所属的技术人员能够理解,本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本发明的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。本发明再一个实施例中,提供一种计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,该系统能够用于实现上述计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,具体的,该计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统包括条件模块、参数模块以及编排模块。其中,条件模块,设置海风机组检修编排条件;海风机组检修编排条件包括:海上风电场包括i个风电机组,每个风电机组上的检修任务需要τi小时的检修,且必须在第j天前完成,在短期和长期的规划中,风机轮毂处的风速、浪高、风电上网电价均具有不确定性;风电机组的可及性受风机轮毂处风速和海面浪高的安全阈值限制。参数模块,基于设置的海风机组检修编排条件,获取海风检修编排数据信息,包括有检修需求的海风机组参数、运维船租赁价格、检修人员数量、工作时薪、加班时薪;检修需求的海风机组参数包括额定功率、切入风速、切出风速、额定风速。编排模块,根据获取的海风检修编排数据信息,以发电收益最大为目标函数,在计及多重不确定条件下执行风电机组检修方式编排优化计划。进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划具体为:建立了一种以发电收益最大、检修成本最小、停机损失最低为目标的两阶段海风机组检修计划编排优化模型;第一阶段为日前24小时的调度计划,第二阶段为短期阶段后的未来多日调度计划;以发电收益最大为目标函数,考虑各约束条件实现海风机组的检修方式最优编排。目标函数为:其中,rsts为短期收益;为天数集合;d为天数编号;为未来天的长期收益,l为因延迟维修造成的额外费用。在短期收益阶段中,决策变量为mt,i、nt,i和v,分别为风机i在t时刻的预防性检修、修复性检修和租船指令;在长期收益阶段中,决策变量为和分别为场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;短期收益阶段和长期收益阶段中所有的决策变量均为二进制变量;短期收益rsts、长期收益和因延迟维修造成的额外费用l具体如下:其中,为风机集合;为sts的时间集合;m、c分别为执行一次预防性检修和修复性检修的检修费用;r、et分别为运维船的租赁单价和风电售电价格;ψ、q分别为员工的时薪和加班时薪;pt,i,s为场景s中风机i在t时的发电量;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;ρi∈{0,1}为输入参数,表示风机是否已被分配检修指令;为第d日的发电量;τi为风机i的检修时间;prate为风机的额定发电功率;为lts第一天估计的平均发电量。约束条件如下:检修约束:其中,θi∈{0,1}为风机i的检修需求,为输入参数;at,i,s为sts中场景s对风机i在t时刻下发的检修指令延迟执行的时间,为输入参数,it,i,s∈{0,1}表示sts中从时段t以后是否至少存在一个检修窗口;bi,s为在sts未执行的检修任务推移到lts中执行所需要的时间;wi,s表示在sts中场景s风机i是否出现无法执行检修指令的情况;b为员工调派的最大值;为额外工作组的需求,即若检修指令造成所需的检修工作组数量超出了原本风电场配置的b,则需要临时调派额外的工作组参加检修;gi,s表示风机i的检修指令延迟执行后是否发生故障停机,gi,s为0时表示发生故障停机;dj为lts的最后一天;β是一个很小的正数,αd,i,s是一个输入参数,表示场景s中风机i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出现一个检修窗口;风机可用性约束:其中,yt,i,s为场景s中风机i在t时是否停机;yd,i,s为场景s中风机i在第d日是否出现停机情况;表示场景s风机i在第d天的修复性检修指令;θi∈{0,1}为风机i的检修需求;m是一个正整数;运维船与员工约束:其中,mt,i、nt,i和v分别表示风机i在t时刻的pm、cm和租船指令;分别表示场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;w表示每个员工每日的工作时间;b为员工调派的最大值;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;为当日额外加班时长;为在sts未执行的维护任务推移到lts中执行所需要的时间;τi表示维护需满足的连续时间;h表示总加班时间不能超过的小时数。本发明再一个实施例中,提供了一种终端设备,该终端设备包括处理器以及存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processingunit,cpu),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,其是终端的计算核心以及控制核心,其适于实现一条或一条以上指令,具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能;本发明实施例所述的处理器可以用于计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法的操作,包括:设置海风机组检修编排条件;基于设置的海风机组检修编排条件,获取海风检修编排数据信息,包括有检修需求的海风机组参数、运维船租赁价格、检修人员数量、工作时薪、加班时薪;根据获取的海风检修编排数据信息,以发电收益最大为目标函数,在计及多重不确定条件下执行风电机组检修方式编排优化计划。