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      計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法及系統(tǒng)

      文檔序號:40357118發(fā)布日期:2024-12-18 13:35閱讀:9來源:國知局
      計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法及系統(tǒng)

      所屬的技術(shù)人員能夠理解,本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此,本發(fā)明的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式,即:完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、微代碼等),或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式,這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺”。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,提供一種計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠用于實(shí)現(xiàn)上述計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法,具體的,該計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化系統(tǒng)包括條件模塊、參數(shù)模塊以及編排模塊。其中,條件模塊,設(shè)置海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件;海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件包括:海上風(fēng)電場包括i個(gè)風(fēng)電機(jī)組,每個(gè)風(fēng)電機(jī)組上的檢修任務(wù)需要τi小時(shí)的檢修,且必須在第j天前完成,在短期和長期的規(guī)劃中,風(fēng)機(jī)輪轂處的風(fēng)速、浪高、風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)均具有不確定性;風(fēng)電機(jī)組的可及性受風(fēng)機(jī)輪轂處風(fēng)速和海面浪高的安全閾值限制。參數(shù)模塊,基于設(shè)置的海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件,獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,包括有檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)、運(yùn)維船租賃價(jià)格、檢修人員數(shù)量、工作時(shí)薪、加班時(shí)薪;檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)包括額定功率、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、額定風(fēng)速。編排模塊,根據(jù)獲取的海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),在計(jì)及多重不確定條件下執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化計(jì)劃。進(jìn)行計(jì)及多重不確定條件下的風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排計(jì)劃具體為:建立了一種以發(fā)電收益最大、檢修成本最小、停機(jī)損失最低為目標(biāo)的兩階段海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃編排優(yōu)化模型;第一階段為日前24小時(shí)的調(diào)度計(jì)劃,第二階段為短期階段后的未來多日調(diào)度計(jì)劃;以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),考慮各約束條件實(shí)現(xiàn)海風(fēng)機(jī)組的檢修方式最優(yōu)編排。目標(biāo)函數(shù)為:其中,rsts為短期收益;為天數(shù)集合;d為天數(shù)編號;為未來天的長期收益,l為因延遲維修造成的額外費(fèi)用。在短期收益階段中,決策變量為mt,i、nt,i和v,分別為風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;在長期收益階段中,決策變量為和分別為場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;短期收益階段和長期收益階段中所有的決策變量均為二進(jìn)制變量;短期收益rsts、長期收益和因延遲維修造成的額外費(fèi)用l具體如下:其中,為風(fēng)機(jī)集合;為sts的時(shí)間集合;m、c分別為執(zhí)行一次預(yù)防性檢修和修復(fù)性檢修的檢修費(fèi)用;r、et分別為運(yùn)維船的租賃單價(jià)和風(fēng)電售電價(jià)格;ψ、q分別為員工的時(shí)薪和加班時(shí)薪;pt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)的發(fā)電量;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;ρi∈{0,1}為輸入?yún)?shù),表示風(fēng)機(jī)是否已被分配檢修指令;為第d日的發(fā)電量;τi為風(fēng)機(jī)i的檢修時(shí)間;prate為風(fēng)機(jī)的額定發(fā)電功率;為lts第一天估計(jì)的平均發(fā)電量。約束條件如下:檢修約束:其中,θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求,為輸入?yún)?shù);at,i,s為sts中場景s對風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻下發(fā)的檢修指令延遲執(zhí)行的時(shí)間,為輸入?yún)?shù),it,i,s∈{0,1}表示sts中從時(shí)段t以后是否至少存在一個(gè)檢修窗口;bi,s為在sts未執(zhí)行的檢修任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;wi,s表示在sts中場景s風(fēng)機(jī)i是否出現(xiàn)無法執(zhí)行檢修指令的情況;b為員工調(diào)派的最大值;為額外工作組的需求,即若檢修指令造成所需的檢修工作組數(shù)量超出了原本風(fēng)電場配置的b,則需要臨時(shí)調(diào)派額外的工作組參加檢修;gi,s表示風(fēng)機(jī)i的檢修指令延遲執(zhí)行后是否發(fā)生故障停機(jī),gi,s為0時(shí)表示發(fā)生故障停機(jī);dj為lts的最后一天;β是一個(gè)很小的正數(shù),αd,i,s是一個(gè)輸入?yún)?shù),表示場景s中風(fēng)機(jī)i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出現(xiàn)一個(gè)檢修窗口;風(fēng)機(jī)可用性約束:其中,yt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否停機(jī);yd,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在第d日是否出現(xiàn)停機(jī)情況;表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的修復(fù)性檢修指令;θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求;m是一個(gè)正整數(shù);運(yùn)維船與員工約束:其中,mt,i、nt,i和v分別表示風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的pm、cm和租船指令;分別表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;w表示每個(gè)員工每日的工作時(shí)間;b為員工調(diào)派的最大值;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;為當(dāng)日額外加班時(shí)長;為在sts未執(zhí)行的維護(hù)任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;τi表示維護(hù)需滿足的連續(xù)時(shí)間;h表示總加班時(shí)間不能超過的小時(shí)數(shù)。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,提供了一種終端設(shè)備,該終端設(shè)備包括處理器以及存儲器,所述存儲器用于存儲計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令,所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)存儲的程序指令。