船舶综合能源管理系统研究综述

周荔丹，许 健，姚 钢，赵 敏

船舶综合能源管理系统研究综述

周荔丹1,2，许 健1，姚 钢1,2，赵 敏3

(1.上海电力大学电气工程学院，上海 200090；2.上海交通大学电气工程系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海 200240；3.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240)

随着传统能源日益短缺，船舶动力系统正向新能源化升级转型，但新能源出力的不确定性也为系统的经济、安全运行带来挑战。基于此，传统船舶能源管理已不再适用，综合型能源管理系统亟需归纳梳理。针对以上情况，从国内外新型智能船舶政策入手，对比分析了各国船舶能源管理系统发展情况。对典型能源管理拓扑和船舶微网拓扑进行梳理，并基于“互联网＋智慧能源”的架构阐明船舶能源管理模式变革。总结分析了船舶综合能源管理的上层能源优化调度、底层协调控制策略以及与智能算法的应用结合。归纳了油-电混合动力推进、柴油机余热混合式推进、新能源电力混合动力推进3种典型船舶动力系统的应用架构。最后指出船舶的不确定性能源管控、多能源协同机制、数据驱动以及多层级EMS设计才是未来的发展趋势。

综合能源管理系统；分布式发电；多目标优化；智能算法；配电网

0 引言

近年来，风能、太阳能等清洁能源构成的分布式发电模块应用到船舶上[1]，组成船舶微电网。同时，以电力推进系统为标志性技术特征的综合电力船舶，具有快速机动能力、低噪声、低油耗、低维护费用以及高可靠性的优点，已成为未来船舶的重要发展方向[2]。……