本发明再一个实施例中,本发明还提供了一种存储介质,具体为计算机可读存储介质(memory),所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备,用于存放程序和数据。可以理解的是,此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质,当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质,可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质提供存储空间,该存储空间存储了终端的操作系统。并且,在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令,这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是,此处的计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任一合适的组合。计算机可读存储介质还包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任一合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等,或者上述的任一合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任一组合来编写用于执行本发明操作的程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任一种类的网络,包括局域网(lan)或广域网(wan),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令,以实现上述实施例中有关计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法的相应步骤;计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤:设置海风机组检修编排条件;基于设置的海风机组检修编排条件,获取海风检修编排数据信息,包括有检修需求的海风机组参数、运维船租赁价格、检修人员数量、工作时薪、加班时薪;根据获取的海风检修编排数据信息,以发电收益最大为目标函数,在计及多重不确定条件下执行风电机组检修方式编排优化计划。请参阅图3,终端设备为计算机设备,该实施例的计算机设备60包括:处理器61、存储器62以及存储在存储器62中并可在处理器61上运行的计算机程序63,该计算机程序63被处理器61执行时实现实施例中的储层改造井筒中流体组成计算方法,为避免重复,此处不一一赘述。或者,该计算机程序63被处理器61执行时实现实施例计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统中各模型/单元的功能,为避免重复,此处不一一赘述。计算机设备60可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备60可包括,但不仅限于,处理器61、存储器62。本领域技术人员可以理解,图3仅仅是计算机设备60的示例,并不构成对计算机设备60的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。所称处理器61可以是中央处理单元(central processing unit,cpu),还可以是其它通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、基于量子计算的数据处理逻辑器、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器62可以是计算机设备60的内部存储单元,例如计算机设备60的硬盘或内存。存储器62也可以是计算机设备60的外部存储设备,例如计算机设备60上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smart media card,smc),安全数字(secure digital,sd)卡,闪存卡(flash card)等。进一步地,存储器62还可以既包括计算机设备60的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器62用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其它程序和数据。存储器62还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory,rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory,mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory,fram)、相变存储器(phase change memory,pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory,ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,ram可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(static random access memory,sram)或动态随机存取存储器(dynamic randomaccess memory,dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。