[發明專利]一種船用柴油機混合能源系統配置的優化方法

在審

• 申請號: 201910043762.2
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109742781A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王榮杰;曾廣淼
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發明公開一種船用柴油機混合能源系統配置的優化方法，涉及混合能源系統領域。本發明通過對船用柴油機混合能源系統的光伏發電模塊中的太陽能電池板的總數、風力發電模塊中的風機的總數和電池儲能模塊中的蓄電池組的總數在內的系統配置參數采用下述步驟進行優化：首先建立船用柴油機混合能源系統配置的多目標優化模型，采用人工蜂群算法對所述多目標優化模型進行優化求解，得到滿足成本和可用性優化目標的最優配置參數，使得船用柴油機混合能源系統可用性高且滿足成本低的要求。

技術領域

本發明涉及混合能源系統領域，特別涉及一種船用柴油機混合能源系統配置的優化方法。

背景技術

柴油機的發電機理是由石油產生電能。近年來，太陽能、風能、電池儲能這些綠色清潔能源，它們與柴油發動機一起可以實現為負載供電，從而達到節能減排的目的。

針對混合能源系統，現有技術中提出了很多優化方法：將改進的粒子群算法用于優化儲能式有軌電車的成本，將改進的遺傳算法用于優化主動配電網系統的可靠性，將改進的粒子群算法優化家庭能源管理系統的使用成本，將遺傳算法用于對混合能源系統模型進行優化與配置，將全局極值尋找算法用于優化燃料電池系統的能量，將改進的蟻群優化用于優化獨立混合動力系統的規模，將凸優化方法用于優化光伏/電池/柴油混合動力系統的尺寸，將螢火蟲算法用于優化獨立式混合能源系統，將烏鴉搜索算法用于優化光伏/風機/潮汐/電池混合系統，將和諧搜索算法用于優化光伏/柴油發電系統的規模，將粒子群算法用于優化柴油機/光伏系統的規模，將差分進化算法用于優化太陽能混合動力系統，實現最佳電壓控制，將改進的遺傳算法用于優化光伏/風機/混合系統的可用性。

這些方法主要考慮了結構固定式的混合能源系統，而其他技術中還有根據城市地理位置計算光伏發電系統中的太陽能板尺寸和傾斜角、能源輸出量。以上的方法是針對陸上的混合能源系統。

船舶是移動的運輸工具，特別是遠航的船舶，有著工作時間長，航程遠的特點，因此應用于海上航行的船舶的混合能源系統需要考慮船舶所處的地理位置及其太陽能輻射量。另外，船舶與在陸地上工作的設備不同，除了設備成本，設備的使用壽命也是優化配置的重要因素之一。因此本文將從低成本和長使用壽命兩個方面進行雙目標優化船用柴油機混合能源系統的配置，然而目前都是以單一目標進行了優化。

發明內容

為了克服如上所述的技術問題，本發明提出一種船用柴油機混合能源系統配置的優化方法，通過采用人工蜂群算法對所述多目標優化模型進行優化求解，得到滿足成本和可用性優化目標的最優配置參數，使得船用柴油機混合能源系統可用性高且滿足成本低的要求。

本發明所采用的具體技術方案如下：

本發明提出一種船用柴油機混合能源系統配置的優化方法，包括：

船用柴油機混合能源系統包括光伏發電模塊、風力發電模塊、電池儲能模塊以及柴油機供電模塊，對包括所述光伏發電模塊中的太陽能電池板的總數、風力發電模塊中的風機的總數和電池儲能模塊中的蓄電池組的總數在內的系統配置參數采用下述步驟進行優化：

S1，建立船用柴油機混合能源系統配置的多目標優化模型，包括：

S11，根據船用柴油機混合能源系統配置的使用成本情況以及穩定運行情況，分別建立所述船用柴油機混合能源系統配置的成本目標函數C_T和可用性目標函數T；

S12，確定所述成本目標函數C_T和可用性目標函數T的相關配置參數的約束條件；

S2，采用人工蜂群算法對所述多目標優化模型進行優化求解，得到滿足成本和可用性優化目標的最優配置參數。

進一步地，所述S11包括：