一种海上风电运维的调度方法与流程

1.本发明涉及海上风电技术领域，特别是一种海上风电运维的调度方法。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，国内海上风电行业的发展也是日渐迅猛。在这样的发展趋势下，对海上风电场的运行、维护装备及人员调度方法等提出愈来愈高的要求。随着国内海上风电产业的不断开发与建设，现如今，国内有关于海上风力发电的运行、维护及调度，还仍存在着较大的不足，且无法满足实际的需求。国内目前海上风电运维平台还很少，对于大故障还不能够做到及时的处理；平台上用于运维的专用装备配套仍不足，同一套设备需在不同的平台间进行调度使用；国内从事海上风电运维的专业技术人员较少，需要对人员进行合理的调度。但是国内目前关于风电运维装平台的调度系统不完善，调度方案并不合理，从而导致现有的海上风电场的运维成本高，运行效率低。


技术实现要素：

3.针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种海上风电运维的调度方法，解决了现有的海上风电场的运维成本高，运行效率低的问题。
4.一种海上风电运维的调度方法，包括以下步骤：
5.平台运维调度步骤：平台调度处理中心标记出发生故障的风力发电机组的对应的风电场运维平台，通过获取各个风电场运维平台的相对位置，选择与被标记的风电场运维平台的相对位置最近的正常的风电场运维平台进行调度；
6.关键设备调度步骤：对同一海域内的风机运维平台进行编号得到运维平台编号n；
7.统计同一海域作业的每个风电运维平台中已有的运维设备，并对每个风电运维平台分别形成对应的已有设备集合nn；
8.统计同一海域作业的每个风电运维平台中近期需要使用的设备，并对每个风电运维平台分别形成对应的使用设备集合mn；
9.通过将已有设备集合nn与使用设备集合mn进行集合运算，得到所述风电运维平台的集合运算结果，并根据所述集合运算结果判断所述风电运维平台是否需要调入关键设备或者调出关键设备；
10.运维人员调度步骤：获取风电运维平台的运维人员数量bn，获取风电运维平台的作业工期cn，获取风电运维平台的任务完成进度dn，获取每个风电运维平台的已开始作业天数en；
11.根据运维人员数量bn、作业工期cn、任务完成进度dn和已开始作业天数en判断所述风电运维平台是否需要调入运维人员或者调出运维人员。
12.值得说明的是，所述关键设备调度步骤具体为：
13.t1:对每个所述风电运维平台计算m
n-nn∩mn得到调入设备集合，当调入设备集合m
n-nn∩mn不等于零时，判断所述风电运维平台为需要调入关键设备；
14.t2:对每个所述风电运维平台计算n
n-nn∩mn得到调出设备集合，当调出设备集合n
n-nn∩mn不等于零时，判断所述风电运维平台为需要调出关键设备。
15.可选地，所述关键设备调度步骤中，在步骤t2后还包括：
16.t3:按照元素数量从少到多的顺序，对每个所述风电运维平台对应的调入设备集合m
n-nn∩mn进行排序；
17.t4:从元素最少的调入设备集合m
n-nn∩mn开始，依次与每个所述风电运维平台的调出设备集合n
n-nn∩mn进行交集运算；
18.t5:当
19.m
n-nn∩mn≠(m
n-nn∩mn)∩(n
n-nn∩mn) (m
n-nn∩mn)∩(n
n 1-n
n 1
∩m
n 1
)时，判断运维平台编号n的所述风电运维平台需要从运维平台编号n 1以外的所述风电运维平台调入关键设备。
20.具体地，在所述关键设备调度步骤中，运维平台编号n的风电运维平台需要从该海域的外部调入的关键设备等于(m
n-nn∩mn)-[(m
n-nn∩mn)∩(n
n-nn∩mn) (m
n-nn∩mn)∩(n
n 1-n
n 1
∩m
n 1
)]。
[0021]
优选的，所述运维人员调度步骤具体为：
[0022]
s1：计算每个风电运维平台的工作效率计算在工作效率xn下需要完成任务剩余的天数
[0023]