请参阅图4,终端设备600为电子设备,电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于:至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。其中,存储单元存储有程序代码,程序代码可以被处理单元610执行,使得处理单元610执行本说明书上述方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如,处理单元610可以执行如图5中所示的步骤。存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质,例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202,还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204,这样的程序模块6205包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任一总线结构的局域总线。电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信,和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且,电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。接下来使用某具体算例来验证所提出的计及多重不确定性的海风机组检修方式编排优化方法的可行性。本算例考虑有检修需求的风机有5台,风电机组的额定功率为12mw,切入风速为2.5m/s,额定风速为12m/s,切出风速为25m/s。运维船的租赁价格为2500美元/天。检修人员数量为4人,分为2个工作组,每个工作组时薪250美元,加班时薪为125美元,每个工作组的标准工作时间为8小时,超过8小时的为加班时间,每日所有人的总加班最多8小时。pm的费用为4000美元/次,cm费用为16000美元/次。考虑检修优化的时间范围为20天,即剩余寿命小于20天的风机设置其θ=1。出海安全作业的最大风速为15m/s,最大浪高为1.8m。5台风机的检修时间分别设置为τ1=8h、τ2=7h、τ3=6h、τ4=7h、τ5=4h,剩余寿命分别为λ1=2d、λ2=8d、λ3=12d、λ4=16.2d、λ5=18d,风速预测误差为3m/s,浪高预测误差为0.5m,电价预测误差为4美元。所构建的检修编排模型采用cplex进行求解。算例总共设置随机规划的不确定场景数为20个。为测试所提检修编排模型应对不确定性的能力,设置以下2种策略作对照:1)设未来的风速、浪高和电价能被准确预测,即拥有完美预测信息,并在此基础上做检修编排规划,此策略的目的是对比考虑不确定性的策略与最优策略的差距;2)仅利用单次的风速、浪高和电价的预测结果做检修编排规划,即单场景规划,该场景的预测结果与多场景预测的结果具有同一误差分布,此策略用于体现考虑不确定性的检修编排策略的优越性。三种策略在40个不同的天气、电价测试场景上的检修成本如图1所示。可以看到,相比随机规划,单场景预测规划的成本总体相对较高,而随机规划的成本更接近完美信息规划,可见,考虑不确定性的随机规划具有更好的经济性,应对预测变化的能力更佳。关于三种策略在这40个测试场景更细节的结果如表1所示。需要说明的是,本发明的检修需求(风机的剩余寿命,检修时间)在这40个测试场景里是不变的,不同的测试场景意味着不同的预测信息,所以检修编排结果也不同。表1三种策略在40个测试场景的细节性能比较tab.1detailed performancecomparison of three strategies in 40test scenarios由表1可知,随机规划平均在每个场景的检修成本约为35732.6美元,相比基于完美信息规划的35188.8美元,差距仅为1.5%,而单场景预测规划的成本为38111.8美元,与基于完美信息规划的成本差距为8.3%。在发电损失方面,随机规划平均每场景损失为2063.9美元,比单场景规划的3089.4美元少1026.5美元,减少了更多的停机损失。在额外费用方面,随机规划的额外需求工作组xa及其工时qa为0,与完美信息规划一致,而单场景预测规划由于无法考虑不确定性,给出的检修编排规划有时会超过原本的风电场人员配置,所以其平均每个场景有0.125的额外工作组需求,相应的额外工作组工作时间为0.8小时。租船次数越多表明检修编排任务越分散。图2展现了三种策略在测试场景1的检修编排差异。可以看到,单场景预测规划给出的检修编排超出了风电场检修人员配置,wt1、wt3和wt4存在检修重合的时段,但风电场原本只配置了2个检修工作组,因此需要紧急调派额外的工作组参加检修工作。与此不同的是,随机规划与完美信息规划前3天的检修编排结果完全一致,将风机1和风机4安排在第二天检修。由于随机规划考虑的场景数有限和预测误差的存在,其对剩余的检修任务风机2、风机3和风机5的检修编排与完美信息的检修编排结果不一样。通过算例分析表明,与不考虑确定性的单场景检修编排规划相比,考虑不确定性的随机规划给出的检修编排计划的成本更低,检修编排计划更合理,与最优的完美信息规划的成本差距仅为1.5%。另外,该模型可以在线滚动执行,能为风电场的检修工作提供支持。综上所述,本发明一种计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法及系统,能够应对实际海风机组检修编排中多种变化场景,降低海上风电机组的检修成本,实现海上风电机组合理有效的检修方式编排。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以意识到,结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(randomaccess memory,ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等,需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