處理器可能是中央處理單元(central?processingunit,cpu),還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號處理器(digital?signal?processor、dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit,asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(field-programmable?gate?array,fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等,其是終端的計(jì)算核心以及控制核心,其適于實(shí)現(xiàn)一條或一條以上指令,具體適于加載并執(zhí)行一條或一條以上指令從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)方法流程或相應(yīng)功能;本發(fā)明實(shí)施例所述的處理器可以用于計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法的操作,包括:設(shè)置海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件;基于設(shè)置的海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件,獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,包括有檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)、運(yùn)維船租賃價(jià)格、檢修人員數(shù)量、工作時(shí)薪、加班時(shí)薪;根據(jù)獲取的海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),在計(jì)及多重不確定條件下執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化計(jì)劃。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明還提供了一種存儲介質(zhì),具體為計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(memory),所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)是終端設(shè)備中的記憶設(shè)備,用于存放程序和數(shù)據(jù)。可以理解的是,此處的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)既可以包括終端設(shè)備中的內(nèi)置存儲介質(zhì),當(dāng)然也可以包括終端設(shè)備所支持的擴(kuò)展存儲介質(zhì),可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì),該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)提供存儲空間,該存儲空間存儲了終端的操作系統(tǒng)。并且,在該存儲空間中還存放了適于被處理器加載并執(zhí)行的一條或一條以上的指令,這些指令可以是一個(gè)或一個(gè)以上的計(jì)算機(jī)程序(包括程序代碼)。需要說明的是,此處的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任一合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)還包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號,其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式,包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任一合適的組合??勺x存儲介質(zhì)還可以是可讀存儲介質(zhì)以外的任何可讀介質(zhì),該可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序??勺x存儲介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸,包括但不限于無線、有線、光纜、rf等等,或者上述的任一合適的組合。可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語言的任一組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的程序代碼,程序設(shè)計(jì)語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言—諸如java、c++等,還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語言—諸如“c”語言或類似的程序設(shè)計(jì)語言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、部分地在用戶設(shè)備上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算設(shè)備上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備的情形中,遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備可以通過任一種類的網(wǎng)絡(luò),包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan),連接到用戶計(jì)算設(shè)備,或者,可以連接到外部計(jì)算設(shè)備(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。可由處理器加載并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存放的一條或一條以上指令,以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例中有關(guān)計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法的相應(yīng)步驟;計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的一條或一條以上指令由處理器加載并執(zhí)行如下步驟:設(shè)置海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件;基于設(shè)置的海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件,獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,包括有檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)、運(yùn)維船租賃價(jià)格、檢修人員數(shù)量、工作時(shí)薪、加班時(shí)薪;根據(jù)獲取的海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),在計(jì)及多重不確定條件下執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化計(jì)劃。請參閱圖3,終端設(shè)備為計(jì)算機(jī)設(shè)備,該實(shí)施例的計(jì)算機(jī)設(shè)備60包括:處理器61、存儲器62以及存儲在存儲器62中并可在處理器61上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序63,該計(jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例中的儲層改造井筒中流體組成計(jì)算方法,為避免重復(fù),此處不一一贅述?;蛘?,該計(jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化系統(tǒng)中各模型/單元的功能,為避免重復(fù),此處不一一贅述。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可以是桌上型計(jì)算機(jī)、筆記本、掌上電腦及云端服務(wù)器等計(jì)算設(shè)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可包括,但不僅限于,處理器61、存儲器62。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,圖3僅僅是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的示例,并不構(gòu)成對計(jì)算機(jī)設(shè)備60的限定,可以包括比圖示更多或更少的部件,或者組合某些部件,或者不同的部件,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備還可以包括輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、總線等。