9、海上风电场电缆布局设计与医学图像检索技术

海上风电场电缆布局设计与医学图像检索技术

1. 海上风电场电缆布局优化

1.1 背景与动机

随着传统能源的可持续性受到质疑，且其使用导致气候变化，风能作为一种清洁、安全且高产的可再生能源，受到了越来越多的关注。1996 年至 2018 年，全球风能总容量增长了 98.5 倍，达到 591GW。

陆上风电场通常占用大面积土地，例如一个 3.6MW 的陆上风电机组大约需要 0.37 km²的土地，54 台机组将覆盖约 20 km²。因此，能源公司开始转向海上风电场，以避免土地租赁成本，这通常占陆上风电场运营和维护支出的 10 - 18%。此外，海上风电场由于海上持续的强风，可以提供更高的能源产量。

然而，海上风电场的安装成本远高于陆上风电场。例如，一台 5MW 风电机组的机舱重量约为 300 吨，转子单元约重 120 吨，平均约 20%的总体资本成本与每个海上风电场的安装有关。海上风电场的初始资本支出分配如下表所示：
|项目|占比|
| ---- | ---- |
|海上风电机组采购|30 - 50|
|变电站和电气基础设施|15 - 30|
|内部电气分配安装|2 - 5|
|海上变电站|2 - 4|
|网络连接|15 - 18|
|基础|15 - 25|
|组件运输和安装|0 - 30|
|其他|8|
|总风电机组成本|1800 - 2650|

为了使海上风电场在投资成本上更具竞争力，提出了一种基于 k - means 聚类、最小生成树（MST）和粒子群优化（PSO）的算法，以减少项目设计阶段的电缆总长度，从而降低相关的功率损耗。