[发明专利]一种海上风电机组基础施工的组织策略优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种海上风电机组基础施工的组织策略优化方法及系统，方法包括：根据预设待施工作业面的数量，确定海上风电场的全部海上基础作业面中的待施工作业面，得到多个待施工作业面组合方案；确定每个待施工作业面的开始施工月份，得到每个待施工作业面组合方案的多个实施方案；以最小化作业面使用成本及缩短工期为目标，利用多个不等式约束条件以及多个等式约束条件对每个待施工作业面组合方案的每个实施方案进行优化；将预设待施工作业面的数量加一，重复上述步骤，直到所述预设待施工作业面的数量大于海上基础作业面总数量为止，从而帮助更加科学合理地统筹制造、运输、堆存和海上施工各环节，有助于缩短海上风电建设工期、降低建设成本。

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，具体涉及一种海上风电机组基础施工的组织策略优化方法及系统。

背景技术

海上风电建设受海洋环境制约显著，成本高、风险大，同时涉及环节多，组织难度大。总体上，建安成本约占总开发成本的20-30％，且随水深增加进一步提高。以往建设经验显示，工期是影响成本的最大变量。海上风电项目建设包含：路上集控中心、送出海缆、海上升压站、集电线路、基础、上部机组在内的“六大主线”。其中，基础施工最为核心，包括上部机组、集电线路在内的海上建设任务需依据基础施工的进度进行规划。因此，基础施工进度的合理规划和排程对于优化工期、降低成本至关重要。大直径单桩基础具有结构简单、受力明确、建造及施工工艺简单、施工周期短、经济性好等优点，是国内35m以内水深海上风电场的首选基础型式。35m以上水深多采用先桩法导管架基础。目前，国内主流的施工流程为基础生产好后由制造基地直接发运至机位处，采用由若干施工船组成的海上作业面进行施工安装。项目码头堆场处通常只存储1-3套基础备用，数量少无法保证连续供货实际中往往导致海上作业面闲置，从而影响施工进度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上风电场基础施工的成本高、工期长缺陷，从而提供一种海上风电机组基础施工的组织策略优化方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种海上风电机组基础施工的组织策略优化方法，海上风电场包括多个海上基础作业面，优化方法包括：根据预设待施工作业面的数量，利用组合的方法，确定海上风电场的全部海上基础作业面中的待施工作业面，得到多个待施工作业面组合方案；确定每个待施工作业面的开始施工月份，得到每个待施工作业面组合方案的多个实施方案；以最小化作业面使用成本及缩短工期为目标，利用多个不等式约束条件以及多个等式约束条件对每个待施工作业面组合方案的每个实施方案进行优化；将预设待施工作业面的数量加一，并返回“根据预设待施工作业面的数量，利用组合的方法，确定海上风电场的全部海上基础作业面中的待施工作业面，得到多个待施工作业面组合方案”的步骤，直到预设待施工作业面的数量大于海上基础作业面总数量为止。

在一实施例中，以最小化作业面使用成本及缩短工期为目标，目标函数为：

/

式中，F为作业面使用成本，T为工期，Cⁱ为第i个海上基础作业面的月使用成本，为第i个海上基础作业面在第j个月是否参与施工，i＝1,2,...,n，j＝1,2,…,M，n为预设待施工作业面的数量，M为最长建设周期。

在一实施例中，不等式约束条件包括：用于保证施工期间码头堆场内存储的基础数量始终不超过码头设计容量的约束条件，约束公式为：

式中，S_j为制造基地在第j月供货基础数量，为施工实际采用第i个海上基础作业面在第j月的能施工基础数量，/为第i个海上基础作业面在第j个月是否参与施工，B为预设码头堆场能够堆存基础数量，i＝1,2,...,n，j＝1,2,…,M，n为预设待施工作业面的数量，M为最长建设周期。