所稱處理器61可以是中央處理單元(central?processing?unit,cpu),還可以是其它通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器(digital?signal?processor,dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit,asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable?gate?array,fpga)或者其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器、分立硬件組件等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。存儲器62可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲單元,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60的硬盤或內(nèi)存。存儲器62也可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的外部存儲設(shè)備,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60上配備的插接式硬盤,智能存儲卡(smart?media?card,smc),安全數(shù)字(secure?digital,sd)卡,閃存卡(flash?card)等。進(jìn)一步地,存儲器62還可以既包括計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲單元也包括外部存儲設(shè)備。存儲器62用于存儲計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)設(shè)備所需的其它程序和數(shù)據(jù)。存儲器62還可以用于暫時(shí)地存儲已經(jīng)輸出或者將要輸出的數(shù)據(jù)。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所使用的對存儲器、數(shù)據(jù)庫或其它介質(zhì)的任何引用,均可包括非易失性和易失性存儲器中的至少一種。非易失性存儲器可包括只讀存儲器(read-only?memory,rom)、磁帶、軟盤、閃存、光存儲器、高密度嵌入式非易失性存儲器、阻變存儲器(reram)、磁變存儲器(magnetoresistive?random?access?memory,mram)、鐵電存儲器(ferroelectric?random?access?memory,fram)、相變存儲器(phase?change?memory,pcm)、石墨烯存儲器等。易失性存儲器可包括隨機(jī)存取存儲器(random?access?memory,ram)或外部高速緩沖存儲器等。作為說明而非局限,ram可以是多種形式,比如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(static?random?access?memory,sram)或動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dynamic?randomaccess?memory,dram)等。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的數(shù)據(jù)庫可包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中至少一種。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫可包括基于區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)庫等,不限于此。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的處理器可為通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器、可編程邏輯器、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器等,不限于此。請參閱圖4,終端設(shè)備600為電子設(shè)備,電子設(shè)備以通用計(jì)算設(shè)備的形式表現(xiàn)。電子設(shè)備的組件可以包括但不限于:至少一個(gè)處理單元610、至少一個(gè)存儲單元620、連接不同平臺組件(包括存儲單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中,存儲單元存儲有程序代碼,程序代碼可以被處理單元610執(zhí)行,使得處理單元610執(zhí)行本說明書上述方法部分中描述的根據(jù)本發(fā)明各種示例性實(shí)施方式的步驟。例如,處理單元610可以執(zhí)行如圖5中所示的步驟。存儲單元620可以包括易失性存儲單元形式的可讀介質(zhì),例如隨機(jī)存取存儲單元(ram)6201和/或高速緩存存儲單元6202,還可以進(jìn)一步包括只讀存儲單元(rom)6203。存儲單元620還可以包括具有一組(至少一個(gè))程序模塊6205的程序/實(shí)用工具6204,這樣的程序模塊6205包括但不限于:操作系統(tǒng)、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù),這些示例中的每一個(gè)或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)。總線630可以為表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種,包括存儲單元總線或者存儲單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任一總線結(jié)構(gòu)的局域總線。電子設(shè)備600也可以與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備700(例如鍵盤、指向設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備等)通信,還可與一個(gè)或者多個(gè)使得用戶能與該電子設(shè)備600交互的設(shè)備通信,和/或與使得該電子設(shè)備600能與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備(例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(i/o)接口650進(jìn)行。并且,電子設(shè)備600還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器660與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(lan),廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡(luò),例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡(luò)適配器660可以通過總線630與電子設(shè)備600的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白,盡管圖中未示出,可以結(jié)合電子設(shè)備600使用其它硬件和/或軟件模塊,包括但不限于:微代碼、設(shè)備驅(qū)動器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動器以及數(shù)據(jù)備份存儲平臺等。為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中的描述和所示的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以通過各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。接下來使用某具體算例來驗(yàn)證所提出的計(jì)及多重不確定性的海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化方法的可行性。本算例考慮有檢修需求的風(fēng)機(jī)有5臺,風(fēng)電機(jī)組的額定功率為12mw,切入風(fēng)速為2.5m/s,額定風(fēng)速為12m/s,切出風(fēng)速為25m/s。運(yùn)維船的租賃價(jià)格為2500美元/天。檢修人員數(shù)量為4人,分為2個(gè)工作組,每個(gè)工作組時(shí)薪250美元,加班時(shí)薪為125美元,每個(gè)工作組的標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間為8小時(shí),超過8小時(shí)的為加班時(shí)間,每日所有人的總加班最多8小時(shí)。pm的費(fèi)用為4000美元/次,cm費(fèi)用為16000美元/次??紤]檢修優(yōu)化的時(shí)間范圍為20天,即剩余壽命小于20天的風(fēng)機(jī)設(shè)置其θ=1。出海安全作業(yè)的最大風(fēng)速為15m/s,最大浪高為1.8m。5臺風(fēng)機(jī)的檢修時(shí)間分別設(shè)置為τ1=8h、τ2=7h、τ3=6h、τ4=7h、τ5=4h,剩余壽命分別為λ1=2d、λ2=8d、λ3=12d、λ4=16.2d、λ5=18d,風(fēng)速預(yù)測誤差為3m/s,浪高預(yù)測誤差為0.5m,電價(jià)預(yù)測誤差為4美元。所構(gòu)建的檢修編排模型采用cplex進(jìn)行求解。