[发明专利]一种海上风电场运维方法及装置

说明书

本发明涉及一种海上风电场运维方法及装置，所述方法包括以下步骤：1)基于风电场在线和离线的运行监控数据和机组维护数据，获得初始运维调度方案；2)根据当前运维调度方案进行风电场运维，记录实时维修进度断面和动态待修机组集群；3)根据所述维修进度断面更新维修任务执行的时间尺度信息；4)判断是否存在新增维修需求，若是，则更新动态待修机组集群，根据考虑尾流效应的调度模型产生实时运维调度方案，返回步骤2)，若否，则直接返回步骤2)。与现有技术相比，本发明具有提高维修效率、降低成本等优点。

技术领域

本发明涉及海上风电控制技术领域，涉及一种海上风电场运维方法，尤其是涉及一种考虑尾流效应的海上风电场运维方法及装置。

背景技术

海上风电是风电技术的前沿领域，也是近年来国内外新能源发展的一个战略重点。与陆上风电相比，海上风电场运行维修的复杂度及成本大大高于陆上风电场，而海上维修船只的成本最高可约占运维总成本的73％。合理使用维修船只，优化安排维修任务的次序和路径，能够更加有序高效的开展维修工作，提高维修效率，降低运维成本，减少停机损失。海上运维任务的调度是一个复杂的优化问题，其安排受到海上天气情况、维修类型、维修船只载重、维修工作时长等因素的影响。随着国内外海上风电场建设规模的增长，运行维修工作量的增大，该问题也逐渐引起了学术界和工程界的关注。

海上风电场机组维运维任务的安排，可归结成一个物流配送优化调度问题(Vehicle Routing Problem，VRP)。将岸上港口作为VRP问题的配送中心，机组作为顾客，维修任务安排可以描述为对待维修机组，在满足一定的约束条件下，如船只载重、人员、工作时长等，确定适当的船只数量和行驶路线，使其从港口出发，有序的完成维修任务，最后返回港口，从而使得费用最小。该问题于1959年由Dantzig和Ramser首次提出，其理论成果已广泛应用于航空、通讯、工业管理、计算机应用等领域，用以解决航空飞机排班、物流公司货物安排的的优化设计以及工业生产中的计划与控制等多种组合优化问题，但在海上风电的应用尚处于研究的起步阶段。学者Li Xiaodong、Dai Lijuan、Matthias H在分析海上风电场运维成本构成和内外部影响因素的基础上，考虑天气、人员、备件等维修条件，构建了海上风电场维修船行路线的调度和运维成本模型。Chandra在分析单个海上风电场运维任务调度的基础上，进一步对多个海上风电场运维任务的联合调度开展研究。在上述研究中，尚未考虑不同机组维修的紧迫性差异，且假设新发生的故障告警对维修计划不造成影响，与实际运行维修存在一定的差异，维修效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种海上风电场运维方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种海上风电场运维方法，包括以下步骤：

1)基于风电场在线和离线的运行监控数据和机组维护数据，获得初始运维调度方案；

2)根据当前运维调度方案进行风电场运维，记录实时维修进度断面和动态待修机组集群；

3)根据所述维修进度断面更新维修任务执行的时间尺度信息；

4)判断是否存在新增维修需求，若是，则更新动态待修机组集群，根据考虑尾流效应的调度模型产生实时运维调度方案，返回步骤2)，若否，则直接返回步骤2)。

进一步地，步骤1)中，所述运行监控数据从风电场地理信息系统、风功率预测系统、数据采集与监视控制系统和风电场状态监测系统中获取；

所述机组维护数据包括机组定期运维计划、运维人员及排班，运维船只信息和备品备件数据。

进一步地，所述实时维修进度断面的信息包括维修机组信息和维修资源信息。

进一步地，所述考虑尾流效应的调度模型的目标函数为：