基于强化学习的船舶微电网能量管理策略

全电船舶将柴油发电机、电池储能系统、光伏发电系统相结合，以电能形式满足船舶日常各类运行的需求，提升了船舶能量的利用效率。然而，受到光伏强度和环境温度不确定性的影响，光伏发电系统的有功出力曲线呈现随机性和波动性，进而导致船舶微电网能量管理策略需要兼顾最优性和鲁棒性。为制定有效的能量管理策略，提出一种基于强化学习技术的全电船舶微电网能量管理模型及算法来克服不确定性的影响，算法求解得到的能量管理策略能根据随机性因素的实时变化动态修正，可保持船舶能量消耗处于最优状态。最后通过算例验证了所提算法的可行性和有效性。     

挪威PBES储能系统公司

挪威PBES系统公司(全称为B计划储能公司,Plan B Energy Storage)致力于为船舶、电网及重工业应用提供优化的电源系统解决方案,在混合动力渡轮及全电渡轮、海上供应船、大型混合电力游艇、港口设备及电网支持应用服务中实现产品价值.     

船舶储能系统的硬件在环仿真验证方案

为了解决船舶储能系统的数学仿真置信度完全取决于数学模型的建模,仿真运行效率受限于计算机性能等问题,基于RT-LAB实时仿真平台,建立配置了船舶储能系统的船舶直流综合电力系统的实时仿真模型,根据所建船舶储能系统实时仿真模型,完成了船舶储能系统硬件在环仿真方案测试,可为后续的船舶综合电力系统测试提供可靠提供有效平台。     

ONR赞助海军小型船舶电力管理的研制

美国海军正朝着全电力船舶及航行器的方向发展，以便提高未来的战斗能力。全电力系统提供一个电力构架，能控制发电、配电及储能，需要时提供电力给适当的负载。全电力结构的海军应用的全部潜力的实现提出了有意义的技术和系统工程挑战。     

锂电池/超级电容器在电力推进船舶中的应用综述

针对电力推进船舶面临的由负载波动带来的难题,提出了在船舶电力推进系统中加入储能单元的解决办法。比较了常见储能元件的特性,阐述了船用锂电池和超级电容器技术发展的现状,分析了两者的应用前景。提出了含混合储能系统的电力推进船舶交流母线和直流母线的两种拓扑结构并说明了各自的优缺点及应用中所面临的问题,为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视。船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径。分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点。结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率。     

船舶混合电力推进系统设计及优化控制仿真

为改善带有储能系统的混合电力船舶推进系统能效,提出一种适用于混合电力推进船舶的控制策略,以锂电池组的荷电状态为状态参数,根据不同电力负荷下的负载变化趋势和柴油发电机组的最佳燃油消耗率曲线,实现多台组网工况下的最佳增减机控制及单台在网工况下的最佳负荷调整。仿真验证表明,通过控制在网发电机组台数及单台发电机组功率负荷,可以降低船舶混合电力推进系统的燃油消耗,改善柴油机工作效率。     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视.船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径.分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点.结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率.     

新能源船舶混合储能系统关键技术问题综述

电力电子变换技术的不断进步为风能、太阳能和燃料电池等新能源技术在船舶中的应用起到了积极的推动作用,为平抑分布式发电装置间歇性和随机性电能输出与不同运行工况下船舶电气负荷持续稳定电能需求之间的矛盾,储能系统在新能源船舶电力系统的电源能量中继和功耗动态平衡过程中的调控作用显得尤为重要。特别是,储能系统必须同时具备高功率密度和高能量密度的特点,才能满足船舶电力系统中大功率异步电机频繁启动和电气负荷长时间不间断运行的需求。论文介绍了典型储能技术的技术特点,着重探讨集成蓄电池-超级电容的典型混合储能系统,对比分析了无源式和有源式混合储能系统结构的技术差异;从适用电网的不同运行模式(离网型和并网型)和不同优化策略(目标和方法)的角度,分别论述了混合储能系统的容量优化配置问题的解决途径;在此基础上,从能量型与功率型储能元件的匹配控制环节和变流器的运行控制环节,解析了混合储能系统的协调运行控制技术发展现状。     

锂电池储能系统在绞吸挖泥船的应用分析

对国内主流的绞吸挖泥船按照动力系统配置特点进行分类,对各类典型船舶从动力系统与锂电池储能系统应用结合方面开展相关研究,分析各类绞吸挖泥船与锂电池储能系统应用结合的可行性,为后续实船与锂电池储能系统的应用结合提供依据。     

未来的电力舰

叙述全电力舰未来的发展情况，在研究全电力舰技术发展的同时，还结合综合全电力推进的概念，以及英国海军战舰原动机和储能方式的选择等，介绍实现电力舰的技术途径，并讨论未来舰船系统面对舰船工程技术不断发展所带来的挑战，另外提及列入船舶工程技术发展计划的要点。     

基于粒子群算法的电池船运行优化

为了缓解化石能源紧缺、减少船舶污染气体排放,构建以大容量储能电池为主动力的绿色船舶,是实现海洋碳达峰与碳中和的关键。将储能技术和电力推进技术引入到船舶电力系统中,形成全电力船舶已逐步成为船舶设计的趋势。利用粒子群优化算法,兼顾船舶多种运行工况,提出一种面向直流全电池船舶运营管理的系统优化方案。为验证所提方法的有效性,选取典型航线,对电池船运行过程中的经济性进行测算。仿真结果表明船载储能系统可以平抑船舶航行时由负荷变化引起的剧烈波动,通过优化电池船的运营管理,在减轻船舶电力系统波动的同时,降低船舶运行过程中的总成本。     