算例總共設(shè)置隨機(jī)規(guī)劃的不確定場景數(shù)為20個(gè)。為測試所提檢修編排模型應(yīng)對不確定性的能力,設(shè)置以下2種策略作對照:1)設(shè)未來的風(fēng)速、浪高和電價(jià)能被準(zhǔn)確預(yù)測,即擁有完美預(yù)測信息,并在此基礎(chǔ)上做檢修編排規(guī)劃,此策略的目的是對比考慮不確定性的策略與最優(yōu)策略的差距;2)僅利用單次的風(fēng)速、浪高和電價(jià)的預(yù)測結(jié)果做檢修編排規(guī)劃,即單場景規(guī)劃,該場景的預(yù)測結(jié)果與多場景預(yù)測的結(jié)果具有同一誤差分布,此策略用于體現(xiàn)考慮不確定性的檢修編排策略的優(yōu)越性。三種策略在40個(gè)不同的天氣、電價(jià)測試場景上的檢修成本如圖1所示??梢钥吹?,相比隨機(jī)規(guī)劃,單場景預(yù)測規(guī)劃的成本總體相對較高,而隨機(jī)規(guī)劃的成本更接近完美信息規(guī)劃,可見,考慮不確定性的隨機(jī)規(guī)劃具有更好的經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)對預(yù)測變化的能力更佳。關(guān)于三種策略在這40個(gè)測試場景更細(xì)節(jié)的結(jié)果如表1所示。需要說明的是,本發(fā)明的檢修需求(風(fēng)機(jī)的剩余壽命,檢修時(shí)間)在這40個(gè)測試場景里是不變的,不同的測試場景意味著不同的預(yù)測信息,所以檢修編排結(jié)果也不同。表1三種策略在40個(gè)測試場景的細(xì)節(jié)性能比較tab.1detailed?performancecomparison?of?three?strategies?in?40test?scenarios由表1可知,隨機(jī)規(guī)劃平均在每個(gè)場景的檢修成本約為35732.6美元,相比基于完美信息規(guī)劃的35188.8美元,差距僅為1.5%,而單場景預(yù)測規(guī)劃的成本為38111.8美元,與基于完美信息規(guī)劃的成本差距為8.3%。在發(fā)電損失方面,隨機(jī)規(guī)劃平均每場景損失為2063.9美元,比單場景規(guī)劃的3089.4美元少1026.5美元,減少了更多的停機(jī)損失。在額外費(fèi)用方面,隨機(jī)規(guī)劃的額外需求工作組xa及其工時(shí)qa為0,與完美信息規(guī)劃一致,而單場景預(yù)測規(guī)劃由于無法考慮不確定性,給出的檢修編排規(guī)劃有時(shí)會超過原本的風(fēng)電場人員配置,所以其平均每個(gè)場景有0.125的額外工作組需求,相應(yīng)的額外工作組工作時(shí)間為0.8小時(shí)。租船次數(shù)越多表明檢修編排任務(wù)越分散。圖2展現(xiàn)了三種策略在測試場景1的檢修編排差異??梢钥吹?,單場景預(yù)測規(guī)劃給出的檢修編排超出了風(fēng)電場檢修人員配置,wt1、wt3和wt4存在檢修重合的時(shí)段,但風(fēng)電場原本只配置了2個(gè)檢修工作組,因此需要緊急調(diào)派額外的工作組參加檢修工作。與此不同的是,隨機(jī)規(guī)劃與完美信息規(guī)劃前3天的檢修編排結(jié)果完全一致,將風(fēng)機(jī)1和風(fēng)機(jī)4安排在第二天檢修。由于隨機(jī)規(guī)劃考慮的場景數(shù)有限和預(yù)測誤差的存在,其對剩余的檢修任務(wù)風(fēng)機(jī)2、風(fēng)機(jī)3和風(fēng)機(jī)5的檢修編排與完美信息的檢修編排結(jié)果不一樣。通過算例分析表明,與不考慮確定性的單場景檢修編排規(guī)劃相比,考慮不確定性的隨機(jī)規(guī)劃給出的檢修編排計(jì)劃的成本更低,檢修編排計(jì)劃更合理,與最優(yōu)的完美信息規(guī)劃的成本差距僅為1.5%。另外,該模型可以在線滾動執(zhí)行,能為風(fēng)電場的檢修工作提供支持。綜上所述,本發(fā)明一種計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法及系統(tǒng),能夠應(yīng)對實(shí)際海風(fēng)機(jī)組檢修編排中多種變化場景,降低海上風(fēng)電機(jī)組的檢修成本,實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電機(jī)組合理有效的檢修方式編排。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為了描述的方便和簡潔,僅以上述各功能單元、模塊的劃分進(jìn)行舉例說明,實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成,即將所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能單元或模塊,以完成以上描述的全部或者部分功能。實(shí)施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中,上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。另外,各功能單元、模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分,并不用于限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。上述系統(tǒng)中單元、模塊的具體工作過程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。在上述實(shí)施例中,對各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重,某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述或記載的部分,可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到,結(jié)合本發(fā)明中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置/終端和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的裝置/終端實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述模塊或單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過一些接口,裝置或單元的間接耦合或通訊連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊/單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程,也可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成,所述的計(jì)算機(jī)程序可存儲于一計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中,該計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí),可實(shí)現(xiàn)上述各個(gè)方法實(shí)施例的步驟。其中,所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼,所述計(jì)算機(jī)程序代碼可以為源代碼形式、對象代碼形式、可執(zhí)行文件或某些中間形式等。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括:能夠攜帶所述計(jì)算機(jī)程序代碼的任何實(shí)體或裝置、記錄介質(zhì)、u盤、移動硬盤、磁碟、光盤、計(jì)算機(jī)存儲器、只讀存儲器(read-only?memory,rom)、隨機(jī)存取存儲器(randomaccess?memory,ram)、電載波信號、電信信號以及軟件分發(fā)介質(zhì)等,需要說明的是,所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含的內(nèi)容可以根據(jù)司法管轄區(qū)內(nèi)立法和專利實(shí)踐的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p,例如在某些司法管轄區(qū),根據(jù)立法和專利實(shí)踐,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括是電載波信號和電信信號。本技術(shù)是參照根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合??商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器,使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中,使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上,使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理,從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想,不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動,均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。


