技术领域：
：本发明涉及海上升压变电站集电系统优化领域，具体涉及一种海上风电场集电系统优化设计方法和系统。
背景技术：
：：近年来随着海上风力发电的发展，从全球海上风电发展规划的现状来看，海上风电的发展正逐步向大容量、长距离发展，这使得海上风电场电气系统的优化显得更加重要。在海上风电场的电气系统中，海上升压变电站(offshoresubstation)作为海上风电场与陆上电网的连接枢纽，承担着效率最优的电压转换任务，是海上风电发展的重要组成部分。海上风电场的电气系统的作用是将风电场的电力汇集起来，并将其输送到陆基网络。目前，一些专家学者对海上风电场的电气系统进行了研究。houp等人在windenergy上发表了题为overalloptimizationforoffshorewindfarmelectricalsystem上采用模糊c-均值算法(fcm算法)对大型海上风电场进行分区，然后选取每个分区的聚类中心作为海上变电站的安装位置。chouc-j等人在ieeetransactionsonindustryapplications中发表了comparativeevaluationofthehvdcandhvaclinksintegratedinalargeoffshorewindfarm—anactualcasestudyintaiwan研究了海上风电向澎湖变电站至台湾陆上变电站的输电系统，考虑了其充电电流、过载、过电压等因素。乔可等人在城市中压配电网无功规划一文中采用了基于fcm的粒子群优化算法进行变电站选址，克服了fcm算法中初始种群对聚类中心影响较大的问题。但是，在上述研究中，海上风电场的电气设计都是基于集中式海上变电站。集中式变电站具有与陆上变电站相同的功能，但在海上风电场中使用成本较高。随着海上风电场规模和海上距离的增加，变电站的容量、体积和重量不断增加，吊装难度进一步提高，远远超过单艘起重船的承受重量，给安装施工带来了很大挑战。技术实现要素：：为解决现有技术中存在问题，本发明提供了一种海上风电场集电系统优化设计方法和一种海上风电场集电系统优化设计系统。本发明的技术方案如下：一种海上风电场集电系统优化设计方法，包括如下具体步骤：1)获取海上风电场初始数据；所述初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；2)分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；3)对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。优选地，所述电压等级包括35kv、66kv。优选地，所述多方博弈评估优化包括：基于纳什定理，以集电系统全寿命周期成本为经济性评价指标、风电场整体辐射影响范围作为一类环境评价指标、海缆铺设占用的海底资源面积作为二类环境评级指标以及风电场可用容量作为可靠性评价指标，形成优化体系，求解集电系统联合博弈优化模型，确定支付函数以及各评价指标所占权重，对备选方案进行评价，获取最优方案。优选地，所述集电系统联合博弈优化模型的目标函数为：minc＝(co cm cf)×pv.sum ci cd×pv约束条件为：s.t.isfc.max≤min{ksfcisfc.o}其中，c为集电系统全寿命周期成本；v为集电系统的整体辐射影响范围采用体积；co为海缆与变压器的运行损耗；cm为维修费用；cf为停电损失；pv.sum为年投资费现值和折算系数；pv为折现系数；ci为初始投资成本；cd为回收成本；s、f、c分别指海缆在空间坐标系上的x轴、y轴、z轴上的距离；ns、nsf、nsfc为空间坐标系x轴、y轴、z轴上截止到磁感应强度小于100μt时的距离；ssfc为在最大持续负荷电流情况下，该段电缆磁感应强度超出控制限值100μt的影响范围的截面面积；lsfc为该段海缆的长度；isfc.max为该段海缆流过的最大持续负荷电流，isfc.0为该段海缆的长期载流量，ksfc为该段海缆长期允许载流量的整体修正系数；ssfc.min为该段海缆满足短路热稳定标准所允许的最小截面，isfc.∞为该段海缆短路时的稳态短路电流，tsfc是该段海缆短路故障时长，csfc.r则为该段海缆的热稳定系数。优选地，所述对备选方案进行评价的目标函数为：xl≥0,l＝1～m式中：xl为基于备选方案l的有效策略集合zl的任意混合策略，l＝1，2，...，m，m为备选方案个数；al为备选方案l对应的系数。