一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法技术

本发明专利技术是一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，包括如下步骤：1)：根据渡轮工况及功率情况表推导航速与推进功率的数学模型；2)：对渡轮航线进行分段，结合动力系统稳定性约束，渡轮航线距离约束，以燃油消耗最低为目标，建立航速优化模型；3)：利用智能算法对航速优化模型进行寻优求解；4)：根据优化后的航速调整需求侧功率，使得柴油发电机和电池能够更好的协调出力，并对燃油消耗及污染物排放量进行分析。本发明专利技术通过已知航线和电推渡轮功率情况表，对需求侧功率进行优化，充分发挥储能装置的能量调节作用，使柴油发电机尽可能工作在燃油效率最高的区间，最大化减少燃油消耗及污染排放。及污染排放。

【技术实现步骤摘要】
一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法


[0001]本专利技术属于混合动力船舶能量管理策略领域，具体的说是一种装备柴油发电机、储能系统混合动力系统以及全电力推进系统的渡轮能量管理方法。

技术介绍

[0002]船舶运输业的能源消耗已经受到国际广泛关注，2021年6月国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会低76次会议(MEPC76)通过了《MARVEL公约》附则
Ⅵ
的修正案，该修正案旨在提高船舶能效，减少燃油消耗，进一步约束船舶排放。为实现船舶运输业的绿色化，我国交通运输部也出台了一系列纲领文件，推广使用清洁能源。
[0003]目前，针对如何提高船舶能效，减少污染排放，已有不少研究。一方面，基于智能算法的能量管理策略在针对柴油发电机和储能之间的功率分配已经被证实能够降低燃油消耗，但是渡轮航行一周期的需求侧功率是一定的，能量需求也相对固定，储能作为需求功率“削峰填谷”的辅助动力系统，发挥作用不高，因此该方法节能效果有限，只能达到2％左右的燃油减少效果；另一方面，陆地微电网中基于需求侧响应的功率分配方法近年来取得了不错本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，其特征在于：所述电推渡轮能量管理方法包括如下步骤：步骤1：根据渡轮工况及功率情况表推导航速与推进功率的数学模型；步骤2：对渡轮航线进行分段，结合动力系统稳定性约束，渡轮航线距离约束，以燃油消耗最低为目标，建立航速优化模型；步骤3：利用智能算法对航速优化模型进行寻优求解；步骤4：根据优化后的航速调整需求侧功率，使得柴油发电机和电池能够更好的协调出力，并对燃油消耗及污染物排放量进行分析。2.根据权利要求1所述一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，其特征在于：所述步骤2中渡轮航线距离约束包含距离约束、渡轮推进负载需求约束以及到港时间约束，其中，距离约束：式中：V
j
为第j个时间段渡轮的速度，T
j
为第j个时间段的时间长度，d
x
为一个目的点至下一个目的点之间的距离；渡轮推进负载需求约束：P
p
＝k*v3式中：P
P
为船舶推进负载，k为影响系数，与船型、载荷条件、水的密度有关，v为船舶航速；到港时间约束：式中：T
min
为到港时间下限，T
max
为到港时间上限。3.根据权利要求1或2所述一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，其特征在于：所述步骤2中，对渡轮航线进行分段的具体步骤为：根据渡轮不同工况及目的点进行航段的划分，目的点位进出港段、停靠段、低速航行段、高速航行段、目的点至中间点段、中间点1至中间点2段或中间点2至目的点段。4.根据权利要求1或2所述一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，其特征在于：所述步骤2中以燃油消耗最低为目标的目标函数为式中：FCtotal为总消耗；P
ij
为第i台柴油发电机在第j个时间段内的功率；S
j
为柴油发电机DG开关系数，0为OFF，1为ON；Δt
j
为第j个时间段持续时间；SFOC
ij
为第i台柴油发电机在第j个时间段内的SFOC值，SFOC值由目标函数计算。5.根据权利要求1所述一种基于需求侧功率优化的电推渡轮能量管理方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志宇，魏莱，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：