船舶多清洁能源混合动力系统优化设计方法

多清洁能源混合动力系统可通过采用多种清洁能源有效提高船舶的绿色化水平,但多清洁能源的不同特点会增加混合动力系统配置优化设计的复杂性,目前缺少对多清洁能源混合动力系统优化配置方法的研究。对此,基于燃料电池、锂离子电池、超级电容和柴油发电机的混合动力系统形式,提出一种基于小波变换和遗传算法的多清洁能源混合动力系统优化配置方法。分析结果表明:提出的混合动力系统优化配置方法能在满足船舶最大功率需求的同时,提高船舶的经济性,降低二氧化碳排放,进而提高船舶的整体能效水平。     

混合动力系统的海工船舶应用

针对LNG动力船舶实际应用中工况复杂,LNG使用效率低的问题,结合混合动力系统的技术发展趋势,提出适用于海洋工程船舶复杂工况的气电混合动力解决方案,基于法规,采用直流组网技术,气电混合动力与直流电推技术,配合电池组,以期有效发挥LNG的低碳特性,保持较高的燃料利用效率,满足下一代近海支持船舶及内河船舶动力需求.     

船舶混合动力系统的发展与应用

随着技术进步与环保需求,船舶的动力系统不断改进,混合动力系统以其良好的操纵性能、较高的燃油效率及某些场合零排放的工作特性而备受关注。文章从船舶混合动力系统的发展历程出发,逐步阐述混合动力船舶的工作特性、典型架构、运行模式及其优势所在。通过对该类船舶目前国内外应用状况及效果的描述与分析,提出在未来5到10年左右,基于储能系统的混合动力船舶数量将显著增长,且适用范围将扩展到新建造的商船中,成为未来船舶的发展方向之一。     

清洁能源在未来船舶市场的应用

随着IMO 2020排放要求的出台执行,以及人们对环境问题的关注度越来越高,对环境的保护意识增强,船舶污染改善也成为热门话题.而使船舶产生环境污染的动力能源首当其冲成为需要改善的问题之一.文章介绍了几种目前应用比较多的清洁能源及其主要特点优势.     

混合动力船舶等效油耗最小能量管理策略

为了降低混合动力船舶的燃油消耗,同时解决传统等效油耗最小能量管理策略（ECMS）易导致动力设备处于恶劣工况的缺点,提出一种利用逻辑门限值规则对混合动力系统工作模式进行预识别的改进ECMS,并采用改进的蚁群算法对充放电等效因子进行离线优化。在船舶典型航行工况下,通过MATLAB/Simulink建立的船舶仿真模型进行逻辑门限值能量管理策略、等效因子分别取经验值和优化值的改进ECMS的仿真分析。结果表明：等效因子寻优后的改进ECMS有更好的燃油经济性,同时也利于保证电池荷电状态（SOC）平衡和动力设备的效率。     

混合动力船舶动力装置及能量管理研究综述

随着大功率电机技术、电力电子转换技术和电力存储技术的发展,混合动力推进成为提高船舶燃油效率、减少排放、提高安全性和冗余的良好选择。本文结合国内外混合动力船舶的发展状况,阐述了混合动力船舶动力装置的构架和工作模式,分析了混合动力船舶能量管理的研究现状,提出混合动力船舶电气化、智能化、大型化、民用化的发展方向。     

小功率内河船舶油电混合动力系统的建模及仿真研究

本文提出了一种可用于内河小艇的混合动力系统。按照模块化建模思想,建立了混合动力系统中各典型部件的数学模型,并在Simulink平台上建立了该系统的动态仿真模型。针对该混合动力系统的运行特点,利用所建的模型进行系统动念性能仿真分析,实现了电机起动和柴电联合驱动的工作过程,验证了模型的可行性。这能为小型内河船艇的新能源改造提供一种解决方案,也为混合动力船的理论研究和控制策略设计提供一种实用的建模方法。     

并联式船舶混合动力系统参数匹配与能量管理

以某并联式船舶混合动力系统作为研究对象,对系统中的船体、螺旋桨、天然气发动机、可逆电机和动力电池等主要部件进行参数匹配,研究基于逻辑门限值的能量管理策略.针对周期性作业船舶运行工况,研究不同动力电池初始荷电状态(SOC)条件下动力电池等效天然气消耗量、天然气发动机天然气消耗量以及系统等效天然气消耗量.结果 表明,在动力电池初始SOC为0.5和0.9的仿真条件下,系统运行模式受到动力电池SOC边界条件限制,系统等效天然气消耗量显著增加;相较于采用天然气发动机推进的船舶动力系统,所提出的并联式船舶混合动力系统可实现节省4.66％～7.00％的天然气消耗.     

