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内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区大学西街235号 邮编: 010021
作者机构:上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室上海201306
出 版 物:《广东海洋大学学报》 (Journal of Guangdong Ocean University)
年 卷 期:2024年第44卷第6期
页 面:127-133页
学科分类:08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程]
主 题:船舶 能源管理 排放控制区 模型预测控制 强化学习 阶段优化
摘 要:【目的】针对全球日益增多的排放控制区(ECA)所导致船舶运行成本增加问题,提出一种考虑排放控制区的能源管理策略,旨在降低船舶运行成本的同时,也能满足实时性。【方法】基于强化学习和模型预测相结合的能源管理策略,使用不同时间尺度、两阶段优化的方法,使得策略在长时间尺度优化下,也能满足实时性。在即将抵达ECA时,摒弃传统优化策略中降低柴油机输出功率的思路,提高柴油机输出功率,在完全满足船舶运行功率需求的情况下,额外为电池充电,从而提前为船舶在ECA内的航行做好能量储备,降低船舶在ECA内的运行成本。【结果与结论】仿真结果表明,相比于传统的模型预测控制(MPC)策略,在考虑排放控制区的背景下,所提出的策略将运行成本降低6.8%,同时平均计算时间比传统MPC策略缩短30%。因此,在未来ECA逐渐增多的情况下,所提出的策略将有效降低柴油-电池混合动力船舶的运行成本。