申请/专利权人：江苏科技大学

申请日：2021-12-10

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN114372316B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.05.06#实质审查的生效;2022.04.19#公开

摘要：本发明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。

主权项：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，其中，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：Vj为第j个时间段渡轮的速度，Tj为第j个时间段的时间长度，dx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：Pp＝k*v3式中：PP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：Tmin为到港时间下限，Tmax为到港时间上限；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；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；Pij为第i台柴油发电机在第j个时间段内的功率；Sj为柴油发电机DG开关系数，0为OFF，1为ON；Δtj为第j个时间段持续时间；SFOCij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；所述步骤4中柴油发电机和电池能够更好的协调出力处理方式为：柴油发电机工作在燃油经济性最佳区域，并且在保证动力系统运行稳定性的同时减少柴油发电机运行台数与时间；所述步骤4中燃油消耗是采用柴油机SFOC曲线来估算燃油的消耗情况，利用某一工况下柴油发电机的运行时间和带载率，对应SFOC曲线得到每kWh下燃油消耗情况，即gkWh，再与该工况下柴油发电机的发电量，即可得渡轮在该时间段下的油耗，通过各时间段油耗的相加即得总消耗；所述步骤4中污染物排放量采用自上而下的排放估算方法估算，具体方法为：通过计算出的停靠港口和正常航行的柴油发电机发电量，分别乘以相应的排放因子，得到停靠港口和正常航行时的污染物排放量，相加即可得该船整个航行周期得污染物排放总量。

全文数据：

权利要求：

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