s2：将en yn与cn作差比较，当比较结果小于零，将对应的所述风电运维平台的运维人员归为调度组，当比较结果大于零，将对应的所述风电运维平台的运维人员归为被调度组，当比较结果等于零，对应的所述风电运维平台的运维人员不作处理；其中，所述调度组用于存储需要调出运维人员的风电运维平台的运维平台编号n，所述被调度组用于存储需要调入运维人员的风电运维平台的运维平台编号n。
[0024]
值得说明的是，所述运维人员调度步骤中，在步骤s2后还包括：
[0025]
s3：通过dn z1n×
(c
n-en)≥1得到调度组中一个所述风电运维平台需要调出的运维人员的人数，其中所述风电运维平台的新的第一工作效率其中，f1为调度组内的所有风电运维平台的运维人员的总人数，δf1n为调度组中运维平台编号n的对应的风电运维平台需要调出的运维人员的人数；
[0026]
s4：通过dn z2n×
(c
n-en)≥1得到被调度组中一个所述风电运维平台需要调入的运维人员的人数，其中新的第二工作效率f2为被调度组内的所有风电运维平台的运维人员的总人数，δf2n为被调度组中运维平台编号n的对应的风电运维平台需要调入的运维人员的人数。
[0027]
可选地，所述运维人员调度步骤中，在步骤s4后还包括：
[0028]
s5：将δf1n和δf2n进行比对，当δf1n大于δf2n时，输出调度有效；当δf1n小于δf2n时，输出调度无效，并判断为需要从两个所述风电运维平台以外的其他风电运维平台进行运维人员调入。
[0029]
具体地，还包括气象感知及预测步骤，所述气象感知及预测步骤为：
[0030]
获取气象局的观测数据，所述观测数据包括气压、相对湿度、风浪高度、浪周期、降水量和能见度；
[0031]
通过气象传感器采集风电运维平台周围的气象数据；
[0032]
通过气象海况预报系统获取实时的海况检测；
[0033]
将所述观测数据和所述气象数据进行比对分析，计算并预测气象情况，再结合实时的海况检测作为修正，得出最终气象预测。
[0034]
优选的，还包括海域视频监控步骤，所述海域视频监控步骤为：
[0035]
通过监控系统对每个风电运维平台的风力发电机组进行实时监测，其中所述监控系统包括摄像机，所述摄像机分布于各个所述风电运维平台；
[0036]
通过防卫系统接收所述监控系统的实时检测结果，当所述风电运维平台的风力发电机组出现异常时，通过所述防卫系统进行报警。
[0037]
值得说明的是，所述平台运维调度步骤还包括：调度检测中心对每个风电运维平台的风力发电机组进行实时检测，判断所述风力发电机组是否发生故障，并将故障信息发送到平台调度处理中心。
[0038]
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：在所述海上风电运维的调度方法中，通过平台运维调度步骤，将其他风电运维平台正常的风力发电机组调动到有机组异常的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作；通过关键设备调度步骤，将有充裕关键设备的风电运维平台的关键设备调动到欠缺关键设备的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作；通过运维人员调度步骤将有充裕运维人员的风电运维平台的运维人员调动到欠缺运维人员的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作。解决了目前海上风电运维平台少，装备配套不足，同一套设备在不同的平台间调度使用，运维装备系统不完善等的问题，降低了海上风电场的运维成本，提高了运行效率。
附图说明
[0039]
图1是本发明的一个实施例的流程图；
[0040]
图2是本发明的一个实施例中关键设备调度步骤的流程图；
[0041]
图3是本发明的一个实施例中运维人员调度步骤的流程图；
[0042]
图4是本发明的海上风电运维的调度方法对应的系统结构框图；
[0043]
图5是本发明的平台运维调度步骤对应的数据流向图。
