[发明专利]一种考虑尾流效应的海上风电机组维护路径随机规划方法

权利要求书

1.一种考虑尾流效应的海上风电机组维护路径随机规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)描述海洋天气中风、浪、涌的相关性和不确定性；

2)考虑人员、船只、惩罚和停机损失的各项成本构成，以维护成本最小作为目标函数，并基于风、浪、涌对船只航行时间以及出海可及窗口的影响构建对应的约束条件，目标函数C的表达式为：

min C＝c^q+c^b+c^p+c^s

其中，c^q为维护人员成本，c^b为船只成本，c^p为惩罚成本，c^s为停机损失，Ω为场景总数，ω为场景编号，D为总天数，d为天数编号，L为运维船只数，l为运维船编号，H为技术人员类型总数，h为技术人员类型编号，π_ω为场景ω的概率，Q_l,d,h为运维船l在第d天离开节点0时船上类型为h的技术人员数量，为场景ω下类型为h的单个技术人员每天所需费用，μ_i,h为维护节点i所需要类型为h的技术人员数量，为场景ω下单个维护人员单位时间的海上等待成本，分别为场景ω下运维船l在第d天到达放下节点i和接取节点n+i的时间段，τ为人员和备件从运维船转移到节点机组所在处所需时间段，T_i^m为维护节点i所需时间段，Z^-＝{1,2,3,...,n}为放下节点的集合，Z⁺＝{n+1,n+2,...,2n}为接取节点的集合，则Z＝Z^-∪Z⁺，并将一天内维护作业开始和结束的节点分别记为节点0和节点2n+1，即港口；

N为所有待维修机组所在节点的集合，其包括港口且i、j∈N，为场景ω下运维船l在第d天海上航行的单位时间成本，T_ω,l,i,j,d为场景ω下运维船l在第d天从节点i航行到节点j所需时间，x_l,i,j,d为路径决策变量，即当运维船l在第d天从节点i驶向节点j的路径被选取时，其值为1，否则为0，ξ_j表示是否需要船只驻留，若节点j维护时不需要船只驻留，则ξ_j为1，否则为0，为场景ω下运维船l在第d天在节点j维护时所需的驻留成本；

y_i为机组所在节点i超过推荐的维护时间后延迟维护的天数，为场景ω下机组所在节点i延迟维护后每天的惩罚成本；

t为时段编号，λ_i为机组所在节点i待维护部件故障停机的概率，c^f为海上风电的上网电价，P_ω,i,t为场景ω下机组所在节点i在时段t下正常运行时的输出功率，Δt为时段t的时长，为场景ω下由于机组停机造成的损失电量；

所述的场景ω下运维船l在第d天从节点i航行到节点j所需时间T_ω,l,i,j,d根据考虑风、浪、涌海洋天气建模，具体为：

其中，为自然运行条件下运维船l从节点i到节点j的航行时间，a_ω,l,i,j,d为场景ω下运维船l在第d天从节点i到节点j适宜航行的概率，γ为风、浪、涌下的航行时间综合影响系数，为场景ω下运维船l在第d天从节点i到节点j航行所需各时段下的海上平均风速，为场景ω下时段t的海上风速；

3)由于维护状态会改变机组间尾流分布，结合尾流模型与维护状态描述各机组输入风速的变化，并精细化目标函数中由于机组停机造成的损失电量；

4)对目标函数进行求解，得到最优的维护路径。