基于改进粒子群优化算法的船舶能量管理方案

作     者：印波 王锡淮 肖健梅 YIN Bo;WANG Xihuai;XIAO Jianmei

作者机构：上海海事大学物流工程学院上海201306 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2020年第15卷第6期

页      面：37-45页

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主　　题：船舶电力系统 粒子群优化算法 温室气体排放 能量管理方案 

摘      要：[目的]针对目前日益紧缩的船舶行业利润空间及因船舶航行造成的环境污染问题,提出一种满足各项约束条件的船舶能量管理方案。[方法]首先,建立船舶能量管理系统的数学模型,明确到港时间限制、二氧化碳排放标准限制和船舶运行限制等一系列约束条件;然后,采用改进粒子群优化算法,对发电机组及柴油机组的启停状态和运行状态、船舶航速等参数进行实数编码并迭代寻优,以降低总体运行成本和温室气体排放量;最后,以某客渡船的航行标准数据为例,设计3种优化方案,用以验证改进粒子群优化算法的可行性和有效性。[结果]仿真对比结果表明:方案1(初始方案)的运行成本为37022.75 m.u„方案2(仅对发电机组的电功率进行优化分配)的运行成本为36993.27 m.u.,降低了0.0796%;方案3(整体优化分配)的运行成本为35851.25 m.u.,降低了3.1642%,故其兼顾了经济性和环保性的要求。[结论]基于改进粒子群优化算法的船舶能量管理方案可以显著降低运行成本,且保证相对稳定的船舶航速和负载分配曲线,有利于提升船舶能量系统的工作效率和经济效益。