(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210888643.9 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国电建集团华 东勘测设计 研究院 有限公司 地址 310014 浙江省杭州市潮王路2 2号 (72)发明人 陈雨薇　夏冰清　郦洪柯　陈晴　 杨林刚　王克　马润泽　王思逸　 (74)专利代理 机构 浙江杭州金通专利事务所有 限公司 3 3100 专利代理师 刘晓春 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H02J 3/38(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种用于海上风电系统基于凹凸过程规划 的能量优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于海上风电系统基于 凹凸过程规划的能量优化方法， 这种方法针对风 场的能量管理问题， 通过优化模型建立、 松弛变 量定义、 凹凸过程规划实现优化求解与风场能量 管理。 该方法可将非线性非凸约束转换为凸优化 问题， 从而实现高效迭代求解凸优化问题。 与已 有方法相比， 本方法： （1） 可有效降低风场传输损 耗； （2） 可高效求解优化问题 （3） 可确保优 化解的 可行性。 权利要求书4页 说明书14页 附图4页 CN 115062494 A 2022.09.16 CN 115062494 A 1.一种用于海上风电系统基于凹凸过程规划的能量优化方法， 其特征在于包括以下步 骤； 步骤(一)， 根据海上风电系统的物 理信息， 建立海上风电系统的原始数学模型， 实现海 上风电物理模型到数学模型的转换； 所述物理信息包括网络拓扑、 风机台数、 线路热稳定极 限与压降限制； 步骤(二)， 基于步骤(一)所得系统原始数学模型， 针对非凸非线性约束建立变量松弛 模型， 实现原 始数学模型到松弛数 学模型的转 化； 其具体为引入并定义相关松弛变量： 在海上风场中， 定义六组变量 ， ， ， ， 与 分别表征节点 的电压变量 的平方项以及相邻节点 电压变量 与 电压乘积的部分组成部分； 其 中， 为电压实部的平方， 为电压虚部的平方， 与 共同表示 ， 与 共同表示 ， 其数学表达式为： 利用上式所述六组变量描述海上风场中的潮流 等式约束： 式中， 、 、 与 分别为节点 流向节点 的有功功率、 无功功率与节点 流 向节点 的有功功率和无功功率； 与 分别为节点 和节点 之间线路的电导与电 纳； 该式中 与 为风电系统的线路信息， 是已知输入变量， 其 余量均为未知量； 根据松弛变量的定义， 变量之间存在 如下典型的二次约束关系：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115062494 A 2步骤(三)， 基于步骤(一)与(二)中的原始数学模型、 松弛数学模型与松弛变量， 进行凹 凸过程规划； 其具体为将非凸等式约束采用两组相反的不等式进行表示； 对所采用不等式 约束基于一阶泰勒展开进 行线性近似， 通过引入惩罚项， 使得线性近似误差尽可能小； 采用 凹凸过程规划模型进行优化求解， 得到风电场各风机的功率优化配置信息， 进而根据风机 的功率优化配置信息控制各风机的功率输出。 2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电系统基于凹凸过程规划的能量优化方法， 其特征在于： 所述原 始数学模型的建立 步骤包括： (1.1) ， 确定海上风电电力系统中可调度变量与该系统物理约束常量， 每个节点 电压 变量为 ， 节点 发电的有功功率变量 、 无功功率变量 ， 节点 负荷的有 功功率变量 、 无功功率变量 ， 线路 中线路流过的电流变量 ， 线路导纳常量 、 电导常量 、 电纳常量 ， 线路 流过的有功功率变量 、 无功功率变量 及复 功率变量 ； (1.2) ， 建立基于最小 线路损耗的优化目标函数表达式； (1.3) ， 基于海上风电系统运行 条件， 建立电力系统约束。 3.根据权利要求1所述的一种用于海上风电系统基于凹凸过程规划的能量优化方法， 其特征在于： 所述 步骤(三)对于原 始数学模型中变量进行凹凸过程 规划具体为： 在步骤 （二） 的变量松弛模型中， 首 先采用不 等式约束对其进行等 价表示为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115062494 A 3