CN114435575B
有效
船舶混合动力系统及能量管理控制方法、设备和存储介质
技术领域
[0001]本发明涉及船舶混合动力领域，特别涉及一种船舶混合动力系统及能量管理控制方法、设备和存储介质。
背景技术
[0002]氢燃料电池是一种由空气和氢气在催化剂作用下进行电化学反应产生电能的一种装置。近几年国家对碳排放要求逐渐提高，国家关于减碳、降碳、实现碳达峰及碳中相关的能源政策在不断落地。随着未来国家能源战略要求，以氢燃料电池为代表的新能源地位将不断提高，也逐渐成为能源转型的一种解决方案。
[0003]目前，以氢燃料电池系统和锂电池系统组成的混合动力系统已经在船舶应用，在船舶航行过程中，船舶动力需求(也即负载功率需求)在不断变化。由于氢燃料电池系统的输出功率调节较为缓慢，不具有锂电池系统的迅速调节输出功率的特性，因此目前主要是采用锂电池系统作为主要动力源，氢燃料电池系统作为备用和补充，以满足船舶动力需求的不断变化。
[0004]现有船舶混合动力系统的能量控制策略为：根据锂电池系统的荷电状态(SOC状态)对应调整氢燃料电池系统输出功率，锂电池系统的荷电状态越高，氢燃料电池系统输出功率的占比越小。当锂电池系统的荷电状态低于一定值时，氢燃料电池系统输出功率的一部分将用于给锂电池系统充电。然而，氢燃料电池系统给锂电池系统充电的能量并不能百分之百的转换，会有部分损耗(大概为2％)，由氢燃料电池系统充给锂电池系统的能量经锂电池系统输出给船舶使用时，又有部分损耗(大概为2％)；如此循环，造成了很大一部分能量被损耗浪费，降低了船舶混合动力系统的能源效率。
发明内容
[0005]本发明提供一种船舶混合动力系统的能量管理控制方法、设备和存储介质，旨在提升船舶混合动力系统的能源效率。
[0006]为实现上述目的，本发明提出的船舶混合动力系统的能量管理控制方法，所述船舶混合动力系统包括锂电池系统和氢燃料电池系统，所述能量管理控制方法包括：
[0007]以默认运行模式运行；
[0008]所述默认运行模式运行包括：
[0009]定时获取负载功率需求；
[0010]根据获取的负载功率需求和所述锂电池系统当前的荷电状态确定所述氢燃料电池系统需输出的第一功率；
[0011]获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，判断所述功率预测值是否大于所述第一功率；
[0012]若是，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述功率预测值；
[0013]若否，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述第一功率。
[0014]在一些实施例中，在所述定时获取负载功率需求的步骤之后，所述能量管理控制方法还包括：
[0015]确定获取的负载功率需求的变化值；
[0016]在连续预设次数检测到获取的负载功率需求的变化值小于第一预设值后，切换至第一工况运行模式运行；
[0017]所述第一工况运行模式运行包括：
[0018]定时获取负载功率需求，确定获取的负载功率需求的变化值；
[0019]控制所述氢燃料电池系统的输出功率跟随所述功率灰色模型预测的功率预测值进行调节。
[0020]在一些实施例中，所述第一工况运行模式运行还包括：
[0021]在检测到获取的负载功率需求的变化值大于第二预设值时，从所述第一工况运行模式切换回所述默认运行模式，所述第二预设值大于等于所述第一预设值。
[0022]在一些实施例中，所述确定获取的负载功率需求的变化值的步骤包括：
[0023]确定所述获取的负载功率需求与前一次获取的负载功率需求的差值的绝对值，将所述确定的绝对值作为所述变化值；或，
[0024]所述确定获取的负载功率需求的变化值的步骤包括：
[0025]确定所述获取的负载功率需求与前一次获取的负载功率需求的差值的绝对值；
[0026]将所述确定的绝对值与前一次获取的负载功率需求的比值作为所述变化值。
[0027]在一些实施例中，所述根据获取的负载功率需求和所述锂电池系统当前的荷电状态确定所述氢燃料电池系统需输出的第一功率的步骤包括：
[0028]根据所述锂电池系统的当前荷电状态确定所述锂电池系统可输出的第二功率；
[0029]将所述获取的负载功率需求与所述第二功率的差值作为所述第一功率。
[0030]在一些实施例中，所述根据获取的负载功率需求和所述锂电池系统当前的荷电状态确定所述氢燃料电池系统需输出的第一功率的步骤包括：
[0031]根据所述锂电池系统的当前荷电状态确定所述锂电池系统可输出的第二功率；
