基于非线性模型预测控制的燃料电池/电池混合动力船舶多目标分层能量管理策略

Multi-objective hierarchical energy management strategy for fuel cell/battery hybrid power ships

Hanyou Liu · Ailong Fan · Yongping Li · Richard Bucknall 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 船舶能量管理系统中的能量管理策略与本地控制器相互关联，共同影响混合推进系统的性能。为实现氢燃料电池（FC）与电池混合动力系统的高效运行，本文在对混合动力系统建模与分析的基础上，提出了一种基于非线性模型预测控制（NMPC）的能量管理策略，并设计了动态虚拟阻抗下垂控制器和经典的比例-积分（PI）控制器作为本地控制器。通过采用硬件在环（HiLs）技术，模拟设计的随机负载工况、脉冲负载工况以及实际航行工况，对六种不同的能量管理策略及其与本地控制器协同下的综合性能进行了比较与分析。从能耗、运行压力、...

解读: 该燃料电池/储能混合动力船舶能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器及海事电力系统具有重要借鉴价值。文中NMPC+PI控制架构可应用于PowerTitan储能系统的多能源协调管理,动态虚拟阻抗下垂控制与阳光VSG技术理念契合,可优化GFM/GFL混合并网控制。该策略实现氢耗降低7-40%、运行压力降...