具体实施方式
[0044]
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0045]
在本发明的实施方式的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0046]
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0047]
如图1-5所示，一种海上风电运维的调度方法，包括以下步骤：
[0048]
平台运维调度步骤：平台调度处理中心标记出发生故障的风力发电机组的对应的风电场运维平台，通过获取各个风电场运维平台的相对位置，选择与被标记的风电场运维平台的相对位置最近的正常的风电场运维平台进行调度；具体地，将所有风力发电机组进行坐标定位；然后将风电运维平台进行坐标定位；当风力发电机组出现故障报警之后，通过坐标系计算该风力发电机组与该海域各风电运维平台之间的距离，选取最合适的风电运维平台前往运维。通过调度监测中心可判断发生故障的风电机组，并通过调度计算单元计算出其相对于风电运维平台的位置，通过各个风电场平台之间的相互配合，可以有效降低运维成本，提高运维效率，保证海上风电场的安全、高效的运行。
[0049]
关键设备调度步骤：对同一海域内的风机运维平台进行编号得到运维平台编号n；统计同一海域作业的每个风电运维平台中已有的运维设备，并对每个风电运维平台分别形成对应的已有设备集合nn；统计同一海域作业的每个风电运维平台中近期需要使用的设备，并对每个风电运维平台分别形成对应的使用设备集合mn；通过将已有设备集合nn与使用设备集合mn进行集合运算，得到所述风电运维平台的集合运算结果，具体地，集合运算为集合间的交集、并集或两个集合相加减，并根据所述集合运算结果判断所述风电运维平台是否需要调入关键设备或者调出关键设备；具体地，调入关键设备代表从其他的所述风电运维平台调动关键设备到本风电运维平台，调出关键设备代表从本风电运维平台调动关键设备到其他的所述风电运维平台。
[0050]
运维人员调度步骤：获取风电运维平台的运维人员数量bn，获取风电运维平台的作业工期cn，获取风电运维平台的任务完成进度dn，获取每个风电运维平台的已开始作业天数en；其中，所述运维人员数量的单位是人，所述作业工期的单位是天，所述任务完成进度的单位是百分比，所述已开始作业天数的单位是天。根据运维人员数量bn、作业工期cn、任务完成进度dn和已开始作业天数en判断所述风电运维平台是否需要调入运维人员或者调出运维人员。具体地，调入运维人员代表从其他的所述风电运维平台调动运维人员到本风电运维平台，调出运维人员代表从本风电运维平台调动运维人员到其他的所述风电运维平台。
[0051]
在所述海上风电运维的调度方法中，通过平台运维调度步骤，将其他风电运维平台正常的风力发电机组调动到有机组异常的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作；通过关键设备调度步骤，将有充裕关键设备的风电运维平台的关键设备调动到欠缺关键设备的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作；通过运维人员调度步骤将有充裕运维人员的风电运维平台的运维人员调动到欠缺运维人员的风电运维平台，保证了各个平台均能正常运作。解决了目前海上风电运维平台少，装备配套不足，同一套设备在不同的平台间调度使用，运维装备系统不完善等的问题，降低了海上风电场的运维成本，提高了运行
效率。
[0052]
一些实施例中，如图2所示，所述关键设备调度步骤具体为：
[0053]
t1:对每个所述风电运维平台计算m
n-nn∩mn得到调入设备集合，当调入设备集合m
n-nn∩mn不等于零时，判断所述风电运维平台为需要调入关键设备；
[0054]
t2:对每个所述风电运维平台计算n
n-nn∩mn得到调出设备集合，当调出设备集合n
