[發明專利]一種用于電力推進船的綜合電力負荷預測方法

有效

• 申請號: 202011304575.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112389607B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 劉宏達;徐哲;黃曼磊;盧芳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B79/30
• 分類號: B63B79/30;B63B79/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于電力推進船的綜合電力負荷預測方法，其特征是，包括電力推進負荷預測和船舶基本設備、生活用電預測，所述船舶基本設備、生活用電預測利用深度學習算法計算，所述電力推進負荷預測包括外力引起的船舶運動和維持船舶推進所需推力；所述外力引起的船舶運動包括波浪模型建立、風能模型建立；所述維持船舶推進所需推力包括主推進器和船首推進器，具體步驟如下：

步驟一：計算由于海洋環境引起的外力：

1.1、波浪模型建立：從海浪譜中獲得；

式中：H_1/3為顯著有效波高；T_p為峰值頻率周期；γ為譜峰提升因子，平均值為3.3；γ^A為峰值頻率：

式中：ω為波頻率；為峰值頻率；

1.2：風模型建立：用船舶速度用方程式來描述；

式中：ρ_A為空氣密度；C_AX為x分量風系數；C_AY為y分量風系數；C_H為傾斜效應系數；為相對風向；U_A為相對風速；A_T為前投射面積；A_L為橫向投射面積；X_A為x分量風載荷；Y_A為y分量風載荷；

1.3：洋流模型建立：

式中：ρ_C為水密度；C_CX為X分量系數；C_CY為Y分量系數；為相對洋流方向；U_CX為X分量相對速度；U_CY為Y分量相對速度；A_T為正面投影面積；A_L為橫向投影面積；L_PP為垂線間長；X_c為x分量洋流載荷；Y_C為y分量洋流載荷；

步驟二：分析外力引起的船舶運動；

使用波浪，風和洋流的輸入和船舶數據使用六個自由度計算船舶運動，Ansys工具計算，利用船舶數據轉換為船舶運動模型中可用的變量；

步驟三：計算推進和姿勢維護所需的推力；

海洋環境外力和推力之間的關系如下：

式中：i、j為狀態標號1：波動、2：擺動、3：波蕩、4：簸蕩、5：定點、6：偏航；x為運動的平移和旋轉位移；為平移和旋轉速度；為平移和旋轉加速度；M_ij為船舶剛體質量和慣性矩陣；m_ij為船舶增加質量和增加慣性矩陣；B_ij為阻尼系數矩陣；C_ij為恢復系數矩陣；Fw_j為波浪載荷矩陣；Fwd_j為風載荷矩陣；Fc_j為洋流載荷矩陣；Fm_j為主推進器負載；Fb_j為船首推進器負載；

步驟四：由推進電動機產生的推力計算電動機消耗的功率；

推進器的總推力為F_p并且它們消耗的電功率為P_c，其之間的關系可以近似為：

F_P＝F_m+F_b

p_c＝F_P/c_p

式中：P_c為推進器的總功耗；F_p為推進器的總推力；F_m為主推進器推力；F_b為船首推進器推力；C_p為描述船舶推進器產生推力的功率消耗的使用系數。