[0032]在所述锂电池系统的当前荷电状态大于第三预设值时，将所述获取的负载功率需求与所述第二功率的差值确定为所述第一功率；
[0033]在所述锂电池系统的当前荷电状态小于等于第三预设值时，根据所述锂电池系统的当前荷电状态确定对应的充电功率，将所述获取的负载功率需求与所述第二功率的差值加上所述确定的充电功率作为所述第一功率。
[0034]在一些实施例中，所述预设的功率灰色模型的预测算法为：
[0035]根据当前时刻的前n个时刻的负载功率需求生成初始功率序列，并累加生成新的功率序列；
[0036]建立矩阵B，y，并求出估值a和u；
[0037]建立一阶微分方程并预测新功率序列；
[0038]通过后减运算还原初始功率序列并得到预测值；
[0039]检验预测精度。
[0040]本发明进一步提出一种船舶混合动力系统的能量管理控制设备，所述船舶混合动力系统包括锂电池系统和氢燃料电池系统；所述能量管理控制设备包括至少一个处理器；以及，
[0041]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0042]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的能量管理控制方法。
[0043]本发明进一步还提出一种船舶混合动力系统，其特征在于，包括锂电池系统、氢燃料电池系统和上述的能量管理控制设备。
[0044]本发明进一步还提出一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的能量管理控制方法。
[0045]本发明能量管理控制方法的技术方案，通过定时获到负载功率需求，并在每次获取到负载功率需求后，根据锂电池系统的荷电状态确定氢燃料电池系统需要输出的第一功率，以及获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，并比较第一功率与该功率预测值的大小，在获取的功率预测值大于第一功率时，将氢燃料电池系统的输出功率调节至获取的功率预测值，以通过氢燃料电池系统输出功率尽可能多满足负载功率需求，从而减小锂电池系统的输出功率占比，减小锂电池系统的消耗，进而降低锂电池系统的充电频率，从而降低了由于锂电池系统的充电和放电带来的损耗量，进而提升了船舶混合动力系统的能源效率。并且，在功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值小于等于第一功率时，让氢燃料电池系统的输出功率调节至第一功率，保证氢燃料电池系统的输出功率和锂电池系统的输出功率一起能满足当前的负载功率需求。
附图说明
[0046]图1为本发明一实施例中的能量管理控制方法的流程示意图；
[0047]图2为本发明一实施例中的能量管理控制方法的流程示意图；
[0048]图3为本发明一实施例中的能量管理控制方法的流程示意图；
[0049]图4为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中能量管理控制设备的结构示意图。
具体实施方式
[0050]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]本发明提出一种船舶混合动力系统的能量管理控制方法，其中，船舶混合动力系统包括锂电池系统和氢燃料电池系统。
[0052]参阅图1，图1是本发明的一实施例中的能量管理控制方法的流程示意图。
[0053]在本实施例中，能量管理控制方法包括：
[0054]步骤100，以默认运行模式运行；
[0055]船舶控制系统在启动后，以默认运行模式运行。
[0056]该默认运行模式运行包括：
[0057]步骤S10，定时获取负载功率需求；
[0058]船舶控制系统会定时获取负载功率需求(即船舶动力需求)，例如每隔预设时长(例如2秒)获取一次负载功率需求，在默认运行模式下，每获取一次负载功率需求，就会在下次获取负载功率需求之前，执行完一遍下述处理步骤。
[0059]步骤S20，根据获取的负载功率需求和锂电池系统当前的荷电状态确定氢燃料电池系统需输出的第一功率；
[0060]在获取了负载功率需求后，船舶控制系统会根据当前获取的负载功率需求结合锂电池系统当前的荷电状态确定锂电池系统可输出的功率，进而确定氢燃料电池系统需求补充输出的功率(即第一功率)，使两者输出的功率能够满足当前获取的负载功率需求。
[0061]步骤S30，获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，判断功率预测值是否大于第一功率；
