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船舶综合能源系统分布式优化调度方法研究
| 论文题名： | 船舶综合能源系统分布式优化调度方法研究 |
| 关键词： | 舶综合能源系统;分布式优化调度;交替乘子算法 |
| 摘要： | 随着全球海洋经济的蓬勃发展，船舶综合能源系统作为先进能源网络与信息技术深度融合的新型能源架构，是航运业能源领域未来发展的必由之路。船舶综合能源系统耦合电、热等多种能源，整合新型可再生能源与传统化石能源，消纳高比例新能源，可实现电、热等多种能源间的协同优化，被视为是解决能源危机、治理环境污染的关键技术，是摆脱海洋经济发展与能源短缺间矛盾制约、响应“碳达峰，碳中和”战略目标、提升能源利用效率、保障供能可靠性的关键所在，其优化调度问题的研究至关重要。 本文致力于解决船舶综合能源系统优化调度问题，以船舶航行状态为主线，首先分析了船舶综合能源系统关键供能设备运行特征，并对船舶航行特征进行分析及建模，依次研究了船舶在航和在港状态下，基于多智能体一致性算法和交替乘子算法的船舶综合能源系统分布式优化调度方法。本文的主要研究工作可概述如下： （1）分析船舶综合能源系统关键供能设备运行特征，建立运行成本函数。分析船舶全航程航行特征，解析船舶航速与船舶综合能源系统负荷需求间关系。基于宽度学习算法提出船舶短时负荷需求预测方法，保障船舶全航程各时段负荷需求预测的准确性。 （2）针对在航船舶综合能源系统优化调度问题，提出基于多智能体一致性算法的在航船舶综合能源系统分布式优化调度方法。为保障在航船舶综合能源系统整体运行经济效益最大化，实现能源最优利用，构建优化调度目标。同时兼顾保障船舶安全航行约束条件，构建在航船舶综合能源系统优化调度模型，提出适用于在航船舶综合能源系统优化调度的分布式求解方法，进而保障在航船舶综合能源系统供能的可靠性。 （3）针对在港船舶-港口综合能源系统优化调度问题，提出一种基于交替乘子算法的在港船舶-港口综合能源系统分布式优化调度方法。考虑在港船舶呈现出的自能源特性，构建在港船舶-港口综合能源系统优化调度模型，以保障系统经济效益和社会效益最大化。提出一种适用于在港船舶-港口综合能源系统优化调度问题的分布式求解方法，并分析优化调度方案的最优性和收敛性，保障在港船舶-港口综合能源系统的可靠运行。 本文分别针对船舶在航和在港两种航行状态的船舶综合能源系统优化调度问题展开研究，基于船舶综合能源系统运行和船舶航行安全可靠目标下，依托于船舶短时负荷需求预测结果，探究船舶综合能源系统最优调度方案，旨在促进航运业能源结构变革的同时，兼顾航运业绿色可持续发展，为航运企业低碳建设提供方向指引。 |
| 作者： | 张裕欣 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 单麒赫;滕菲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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