基于改进模糊C-均值聚类的陆上风电场集电线路回路划分与拓扑结构优化

TK89; [目的]在"双碳"目标以及我国能源结构加速转型的双重驱动下,风电产业规模不断快速增长,亟须降本增效以应对平价上网压力.集电线路的造价在投资中占比较大,存在可观的优化空间.为了降低投资成本,提出了一种改进模糊C-均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法.[方法]利用改进FCM聚类算法对陆上风电场集电线路回路进行划分.该算法综合考虑了方位角与欧式距离,以保障回路间线路不交叉,并使相邻机组聚集到同一回路;引入机位到聚类中心距离的修正因子,通过调节其数值限制回路容量.在回路划分的基础上,利用动态Prim算法对各回路进行集电线路优化选线.最后,通过某陆上风电场算...

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Published in发电技术 Vol. 45; no. 4; pp. 675 - 683
Main Authors 易海, 吕宙安, 张伶俐, 陈希, 柳典, 黄雨薇, 韩星星, 许昌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国三峡新能源(集团)股份有限公司,北京市 西城区 101100%河海大学能源与电气学院,江苏省 南京市 211100 31.08.2024
Subjects
模糊C-均值(FCM)聚类算法
动态Prim算法
dynamic Prim algorithm
拓扑结构优化
陆上风电场
collector line
topology optimization
fuzzy C-means(FCM)clustering algorithm
集电线路
onshore wind farm
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Summary:TK89; [目的]在"双碳"目标以及我国能源结构加速转型的双重驱动下,风电产业规模不断快速增长,亟须降本增效以应对平价上网压力.集电线路的造价在投资中占比较大,存在可观的优化空间.为了降低投资成本,提出了一种改进模糊C-均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法.[方法]利用改进FCM聚类算法对陆上风电场集电线路回路进行划分.该算法综合考虑了方位角与欧式距离,以保障回路间线路不交叉,并使相邻机组聚集到同一回路;引入机位到聚类中心距离的修正因子,通过调节其数值限制回路容量.在回路划分的基础上,利用动态Prim算法对各回路进行集电线路优化选线.最后,通过某陆上风电场算例验证方法的有效性.[结果]与只考虑方位角的聚类方法相比,考虑方位角和间距的改进FCM算法优化效果更好,单回、双回连接对应的集电线路总造价分别降低了2.6%和5.4%.[结论]所提算法能够有效降低集电线路的总造价,具有一定的应用价值,可为风电场集电线路设计提供参考.
ISSN:2096-4528
DOI:10.12096/j.2096-4528.pgt.23040