优选地，步骤2)中所述海上轻型升压站优化模式的优化过程包括：2.1)采用k-medoids聚类算法按如下方法确定轻型升压站风机坐标：2.1.1)确定轻型升压站数目k和待聚类风机坐标；2.1.2)采用随机选择法确定k个初始聚类中心，作为轻型升压站风机坐标；2.1.3)根据最近原则进行聚类，依次计算每个待聚类风机到k个轻型升压站的距离，再按照距k个轻型升压站距离最近的原则，分别计算除了轻型升压站之外的待聚类风机到所有轻型升压站的距离，选择到轻型升压站距离最小的，归为一类，再计算所有待聚类风机到每一个轻型升压站的总距离，其中第i个轻型升压站对应的总距离dti为：dti＝k1dhi k2dmi其中，dti为第i个轻型升压站对应的总距离，即第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离和第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离之和；k1、k2分别为中压海缆、高压海缆的价格系数；dhi为第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离；dmi为第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离；dis2land为第i个轻型升压站和陆上升压站之间的距离，k为轻型升压站个数；dijwt2s为第i个聚类内的第j台待聚类风机到第i个轻型升压站坐标的距离；j＝1，2，...，p，p为第i个聚类内的待聚类风机总数；2.1.4)重新确定k个聚类中心；2.1.5)重复2.1.3)～2.1.4)，比较每一个轻型升压站风机对应的总距离，取最小值时的聚类中心坐标确定为轻型升压站风机坐标；2.2)基于所述轻型升压站风机坐标，利用单亲遗传算法求解集电系统拓扑结构，其中，单亲遗传算法的目标函数和约束条件分别为：目标函数：约束条件：xij＝0或1，j＝0，1，…，xi其中，xij为第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机之间的通断系数，xij为1时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机已串联，xij为0时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机未串联dij为第i个轻型升压站与第i个聚类内的j台风机之间的距离；z为单条环路电缆长度，当z到达最小时，获取集电系统拓扑图形。优选地，步骤2.1)中所述轻型升压站数目k采用枚举法获取。一种海上风电场集电系统优化设计系统，包括：数据获取模块，用于获取海上风电场初始数据；所述初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；备选方案模块，用于分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；博弈评估优化模块，用于对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。本发明相比于现有技术具有如下有益效果本发明提出一种海上风电场集电系统优化设计方法和系统，该方法分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案，并对所述备选方案进行多方博弈评估优化，输出优化结果，该优化设计方法，计算简单，不仅适用于传统集中式海上升压站优化，也适用于海上轻型升压站优化。附图说明：图1为k-medoids算法的计算流程图；图2为集电系统联合博弈优化流程图；图3为实施例中海上风电场风电机组及陆上并网点位置示意图；图4为传统集中式海上升压站优化模式集电系统优化结果；其中，图4(a)为66kv海缆连接的环形拓扑结构示意图，图4(b)为35kv海缆连接的环形拓扑结构示意图；图5为海上轻型升压站优化模式集电系统优化结果；其中，图5(a)为66kv海缆连接的环形拓扑结构示意图，图5(b)为35kv海缆连接的环形拓扑结构示意图。具体实施方式：下面结合具体实施例及对应附图对本发明作进一步说明。实施例一：一种海上风电场集电系统优化设计方法，如图1和图2所示，包括如下具体步骤：1)获取海上风电场初始数据；所述初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；海缆以及变压器数据具体包括海缆的购置和敷设费用，变压器的购买和安装费用以及轻型升压站之间互连备用海缆的购买及铺设费用，轻型升压站所占用的风机基础改建费，维修费用等，以及停电损失，海缆与变压器的运行损耗，海上升压站容量，风电场的总装机容量，海缆流过的最大持续负荷电流和长期载流量，海缆长期允许载流量的整体修正系数，海缆满足短路热稳定标准所允许的最小截面，海缆的稳态短路电流和短路故障时长，海缆的热稳定系数。