一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质，属于风电运维技术领域。该方法根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库，在时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；计算运维船在安全作业时间内风力发电机组的发电量损失以及运维船在返航后的出海成本；根据所述发电量损失以及出海成本判断是否修改所述出海时间D，本方法极大提高了海上运维的效率，降低了海上运维成本。解决了海上风电运维中，无法在各种出海制约条件中寻找到真正合理的时间窗口，造成海上风电场设备维护成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术属于风电运维
，具体地说，涉及一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
近年来，随着风力发电技术的不断发展，海上风电的规模迅速扩张，海上风电场也离岸越来越远，对于海上风电场的运行维护的需求也越来越大。目前，海上风电场中的风力发电机组出现，单靠停机重启无法解决的故障时，运维人员乘坐出海运维船去排除故障。由于，我国海上风电行业相对于欧洲来说起步晚，已投产项目的运维年数还不长，整体运维的水平不高，缺乏整体的海上风电运维仿真模拟系统，主要表现在：(1)目前的海上风电运维对风、浪、流、潮汐、天气、能见度、极端气候情况等信息的掌握和应用不足，无法在各种出海制约条件中寻找到真正合理的窗口，有时候甚至出现船舶已出海但在海上遇到超限制风浪、极端天气的情况，给运维人员的生命安全带来严重威胁。(2)对于陆上风电场设备运维成本较低，风电场运营人员一般不考虑成本因素，相对陆上风电设备的运维，海上风电场设备运维过程中所需的交通工具费用高，且海上风电场设备可靠性差，维护频率高，造成海上风电场设备维护成本高。故在海上风电设备运维策略中需考虑成本因素。在这些制约因素下，如何设计一种海上风电运维评估策略，以解决或者部分解决上述技术缺陷，获取最优的出海运维规划，是目前困扰海上风电行业的一大难题。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有的海上风电运维中，无法在各种出海制约条件中寻找到真正合理的窗口，造成海上风电场设备维护成本高的问题，本专利技术提供一种海上风电运维评估方法、装置、电子设备及存储介质。该方法根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库，在时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；计算运维船在安全作业时间内风力发电机组的发电量损失以及运维船在返航后的出海成本；根据所述发电量损失以及出海成本判断是否修改所述出海时间D，极大提高了海上运维的效率，降低了海上运维成本。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术第一方面提供一种海上风电运维评估方法，所述方法包括：S102：根据风力发电机组运维的历史数据，获取运维船出海作业的基本作业参数，所述基本参数包括：出海时间D、运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息；S104：根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库；S106：在所述时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；根据运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息，在起航时刻P和返航时刻Q间，模拟作业时间；S108：计算运维船在作业时间内风力发电机组的发电量损失以及运维船在返航后的出海成本；根据所述发电量损失以及出海成本判断是否修改所述出海时间D。在一些实施例中，还包括：根据风力发电机组的历史运维记录、年度运维计划、预测发电量和所述故障信息，获取风力发电机组的维护优先级序列；根据所述维护优先级序列确定运维船的运行轨迹。在一些实施例中，所述步骤S104包括：对运维船以及运维船的作业任务进行序列化分组；初始化气象数据，选择预定时间段的海上水文气象历史数据，将浪高、风速以及潮汐值按照时间点绘制成列表数据；根据列表数据和人员作息时间，确定不同类型的时间窗口库备用，所述时间窗口库包括若干个用于运维船作业的时间窗口。在一些实施例中，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P的步骤包括：S201：根据所述出海时间D，在预定时间段的海上水文气象历史数据中，从前向后遍历潮位变化情况，确定涨潮时满足运维船出航最低潮位要求的起始时间点S1；S202：从起始时间点S1，在预定时间段的海上水文气象历史数据中，继续向后遍历搜索，确定潮位下降时不满足运维船返航最低潮位要求的时间点E；S204：遍历所述时间窗口库，搜索有效时间窗口，其中有效时间窗口指运维船工作时，满足气象条件的时间窗口；S206：对有效时间窗口进行延伸，获取多个连续的有效时间窗口作为总时间窗口；所述总时间窗口的持续时间大于最小作业时间；S208：取总时间窗口的起始时刻与起始时间点S1的最晚值，作为运维船安全作业起始时刻N；总时间窗口的结束时刻作为运维船安全作业的结束时刻M；S210：当起始时刻N和结束时刻M的时间差符合最小作业时间，则确定起航时间P为起始时间点S1与起始时间N中的最晚时刻；S212：当起始时间N和结束时间M的时间差小于最小作业时间，将出海时间D设为运维船安全作业的结束时间M，重复步骤S201-S210重新获取起航时间P。在一些实施例中，确定返航时刻Q的步骤包括：根据所述出海时间D，在预定时间段的海上水文气象历史数据中，从后往前遍历潮位变化情况，确定退潮时满足运维船返航最低潮位要求的时间点S2；获取所述时间点S2所在的时间窗口；对该时间窗口进行延伸，获取多个连续满足运维船航行要求的有效时间窗口作为返航总时间窗口；当返航总时间窗口的持续时间大于运维船预估的返航时间，且返航总时间窗口的结束时间早于时间点S2，则确定该返航总时间窗口的开始时刻作为返航时刻Q。在一些实施例中，所述步骤S108包括：根据返航时刻Q和起航时刻P，设立初始时间游标T；遍历所述时间窗口库，获取返航时刻Q和起航时刻P之间的可用工作时间；将所述可用工作时间与运维任务的剩余时间进行比较；当所述可用工作时间小于运维任务的剩余时间，且运维任务不允许拆分时，搜索返航时间Q。在一些实施例中，，所述步骤S108还包括：当可用工作时间小于运维任务的剩余时间，且运维任务允许拆分时；从时间游标T对应的时刻，从前向后遍历所述时间窗口库，获取有效时间窗口，延伸有效时间窗口，获取到末尾的有效时间窗口；取末尾的有效时间窗口的结束时间M2与返航时刻Q中的最晚时刻，减去末尾的有效时间窗口的开始时刻N2与游标时间T对应的时刻之间的最早时刻，将差值作为工作时间F；将运维任务总时间减去工作时间F的差值，作为运维任务剩余时间。本专利技术第二方面提供一种海上风电运维评估装置，包括：参数设定模块，其用于根据风力发电机组运维的历史数据，获取运维船出海作业的基本作业参数，所述基本参数包括：出海时间D、运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息；第一预测模块，其用于根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库；第二预测模块，其用于在所述时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；根据运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息，在起航时刻P和返航时刻Q间，模拟作业时间；及...