背景技术:
1、随着海上风电向深海、远海区域的建设,检修人员所面临的更恶劣的天气、更低的可及率,进一步限制了维护窗口的选择,给风电场日常的检修计划调度带来极大的挑战。据统计,海上风电的检修成本约占总成本的30%。其中,技术工人、交通运输费用占检修活动费用的28~73%。另外,真正维护风机的时间只占停机时间的5%,而剩下的95%是由于等待合适的天气及备件造成的。
2、目前,有关海上风电检修研究主要集中风电场的备件备品策略、风电场运输船资源配置以及检修周期的制定。此类研究均属于风电场的长期检修策略,有关短期检修策略的研究较少。在海上风电领域中,短期维护计划的检修编排策略是指满足各类检修约束的条件下,精细化发电机组的开、停状态、检修资源的分配和人员的安排,以实现本次检修活动的成本最低。在调度检修任务时,风、浪等因素会影响检修人员出海的可及窗口,技术人员的可用性、运维船的租赁等因素则影响工作的执行效率。现有关于海上风电短期检修计划的研究大多基于完全准确的预测信息,并在此基础上做检修编排优化,同时在对影响检修计划的因素上考虑得不够全面。由于风速、海浪、风电售价等具有不确定性,确定性的检修策略无法应对多种情况。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法及系统,用于解决现有对影响检修计划的因素上考虑得不够全面,确定性的检修策略无法应对多种情况的技术问题。
2、本发明采用以下技术方案:
3、计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,包括以下步骤:
4、设置海风机组检修编排条件;
5、基于设置的海风机组检修编排条件,获取海风检修编排数据信息,包括有检修需求的海风机组参数、运维船租赁价格、检修人员数量、工作时薪、加班时薪;
6、根据获取的海风检修编排数据信息,以发电收益最大为目标函数,在计及多重不确定条件下执行风电机组检修方式编排优化计划。
7、优选地,海风机组检修条件包括:
8、海上风电场包括i个风电机组,每个风电机组上的检修任务需要τi小时的检修,且必须在第j天之前完成,
9、在短期和长期的规划中,风机轮毂处的风速、浪高、风电上网电价均具有不确定性;
10、风电机组的可及性受风机轮毂处风速和海面浪高的安全阈值限制。
11、优选地,检修需求的海风机组参数包括额定功率、切入风速、切出风速、额定风速。
12、优选地,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划具体为:
13、建立了一种以发电收益最大、检修成本最小、停机损失最低为目标的两阶段海风机组检修计划编排优化模型;第一阶段为日前24小时的调度计划,第二阶段为短期阶段后的未来多日调度计划;以发电收益最大为目标函数,考虑各约束条件实现海风机组的检修方式最优编排。
14、优选地,目标函数为:
15、
16、其中,rsts为短期收益;为天数集合;d为天数编号;为未来天的长期收益,l为因延迟维修造成的额外费用。
17、优选地,在短期收益阶段中,决策变量为mt,i、nt,i和v,分别为风机i在t时刻的预防性检修、修复性检修和租船指令;
18、在长期收益阶段中,决策变量为和分别为场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;
19、短期阶段和长期阶段中所有的决策变量均为二进制变量。
20、优选地,短期收益rsts、长期收益和因延迟维修而造成的额外费用l具体如下:
21、
22、其中,为风机集合;为sts的时间集合;m、c分别为执行一次预防性检修和修复性检修的检修费用;r、et分别为运维船的租赁单价和风电售电价格;ψ、q分别为员工的时薪和加班时薪;pt,i,s为场景s中风机i在t时的发电量;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;ρi∈{0,1}为输入参数,表示风机是否已被分配检修指令;为第d日的发电量;τi为风机i的检修时间;prate为风机的额定发电功率;为lts第一天估计的平均发电量。
23、优选地,约束条件如下:
24、检修约束:
25、
26、其中,θi∈{0,1}为风机i的检修需求,为输入参数;at,i,s为sts中场景s对风机i在t时刻下发的检修指令延迟执行的时间,为输入参数,it,i,s∈{0,1}表示sts中从时段t以后是否至少存在一个检修窗口;bi,s为在sts未执行的检修任务推移到lts中执行所需要的时间;wi,s表示在sts中场景s风机i是否出现无法执行检修指令的情况;b为员工调派的最大值;为额外工作组的需求,即若检修指令造成所需的检修工作组数量超出了原本风电场配置的b,则需要临时调派额外的工作组参加检修;gi,s表示风机i的检修指令延迟执行后是否发生故障停机,gi,s为0时表示发生故障停机;dj为lts的最后一天;β是一个很小的正数,αd,i,s是一个输入参数,表示场景s中风机i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出现一个检修窗口;
