深海同址能源农场集电系统全生命周期优化：多能互补机制与自适应分段线性化方法

《IEEE Potentials》：Life-cycle planning of collector system for deep-sea multi-spatial wind-PV-tidal farm

　　

摘要：

本文针对深海同址能源农场（CEFs）的集电系统（CS）建立了一个全生命周期优化模型，其中同址能源涡轮机（CETs）整合了跨海面层的风能、光伏（PV）和潮流资源。该模型刻画了多层海洋空间的互补性、尾流效应以及出力波动性，同时兼容多样化的动态海底电缆配置方案。为提高计算效率，本文提出了一种基于CETs出力特性的自适应分段线性化（A-PWL）方法，将原始混合整数二次规划（MIQP）问题转化为混合整数线性规划（MILP）形式，以近似二次运营成本并简化绝对功率流建模。案例研究表明，纳入多能互补机制可显著提升深海CEFs的经济性。在外部物理风险可忽略的条件下，全悬链式电缆配置比惰波式设计更具成本效益。所提出的线性化方法在保证高精度的同时大幅缩短了求解时间。总体而言，本文提出了一套实用且可扩展的框架，用于海上可再生能源系统集电系统的高效规划。