疏浚船舶用复合储能系统优化设计方法开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1研究背景

近年来,随着经济的快速发展,我国疏浚作业工程项目大量增加,沿海疏浚市场每年约有 100 亿元投资,其主要集中在大型枢纽港的深水航道建设和维护、临港工业区建设沿海大型陆域吹填项目、港口航道的改造升级以及内河航道疏浚方面。以中交天津航道局有限公司的耙吸式挖泥船“通远号”为例。该船设双主机,主机型号为DAIHATSU12DKM-36,额定功率为6 600 kW;配备双可调螺距螺旋桨,双轴带发电机,图1为其动力系统结构简图。该挖泥船的每个工作循环由3种工作状态构成:

① 挖泥船空载快速驶向疏浚作业地点,此时推进功率需求较高;

② 到达作业地点后进行挖泥作业,此时推进功率需求较低,泥泵功率需求及冲水泵等电力负荷功率需求较高;

③ 挖泥船满仓从作业区域快速驶向抛泥区域,此时推进功率需求较高。

图一 耙吸式挖泥船动力系统结构

对于工况多样的工程船来说,混合动力船舶是一种极具发展前途的“绿色船舶”。具有自航能力的耙吸式挖泥船优点是机动灵活,效率高,抗风浪能力强,能在多种工况之间快速转换,这需要强有力的动力作为支持。传统的耙吸式挖泥船一般采用柴油机作为单一的动力来源,无法在所有工况范围内都获得较好的燃油效率。

利用设备或介质将一种形式的能量通过物理或化学的方法存储为同一种或另一种形式的能量,并且根据实际需要以特定的能量形式释放所形成的能量循环过程即为储能。

以常见的超级电容与蓄电池相比,两者储能机理完全不同,储能特性迥异。从表1.1中可以看出,超级电容功率密度大、响应速度快,有更长的循环寿命;其电容量虽可达数百法拉,但因工作电压较低,总体储能容量小,且单位能量成本和功率成本远高于蓄电池。

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