27、风机可用性约束:
28、
29、其中,yt,i,s为场景s中风机i在t时是否停机;yd,i,s为场景s中风机i在第d日是否出现停机情况;表示场景s风机i在第d天的修复性检修指令;θi∈{0,1}为风机i的检修需求;m是一个正整数;
30、运维船与员工约束:
31、
32、
33、其中,mt,i、nt,i和v分别表示风机i在t时刻的pm、cm和租船指令;分别表示场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;w表示每个员工每日的工作时间;b为员工调派的最大值;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;为当日额外加班时长;为在sts未执行的维护任务推移到lts中执行所需要的时间;τi表示维护需满足的连续时间;h表示总加班时间不能超过的小时数。
34、第二方面,本发明实施例提供了一种计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,包括:
35、条件模块,设置海风机组检修编排条件;
36、参数模块,基于设置的海风机组检修编排条件,获取海风检修编排数据信息,包括有检修需求的海风机组参数、运维船租赁价格、检修人员数量、工作时薪、加班时薪;
37、编排模块,根据获取的海风检修编排数据信息,以发电收益最大为目标函数,在计及多重不确定条件下执行风电机组检修方式编排优化计划。
38、优选地,海风机组检修编排条件包括:
39、海上风电场包括i个风电机组,每个风电机组上的检修任务需要τi小时的检修,且必须在第j天前完成,
40、在短期和长期的规划中,风机轮毂处的风速、浪高、风电上网电价均具有不确定性;
41、风电机组的可及性受风机轮毂处风速和海面浪高的安全阈值限制。
42、优选地,检修需求的海风机组参数包括额定功率、切入风速、切出风速、额定风速。
43、优选地,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划具体为:
44、建立了一种以发电收益最大、检修成本最小、停机损失最低为目标的两阶段海风机组检修计划编排优化模型;第一阶段为日前24小时的调度计划,第二阶段为短期阶段后的未来多日调度计划;以发电收益最大为目标函数,考虑各约束条件实现海风机组的检修方式最优编排。
45、优选地,目标函数为:
46、
47、其中,rsts为短期收益;为天数集合;d为天数编号;为未来天的长期收益,l为因延迟维修造成的额外费用。
48、优选地,在短期收益阶段中,决策变量为mt,i、nt,i和v,分别为风机i在t时刻的预防性检修、修复性检修和租船指令;
49、在长期收益阶段中,决策变量为和分别为场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;
50、短期收益阶段和长期收益阶段中所有的决策变量均为二进制变量;
51、短期收益rsts、长期收益和因延迟维修造成的额外费用l具体如下:
52、
53、其中,为风机集合;为sts的时间集合;m、c分别为执行一次预防性检修和修复性检修的检修费用;r、et分别为运维船的租赁单价和风电售电价格;ψ、q分别为员工的时薪和加班时薪;pt,i,s为场景s中风机i在t时的发电量;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;ρi∈{0,1}为输入参数,表示风机是否已被分配检修指令;为第d日的发电量;τi为风机i的检修时间;prate为风机的额定发电功率;为lts第一天估计的平均发电量。
54、优选地,约束条件如下:
55、检修约束:
56、
57、其中,θi∈{0,1}为风机i的检修需求,为输入参数;at,i,s为sts中场景s对风机i在t时刻下发的检修指令延迟执行的时间,为输入参数,it,i,s∈{0,1}表示sts中从时段t以后是否至少存在一个检修窗口;bi,s为在sts未执行的检修任务推移到lts中执行所需要的时间;wi,s表示在sts中场景s风机i是否出现无法执行检修指令的情况;b为员工调派的最大值;为额外工作组的需求,即若检修指令造成所需的检修工作组数量超出了原本风电场配置的b,则需要临时调派额外的工作组参加检修;gi,s表示风机i的检修指令延迟执行后是否发生故障停机,gi,s为0时表示发生故障停机;dj为lts的最后一天;β是一个很小的正数,αd,i,s是一个输入参数,表示场景s中风机i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出现一个检修窗口;
58、风机可用性约束:
59、
60、其中,yt,i,s为场景s中风机i在t时是否停机;yd,i,s为场景s中风机i在第d日是否出现停机情况;表示场景s风机i在第d天的修复性检修指令;θi∈{0,1}为风机i的检修需求;m是一个正整数;
61、运维船与员工约束:
62、
63、其中,mt,i、nt,i和v分别表示风机i在t时刻的pm、cm和租船指令;分别表示场景s风机i在第d天的预防性检修、修复性检修和租船指令;w表示每个员工每日的工作时间;b为员工调派的最大值;xt,i,s∈{0,1}为场景s中风机i在t时是否处于检修中;qs为当日加班总时长;为当日额外加班时长;为在sts未执行的维护任务推移到lts中执行所需要的时间;τi表示维护需满足的连续时间;h表示总加班时间不能超过的小时数。
64、第三方面,一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法的步骤。
65、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法的步骤。
