带多子船的海上风电场运维方法、介质

本发明涉及海上风电场，尤其涉及一种带多子船的海上风电场运维方法、可读存储介质。

背景技术：

1、近年来，随着海上风力发电技术的不断进步和风电场规模的扩大，海上风电运维工作面临着更为复杂和多样的挑战。一方面，海上风电场因其特殊的地理环境和气候条件，运维工作难度较大，运维成本较高；另一方面，随着单台风力发电机组容量的增加，运维工作的复杂性和难度也随之增加。因此，优化运维路径，提高运维效率，降低运维成本，成为风电运维领域亟待解决的问题。

2、现有的运维路径规划方法往往只考虑单艘船舶的运维路径，忽视了多艘船舶协同运维的可能性。而多艘船舶协同运维可以充分利用船舶资源，提高运维效率，降低运维成本。这是因为多艘船舶协同运维存在船舶调度、路径规划、资源分配等一系列复杂问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种带多子船的海上风电场运维方法、可读存储介质，以解决现有技术在采用多艘船舶协同运维时存在的船舶调度、路径规划、资源分配复杂的问题，实现发电损失以及运维总成本最小化。

2、一种带多子船的海上风电场运维方法，所述方法包括：

3、s1：获取粒子群中的粒子数量，分别设置母作业船和子作业船的行驶速度和行驶成本，一个母作业船可以携带若干个子作业船；

4、s2：运行风机序列编码程序初始化粒子群中每一个粒子的位置，所述粒子的位置包括派遣阶段和回收阶段的风机序列以及对应的作业船标识；

5、s3：遍历每一个粒子，运行风机序列解码程序对粒子的位置进行解码，得到粒子在当前位置对应的运维路径，所述运维路径包括派遣阶段和回收阶段的母作业船和子作业船的服务路径；

6、s4：根据母作业船和子作业船的行驶速度和行驶成本计算粒子的适应度，根据粒子的适应度获取全局最优粒子，记录全局最优粒子及其对应的运维路径；

7、s5：采用自适应算法更新粒子群中每个粒子的位置；

8、s6：判断迭代次数是否达到预设次数阈值，若是则输出更新后的全局最优粒子及其对应的运维路径，调度母作业船和子作业船；若否，则返回步骤s3。

9、可选地，所述运行风机序列编码程序初始化粒子群中每一个粒子的位置，所述粒子的位置包括派遣阶段和回收阶段的风机序列以及对应的作业船标识包括：

10、获取海上风电场中待运维的风机数量n，根据所述风机数量n设置粒子的位置维度为4n；

11、初始化每一个维度上的值，得到粒子i的位置为pxi＝(pxi，1，pxi，2，...，pxi，4n)，其中，第1至n个维度上的值pxi,1…pxi,n表示派遣阶段风机的索引信息；第n+1至2n个维度上的值pxi，ni+1…pxi，2n表示回收阶段风机的索引信息；第2n+1至3n个维度上的值pxi,2n+1…pxi,3n表示派遣阶段各个风机对应的作业船标识，第3n+1至4n个维度上的值pxi，3，n+1…pxi，4n表示回收阶段各个风机对应的作业船标识，所述作业船包括母作业船和子作业船。

