在发展绿色船舶的大背景下，电动船技术成为目前的研究热点。以柴油发电机组（Diesel Generator set，DGs）为主电源设备的电动船，难以迅速响应负载的突变，且DGs的不稳定输出还会增加污染气体的排放。由多种储能设备组成的复合储能系统（Hybrid Energy Storage System，HESS）能够在弥补DGs不足的基础上，充分利用储能系统的能量特性与功率特性，但配置成本限制了HESS在电动船上的广泛应用。因此，为合理配置储能容量，使船舶电源系统的设计具备长期的可靠性，本文基于“DGs/HESS”的电源系统形式，针对电动船的HESS容量优化配置问题展开研究，本文的主要研究内容如下：
首先，以“美维凯悦”号游轮为研究对象，分别分析该船从“宜昌—重庆”和“重庆—宜昌”路段各台DGs的输出功率变化情况，以确定用于本文研究的船舶负载数据。在此基础上，通过分析锂电池与超级电容的工作特性，建立HESS的数学模型。
其次，针对DGs与HESS的工作特性，采用一种基于工况分段与经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）相结合的电源系统功率分配策略，作为电源系统设计阶段，各储能设备功率分配的依据。仿真结果验证了EMD算法对船舶负载的自适应能力，所求得的功率分配方案可以充分发挥锂电池和超级电容的优势，进而提升了电动船舶DGs/HESS电源系统的灵活性。
再次，建立了考虑锂电池使用寿命的全寿命周期成本模型，并基于所采用的功率分配策略，设计了一种考虑功率分配策略与容量配置联合优化的HESS容量优化方法。该方法以HESS全寿命周期成本为优化目标，旨在获取最优功率分配策略参数下的储能元件容量及DGs的输出功率。
最后，针对模型复杂度高、非线性强等问题，采用灰狼优化算法对联合优化模型进行求解，以确定全寿命周期成本最优时的DGs的输出功率、储能配置容量及储能设备各自的功率分量。为验证本文配置方法的优越性，设计多种HESS容量配置对比方案，通过分析不同配置方案下的全寿命周期成本与功率分配结果，验证了本文HESS容量配置方法的经济性和有效性。
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