電力推進船舶的能量管理與負荷預測研究.pdf

1、能量管理系統(tǒng)是船舶電力系統(tǒng)的重要組成部分，其功能是保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行，實現(xiàn)最大化供電保障和最小化燃油消耗。能量管理系統(tǒng)通過與其他艦載控制系統(tǒng)協(xié)同運行，使得整船發(fā)揮最大性能。隨著電力電子和變頻調(diào)速技術的發(fā)展，電力推進系統(tǒng)越來越廣泛的應用于現(xiàn)代船舶中，由于推進系統(tǒng)的功率不斷增大，以及新型大功率用電負荷的出現(xiàn)，對船舶能量管理系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，對于電力推進船舶能量管理系統(tǒng)的研究具有重大意義，為了解決能量管理系統(tǒng)中存在的不足，

2、本文針對船舶負荷管理、發(fā)電管理進行系統(tǒng)研究，并提出了改進措施。
　　在船舶負荷管理方面，本文分析了船舶電力系統(tǒng)的特點和傳統(tǒng)負荷管理方法，提出了一種基于模糊邏輯的負荷功率控制器，以船舶發(fā)電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速加速度信號作為模糊控制器輸入，以功率限幅值作為輸出，根據(jù)專家經(jīng)驗設計了功率限制模糊規(guī)則庫。與傳統(tǒng)的負荷管理方法相比，改進后的模糊功率控制器提高了船舶電力推進系統(tǒng)的功率需求響應速度。
　　在船舶發(fā)電管理方面，分析了多臺發(fā)電機組中某一

3、臺發(fā)電機故障時其他正常運行發(fā)電機受到的負荷沖擊特性。為了應對船舶負荷大幅度波動對發(fā)電機造成的影響，對比分析了鋰電池和超級電容的充放電特性，采用超級電容作為中間儲能設備對船舶電力負荷的波動進行削峰填谷控制。仿真結果表明超級電容的投入大大增強了船舶電網(wǎng)應對負荷突變能力。
　　為了增強船舶電網(wǎng)穩(wěn)定性，借鑒陸地電網(wǎng)的負荷預測方法，采用以時間為序列的歷史負荷數(shù)據(jù)作為學習模式對Elman神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，得到下一時刻的負荷預測輸出。根據(jù)預測結

4、果，調(diào)整發(fā)電機組啟動預留功率、啟停儲備功率系統(tǒng)和退出電網(wǎng)的延時時間。綜合負荷管理、發(fā)電管理、負荷預測，改進船舶能量管理策略。
　　最后，本文利用RT-LAB仿真機和工業(yè)控制計算機共同搭建了船舶電力系統(tǒng)分布式實時仿真平臺。在RT-LAB仿真機中運行船舶發(fā)電系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)模型，在工業(yè)控制計算機中運行負荷系統(tǒng)模型，通過仿真機之間的外部數(shù)據(jù)交互共同完成整個船舶電力系統(tǒng)的仿真。通過搭建的仿真平臺測試了本文提出的船舶能量管理改進策略，仿真