12、可选地，对于派遣阶段，所述运行风机序列解码程序对粒子的位置进行解码，得到粒子在当前位置对应的运维路径包括：

13、按照派遣阶段风机的索引信息从小到大对所述风机进行排序，得到风机服务序列；

14、根据所述派遣阶段的风机序列和派遣阶段风机对应的作业船标识，生成派遣阶段的作业船序列；

15、组合所述风机服务序列和作业船序列，生成派遣阶段临时路径；

16、将所述派遣阶段临时路径中的第一个风机和最后一个风机的作业船标识修改为母作业船标识，得到派遣路径序列；

17、根据所述派遣路径序列分别提取母作业船和子作业船在派遣阶段的服务路径。

18、可选地，所述根据所述派遣路径序列分别提取母作业船和子作业船在派遣阶段的服务路径包括：

19、从所述派遣路径序列提取出作业船标识为母作业船的节点，得到第一临时序列；

20、在所述第一临时序列的头部添加由出发港口和母作业船标识构成的起始节点，生成母作业船在派遣阶段的服务路径；

21、将所述派遣路径序列中非首尾位置上的作业船标识为母作业船的节点作为分割点，将所述派遣路径序列划分成若干个派遣路径序列片段；

22、遍历每一个派遣路径序列片段，分别提取每一个子作业船在派遣阶段的服务路径。

23、可选地，所述遍历每一个派遣路径序列片段，分别提取每一个子作业船在派遣阶段的服务路径包括：

24、在一个派遣路径序列片段中，遍历每一个子作业船的作业船标识，从所述派遣路径序列片段中提取出对应的节点，生成第二临时序列；

25、将所述派遣路径序列片段的首个节点添加到所述第二临时序列的头部、尾部节点添加到所述第二临时序列的尾部，生成子作业船的服务路径。

26、可选地，对于回收阶段，所述运行风机序列解码程序对粒子的位置进行解码，得到粒子在当前位置对应的运维路径包括：

27、按照回收阶段风机的索引信息从小到大对所述风机进行排序，得到风机服务序列；

28、根据所述回收阶段的风机序列和回收阶段风机对应的作业船标识，生成回收阶段的作业船序列；

29、组合所述风机服务序列和作业船序列，生成回收阶段临时路径；

30、将所述回收阶段临时路径中的最后一个风机的作业船标识修改为母作业船标识，得到回收路径序列；

31、根据所述回收路径序列分别提取母作业船和子作业船在回收阶段的服务路径。

32、可选地，所述根据所述回收路径序列分别提取母作业船和子作业船在回收阶段的服务路径包括：

33、从所述回收路径序列提取出作业船标识为母作业船的序列节点，得到第三临时序列；

34、对于所述第三临时序列，将所述回收路径序列的首个节点添加到所述第三临时序列的头部，将终点港口和母作业船标识构成的终点节点添加至所述第三临时序列的尾部，生成母作业船在回收阶段的服务路径；

35、将所述回收路径序列中非首尾位置上的作业船标识为母作业船的节点作为分割点，将所述回收路径序列划分成若干个回收路径序列片段；

36、遍历每一个回收路径序列片段，分别提取每一个子作业船在回收阶段的服务路径。

37、可选地，所述遍历每一个回收路径序列片段，分别提取每一个子作业船在回收阶段的服务路径包括：

38、在一个回收路径序列片段中，遍历每一个子作业船的作业船标识，从所述回收路径序列片段中提取出对应的节点，生成第四临时序列；

39、将所述回收路径序列片段的首个节点添加到所述第四临时序列的头部、尾部节点添加到所述第四临时序列的尾部，生成子作业船的服务路径。

40、可选地，所述根据母作业船和子作业船的行驶速度和行驶成本计算粒子的适应度包括：

41、根据粒子在当前位置对应的运维路径分别获取母作业船到达风机的累计时间、子作业船在航程中到达风机的累计时间，结合风机单位时间停机经济损失获取风机发电损失成本；

42、根据粒子在当前位置对应的运维路径分别获取母作业船在节点间的运行距离、每小时停靠成本以及停靠风机的时间，结合母作业船的行驶速度、行驶成本获取母作业船的作业成本；

43、根据粒子在当前位置对应的运维路径分别获取子作业船在航程节点间的运行距离、每小时停靠成本以及在航程中停靠风机的时间，结合子作业船的行驶速度和行驶成本获取子作业船的作业成本；

44、求取所述风机发电损失成本、母作业船的作业成本和子作业船的作业成本之和，作为粒子的适应度。

45、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的带多子船的海上风电场运维方法。

46、本发明实施例通过获取粒子群中的粒子数量，分别设置母作业船和子作业船的行驶速度和行驶成本，一个母作业船可以携带若干个子作业船；运行风机序列编码程序初始化粒子群中每一个粒子的位置，所述粒子的位置包括派遣阶段和回收阶段的风机序列以及对应的作业船标识；遍历每一个粒子，运行风机序列解码程序对粒子的位置进行解码，得到粒子在当前位置对应的运维路径，所述运维路径包括派遣阶段和回收阶段的母作业船和子作业船的服务路径；根据母作业船和子作业船的行驶速度和行驶成本计算粒子的适应度，根据粒子的适应度获取全局最优粒子，记录全局最优粒子及其对应的运维路径；采用自适应算法更新粒子群中每个粒子的位置；判断迭代次数是否达到预设次数阈值，若是则输出更新后的全局最优粒子及其对应的运维路径，调度母作业船和子作业船；若否，则返回更新粒子在当前位置对应的运维路径；从而实现了多艘船舶协同运维，有效地解决了海上风电场中船舶调度、路径规划、资源分配复杂的问题，优化了多艘船舶的运维路径，提高了运维效率，降低了发电损失以及运维总成本。