考虑馈线交叉规避的海上风电场海缆路径优化

摘要：海上风电场集电拓扑优化是一个大规模非凸、非线性优化问题，难以求得最优解，将其分解为分区内部拓扑优化及馈线路径优化两部分：在分区内部以经济性为目标函数，在考虑海缆选型的情况下得到最优拓扑方式；在馈线部分，针对海缆交叉问题，考虑到风机实际建设工程约束，提出了分区规则化方案，借助改进Dijkstra算法实现了从传统线-线交叉判断到线-面交叉判断的转变，避免了跨立实验无法判断海缆交叉的情况。最后，以海上风电场作为算例，将所提算法与其他算法拓扑结果进行对比，验证算法的可行性及优越性。

结论：本文针对目前的大规模海上风电场拓扑优化中存在的求解速度慢、求解精确度不高的问题，提出了一种基于Voronoi图的改进拓扑搜索方法，与启发式算法相比，在保证结果最优的基础上大大降低了计算时间。同时，考虑到馈线可能与其他分区内海缆交叉的问题，通过将分区规则化处理并借助改进Dijkstra算法进行规避的方式避免交叉。但是，在分区根节点的选择问题上，目前算法只以节点到升压站的距离作为依据选择根节点，在后续规避交叉时出现了折线的情况，导致成本上升。未来可以将海缆敷设走廊作为优化对象，进一步降低一次投资。

引文信息：叶婧, 周广浩, 张磊, 等. 考虑馈线交叉规避的海上风电场海缆路径优化[J]. 中国电力, 2023, 56(6): 167-175.YE Jing, ZHOU Guanghao, ZHANG Lei, et al. Path optimization of submarine cables for offshore wind farm considering feeder crossing avoidance[J]. Electric Power, 2023, 56(6): 167-175.