2)分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级35kv、66kv进行拓扑优化，获取各优化模式下35kv、66kv电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；上述海上轻型升压站优化模式的优化过程包括：2.1)采用k-medoids聚类算法按如下方法确定轻型升压站风机坐标：2.1.1)确定轻型升压站数目k和待聚类风机坐标；本例中轻型升压站数目k采用枚举法获取。2.1.2)采用随机选择法确定k个初始聚类中心，作为轻型升压站风机坐标；2.1.3)根据最近原则进行聚类，依次计算每个待聚类风机到k个轻型升压站的距离，再按照距k个轻型升压站距离最近的原则，分别计算除了轻型升压站之外的待聚类风机到所有轻型升压站的距离，选择到轻型升压站距离最小的，归为一类，再计算所有待聚类风机到每一个轻型升压站的总距离，其中第i个轻型升压站对应的总距离dti为：dti＝k1dhi k2dmi其中，dti为第i个轻型升压站对应的总距离，即第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离和第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离之和；k1、k2分别为中压海缆、高压海缆的价格系数；dhi为第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离(该段距离所用电缆为高压电缆)；dmi为第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离(该段距离所用电缆为中压电缆)；dis2land为第i个轻型升压站和陆上升压站之间的距离，k为轻型升压站个数；dijwt2s为第i个聚类内的第j台待聚类风机到第i个轻型升压站坐标的距离；j＝1，2，...，p，p为第i个聚类内的待聚类风机总数；2.1.4)重新确定k个聚类中心；2.1.5)重复2.1.3)～2.1.4)，比较每一个轻型升压站风机对应的总距离，取最小值时的聚类中心坐标确定为轻型升压站风机坐标；2.2)基于所述轻型升压站风机坐标，利用单亲遗传算法求解集电系统拓扑结构，其中，单亲遗传算法的目标函数和约束条件分别为：目标函数：约束条件：xij＝0或1，j＝0，1，…，xi其中，xij为第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机之间的通断系数，xij为1时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机已串联，xij为0时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机未串联dij为第i个轻型升压站与第i个聚类内的j台风机之间的距离；z为单条环路电缆长度，当z到达最小时，获取集电系统拓扑图形。3)对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。其中，多方博弈评估优化包括：基于纳什定理，以集电系统全寿命周期成本为经济性评价指标、风电场整体辐射影响范围作为一类环境评价指标、海缆铺设占用的海底资源面积作为二类环境评级指标以及风电场可用容量作为可靠性评价指标，形成优化体系，求解集电系统联合博弈优化模型，确定支付函数以及各评价指标所占权重，对备选方案进行评价，获取最优方案。上述集电系统联合博弈优化模型的目标函数为：minc＝(co cm cf)×pv.sum ci cd×pv约束条件为：s.t.isfc.max≤min{ksfcisfc.o}其中，c为集电系统全寿命周期成本；v为集电系统的整体辐射影响范围采用体积；co为海缆与变压器的运行损耗；cm为维修费用；cf为停电损失；pv.sum为年投资费现值和折算系数；pv为折现系数；ci为初始投资成本；cd为回收成本；s、f、c分别指海缆在空间坐标系上的x轴、y轴、z轴上的距离；ns、nsf、nsfc为空间坐标系x轴、y轴、z轴上截止到磁感应强度小于100μt时的距离；ssfc为在最大持续负荷电流情况下，该段电缆磁感应强度超出控制限值100μt的影响范围的截面面积；lsfc为该段海缆的长度；isfc.max为该段海缆流过的最大持续负荷电流，isfc.0为该段海缆的长期载流量，ksfc为该段海缆长期允许载流量的整体修正系数；ssfc.min为该段海缆满足短路热稳定标准所允许的最小截面，isfc.