自從國家發改委在2019年5月宣佈，“自2021年1月1日起，新核准的陸上風電項目全面實現平價上網，國家不再補貼”開始，多省陸續核准了多個風電大基地平價試點建設項目。由於這類項目地域廣闊，部分項目
涉及複雜地形，風機數量眾多，傳統依賴人工手動設計以及基於商用軟件優化的方法，均無法滿足大基地項目對整場、全流程、高精度規劃的設計需求，更不用提為客戶提供最優的整體解決方法了。針對國內大基地項目的特點和業主的需求，為了深化和完善DMS智慧化平臺對於平價大基地項目在佈局優化、經濟性計算等方面支持的功能，明陽智能研發團隊繼海上自動解決方案軟件模塊《MY Offshore WindFarm》後，再次針對陸上風電場項目開發了DMS平臺軟件模塊《MY Onshore WindFarm》。這套軟件包含了機位自動選址、升壓站選址、道路規劃、集電線路規劃、經濟性計算等多個模塊，完美解決各種陸上風電場規劃設計問題。尤其是針對上萬平方公里範圍，上千颱風機的大基地項目的方案設計，DMS平臺上的《MY Onshore WindFarm》是目前國內能夠智能完成大基地規劃效能最高的整體解決方案軟件模塊，讓解決方案工程師從繁重的“基於CAD”的工作模式中解脫出來，從而將重心放在更為重要的機型選擇、塔筒高度、載荷計算等項目前期決策和基礎設計、道路踏勘等風電場組織施工建設上，幫助業主獲取最大的項目收益率。
以某個400萬規劃容量的複雜地形大基地項目為例，讓我們來看看DMS平臺MY Onshore模塊是怎麼在一天時間內做到最優的！
圖1：400萬千瓦大基地解決方案機位總圖
機位自動優化
對於大基地項目，複雜地形的機位排布難度遠遠大於平坦地形。明陽智能研發團隊基於遺傳算法做了數十次算法改進和升級，最終完成了該模塊的開發和工程應用。目前機位優化過程中，軟件可以綜合考慮風資源分佈、尾流影響、限制因素、機組安全性要求、機型混搭、孤立機位等信息，快速完成1250臺明陽智能MySE3.2MW風機排布選址，將發電量做到最優。
圖2：局部區域機位優化動圖
升壓站選址
在大基地項目中，根據片區劃分不同方式，DMS平臺MY Onshore軟件模塊可以自動優化升壓站位置，循環迭代場內35kV集電線路的迴路和線路工程造價。軟件結合地形因素、機位分佈、道路規劃、集電線路規劃要求、升壓站選址約束，內置了多種聚類算法，可以快速鎖定最優的升壓站位置，結合軟件的集電線路規劃模塊，深度優化集電線路的連接方式，降低建設成本。
圖3：智能分區示意圖
道路規劃
陸上的道路規劃一直是程序自動化的關鍵制約因素，這主要是因為在尋路過程中要考慮轉彎半徑及道路坡度的限制，同時要避開限制區域，通往每臺機組的道路的接入點均不確定，這會導致在優化求解的過程中時間過長且有可能無解。研發團隊將風電場道路規劃問題分解為多級尋優問題，建立分區域、多目標點、多限制因素的最優路徑規劃模型，可以在靜態路網中滿足道路施工和運輸等約束的情況下有效求解最短路徑。在形成道路拓撲之後，基於道路參數對每個控制點進行斷面設計，確定路面標高、斷面形狀和尺寸，並計算挖填方量。
圖4：局部區域道路規劃動圖
集線電路規劃
架空集電線路方案中，杆塔成本佔據較大比重，需統籌考慮杆塔佈置方案，同時需要注意檔距、高度、架空線路弧垂等因素。該模塊根據風場佈局特點，採用分治算法策略尋找求解時間與方案質量的動態平衡，同時結合動態最小生成樹算法進行優化後，可以使各回路之間電纜不交叉，滿足各回路功率平衡，在保證架空線的檔距要求以及距地距離要求的前提下，實現最少的杆塔用量和最佳的經濟性。
圖5：局部區域集電線路規劃動圖
DMS平臺MY Onshore模塊完美解決了目前商業軟件較難計算上千颱風機的大基地項目的難題，簡化了複雜地形大基地項目巨大的人工設計和手工操作過程。應用軟件自動尋優，在24小時內完成了400萬項目的整體解決方案規劃，對比人工手動排布結果，軟件從算法上將全場發電小時數提升217.3h，場內道路長度縮短約140km，集電線路造價節省12,000萬元左右，項目資本金內部收益率提升約3.2%，度電成本降低約8%左右。
可以預期，陸上大基地將成為支撐中國風電平價時代的重要力量，作為全球領先的清潔能源整體解決方案提供商，為大基地項目降本增效，明陽智能義不容辭。依託於覆蓋資源甄別、微觀選址、風機選型、風險評價、運維服務等全生命週期的智慧化解決方案，以及具有高發電量和高穩定性的MySE3.0/4.0/5.0半直驅技術機組，明陽智能正在不斷為大基地客戶貢獻更低度電成本和更高投資收益，推動中國風電市場穩步進入平價時代。
