[发明专利]海上风电场运维调度方法、系统、计算机设备和存储介质

权利要求书

1.一种海上风电场运维调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取海上风电场的运维监测数据；所述运维监测数据包括风机运维数据、可调配资源数据和海域气象数据；

将所述运维监测数据进行抽象聚类，得到运维抽象数据；所述运维抽象数据包括海上任务点类、驻点类、交通工具类、天气环境类、物品资源类和人员类；

根据所述运维抽象数据和运维业务规律，建立海上风电场运维调度模型；

求解所述海上风电场运维调度模型，得到最优运维调度方案；所述最优运维调度方案包括任务点运维计划及成本、交通工具运维路线及成本、人员排班及成本、运维资源成本和运维惩罚成本；

其中，所述根据所述运维抽象数据和运维业务规律，建立海上风电场运维调度模型的步骤包括：

根据所述运维抽象数据和运维业务规律，构建运维成本模型和运维约束条件；所述运维成本模型包括交通工具类成本模型、海上任务类成本模型、人员类成本模型、物品资源类成本模型和惩罚项成本模型；所述运维约束条件包括风机被访问约束条件、船舶接送工作人员约束条件、船舶载重与载人约束条件、环境约束条件、运维时间约束条件、船舶航行约束条件和可调配人员约束条件；

在所述运维约束条件下，基于所述运维成本模型，按照以下目标函数构建所述海上风电场运维调度模型：

min Z＝Z^tr+Z^cm+Z^tech+Z^part+Z^penalty

其中，Z、Z^tr、Z^cm、Z^tech、Z^part和Z^penalty分别表示运维总成本、交通工具类成本、海上任务类成本、人员类成本、物品资源类成本和惩罚项成本；

所述交通工具类成本模型表示为：

其中，V和N分别表示船舶集合和待维护风机集合，且出航时码头看作为0号风机，回港时码头看作为n+1号风机；C_vij表示编号为v的船舶从第i台待维护风机到第j台待维护风机的路途成本，且路途成本为船舶的油耗与路程的乘积；X_vij表示船舶v是否从第i台待维护风机到第j台待维护风机，当且仅当船舶v从第i台待维护风机到第j台待维护风机时，X_vij＝1，否则为X_vij＝0；

所述海上任务类成本模型表示为：

其中，m_i表示风机i的维护成本；

所述人员类成本模型表示为：

其中，V、N_v和P分别表示船舶集合、船舶v可访问待维护风机的集合和工种类型集合；t_ip表示为第i台待维护风机需要第p类工人的数量；s_p表示第p类技术人员出行一次维修任务所需支出的费用；

所述物品资源类成本模型表示为：

其中，S表示备件类型集合；b_ip表示第i台待维护风机需要第s种类型备件的数量；b_s表示第s种类型备件的成本；

所述惩罚项成本模型表示为：

其中，表示第i台待维护风机的惩罚成本；表示第i台待维护风机的停机时刻；

所述风机被访问约束条件表示为：

所述船舶接送工作人员约束条件表示为：

其中，表示需要船舶在场的风机集合；

所述船舶载重与载人约束条件表示为：

其中，W_i表示维修第i台待维护风机需要的备件重量；是船舶v的最大载重量；表示船舶v的载人能力，即能携带的最大人数；ρ_ip表示在第i台待维护风机上进行维护工作的第p种类型技术人员的所需人数；Q_vip表示船舶v去第i台待维护风机进行维修活动船上第p种类型的技术人员的人数；

所述环境约束条件表示为：

其中，T_v0表示船舶v从码头出发的时间；T_v(2n+1)表示船舶v返回到码头的时间；表示船舶v可以出海的窗口期起点；表示船舶v可以出海的窗口期终点；

所述运维时间约束条件表示为：

其中，表示在第i台待维护风机上执行维修任务的时间长度；表示在第i台待维护风机上进行人员与备件转移的时间长度；T_vi表示船舶v去第i台待维护风机上执行维修任务的时间；T_v(n+i)表示船舶v去第i台待维护风机上接回维修任务人员的时间；

所述可调配技术人员约束条件表示为：

其中，表示驻点中可用技术人员数量；Q_vip表示船舶v去第i台待维护风机i进行维修活动所需要p类型的技术人员的人数。