∞为该段海缆短路时的稳态短路电流，tsfc是该段海缆短路故障时长，csfc.r则为该段海缆的热稳定系数。上述对备选方案进行评价的目标函数为：xl≥0,l＝1～m式中：xl为基于备选方案l的有效策略集合zl的任意混合策略，l＝1，2，...，m，m为备选方案个数；al为备选方案l对应的系数。实施例二：一种海上风电场集电系统优化设计系统，包括：数据获取模块，用于获取海上风电场初始数据；初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；备选方案模块，用于分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；博弈评估优化模块，用于对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。实施例三：本例中，以某海域容量为360mw的某一海上风电场为例，采用本发明的优化设计方法对其集电系统进行优化设计，同时结合电压等级优化和升压站型式优化，并对比分析轻型升压站和传统集中式升压站对环境的影响。该风电场中共有100台3.6mw风力发电机，各个坐标及陆上并网点见图3，五角星为陆上并网点的位置，陆上并网点距离风电场中心的距离约为50km。风机之间的距离约为900米。中压海缆电压等级分为35kv和66kv两种，高压海缆电压为220kv。海缆故障率0.03次/(km·a)，海缆修复时间均为1000小时；海缆修复时间均为1000小时。海上升压站主变故障率0.01，维修费用约为80万元，修复时间即为200h。海上风电场使用年限为25年，其平均功率1.07mw。为方便理解，在此将基于集中式海上升压站优化模式称为传统站模式；将基于海上轻型升压站优化模式称为轻型站模式。在考虑环境环境影响的集电系统优化中采用如下几个方案：分别采用传统站模式进行不同电压等级优化(包括35kv和66kv)和轻型站模式进行不同电压等级优化(包括35kv和66kv)。具体各个方案的优化拓扑结构分别如图4和5所示：为更直观的展示各类不同方案的优化结果，将不同升压站模式和不同电压等级情况下的亲环境性集电系统优化结果汇总如表1所示：表1不同升压站形式的亲环境性集电系统优化结果汇总在轻型站模式下的不同电压等级相关优化结果见表2和表3：表2不同电压等级下开关设备数量和成本海缆电压等级(kv)集电网络结构开关设备数量(台)成本(万元)35环形32150466环形201240表3不同电压等级下集电系统成本(万元)海缆电压等级(kv)初始投资成本故障维修成本停电损失网损3520856.1912967.16276.491015.566618525.8410041399.22265.76对海上风电场的集电系统进行初步优化后，采用基于纳什均衡的博弈论对4种待选方案进行综合评估，方案一和方案二分别为传统站模式下选用35kv和66kv电压等级的情况，方案三和方案四为轻型站模式下选用35kv和66kv电压等级的情况。博弈分析的策略集合即为上述4种备选方案。集电系统拓扑规划的主要影响因素相对于备选方案的影响权重构成支付函数u，作为博弈评估的量化分析入口，其取值的比例秉承尊重工程实际的原则，可根据国家政策以及业主方所要求权重酌情调整。为响应海洋生产力可持续发展的全球性战略，中国海上风电的未来发展必须充分考虑海洋资源的不间歇性供给能力，确保生态环境的长期承受能力，注重经济与环境的协调，站在生态破坏不可逆的前瞻性角度重点考虑海洋电磁生态环境平衡要求，同时兼顾业主方的经济成本和可靠性要求，综合考量设定经济性、亲环境性以及可靠性的权重比例为3:4:3，亲环境性中电磁环境因素和海底资源占用因素各占两成，各支付函数取值如下：分析体系的支付函数值取100，经济性因素n1对应支付函数值总和取为30，基于经济成本最低原则，各备选方案的支付函数与经济成本负相关；电磁环境因素n2对应支付函数值总和取为20，基于辐射范围最小原则，故各方案支付函数与辐射范围负相关；海底资源占用因素n3对应支付函数值总和取为20，基于海底资源占用最小原则，故各方案支付函数与海缆总长度负相关；可靠性因素n4对应支付函数值总和取为30，基于可靠性最高原则，各方案支付函数与年平均可用容量正相关。综上所述，最终模型描述如表4所示：表4集电系统拓扑优化博弈模型描述将模型转化为线性规划问题:minx1 x2 x3 x4用原对偶路径跟踪算法求解，博弈结果如下：x1＝7.5×10-8，x2＝0.0043，x3＝7.3×10-10，x4＝0.1273。