一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统。通过分析工序内及工序间的约束关系，在满足工期要求条件下以最小化施工费用为优化目标，基于工序解耦，进行各工序逐个优化。本发明专利技术对多道工序的所有设备进行调度，以实现最优目标，不仅能够实现最优目标，还能够实现道路修建、风机基础浇筑、风机吊装的施工顺序的规划，确定风机吊装设备(吊车)的最佳数量及其进场时间。最佳数量及其进场时间。最佳数量及其进场时间。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统


[0001]本专利技术属于规划设计优化
，涉及一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]风电等可再生能源发电量增加迅速，但同时，大规模的风电场施工建设为工程管理带来了巨大的技术挑战。风电场工程建设中，道路修建、风机基础浇筑、风机吊装是最核心的工序，工程管理需要解决多施工单位、多道工序相互协调的最优规划问题，包括规划各道工序施工队伍数量、统筹各道工序的施工流程，在满足工期要求前提下，最小化施工费用。
[0004]但是，现有的优化存在以下技术难题：
[0005]1)道路修建、风机基础浇筑、风机吊装三个工序存在着相互制约关系，包括：道路修建工序存在先后次序的制约关系，即道路修建是需要形成前后相连的连接关系；三道工序存在先后次序的制约关系，即需要先完成道路修建，再进行风机基础浇筑，最后进行风机吊装；为实现全局最优，三道工序之间存在相互制约关系，即前道工序的最优规划需要考虑后道工序的流程规划的影响，并不能相互独立。
[0006]2)实现全局最优的遍历方案是NP
‑
Hard难题，由于风机数量多、道路连接关系复杂，加上三道工序之间的相互制约关系，决定了在三维空间中所有状态进行遍历搜索具有难以实现的高复杂度。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统，本专利技术对多道工序的所有设备进行调度，以实现最优目标，不仅能够实现最优目标，还能够实现道路修建、风机基础浇筑、风机吊装的施工顺序的规划，确定风机吊装设备(吊车)的最佳数量及其进场时间。
[0008]根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，包括以下步骤：
[0010]利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；
[0011]根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；
[0012]在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；
[0013]根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；
[0014]依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。
[0015]作为可选择的实施方式，利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构的具体过程包括：将风场道路的拓扑结构表示为风机节点连接图，用G＝{V,E}表示，其中，V表示道路端点集合，包含道路分叉点、风机机位点两种类型，分别用0和1来标记；道路端点数量记为|V|＝N；连边集合E＝{(u,v)|u,v∈V}表示风电场的路段，连边的权值为路段的长度L
e
，若两节点无连接，则距离为0。
[0016]作为可选择的实施方式，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程包括：
[0017]设置各工序施工效率参数、施工费用参数、施工队数量和工期要求参数。
[0018]作为进一步的，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程还包括：构建风场工程建设的风机与道路施工状态列表，道路节点的状态包含待修建、正在修建和已修建，分别用不同的数据表示；风机节点的状态包含待浇筑、正在浇筑、正在固化、待吊装、正在吊装和完工，分别用不同的数据表示，路段的状态包含未修建、正在修建和修建完成，分别用不同的数据表示。
[0019]作为可选择的实施方式，根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路的具体过程包括：
[0020]搜索道路集合的状态，将所有满足道路可达的节点构建为道路可达节点集，以及路段修建候选集，以表示与已检修道路存在连接关系的未修建路段，记录风机类型节点满足道路可达的时间，形成列表，列表内按照风机节点序号排序。
[0021]作为可选择的实施方式，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间的具体过程包括：
[0022]利用第一列表记录各节点浇筑结束的时间，利用第二列表记录其中固化结束的时间；
[0023]从道路可达的风机节点时间列表中，选择值最小的序号作为下一步的浇筑风机；
[0024]记录该风机相应的浇筑结束时间、相应的固化结束时间，并存储在第一列表和第二列表内，直到第一列表内的元素个数等于道路可达的风机节点时间列表的元素个数。
[0025]作为可选择的实施方式，所述风机可吊装的队列根据风机基础固化结束的时间从小到大排序。
[0026]作为可选择的实施方式，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列的具体过程包括：用施工结束日期减去每个风机吊装的标准时长，计算得到风机可吊装的截止日期，当风机基础固化结束时间的最大值大于截止日期时，进行报错，否则，进入循环执行步骤。
[0027]作为进一步的，所述循环执行步骤包括：
[0028](a)设置i＝1，进行第i台吊车的吊装风机选择与次序安排；
[0029](b)记第i台吊车吊装的风机队列为C
List，i
，相应的吊装开始时间队列为CT
List，i
；
[0030](c)当风机待吊装的队列为空集时，结束流程；否则，进入下一步；
[0031](d)设置第一参数j＝1；
[0032](e)计算门限值，所述门限值为截止日期减去第一参数j和风机吊装的标准时长的乘积；
[0033](f)从当前风机待吊装的队列中选择所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成第i台吊车的吊装风机候选队列；
[0034](g)当吊装风机候选队列为空时，跳转至步骤(l)；
[0035](h)从吊装风机候选队列选择具有最大固化结束日期的风机，将该风机编号加到第i台吊车的吊装风机任务列表之中，作为倒数第j个吊装的风机，同时将门限值作为风机开始吊装的日期，并记录该日期到风机吊装开始时间队列，当有取值相同的多个最大值时，随机选择一个；
[0036](i)从风机待吊装的队列和吊装风机候选队列中删除风机的信息；
[0037](j)更新j值为：j＝j+1；
[0038](k)跳转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，包括以下步骤：利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。2.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构的具体过程包括：将风场道路的拓扑结构表示为风机节点连接图，用G＝{V,E}表示，其中，V表示道路端点集合，包含道路分叉点、风机机位点两种类型，分别用0和1来标记；道路端点数量记为|V|＝N；连边集合E＝{(u,v)|u,v∈V}表示风电场的路段，连边的权值为路段的长度L
e
，若两节点无连接，则距离为0。3.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程包括：设置各工序施工效率参数、施工费用参数、施工队数量和工期要求参数。4.如权利要求3所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程还包括：构建风场工程建设的风机与道路施工状态列表，道路节点的状态包含待修建、正在修建和已修建，分别用不同的数据表示；风机节点的状态包含待浇筑、正在浇筑、正在固化、待吊装、正在吊装和完工，分别用不同的数据表示，路段的状态包含未修建、正在修建和修建完成，分别用不同的数据表示。5.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路的具体过程包括：搜索道路集合的状态，将所有满足道路可达的节点构建为道路可达节点集，以及路段修建候选集，以表示与已检修道路存在连接关系的未修建路段，记录风机类型节点满足道路可达的时间，形成列表，列表内按照风机节点序号排序。6.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间的具体过程包括：利用第一列表记录各节点浇筑结束的时间，利用第二列表记录其中固化结束的时间；从道路可达的风机节点时间列表中，选择值最小的序号作为下一步的浇筑风机；记录该风机相应的浇筑结束时间、相应的固化结束时间，并存储在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：程烈海，侯振，郭茂峰，赵松，谭慎迁，刘玉康，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：