Розробка трирівневої багатокритеріальної стратегії управління гібридною судновою енергетичною установкою комбінованого пропульсивного комплексу

Abstract

На підставі системної класифікації топологій суднових енергетичних установок (СЕУ) комбінованих пропульсивних комплексів (КПК) були систематизовані основні переваги і недоліки СЕУ КПК в залежності від топології системи розподілення енергії. Були отримані характеристики процесів передачі потужності у СЕУ КПК і системах енергопостачання, і їх стратегій контролю з точки зору підвищення ефективності та усунення зазначених недоліків. Удосконалено математичний апарат для проведення досліджень з точки зору розробки методів проектування і управління гібридними СЕУ КПК зі скороченням споживання палива, викидів у довкілля і підвищенні ремонтопридатності, маневреності і рівня комфорту. Розроблений метод дає можливість ітераційної оптимізації параметрів СЕУ КПК, що дозволяє використовувати його як засіб інтелектуального проектування, результатом застосування якого є вдосконалені експлуатаційні характеристики СЕУ КПК.

На основании системной классификации топологий судовых энергетических установок (СЭУ) комбинированных пропульсивних комплексов (КПК) были систематизированы основные преимущества и недостатки СЭУ КПК в зависимости от топологии системы управления распределением энергии. Были получены характеристики процессов передачи мощности в СЭУ КПК и системах энергоснабжения, и их стратегий контроля с точки зрения повышения эффективности и устранения указанных недостатков. Усовершенствован математический аппарат для проведения исследований с точки зрения разработки методов проектирования и управления гибридными СЭУ КПК с сокращением потребления топлива, выбросов в окружающую среду и повышении ремонтопригодности, маневренности и уровня комфорта. Разработанный метод дает возможность итерационной оптимизации параметров СЭУ КПК, что позволяет использовать его как средство интеллектуального проектирования, результатом применения которого является усовершенствованные эксплуатационные характеристики СЭУ КПК.

Purpose. Efficiency of hybrid ships power plants (SPP) combined propulsion complexes (CPC) by various criteria for energy management systems strategies. Methodology. Based on the classification system topologies SPP CPC for mechanical, electrical and hybrid types of motors schematic diagrams of management strategies for the criterion of minimum power consumption are defined. Changing the technical component of the traditional approach to building hybrid ships electric power systems (SEPS) SPP CPC the principle of modifying the structure of SEPS is applied with the integration of additional static alternative power source as dynamic reserve, which allowed to meet modern requirements for energy efficiency, levels of vibration, noise and degradation effects produced to SPP CPC, in all areas of the energy for the transfer of power from energy to propellers. Modeling of power transmission of energy to propellers in MatLab/Simulink is conducted, using blocks of optimization library and definition of identity markers. Results. Major advantages and disadvantages SPP CPC depending on the topology of energy distribution systems are determined. According to the chosen structure system electricity characteristics were obtained in the process of power transmission SPP CPC and power systems and their control strategies in terms of increased efficiency and eliminate these drawbacks. And finally, mathematical apparatus for research in terms of the development of methods for designing and managing SPP hybrid CPC to reduced fuel consumption, emissions into the environment and improving maintainability, flexibility and comfort level are improved. Originality. The methodology for improving SPP CPC implementation by developing methods of identification markers mutually influencing processes in SPP CPC and the development of implementing these methods of settlement and information systems. Practical value. The method enables iterative optimization parameters SPP CPC, it can be used as a means of intelligent design, which is the result of the application of improved performance SPP CPC.