混合动力船舶智能能效管理系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1课题研究的目的、意义

在全球变暖、世界各地也在极端气候频发的背景下，二氧化碳的排放已经被严格控制。据相关资料显示，全球航运业二氧化碳排放量大概占全球温室气体总排放量的4%。除此之外，船舶排放物也是空气中pm2.5的主要来源之一。由于船舶排放对环境的污染日趋严重，国际海事组织( imo) 以及越来越多的国家和地区正积极采取各种有效措施以减少船舶排放。利用石化能源( 柴油、汽油) 、风能、太阳能及蓄电池储能混合供电的混合动力船舶电力推进系统，这不但可以节约燃油，还可以降低营运成本。所以这必将是很有发展前景的能源综合优化利用系统，也会是当前船舶节能减排领域的研究热点和难点。这种新型环保型推进系统在注重提高经济性的同时，更注重减少对环境的影响，包括航行和停泊所带来的燃油污染、废气污染和噪声污染等。同时，混合动力船舶兼有柴电电力推进船舶和纯电动船舶的优点：相比于柴电电力推进船舶，可根据负荷大小选择供电模式，保证所有工况下的燃油经济性，且冗余性好；相比于纯电动船舶，初期投入成本低，且续航能力强。混合动力船舶电力推进系统的关键技术是能量管理及其控制策略，其目的是：在满足船舶动力性能的前提下，控制策略能够根据混合动力系统特性和实时运行工况，对多种能源合理分配、协调控制，使各部件高效率运行，以达到最大的燃油经济性、最少的排放。混合动力船舶推进系统能利用柴－电发电、风能、太阳能及蓄电池的储能，以节约燃油、降低营运成本，是极具发展前景的船舶能源综合优化利用系统，也是船舶节能减排领域的研究热点。目前，混合动力船舶主要有燃料电池/柴油混合动力船、超级电容/柴油混合动力船、lng/柴油混合动力船、风翼/柴油机混合动力船以及储能电池柴电机组混合动力船等几种类型。而本文主要柴电混合推进系统的结构及应用进行了研究，以达到节能减排，提高能源利用的目的。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1．研究内容

本文主要在对柴电混合推进系统的结构及应用了解的基础上对混合推进船舶系统进行研究，逐步对混合动力推进系统的控制策略进行探讨。柴油机混合式推进系统原理：（1）组成：混合式推进装置主要由主机、轴带发电机/电动机、废气锅炉、动力透平/蒸汽透平发电机、电站管理系统（pms）、主机离合器等组成。（2）排气热能的回收：动力、热媒、冷媒三联产技术（下简称三联产技术）。该技术是利用船舶主机、发电机组在生产动力和电能时柴油机的废热生产蒸汽（或其它热媒介质）和空调用冷媒水，从而达到更有效地利用资源、节省燃料消耗的目的。燃油在柴油机内释放的能量一部分转变成机械能从主轴上输出，变成船舶所需的推力和电力；一部分转变为烟气的内能，再经过废气锅炉生产饱和水蒸气。这些蒸汽除少部分用于全船生活外，绝大多数都用作溴化锂吸收式冷水机组的热源，生产7℃的空调用冷媒水；还有一部分转变为主机冷却介质的热能，视需求可用于全船加热和单效溴化锂吸收式冷水机组。

3. 研究计划与安排

2020年2月,资料和文献搜集、阅读和整理，完成开题报告；

2020年3月，完成中英文翻译，完成毕业设计内容的初步设计和详细设计大纲；

2020年4月，毕业课题内容设计，完成核心内容的归纳整理、问题解决和关键技术实现；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]马伟明.电力电子在舰船电力系统中的典型应用[j].电工技术学报,2011,26(05):1-7.

[2]芮江,由大伟.舰船综合电力推进技术的现状和发展趋势[j].舰船科学技术,2010,32(04):3-6.

[3]george g. dimopoulos,chariklia a. georgopoulou,iason c.stefanatos,alexandros s. zymaris,nikolaos m.p. kakalis. a general-purposeprocess modelling framework for marine energy systems[j]. energy conversion andmanagement,2014,86.