本发明涉及新能源船充电，具体涉及一种新能源船自动充电系统及控制方法。
背景技术：
1、目前市场上的船舶充电系统充电方式多以手动方式为主。现代充电系统可以集成到船舶停靠设施中，当船舶到达码头时自动进行充电，一定程度上增强了能源管理的便捷性和效率。现有技术尽管已经有了重大发展，但仍有一些挑战需要克服。例如，在船舶就位之后如何通过通讯建立船岸之间的联系。此外，由于船舶类型和尺寸的不同，自动充电系统需要具备一定的适应性和灵活性以满足不同船舶的需求。这些问题制约了船舶充电时的效率和安全。
2、现有船舶自动充电技术存在的问题主要包括：
3、1.充电速率和效率低：自动充电技术的充电速度和能量转换效率尚未达到最优，会限制其在长途航行中的应用能力。
4、2.系统成本高且复杂：现有系统在成本和操作复杂性上较高，增加了对船舶电力系统自动化改造的经济负担。
5、3.安全性问题：自动充电过程存在安全风险，比如电气故障、电磁干扰等，需要额外付出严格的安全监测和管理措施。
6、4.环境适应性差：船舶在复杂的码头环境中作业，现有的充电系统难以具有良好的环境适应性，包括对温度、湿度、盐雾等的抗干扰能力。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种新能源船自动充电系统，解决以上技术问题；
2、本发明的目的还在于，提供一种新能源船自动充电控制方法，解决以上技术问题。
3、本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
4、一种新能源船自动充电系统，包括，
5、充电箱，用于输出充电电压和充电控制信号；
6、绞车，连接所述充电箱，用于接收所述充电电压和向所述充电箱发送充电信息，所述绞车上设有连接线缆，所述连接线缆的接头基于所述绞车可控制地连接设于船舶的充电接口箱，用于输送所述充电电压和收集所述充电信息；
7、能源管理子系统，连接所述充电接口箱，用于发出充电命令和接收所述充电电压进行充电，所述能源管理子系统基于所述船舶的信息控制充电量和充电时间。
8、优选的，所述绞车设于岸侧，包括，
9、底座转盘，位于所述绞车的底部，用于控制所述绞车的旋转角度；
10、绞盘，设于位于所述底座转盘上方的绞车本体上，用于收卷和展放所述连接线缆以控制所述连接线缆的释放长度；
11、机械臂，所述机械臂的第一端连接所述绞盘，所述连接线缆穿过所述机械臂并从所述机械臂的第二端向下垂挂，基于所述机械臂的抬升或下落控制所述连接线缆的接口的落点位置；
12、控制柜，位于所述绞车本体内，连接所述底座转盘、所述绞盘和所述机械臂，用于输出绞车控制信号控制所述底座转盘、所述绞盘和所述机械臂运动。
13、优选的，所述充电箱内设有，
14、综合控制柜，连接所述绞车接收所述充电信息，用于产生所述充电控制信号；
15、双向储能逆变器，连接所述综合控制柜，可控制地输出恒压的所述充电电压；
16、所述综合控制柜和所述船舶上分别设有无线通信模块，所述综合控制柜和所述船舶通过所述无线通信模块无线连接，用于所述充电箱和所述船舶的识别与配对以及用于验证所述充电信息。
17、优选的，所述充电箱和所述绞车通过物理线体连接，所述充电箱通过所述物理线体和所述连接线缆与所述充电接口箱有线连接，所述物理线体和所述连接线缆均包括电缆线和信号线，所述综合控制柜和所述充电接口箱通过rs485串行通讯连接，
18、所述综合控制柜内设有交换机，用于接入rs485串行信号的所述充电信息经网关转换后形成的tcp协议信号，所述综合控制柜通过所述交换机连接外部的可编程逻辑控制器、码头后台和路由器。
19、优选的，所述充电接口箱的接口周围设有用于感应所述连接线缆的位置的多个红外传感器，所述充电接口箱的接口的两侧设有磁吸装置，用于磁力吸附所述连接线缆的接头至所述充电接口箱的接口；
20、所述充电接口箱的接口周围还设有至少一标志点，用于根据所述标志点识别所述充电接口箱的接口的位置。
21、一种新能源船自动充电控制方法，其特征在于，应用于所述的新能源船自动充电系统，包括，
22、步骤s1，当所述船舶进入码头范围内，通过无线通信模块识别船舶，建立所述充电箱和所述船舶的无线通信连接；
23、步骤s2，所述充电箱的综合控制柜接收到所述无线通信模块传输的信号后，控制所述绞车将所述连接线缆连接到所述船舶上的所述充电接口箱，建立所述充电箱和所述充电接口箱的有线连接；
24、步骤s3，所述综合控制柜对接上所述能源管理子系统，所述充电箱执行充电准备工作，准备工作完成后所述能源管理子系统开始充电；
25、步骤s4，在充电过程中，所述能源管理子系统根据所述船舶的信息控制所述充电量和所述充电时间；
26、步骤s5，充电完成后，所述综合控制柜控制所述连接线缆断开，所述无线通信模块分离所述充电箱和所述船舶的无线连接。
27、优选的，步骤s2包括，
28、步骤s21，所述能源管理子系统准备就绪后，通过所述无线通信模块向所述充电箱发送第一充电命令；
29、步骤s22，所述充电箱接收到所述充电命令后检测所述绞车的状态，判断所述绞车是否处于就绪状态，若是，执行步骤s23；否则，将所述绞车未就绪的信号反馈至所述能源管理子系统，并对所述绞车进行复位使所述绞车处于就绪状态，执行步骤s23；
