[发明专利]多能源船舶能量管理控制装置及方法

权利要求书

1.一种多能源船舶能量管理控制装置，其特征在于，该装置包括：

船舶电力参数采集模块，用于采集多能源船舶的电力参数；

船舶负荷预测模块，用于获取所述船舶电力参数采集模块采集的电力参数，得到船舶的历史负荷数据信息，对所述历史负荷数据信息进行预处理，生成负荷预测训练数据集，利用所述负荷预测训练数据集训练得到负荷预测模型，计算当前时刻的负荷预测数据值；

能量管理分配模块，用于利用Q-learning算法，获取船舶驾控信息，并根据所述当前时刻的负荷预测数据值对船舶进行功率分配；

控制执行模块，用于根据所述能量管理分配模块生成的功率分配的数值信息对多能源船舶的输出功率进行调整，控制船舶柴油发电机组的启停与船舶储能元件的充放电状态。

2.根据权利要求1所述的多能源船舶能量管理控制装置，其特征在于，所述船舶电力参数采集模块采集的电力参数包括：船舶的柴油发电机和储能元件的电压电流信息、储能元件的剩余电量信息。

3.根据权利要求1所述的多能源船舶能量管理控制装置，其特征在于：所述船舶负荷预测模块对历史负荷数据信息的预处理包括从历史负荷数据信息中剔除坏值，再采用基于粒子群优化参数的支持向量机对多能源船舶的负荷数据进行预测，得到t时刻船舶负荷预测值Y_t′，计算t时刻船舶实际负荷需求值为Y_t与负荷预测值Y_t′之间的差值，计算其相对误差百分比，针所述对各时间段的相对误差百分比，拟合出实际值与负荷值之间的相对误差趋势S(t)，则当前t时刻的负荷预测数据值为：

Y(t)＝(1+S(t))×Y_t′。

4.根据权利要求3所述的多能源船舶能量管理控制装置，其特征在于：所述历史负荷数据信息为历史各时段的船舶的功率实际需求值，从中剔除坏值后得到船舶负荷预测的训练数据集S＝{(x₁,y₁),…,(x_l,y_l)}∈Rⁿ×R，x_i∈Rⁿ表示船舶电力负荷训练样本的输入，y_i∈R表示相应的输出，l为总的训练样本个数；

建立输入空间Rⁿ到输出R上的映射集f：Rⁿ→R，满足f(x)＝y，则回归函数：

计算支持向量机预测时的回归误差：

建立如下Langrange方程：

其中，α_i,α_i^*为Langrange乘子；

采用数据点描述ω，具体为：

船舶电力负荷预测的支持向量机回归形式为：

上式中，k(x_i·x)表示核函数，具体选择为：

式中，σ为核宽度；

将支持向量机负荷预测算法的误差问题转化为核宽度σ和回归错误的惩罚参数C的选取问题，采用粒子群算法，得到优化后的核宽度σ和回归错误的惩罚参数C，计算得到各时间段的船舶负荷预测数据值Y_t′；

对比各时间段的船舶负荷预测数据与船舶实际负荷需求值，计算各时间段的预测相对误差百分比，即E_t的值：

针对各时间段的相对误差百分比，拟合出实际值与负荷值之间的相对误差趋势：

S(t)＝f(E_t)+b

在任意t时刻的相对误差趋势为S(t)，船舶负荷预测值为Y_t′，由此可得到t时刻船舶负荷预测值，即：

Y(t)＝(1+S(t))×Y_t′。