      背景技術(shù):

      1、隨著海上風(fēng)電向深海、遠(yuǎn)海區(qū)域的建設(shè),檢修人員所面臨的更惡劣的天氣、更低的可及率,進(jìn)一步限制了維護(hù)窗口的選擇,給風(fēng)電場日常的檢修計(jì)劃調(diào)度帶來極大的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),海上風(fēng)電的檢修成本約占總成本的30%。其中,技術(shù)工人、交通運(yùn)輸費(fèi)用占檢修活動費(fèi)用的28~73%。另外,真正維護(hù)風(fēng)機(jī)的時(shí)間只占停機(jī)時(shí)間的5%,而剩下的95%是由于等待合適的天氣及備件造成的。

      2、目前,有關(guān)海上風(fēng)電檢修研究主要集中風(fēng)電場的備件備品策略、風(fēng)電場運(yùn)輸船資源配置以及檢修周期的制定。此類研究均屬于風(fēng)電場的長期檢修策略,有關(guān)短期檢修策略的研究較少。在海上風(fēng)電領(lǐng)域中,短期維護(hù)計(jì)劃的檢修編排策略是指滿足各類檢修約束的條件下,精細(xì)化發(fā)電機(jī)組的開、停狀態(tài)、檢修資源的分配和人員的安排,以實(shí)現(xiàn)本次檢修活動的成本最低。在調(diào)度檢修任務(wù)時(shí),風(fēng)、浪等因素會影響檢修人員出海的可及窗口,技術(shù)人員的可用性、運(yùn)維船的租賃等因素則影響工作的執(zhí)行效率?,F(xiàn)有關(guān)于海上風(fēng)電短期檢修計(jì)劃的研究大多基于完全準(zhǔn)確的預(yù)測信息,并在此基礎(chǔ)上做檢修編排優(yōu)化,同時(shí)在對影響檢修計(jì)劃的因素上考慮得不夠全面。由于風(fēng)速、海浪、風(fēng)電售價(jià)等具有不確定性,確定性的檢修策略無法應(yīng)對多種情況。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法及系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有對影響檢修計(jì)劃的因素上考慮得不夠全面,確定性的檢修策略無法應(yīng)對多種情況的技術(shù)問題。

      2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

      3、計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法,包括以下步驟:

      4、設(shè)置海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件;

      5、基于設(shè)置的海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件,獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,包括有檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)、運(yùn)維船租賃價(jià)格、檢修人員數(shù)量、工作時(shí)薪、加班時(shí)薪;

      6、根據(jù)獲取的海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),在計(jì)及多重不確定條件下執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化計(jì)劃。

      7、優(yōu)選地,海風(fēng)機(jī)組檢修條件包括:

      8、海上風(fēng)電場包括i個(gè)風(fēng)電機(jī)組,每個(gè)風(fēng)電機(jī)組上的檢修任務(wù)需要τi小時(shí)的檢修,且必須在第j天之前完成,

      9、在短期和長期的規(guī)劃中,風(fēng)機(jī)輪轂處的風(fēng)速、浪高、風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)均具有不確定性;

