本发明专利技术公开一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质，涉及船舶设计技术领域。本申请通过发动机MAP图和电机MAP图进行仿真，结合目标优化权重得到不同目标混动比下的适应度，然后在指定的目标混动比下以储能系统容量为优化变量再次进行仿真，结合目标优化权重得到不同储能系统容量下的适应度，再基于不同目标混动比下的适应度和不同储能系统容量下的适应度确定选型结果。本申请能够为设计者提供有效的船舶选型指导，从而优化船舶动力系统。从而优化船舶动力系统。从而优化船舶动力系统。
【技术实现步骤摘要】
船舶动力系统选型方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及船舶设计
，尤其涉及一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]燃料发动机与电动机共同组成船舶动力总成，船舶混合动力系统的实质是通过对燃料发动机和电动机动力的适时调节,完成驱动船舶的目的。电动机的低速特性较好,将电动机与燃料发动机结合，可以改善燃料发动机低速动能性差和废气排放等问题。船舶混合动力系统的出现能够改善目前纯电动驱动系统存在的技术性问题，也是在目前燃料电池技术尚未成熟之际较好的方案。混合动力船舶的动力系统选择影响这船舶驱动、能耗等各项性能，目前缺少一种混合动力系统选型方法来为设计者提供有效的选型指导，以优化船舶动力系统。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质，能够为设计者提供有效的船舶选型指导，优化船舶动力系统。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种船舶动力系统选型方法，包括以下步骤：
[0005]获取发动机MAP图、电机MAP图、仿真运行策略、混动比集合、航行工况和优化目标权重，其中，所述混动比集合包括目标混动比，所述仿真运行策略用于表征船舶的功率需求与动力系统工作模式的映射关系；
[0006]根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果；
[0007]确定所述混动比集合中的目标混动比均与仿真后得到的至少一个所述仿真混动比中匹配，并确定所述目标混动比的第二仿真结果；
[0008]根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度；
[0009]基于多个所述目标混动比的适应度优化所述仿真运行策略；
[0010]基于指定的所述目标混动比，根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果；
[0011]根据多个所述第三仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述储能系统容量下的适应度；
[0012]基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果。
[0013]根据本专利技术一些实施例，所述混动比集合通过以下步骤获得：
[0014]获取预设的混动比区间和混动比优化精度；
[0015]根据所述混动比优化精度在所述混动比区间中取值，得到多个所述目标混动比。
[0016]根据本专利技术一些实施例，所述仿真运行策略包括：
[0017]当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求小于功率预设值，采用纯电力推进模式；
[0018]当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求大于功率预设值，采用混合动力推进模式；
[0019]当发动机热效率大于热效率预设值，采用发动机推进模式。
[0020]根据本专利技术一些实施例，所述根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤：
[0021]根据所述航行工况确定当前时间步长的系统需求功率；
[0022]根据所述系统需求功率通过所述仿真运行策略确定船舶动力系统的当前时间步长的工作模式；
[0023]根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果。
[0024]根据本专利技术一些实施例，所述根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤：
[0025]当所述工作模式为纯电力推进模式，根据所述电机MAP图确定满足当前所述系统需求功率的最佳电机效率，并根据最佳电机效率对应的电机工况进行当前时间步长的仿真；
[0026]当所述工作模式为发动机推进模式，确定上一时间步长是否为发动机推进模式；当上一时间步长不是发动机推进模式，则将发动机转速设置为怠速并根据所述电机MAP图确定当前最佳发动机热效率的发动机功率，所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足，直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真；当上一时间步长为发动机推进模式，则确定在上一时间步长的第一转速可变区间，确定所述第一转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率，所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足，直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真；
[0027]当所述工作模式为混合动力模式，确定发动机当前的第二转速可变区间，确定所述第二转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率，所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足进行当前时间步长的仿真。
[0028]根据本专利技术一些实施例，所述根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度包括以下步骤：
[0029]将多个所述优化目标权重进行归一化处理；
[0030]根据归一化处理后的多个所述优化目标权重确定适应度函数；
[0031]根据所述适应度函数和多个所述第二仿真结果确定多个所述目标混动比下的适应度。
[0032]根据本专利技术一些实施例，基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系
统容量下的适应度确定选型结果包括以下步骤：
[0033]选择适应度大于预设适应度下的目标混动比和储能系统容量作为所述选型结果。
[0034]根据本专利技术一些实施例，所述船舶动力系统选型方法还包括以下步骤：
[0035]根据多个所述第二仿真结果确定不同适应度下的排放曲线、能耗曲线和经济性曲线；
[0036]根据所述排放曲线、所述能耗曲线和所述经济性曲线修正所述选型结果。
[0037]另一方面，本专利技术实施例还提供一种船舶动力系统选型方法装置，包括：
[0038]至少一个处理器；
[0039]至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0040]当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如前面所述的船舶动力系统选型方法。
[0041]另一方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如前面所述的船舶动力系统选型方法。
[0042]本专利技术上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本申请通过发动机MAP图和电机MAP图进行仿真，结合目标优化权重得到不同目标混动比下的适应度，然后在指定的目标混动比下以储能系统容量为优化变量再次进行仿真，结合目标优化权重得到不同储能系统容量下的适应度，再基于不同目标混动比下的适应度和不同储能系统容量下的适应度确定选型结果。本申请能够为设计者提供有效的船舶选型指导，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种船舶动力系统选型方法，其特征在于，包括以下步骤：获取发动机MAP图、电机MAP图、仿真运行策略、混动比集合、航行工况和优化目标权重，其中，所述混动比集合包括目标混动比，所述仿真运行策略用于表征船舶的功率需求与动力系统工作模式的映射关系；根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果；确定所述混动比集合中的目标混动比均与仿真后得到的至少一个所述仿真混动比中匹配，并确定所述目标混动比的第二仿真结果；根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度；基于多个所述目标混动比的适应度优化所述仿真运行策略；基于指定的所述目标混动比，根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果；根据多个所述第三仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述储能系统容量下的适应度；基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果。2.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法，其特征在于，所述混动比集合通过以下步骤获得：获取预设的混动比区间和混动比优化精度；根据所述混动比优化精度在所述混动比区间中取值，得到多个所述目标混动比。3.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法，其特征在于，所述仿真运行策略包括：当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求小于功率预设值，采用纯电力推进模式；当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求大于功率预设值，采用混合动力推进模式；当发动机热效率大于热效率预设值，采用发动机推进模式。4.根据权利要求3所述的船舶动力系统选型方法，其特征在于，所述根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤：根据所述航行工况确定当前时间步长的系统需求功率；根据所述系统需求功率通过所述仿真运行策略确定船舶动力系统的当前时间步长的工作模式；根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果。5.根据权利要求4所述的船舶动力系统选型方法，其特征在于，所述根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤：
当所述工作模式为...
【专利技术属性】
技术研发人员：张尊华，米肖雄，李格升，陈迪松，阮智邦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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