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Binary Integer Programming-Based Integrated Optimization of Offshore Wind Farm Inter-Array Systems
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OA
AI
DOI：10.3390/en19112654.png)
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摘要
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海上风电场（OWFs）具有很高的利用潜力；然而，其初始投资成本非常高。本研究提出了一种基于二元整数规划的优化框架，用于设计OWF内部阵列系统。为缓解候选连接的组合增长，应用了k近邻方案和Bentley–Ottmann算法来生成缩减的候选弧集并识别交叉弧对。基于缩减的候选集，所提出的模型同时确定了内部阵列拓扑结构和海底电缆类型，并最小化了生命周期总成本。该模型考虑了风机故障与电缆损耗减少之间的耦合，并考虑了备用电缆以反映实际维护实践。针对60MW和400MW OWF的案例研究表明，所提出的预处理将需要交叉检查的弧对数量从3240减少到50，从16,110减少到49（分别减少了98.5%和99.7%）。耦合损耗模型分别将损耗成本降低了10.91%和10.72%，而包含备用电缆成本通过拓扑结构和电缆类型的重新配置实现了更低的总生命周期成本。总之，所提出的方法可能在OWF内部阵列系统设计中实现经济效率与可靠性。
Keyword:
offshore wind farm
binary integer programming (BIP)
inter-array optimization
reliability
spare cable planning
期刊
IF:
3.2
论文数:
1.6W
被引数:
14.2W
机构
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Abritta, R.; Pavlov, A.; Varagnolo, D.; Tore Børresen, B. Inter-array cabling optimization in offshore wind power plants, a new reliability indicator for radial grids. Open Res. Eur. 2024, 3, 214. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]Abritta, R.; Pavlov, A.; Varagnolo, D.; Tore Børresen, B. 海上风电场内阵列间电缆敷设优化，一种用于放射状电网的新可靠性指标。Open Res. Eur. 2024, 3, 214. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed].png)
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