[发明专利]一种冷藏集装箱船功率平衡调度方法

说明书

本发明公开了一种冷藏集装箱船功率平衡调度方法，对冷箱的温度变化规律，冷箱工作状态，冷箱功率及风机工作状态建立数学模型，设定总事实功率的目标值，采用遗传算法来实现对冷藏箱的调度，使得总事实功率值始终接近目标值。本发明通过访问船上装配的冷藏集装箱监控系统数据库，读取所有冷藏集装箱的实时温度及状态信息，通过遗传算法求出冷藏集装箱的最优调度策略对冷藏集装箱及风机的工作状态进行调度，在保证冷藏集装箱温度安全的情况下实现功率“削峰填谷”，维持负载功率平衡，可起到降低成本和节约运费的作用。

技术领域

本发明涉及冷藏集装箱船电力功率平衡方面及制冷控制研究领域，特别涉及一种冷藏集装箱船功率平衡调度方法。

背景技术

随着社会和科技的发展，人们的生活水平不断提高，对于高营养价值的生鲜货物的需求量增加迅速，使冷藏运输工具及技术也得以发展。冷藏集装箱船作为专业的冷链运输工具是冷藏食品及医药产品运输的重要组成部分，逐步成为国际贸易中冷链运输的最佳途径。

船舶电站是船上重要组成部分之一，对冷藏集装箱船而言，它为冷藏集装箱制冷和其他用电设备提供必须的功率，是船舶电力系统的核心部分。目前，在冷藏集装箱船上，冷藏集装箱的制冷功率大约占到整船总功率的40％，其他用电设备的功率大致占到整船总功率的60％。而现有的冷藏集装箱船对冷藏集装箱的控制相互独立，船上缺乏对冷藏集装箱的统一管理，且单个冷藏箱工况是全自动的，也就是对电力需求是随机的，可能造成总制冷功率需求出现较大的波动。为应付最劣情况，船上制冷发电机组必须根据冷藏集装箱制冷的最大功率工况进行配置以保证船上的电力安全，由此可能出现的频繁峰谷变化会导致船上的发电机组难以长时间以合适的负荷率运行，导致发电机组油耗偏高，造成船舶营运成本增加和实际使用功率闲置。冷藏集装箱负载占船舶总负载的比重大，且存在电力需求波动大的特点，这直接地影响到船舶电站的配电容量以及船舶运行的经济指标。

冷藏集装箱功率平衡调度方法旨在通过适当的电力调度措施，实现冷藏集装箱的统一调度管理，在保证冷藏箱温度安全的情况下实现功率“削峰填谷”，维持负载功率平衡；在装机容量不变的情况下，可提高冷藏箱的装载数量容量，并进一步降低运营成本；在冷藏箱装载量不变的情况下，可降低电站装机容量，从而降低船舶建造成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种冷藏集装箱船功率平衡调度方法，得到冷藏集装箱的最优调度策略对冷藏集装箱及风机的工作状态进行调度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种冷藏集装箱船功率平衡调度方法，包括下述步骤：

(1)对冷藏箱的温度变化规律建立模型，由冷藏箱的历史温度数据确定其在制冷和不制冷情况下的温度系数，确定这两种情况下的温度变化量与时间的关系表达式；

(2)对冷藏箱的工作状态建立模型，将冷藏箱的两种工作状态用一个二值函数表示；

(3)对冷藏箱的功率建立模型，冷藏箱的功率由冷藏箱当前的工作状态及冷藏箱的温度确定，由冷藏箱的历史温度数据及输入功率数据确定冷藏箱温度，工作状态及功率之间的关系式；

(4)对风机功率建立模型，冷藏集装箱启动制冷时，货舱风机必须启动，由此可得出冷藏箱状态和风机功率的关系式；

(5)由冷藏箱和风机的总事实功率的历史数据，猜想冷藏箱的平衡功率的目标值为平均功率，采用遗传算法来实现对冷藏箱和风机的调度，使得总事实功率值始终接近目标值。

作为优选的技术方案，步骤(1)中，在制冷和不制冷情况下温度变化量与时间的关系表达式如下：

ΔT₁＝k*(T₁-T₂)*Δt

ΔT₂＝b*(T₁-T₂)*Δt