一種雙燃料船舶的智能電站管理方法與流程

本發明涉及雙燃料船舶的管理，具體為一種雙燃料船舶的智能電站管理方法。

背景技術：

1、現有的電站管理系統是基于發電機（或軸帶發電機）、變壓器、配電板等構建的常規配電管理系統，因系統構成較為單一，僅執行備機啟停、負載轉移、負載均分等簡單的自動化管理功能，不能滿足多種工況變換時進行電能調度的情況。

技術實現思路

1、（一）解決的技術問題

2、針對現有技術的不足，本發明提供了一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，具備優先使用清潔能源、及時調度各電源電力并精準分配等優點，解決了上述技術問題。

3、（二）技術方案

4、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，包括以下步驟：

5、s1、判斷船舶的雙燃料主機的轉速，依據船舶的雙燃料主機的轉速對船舶狀態進行分類，船舶狀態包括海上航行、離靠港、裝卸貨和在港共四種狀態；

6、s2、依據步驟s1中的分類的四種狀態分別對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池以及處于岸上的高壓岸電之間給出不同用電或儲電的調度方式；

7、s3、在用電或儲電過程中，對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機、儲能電池和高壓岸電狀態進行收集，并分析計算，并逐一判斷是否進行預警，當出現需要預警的時候及時通知管理人員進行預警。

8、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s1中船舶的雙燃料主機的轉速對船舶狀態進行分類的過程如下：

9、s1.1、對當前時刻船舶的雙燃料主機的轉速進行收集；

10、s1.2、將船舶的雙燃料主機的轉速送入轉速判斷函數中進行判斷，具體轉速判斷函數的表達式如下：

11、其中，表示轉速單位，表示當前時刻船舶的雙燃料主機的轉速，當轉速判斷函數輸出為高速或中速時判斷船舶狀態為海上航行狀態，當轉速判斷函數輸出為低速時判斷船舶狀態為離靠港狀態，當轉速判斷函數輸出為停機時判斷船舶狀態為裝卸貨或在港狀態。

12、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2中對海上航行狀態的調度步驟如下：

13、s2a.1、對讀取當前船舶的雙燃料主機的轉速，判斷是否為高速，若不為高速則執行步驟s2a.2，若為高速，則執行步驟s2a.3；

14、s2a.2、軸帶發電機降負荷運轉，并判斷軸帶發電機是否滿足負荷需求，若滿足則執行步驟s2a.4，若不滿足則執行步驟s2a.5；

15、s2a.3、軸帶發電機進入額定輸出工況，并將多余電量分配給儲能電池進行充電；

16、s2a.4、將儲能電池和一號雙燃料發電機依次設置為第一備用電源和第二備用電源；

17、s2a.5、接入儲能電池并網供電，并判斷供應的電力是否滿足負荷需求，若滿足，則將一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機依次設置為第一備用電源和第二備用電源，若仍不滿足，則接入一號雙燃料發電機同時并網供電，將二號雙燃料發電機設置為備用電源。

18、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2中對離靠港狀態的調度步驟如下：

19、s2b.1、一號雙燃料發電機運轉，并判斷是否有多余電量，若有則將多余電量分配給儲能電池進行充電，若沒有則判斷一號雙燃料發電機負載是否滿足需求，若滿足則繼續執行步驟s2b.1，若不滿足則執行步驟s2b.2；

20、s2b.2、接入儲能電池并網供電，將二號雙燃料發電機設置為備用電源。

21、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2中對裝卸貨和在港的判斷過程為：在轉速判斷函數輸出為停機時，對當前船舶內的負載進行判斷，若當前船舶內的負載處于900kw~1200kw區間，則判斷為高負載，則輸出當前狀態為裝卸貨狀態，若當前負載低于900kw，則輸出當前狀態為在港狀態。

22、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2中對裝卸貨狀態的調度步驟如下：

23、s2c.1、船舶接駁岸上的高壓岸電，若接駁失敗，則一號雙燃料發電機運轉，并判斷是否有多余電量，若有則將多余電量分配給儲能電池進行充電，若沒有則接入儲能電池并網供電，將二號雙燃料發電機設置為備用電源，若接駁成功則執行步驟s2c.2；

