本发明涉及船舶配电监控,尤其涉及基于分布式采集技术的船舶配电系统。
背景技术:
1、区域性配电技术目前被现代部分大型船舶使用,但对于大型船舶得设备重要参数得采集和传输同时变得更为复杂,对于当代船舶得部分问题,例如配电监控相关数据得采集会出现数据传输不变、丢包错包率较高,提出分布式采集得方法,此方法具有集成化多种通信得方式于船舶得配电及监控系统,并且研究表示:利用分布式技术得船舶配电及监控系统安全可靠且运行平稳。
2、船舶行业得迅速发展,导致当下船体得规模总体趋于大型船舶,当下中国的军事船舶和大型民船一般使用环形供电,局部区域供电,并且对于区域性配电一般使用辐射结构,根据船舶设备的不断增加,船舶得规模也在不断增大,二对于设备得配电参数进啊空是保证传播得电器设备目前可以正常运行的最有效的方法之一,对于数据传输,船舶得钢板数量多,线距离较长,船舶规模更大必然会对船舶数据传输和配电监控得有效性产生部分影响,对于较大型得船舶,需要传输的数据多,监控量增加,在传输和监控过程中得部分技术问题。
3、传统的船舶电力系统主要分为主配电板、负荷、电缆、变压器等,主要使用环网结构以及辐射状结构,但这种传统的配电方式必然会造成耗费过多电缆,走线过长、过量耗费电缆造成数据传输有误的问题,以及船舶整体能效控制系统输出控制比过高的问题。
技术实现思路
1、为此,本发明提供基于分布式采集技术的船舶配电系统,用以解决上述背景中提到的问题。
2、本发明提供基于分布式采集技术的船舶配电系统,包括分控制器、集中管理模块、数据采集装置、中继模块、串口转can卡、电力监控台和主控制器;所述电力监控台与所述主控制器相连,所述主控制器与所述中继模块相连,所述中继模块与所述集中管理模块相连,所述集中管理模块通过所述串口转can卡与所述分控制器相连,所述分控制器与所述数据采集装置相连。
3、进一步地,所述数据采集装置包括传感器;所述集中管理模块包括中央控制器。
4、进一步地,所述传感器包括热能传感器、电能传感器和网络信号传感器。
5、进一步地,包括分布式能效分配模型计算、定义能效优化约束和分布式能效控制分配计算,所述定义能效优化约束包括电能平衡约束、热能平衡约束和能效数据流流量平衡约束。
6、进一步地,所述分布式能效分配模型计算方法为:
7、其中:设l为单项数据交互并发数量,z为数据流交互通道数量。若能效数据交换状态为动态,能效数据交换中vdn时间空间下得(时间变量)对应得交换频率保持不变,且能效数据流是tdd模式,那么当前状态下得能效数据交换信息流分配字串对应得导频长度,为导频标签对应得输出能效,定义为载入能效数据流得信号强度;
8、s1、h=j×d1/2
9、其中:j为z×l维关于数据控制接收端信号衰减尺度得矩阵,若衰减尺度矩阵隶属于分布式瑞利衰落,那么j~vi(0,1);d为l×l维能效数据信号对角阵,且xn(n=1,2,...,l)(xn为信号对角线构成量)代表最大衰减系数关于信号分配节点l,进行最小均方误差计算,可得(信道误差判断矩阵;
10、s2、得函数关系是:
11、其中:x为z×l维矩阵,u为判定量均方值;
12、s3、第l个能效分配点对应信道判定均方值u1计算式是:
13、其中:为能效分配信道判定误差阵,迫零接受策略矩阵关系是s=x(xjx)-1;
14、s4、分配后能效数据输出信号表达式是:t=tl×cl×(ul+i)
15、其中:i为分布式数据分配信道能效数据信号噪音,tl为分配加权t得第l个信通节点,cl为分配加权c得第l个信通节点;
16、s5、
17、其中:为分配信道l中能效数据流的有效资源量,为分配信道自身噪声比系数,分配信道噪音独立特性可得,和互相独立,其中为分配信道状态判定值,而为信道判定误差量,故有效噪音和分配信道l中能效数据流有效资源也互为独立;
18、s6、分布式能效分配模型为:
19、所述定义能效优化约束算法为:
20、s1、电能平衡约束计算方法为:qvjq=qdis+qchar
21、其中:qdis为电能消耗总量,qchar为船舶电能总量;
22、s2、热能平衡约束计算方法为:qrm=wdis+wchar
23、其中:wdis为热能消耗总量,wchar为船舶热能产生总量;
24、s3、能效数据流流量平衡约束计算方法为:zq2h+zmou=zapsf+zvjq+zhm;
25、所述分布式能效控制分配计算算法为:
26、s1、将能效数据流流量平衡约束带进模型输出式,可知能效控制分配量阈值优化关系式为:
27、s2、分布式数据采集技术下船舶能效控制系统控制输出阈值的优化函数式为:
28、其中:qy表示载入能效数据流的信号强度,v表示在tdd模式下,能效数据交换状态为动态且能效数据交互过程当中vdn时间空间下得时间变量yv对应的交互频率不变时能效数据交互信息流得分配字串对应得导频长度,且v≥l,l表示单向数据交互并发数量,z表示数据流交互通道数量,xn表示信号对角线构成量(n=1,2,...,l),即信号分配节点l得最大衰减系数;
29、与现有技术相比,本发明通过利用分布式采集技术与能效控制系统,可以对于能效比较高得船舶得能效比进行显著降低,通过采集线为分布式采集方式,建立船舶分布式采集器,分布式优化相关的能效数据,有效解决了目前传统船舶的走线过长、过量耗费电缆造成数据传输有误的问题;利用分布式模型对能效分配分析;使用分布式能效控制分配计算与定义能效优化约束,达成有效改善能效比得状况,使船舶走线更加简易,排查故障更为简易且船舶能效控制系统的输出控制比有效降低,从而解决了船舶整体能效控制系统输出控制比过高的问题。
1.基于分布式采集技术的船舶配电系统,其特征在于,包括分控制器、集中管理模块、数据采集装置、中继模块、串口转can卡、电力监控台和主控制器;所述电力监控台与所述主控制器相连,所述主控制器与所述中继模块相连,所述中继模块与所述集中管理模块相连,所述集中管理模块通过所述串口转can卡与所述分控制器相连,所述分控制器与所述数据采集装置相连。
2.根据权利要求1所述的基于分布式采集技术的船舶配电系统,其特征在于,所述数据采集装置包括传感器;所述集中管理模块包括中央控制器。
3.根据权利要求2所述的基于分布式采集技术的船舶配电系统,其特征在于,所述传感器包括热能传感器、电能传感器和网络信号传感器。
4.根据权利要求1所述的基于分布式采集技术的船舶配电系统的能效控制计算方法,其特征在于,包括分布式能效分配模型计算、定义能效优化约束和分布式能效控制分配计算,所述定义能效优化约束包括电能平衡约束、热能平衡约束和能效数据流流量平衡约束。
5.根据权利要求4所述的基于分布式采集技术的船舶配电系统的能效控制计算方法,其特征在于,