(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211010192.5 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 中国华能集团清洁能源技 术研究院 有限公司 地址 102209 北京市昌平区北七家镇未来 科技城南区华能人才创新创业基地实 验楼A楼 申请人 华能 （浙江） 能源开发有限公司清洁 能源分公司 　 上海擎测机电工程 技术有限公司 (72)发明人 万抒策　薜文超　周军军　陈高楼　 汤浩然　孙家品　高建忠　赵鹏程　 王华　任鑫　李邦兴　钱韫辉　 (74)专利代理 机构 上海中外企专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 31387 专利代理师 牛怡(51)Int.Cl. G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种海上风电场设备运维方法与系统 (57)摘要 本发明公开了一种海上风电场设备运维方 法与系统， 其中方法包含步骤1 ‑步骤9， 系统包含 历史运行参数 获取模块、 设备故障诊断模型构建 模块、 运行数据获取模块、 判断模块、 风电场运维 点位处理模块、 优化模块， 通过建立设备故障诊 断模型对设备状态进行监控， 同时依据设备的固 有检修周 期， 自动生成海上风电场运维计划， 并 依据建立的海 上风电场位置坐标， 基于蚁群算法 进行运维路线最优路径， 从而辅助运维计划实 施， 综合考虑海上运维点位动态变化、 海上船舶 浅滩避险等情况， 结合实际运维计划， 进行合理 的运维路线最优规划。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115511112 A 2022.12.23 CN 115511112 A 1.一种海上风电场设备运维方法， 其特 征在于， 包 含以下步骤： 步骤1： 获取海上风电场运维覆盖区域内设备的历史运行参数 数据； 步骤2： 依据所述历史运行参数 数据建立设备故障诊断模型； 步骤3： 实时获取海上风电场 运维覆盖区域内设备的运行数据， 并将所述运行数据输入 至所述设备故障诊断模型中进行故障诊断并将诊断为故障的设备进行 标记； 步骤4： 获取被标记为故障设备的运行数据， 依据设备的固定运维周期对所述故障设备 的运行数据进行判断是否需要运维处 理， 若不需要则执 行步骤3， 若需要则执 行步骤5； 步骤5： 获取所述故障设备的运行数据、 以及所述故障设备与所述风电场 运维覆盖区域 内浅滩的位置坐标及地理信息； 步骤6： 依据所述故障设备的运行数据、 所述位置坐标及地理信 息建立风电场 运维点位 数据； 步骤7： 获取所述风点场中障碍物区域坐标， 根据 所述风场障碍物区域坐标依据避障策 略对所述 风电场运维点 位进行路线规划得到点 位路线数据； 步骤8： 依据蚁群算法对所述 点位路线进行优化得到运维路线； 步骤9： 根据所述 运维路线指引运维船舶出海作业。 2.如权利要求1所述的一种海上风电场设备运维方法， 其特征在于， 所述风电场 运维覆 盖区域内的设备包 含风机设备、 升 压站配套设备。 3.如权利要求2所述的一种海上风电场设备运维方法， 其特征在于， 步骤2中依据所述 历史运行参数 数据建立设备故障诊断模型 具体方法如下： 对所述历史运行参数数据进行预处理随后进行插值、 归一化处理、 清洗得到预处理数 据； 对所述预处 理数据进行正常数据与异常数据标记得到标记数据； 根据所述标记数据分析设备运行工况 得到工况数据； 根据所述工况 数据依据相似性 算子建立设备故障诊断初模型； 采用所述预处 理数据对所述故障诊断预警模型进行训练得到设备故障诊断模型。 4.如权利要求3所述的一种海上风电场设备运维方法， 其特征在于， 步骤7中根据所述 风场障碍物 区域坐标依据避障策略对所述风电场运维点位进行路线规划得到点位路线的 具体方法如下： 采用所述 风电场运维点 位中任意两个所述 风电场运维点 位相连； 若连接线上 无障碍物则保留该风电场运维点 位； 若连接线上有障碍物阻挡， 则采用障碍物边缘取多边形的顶点或以障碍物为 圆心与连 接线相交取相交点进行避障处 理得到新的风电场运维点 位； 依据所有所述 风电场运维点 位进行路线规划得 所述到点 位路线。 5.如权利要求4所述的一种海上风电场设备运维方法， 其特征在于， 步骤8中依据蚁群 算法对所述 点位路线进行优化得到所述 运维路线的具体方法如下： 对蚁群算法中各参数进行初始化设置， 设开始时间t＝0， 最大迭代次数为Nmax， 初始时 刻每条路径上的信息素Tij(0)＝0,设置α 、 β 、 ρ 、 Q的初始值； 建立禁忌列表， 保证初始阶段禁忌列表中没有任何的运维点位及障碍物避障坐标点 位；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115511112 A 2将m个蚂蚁随机放置在k个船舶停靠点， 每个所述风电场运维点位最多分布一个蚂蚁， 将m个蚂蚁所在的所述 运维点位存入所述禁忌列表中， 并更新循环次数； 从所述禁忌列表中提取出每一只蚂蚁没有经历过的所述风电场 运维点位， 并根据概率 转换公式以轮盘赌算法选择下一个所述风电场运 维点位， 将所有的所述风电场运 维点位加 入所述禁忌列表中， 直至蚂蚁遍历完所有的所述风电场运维点位， 结束本轮蚂蚁的循环活 动； 对m个蚂蚁在k个船舶停靠点进行遍历， 将留有信息素最多的路径相连， 得到所述运维 路线； 其中， 概率转换公式如下： 其中， pk ij(t)为t时刻蚂蚁需要到达的船舶停靠点， τij为(i,j)上的信息素， ηij＝1/dij 为从地点i转移到地点j的启发式因子， τis为(i,s)上的信息素， ηis＝1/dij为从地点i转移到 地点s的启发式因子， allowedk为蚂蚁k下一步被允许访问的地点集合， takuk为禁忌列表用 于记录蚂蚁k当前 所走过的地点。 6.如权利要求5所述的一种海上风电场设备运维方法， 其特征在于， 根据 下列公式对信 息素进行 更新： τij(t+n)＝(1 ‑ρ )τij(t)+Δ τij(t)； 其中， τij为(i,j)上的信息素， ρ 为信息素挥发系数， 0<ρ ≤1， 为第k只蚂蚁在本次 循环中在路径(i,j)上留下的信息素量， k代 表蚂蚁序号， 1≦k≦m。 7.一种海上风电场设备运维系统， 其特征在于， 包含历史运行参数获取模块、 设备故障 诊断模型构建模块、 运行 数据获取模块、 判断模块、 风电场运维点 位处理模块、 优化模块； 所述历史运行参获取数模块用于获取海上风电场运维覆盖区域内设备的历史运行参 数数据； 所述设备故障诊断模型构建模块用于获取所述历史运行参数数据并建立设备故障诊 断模型； 所述运行数据获取模块用于实时获取海上风电场 运维覆盖区域内设备的运行数据， 并 将所述运行数据传输 至所述设备故障诊断模型中进行故障诊断； 还用于对诊断为故障的设备进行 标记； 所述判断模块用于获取被标记为故障设备的运行数据， 并依据设备的固定运维周期对 所述故障设备的运行数据进行判断是否需要运维处理， 若不需要则生成反馈至所述运行数 据获取模块的重新获取信号， 若需要则生成传输至所述风电场运 维点位创建模块的执行信 号； 所述风电场 运维点位处理模块依据 所述执行信号获取所述故障设备的运行数据、 以及 所述故障设备与所述 风电场运维覆盖区域内浅滩的位置坐标及地理信息；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115511112 A 3