考虑余热回收系统发电的船舶电力系统配置优化研究

高 谦，商 蕾，管 聪

(武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063)

电力系统供应船舶正常运营时所需的电能，其提供的能量应能够实时满足船舶的电力负载需求，如果电力系统的容量配置过小，则会对船舶运行时的可靠性及经济性造成消极影响，无法保障船舶的稳定运行；另一方面，如若电力系统的容量配置过大，则会造成能量系统的冗余，大幅度增加系统的初始配置成本，影响船舶的经济性[1]。目前，大多数船舶的电力系统采用的是多台同容量柴油发电机组的配置方案，该方案根据船舶电力负载的高低调整并网发电机组的数量，使发电机组维持较高的运行效率[2]。图1为配备有余热回收系统的船舶电力系统示意图，由于余热回收系统可以回收主机排气中的部分能量并转化为电力输出，现有的配置方案存在低电力负荷时发电机组功率过剩、运行效率较低的问题[3]。因此，本文将基于目标船舶的实际电力负载，考虑余热回收系统的回收电量，对船舶电力系统的配置优化方法展开研究。

图1 配备有余热回收系统的船舶电力系统示意图

1 余热回收系统仿真分析

余热回收系统的发电量随船舶主机负荷的变化而变化，建立余热回收系统仿真模型可帮助分析系统的工作特性。本文以某4 500 TEU集装箱船为研究对象，其配备的主机为MANB&W公司的7K98MC型二冲程废气涡轮增压式低速柴油机，额定转速为94 r/min，额定输出功率为40 055 kW，目标船余热回收系统示意图如图2所示。……