混合动力船舶的建模与能量管理

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务。设计混合动力船舶电力推进系统的架构,采用光伏电池和燃料电池等清洁能源与柴油发电机混合动力驱动船舶,加上蓄电池作为储能元件对多余的功率的吸收或缺少功率的补充。并且使用能量管理中心对其进行调度管理。     

燃料电池锂电池混合动力船舶建模与仿真

全电动绿色船舶除了使用电力,还越来越多地采用替代能源,如燃料电池、太阳能电池等。本文建立船舶混合动力推进系统,采用燃料电池和锂电池并联作为混合动力。在功率不足时,锂电池提供额外的功率以满足负载需求。为了模型比较贴合实际,使用真实数据对混合动力系统的子部件进行建模,生成Simulink模型并进行仿真。     

混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真

为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。     

智能货运船舶研究现状与发展思考

针对内河复杂航道特点,提出一种基于绿色智能散货船多能源并联混合动力系统的直流组网系统设计方案。

首先,分析混合动力系统采用直流组网的优势,采用功率链计算法得出各典型工况下的混合动力直流组网推进效率。然后,研究针对绿色智能船舶附加标志具体要求的直流组网系统应用设计特点。最后,对实船直流配电系统保护及安全设计进行综合分析。

结果表明,实船采用包含储能系统的并联柴电/气电混合动力直流组网推进系统,整体性能优于常规主机推进和全电力推进方式。采用多种装置相结合的保护措施及失电恢复解决方案,确保了直流组网系统实船应用的安全可靠性。

直流组网可为实现内河船舶最高绿色等级水平提供柔性能源平台,并为智能机舱、智能能效管理及智能集成平台技术应用提供全方位支撑。研究成果可为绿色智能混合动力船舶直流组网的设计提供参考。

     

燃料电池-锂电池混合动力船舶的能量管理优化

燃料电池-锂电池混合动力船舶的动力源是由燃料电池作为主电源,锂电池为辅助电源。对混合动力系统采用能量管理策略(EMS)进行研究,分配每个电源的输出功率。为了提高氢燃料经济性和系统寿命,提出一种基于功率解耦的外部能效最大化策略进行建模仿真分析,并与双闭环PI控制策略和外部能效最大化策略(EEMS)进行对比,以验证其有效性。结果表明,本文提出的策略能够满足船舶典型工况下的功率需求,并有效降低氢燃料消耗,提高锂电池的利用率,从而利用混合动力系统的特点提高了氢燃料经济性,也使整个系统能够总体高效运行。     

船用油电混合动力系统应用浅析

随着环保需求的不断扩大,船舶EEDI第二、三阶段碳排放要求日益严格,混合动力系统凭借其良好的操控性能、较高的动力转化效率、较低的排放费用消耗而备受关注,成为未来的发展方向之一。文章从船用混合动力系统的发展和现状出发,逐步阐述其运行模式和优势所在。     

船舶混合动力系统的数学建模与仿真研究

船舶工业一方面促进了世界经济交流与发展,另一方面也导致了环境污染、能源危机等问题,近年来得到了外界的一致重视。随着船舶动力能源的调整,混合动力船舶逐渐出现,并逐渐成为一种发展趋势。混合动力船舶是将柴油发电主机与燃料电池并联,共同产生船舶航行所需要的动力。本文系统研究了船舶混合动力系统的参数与原理,建立了混合动力系统的数学模型,并在Matlab Simulink中进行了混合电力系统的仿真。仿真结果证明,混合动力系统可以较好的满足船舶的航行需求。     

智能新能源船舶的概念及关键技术

绿色和智能是当前船舶技术的发展趋势。文章首先提出了智能新能源船舶的概念,并介绍了智能新能源船舶的内涵、特点和系统构成;然后,从船舶航行、动力和推进3个方面分析了智能新能源船舶的关键技术;最后,对智能新能源船舶的未来发展进行展望。研究结果可为船舶的创新研究提供技术支持,引领船舶技术转型升级的发展方向。     

串联式混合动力系统在拖轮上的应用

文章介绍拖轮的动力系统,重点分析串联式混合动力系统的架构组成、性能特点、关键技术、设计与应用等方面。以厦门港5000HP绿色智能型拖轮的串联式混合动力系统为研究对象,通过数据挖掘技术处理船舶长期监测数据,建立环境参数与船舶能效指标之间的模型;利用深度学习算法,建立并优化能源动力系统集成模拟与负荷预测模块;根据拖轮典型单次作业情况,在能耗和排放污染物等指标方面进行分析对比。研究结果表明：港作拖轮采用串联混合动力推进方式,可以提高拖轮能源的利用效率,提升港口的绿色化、智能化水平。     

多能源船舶电网风险评价指标体系构建方法

针对多能源船舶电网的结构复杂性和多工况下的运行风险性,提出一种基于模糊动态层次分析法(FDAHP)的风险评价指标体系构建方法.提出风险评价指标体系建立原则,给出基于FDAHP的指标权重计算方法,建立多能源船舶电网风险评价指标体系,并在强风有光照和弱风无光照的情况下进行仿真.仿真结果表明,光伏和风能等新能源可以提高多能源...