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Load-Sharing Optimization of Parallel Marine Diesel Generators Using Differential Evolution Algorithm
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AI
DOI：10.3390/jmse14151349.png)
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摘要
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高效的并联船用柴油机负载共享能够最小化燃油消耗，并在变负载条件下提高船舶电力系统的运行效率。本研究提出了一种基于差分进化（DE）的优化框架，用于由六台MAN 8L21/31柴油机组成的船用交流电力系统的负载分配，这些柴油机在并联运行时采用该框架。利用制造商性能数据和试验台测量数据，开发了燃油消耗率的多项式回归模型，实现了全工况范围内的精确燃油消耗预测。研究了两种运行策略：六台发电机在线的连续手动操作和根据预设负载阈值由电力管理系统（PMS）控制的自动发电机激活。优化目标是在满足运行约束的条件下确定使总燃油消耗最小的发电机负载分配。结果表明，与传统的均等负载分配相比，非对称负载共享可提供可测量的燃油节省。在手动操作模式下，所提出的优化在特定系统负载范围内实现了燃油消耗的减少。在PMS控制的自动激活下，优化产生了分段运行区域，峰值燃油节省超过中负载水平下的相对减少。优化后的运行策略持续将发电机负载转向更高系统效率的运行区域，并减少了低效的系统负载运行。本研究结果证实了进化优化方法在提高船用柴油-电力系统能源效率方面的有效性。所提出的基于DE的优化框架代表了在先进船舶电力管理系统中实施的一种实用方法，并为进一步的多目标优化提供了基础。
Keyword:
marine diesel generators
load-sharing optimization
differential evolution
fuel-consumption optimization
parallel generator operation
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