      10、風(fēng)電機(jī)組的可及性受風(fēng)機(jī)輪轂處風(fēng)速和海面浪高的安全閾值限制。

      11、優(yōu)選地,檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)包括額定功率、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、額定風(fēng)速。

      12、優(yōu)選地,進(jìn)行計(jì)及多重不確定條件下的風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排計(jì)劃具體為:

      13、建立了一種以發(fā)電收益最大、檢修成本最小、停機(jī)損失最低為目標(biāo)的兩階段海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃編排優(yōu)化模型;第一階段為日前24小時(shí)的調(diào)度計(jì)劃,第二階段為短期階段后的未來多日調(diào)度計(jì)劃;以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),考慮各約束條件實(shí)現(xiàn)海風(fēng)機(jī)組的檢修方式最優(yōu)編排。

      14、優(yōu)選地,目標(biāo)函數(shù)為:

      15、

      16、其中,rsts為短期收益;為天數(shù)集合;d為天數(shù)編號;為未來天的長期收益,l為因延遲維修造成的額外費(fèi)用。

      17、優(yōu)選地,在短期收益階段中,決策變量為mt,i、nt,i和v,分別為風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;

      18、在長期收益階段中,決策變量為和分別為場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;

      19、短期階段和長期階段中所有的決策變量均為二進(jìn)制變量。

      20、優(yōu)選地,短期收益rsts、長期收益和因延遲維修而造成的額外費(fèi)用l具體如下:

      21、

      22、其中,為風(fēng)機(jī)集合;為sts的時(shí)間集合;m、c分別為執(zhí)行一次預(yù)防性檢修和修復(fù)性檢修的檢修費(fèi)用;r、et分別為運(yùn)維船的租賃單價(jià)和風(fēng)電售電價(jià)格;ψ、q分別為員工的時(shí)薪和加班時(shí)薪;pt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)的發(fā)電量;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;ρi∈{0,1}為輸入?yún)?shù),表示風(fēng)機(jī)是否已被分配檢修指令;為第d日的發(fā)電量;τi為風(fēng)機(jī)i的檢修時(shí)間;prate為風(fēng)機(jī)的額定發(fā)電功率;為lts第一天估計(jì)的平均發(fā)電量。

      23、優(yōu)選地,約束條件如下:

      24、檢修約束:

      25、

      26、其中,θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求,為輸入?yún)?shù);at,i,s為sts中場景s對風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻下發(fā)的檢修指令延遲執(zhí)行的時(shí)間,為輸入?yún)?shù),it,i,s∈{0,1}表示sts中從時(shí)段t以后是否至少存在一個(gè)檢修窗口;bi,s為在sts未執(zhí)行的檢修任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;wi,s表示在sts中場景s風(fēng)機(jī)i是否出現(xiàn)無法執(zhí)行檢修指令的情況;b為員工調(diào)派的最大值;為額外工作組的需求,即若檢修指令造成所需的檢修工作組數(shù)量超出了原本風(fēng)電場配置的b,則需要臨時(shí)調(diào)派額外的工作組參加檢修;gi,s表示風(fēng)機(jī)i的檢修指令延遲執(zhí)行后是否發(fā)生故障停機(jī),gi,s為0時(shí)表示發(fā)生故障停機(jī);dj為lts的最后一天;β是一個(gè)很小的正數(shù),αd,i,s是一個(gè)輸入?yún)?shù),表示場景s中風(fēng)機(jī)i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出現(xiàn)一個(gè)檢修窗口;

      27、風(fēng)機(jī)可用性約束:

      28、

      29、其中,yt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否停機(jī);yd,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在第d日是否出現(xiàn)停機(jī)情況;表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的修復(fù)性檢修指令;θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求;m是一個(gè)正整數(shù);

      30、運(yùn)維船與員工約束:

      31、

      32、

      33、其中,mt,i、nt,i和v分別表示風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的pm、cm和租船指令;分別表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;w表示每個(gè)員工每日的工作時(shí)間;b為員工調(diào)派的最大值;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;為當(dāng)日額外加班時(shí)長;為在sts未執(zhí)行的維護(hù)任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;τi表示維護(hù)需滿足的連續(xù)時(shí)間;h表示總加班時(shí)間不能超過的小時(shí)數(shù)。

      34、第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化系統(tǒng),包括:

      35、條件模塊,設(shè)置海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件;

      36、參數(shù)模塊,基于設(shè)置的海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件,獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,包括有檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)、運(yùn)維船租賃價(jià)格、檢修人員數(shù)量、工作時(shí)薪、加班時(shí)薪;

      37、編排模塊,根據(jù)獲取的海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),在計(jì)及多重不確定條件下執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化計(jì)劃。

      38、優(yōu)選地,海風(fēng)機(jī)組檢修編排條件包括:

      39、海上風(fēng)電場包括i個(gè)風(fēng)電機(jī)組,每個(gè)風(fēng)電機(jī)組上的檢修任務(wù)需要τi小時(shí)的檢修,且必須在第j天前完成,

      40、在短期和長期的規(guī)劃中,風(fēng)機(jī)輪轂處的風(fēng)速、浪高、風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)均具有不確定性;

      41、風(fēng)電機(jī)組的可及性受風(fēng)機(jī)輪轂處風(fēng)速和海面浪高的安全閾值限制。

      42、優(yōu)選地,檢修需求的海風(fēng)機(jī)組參數(shù)包括額定功率、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、額定風(fēng)速。

      43、優(yōu)選地,進(jìn)行計(jì)及多重不確定條件下的風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排計(jì)劃具體為:

      44、建立了一種以發(fā)電收益最大、檢修成本最小、停機(jī)損失最低為目標(biāo)的兩階段海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃編排優(yōu)化模型;第一階段為日前24小時(shí)的調(diào)度計(jì)劃,第二階段為短期階段后的未來多日調(diào)度計(jì)劃;以發(fā)電收益最大為目標(biāo)函數(shù),考慮各約束條件實(shí)現(xiàn)海風(fēng)機(jī)組的檢修方式最優(yōu)編排。

      45、優(yōu)選地,目標(biāo)函數(shù)為:

      46、

      47、其中,rsts為短期收益;為天數(shù)集合;d為天數(shù)編號;為未來天的長期收益,l為因延遲維修造成的額外費(fèi)用。

      48、優(yōu)選地,在短期收益階段中,決策變量為mt,i、nt,i和v,分別為風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;

      49、在長期收益階段中,決策變量為和分別為場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;

      50、短期收益階段和長期收益階段中所有的決策變量均為二進(jìn)制變量;

      51、短期收益rsts、長期收益和因延遲維修造成的額外費(fèi)用l具體如下:

      52、

      53、其中,為風(fēng)機(jī)集合;為sts的時(shí)間集合;m、c分別為執(zhí)行一次預(yù)防性檢修和修復(fù)性檢修的檢修費(fèi)用;r、et分別為運(yùn)維船的租賃單價(jià)和風(fēng)電售電價(jià)格;ψ、q分別為員工的時(shí)薪和加班時(shí)薪;pt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)的發(fā)電量;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;ρi∈{0,1}為輸入?yún)?shù),表示風(fēng)機(jī)是否已被分配檢修指令;為第d日的發(fā)電量;τi為風(fēng)機(jī)i的檢修時(shí)間;prate為風(fēng)機(jī)的額定發(fā)電功率;為lts第一天估計(jì)的平均發(fā)電量。

      54、優(yōu)選地,約束條件如下:

      55、檢修約束:

      56、

      57、其中,θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求,為輸入?yún)?shù);at,i,s為sts中場景s對風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻下發(fā)的檢修指令延遲執(zhí)行的時(shí)間,為輸入?yún)?shù),it,i,s∈{0,1}表示sts中從時(shí)段t以后是否至少存在一個(gè)檢修窗口;bi,s為在sts未執(zhí)行的檢修任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;wi,s表示在sts中場景s風(fēng)機(jī)i是否出現(xiàn)無法執(zhí)行檢修指令的情況;b為員工調(diào)派的最大值;為額外工作組的需求,即若檢修指令造成所需的檢修工作組數(shù)量超出了原本風(fēng)電場配置的b,則需要臨時(shí)調(diào)派額外的工作組參加檢修;gi,s表示風(fēng)機(jī)i的檢修指令延遲執(zhí)行后是否發(fā)生故障停機(jī),gi,s為0時(shí)表示發(fā)生故障停機(jī);dj為lts的最后一天;β是一個(gè)很小的正數(shù),αd,i,s是一個(gè)輸入?yún)?shù),表示場景s中風(fēng)機(jī)i在第d天是否可及,即第d天可及是否至少出現(xiàn)一個(gè)檢修窗口;

      58、風(fēng)機(jī)可用性約束:

      59、

      60、其中,yt,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否停機(jī);yd,i,s為場景s中風(fēng)機(jī)i在第d日是否出現(xiàn)停機(jī)情況;表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的修復(fù)性檢修指令;θi∈{0,1}為風(fēng)機(jī)i的檢修需求;m是一個(gè)正整數(shù);

      61、運(yùn)維船與員工約束:

      62、

      63、其中,mt,i、nt,i和v分別表示風(fēng)機(jī)i在t時(shí)刻的pm、cm和租船指令;分別表示場景s風(fēng)機(jī)i在第d天的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令;w表示每個(gè)員工每日的工作時(shí)間;b為員工調(diào)派的最大值;xt,i,s∈{0,1}為場景s中風(fēng)機(jī)i在t時(shí)是否處于檢修中;qs為當(dāng)日加班總時(shí)長;為當(dāng)日額外加班時(shí)長;為在sts未執(zhí)行的維護(hù)任務(wù)推移到lts中執(zhí)行所需要的時(shí)間;τi表示維護(hù)需滿足的連續(xù)時(shí)間;h表示總加班時(shí)間不能超過的小時(shí)數(shù)。

      64、第三方面,一種計(jì)算機(jī)設(shè)備,包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序,所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法的步驟。

      65、第四方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì),包括計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法的步驟。

      66、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:

      67、計(jì)及多重不確定性分布式發(fā)電檢修編排優(yōu)化方法,考慮實(shí)際海風(fēng)檢修的特性作出條件假設(shè),提高了后續(xù)編排海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值;獲取海風(fēng)檢修編排數(shù)據(jù)信息,為后續(xù)編排海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃提供邊界條件;充分考慮風(fēng)速、海浪、風(fēng)電售價(jià)等具有的不確定性,進(jìn)行計(jì)及多重不確定條件下的風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排計(jì)劃,能夠更好地應(yīng)對實(shí)際編排中變化的場景。

      68、進(jìn)一步的,在海風(fēng)機(jī)組檢修條件設(shè)置中,設(shè)置海上風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組數(shù)目、檢修時(shí)長及時(shí)限的檢修條件為后續(xù)檢修編排提供了邊界參數(shù);設(shè)置風(fēng)速、浪高、風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)具有不確定性的檢修條件能夠更好應(yīng)對變化的場景;設(shè)置風(fēng)電機(jī)組的可及性受風(fēng)速和海面浪高的安全閾值限制的檢修條件保證了檢修編排計(jì)劃的實(shí)用性,故設(shè)置以上海風(fēng)機(jī)組檢修條件充分考慮了海風(fēng)機(jī)組檢修的實(shí)際特性,能夠提高后續(xù)編排海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

      69、進(jìn)一步的,設(shè)置在每臺風(fēng)機(jī)剩余壽命之前執(zhí)行的檢修為預(yù)防性檢修,在之后執(zhí)行的檢修為修復(fù)性檢修,且修復(fù)性檢修費(fèi)用高于預(yù)防性檢修費(fèi)用,有利于在后續(xù)海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排中讓風(fēng)機(jī)盡可能采取預(yù)防性檢修,進(jìn)而降低海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排成本,提高海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排的經(jīng)濟(jì)性。

      70、進(jìn)一步的,通過建立一種以發(fā)電收益最大、檢修成本最小、停機(jī)損失最低為目標(biāo)的兩階段海風(fēng)機(jī)組檢修計(jì)劃編排優(yōu)化模型,進(jìn)行計(jì)及多重不確定條件下的風(fēng)電機(jī)組檢修方式編排計(jì)劃,其中計(jì)及多重不確定性保證了檢修編排計(jì)劃的實(shí)用性,目標(biāo)函數(shù)設(shè)置為發(fā)電收益最大有利于降低檢修計(jì)劃編排的成本,分短期、長期兩個(gè)階段進(jìn)行檢修編排使得檢修編排計(jì)劃更加合理。

      71、進(jìn)一步的,在短期、長期兩個(gè)階段分別設(shè)置風(fēng)機(jī)預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令為決策變量,能夠計(jì)及不同時(shí)間尺度下的不確定性因素影響,有效考慮短期、長期兩個(gè)階段不同的檢修編排特性,從而得到針對性的短期、長期兩個(gè)階段不同的預(yù)防性檢修、修復(fù)性檢修和租船指令,提高海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化方法的有效性和合理性。

      72、進(jìn)一步的,設(shè)置了檢修約束、風(fēng)機(jī)可用性約束、運(yùn)維船與員工約束作為海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排優(yōu)化方法的約束條件,其中檢修約束考慮海風(fēng)機(jī)組檢修的實(shí)際特性,包括檢修需求、檢修時(shí)限、檢修連續(xù)性等;風(fēng)機(jī)可用性約束描述風(fēng)機(jī)是否處于可用狀態(tài);運(yùn)維船與員工約束描述運(yùn)維船租賃需求及員工工作時(shí)長限制,設(shè)置如上約束條件有利于對海風(fēng)機(jī)組檢修方式編排進(jìn)行更加精細(xì)化的建模,使得檢修編排更加貼近實(shí)際,提升了檢修方式編排優(yōu)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參見上述第一方面中的相關(guān)描述,在此不再贅述。

      74、綜上所述,本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化調(diào)度、降低海上風(fēng)電檢修成本。

      75、下面通過附圖和實(shí)施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

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