其中概率较大的方案四是最佳方案，方案二次之。通过计及电磁环境约束的初步优化和二次博弈分析可知:(1)在全寿命周期成本方面，相同电压等级下，采用轻型站模式的集电系统成本的明显低于传统站模式。66kv电压等级下的轻型站模式的经济性最优，约为35kv电压等级下的传统站模式的85.57％，成本相差近5264万元；(2)在环境友好性方面而言，66kv电压等级下的轻型站模式的的电磁辐射影响范围最小，仅为同等电压等级下传统站站模式的85.8％；此外，66kv电压等级下海缆所占用海的底资源也较少，与传统35kv相比有显著优势。(3)在涉及运行期间的可靠性方面，相同升压站模式下，66kv电压等级下集电系统可用容量平均水平高于35kv，可见采用66kv作为集电系统标准电压等级具有一定的可靠性优势。另外，对于轻型站模式下的年平均可用容量比传统站模式明显下降，说明轻型升压站的可靠性问题较为突出，需要及进一步的研究和改进以提升运行可靠性。从上述综合分析可知，对升压站模式以及电压等级同时优化，可显著提升海上风电场集电系统的亲环境性，降低全寿命周期成本。关于轻型站与集中站环境影响对比分析如下：(1)基于轻型站的集电系统拓扑优化所需的中压海缆总长度明显小于传统站模式，降低了海缆铺设通道所占用的海底资源，在一定程度上减少了集电网络对海底生态环境的破坏，包括初期的开沟铺设对海底固有动植物的影响以及后期海缆运行造成的发热、电磁干扰等方面。(2)轻型站模式的集电系统优化在电磁环境干扰方面也有一定优势，整体磁扰范围较传统站模式有15％左右的优势。(3)就不同升压站自身特性而言，由于轻型升压站与风机共用基础，在海上风电场施工建设阶段不必特意建造庞大的升压站基础，不仅大幅度减少了施工的噪声、悬浮泥沙和运输排放污染等，还降低了对海底资源的占用。上述数据结果分析在一定程度上验证了博弈评估方法的精确性和可行性。因此，基于海洋环境可持续发展的战略地位，在采用轻型升压站的模式下采用66kv作为集电系统电压等级的方案四相对于其他方案具有明显的经济、环保和技术综合效益。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
1)获取海上风电场初始数据；所述初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；
2)分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；
3)对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。
2.根据权利要求1所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：所述电压等级包括35kv、66kv。
3.根据权利要求1所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：所述多方博弈评估优化包括：
基于纳什定理，以集电系统全寿命周期成本为经济性评价指标、风电场整体辐射影响范围作为一类环境评价指标、海缆铺设占用的海底资源面积作为二类环境评级指标以及风电场可用容量作为可靠性评价指标，形成优化体系，求解集电系统联合博弈优化模型，确定支付函数以及各评价指标所占权重，对备选方案进行评价，获取最优方案。
4.根据权利要求3所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：所述集电系统联合博弈优化模型的目标函数为：
minc＝(co cm cf)×pv.sum ci cd×pv
约束条件为：
s.t.isfc·max≤min{ksfcisfc·o}
其中，c为集电系统全寿命周期成本；v为集电系统的整体辐射影响范围采用体积；co为海缆与变压器的运行损耗；cm为维修费用；cf为停电损失；pv.sum为年投资费现值和折算系数；pv为折现系数；ci为初始投资成本；cd为回收成本；s、f、c分别指海缆在空间坐标系上的x轴、y轴、z轴上的距离；ns、nsf、nsfc为空间坐标系x轴、y轴、z轴上截止到磁感应强度小于100μt时的距离；ssfc为在最大持续负荷电流情况下，该段电缆磁感应强度超出控制限值100μt的影响范围的截面面积；lsfc为该段海缆的长度；isfc.max为该段海缆流过的最大持续负荷电流，isfc.0为该段海缆的长期载流量，ksfc为该段海缆长期允许载流量的整体修正系数；ssfc.min为该段海缆满足短路热稳定标准所允许的最小截面，isfc.∞为该段海缆短路时的稳态短路电流，tsfc是该段海缆短路故障时长，csfc.r则为该段海缆的热稳定系数。