24、s2c.2、通過高壓岸電對儲能電池進行充電，同時將一號雙燃料發電機、儲能電池依次設置為第一備用電源和第二備用電源。

25、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2中在港狀態的調度步驟如下：

26、s2d.1、船舶接駁岸上的高壓岸電，若接駁失敗，則通過儲能電池為船舶供電，同時設置一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機依次設置為第一備用電源和第二備用電源，若接駁成功，則執行步驟s2d.2；

27、s2d.2、通過高壓岸電為船舶供電，并對儲能電池進行充電，同時設置儲能電池、一號雙燃料發電機依次設置為第一備用電源和第二備用電源。

28、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s2b.1中判斷是否有多余電量的具體計算表達式如下：

29、其中，表示剩余電量，為當前供給電量，表示當前第i個設備所需要的電量，表示當前需要電量的設施集合中電量的綜合，當時，表明有剩余電量給儲能電池充電，當時，表明沒有剩余電量給儲能電池充電，且負載不能滿足需求，需要額外電量供給。

30、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s3中對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池狀態收集的數據表達式如下：

31、其中，表示狀態數據集，分別表示軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機、儲能電池和高壓岸電的工作溫度，分別表示軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機、儲能電池和高壓岸電的輸出功率。

32、作為本發明的優選技術方案，所述步驟s3中對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池狀態進行預警的具體表達式如下：

33、，其中，表示對狀態數據集中的工作溫度代入計算，表示當前時刻狀態數據集任一溫度數據，表示對應的溫度閾值，表示對狀態數據集中的輸出功率代入計算，表示當前時刻狀態數據集任一輸出功率數據，表示對應的額定功率。

34、與現有技術相比，本發明提供了一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，具備以下有益效果：

35、1、本發明通過依據船舶的雙燃料主機的轉速分為高轉速區間、中轉速區間、低轉速區間及停機四種狀態，并對應結合船舶海上航行、離靠港、裝卸貨、在港四種典型運營工況，對船舶電網電力進行優化調度，從而使船舶所有工況都可以優先使用綠色能源，使船舶排放達到最小化或零排放的效果。

36、2、本發明通過對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池狀態進行收集，并對其進行計算，從而判斷軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池在工作中是否需要預警。

技術特征：

1.一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s1中船舶的雙燃料主機的轉速對船舶狀態進行分類的過程如下：

3.根據權利要求2所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2中對海上航行狀態的調度步驟如下：

4.根據權利要求2所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2中對離靠港狀態的調度步驟如下：

5.根據權利要求2所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2中對裝卸貨和在港的判斷過程為：在轉速判斷函數輸出為停機時，對當前船舶內的負載進行判斷，若當前船舶內的負載處于900kw~1200kw區間，則判斷為高負載，則輸出當前狀態為裝卸貨狀態，若當前負載低于900kw，則輸出當前狀態為在港狀態。

6.根據權利要求5所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2中對裝卸貨狀態的調度步驟如下：

7.根據權利要求5所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2中對在港狀態的調度步驟如下：

8.根據權利要求4所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s2b.1中判斷是否有多余電量的具體計算表達式如下：

9.根據權利要求1所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s3中對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池狀態收集的數據表達式如下：

10.根據權利要求9所述的一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，其特征在于：所述步驟s3中對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池狀態進行預警的具體表達式如下：

技術總結
本發明涉及雙燃料船舶的管理技術領域，且公開了一種雙燃料船舶的智能電站管理方法，判斷船舶的雙燃料主機的轉速，依據船舶的雙燃料主機的轉速對船舶狀態進行分類，之后對軸帶發電機、一號雙燃料發電機、二號雙燃料發電機和儲能電池以及處于岸上的高壓岸電之間給出不同用電或儲電的調度方式，在用電或儲電過程中，對各個供電設備的狀態進行收集，并分析計算，當出現需要預警的時候及時通知管理人員進行預警。該方法通過依據船舶的雙燃料主機的轉速分為高轉速區間、中轉速區間、低轉速區間及停機四種狀態，并對應結合船舶海上航行、離靠港、裝卸貨、在港四種典型運營工況，對船舶的整體的電量進行優化調度，從而滿足多種工況變換時進行電能調度。

技術研發人員：張東清,楊海建,杜學鵬,王國普,戚雪弟
受保護的技術使用者：南通中遠海運川崎船舶工程有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21