[发明专利]一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法及系统

说明书

本发明涉及一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法，其包括以下步骤：获取复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配参数，根据复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配建立决策向量；以复合储能系统综合成本及负荷功率平抑效果作为优化目标函数，以全工况周期内船舶负荷需求与复合储能系统能量供给的平衡为基准，获取充放电效率和荷电状态限制下的复合储能系统约束条件；在决策向量、优化目标函数及复合储能系统约束条件下，利用多目标进化算法获取决策向量个体的最优解集，以决策向量个体的最优解集，确定最终的复合储能系统容量配置。本发明所述方法，使复合储能系统容量配置达到了最优功效。

技术领域

本发明涉及船舶复合储能系统技术领域，尤其涉及一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法及系统。

背景技术

混合动力船舶的运营稳定性和经济性与复合储能装置的容量息息相关，而复合储能装置综合效益的发挥与复合储能装置中各储能单元的配比是否合理直接相关；因此，对复合储能装置进行容量优化配置是复合储能装置在船舶电力系统中应用的关键技术之一。

船舶航行工况复杂多变，复合储能装置既要能够长时间稳定供电，又要能应对瞬时大功率充放电场合，同时又需要考虑到储能元件自身荷电状态和充放电效率等因素；此外，由于部分储能元件价格昂贵，需着重注意避免储能能量和功率的浪费。

目前船用复合储能容量优化配置极少考虑上述这些因素，研究主要集中在陆地微电网系统规划设计上，且通常局限于从单一目标函数对复合储能系统进行容量配置；若只从某一方面考虑复合储能系统的容量配置，难以发挥其最优功效，船用复合储能装置容量优化配置是一个多目标优化问题，现有技术并未综合考虑能量和功率要求、成本、功率平衡、功率平抑和储能装置使用寿命等因素。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法及系统，用以解决现有技术中未综合考虑能量和功率要求、成本、功率平衡、功率平抑和储能装置使用寿命因素，从而导致的复合储能系统容量配置无法达到最优功效的问题。

本发明提供一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法，包括以下步骤：

获取复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配参数，根据所述复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配建立决策向量；

以复合储能系统综合成本及负荷功率平抑效果作为优化目标函数，以全工况周期内船舶负荷需求与复合储能系统能量供给的平衡为基准，获取充放电效率和荷电状态限制下的复合储能系统约束条件；

在所述决策向量、优化目标函数及复合储能系统约束条件下，利用多目标进化算法获取决策向量个体的最优解集，以决策向量个体的最优解集，确定最终的复合储能系统容量配置。

进一步地，根据所述复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配建立决策向量，具体包括，根据所述复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配建立决策向量X＝[k_b,k_c,n_b,n_c,l_b,l_c,h_b,h_c,τ]，其中，k_b、k_c分别为锂电池和超级电容的型号代码，n_b、n_c分别为锂电池和超级电容的单体个数，l_b、l_c分别为锂电池和超级电容的串联个数，h_b、h_c分别为锂电池和超级电容的并联个数，τ表示分配策略参数。