重大方斯顿团队:计及航运环境影响的船载混合储能功率控制方法

科技有电还接地 2024-06-05 21:58:42
报告摘选

航运业迫切需要新技术、新方法以大幅度降低营运及新建船舶的碳排放强度,实现绿色和可持续的航运体系发展。全电船舶作为一类特殊的“海上移动微电网”,其独立运行及对供电可靠性的严格要求驱动大容量储能系统作为船舶源侧和负荷侧之间的“能量/功率缓冲器”,保障全船功率的实时平衡。

航运环境影响下,电池各状态间耦合关系加剧,难以建立精确的锂离子电池模型。目前,最有效的途径是基于数据-机理双驱动模式,实现各类型复杂航运环境的“功能模块”建模,如振动模型、湿度模型、盐雾模型等。

船舶混合储能功率控制难题:1)如何协调多类型能源系统多时间尺度特性,应对不规则的负荷波动变化;2)如何应对电池状态耦合特性变化造成的功率控制误差。

锂离子电池循环测试与实时功率控制平台 - 依托于重庆大学“输变电装备技术全国重点实验室”:1)模拟航运环境的储能测试平台:精准模拟海洋时变温度、交变湿热、盐雾、摇晃、振动等条件,具备热电偶、压阻传感器等多类型高精度传感器,支撑电池内外特性的劣化机理分析。2)船舶微电网半实物实时功率控制平台:实现海洋扰动环境模拟、船舶六自由度运动学与动力学融合仿真控制,支持快速功率控制原型设计与实时硬件在环验证,实现系统电压暂态稳定性分析与功率流能观能控。

团队介绍

方斯顿,教授,博士生导师,1991年生。2012年毕业于重庆大学,获工学学士学位;2017年毕业于上海交通大学,获工学博士学位,论文提名上海交通大学优秀博士论文。2017-2021年先后在新加坡南洋理工大学和香港中文大学从事博士后研究。2021年加入重庆大学电气工程学院,同年入选国家级青年人才项目,担任重庆大学“弘深优秀学者”,并入选中国造船工程学会青年委员。主要从事综合能源、能源-交通融合的研究工作,特别是在海洋交通系统中的应用,包括多能源船舶能量管理,船舶储能系统健康管理和港口综合能源系统。

在相关领域发表论文40余篇,第一作者于Springer Nature出版英文专著1部,获2022年Springer Nature“中国新发展奖”(能源领域唯一获奖者)。现担任IEEE IAS能源系统委员会“微电网与虚拟电厂”分委会秘书,中国造船工程学会青年委员,IEEE Transactions on Industrial Cyber-Physical Systems,IEEE Transactions on Industry Applications,IET Renewable Power Generation期刊Associate Editor,Energy Systems期刊Editorial Board Member,《电力系统保护与控制》、《电力自动化设备》青年编委。

罗颖冰,博士研究生,1997年生。2022年毕业于湖南工业大学,获得工学硕士学位,获2021年研究生国家奖学金,获2022年湖南省优秀毕业硕士研究生荣誉,论文提名湖南省优秀硕士学位论文。2022年于中车株洲电力机车研究所有限公司进行电力驱动技术相关岗位实习,目前在重庆大学电气工程学院攻读工学博士学位。主要从事船舶储能系统自适应功率控制研究,第一作者在IEEE trans系列,Ocean Engineering, Energy,IET系列等高水平学术期刊上发表SCI论文10篇。

孔赖强,博士研究生,1997年生。2022年获得中国上海上海海事大学电气工程硕士学位,目前在重庆大学电气工程学院攻读工学博士学位。研究方向主要包括光伏发电预测、电化学储能系统建模和电池状态估计。

高嘉伟,硕士研究生,1998年生。本科毕业于中国矿业大学电气工程学院,主要研究方向为船舶分布式储能系统能量管理。

黄莘杰,硕士研究生,1999年生。本科毕业于重庆大学电气工程学院,主要研究方向为配电网电压管理、储能电池优化运行。在IEEE trans,中国电机工程学报上发表论文3篇。

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