一种直流海上风电场串并联方式集电系统规划方法

1.一种直流海上风电场串并联方式集电系统规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建串并联接线下海上风电场的弃风电量模型；2)考虑弃风电量构建海上风电场直流串并联集电系统优化模型；3)进行海上风电场直流串并联接线方式的拓扑优化；4)根据海上风电场直流串并联集电系统优化模型计算给定拓扑接线方式下全寿命周期下的总成本，直到获得总成本最小的拓扑结构，否则返回步骤3)进行拓扑优化；所述的步骤1)中，串并联接线下海上风电场的弃风电量模型的表达式为：其中，E cur 为风电场的弃风电量，P ideal,j 为第j串的理想输出功率，P stack,j 为第j串实际输出功率，t为时间尺度，m为总串数；所述的串并联接线下海上风电场的弃风电量模型中，第j串的理想输出功率P ideal,j 的计算式为：其中， 为第j串风机中发生电压越限的风机的输出功率，U limit 为电压限额值， 为第j串风机中未发生电压越限的风机输出功率，U stack 为一串风机的输出电压，k为第j串风机中发生电压越限的风机台数，r0表示发生电压越限的风机，s表示未发生电压越限的风机；所述的电压限额值U limit 取值为1.2倍的额定电压；所述的步骤2)中，海上风电场直流串并联集电系统优化模型的目标函数为包括海缆投资成本C invest 和弃风损失成本C loss ，即全寿命周期下的总成本C，则有：Min C＝C invest +C loss海缆投资成本C invest 的表达式为：其中，C 0 为初始海缆投资，r为年利率，p′为年收益率，T为风电场全寿命周期；弃风损失成本C loss 的表达式为：C loss ＝E cur ·cp其中，cp为海上风电上网电价；所述的步骤2)中，海上风电场直流串并联集电系统优化模型的约束条件包括：I lmax ≤K l ·I l0其中，I lmax 为海缆的最大持续电流，K l 为海缆长期载流量修正系数，I l0 为海缆长期载流量，S lmin 为海缆短路热稳定需要的最小截面，I l∞ 为海缆稳态短路电流，t l 为海缆短路时间常数，C lr 为海缆热稳定系数， 为海缆γ的最小绝缘要求电压，n γ 为海缆γ的位置，U WT 为风机输出的直流电压，F sx 和F sy 表示连接在海缆两端的不同风机节点集合。 2.根据权利要求1所述的一种直流海上风电场串并联方式集电系统规划方法，其特征在于，所述的风电场全寿命周期T为20年。 3.根据权利要求1所述的一种直流海上风电场串并联方式集电系统规划方法，其特征在于，所述的约束条件中， 用以保证海缆不交叉敷设。