[發明專利]一種冷藏集裝箱船功率平衡調度方法

有效

• 申請號: 201810318357.2
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108510207B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 肖金超;劉繼海;鄧淑敏;馮東英;魏三喜;程海梅
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所;中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08;G06F30/27;G06N3/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌;陳燕嫻

本發明公開了一種冷藏集裝箱船功率平衡調度方法，對冷箱的溫度變化規律，冷箱工作狀態，冷箱功率及風機工作狀態建立數學模型，設定總事實功率的目標值，采用遺傳算法來實現對冷藏箱的調度，使得總事實功率值始終接近目標值。本發明通過訪問船上裝配的冷藏集裝箱監控系統數據庫，讀取所有冷藏集裝箱的實時溫度及狀態信息，通過遺傳算法求出冷藏集裝箱的最優調度策略對冷藏集裝箱及風機的工作狀態進行調度，在保證冷藏集裝箱溫度安全的情況下實現功率“削峰填谷”，維持負載功率平衡，可起到降低成本和節約運費的作用。

技術領域

本發明涉及冷藏集裝箱船電力功率平衡方面及制冷控制研究領域，特別涉及一種冷藏集裝箱船功率平衡調度方法。

背景技術

隨著社會和科技的發展，人們的生活水平不斷提高，對于高營養價值的生鮮貨物的需求量增加迅速，使冷藏運輸工具及技術也得以發展。冷藏集裝箱船作為專業的冷鏈運輸工具是冷藏食品及醫藥產品運輸的重要組成部分，逐步成為國際貿易中冷鏈運輸的最佳途徑。

船舶電站是船上重要組成部分之一，對冷藏集裝箱船而言，它為冷藏集裝箱制冷和其他用電設備提供必須的功率，是船舶電力系統的核心部分。目前，在冷藏集裝箱船上，冷藏集裝箱的制冷功率大約占到整船總功率的40％，其他用電設備的功率大致占到整船總功率的60％。而現有的冷藏集裝箱船對冷藏集裝箱的控制相互獨立，船上缺乏對冷藏集裝箱的統一管理，且單個冷藏箱工況是全自動的，也就是對電力需求是隨機的，可能造成總制冷功率需求出現較大的波動。為應付最劣情況，船上制冷發電機組必須根據冷藏集裝箱制冷的最大功率工況進行配置以保證船上的電力安全，由此可能出現的頻繁峰谷變化會導致船上的發電機組難以長時間以合適的負荷率運行，導致發電機組油耗偏高，造成船舶營運成本增加和實際使用功率閑置。冷藏集裝箱負載占船舶總負載的比重大，且存在電力需求波動大的特點，這直接地影響到船舶電站的配電容量以及船舶運行的經濟指標。

冷藏集裝箱功率平衡調度方法旨在通過適當的電力調度措施，實現冷藏集裝箱的統一調度管理，在保證冷藏箱溫度安全的情況下實現功率“削峰填谷”，維持負載功率平衡；在裝機容量不變的情況下，可提高冷藏箱的裝載數量容量，并進一步降低運營成本；在冷藏箱裝載量不變的情況下，可降低電站裝機容量，從而降低船舶建造成本。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種冷藏集裝箱船功率平衡調度方法，得到冷藏集裝箱的最優調度策略對冷藏集裝箱及風機的工作狀態進行調度。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種冷藏集裝箱船功率平衡調度方法，包括下述步驟：

(1)對冷藏箱的溫度變化規律建立模型，由冷藏箱的歷史溫度數據確定其在制冷和不制冷情況下的溫度系數，確定這兩種情況下的溫度變化量與時間的關系表達式；

(2)對冷藏箱的工作狀態建立模型，將冷藏箱的兩種工作狀態用一個二值函數表示；

(3)對冷藏箱的功率建立模型，冷藏箱的功率由冷藏箱當前的工作狀態及冷藏箱的溫度確定，由冷藏箱的歷史溫度數據及輸入功率數據確定冷藏箱溫度，工作狀態及功率之間的關系式；

(4)對風機功率建立模型，冷藏集裝箱啟動制冷時，貨艙風機必須啟動，由此可得出冷藏箱狀態和風機功率的關系式；

(5)由冷藏箱和風機的總事實功率的歷史數據，猜想冷藏箱的平衡功率的目標值為平均功率，采用遺傳算法來實現對冷藏箱和風機的調度，使得總事實功率值始終接近目標值。

作為優選的技術方案，步驟(1)中，在制冷和不制冷情況下溫度變化量與時間的關系表達式如下：

ΔT₁＝k*(T₁-T₂)*Δt

ΔT₂＝b*(T₁-T₂)*Δt