电力推进船舶复合储能装置容量多目标优化

当船舶电力推进系统采用超级电容和蓄电池组成的复合储能装置来解决负载扰动带来的经济性及安全性问题时,复合储能装置的容量与船舶的稳定性和经济性息息相关。以某耙吸式电力推进挖泥船为对象,采用自适应惯性权重粒子算法与适应度值离差排序法相结合的方法对复合储能装置的容量进行多目标优化配置,并利用MATLAB进行复合储能装置容量的优化计算。     

新型电力推进车客渡船设计分析

为满足长江车客渡运业对安全、环保、节能减排、车辆重载及经济性的发展需求,通过主尺度、船型、阻力推进、操纵性、船体结构等方面的数值分析与性能优化,结合电力推进系统的系统特性、系统架构、储能装置、变速发电等关键技术分析,设计了综合经济技术优良的新型电力推进车客渡船,实现了船舶重载能力和载重量提高而空载重量降低,操纵性能优化,营运安全性更高,节能减排效果明显。新型电力推进车客渡船设计与优化分析可为电力推进内河车客渡船的设计提供一定参考。     

基于DSP技术的电力推进船舶电力负荷预测系统

针对电力推进船舶电力负荷的非线性、混沌性,难以进行准确预测的难题,设计了基于数字信号处理(DSP)技术的电力推进船舶电力负荷预测系统。首先,针对电力推进船舶电力负荷的特点,设计船舶电力负荷预测系统的总体框架,然后进行基于DSP技术的电力推进船舶电力负荷预测系统设计,分别进行船舶电力负荷预测系统的硬件与软件设计,最后进行仿真实验,仿真结果表明,DSP技术能够更好地把握电力负荷信号的变化规律,可以得到更为准确的船舶电力负荷预测精度,预测的实时性得到了极大的提升。     

船舶电力推进电机驱动技术研究

船舶电力推进系统自20世纪80年代以来重新焕发生机。它在各类船舶上得到广泛的应用,主要得力于电力电子技术的飞速发展。本文对船舶电力推进电机驱动技术全面阐述,分析了各类变换器在船舶电力推进系统中的应用领域,对船舶电力推进电机驱动系统研究和设计具有重要的实用价值,为从事相关研究的工作人员提供设计参考。     

基于飞轮储能技术的船舶区域配电系统冲击负荷供能策略

针对船舶区域电力系统中冲击负荷启停时引起的频率大幅度波动故障，采用飞轮储能系统，实现对冲击负荷的功率补偿和对系统频率波动的抑制。当飞轮充电时，采用按转子磁链的矢量控制方法对飞轮驱动电机的转速进行控制，以减少充电时间和过程扰动。当冲击负荷启动引起船舶出现功率缺额和频率波动时，触发飞轮装置进入放电工作模式，配合柴油机组为冲击负荷供电。飞轮储能系统内部自带变频器，能实现交流-直流-交流的转换，达到为冲击负荷稳定供电的目的。采用MATLAB/Simulink平台搭建适用于船舶系统的飞轮储能充放电模型，仿真结果表明，该系统能紧急满足冲击负荷的电能供应需求，从而预防船舶电网出现频率大幅度波动故障和加快故障自愈。     

储能系统在智能型无人系统母船的应用

对电力推进科考船在科考作业时由于负载波动给电力系统带来技术难题进行分析,提出在电力系统中加入磷酸铁锂储能单元的解决办法,以实现利用储能单元具有的削峰填谷能力,使电力系统的运行趋于稳定。同时,以智能型无人系统母船为例,介绍储能系统兼具动力电池系统在船舶进出港时实现纯电力推进的零排放关键技术。提出含磷酸铁锂储能单元的电力推进配电系统的配置方案及其充放电调度控制方式,为工程人员设计类似科考船提供解决方案和参考。     

支持向量机网络在船舶电力推进系统状态评估中的研究

船舶电力推进系统状态评估是状态检修的前提和基础,建立合适的舰船电力推进系统状态评估流程与模型,并开发出可行的评估系统是舰船状态评估的必须步骤。本文在对船舶电力推进系统的状态评估方法进行概述和分类的基础上,提出船舶电力推进系统状态评估流程、基于支持向量机网络的船舶电力推进系统状态评估模型和具体的评估步骤。     

基于H∞鲁棒控制的船用混合储能双向DC-DC变换系统设计

双向DC-DC变换系统是为实现船舶混合储能中不同类型储能元件间匹配控制和能量管理必要的执行机构。针对传统DC-DC控制策略的混合储能系统存在较大程度的参数摄动和负载干扰的问题,引入H∞鲁棒控制策略,从而弥补传统控制策略的缺陷;运用Matlab/Simulink软件搭建船用混合储能双向DC-DC变换系统仿真模型,开展有功负荷突增突卸和系统响应特性试验。结果表明:采用该策略能有效提升混合储能系统平抑冲击负荷的动态性能,充分发挥混合储能系统内储能元件各自的优势,延长系统使用寿命。