[发明专利]一种船舶主电站发电机组自动配置方法

说明书

本发明提供了一种船舶主电站发电机组自动配置方法，该方法包括以下步骤：(1)根据电力负荷表分别计算得到船舶电站对应不同工况下的总负荷；(2)以电站运行的所有工况下平均负荷率最高为目标函数，以备选可用机组参数库作为机组解空间，以单台机组负荷率指定的上下限、机组特性约束等作为约束条件，建立最优化模型；(3)求解最优化模型得到主电站发电机组的台数及每台机组功率。本方法能够明显提高船舶电站设计工作效率和精细度，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明具备综合考虑所有工况、有效负荷率高、自动辅助设计、机组库可扩展等特点，有助于提高船舶电站机组容量及台数配置的设计效率和精细程度。

技术领域

本发明涉及船舶电力系统设计技术领域，具体地，涉及一种船舶主电站发电机组容量、台数的自动配置方法。

背景技术

船舶电站设计是船舶电气设计最基础、最重要的一项工作，电站设计的合理性直接关系到船舶电力系统投运后运行的经济性、可靠性、生命力、维修性等，是船舶电气设计水平的直接体现。

传统的船舶电站发电机组配置方式如下：船舶电站负荷计算完成后，由设计人员根据各工况下的电力负荷估算结果，初步考虑配置机组台数与单机功率，然后根据设备样本进行机组选型，再根据机组实际情况调整机组配置台数、功率，确定合适的机组配置方案。整个设计过程费时费力、主观性太强，同时，在完成配置机组台数、单机功率后，一般只对不同厂家的机组参数、尺寸、价格等因素进行对比，而不再关注不同厂家的机组配置台数、功率，这样造成最终的机组配置方案往往非最优解，直接影响了船舶电站设计的工作效率和精细程度。

因此，业界需要一种船舶主电站发电机组自动配置方法，提高船舶电站设计工作效率和精细度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种船舶主电站发电机组自动配置方法，通过将机组配置问题转化为数学优化模型，实现了船舶主电站发电机组容量、台数的高效自动配置。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：一种船舶主电站发电机组自动配置方法，包括以下步骤：

步骤1)根据电力负荷表分别计算得到船舶电站对应不同工况下的总负荷；

步骤2)以电站运行的所有工况下平均负荷率最高为目标函数，以备选可用机组库作为机组解空间，以单台机组负荷率指定的上下限、机组特性约束等作为约束条件，建立最优化模型；

步骤3)采用枚举法遍历求解得到主电站发电机组的台数及每台机组功率。

优选的，所述步骤2)的最优化模型为：

s.t.

其中，电站配置的机组配置设为：第I类机组额定功率为F₁，配置N₁台，第II类机组额定功率为F₂，配置N₂台；M为工况总数；M个工况下的负荷分别为P_i(i＝1,…,M，表示第i个工况)；P_max为最大负荷值；η_max为最大允许负荷率；η_min为最小负荷率；n_1i、n_2i分别为在工况i下的第I类机组、第II类机组的最优起动台数；Φ为机组库中符合用户指定条件的机组。

优选地，机组库包括了市场上主要生产厂家的不同功率等级的机组信息，主要包括：机组型号、机组功率、机组电压、机组频率、功率因数、机组尺寸、重量、排放等级、柴油机型号、柴油机功率、柴油机转速、柴油机厂家、发电机型号、发电机功率、发电机电压、发电机厂家等参考信息。

优选的，步骤3)包括以下步骤：Step1:寻找机组配置方案可行解：