5.根据权利要求3所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：所述对备选方案进行评价的目标函数为：
xl≥0，l＝1～m
式中：xl为基于备选方案l的有效策略集合zl的任意混合策略，l＝1，2，...，m，m为备选方案个数；al为备选方案l对应的系数。
6.根据权利要求1所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：步骤2)中所述海上轻型升压站优化模式的优化过程包括：
2.1)采用k-medoids聚类算法按如下方法确定轻型升压站风机坐标：
2.1.1)确定轻型升压站数目k和待聚类风机坐标；
2.1.2)采用随机选择法确定k个初始聚类中心，作为轻型升压站风机坐标；
2.1.3)根据最近原则进行聚类，依次计算每个待聚类风机到k个轻型升压站的距离，再按照距k个轻型升压站距离最近的原则，分别计算除了轻型升压站之外的待聚类风机到所有轻型升压站的距离，选择到轻型升压站距离最小的，归为一类，再计算所有待聚类风机到每一个轻型升压站的总距离，其中第i个轻型升压站对应的总距离dti为：
dti＝k1dhi k2dmi
其中，dti为第i个轻型升压站对应的总距离，即第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离和第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离之和；k1、k2分别为中压海缆、高压海缆的价格系数；dhi为第i个轻型升压站到陆上升压站的总距离；dmi为第i个轻型升压站与第j台待聚类风机之间的总距离；为第i个轻型升压站和陆上升压站之间的距离，k为轻型升压站个数；dijwt2s为第i个聚类内的第j台待聚类风机到第i个轻型升压站坐标的距离；j＝1，2，...，p，p为第i个聚类内的待聚类风机总数；
2.1.4)重新确定k个聚类中心；
2.1.5)重复2.1.3)～2.1.4)，比较每一个轻型升压站风机对应的总距离，取最小值时的聚类中心坐标确定为轻型升压站风机坐标；
2.2)基于所述轻型升压站风机坐标，利用单亲遗传算法求解集电系统拓扑结构，其中，单亲遗传算法的目标函数和约束条件分别为：
目标函数：
约束条件：
xij＝0或1，j＝0，1，…，xi
其中，xij为第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机之间的通断系数，xij为1时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机已串联，xij为0时，xij表示第i个轻型升压站和第i个聚类内的第j个风机未串联dij为第i个轻型升压站与第i个聚类内的j台风机之间的距离；z为单条环路电缆长度，当z到达最小时，获取集电系统拓扑图形。
7.根据权利要求6所述的海上风电场集电系统优化设计方法，其特征在于：步骤2.1)中所述轻型升压站数目k采用枚举法获取。
8.一种海上风电场集电系统优化设计系统，其特征在于：包括：
数据获取模块，用于获取海上风电场初始数据；所述初始数据包括海上风机坐标、陆上升压站坐标、海缆以及变压器数据；
备选方案确定模块，用于分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，依据所述初始数据对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案；
博弈评估优化模块，用于对所述备选方案，进行多方博弈评估优化，输出优化结果。
技术总结本发明公开一种海上风电场集电系统优化设计方法和系统，该方法分别采用集中式海上升压站优化模式和海上轻型升压站优化模式，对集电系统按电压等级进行拓扑优化，获取各优化模式下各电压等级对应的拓扑优化结果，并作为备选方案，并对所述备选方案进行多方博弈评估优化，输出优化结果，该优化设计方法，计算简单，不仅适用于传统集中式海上升压站优化，也适用于海上轻型升压站优化。
技术研发人员：孙建龙;宋杉;薄鑫;吴倩;王洋;王琳媛;魏书荣;符杨;黄玲玲;任子旭
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院;国网江苏省电力有限公司;国家电网有限公司;上海电力大学
技术研发日：2020.12.15
技术公布日：2021.03.12
