24小时完成400万千瓦容量复杂地形大基地项目整体设计规划，对比人工手动排布结果，软件从算法上将项目资本金内部收益率提升约3.2%，度电成本降低约8%左右，明阳智能Deep Matrix Space(以下简称DMS)智慧化平台以高效的表现，为陆上大容量复杂地形风电大基地前期规划提供了智能应用示范样本。
自从国家发改委在2019年5月宣布，“自2021年1月1日起，新核准的陆上风电项目全面实现平价上网，国家不再补贴”开始，多省陆续核准了多个风电大基地平价试点建设项目。由于这类项目地域广阔，部分项目涉及复杂地形，风机数量众多，传统依赖人工手动设计以及基于商用软件优化的方法，均无法满足大基地项目对整场、全流程、高精度规划的设计需求，更不用提为客户提供最优的整体解决方法了。
针对国内大基地项目的特点和业主的需求，为了深化和完善DMS智慧化平台对于平价大基地项目在布局优化、经济性计算等方面支持的功能，明阳智能研发团队继海上自动解决方案软件模块《MY Offshore WindFarm》后，再次针对陆上风电场项目开发了DMS平台软件模块《MY Onshore WindFarm》。这套软件包含了机位自动选址、升压站选址、道路规划、集电线路规划、经济性计算等多个模块，完美解决各种陆上风电场规划设计问题。尤其是针对上万平方公里范围，上千台风机的大基地项目的方案设计，DMS平台上的《MY Onshore WindFarm》是目前国内能够智能完成大基地规划效能最高的整体解决方案软件模块，让解决方案工程师从繁重的“基于CAD”的工作模式中解脱出来，从而将重心放在更为重要的机型选择、塔筒高度、载荷计算等项目前期决策和基础设计、道路踏勘等风电场组织施工建设上，帮助业主获取最大的项目收益率。
以某个400万规划容量的复杂地形大基地项目为例，让我们来看看DMS平台MY Onshore模块是怎么在一天时间内做到最优的！
图1：400万千瓦大基地解决方案机位总图
机位自动优化
对于大基地项目，复杂地形的机位排布难度远远大于平坦地形。明阳智能研发团队基于遗传算法做了数十次算法改进和升级，最终完成了该模块的开发和工程应用。目前机位优化过程中，软件可以综合考虑风资源分布、尾流影响、限制因素、机组安全性要求、机型混搭、孤立机位等信息，快速完成1250台明阳智能MySE3.2MW风机排布选址，将发电量做到最优。
图2：局部区域机位优化动图
升压站选址
在大基地项目中，根据片区划分不同方式，DMS平台MY Onshore软件模块可以自动优化升压站位置，循环迭代场内35kV集电线路的回路和线路工程造价。软件结合地形因素、机位分布、道路规划、集电线路规划要求、升压站选址约束，内置了多种聚类算法，可以快速锁定最优的升压站位置，结合软件的集电线路规划模块，深度优化集电线路的连接方式，降低建设成本。
图3：智能分区示意图
道路规划
陆上的道路规划一直是程序自动化的关键制约因素，这主要是因为在寻路过程中要考虑转弯半径及道路坡度的限制，同时要避开限制区域，通往每台机组的道路的接入点均不确定，这会导致在优化求解的过程中时间过长且有可能无解。研发团队将风电场道路规划问题分解为多级寻优问题，建立分区域、多目标点、多限制因素的最优路径规划模型，可以在静态路网中满足道路施工和运输等约束的情况下有效求解最短路径。在形成道路拓扑之后，基于道路参数对每个控制点进行断面设计，确定路面标高、断面形状和尺寸，并计算挖填方量。
图4：局部区域道路规划动图
集线电路规划
架空集电线路方案中，杆塔成本占据较大比重，需统筹考虑杆塔布置方案，同时需要注意档距、高度、架空线路弧垂等因素。该模块根据风场布局特点，采用分治算法策略寻找求解时间与方案质量的动态平衡，同时结合动态最小生成树算法进行优化后，可以使各回路之间电缆不交叉，满足各回路功率平衡，在保证架空线的档距要求以及距地距离要求的前提下，实现最少的杆塔用量和最佳的经济性。
图5：局部区域集电线路规划动图
DMS平台MY Onshore模块完美解决了目前商业软件较难计算上千台风机的大基地项目的难题，简化了复杂地形大基地项目巨大的人工设计和手工操作过程。应用软件自动寻优，在24小时内完成了400万项目的整体解决方案规划，对比人工手动排布结果，软件从算法上将全场发电小时数提升217.3h，场内道路长度缩短约140km，集电线路造价节省12,000万元左右，项目资本金内部收益率提升约3.2%，度电成本降低约8%左右。
可以预期，陆上大基地将成为支撑中国风电平价时代的重要力量，作为全球领先的清洁能源整体解决方案提供商，为大基地项目降本增效，明阳智能义不容辞。依托于覆盖资源甄别、微观选址、风机选型、风险评价、运维服务等全生命周期的智慧化解决方案，以及具有高发电量和高稳定性的MySE3.0/4.0/5.0半直驱技术机组，明阳智能正在不断为大基地客户贡献更低度电成本和更高投资收益，推动中国风电市场稳步进入平价时代。
来源：明阳智能
