A Short-Term Optimization Model for Routing and Scheduling of Maintenance on Offshore Wind Farms

Abstract

Drift og vedlikehold bidrar til en stor del av den totale kostnaden på havvindparker. Derfor er det et mål å minimere disse kostnadene, samt maksimere produksjonen på vindparken. I denne masteroppgaven blir det presentert en kortsiktig optimeringsmodell for vedlikeholdsoperasjoner på havvindparker. Hovedaspektet til denne modellen er å maksimere profitten oppnådd ved å utføre vedlikehold på vindturbiner. Tatt i betraktning at alt vedlikeholdsarbeid er valgfritt, finner modellen i denne oppgaven, den beste ruten for et sett med fartøy for å vedlikeholde turbinene som gir best resultat. I motsetning til mye tidligere forskning, deler ikke denne oppgaven problemet inn i delproblemer eller bruker metaheuristikker for å nærme seg en optimal løsning, men implementerer en mer rett-frem algoritme. Modellen er testet på økende instansstørrelser med tilfredsstillende resultater, der den største inneholder 72 turbiner.

Maintenance work contribute to a large part of the total cost of offshore wind farms. Therefore, the goal is to minimize these costs and maximize the production on the wind farm. This thesis provides a short-term optimization model for maintenance logistics on offshore wind farms. The main aspect of the model is to maximize the profit that is obtained by performing maintenance on wind turbines. Considering that all maintenance work is optional, the model in this thesis finds the best route for a set of vessels to maintain the turbines that gives the best profit outcome. Unlike a considerable amount of former research, this thesis does not divide the problem into sub-problems or use metaheuristics to approach an optimal solution but implement a more straightforward algorithm. The model is tested with satisfactory results on increasing instance sizes, the largest of which contains 72 turbines.