【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电场运维，具体为一种海上风电场运维经济性规划方法。
技术介绍
1、海上风资源丰富，海上风电具有易于规模开发、对环境负面影响较小、发电利用小时数高等特点，许多国家正加快海上风电的发展。海上风力发电在能源转型、环境保护、应对气候变化等方面发挥着重要作用，也已经成为全球风电行业的新增长极。海上风电机组运行维护问题也受到广泛关注。
2、目前，海上风力发电机组运维基本照搬陆上力发电机组运维经验，采取周期性计划检修为主、突发性故障检修为辅的运维模式：即力发电机组运维人员根据风力发电机组标准化作业指导书指定的定检周期对风机进行计划性保养和测试，若风力发电机组出现临时故障，运行人员则通知运维人员前往现场处理。由于海上交通因天气海况，存在极大的不确定因素，对运维活动的影响比较大，导致电量损失比较大。因此风场的海洋环境对运维的经济性影响比较大。
3、从陆上到海上的交通方式，风力发电机组运维商往往有4种选择：专门的服务船只、直升机接送服务、母船类型的船只与自升式平台。对于专门的服务船只来说，风电场与陆地的距离对风电场运维的影响比较大，在长距离航行中，专门的服务船受天气和海况影响的可能性很大，造成成本浪费。直升机进行运维比较灵活，但却是非常昂贵且存在高风险的选择。运维母船可以在较恶劣的海况下进行运维活动，但前期成本比较高。
4、现有技术中，对目标海域进行运维方式的经济性规划方法尚未见报道。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种海上风电场运维经济性规划方法，包括以下步骤，
4、根据已有海洋条件，分别计算得到多种运维方式由于海洋条件限制造成的延误时间；
5、基于由于海洋条件限制造成的延误时间，根据风机离岸距离、故障运维时间计算得到每种运维方式每次运维活动的理想延误时间；
6、基于理想延误时间得到平均修复率，结合风机故障率，根据风机维修排队模型，计算得到不同运维团队数量下的平均排队延误时间；
7、根据运维团队数量及其对应的平均排队延误时间，得到总运维时间，计算得到所需的补充团队数量及运维船舶数量；
8、根据总运维团队数量、运维船舶数量、总延误时间，分别计算得到组织成本、运维人员成本、损失电费成本，分析总成本得到最佳运维团队数量及运维方案。
9、进一步，由于海洋条件限制造成的延误时间的获取方式为，
10、设时间步长为δt，总时间为t，共有n个时间节点，
11、时间节点i的波浪高度为hi，风速为wi，运维活动工作时间为rm，当船舶或者直升机允许的最大波浪高度和最大风速在运维过程中，即所求时间节点i至都符合要求时，才可以进行运维活动；当i的海洋条件不符合要求时，则考虑i+1的海洋环境，直到当i+j的海洋环境符合，则船舶或者直升机的延误时间为wtctv/sov/h(i)＝j*δt；
12、对于以sov或者自升式平台为主的运维方案wtctv/sov(i)即为最后的延误时间，而以ctv与直升机综合运用的运维方案，则需要考虑使用哪种运维方式更经济；如果
13、(wtctv(i)-wth(i))*发电功率*电价>直升机每次费用，
14、则采用直升机进行时间节点i的运维活动，否则采用ctv进行运维活动，记录采用直升机进行运维更经济的时间节点数量占总时间节点数量的比例为uh，即直升机的使用比例；
15、对于使用sov为主的运维方案，如果辅以ctv进行人员转运，虽然通常ctv速度大于sov速度，但由于在某些海洋环境下，只能使用sov进行转运，那么就需要比较wtctv(i)与wtsovv(i)，以确定是否使用sov转运运维人员进行运维活动；记录采用sov进行运维更经济的时间节点数量占总时间节点数量的比例为usov，即sov的使用比例。
16、进一步，运维活动的理想延误时间的获取方式为，
17、当风机产生故障时，空闲的运维团队将进行相应维护，当故障风机大于运维团队数量时，只能对运维团队数量的风机进行维护，其余的故障风机将会进行排队等待，直至有运维团队完成维护工作，对其余的故障风机进行维护；
18、当不考虑排队延误时，延误时间由海洋环境限制造成的延误、转运和登程时间和运维工作时间组成，故障分为小故障与大故障，小故障为不需要更换部件的故障，大故障为需要更换风机部件的故障；
19、大故障延误时间为：
20、
21、小故障延误时间为：
22、
23、其中运维方案使用k种运维方式，wt指由于海洋环境导致延误时间，uk指不同运维方式的使用率，dwf是指人员平均转运距离，vk是指不同运维方式的速度，τk是指不同运维方式的登程时间，r是指故障的运维时间；
24、当运维方案中有n个运维团队时，风电场有nwt台风电机组，风机故障率为λs(台/h)，平均修复率为μs(台/h)，
25、λs＝λm+λm；
26、
27、
28、其中，(h)为不考虑排队时间的平均延误时间。
29、进一步，平均排队延误时间的获取方式为，
30、根据马尔科夫链，建立n个运维团队负责nwt台风机风场的排队模型，当故障风机数量小于n台时，整体风场的风机修复率与故障风机数量成正比；当故障风机数量大于等于n台时，整体风场的风机修复率被运维团队数量限制，为nμs；
31、在稳定状态下，不同故障风机的数量的概率之间存在递归关系，对基于markov链的风场排队模型进行求解平衡方程：
32、
33、
34、∑ip(i)＝1；
35、其中p(i)为不同故障风机的数量的概率。
36、根据little定理，风电机组的平均排队时间是平均排队长度与单位时间内平均故障数量的比值：
37、其中，平均排队长度为等待运维团队进行运维的故障风机的数量；
38、因此，每台风机的纠错性运维活动的平均停机时间为：
39、
40、进一步，最佳运维团队数量及运维方案的获取方式为，
41、除了风机故障时需要的运维活动外，还需要进行定期检查，即预防性运维活动，每次预防性运维时间为rpm，运维次数为npm，则总运维时间为
42、rtot＝rpm·npm+rm·λm+(1-uh)·rm·λm；
43、dn为每个运维团队的工作时间，那么每个运维团队的有效工作时间为
44、
45、当运维团队数为n时，当n个运维团队有效工作时间小于总运维时间时，需要进行运维团队数量的补充，数量n*为
46、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：由于海洋条件限制造成的延误时间的获取方式为，
3.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：运维活动的理想延误时间的获取方式为，
4.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：平均排队延误时间的获取方式为，
5.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：最佳运维团队数量及运维方案的获取方式为，
【技术特征摘要】
1.一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：由于海洋条件限制造成的延误时间的获取方式为，
3.根据权利要求1所述的一种海上风电场运维经济性规划方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆恒，樊天慧，祁雷，李宁，郭奇，韩煜，齐磊，
申请(专利权)人：渤海石油航务建筑工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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