66、与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
67、计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,考虑实际海风检修的特性作出条件假设,提高了后续编排海风机组检修计划的实际应用价值;获取海风检修编排数据信息,为后续编排海风机组检修计划提供边界条件;充分考虑风速、海浪、风电售价等具有的不确定性,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划,能够更好地应对实际编排中变化的场景。
68、进一步的,在海风机组检修条件设置中,设置海上风电场风电机组数目、检修时长及时限的检修条件为后续检修编排提供了边界参数;设置风速、浪高、风电上网电价具有不确定性的检修条件能够更好应对变化的场景;设置风电机组的可及性受风速和海面浪高的安全阈值限制的检修条件保证了检修编排计划的实用性,故设置以上海风机组检修条件充分考虑了海风机组检修的实际特性,能够提高后续编排海风机组检修计划的实际应用价值。
69、进一步的,设置在每台风机剩余寿命之前执行的检修为预防性检修,在之后执行的检修为修复性检修,且修复性检修费用高于预防性检修费用,有利于在后续海风机组检修方式编排中让风机尽可能采取预防性检修,进而降低海风机组检修方式编排成本,提高海风机组检修方式编排的经济性。
70、进一步的,通过建立一种以发电收益最大、检修成本最小、停机损失最低为目标的两阶段海风机组检修计划编排优化模型,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划,其中计及多重不确定性保证了检修编排计划的实用性,目标函数设置为发电收益最大有利于降低检修计划编排的成本,分短期、长期两个阶段进行检修编排使得检修编排计划更加合理。
71、进一步的,在短期、长期两个阶段分别设置风机预防性检修、修复性检修和租船指令为决策变量,能够计及不同时间尺度下的不确定性因素影响,有效考虑短期、长期两个阶段不同的检修编排特性,从而得到针对性的短期、长期两个阶段不同的预防性检修、修复性检修和租船指令,提高海风机组检修方式编排优化方法的有效性和合理性。
72、进一步的,设置了检修约束、风机可用性约束、运维船与员工约束作为海风机组检修方式编排优化方法的约束条件,其中检修约束考虑海风机组检修的实际特性,包括检修需求、检修时限、检修连续性等;风机可用性约束描述风机是否处于可用状态;运维船与员工约束描述运维船租赁需求及员工工作时长限制,设置如上约束条件有利于对海风机组检修方式编排进行更加精细化的建模,使得检修编排更加贴近实际,提升了检修方式编排优化方法的有效性。
73、可以理解的是,上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。
74、综上所述,本发明能够实现精细化调度、降低海上风电检修成本。
75、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,海风机组检修编排条件包括:
3.根据权利要求1所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,检修需求的海风机组参数包括额定功率、切入风速、切出风速、额定风速。
4.根据权利要求1所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划具体为:
5.根据权利要求4所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,目标函数为:
6.根据权利要求5所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,在短期收益阶段中,决策变量为mt,i、nt,i和v,分别为风机i在t时刻的预防性检修、修复性检修和租船指令;
7.根据权利要求6所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,短期收益rsts、长期收益和因延迟维修造成的额外费用l具体如下:
8.根据权利要求5所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化方法,其特征在于,约束条件如下:
9.一种计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,海风机组检修编排条件包括:
11.根据权利要求9所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,检修需求的海风机组参数包括额定功率、切入风速、切出风速、额定风速。
12.根据权利要求9所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,进行计及多重不确定条件下的风电机组检修方式编排计划具体为:
13.根据权利要求12所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,目标函数为:
14.根据权利要求13所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,在短期收益阶段中,决策变量为mt,i、nt,i和v,分别为风机i在t时刻的预防性检修、修复性检修和租船指令;
15.根据权利要求13所述的计及多重不确定性分布式发电检修编排优化系统,其特征在于,约束条件如下:
16.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行权利要求1至8任一所述的方法。
17.一种计算设备,其特征在于,包括:
