹 컴퍼니 리미티드
에스이더블류피지 유럽 이노베이션 센터 에이피에스
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Abstract

본 발명은 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기를 제공하며, 상기 계획 방법은, 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하는 단계; 상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하는 단계; 상이한 단면적에 대응하는 단위 총 원가를 각각 계산하고, 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 단계; 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 케이블 경로, 목표 단면적, 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하는 단계; 및 상이한 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 기술적 해결방안은 케이블 타입 선택 및 케이블 경로 최적화에 대해 디커플링을 수행하여, 계산 복잡도를 낮추고 계산 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기
본 발명은 풍력 발전 분야에 관한 것이며, 구체적으로 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기에 관한 것이다.
풍력 에너지는 무공해 에너지 중 하나이며, 해상 풍력 발전은 재생 가능 에너지 발전의 중요한 분야로써, 풍력 기술 진보와 산업 업그레이드를 추진하는 중요한 역량이고, 에너지 구조 조정을 촉진하는 중요한 조치이다. 중국은 해상 풍력 에너지 자원이 풍부하며, 해상 풍력 발전 프로젝트의 건설 가속화는 효과적으로 대기 중의 스모그에 대한 처리를 촉진하고, 석탄 등 자원의 소모를 감소시킬 수 있다.
풍력발전단지 건설 시 전반적인 건설 원가를 절감하기 위해, 풍력발전단지 중의 케이블 경로에 대해 합리적인 계획을 수행해야 한다. 종래 기술에서는 일반적으로 메타휴리스틱 방법 또는 수리 계획법(mathematical planning methods)을 이용하여 케이블 경로에 대해 최적화를 실행하며, 최적화 결과에 기반하여 케이블을 배치한다.
그러나 메타휴리스틱 방법으로 케이블 경로에 대해 최적화를 실행할 경우, 알고리즘의 안정성이 비교적 낮고, 최적해의 생성을 확보할 수 없으며, 대형 풍력발전단지에 대한 최적화 해법은 종종 인공 디자인보다 더 나쁜 결과를 생성하게 되며, 생성된 케이블 연결 구조가 교차되지 않는 것을 확보할 수 없다. 수리 계획법은 합리적인 시간 내에서 풍력 터빈 수량(40대 좌우)이 비교적 작은 풍력발전단지 케이블 경로 최적화 문제만 해결할 수 있으며, 대형 해상 풍력발전단지 케이블 경로 최적화 문제를 해결할 능력을 갖고 있지 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기를 제공하여 종래 기술 중 풍력발전단지의 케이블 경로에 대해 계획을 수행할 경우, 계산 과정이 복잡하고, 소모되는 시간이 길며, 최적화된 값을 획득할 수 없는 결함을 극복하는 것이다.
본 발명은 다음과 같은 기술적 해결 방안을 통해 상기 기술적 과제를 해결한다.
풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법에 있어서, 상기 계획 방법은,
상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함함 -;
상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하는 단계 - 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수임 -;
상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 단계;
상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하는 단계 - 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수임 -;
상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하는 단계 전에,
상기 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축하되, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 함수는:
Figure pct00001
이고, 여기서,
Figure pct00002
는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
Figure pct00003
는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
Figure pct00004
는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
Figure pct00005
는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
Figure pct00006
는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
Figure pct00007
는 상기 단위 설치 원가이고,
Figure pct00008
는 상기 단위 본체 원가이며,
Figure pct00009
는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치이다.
바람직하게, 상기 제2 함수는:
Figure pct00010
이고, 여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
Figure pct00011
은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
Figure pct00012
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
Figure pct00013
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
Figure pct00014
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
Figure pct00015
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
Figure pct00016
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
Figure pct00017
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
Figure pct00018
이고, i≠j일 경우,
Figure pct00019
이며,
Figure pct00020
는 거리 인접 매트릭스이고,
Figure pct00021
는 상기 케이블 경로이다.
풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템에 있어서, 상기 계획 시스템은,
상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하되, 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함하는 파라미터 획득 모듈;
상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하되, 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수인 제1 함수 구축 모듈;
상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 케이블 단면적 결정 모듈;
상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하되, 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수인 제2 함수 구축 모듈;
상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 케이블 경로 결정 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 계획 시스템은, 상기 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축하되, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함하는 제약 구축 모듈을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 함수는:
Figure pct00022
여기서,
Figure pct00023
는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
Figure pct00024
는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
Figure pct00025
는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
Figure pct00026
는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
Figure pct00027
는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
Figure pct00028
는 상기 단위 설치 원가이고,
Figure pct00029
는 상기 단위 본체 원가이며,
Figure pct00030
는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치이다.
바람직하게, 상기 제2 함수는:
Figure pct00031
이고, 여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
Figure pct00032
은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
Figure pct00033
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
Figure pct00034
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
Figure pct00035
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
Figure pct00036
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
Figure pct00037
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
Figure pct00038
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
Figure pct00039
이고, i≠j일 경우,
Figure pct00040
이며,
Figure pct00041
는 거리 인접 매트릭스이고,
Figure pct00042
는 상기 케이블 경로이다.
메모리, 프로세서 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 전자 기기에 있어서, 상기 프로세서는 컴퓨터 프로그램을 수행할 경우 전술한 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현한다.
컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 수행될 경우 전술한 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현한다.
본 발명의 적극적인 진보적 효과는 다음과 같다. 본 발명이 제공하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법, 시스템, 매체 및 전자 기기는 케이블 타입의 선택 및 케이블 경로 최적화를 통해 디커플링을 수행하고, 케이블 타입을 결정한 후 다시 최적화된 케이블 경로를 결정하여, 계산 복잡도를 감소하고, 계산 결과가 유일하고 안정적이며, 효과적으로 계산 효율을 향상시킴으로써, 대형 풍력발전단지에 대해, 최적화된 값을 확보하는 동시에 현재 알고리즘의 메모리 오버플로 한계를 돌파할 수 있으며, 수백대 풍력 터빈을 구비한 풍력발전단지의 케이블 경로 최적화 문제의 해결에 적용되고, 매우 큰 공정 실제 가치 및 광범위한 적용성을 구비한다.
도 1은 본 발명 실시예 1의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명 실시예 2의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 시스템의 구조 블록도이다.
도 3은 본 발명 실시예 5의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 전자 기기의 구조 개략도이다.
이하, 실시예의 방식을 통해 본 발명에 대해 더 상세하게 설명하나 이로 인해 본 발명을 설명하는 실시예 범위로 한정하려는 것은 아니다.
실시예 1
본 실시예는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법을 제공하며, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 계획 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
단계(S0): 상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하되, 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함한다.
본 실시예 중의 풍력발전단지는 해상 풍력발전단지일 수도 있고, 육지 풍력발전단지일 수도 있으며, 본 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 상응하게, 케이블 경로의 계획 방법은 다양한 타입의 풍력발전단지 중의 케이블 경로 계획에 적용될 수 있다.
풍력발전단지에서, 풍력 터빈으로부터 생산된 전기는 케이블을 거쳐 변전소로 집중되며, 변전소는 전반적인 케이블 경로의 시작 생성점으로 간주될 수 있다.
풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득한 후, 후속의 제1 함수 및 제2 함수와 관련된 변수에 대해 정의 및 초기화를 수행할 수 있는 바, 예를 들어, 시작 시의 최적화 변수는 두 개 부분, 즉, 5가지 선택 가능한 케이블 타입, 10대의 풍력 터빈 및 1대의 변전소를 포함하여, 하나의 11*11*5인 3차원 최적화 변수 매트릭스를 형성할 수 있으며, 최적화 변수를 정수로 구성해야 한다.
단계(S1): 상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하되, 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수이다.
구체적으로, 상기 제1 함수는 수학식 1과 같다.
Figure pct00043
여기서,
Figure pct00044
는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
Figure pct00045
는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
Figure pct00046
는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
Figure pct00047
는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
Figure pct00048
는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
Figure pct00049
는 상기 단위 설치 원가이고,
Figure pct00050
는 상기 단위 본체 원가이며,
Figure pct00051
는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치이다.
당업자에게 있어서, 본 실시예 중 케이블의 단위 총 원가는 케이블의 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치 이 3 가지 요소를 포함하나, 상기 3가지 요소에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이며, 상기 3가지 요소는 케이블 단위 총 원가의 주요 구성 부분이므로, 본 실시예에서 케이블의 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치로 제1 함수를 구성하여, 단위 총 원가의 계산이 보다 구체화되도록 한다. 상기 케이블이 k대 상기 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 과 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치의 계산은 종래 기술 중의 관련 물리량의 계산 논리를 참조할 수 있다.
단계(S2): 상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용한다.
당해 단계에서, 상이한 케이블 단면적은 상이한 케이블 타입에 대응하며, 따라서 단위 총 원가가 최저인 케이블 타입은 최적화된 케이블 타입이다. 최적화된 케이블 타입을 후속의 케이블 경로 계획의 전제 및 기초로 이용함으로써, 케이블 타입 최적화 및 케이블 경로 최적화의 디커플링 계산을 구현하는 바, 즉, 전술한 11*11*5의 3차원 최적화 변수 매트릭스를 11*11의 2차원 최적화 변수 매트릭스로 차원 감소시킨다.
단계(S3): 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하되, 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수이다.
구체적으로, 상기 제2 함수는 수학식 2와 같다.
Figure pct00052
여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
Figure pct00053
은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
Figure pct00054
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
Figure pct00055
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
Figure pct00056
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
Figure pct00057
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
Figure pct00058
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
Figure pct00059
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
Figure pct00060
이고, i≠j일 경우,
Figure pct00061
이며,
Figure pct00062
는 거리 인접 매트릭스이고,
Figure pct00063
는 상기 케이블 경로이다.
당업자에게 있어서, 본 실시예 중 풍력발전단지의 케이블 총 원가는 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치 이 3가지 요소를 포함하나 상기 3가지 요소에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이며, 상기 3가지 요소는 풍력발전단지의 케이블 총 원가의 주요 구성 부분인 점을 고려하여, 본 실시예에서는 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치로 제2 함수를 구성하여, 풍력발전단지의 케이블 총 원가의 계산이 보다 구체화되도록 한다. 여기서, 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치의 계산은 종래 기술 중의 관련 물리량의 계산 논리를 참조할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제2 함수는 혼합 정수 계획 모델일 수 있고, 당해 혼합 정수 계획 모델 구축 전에, 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축할 수 있으며, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함할 수 있다.
단계(S4): 상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정한다.
본 실시예에서, 종래 기술 중의 Gurobi( 대규모 수리 계획 최적화 솔버 장치(Optimisation solver))를 이용하여 함수를 계산할 수 있으며, Gurobi는 최종적으로 최적화된 케이블 타입, 목표 케이블 경로 및 전반적인 원가를 출력할 수 있다.
또한, Gurobi의 출력 결과를 표시하여, 공정 디자이너가 계산된 목표 케이블 경로에 근거하여 풍력발전단지의 케이블을 배치하는 데에 편리를 제공하도록 할 수 있다.
본 실시예가 제공하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법은 케이블 타입의 선택 및 케이블 경로 최적화를 통해 디커플링을 수행하고, 케이블 타입을 결정한 후 다시 최적화된 케이블 경로를 결정하여, 계산 복잡도를 감소하고, 계산 결과가 유일하고 안정적이며, 효과적으로 계산 효율을 향상시킴으로써, 대형 풍력발전단지에 대해, 최적화된 값을 확보하는 동시에 현재 알고리즘의 메모리 오버플로 한계를 돌파할 수 있으며, 수백 대 풍력 터빈을 구비한 풍력발전단지의 케이블 경로 최적화 문제의 해결에 적용되고, 매우 큰 공정 실제 가치 및 광범한 적용성을 구비한다.
실시예 2
본 실시예는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템을 제공하며, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 계획 시스템은,
상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하되, 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함하는 파라미터 획득 모듈(10);
상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하되, 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수인 제1 함수 구축 모듈(11);
상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 케이블 단면적 결정 모듈(12);
상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하되, 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수인 제2 함수 구축 모듈(13); 및
상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 케이블 경로 결정 모듈(14)을 포함할 수 있다.
본 실시예 중의 풍력발전단지는 해상 풍력발전단지일 수도 있고, 육지 풍력발전단지일 수도 있으며, 본 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 상응하게, 케이블 경로의 계획 시스템은 다양한 타입의 풍력발전단지 중의 케이블 경로 계획에 적용될 수 있다.