[0062]船舶控制系统中预先设置了功率灰色模型，该功率灰色模型可根据前n个时刻的负载功率需求实时预测氢燃料电池系统的功率预测值(即预测的氢燃料电池系统的输出功率)。在获取了负载功率需求后，船舶控制系统还会获取该功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，并将该获取的功率预测值与上述确定的第一功率进行比较，以判断该获取的功率预测值和第一功率哪个更大。
[0063]步骤S40，若是，则控制氢燃料电池系统的输出功率调节至功率预测值；
[0064]当判断获取的功率预测值大于第一功率时，则控制氢燃料电池系统的输出功率调节值获取的该功率预测值。在稳定的工况下，即负载功率需求比较平稳的情况下(例如船舶在匀速或匀变速航行时，或船舶大致为匀速或匀变速航行时)，通过功率灰色模型预测的氢燃料电池系统的功率预测值是很接近负载功率需求大小的值，通常会比根据锂电池系统的荷电状态确定的第一功率要大，即通过氢燃料电池系统输出功率尽可能多的满足负载功率需求，从而减小锂电池系统的输出功率占比。
[0065]步骤S50，若否，则控制氢燃料电池系统的输出功率调节至第一功率。
[0066]当判断获取的功率预测值小于等于第一功率时，则控制氢燃料电池系统的输出功率调节至第一功率。在不稳定的工况下，即负载功率需求变化起伏比较大的情况下(例如船舶在入港或出港时，或者在遭遇特殊情况时)，此时功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值可能与当前获取的负载功率需求相差过大，会小于第一功率，此时，让氢燃料电池系统的输出功率调节至第一功率，保证氢燃料电池系统的输出功率和锂电池系统的输出功率一起能满足当前的负载功率需求。
[0067]本实施例的能量管理控制方法，通过定时获到负载功率需求，并在每次获取到负载功率需求后，根据锂电池系统的荷电状态确定氢燃料电池系统需要输出的第一功率，以及获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，并比较第一功率与该功率预测值的大小，在获取的功率预测值大于第一功率时，将氢燃料电池系统的输出功率调节至获取的功率预测值，以通过氢燃料电池系统输出功率尽可能多满足负载功率需求，从而减小锂电池系统的输出功率占比，减小锂电池系统的消耗，进而降低锂电池系统的充电频率，从而降低了由于锂电池系统的充电和放电带来的损耗量，进而提升了船舶混合动力系统的能源效率。并且，在功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值小于等于第一功率时，让氢燃料电池系统的输出功率调节至第一功率，保证氢燃料电池系统的输出功率和锂电池系统的输出功率一起能满足当前的负载功率需求。
[0068]参阅图2，图2是本发明的一实施例中的能量管理方法的流程示意图。
[0069]在本实施例中，在定时获取负载功率需求的步骤之后，能量管理控制方法还包括：
[0070]步骤S60，确定获取的负载功率需求的变化值；
[0071]本实施例中，确定获取的负载功率需求的变化值的步骤可以是：确定获取的负载功率需求与前一次获取的负载功率需求的差值的绝对值，将确定的绝对值作为变化值；即该变化值表示负载功率需求的变化数值，例如，当前获取的负载功率需求为9.5kw或10.5kw，前一次获取的负载功率需求为10kw，则变化值都为0.5kw。确定获取的负载功率需求的变化值的步骤还可以是：确定获取的负载功率需求与前一次获取的负载功率需求的差值的绝对值，再将确定的绝对值与前一次获取的负载功率需求的比值作为变化值；即该变换量表示负载功率需求的变换百分比，例如，当前获取的负载功率需求为9.5kw或10.5kw，前一次获取的负载功率需求为10kw，则变化值为5％。
[0072]步骤S70，在连续预设次数检测到获取的负载功率需求的变化值小于第一预设值后，切换至第一工况运行模式运行；
[0073]其中，预设次数为在船舶控制系统中预先设置的次数，例如，50次，100次；第一预设值为在船舶控制系统中预先设置的变化值的第一参考量，例如为0.5kw，又例如为5％。船舶控制系统在每次确定获取的负载功率需求的变化值后，会将该变化值与第一预设值比较，以确定该变化值与第一预设值的大小关系；当船舶控制系统连续预设次数检测到获取的负载功率需求的变化值都小于第一预设值后，说明负载功率需求的变化幅度小，在预设范围内，此时，判定船舶为平稳航行状态，船舶控制系统则切换至第一工况运行模式运行。
[0074]参阅图3，图3是本发明的一实施例中的能量管理方法的流程示意图。
[0075]在本实施例中，该第一工况运行模式运行包括：
[0076]步骤S71，定时获取负载功率需求，确定获取的负载功率需求的变化值；
