详情

原文传递一种风电场道路选线方法、系统、装置及存储介质

专利名称：	一种风电场道路选线方法、系统、装置及存储介质
摘要：	本发明公开了一种风电场道路选线方法、系统、装置及存储介质，属于风电场微观选址技术领域，方法包括：获取数字高程数据并据此生成等高线地形图；从等高线地形图中采集风电场的场址边界、敏感区和风力发电机组坐标，剔除等高线地形图中场址边界之外和敏感区内的区域，得到风电场地形图；根据风力发电机组坐标，采用RRT算法计算出风电场地形图中任意两台风力发电机组相连的最短路径和对应的道路成本，所有道路成本之和为全局道路成本；以最小全局道路成本为目标，采用改进的Prime算法对最短路径进行优化，得到风电场内道路的最优连接线路；本发明将RRT算法和改进的Prime算法结合，对复杂地形风电场道路进行计算和优化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国三峡新能源(集团)股份有限公司
发明人：	吕宙安;王东;王中平;柳典;陈希
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-19T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-09T00:00:00+0800
申请号：	CN202211135622.6
公开号：	CN115455623A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	董建林
分类号：	G06F30/18;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G;G06;G06F;G06Q;G06F30;G06Q10;G06Q50;G06F30/18;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06
申请人地址：	101100 北京市通州区新华北街156号保利大都汇T1楼
主权项：	1.一种风电场道路选线方法，其特征在于，包括：获取数字高程数据，根据数字高程数据生成风电场的等高线地形图；从等高线地形图中采集风电场的场址边界、敏感区和风力发电机组坐标，剔除等高线地形图中场址边界之外和敏感区内的区域，得到风电场地形图；根据风力发电机组坐标，采用RRT算法计算出风电场地形图中任意两台风力发电机组相连的最短路径和最短路径对应的道路成本，所有道路成本之和为全局道路成本；以最小全局道路成本为目标，采用改进的Prime算法对所述最短路径进行优化，得到风电场内道路的最优连接线路。 2.根据权利要求1所述的一种风电场道路选线方法，其特征在于，所述数字高程数据通过以下方法得到：通过global mapper从tiff格式的地图数据文件中提取数字高程数据。 3.根据权利要求1所述的一种风电场道路选线方法，其特征在于，所述数字高程数据包括水平数据、垂直数据和高程数据。 4.根据权利要求1所述的一种风电场道路选线方法，其特征在于，采用RRT算法计算出任意两台风力发电机组相连的最短路径，包括： S1、设定一个风力发电机组为起点xstart作为随机树的根节点，设定另一个风力发电机组为终点xgoal； S2、在风电场地形图的范围内随机产生一个随机点xrand，这个随机点xrand有一定概率被选取为终点xgoal； S3、计算此时随机树中的每一个节点与该生成的随机点xrand之间的距离，找出距离该随机点xrand最近的节点，记为xnearest； S4、以xnearest为圆心，以r为半径，r是预设置的步进长度，绘制一个圆，按预设的角度平均取出圆上的点作为备选点，计算备选点到圆心的坡度，计算xnearest到备选点的连线与上一条路径之间的转弯半径，将满足预设坡度和转弯半径要求的备选点作为备用点，在备用点中选取距离终点xgoal距离最近的点作为生成的新点xnew，并添加新边xnearest-xnew，更新随机树，若所有备选点均不满足预设坡度和转弯半径要求则返回步骤S2； S5、在以新点xnew为圆心、以rad为半径的圆中寻找近邻节点，rad是预设置的值，计算近邻节点到新点xnew的路径长度，若路径长度相较于上一条路径的长度减小，计算新生成的路径与上一条路径之间的转弯半径，若新生成的路径满足预设坡度和转弯半径要求则将该近邻节点替换为新点xnew的父节点，更新随机树； S6、进行重布线操作使最终路径长度最小，若近邻节点的父节点改为新点xnew后能够减小路径长度，且新的路径满足预设坡度，且新的路径与上一条路径之间的转弯半径满足预设要求则进行更改； S7、若新点xnew到终点xgoal的距离小于1.5r，且坡度满足预设要求，新点xnew到终点xgoal的连线与上一条路径之间的转弯半径满足预设要求，则把xnew和终点xgoal相连并更新随机树，进入步骤S8，否则返回步骤S2； S8、从终点xgoal开始一步步寻找节点的父节点，直到随机树的根节点，返回最终的路径。 5.根据权利要求1所述的一种风电场道路选线方法，其特征在于，所述道路成本包括道路结构层材料造价和道路土石方工程量造价；道路结构层材料造价的计算公式为： MC＝HLWMP 其中，MC是道路结构层材料造价；H为结构层厚；L为道路长度；W为道路宽度；MP为结构层材料单位造价；道路土石方工程量造价的计算公式为： EC＝VCCP(VC≥VF) EC＝(VF-VC)FP+VCCP(VC＜VF) 其中，EC为土石方工程量造价；VC为挖方量；VF为填方量；CP为挖方单位造价；FP为填方单位造价。 6.根据权利要求1所述的一种风电场道路选线方法，其特征在于，所述Prime算法的改进，包括：将权值设为加入某个节点后的全局道路成本，每加入一个节点后更新权值；采用改进的Prime算法对所述最短路径进行优化，包括：在加入两个及以上节点后，将所有已加入的节点视为一个综合节点，检查从综合节点出来的所有边，挑选出加入后使得全局道路成本最小的节点并将该节点包含在最小树中，更新各条边的权重，重复上述步骤，得到所有风力发电机组的最小生成树，从而得到风电场内道路的最优连接线路。 7.一种风电场道路选线系统，其特征在于，包括：数据获取模块：用于获取数字高程数据，根据数字高程数据生成风电场的等高线地形图；地形图预处理模块：用于从等高线地形图中采集风电场的场址边界、敏感区和风力发电机组坐标，剔除等高线地形图中场址边界之外和敏感区内的区域，得到风电场地形图；路径计算模块：用于根据风力发电机组坐标，采用RRT*算法计算出风电场地形图中任意两台风力发电机组相连的最短路径和最短路径对应的道路成本，所有道路成本之和为全局道路成本；路径优化模块：用于以最小全局道路成本为目标，采用改进的Prime算法对所述最短路径进行优化，得到风电场内道路的最优连接线路。 8.一种风电场道路选线装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至6任一项所述方法的步骤。 9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。