풍력발전단지에서, 풍력 터빈으로부터 생산된 전기는 케이블을 거쳐 변전소로 집중되며, 변전소는 전반적인 케이블 경로의 시작 생성점으로 간주될 수 있다.
풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득한 후, 후속의 제1 함수 및 제2 함수와 관련된 변수에 대해 정의 및 초기화를 수행할 수 있는 바, 예를 들어, 시작 시의 최적화 변수는 두 개 부분, 즉, 5가지 선택 가능한 케이블 타입, 10대의 풍력 터빈 및 1대의 변전소를 포함하여, 하나의 11*11*5인 3차원 최적화 변수 매트릭스를 형성할 수 있으며, 최적화 변수를 정수로 구성해야 한다.
구체적으로, 상기 제1 함수는 수학식 3과 같다.
Figure pct00064
여기서,
Figure pct00065
는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
Figure pct00066
는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
Figure pct00067
는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
Figure pct00068
는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
Figure pct00069
는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
Figure pct00070
는 상기 단위 설치 원가이고,
Figure pct00071
는 상기 단위 본체 원가이며,
Figure pct00072
는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치이다.
당업자에게 있어서, 본 실시예 중 케이블의 단위 총 원가는 케이블의 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치 이 3 가지 요소를 포함하나, 상기 3가지 요소에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이며, 상기 3가지 요소는 케이블 단위 총 원가의 주요 구성 부분이므로, 본 실시예에서 케이블의 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치로 제1 함수를 구성하여, 단위 총 원가의 계산이 보다 구체화되도록 한다. 상기 케이블이 k대 상기 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 과 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치의 계산은 종래 기술 중의 관련 물리량의 계산 논리를 참조할 수 있다.
상이한 케이블 단면적은 상이한 케이블 타입에 대응하며, 따라서 단위 총 원가가 최저인 케이블 타입은 최적화된 케이블 타입이다. 최적화된 케이블 타입을 후속의 케이블 경로 계획의 전제 및 기초로 이용함으로써, 케이블 타입 최적화 및 케이블 경로 최적화의 디커플링 계산을 구현하는 바, 즉, 전술한 11*11*5의 3차원 최적화 변수 매트릭스를 11*11의 2차원 최적화 변수 매트릭스로 차원 감소시킨다.
구체적으로, 상기 제2 함수는 수학식 4와 같다.
Figure pct00073
여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
Figure pct00074
은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
Figure pct00075
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
Figure pct00076
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
Figure pct00077
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
Figure pct00078
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
Figure pct00079
는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
Figure pct00080
는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
Figure pct00081
이고, i≠j일 경우,
Figure pct00082
이며,
Figure pct00083
는 거리 인접 매트릭스이고,
Figure pct00084
는 상기 케이블 경로이다.
당업자에게 있어서, 본 실시예 중 풍력발전단지의 케이블 총 원가는 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치 이 3가지 요소를 포함하나 상기 3가지 요소에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이며, 상기 3가지 요소는 풍력발전단지의 케이블 총 원가의 주요 구성 부분인 점을 고려하여, 본 실시예에서는 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치로 제2 함수를 구성하여, 풍력발전단지의 케이블 총 원가의 계산이 보다 구체화되도록 한다. 여기서, 케이블의 총 설치 원가, 총 본체 원가 및 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치의 계산은 종래 기술 중의 관련 물리량의 계산 논리를 참조할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 계획 시스템은 제약 구축 모듈(15)을 더 포함할 수 있고, 제2 함수는 혼합 정수 계획 모델일 수 있으며, 당해 혼합 정수 계획 모델 구축 전에, 상기 제약 구축 모듈(15)은 상기 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축하되, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함한다.
바람직하게, 종래 기술 중의 Gurobi( 대규모 수리 계획 최적화 솔버 장치)를 이용하여 함수를 계산할 수 있으며, Gurobi는 최종적으로 최적화된 케이블 타입, 목표 케이블 경로 및 전반적인 원가를 출력할 수 있다.