[0077]在第一工况运行模式下，船舶控制系统依然定时获取负载功率需求，即每隔预设时长(例如2秒)获取一次负载功率需求，并确定获取的负载功率需求的变化值(参照步骤S60的详细描述)，以监测负载功率需求的变化值的情况，确定船舶是否保持着平稳航行状态。
[0078]步骤S72，控制氢燃料电池系统的输出功率跟随功率灰色模型预测的功率预测值进行调节。
[0079]确定了船舶处于平稳航行状态，并且前预设次数的负载功率需求都比较接近，而功率灰色模型就是通过采集当前和之前的负载功率需求(或船舶驱动装置的输出功率值)，预测得出船舶的下一时刻的负载功率需求(即功率预测值)，因此，功率灰色模型预测的功率预测值都会非常接近船舶下一时刻的负载功率需求，因此，通过控制氢燃料电池系统的输出功率跟随功率灰色模型预测的功率预测值进行调节，如此，可由氢燃料电池系统的输出功率独自满足负载功率需求，使锂电池系统不用输出，让锂电池系统在船舶平稳航行状态下无电量消耗，无需充电，进而大幅减少了锂电池系统在船舶航行中的充电次数，进一步有效减少了船舶航行中由于锂电池系统充放电带来的能量损耗，提升了船舶混合动力系统的能源效率。并且，功率灰色模型都是预测下一时刻的负载功率需求，使氢燃料电池系统提前调节输出功率，并且相邻时刻的输出功率都比较接近，调节量小，很好的解决氢燃料电池系统的输出功率调节变化缓慢的问题。
[0080]参阅图3，本实施例中，第一工况运行模式运行还包括：
[0081]步骤S73，在检测到获取的负载功率需求的变化值大于第二预设值时，从第一工况运行模式切换回默认运行模式，第二预设值大于等于第一预设值。
[0082]在第一工况运行模式下，当检测到获取的负载功率需求的变化值大于第二预设值，判定船舶的航行状态不再是平稳航行状态，此时，通过功率灰色模型预测的功率预测值可能存在与下一时刻的负载功率需求相差巨大的情况，为确保船舶混合动力系统的输出功率满足负载功率需求，此时则从第一工况运行模式切换回默认运行模式。其中，第二预设值为在船舶控制系统中预先设置的变化值的第二参考量，例如为1kw或1.5kw，又例如为10％或15％。
[0083]在一些实施例中，根据获取的负载功率需求和锂电池系统当前的荷电状态确定氢燃料电池系统需输出的第一功率的步骤包括：
[0084]根据锂电池系统的当前荷电状态确定锂电池系统可输出的第二功率；
[0085]将获取的负载功率需求与第二功率的差值作为第一功率。
[0086]先根据锂电池系统当前荷电状态确定锂电池系统当前可输出的功率大小(即第二功率)，将获取的负载功率需求减去锂电池系统当前可输出的功率大小得到氢燃料电池系统需要补充输出的功率大小(即第一功率)，即使锂电池系统输出的第二功率与氢燃料电池系统输出的第一功率之和满足获取的负载功率需求。其中，根据锂电池系统的当前荷电状态确定锂电池系统可输出的第二功率的方式可为：根据船舶控制系统中预先设置的锂电池系统的荷电状态与功率大小的映射关系，确定与锂电池系统的当前荷电状态对应的功率大小，该确定的功率大小就是第二功率；当然，根据锂电池系统的当前荷电状态确定锂电池系统可输出的第二功率的方式还可以为其它类似方式，或现有锂电池系统通用的方式。
[0087]在一些实施例中，根据获取的负载功率需求和锂电池系统当前的荷电状态确定氢燃料电池系统需输出的第一功率的步骤包括：
[0088]根据锂电池系统的当前荷电状态确定锂电池系统的需输出的第二功率；
[0089]在锂电池系统的当前荷电状态大于第三预设值时，将获取的负载功率需求与第二功率的差值确定为第一功率；
[0090]在锂电池系统的当前荷电状态小于等于第三预设值时，根据锂电池系统的荷电状态确定对应的充电功率，将获取的负载功率需求与第二功率的差值加上确定的充电功率作为第一功率。
[0091]其中，第三预设值为船舶控制系统中预先设置的荷电状态的参考值(例如，20％、30％等)，也为预先设置的用于判断锂电池系统的是否需要充电的临界值。先锂电池系统当前荷电状态确定锂电池系统当前可输出的功率大小(即第二功率)，然后，在锂电池系统的当前荷电状态大于第三预设值时，即确定锂电池系统不需要充电，则将获取的负载功率需求减去锂电池系统当前可输出的功率大小得到氢燃料电池系统需要补充输出的功率大小(即第一功率)；在锂电池系统的当前荷电状态小于等于第三预设值时，即确定锂电池系统需要充电，根据锂电池系统的当前荷电状态确定对应的充电功率，将获取的负载功率需求与第二功率的差值，再加上确定的充电功率作为第一功率，也即氢燃料电池系统需补充到用于负载功率需求的输出功率加上用于充电功率的部分作为第一功率。其中，根据锂电池系统的荷电状态确定对应的充电功率的方式可为：根据船舶控制系统中预先设置的锂电池系统的荷电状态与充电功率的映射关系，确定与锂电池系统的当前荷电状态对应的充电功率；当然，根据锂电池系统的荷电状态确定对应的充电功率的方式还可以为其它类似方式，或现有锂电池系统通用的方式。
