船用混合动力系统能量管理控制策略的研究开题报告

全文总字数：5109字

1. 研究目的与意义（文献综述）

世界船舶的的发展已经有近七千年的历史，从最开始的芦苇船到古代的木船，近代的铁船一直发展到到现代的大型化智能化船舶。船舶依靠的动力在这一次次发展中也出现翻天覆地的变化。早期木船通过风帆以及船桨为动力，后来到唐宋时期出现了以轮代桨连续划水的轮船，虽然动力源仍然是人力，但是航速大大提升。正是对于这种连续动力的追求，1807年美国“克勒蒙特号”首航成功，标志着蒸汽动力船取代帆船的开始。随后在二十世纪出现了效率更高的柴油机，并且在四十年代末逐渐取代了蒸汽机的霸主时代，迎来柴油机船的黄金时期。 尽管以柴油机为动力的船舶为人类的发展做出巨大的贡献，但是由此带来的环境污染问题也不可小觑。根据我国环保部门的监测，船舶二氧化硫的排放量约占我国二氧化硫排放总量的8.4%，排放氮氧化物约占总量11.3%，船舶废气排放成为各个城市pm2.5的主要来源之一。当前，作为不可再生能源的化石燃料面临日趋枯竭的危险，全球变暖的危害日益突出，航运业面临着巨大的节能减排压力。所以发展绿色船舶，混合动力源船舶成为当务之急。混合动力船舶是指配备了两种或两种以上动力源的船舶，新型现代混合动力船舶不同于古代风帆与人力混合驱动以及近代风帆与蒸汽轮机共同驱动，它是通过传动装置耦合柴油机（气体机）与电机来驱动，或者具有一种以上电力来源（如柴油机发电、气体机发电、燃料电池、太阳能、风电、锂电池、超级电容等）的电动机来驱动［3］。混合动力船舶具有节约不可再生能源消耗，提高航运经济性，减少废气排放和机械振动，适应多工况运行的特点。目前船舶推进系统有柴油机常规动力推进系统、柴-柴联合动力推进系统、燃气轮机动力推进系统、燃-燃联合推进系统、柴-燃联合推进系统、电力推进系统、柴电混合动力推进系统以及利用太阳能和风能等混合动力推进系统。怎样控制各种动力源在不同工况下的并联输出，实现节能减排，成为越来越突出的问题，因此现代智能化大型船舶迫切需要一种能量管理系统来控制混合动力在不同工况的输出，实现能源最大化利用。

2.研究的意义

2. 研究的基本内容与方案

1.了解船舶采用混合动力系统的意义；；

2.了解混合动力系统的概念；

3.研究一种适用于船的混合动力系统能量管理控制策略，不仅能对船舶的功率进行管理，对电能的产生、转换、传递以及分配等环节进行控制，而且能根据历史功率的使用情况以及未来需求对功率进行监测和控制，形成与推进系统、综合电力系统、动力定位系统等的一个综合

3. 研究计划与安排

2020年1月10日至2020年6月31日；其中前三周为准备资料时间，通过调查完成开题报告和文献综述报告，通过后进入实际设计阶段，最后一周为指导老师评阅及学生答辩。具体计划如下：

2020.3.01-2020.3.09：查阅国内外文献，完成开题报告；

2020.3.10-2020.4.30：翻译英文资料，翻译基本准确，利用软件建立数学模型进行仿真，并且提交阶段性报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]肖能齐,徐翔,周瑞平.船舶柴电混合动力系统能量管理控制策略[j/ol].哈尔滨工程大学学报,2020(01)

[2]孟飞. 小型混合动力船舶微网能量管理系统研发[d].集美大学,2019.

[3]韩北川.基于模糊控制的混合动力船舶能量管理策略研究[j].机电工程技术,2019,48 (07):84-87.