또한, 본 실시예 중의 계획 시스템은 표시 모듈(16)을 포함할 수 있으며, 상기 표시 모듈(16)은 Gurobi의 출력 결과를 표시하여, 공정 디자이너가 계산된 목표 케이블 경로에 근거하여 풍력발전단지의 케이블을 배치하는 데에 편리를 제공하도록 할 수 있다.
본 실시예가 제공하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템은 실행 시, 케이블 타입의 선택 및 케이블 경로 최적화를 통해 디커플링을 수행하고, 케이블 타입을 결정한 후 다시 최적화된 케이블 경로를 결정하여, 계산 복잡도를 감소하고, 계산 결과가 유일하고 안정적이며, 효과적으로 계산 효율을 향상시킴으로써, 대형 풍력발전단지에 대해, 최적화된 값을 확보하는 동시에 현재 알고리즘의 메모리 오버플로 한계를 돌파할 수 있으며, 수백 대 풍력 터빈을 구비한 풍력발전단지의 케이블 경로 최적화 문제의 해결에 적용되고, 매우 큰 공정 실제 가치 및 광범한 적용성을 구비한다.
실시예 3
본 발명은 전자 기기를 더 제공하며, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 전자 기기는 메모리, 프로세서 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 컴퓨터 프로그램을 수행 시 상술한 실시예 1의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현한다.
도 3에 도시된 전자 기기는 일 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 기능 및 사용 범위에 대한 제한이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 전자 기기(2)는 일반 컴퓨팅 장치의 형태로 구현될 수 있는 바, 예를 들어, 서버 장치일 수 있다. 전자 기기(2)의 구성요소는 상기 적어도 하나의 프로세서(3), 상기 적어도 하나의 메모리(4), 상이한 시스템 구성요소(메모리(4)와 프로세서(3)을 포함)를 연결하는 버스(5)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 버스(5)는 데이터 버스, 어드레스 버스 및 컨트롤 버스를 포함할 수 있다.
상기 메모리(4)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(41) 및/또는 캐시 메모리(42)와 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있고, 리드 온리 메모리(ROM)(43)를 더 포함할 수도 있다.
상기 메모리(4)는 한 세트(적어도 하나)의 프로그램 모듈(44)을 구비하는 프로그램 툴(45)(또는 실용 툴)을 더 포함할 수 있고, 이러한 프로그램 모듈(44)은 운영 체제, 하나 또는 복수의 어플리케이션 프로그램, 기타 프로그램 모듈 및 프로그램 데이터를 포함하나 이에 한정되지 않으며, 이러한 예시 중의 하나하나 또는 임의의 조합은 네트워크 환경의 구현을 포함할 수 있다.
상기 프로세서(3)는 상기 메모리(4)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 통해 다양한 기능 응용 및 데이터 처리를 수행하는 바, 예를 들어, 본 발명 실시예 1의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 수행한다.
상기 전자 기기(2)는 하나 또는 복수의 외부 기기(6)(예를 들어, 키보드, 포인팅 장치 등)와 통신할 수도 있다. 이러한 통신은 입출력(I/O) 인터페이스(7)를 통해 수행될 수 있다. 또한, 모델에 의해 생성된 전자 기기(2)는 네트워크 어댑터(8)를 통해 하나 또는 복수의 네트워크(예를 들어, 로컬망(LAN), 광역망(WAN) 및/또는 공공 네트워크)와 통신할 수도 있다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 네트워크 어댑터(8)는 버스(5)를 통해 모델에 의해 생성된 전자 기기(2)의 기타 모듈과 통신할 수 있다. 당업자는, 도면에서 도시되지 않았으나, 모델에 의해 생성된 전자 기기(2)와 결합하여 기타 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈을 사용할 수 있음을 이해해야 하며, 기타 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈은 마이크로 코드, 장치 드라이브, 리던던트 프로세서, 외부 자기 디스크 구동 어레이, RAID(디스크 어레이) 시스템, 테이프 드라이브 r및 데이터 백업 스토리지 시스템 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
설명해야 할 것은, 상기 내용에서 전자 기기의 일부 유닛/모듈 또는 서브 유닛/모듈을 상세하게 언급하였으나, 이러한 구분은 예시적인 것이며 강제적인 것이 아니다. 실제로, 본 발명의 실시방식에 따라, 상기 내용에서 설명된 두개 또는 두개 이상의 유닛/모듈의 특징 및 기능은 하나의 유닛/모듈에서 구체화될 수 있다. 반대로, 상기 내용에서 설명된 하나의 유닛/모듈의 특징 및 기능은 복수의 유닛/모듈로 구분되어 구체화될 수 있다.
