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1. 研究目的与意义（文献综述）

1现状、目的及意义

1.1船舶柴电混合动力系统的发展现状

目前船舶柴电混合动力系统主要是在传统的柴油机机械推进方式上增加电机或者是结合有其他的电力来源(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。因此柴电混合动力系统具有柴油机机械推进系统和电力推进系统的综合优势以及运行工况灵活、减少废气排放、经济性好等特点，所以近年来越来越受到人们的青睐, 柴电混合动力系统已经作为一种新型的动力系统广泛使用^[1]。

国内外的柴电混合动力系统在多种型号船舶上得到了应用，国内的如浙江海洋大学渔业资源调查船、5000t级公务船、上港集团复兴船务公司“海港711”拖轮、粤海铁火车渡轮、12500载重吨mpv船等，国外的如典型的有世界上第一艘混合动力拖轮“carolyn dorothy”号混合动力拖轮、挪威采用电池混合动力的近海平台补给船“viking princess”号、豪华游艇“savannah”(萨凡纳)号等^[2]。

柴电混合动力船舶的运行工作模式主要有两种:轴带发电机模式（pto）、电动机模式（pti），加入储能系统的混合动力系统，在这两种模式中能通过电能管理系统的控制，在负载发生变化时，利用储能系统动态吸收船舶运行中突变的能量，保证主机和柴发机组的平稳运行^[3]。

2. 研究的基本内容与方案

2研究的基本内容，拟采用的技术方案

2.1研究的基本内容

针对船用柴-电混合动力系统，研究pti/pto等运行模式下复合储能系统的充放电模型，根据船舶稳定工况、过渡工况、极限工况下对储能系统soc、响应时间等性能的实际需求，构建优化问题的边界约束，并选择多种优化算法开展仿真实验，实现柴-电混合动力船舶复合储能装置的最优容量配置。

2.2拟采用的技术方案

2.2.1建立数学模型

首先通过分析船舶在pti/pto等运行模式下柴电混合动力系统复合储能装置，并在满足船舶各项运行约束条件的情况下，建立复合储能装置的优化数学模型。数学模型以容量配置的经济性最优为目标函数，约束条件有：pti/pto等运行模式下复合储能的充放电模型、船舶工况下（稳定工况、过渡工况、极限工况）的储能单元荷电状态（soc）和响应时间需求、满足船舶供/储能需求。

2.2.2确定运行算法

针对建立的这个模型要选择算法来寻优，常用的算法有粒子算法，遗传算法，进化算法，非线性规划算法等^[19]，采用各种算法以容量配置经济性最优为寻优对象，得到各储能单元的最优配比，从中挑选最优算法，加以改进。

3. 研究计划与安排

3进度安排

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，完成柴-电混合动力船舶复合储能装置容量优化的数学建模；

4. 参考文献（12篇以上）

4参考文献

[1] 张益敏,陈俐,朱剑昀.混合动力船舶动力装置及能量管理研究综述[j].舰船科学技术,2018,40(05):1-7.

[2] 刘张超,谭琨,于海洋,等.国内船舶柴电混合动力系统发展综述及典型应用案例[j].柴油机,2019,41(04):46-49.

[3] 黄兴,石磊,卫卫.船舶混合动力系统的发展与应用[j].船舶,2019,30(01):40-48.