n-nn∩mn不等于零时，判断所述风电运维平台为需要调出关键设备。
[0055]
关键设备的调度包括调研分析、资源整合、合理调度。关键设备的调度主要针对同一海域下作业的风电运维平台间。一个实施例中，每个风电运维平台的已有设备集合分别为n1、n2……
、nn，每个风电运维平台的使用设备集合分别为m1、m2……
、mn，从而得到每个风电运维平台的调入设备集合分别为m
1-n1∩m1、m
2-n2∩m2……
、m
n-nn∩mn，得到每个风电运维平台的调出设备集合分别为n
1-n1∩m1，n
2-n2∩m2……
、n
n-nn∩mn。
[0056]
值得说明的是，所述关键设备调度步骤中，在步骤t2后还包括：
[0057]
t3:按照元素数量从少到多的顺序，对每个所述风电运维平台对应的调入设备集合m
n-nn∩mn进行排序；
[0058]
t4:从元素最少的调入设备集合m
n-nn∩mn开始，依次与每个所述风电运维平台的调出设备集合n
n-nn∩mn进行交集运算；
[0059]
t5:当
[0060]mn-nn∩mn≠(m
n-nn∩mn)∩(n
n-nn∩mn) (m
n-nn∩mn)∩(n
n 1-n
n 1
∩m
n 1
)时，判断运维平台编号n的所述风电运维平台需要从运维平台编号n 1以外的所述风电运维平台调入关键设备。
[0061]
以运维平台编号n＝1的风电运维平台的调入设备集合m
1-n1∩m1为例，步骤t4具体为：计算(m
1-n1∩m1)∩(n
1-n1∩m1)、(m
1-n1∩m1)∩(n
2-n2∩m2)
……
、(m
1-n1∩m1)∩(n
n-nn∩mn)，直到当为止，从而把所有风电运维平台的调出设备集合均计算完毕。若出现m
1-n1∩m1≠(m
1-n1∩m1)∩(n
1-n1∩m1) (m
1-n1∩m1)∩(n
2-n2∩m2)时，运维平台编号n＝1的风电运维平台需要从运维平台编号n＝2以外的所述风电运维平台调入关键设备。
[0062]
可选地，在所述关键设备调度步骤中，运维平台编号n的风电运维平台需要从该海域的外部调入的关键设备等于(m
n-nn∩mn)-[(m
n-nn∩mn)∩(n
n-nn∩mn) (m
n-nn∩mn)∩(n
n 1-n
n 1
∩m
n 1
)]。一个实施例中，以运维平台编号n＝1的风电运维平台的调入设备集合m
1-n1∩m1为例，(m
1-n1∩m1)-[(m
1-n1∩m1)∩(n
1-n1∩m1) (m
1-n1∩m1)∩(n
2-n2∩m2)]得到的元素就是还未调度到位的关键设备，即需要从运维平台编号n＝2以外的所述风电运维平台调入的关键设备。
[0063]
具体地，一个实施例中，如图3所示，所述运维人员调度步骤具体为：
[0064]
s1：计算每个风电运维平台的工作效率计算在工作效率xn下需要完成任
务剩余的天数
[0065]
s2：将en yn与cn作差比较，当比较结果小于零，将对应的所述风电运维平台的运维人员归为调度组，当比较结果大于零，将对应的所述风电运维平台的运维人员归为被调度组，当比较结果等于零，对应的所述风电运维平台的运维人员不作处理；其中，所述调度组用于存储需要调出运维人员的风电运维平台的运维平台编号n，所述被调度组用于存储需要调入运维人员的风电运维平台的运维平台编号n。具体地，对en yn与cn作差比较，即计算(en yn)-cn。当比较结果小于零，代表en yn小于cn，在当前工作效率xn下完成任务的天数比额定的作业工期cn少，就是运维人员的人手较为充足；当比较结果大于零，代表en yn大于cn，在当前工作效率xn下完成任务的天数比额定的作业工期cn多，就是运维人员的人手较为不足，需要增援。
[0066]
优选的，所述运维人员调度步骤中，在步骤s2后还包括：
[0067]
s3：通过dn z1n×
(c
n-en)≥1得到调度组中一个所述风电运维平台需要调出的运维人员的人数，其中所述风电运维平台的新的第一工作效率其中，f1为调度组内的所有风电运维平台的运维人员的总人数，δf1n为调度组中运维平台编号n的对应的风电运维平台需要调出的运维人员的人数；
