[发明专利]一种基于年度定额的风电场备件的库存优化方法

权利要求书

1.一种基于年度定额的风电场备件的库存优化方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)设上一年度各部件的剩余库存为{Q₁，Q₂，Q₃，......，Q_m}，各部件的初始购买数量均为0，则S_i＝Q_i，S_i为风电机组第i个部件的库存；

(2)以年度定额的风电场备件库存模型为基础，计算剩余库存对应的各部件可用率{A₁(S₁),A₂(S₂),......,A_m(S_m)}及相应的风电场平均可用率SA⁰，令SA_o＝SA⁰，SA⁰为上一年度剩余库存对应的风电场平均可用率，SA_o为当前最优库存定额对应的风电场平均可用率；

(3)计算第i个部件的库存定额数增加1，其余部件的库存定额数不变时，第i个部件的可用率A_i(S_i+1)，及相应的风电场平均可用率

得到各部件采购量增加1之后的相应的风电场平均可用率{SA_i}；

(4)计算各部件库存定额数增加对风电场平均可用率的改善程度{ΔSA_i}，ΔSA_i＝SA_i-SA_o，及相应的效费比{B_i}，B_i＝ΔSA_i/pr_i，其中pr_i为部件i的单价；

(5)选择max{B_i}对应的部件，计算其库存定额数增加1之后是否仍符合预算约束，如符合，更新风电场最优平均可用率SA_o＝SA_i及该部件的库存定额数S_i＝S_i+1，并返回第(3)步；如不符合，则进行第(6)步；

(6)去除{B_i}中最大一项,若{B_i}为空集则结束计算，否则返回第(5)步；

所述年度定额的风电场备件库存模型如下，

则风电场的平均可用率为：

式中，SA为风电场的平均可用率，m为风电机组关键部件数，S_i为风电机组第i个部件的库存，A_i(S_i)为该部件的平均可用率，由下式计算得出：

式中，N为风电场的风电机组数，T_cycle为备件库存控制周期，取1年，分母为风电场全年全部风电机组最大运行时间之和，TMS_i(S_i)为风电场本年度由于部件i故障而造成的风电机组停机时间之和，为

式中，第一项为备件充足时的风电场总维修预期时间，仅包含故障维修耗时；第二项为备件短缺时的风电场总维修预期时间，包含故障维修耗时及备件耗尽后采购备件所需时间导致的停机时间；MTTR_i为故障平均修复时间，TD_i为备件紧急采购所需时间，S_i为年度备件库存定额数，P_i(j)为在备件库存控制周期中第i个部件发生j次故障的概率，可通过二项分布计算，为

式中，F为单一部件在备件库存控制周期中发生故障的概率，为单一部件在备件库存控制周期中不发生故障的概率：

式中，λ_i为部件i的平均故障率；

当风力发电机组部件的故障率保持不变时，风电场备件库存数目越多风电场平均可用率越大，但由于风电场资金有限，存在预算约束：

式中S_i，Q_i，pr_i分别为部件i的年度定额数，上一年度库存剩余数及单价，C为风电场一年备品备件采购预算总额；

综上，基于年度定额的风电场备件库存优化模型如下：