基于多目标遗传算法的柴电混合动力船舶功率分配优化
2021-03-16贾宝柱邹佳奇
计算机应用与软件 2021年3期
张 程 贾宝柱,2* 邹佳奇
1(大连海事大学船舶电气工程学院 辽宁 大连 116026)
2(广东海洋大学海运学院 广东 湛江 524088)
0 引 言
混合推进船舶(Hybrid Propulsion Vessel-HPV)指单船包含两种或两种以上的动力形式,如液压-电力推进方式[1]、风帆助航推进[2]、喷水推进[3],以及柴-电混合推进[4]等。柴-电混合系统是混合推进系统的主要形式之一,在传统柴油机直接推进系统的基础上增加了电力推进方式以提高船舶的操控性能,既能利用操纵性好、噪音低的柴油发电机作为动力源,又可以兼顾柴油推进装置单机功率高、输出扭矩大的优势。混合推进系统控制问题主要研究如何改善多种工作模式下功率配置方案,在满足动力需求的前提下实现降低燃油成本、减少排放、提高船舶经济性的目的。
混合动力船舶与混合动力汽车在动力形式上非常类似,本质都是通过利用多种动力源(柴油机、汽油机、蓄电池等)驱动船舶或汽车的工作运行。目前,国内外专家学者对于混合动力汽车的相关研究已经颇有成果,这对于研究混合动力船舶有一定的借鉴意义[5-10]。在船舶相关的研究中,Zahedi等[11]考虑了船舶在多种工况下的电力负载变化,提出了一种最小化燃油消耗率的控制策略,根据船舶航行平均需求功率和功率变化特性去制定发电机组的工作准则,使其工作在最优工作状态,优化后的带有储能装置的直流电力系统与交流系统相比,显著地降低了燃油消耗。Mahdi等[12]采用带有约束条件的粒子群优化算法,设计了由原动机、发电机组等动力源的最优输出功率组合。……
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