[0092]本发明实施例中的预设的功率灰色模型的预测算法如下：
[0093]1、根据当前时刻的前n个时刻的负载功率需求生成初始功率序列，并累加生成新的功率序列；
[0094]即通过采样收集前n个时刻的负载功率需求(或船舶驱动装置的输出功率值)，生成初始功率序列p(0)＝{p(0)(1)，p(0)(2)，...，p(0)(n)}，并累加生成新的功率序列p(1)＝{p(1)(1)，p(1)(2)，...，p(1)(n)}，其中
[0095]2、建立矩阵B，y，并求出估值a和u；
[0096]其中，
y＝[p(0)(2)，p(0)(3)，...，p(0)(n)]，设U为待估参数向量
因为y＝BU，利用最小二乘法可得：U＝(BTB)-1BTy，求得a和u。
[0097]3、建立一阶微分方程并预测新功率序列；
[0098]该一阶微分方程的形式为![]()
求解微分方程，可得预测模型：![]()
[0099]4、通过后减运算还原初始功率序列并得到预测值；
[0100]通过后减运算还原初始功率序列，p^(0)(k+1)＝p^(1)(k+1)-p^(1)(k)，当k≥n时，p^(0)(k+1)即为输出功率预测值。
[0101]5、检验预测精度。
[0102]通过累减预测值转化为p^(0)＝{p^(0)(1)，p^(0)(2)，...，p^(0)(n)}，计算残差，其中e(k)＝p(0)(k)-p^(0)(k)，k＝1，2，...，n；其中，
初始功率序列及残差序列的方差分别为
计算后验差比
C值越小预测精度越高。
[0103]基于前述实施例所提出的能量管理控制方法，本发明还提出一种船舶混合动力系统的能量管理控制设备，该能量管理控制设备包括：
[0104]至少一个处理器；以及，
[0105]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0106]存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序指令，计算机程序指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一实施例中的能量管理控制方法。
[0107]参阅图4，图4是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中能量管理控制设备的结构示意图。
[0108]本发明实施例能量管理控制设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。如图4所示，该能量管理控制设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元，比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0109]本领域技术人员可以理解，图4中示出的能量管理控制设备结构并不构成对能量管理控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0110]如图4所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及能量管理控制程序。
[0111]在图4所示的能量管理控制设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的能量管理控制程序。
[0112]本发明进一步提出一种船舶混合动力系统，包括锂电池系统、氢燃料电池系统和上述的能量管理控制设备，该能量管理控制设备的结构参照上述实施例，由于本船舶混合动力系统采用了上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例中所有有益效果，在此不再赘述。
[0113]基于前述实施例所提出的能量管理控制方法，本发明还提出一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现前述实施例所记载的能量管理控制方法，该能量管理控制方法至少包括以下步骤：
[0114]以默认运行模式运行；
[0115]所述默认运行模式包括：
[0116]步骤1，定时获取负载功率需求；
[0117]步骤2，根据获取的负载功率需求和所述锂电池系统当前的荷电状态确定所述氢燃料电池系统需输出的第一功率；
