[发明专利]一种船舶电网调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑移动式储能的故障船舶电网调度方法，首先调研日前光照强度和船舶负荷基础数据，继而建立柴油发电机和太阳能光伏发电系统模型，进而量化分析移动式储能时空转移和充放电特性，制定移动式储能运行模型，在此基础上以柴油发电机日燃油消耗最小为目标，构建故障船舶电网日前调度模型，最后线性化调度模型为混合整数线性化问题，并采用CPLEX进行求解。本专利申请的故障船舶电网调度方案充分考虑了船舶供电线路故障场景，通过利用移动式储能沟通电源和负荷，不但实现电力传输，而且降低船舶运行的燃油消耗。

技术领域

本发明属于新能源发电调度技术领域，具体涉及一种考虑可移动储能故障的船舶电网调度策略。

背景技术

目前，船舶电气化已经是船舶工业发展的新兴趋势，在许多新下水的船舶中，储能电池已经成为船舶电网的重要组成部分。并且，已有船舶安装了太阳能光伏板，在日照强烈时能够为船舶提供动力来源，从而减小柴油发电机的燃油消耗。在正常情况下，柴油发电机、储能电池和光伏发电系统通过协同运行，能够驱动船舶经济航行。

然而，当船舶在远洋航行时，遭遇暴风天气摧毁船舶电网或自身线路老化，尽管柴油发电机、储能电池和光伏发电系统完好无损，但是由于供电渠道丧失，整个船舶将会丧失动力来源。如果将储能电池设置为可以移动，在发生线路故障时，利用柴油发电机和光伏发电系统对电池充电，基于此人为搬运储能电池到负荷侧(如驱动船舶航行的电动机)，则能实现船舶的二次运转，从而通过自身航行到岸抢修。

发明内容

本发明的实施例提供一种考虑可移动储能故障的船舶电网调度方法，能够在考虑船舶供电线路损毁的条件下，沟通船舶源荷，实现机组高效协同。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船舶电网调度方法，基于包含柴油发电机、储能电池和光伏发电系统的船舶电网，包括以下步骤：

步骤1，获得日照强度和负荷日前预测数据：联系基地，获得未来24小时内的日照强度预测数据，同时结合船舶运行需要，预测未来24小时的船舶负荷用电功率，表示为集合式中T＝24表示日前调度周期，G_t表示t时刻的日照强度，t＝1，2，…，T，P_t^L表示t时刻的负荷用电功率；

步骤2，量化分析光伏板和柴油发电机发电特性，建立柴油发电机和光伏发电系统的运行约束公式：

首先根据光伏发电公式计算得到光伏发电系统t时刻的功率P_t^PV＝P_STCG_t[1+ε(T_c,t-T_r)]/G_STC，式中P_STC为标准测试条件下光伏发电系统输出的最大测试功率，G_STC为标准测试条件下的日照强度，ε为功率温度系数，T_c,t为t时刻电池板的工作温度，T_r为参考温度；

继而构建柴油发电机运行模型：式中P_t^G为t时刻柴油发电机运行功率，表示t时刻柴油发电机启停状态，表示柴油发电机额定运行功率；其中柴油发电机运行功率要小于额定发电功率，同时其运行功率调整时要小于额定爬坡速率；

步骤3，量化分析移动式储能时空转移和充放电特性，建立故障船舶电网经济调度模型：

步骤31，建立储能电池的空间转移约束，表示为：

式表示储能电池k在t时刻有且只有一个位置，k＝1,2；

式表示储能电池k从站点i转移到ij道路上，i≠j，或停留在站点i，i＝j；

式表示储能电池k从道路ij上进入站点j；