(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111576406.0 (22)申请日 2021.12.2 2 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113962113 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 陈新宇　韩京佐　郭昕扬　文劲宇　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 代理人 尹丽媛　李智 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/06(2020.01)(56)对比文件 CN 103793566 A,2014.0 5.14 CN 10407 7435 A,2014.10.01 CN 106682282 A,2017.0 5.17 CN 110533210 A,2019.12.0 3 WO 2018161626 A1,2018.09.13 KR 101679704 B1,2016.1 1.25 田琳琳等.基于小生境遗传算法的风电场布 局优化. 《南京航空航天大 学学报》 .201 1, 审查员 齐蓓蓓 (54)发明名称 一种海上风电场风机优化 排布方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种海上风电场风机优化排 布方法及系统， 属于海上风力发电技术领域， 包 括： S1， 将风电场区域均匀划分为n ×n的网格， 各 风机排布在网格交点处； S2， 随机生成M组排布方 案； S3， 将每一组排布方案中相距小于距离阈值 的风机发电量置零， 并计算每一组排布方案对应 的风电场尾流效率， 作为适应度值； 若存在适应 度值大于尾流效率阈值， 则取各适应度值中最大 值对应的排布方案作为最佳排布方案； 否则， 执 行S4； S4， 若循环次数小于循环阈值， 则执行S5； 否则， 执行S6； S5， 从M组排布方案中随机复制M组 排布方案， 并进行交叉和变异操作， 跳转到S3； S6， 令n=2n， 跳转到S1。 能够大幅提升海上风电场 发电效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 113962113 B 2022.03.04 CN 113962113 B 1.一种海上风电场风机优化 排布方法， 其特 征在于， 包括： S1， 将风电场区域均匀划分为 n×n的网格， 各风机排布在网格交点处， n为满足n2≥N的 整数， N为风机总数； S2， 随机生成M组排布方案； S3， 将每一组排布方案中相距小于距离阈值的风机发电量置零， 并计算每一组排布方 案对应的风电场尾流效率， 作为适应度值； 若存在适应度值大于尾流效率阈值， 则取各适应 度值中最大值对应的排布方案作为 最佳排布方案； 否则， 执 行S4； 其中， 风电场尾流效率  = ； 其中，Pi为第i个风机考虑尾流效应的发电量， Pm为所有风机均不考虑尾流效应的发电 量总和； 发电量Pi由下式计算： va、vb、vc分别为启动风速、 额定风速和切除风速， vi为第i个风机的风速， Pi0为第i个风 机的额定发电量； S4， 若循环次数小于循环阈值， 则执 行S5； 否则， 执 行S6； S5， 以归一化的适应度值为复制概率， 从所述M组排布方案中随机复制一组排布方案， 重复M次， 得到复制后的M组排布方案， 对所述复制后的M组排布方案进行交叉和 变异操作， 跳转到S3； S6， 令n=2n， 跳转到S1。 2.根据权利要求1所述的海上风电场风机优化排布方法， 其特征在于， 所述S2中， 针对 每一组排布方案， 将各风机所处位置的横、 纵坐标用二进制数表示， 并以将纵坐标二进制数 拼接在横坐标二进制数后的方式作为遗传算法的种群 个体的一串基因。 3.根据权利要求2所述的海上风电场风机优化排布方法， 其特征在于， 所述S1中， n为2 的幂次方。 4.根据权利要求1所述的海上风电场风机优化排布方法， 其特征在于， 第 i个风机的风 速vi为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962113 B 2其中，Xi和Yi分别为第i个风机的径向、 轴向坐标， Xj和Yj分别第j个风机的径向、 轴向坐 标； R为风机叶片半径； vin为风电场入射风速， 由当地风力资源条件决定的， 是一个常数； vi 为第i个风机处的风速， 是与当地风速和第 j个风机型号相关的推力系数， 是尾流效应 最大径向影响范围 随轴向距离变化的扩张系数， dij为第i个风机与第 j个风机的轴向距离， k 为海水表面摩擦系数。 5.根据权利要求1所述的海上风电场风机优化排布方法， 其特征在于， 所述S3中， 距离 阈值为八倍风机叶片半径。 6.一种海上风电场风机优化 排布系统， 其特 征在于， 包括： 存 储器和至少一个处 理器； 所述存储器存储计算机执 行指令； 所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令， 使得所述至少一个处理 器执行如权利要求1 ‑5任一项所述的海上风电场风机优化 排布方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962113 B 3