李芃达，李东东,2,3

(1.上海电力学院电气工程学院，上海 200090；2.上海绿色能源并网工程技术研究中心，上海 200090；3.上海高校高效电能应用工程研究中心，上海 200090)

海上风电场集电系统拓扑结构优化研究

李芃达1，李东东1,2,3

(1.上海电力学院电气工程学院，上海 200090；2.上海绿色能源并网工程技术研究中心，上海 200090；3.上海高校高效电能应用工程研究中心，上海 200090)

为了优化海上风电场集电网络拓扑结构，选取受拓扑结构影响较大的中压海底电缆一次投资成本和运行损耗成本作为优化模型。通过改进模糊聚类算法，以集电系统电缆使用总长度最小为目标函数将风电场分区，在以Delaunay 三角剖分技术形成的网络上动态调整各边权值并反复迭代后得到总费用最小的树状优化拓扑。算例结果证明算法的有效性，且传统的基于风机间距离的最小生成树算法优化结果得到进一步改善。

改进生成树；模糊聚类算法；三角剖分；拓扑结构优化；海上风电场；集电系统；经济性

0 引言

目前，海上风电由于其占用土地资源少、风能资源丰富且相对稳定等优点逐渐成为可再生能源的研究热点并进入规模化发展阶段[1-3]。集电系统作为海上风电场的主体部分，包含的元件、设备极多。其总的建造成本占整个海上风电场的建造成本的15%~30%，而其中中压海底电缆的成本比重高达5%[4]。鉴于此，对海上风电场的集电系统进行优化设计以节省成本具有重要意义。

海上风电场集电系统优化是高维度、非线性、高时间复杂度的 NP 难题[5]，遗传算法等启发式算法被广泛应用[5-9]，但是这种随机优化算法计算量大且优化时间长。……