【技术保护点】
1.一种海上风电运维评估方法，其特征在于，所述方法包括：/nS102：根据风力发电机组运维的历史数据，获取运维船出海作业的基本作业参数，所述基本参数包括：出海时间D、运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息；/nS104：根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库；/nS106：在所述时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；根据运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息，在起航时刻P和返航时刻Q间，模拟作业时间；/nS108：计算运维船在作业时间内风力发电机组的发电量损失以及运维船在返航后的出海成本；根据所述发电量损失以及出海成本判断是否修改所述出海时间D。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上风电运维评估方法，其特征在于，所述方法包括：
S102：根据风力发电机组运维的历史数据，获取运维船出海作业的基本作业参数，所述基本参数包括：出海时间D、运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息；
S104：根据预定时间段的海上水文气象历史数据、人员作息时间以及出海风浪条件信息，确定不同类型的时间窗口库；
S106：在所述时间窗口库中遍历，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P和返航时刻Q；根据运维任务最大风速、运维任务最高浪高、最小作业时间以及人员信息，在起航时刻P和返航时刻Q间，模拟作业时间；
S108：计算运维船在作业时间内风力发电机组的发电量损失以及运维船在返航后的出海成本；根据所述发电量损失以及出海成本判断是否修改所述出海时间D。


2.根据权利要求1所述的海上风电运维评估方法，其特征在于，还包括：根据风力发电机组的历史运维记录、年度运维计划、预测发电量和所述故障信息，获取风力发电机组的维护优先级序列；根据所述维护优先级序列确定运维船的运行轨迹。


3.根据权利要求1所述的海上风电运维评估方法，其特征在于，所述步骤S104包括：
对运维船以及运维船的作业任务进行序列化分组；
初始化气象数据，选择预定时间段的海上水文气象历史数据，将浪高、风速以及潮汐值按照时间点绘制成列表数据；
根据列表数据和人员作息时间，确定不同类型的时间窗口库备用，所述时间窗口库包括若干个用于运维船作业的时间窗口。


4.根据权利要求3所述的海上风电运维评估方法，其特征在于，按照预定策略获取所述运维船的起航时刻P的步骤包括：
S201：根据所述出海时间D，在预定时间段的海上水文气象历史数据中，从前向后遍历潮位变化情况，确定涨潮时满足运维船出航最低潮位要求的起始时间点S1；
S202：从起始时间点S1，在预定时间段的海上水文气象历史数据中，继续向后遍历搜索，确定潮位下降时不满足运维船返航最低潮位要求的时间点E；
S204：遍历所述时间窗口库，搜索有效时间窗口，其中有效时间窗口指运维船工作时，满足气象条件的时间窗口；
S206：对有效时间窗口进行延伸，获取多个连续的有效时间窗口作为总时间窗口；所述总时间窗口的持续时间大于最小作业时间；
S208：取总时间窗口的起始时刻与起始时间点S1的最晚值，作为运维船安全作业起始时刻N；总时间窗口的结束时刻作为运维船安全作业的结束时刻M；
S210：当起始时刻N和结束时刻M的时间差符合最小作业时间，则确定起航时间P为起始时间点S1与起始时间N中的最晚时刻；
S212：当起始时间N和结束时间M的时间差小于最小作业时间，将出海时间D设为运维船安全作业的结束时间M，重复步骤S201-S210重新获取起航时间P。


5.根据权利要求4所述的海上风电运维评估方法，其特征在于，确定返航时刻Q的步骤包括：
根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛峰，张万友，吴宇骏，
申请(专利权)人：江苏提米智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32