一种河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法技术

技术编号:40808410 阅读:23 留言:0更新日期:2024-03-28 19:31
本发明专利技术公开了一种河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,包括:基于船舶阻力、运动状态、航速和载货量构建全电力推进计算模型;基于全电力推进计算模型构建航程‑发电两阶段协同的功率调度模型,其中,航程‑发电两阶段协同的功率调度模型包括航程调度阶段和功率调度阶段;基于航程调度阶段得到船舶最优航程计划;功率调度阶段,基于随机模型预测控制方法通过不确定性功率波动量化指标设计得到变时间尺度控制策略;基于船舶最优航程计划和变时间尺度控制策略得到变时间尺度功率调度最优方案。本发明专利技术根据全电力推进功率波动情况实时调整下一调度周期的控制时域和时间步长,进一步提升船舶航行的灵活性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源船舶调度,特别涉及一种河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法


技术介绍

1、河海直达新能源船舶同时满足内河与海域航行规范,不需要换船、驳船就能实现货物直达,极大降低运输成本和污染排放。

2、有效的功率调度策略将提高河海直达新能源船舶的能源利用率,降低污染排放。河海直达新能源船舶采用全电力推进方式航行,全电力推进功率占总负荷功率的70%以上。因此,全电力推进计算模型的准确度将决定船舶功率调度的好坏。通常,全电力推进计算模型以指数函数描述理想条件下的推进功率与航速的关系。2020年,fang在全电力推进计算模型中引入风、浪引起的附加阻力影响,提出了考虑不确定性的船舶功率鲁棒调度方案。2021年,kyaw hein重新计算了船体阻力系数并修正推进功率与船速的函数关系,使船舶运行成本减少约10%。sun考虑到附加阻力对推进功率的影响,直接以全航程推进负荷需求最小为优化目标进行船舶航程调度,使全航程平均推进功率降低52.44kw。以上研究均假设船舶处于匀速运动状态,忽略船体惯性、质量、运动状态等因素对全电力推进过程的影响。

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【技术保护点】

1.一种河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,所述全电力推进计算模型为:

3.根据权利要求2所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,所述航程调度阶段在保证船舶准时准点到港前提下以船舶运行成本最小为目标确定船舶最优航程计划,其中,所述船舶运行成本包括:燃料成本、设备运维成本、污染气体治理成本、柴油发电机组启停成本和岸电成本。

4.根据权利要求3所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,构建所述航程调度阶段的数...

【技术特征摘要】

1.一种河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,所述全电力推进计算模型为:

3.根据权利要求2所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,所述航程调度阶段在保证船舶准时准点到港前提下以船舶运行成本最小为目标确定船舶最优航程计划,其中,所述船舶运行成本包括:燃料成本、设备运维成本、污染气体治理成本、柴油发电机组启停成本和岸电成本。

4.根据权利要求3所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,构建所述航程调度阶段的数学模型为:

5.根据权利要求4所述的河海直达新能源船舶变时间尺度功率调度方法,其特征在于,所述功率调度阶段的数学模型的目标函数为:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹赫武靖虎郭栋郑昊兰海李聃程鹏
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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