실시예 4
본 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공하며, 프로그램은 프로세서에 의해 수행될 경우 실시예 1 중의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현한다.
여기서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 사용할 수 있는 보다 구체적인 방식은, 휴대용 디스크, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 소거 가능 프로그램 가능 리드 온리 메모리, 광 메모리 소자, 자기 메모리 소자 또는 상기의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
가능한 실시방식에서, 본 발명은 프로그램 코드를 포함하는 프로그램 제품의 형태로 구현될 수 있으며, 프로그램 제품이 터미널 장치에서 실행될 경우, 프로그램 코드는 터미널 장치가 실시예 1의 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 수행하도록 한다.
여기서, 하나 또는 복수의 프로그램 디자인 언어의 임의의 조합으로 본 발명을 수행하는 프로그램 코드를 프로그래밍할 수 있으며, 프로그램 코드는 전체가 유저 장치에서 수행되거나, 일부가 유저 장치에서 수행되거나, 하나의 독립적인 소프트웨어 패킷으로 수행되거나, 일부가 유저 장치에서 수행되고 일부가 원격 장치에서 수행되거나, 전체가 원격 장치에 수행될 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시방식을 설명하였으나, 당업자는 이러한 내용은 예시적인 설명임을 이해해야 하며, 본 발명의 원리 및 실질을 벗어나지 않는 한, 이러한 실시방식에 대해 다양한 변경 및 수정을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구항에 따라 한정되어야 한다.
1: 계획 시스템
2: 전자 기기 3: 프로세서
4: 메모리 5: 버스
6: 외부 기기 7: 인터페이스
8: 네트워크 어댑터 10: 파라미터 획득 모듈
11: 제1 함수 구축 모듈 12: 케이블 단면적 결정 모듈
13: 제2 함수 구성 모듈 14: 케이블 경로 결정 모듈
15: 제약 구축 모듈 16: 표시 모듈
41: RAM 42: 캐시 메모리
43: ROM 44: 프로그램 모듈
45: 프로그램 툴

Claims (10)

  1. 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법으로서,
    상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함함 -;
    상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하는 단계 - 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수임 -;
    상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 단계;
    상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하는 단계 - 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수임 -;
    상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하는 단계 전에,
    상기 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축하되, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛(inlet/outlet) 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 함수는:
    Figure pct00085

    Figure pct00086
    는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
    Figure pct00087
    는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
    Figure pct00088
    는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
    Figure pct00089
    는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
    Figure pct00090
    는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
    Figure pct00091
    는 상기 단위 설치 원가이고,
    Figure pct00092
    는 상기 단위 본체 원가이며,
    Figure pct00093
    는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치인 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 함수는:
    Figure pct00094

    이고, 여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
    Figure pct00095
    은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
    Figure pct00096
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
    Figure pct00097
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
    Figure pct00098
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
    Figure pct00099
    는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
    Figure pct00100
    는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
    Figure pct00101
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
    Figure pct00102
    이고, i≠j일 경우,
    Figure pct00103
    이며,
    Figure pct00104
    는 거리 인접 매트릭스이고,
    Figure pct00105
    는 상기 케이블 경로인 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 방법.
