船舶综合电力系统多尺度分布式能量管理策略研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51807198
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    朱琬璐
  • 依托单位：
    江苏科技大学
  • 学科分类：
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Shipboard Integrated Power System (IPS) has been considered as the trending technology for future Ships. Accurate and fast assessment of system dynamic behaviors, as well as the optimization of system performance have become serious concerns for energy management strategy development. According to the hybrid, multi-timescale dynamic phenomenon commonly found in IPS, this project firstly discusses the characteristics of IPS and its energy management system and developes the hybrid dynamic evolution model for IPS. Then a multi-timescale distributed architecture for system energy management is proposed to form a distributed control structure and define the corresponding guidelines for energy management in different layers. Secondly, research on multi-timescale distributed energy management strategy of IPS is conducted. Performance specifications and operation requirements of subsystems in different timescale are studied, and the real-time optimization method is derived to solve the energy management problem for the whole system. Finally, the real-time simulation platform for IPS energy management is constructed on RT-LAB. Case studies are presented to demonstrate the applicability of the proposed energy management strategy. Achievements of this project will provide technical support for the energy management design and application of IPS, as well as the significance of theoretical investigation and the great value of practical application.
船舶综合电力系统是未来船舶的发展方向，如何精确且快速地评估系统动态特性，以及系统整体性能优化已经成为其能量管理策略研究中的重要问题。本项目将结合船舶综合电力系统多时间尺度的混杂动态特性，分析该系统及其能量管理系统的组成及特点，建立考虑混杂动态特性的系统模型，进而提出一个多尺度分布式的能量管理方案，并定义不同尺度上的能量管理目标；研究船舶综合电力系统多尺度分布式能量管理策略，分析不同尺度上子系统的性能指标及运行约束，推导能量管理实时动态优化方法，以求解系统整体的能量管理问题；最后，基于RT-LAB建立船舶综合电力系统能量管理实时仿真平台，进行仿真测试以验证能量管理策略的有效性。项目成果可以为船舶综合电力系统的能量管理系统设计与应用提供支持，具有重要的理论探索研究意义及实际应用价值。

结项摘要

船舶综合电力系统能量管理的目的是确保为系统内的所有工作负载提供稳定、连续、优质的电能。在满足正常状态下所有用电负荷，以及故障条件下重要用电负荷稳定持续供电的基础上，兼顾经济运行，减少全船的能源消耗。为此，本项目首先从多尺度、分布式、混杂性三个方面分析了船舶综合电力系统的基本组成及特点，建立了同时包括系统连续动态和离散动态的船舶综合电力系统混杂自动机模型，揭示系统在离散事件驱动下混杂动态演化过程的运行特性。形成了包括准稳态能量管理、暂态性能管理、以及低级别设备控制这三个层次的分布式能量管理方案；接着，提出了基于模型预测控制的双层分布式能量管理策略，确立了系统能量管理的基本流程，将准稳态和暂态时间尺度上的性能指标、以及相对应的运行约束用数学形式表示，并采用结合摄动分析的序列二次规划算法求解能量管理实时动态优化问题。最后，搭建了基于RT-LAB电力系统实时仿真的综合电力系统实验验证平台，完成了正常工况（船舶综合电力系统启动、脉冲负载投入等）和不利工况（发电机组离线、随机线路故障等）下的仿真测试，验证了本项目所提策略的有效性。经过三年的研究，本项目培养研究生4名，在国际学术期刊、国际会议上发表论文13篇，申请国家发明专利2项。本项目组的1名博士后在项目支持下获得副教授职称，2名助理研究员获得副研究员职称，完成了既定的研究目标和任务。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（8）
专利数量（2）
A lifetime optimization method of new energy storage module based on new artificial fish swarm algorithm
一种基于新型人工鱼群算法的新型储能模块寿命优化方法
  • DOI：
    10.1177/16878140211050843
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Advances in Mechanical Engineering
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Pengfei Zhi;Yongshuang Qi;Weiran Wang;Haiyang Qiu;Wanlu Zhu;Ye Yang
  • 通讯作者：
    Ye Yang
Distributed Reconfiguration of a Hybrid Shipboard Power System
混合舰载电力系统的分布式重构
  • DOI：
    10.1109/tpwrs.2020.3009534
  • 发表时间：
    2020-07
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Power Systems
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Wanlu Zhu;Jian Shi;Pengfei Zhi;Lei Fan;Gino Lim
  • 通讯作者：
    Gino Lim
Design of Risk Prediction Assessment for Ship-Integrated Electric Propulsion System
船舶综合电力推进系统风险预测评估设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Journal of Ship Production and Design
  • 影响因子：
    0.4
  • 作者：
    Pengfei Zhi;Zhiyu Zhu;Wanlu Zhu;Haiyang Qiu
  • 通讯作者：
    Haiyang Qiu
Robust model predictive control for optimal energy management of island microgrids with uncertainties
不确定性岛屿微电网最优能量管理的鲁棒模型预测控制
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2018.08.200
  • 发表时间：
    2018-12
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Zhang Yan;Fu Lijun;Zhu Wanlu;Bao Xianqiang;Liu Cang
  • 通讯作者：
    Liu Cang

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于改进旋转门算法的船舶综合电力数据压缩技术分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国舰船研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    商承亚;鲍先强;付立军;朱琬璐;徐兴华
  • 通讯作者：
    徐兴华
舰船能量管理网络与电力系统的信息物理联合仿真
  • DOI：
    10.19693/j.issn.1673-3185.01740
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国舰船研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴优;付立军;马凡;许轶楠;朱琬璐
  • 通讯作者：
    朱琬璐

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码