随着全球化石能源储量的逐渐告急以及环境保护问题的日益严峻,可再生能源的开发和利用已成为许多国家当前的重要课题。海上风电凭借其风速高、单机容量大、年利用小时数长等显著优势愈发得到重视,并已进入高速发展阶段,但它同样面临着海况影响多、施工成本高、作业时间短等问题,机组维护难度大,同时受制于风电场占地面积,机组间的尾流效应显著,这会极大影响到机组的输出功率和维护策略的制定。研究海上复杂工况下风电机组维护策略的优化方法,对提高海上风电场效益和降低维护成本有着重要意义。因此,本文开展了考虑尾流效应的海上风电机组维护策略研究,主要内容如下:首先,针对风电机组间存在的尾流效应对风电场中风速分布的影响,利用单位时间内气流的动能守恒定律构建了尾流模型。模型中考虑到变化的风向和机组的维护状态对风电场尾流分布的影响,依据各时段下机组间的气动耦合路径描述了下风向机组和多台上风向机组之间的气动耦合,以准确地表达维护计划时间范围内风电机组的输入风速,并且通过算例分析表明,风向的变化对机组间尾流效应的作用会影响到海上风电场的输出功率,同时处于维护状态的机组对风电场中尾流分布的影响不容忽视,所提的尾流模型能在计划周期内准确地获取机组输入风速以计算输出功率,这也为后续的工作奠定了理论基础。然后,考虑到海上风能资源的充分利用并确保维护计划良好的经济性,建立了发电量最大化和维护成本最小化的海上风电场维护计划优化模型。模型考虑到维护计划周期内风向的变化以及机组的维护状态,结合前述所建立的尾流模型计算海上风电场中各机组的输入风速,同时为了描述海上风速和风向的任意性和随机性,运用场景法获得风速和风向预测的场景集,通过将模型中的非线性部分近似描述为多面体从而进一步转化为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,并且运用ε-约束法处理多目标函数进而求解得到维护计划优化方案。算例分析表明,所提出的模型能够得到受风况影响下具有最佳综合经济效益的海上风电机组维护计划,为机组维护提供决策支持,同时也为实现合理的经济评价提供参考。最后,考虑到复杂多变的海洋大气环境对机组维护路径的影响,构建了考虑尾流效应的海上风电机组维护路径随机规划模型。模型中运用场景集刻画了海洋环境中风、浪的相关性和不确定性,并且综合考虑人员、船只、惩罚、停机损失等各项成本构成,建立了维护成本最小化的目标函数,同时考虑到风、浪对船只航行时间,出海可及窗口的影响构建了相关的约束条件。此外,考虑到维护状态会改变机组间尾流分布,结合所提出的尾流模型精细地量化了海上风电场的停机损失。为了提高求解效率,在求解过程中,引入各船只每日最大可维护的机组数目预评估策略,确定了维护路径优化的有效搜索空间,降低了计算的规模。算例分析表明,制定的维护路径决策能更好地应对随机的海洋大气环境,提高了路径决策结果的适应性,且考虑尾流效应下的决策结果更具经济性。