【TSG好文|船舶微网】芬兰阿尔托大学 费志能,李正茂*等:绿色多能源船舶微电网:迈向低碳与智能航运的新篇章

文摘   2025-01-01 08:00   芬兰  
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【正文】


🌍绿色多能源船舶微电网:迈向低碳与智能航运的新篇章
近年来,随着国际海事组织(IMO)提出到2050年实现航运行业净零排放的目标,如何优化船舶能源管理并降低碳排放成为学术界与工业界关注的热点。在这一背景下,我们团队提出了一种创新的两阶段协调运行模型,为绿色多能源船舶微电网(MESM)的高效管理提供了全新思路。

✨核心亮点

  1. 多能源流协同管理📚 MESM集成了电力、热能、氢气和淨水等多种能源流。我们通过联合能源管理和航程调度模型,在保障船舶电力分配网络(SPDN)运行安全的同时,实现了能源的高效利用。

  2. 水下辐射噪声(URN)控制🌊 模型首次将URN限制纳入船舶运行优化中,保护了海洋生物的生态环境。研究发现,在深海区域通过合理调节航速,可以显著降低噪声污染。

  3. 应对不确定性的创新方法🔍 针对船上多能源需求和可再生能源输出的不确定性,提出了基于Copula的两阶段随机优化框架。通过渐进对策算法(PH)和滚动时域优化(RH),实现了从预航到实时的全流程动态决策。


🔢仿真成果

  • 经济性显著提升:优化后的航行策略降低了总运行成本,并在深海区域实现URN有效控制,额外成本增加仅为0.31%。

  • 高效求解:PH算法将计算时间繁繁降低至传统方法的10%以下,RH方法每次优化仅耗1.91秒。

  • 生态与经济平衡:相比传统调度方法,该模型不仅减少了气体排放,还显著减少了对海洋生物的干扰。

✨应用前景

该研究成果为绿色智能航运提供了强有力的技术支持。未来,MESM将成为邮轮、货船等多种船型的重要技术方向,不仅助力实现低碳目标,更将推动全球航运业迈向智能化与生态化的新阶段。

📄完整文章
访问:https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10720909
第一作者:费志能(
Aalto大学

通讯作者:李正茂教授(Aalto大学)

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