阚志伟，王锡淮



混合动力船舶能量管理系统控制与优化

阚志伟，王锡淮

（上海海事大学物流工程学院，上海 201306）

本文介绍使用频率方法改进混合电动船（HEB）能量管理系统，并对系统做适当优化。柴油发电机通过超级电容器和锂电池的配合出力来满足混合动力船的负荷需求。超级电容器和锂电池通过两个双向DC/DC连接到直流母线，柴油发电机使用三相pwm整流器连接到直流总线。DC/AC转换器连接到使用两个电动机作为推进器模拟混合动力船（HEB）在航行过程需求的推进负载。利用粒子群优化算法来整定柴油机调速系统PID控制器参数，使其有更快的速度响应。本文通过柴油发电机，超级电容器和锂电池这些电源的功率分配来满足动态负荷需求。理论结果通过MATALB/Simulink软件进行仿真验证。

混合动力船舶 锂电池 超级电容器 功率分配 粒子群算法

0 引言

如今，多源系统广泛应用于各类交通工具以此来减少能源消耗和温室气体的排放。在船舶领域，由于混合动力船舶（HEB）负载的波动，船用发电机需要在暂态过程获得一定的功率补充，以免发电机性能恶化。使用锂电池和超级电容器能够减少功率波动对于发电机的扰动，以提高HEB动态性能。能量存储系统能够在一定时间内平滑的缓解负荷波动的影响。本次研究使用锂电池和超级电容器作为储能设备，使用直流电网作为主系统，这是由于相当一部分设备需要直流电源为其供电。相比于交流系统，直流系统能减少电力电子转换器数目，降低了成本，同时也降低控制系统复杂程度。……