[0068]
s4：通过dn z2n×
(c
n-en)≥1得到被调度组中一个所述风电运维平台需要调入的运维人员的人数，其中新的第二工作效率f2为被调度组内的所有风电运维平台的运维人员的总人数，δf2n为被调度组中运维平台编号n的对应的风电运维平台需要调入的运维人员的人数。人员调度的方法是在某一风电运维平台的运维人员能完成任务的前提下，将该风电运维平台的一部分运维人员调至另一风电运维平台，使另一风电运维平台也能完成任务。
[0069]
值得说明的是，所述运维人员调度步骤中，在步骤s4后还包括：
[0070]
s5：将δf1n和δf2n进行比对，当δf1n大于δf2n时，输出调度有效；当δf1n小于δf2n时，输出调度无效，并判断为需要从两个所述风电运维平台以外的其他风电运维平台进行运维人员调入。计算出某一风电运维平台能完成任务的前提下，还能调出δf1n人，另一风电运维平台需要δf2n人完成任务，如果某一风电运维平台能调出的δf1n大于δf2n，则这两个风电运维平台都可以按时完成任务，如果δf1n小于
△
δf2n，则另一风电运维平台还是不能完成任务，需要继续从这两个风电运维平台以外的其他风电运维平台抽调运维人员；需要从两个所述风电运维平台以外的其他风电运维平台调入的运维人员的人数为δf2
n-δf1n。
[0071]
一些实施例中，还包括气象感知及预测步骤，所述气象感知及预测步骤为：获取气象局的观测数据，所述观测数据包括气压、相对湿度、风浪高度、浪周期、降水量和能见度；通过气象传感器采集风电运维平台周围的气象数据；具体地，所述气象传感器包括但不限于测风仪、温度传感器等；通过气象海况预报系统获取实时的海况检测；将所述观测数据和所述气象数据进行比对分析，计算并预测气象情况，再结合实时的海况检测作为修正，得出最终气象预测。所述平台运维调度步骤还包括通过调度计算单元对实时运行状态信息进行
故障诊断分析，并结合气象水文信息、运维人员信息、运维船舶信息和备品备件信息，进行运维规划计算以生成针对故障的调度方案；通过海上风电场数据库存储采集数据，所述采集数据包括风电场各设备的实时运行状态信息、运维人员信息和运维船舶信息和备品备件信息；结合所述调度计算单元的判断分析结果、所述海上风电场数据库存储的采集数据和所述最终气象预测推送运维调度方案。所述气象感知及预测步骤实现了感知功能，得到的最终气象预测能作为海上风电运维调度的考虑参数，从而使得到的调度方案更加符合实际需要。
[0072]
可选地，还包括海域视频监控步骤，所述海域视频监控步骤为：通过监控系统对每个风电运维平台的风力发电机组进行实时监测，其中所述监控系统包括摄像机，所述摄像机分布于各个所述风电运维平台；通过防卫系统接收所述监控系统的实时检测结果，当所述风电运维平台的风力发电机组出现异常时，通过所述防卫系统进行报警。具体地，风力发电机组异常包括但不限于意外停机或振动过大等。通过所述海域视频监控步骤对所述风力发电机组进行监测和报警，将出现异常的风力发电机组作为海上风电运维调度的考虑参数，从而使得到的调度方案更加符合实际需要。
[0073]
一些实施例中，所述平台运维调度步骤还包括：调度检测中心对每个风电运维平台的风力发电机组进行实时检测，判断所述风力发电机组是否发生故障，并将故障信息发送到平台调度处理中心。所述故障信息包括发电机机组的型号、位置和数量。具体地，对风力发电机进行实时监测，对每个平台任务完成进度进行每周实时更新，在每个发电机出现任何故障的时候可以在调度监测中心的显示器中反应出来，可及时呈现故障数目及故障点。
[0074]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0075]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0076]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。