一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法及装置

本发明属于柴油发电机，具体涉及一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法及装置。

背景技术：

1、船用变速柴油发电机组可以随着船舶用电负荷的变化，相应调整发电柴油机的给定转速，使柴油机始终处于高效率、低油耗的最低油耗率转速，但是在船舶航行过程中，船舶的用电负荷容易出现较大变动，如遭遇暴风天气时，为了不偏离航道，需要加大主动电力推进装置的用电负荷，这种无级调节转速方式会引起柴油机转速调节过于频繁，系统难以长时间保持稳定，降低机组运行的稳定性和可靠性。

2、目前，为了解决上述问题，相关研究人员提出了有级调速的策略，该类策略是根据设定的功率区间通过某种优化方法得到在该区间内的最佳转速，在优化方法中默认实际功率在设定区间上均匀分布，采用功率区间对应最低油耗转速的方法，在一定程度上降低了油耗，并能够使系统保持相对稳定。

3、但在实际航行中，实际用电负荷在功率区间上并不是均匀分布的，不能充分发挥变速方法的节油性能，特别是在区间分界点附近时，节油效果最差且仍会导致设定转速的频繁变化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法及装置，能够在电负荷随机波动的情况下，保持转速设定值的稳定性，避免了因较大的转速波动，防止了节油能力的下降，大大提升了柴油发电机组系统的稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：

3、一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法及装置，在柴油发电机组输出负荷范围内，通过设置负荷滑动区间，基于柴油发电机组的实时输出负荷对所述负荷滑动区间进行增量移动，建立对应每个所述负荷滑动区间的最低油耗率转速与该最低油耗转速匹配的柴油发电机组即时输出负荷的最低油耗率转速曲线。

4、优选地，得到最低油耗率转速的具体优化步骤如下：

5、s1.设置负荷滑动区间宽度和柴油机输出负荷范围等参数；

6、s2.建立计算最低油耗率转速的优化算法方法的模型；

7、s3.基于计算最低油耗率转速的优化算法方法的模型与负荷滑动区间宽度和柴油机得到负荷滑动区间对应的最低油耗率转速；

8、s4.保存本次计算的负荷滑动区间及对应的最低油耗率转速，然后比较油发电机组输出负荷范围内的极值与负荷滑动区间的极值，若相等，得到最低油耗率转速曲线，否则，负荷滑动区间增量移动1个单位，进入步骤s3。

9、优选地，所述负荷滑动区间的宽度最大值等于整个柴油发电机组输出负荷范围的30％。

10、优选地，所述的柴油发电机组的实时输出负荷为负荷滑动区间的中点的柴油发电机组的输出负荷值。

11、优选地，所述柴油发电机组的实时输出负荷的变化量的绝对值大于等于负荷滑动区间的宽度的一半时，则先调整负荷滑动区间，再基于最低油耗率转速曲线得到新的最低油耗率转速。

12、优选地，所述最低油耗率转速的优化算法采用群体智能优化算法。

13、优选地，所述的群体智能优化算法可采用粒子群算法和灰狼算法。

14、一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的装置，包括：功率传感器，处理器以及存储器；所述功率传感器用于实时获取柴油发电机组的输出功率；所述存储器存储有处理程序和预定的负荷滑动区间，当所述处理器执行所述处理程序时，所述获取柴油发电机组最低油耗率转速曲线的电子装置用于实施所述的建立柴油发电机组最低油耗率转速曲线的方法。

15、优选地，还包括：滤波器，所述滤波器从功率传感器获取的柴油发电机组的输出功率进行滤波处理。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1.本发明采用负荷滑动区间进行最低油耗率转速优化可以得到连续变化的最低油耗率转速，不同滑动区间宽度可以得到不同的最低油耗率转速曲线，因此，本发明可以很好地保持转速的稳定性。

18、2.本发明采用的滑动区间调节转速不需要根据用电负荷分级设置转速，因此，本发明在任意用电负荷下都能获得最佳的节油效果，整体节油效果与连续变化转速设定方法效果更好。

19、3.在用电负荷随机波动的情况下，采用滑动区间方法具有一定的滤波功能，因此，本发明避免了可能的转速波动和节油能力下降，可以保持柴油发电机组系统稳定。

20、4.滑动区间宽度可以调节，因此，本发明能更好的适应实际用电负荷的波动。

技术特征：

1.一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于，在柴油发电机组输出负荷范围内，设置负荷滑动区间，基于柴油发电机组的实时输出负荷对所述负荷滑动区间进行增量移动，建立对应每个所述负荷滑动区间的最低油耗率转速与该最低油耗转速匹配的柴油发电机组即时输出负荷的最低油耗率转速曲线。

2.如权利要求1所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于，得到最低油耗率转速的具体优化步骤如下：

3.根据权利要求1所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，

8.一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明属于柴油发电机技术领域，公开了一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法，能够在电负荷随机波动的情况下，保持转速设定值的稳定性，防止了节油能力的下降，大大提升了柴油发电机组系统的稳定性，首先，在柴油发电机组输出负荷范围内，设置负荷滑动区间，其次基于柴油发电机组的实时输出负荷对所述负荷滑动区间进行增量移动，建立对应每个所述负荷滑动区间的最低油耗率转速与该最低油耗转速匹配的柴油发电机组即时输出负荷的最低油耗率转速曲线。本发明还公开了用于实施上述一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的方法的一种获取柴油发电机组最低油耗率转速的装置，包括功率传感器、低通滤波器、存储器和处理器。

技术研发人员：王海燕
受保护的技术使用者：上海海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15