  5. 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템에 있어서, 상기 계획 시스템은,
    상기 풍력발전단지의 작동 파라미터를 획득하되, 상기 작동 파라미터는 풍력 터빈 파라미터, 변전소 파라미터 및 케이블 파라미터를 포함하는 파라미터 획득 모듈;
    상이한 단면적을 가지는 케이블의 단위 총 원가, 상기 작동 파라미터 및 기설정된 최대 케이블 적재 터빈 수량으로 제1 함수를 구축하되, 상기 단위 총 원가는 단위 본체 원가, 단위 설치 원가 및 상이한 풍력 터빈 적재 수량에 대응하는 상이한 단면적의 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 단위 총 원가는 상기 제1 함수의 제1 최적화 목표이며, 상기 단면적은 상기 제1 함수의 제1 최적화 변수인 제1 함수 구축 모듈;
    상이한 상기 단면적에 대응하는 상기 단위 총 원가를 각각 계산하고, 상기 단위 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 단면적을 목표 단면적으로 이용하는 케이블 단면적 결정 모듈;
    상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가, 상기 케이블 경로, 상기 목표 단면적, 상기 기설정된 최대 케이블 적재 풍력 터빈 수량 및 상기 작동 파라미터로 제2 함수를 구축하되, 상기 케이블 총 원가는 총 본체 원가, 총 설치 원가 및 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치를 포함하고; 상기 케이블 총 원가는 상기 제2 함수의 제2 최적화 목표이며, 상기 케이블 경로는 상기 제2 함수의 제2 최적화 변수인 제2 함수 구축 모듈;
    상이한 상기 케이블 경로에 대응하는 상기 케이블 총 원가를 각각 계산하고, 상기 케이블 총 원가가 최저일 경우에 대응하는 상기 케이블 경로를 목표 케이블 경로로 결정하는 케이블 경로 결정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 함수에 대해 제약 조건을 구축하되, 상기 제약 조건은 열린 도형 제약, 변전소 인렛/아웃렛 라인 제약, 풍력 터빈 인렛/아웃렛 라인 제약, 케이블 송전력 제약 및 트리 연결 구조 제약을 포함하는 제약 구축 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 함수는:
    상기 제1 함수는:
    Figure pct00106

    Figure pct00107
    는 상기 케이블의 단위 총 원가이고, s는 상기 케이블의 단면적 타입 번호이며, C e 는 전기 요금이고,
    Figure pct00108
    는 연간 등가 풍력발전단지 풀 발전 시간 수이며, d f 는 할인율이고, I rated 는 상기 풍력 터빈의 정격 전류이며, Rs는 상기 케이블의 단면 타입이s 일 경우의 단위 저항값이고, t는 시점이며, 1≤t≤NY이고，NY는 상기 풍력발전단지의 수명 주기이며, k는 상기 케이블의 상기 풍력 터빈 적재 수량이고,
    Figure pct00109
    는 상기 케이블이 k대 풍력 터빈을 적재하고, 상기 풍력 터빈이 풀 발전 상태일 경우의 송전력 이며,
    Figure pct00110
    는 상기 풍력 터빈의 정격 공률이고,
    Figure pct00111
    는 상기 케이블의 전압 레벨이며,
    Figure pct00112
    는 상기 단위 설치 원가이고,
    Figure pct00113
    는 상기 단위 본체 원가이며,
    Figure pct00114
    는 상기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 단위 원가 순현재가치인 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 함수는:
    Figure pct00115

    이고, 여기서, i, j는 상기 풍력 터빈의 번호이고;
    Figure pct00116
    은 상기 풍력발전단지의 케이블 총 원가이며;
    Figure pct00117
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 설치 원가이고;
    Figure pct00118
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 총 본체 원가이고;
    Figure pct00119
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)과 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 풍력발전단지 전체 수명 주기 케이블 선로에 따른 에너지 소모의 총 원가 순현재가치이고;
    Figure pct00120
    는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 설치 원가이며;
    Figure pct00121
    는 목표 단면적을 가진 상기 케이블의 단위 본체 원가이고;
    Figure pct00122
    는 k대 상기 풍력 터빈을 적재 시 풍력 터빈(i)와 풍력 터빈(j) 사이의 상기 케이블의 길이이며, i=j 일 경우,
    Figure pct00123
    이고, i≠j일 경우,
    Figure pct00124
    이며,
    Figure pct00125
    는 거리 인접 매트릭스이고,
    Figure pct00126
    는 상기 케이블 경로인 것을 특징으로 하는 풍력발전단지의 케이블 경로 계획 시스템.
  9. 메모리, 프로세서 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 동작 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 전자 기기로서,
    상기 프로세서는 상기 컴퓨터 프로그램을 수행할 경우, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 상기 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  10. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
    컴퓨터 프로그램이 저장되고, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 수행될 경우, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 상기 풍력발전단지의 케이블 경로의 계획 방법의 단계를 구현하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.

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