基于线性规划的混合能源系统优化运行控制策略研究开题报告

 2022-01-02 04:01

全文总字数:3221字

1. 研究目的与意义(文献综述)

在全球能源危机与环境污染问题的大背景下,探索可再生能源的发展成为各国关注的焦点。对于可再生新能源的开发利用可减少环境污染和温室气体排放,是全世界共同面临的持续性重大课题,也是我国建设节约型社会的重要国策。在海上运输方面,柴油发电机的使用造成大量化石燃料的燃烧以及温室气体排放,因此在船舶领域大力推进混合能源系统的应用成为当今船舶工业发展的重要方向。将可再生能源应用至船舶能源系统中,能够在降低有害气体排放的同时有效降低使用成本,大幅提升了航运业的经济效益。太阳能是重要的可再生能源,具有资源丰富、清洁无污染等特点,已成为一种重要的自然能源。近年来,太阳能也被越来越多的应用在船舶上,船舶上面搭载太阳能电池,利用太阳能转化的电能为部分船舶电力负载供电,从而一定程度上减少柴油发电机的使用。国际上,许多港口通过推行使用岸电,降低柴油发电机的使用,从而达到减少港口城市污染、实现节能减排的目的。对于混合能源系统,尽管各分布式能源技术自身发展相对成熟,但其对于船舶这一特殊应用背景下的最优分配调度的问题仍需要解决,船舶混合能源系统的优化控制也需要进一步研究。

混合能源船舶的概念近年来受到了世界各国学者的关注,各种清洁技术在绿色船舶上得到了应用。第一艘搭载太阳能/风能混合能源系统的商业船solar sailor,2000年在澳大利亚设计并建造。2008年,在日本的auriga leader ship上安装了一个包含328个电池板的光伏阵列。2012年,在日本的emerald ace ship上安装了一个太阳能系统,有768块电池板(约160千瓦)。hai lan等人对一艘大型油轮上pv板的倾斜角进行了优化,改善了局部遮光条件下的性能,并对储能系统的尺寸进行了研究。kyoung-junlee等人提出了一种光伏/柴油混合动力船,其中分布式电力系统可以连接到智能电网和微电网。visa等人通过考虑航行时纬度的变化,设计了一种船舶太阳能转换系统。tim gorter等人对15种聚合物进行了评估,以寻找合适的材料来替代pv动力船上的光伏组件中的玻璃。

以上国内外研究现状分析可以看出,对于混合能源船舶,研究大部分集中于光伏发电系统的应用,对于船舶在港期间的混合能源系统和能源调度相对较少。本研究集中考虑基于光伏发电系统、蓄电池组、柴油发电机、岸电装置的混合能源系统在船舶停港期间的能源分配与调度问题。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1本设计的基本内容、目标

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3. 研究计划与安排

1-3周,完成开题报告;

4-5周,完成中/英文文献资料阅读;

5-7周,完成各分布式能源工作特性的研究及数学模型的建立,并完成船舶混合能源系统优化调度数学模型的建立;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 赖单宏, 孙启林, 彭灵利, et al. 基于线性阶梯服务费的港口岸电营销方案[j]. 港工技术, 2019, 56(4): 79-82.

[2] 兰熙, 沈爱弟, 高迪驹, et al. 混合动力船舶能量管理系统的最优控制[j]. 电源技术, 2016, 40(9): 1859-1862.

[3] 李文才, 石岩. 船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究[j]. 舰船科学技术, 2015, 37(2): 136-139.

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