海洋平台多发电机组能量管理优化研究

发布时间：2020-08-31 09:47

　　 动力定位海洋平台利用推进器产生动力来抵御海洋环境外力,从而使海洋平台在海面上保持固定位置。不同于传统锚链固定的方式,动力定位海洋平台不受水深的限制、操作简单方便、定位快速准确,在深海石油勘探与开发等领域已成为必要装备。海洋平台的动力定位系统由位置测量系统、控制系统、推力分配系统和动力系统组成。海洋平台大多采取电力推进方式,主要能量来源为柴油发电机。发电机通过电网向推进器及其他装置提供能量。传统能量管理方式是将海洋平台所需功率平均分配或按发电机组额定功率比例分配给发电机组。这造成了海洋平台发电机组油耗较高、排放较大。为实现动力定位海洋平台节能减排,本文以动力定位海洋平台为对象,建立柴油发电机组油耗数学模型以及能量管理优化模型,采用粒子群算法进行优化。并且针对粒子群算法后期收敛速度减慢,容易陷入“局部最优”等不足,提出相应的改进方法,以达到减少动力定位海洋平台柴油发电机组油耗,降低海洋平台运营成本,节约资源,保护海洋环境的效果。主要研究工作如下:1.总结分析国内外动力定位海洋平台能量管理优化方面的研究现状,分析动力定位海洋平台对海洋开发的重要意义以及对其进行能量管理的必要性。2.以W?rtsil?16V26A型船用柴油发电机组为例,利用三次样条插值法构建柴油发电机组油耗模型,并以此为根据建立动力定位海洋平台能量管理优化的数学模型。3.介绍粒子群算法的原理及步骤,总结粒子群算法的改进方向。针对粒子群算法后期收敛速度减慢,容易陷入“局部最优”等问题,通过分数阶改进粒子群算法的速度更新式,并引入和声搜索算法中的震荡操作来改进粒子群算法。4.通过多组测试函数对改进粒子群算法进行仿真测试,并以装备有动力定位系统的Keppel B280型半潜式海洋平台为例,用改进的粒子群算法对其进行能量管理仿真研究。实验结果简要说明,改进粒子群算法能有效减少海洋平台各工况下的油耗。
【学位单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U665.1

【参考文献】

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本文编号：2808636