30、步骤s23，所述充电箱向所述绞车发送所述充电控制信号，控制所述绞车的机械臂运动到指定位置，所述绞车释放所述连接线缆，所述连接线缆的接头和所述充电接口箱的接口连接；
31、步骤s24，所述综合控制柜判断是否能够检测到所述能源管理子系统发出的所述充电信息，若是建立有线连接成功；否则，通过所述无线通信模块向所述能源管理子系统反馈有线通信异常的信息，所述能源管理子系统发出报警。
32、优选的，步骤s3包括，
33、步骤s31，所述能源管理子系统访问所述绞车和所述充电箱的信息，判断是否存在故障，若否，执行步骤s32；否则，对产生故障的所述绞车和/或所述充电箱进行复位，判断故障复位是否完成，若完成，执行步骤s32；否则，发出报警并停止充电；
34、步骤s32，所述能源管理子系统发出第二充电命令，所述综合控制柜接收到所述第二充电命令后启动双向储能逆变器并控制所述双向储能逆变器恒压，所述充电箱输出所述充电电压至所述充电接口箱处；
35、步骤s33，判断所述能源管理子系统是否能正常检测所述充电电压就位，若是，所述能源管理子系统开始充电；否则，发出报警并停止充电。
36、优选的，步骤s4包括，
37、步骤s41，所述能源管理子系统对电池电量进行检测，并计算所述充电量和所述充电时间；
38、步骤s42，在所述充电时间以设定的充电功率进行充电，检测当前电量是否到达充电量的第一设定比例，若是，降低充电功率，执行步骤s43；否则，返回执行步骤s42；
39、步骤s43，以降低后的充电功率进行充电，检测当前电量是否到达充电量的第二设定比例，若是，再次降低充电功率，执行步骤s44；否则，返回执行步骤s43；
40、步骤s44，以再次降低后的充电功率进行充电，检测充电量是否充满，若是，所述能源管理子系统发出停止充电信号；否则，返回执行步骤s44；
41、步骤s41中，计算所述充电量和所述充电时间的方法包括，
42、步骤s411，收集所述船舶的信息，至少包括船舶功耗数据、航行计划和预测结果、所述充电箱的状态和环境数据；
43、步骤s412，采用机器学习框架建立预测模型，对所述船舶的能量需求和能量供给进行预测；
44、步骤s413，采用线性规划和优化算法计算所述充电量和所述充电时间；目标函数为，
45、min∑i∈ships∑t∈timslots(costi，t×chargei，t)-penaltylate(i，t)
46、其中，costi，t表示在时间t为船舶i充电的费用；
47、chargei，t表示在时间t为船舶i充电量的决策变量；
48、penaltylate(i，t)表示如果船舶充电不足以支持预期航程，对应的时间惩罚成本；
49、步骤s414，对计算得到的所述充电量和所述充电时间实施到所述充电箱的实际调度中，持续检测实际行进中的所述船舶的能耗和环境条件，实时调整和优化所述充电量和所述充电时间；
50、步骤s415，在实施之后进行效果评估，并收集新的所述船舶的信息，反馈至所述预测模型中，优化所述预测模型，采用优化后的所述预测模型计算得到最佳的所述充电量和所述充电时间。
51、优选的，步骤s5包括，
52、步骤s51，所述能源管理子系统发出停止充电信号后，断开所述船舶的电能开关；
53、步骤s52，所述综合控制柜接收到所述停止充电信号，控制所述双向储能逆变器停机，并且断开输出开关；
54、步骤s53，所述能源管理子系统收到停机反馈后检测电能是否断开，若是，断开所述连接线缆的连接，执行步骤s54；否则，发出报警；
55、步骤s54，复位所述绞车，并判断所述绞车是否复位成功，若是，充电完成；否则，重新执行步骤s54。
56、本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明结合了有线和无线通信技术，可以实现高效率、高安全性以及高兼容性的自动充电过程，提高充电速率和效率，系统简单，安全性强。
1.一种新能源船自动充电系统，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述新能源船自动充电系统，其特征在于，所述绞车设于岸侧，包括，
3.根据权利要求1所述新能源船自动充电系统，其特征在于，所述充电箱内设有，
4.根据权利要求1所述新能源船自动充电系统，其特征在于，所述充电箱和所述绞车通过物理线体连接，所述充电箱通过所述物理线体和所述连接线缆与所述充电接口箱有线连接，所述物理线体和所述连接线缆均包括电缆线和信号线，所述综合控制柜和所述充电接口箱通过rs485串行通讯连接，
5.根据权利要求1所述新能源船自动充电系统，其特征在于，所述充电接口箱的接口周围设有用于感应所述连接线缆的位置的多个红外传感器，所述充电接口箱的接口的两侧设有磁吸装置，用于磁力吸附所述连接线缆的接头至所述充电接口箱的接口；
6.一种新能源船自动充电控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任意一项所述的新能源船自动充电系统，其特征在于，包括，
7.根据权利要求6所述的新能源船自动充电控制方法，其特征在于，步骤s2包括，
8.根据权利要求6所述的新能源船自动充电控制方法，其特征在于，步骤s3包括，
9.根据权利要求6所述的新能源船自动充电控制方法，其特征在于，步骤s4包括，
10.根据权利要求9所述的新能源船自动充电控制方法，其特征在于，步骤s5包括，