[0118]步骤3，获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，判断所述功率预测值是否大于所述第一功率；
[0119]步骤4，若是，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述功率预测值；
[0120]步骤5，若否，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述第一功率。
[0121]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0122]所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0123]另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0124]所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0125]以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。
[0095]2、建立矩阵B，y，并求出估值a和u；
[0096]其中，y＝[p(0)(2)，p(0)(3)，...，p(0)(n)]，设U为待估参数向量因为y＝BU，利用最小二乘法可得：U＝(BTB)-1BTy，求得a和u。
[0097]3、建立一阶微分方程并预测新功率序列；
[0098]该一阶微分方程的形式为初始功率序列及残差序列的方差分别为计算后验差比C值越小预测精度越高。
[0103]基于前述实施例所提出的能量管理控制方法，本发明还提出一种船舶混合动力系统的能量管理控制设备，该能量管理控制设备包括：
[0104]至少一个处理器；以及，
[0105]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0106]存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序指令，计算机程序指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一实施例中的能量管理控制方法。
[0107]参阅图4，图4是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中能量管理控制设备的结构示意图。
[0108]本发明实施例能量管理控制设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。如图4所示，该能量管理控制设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元，比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0109]本领域技术人员可以理解，图4中示出的能量管理控制设备结构并不构成对能量管理控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0110]如图4所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及能量管理控制程序。
[0111]在图4所示的能量管理控制设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的能量管理控制程序。
[0112]本发明进一步提出一种船舶混合动力系统，包括锂电池系统、氢燃料电池系统和上述的能量管理控制设备，该能量管理控制设备的结构参照上述实施例，由于本船舶混合动力系统采用了上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例中所有有益效果，在此不再赘述。
[0113]基于前述实施例所提出的能量管理控制方法，本发明还提出一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现前述实施例所记载的能量管理控制方法，该能量管理控制方法至少包括以下步骤：
[0114]以默认运行模式运行；
[0115]所述默认运行模式包括：
[0116]步骤1，定时获取负载功率需求；
[0117]步骤2，根据获取的负载功率需求和所述锂电池系统当前的荷电状态确定所述氢燃料电池系统需输出的第一功率；
[0118]步骤3，获取预设的功率灰色模型当前预测的氢燃料电池系统的功率预测值，判断所述功率预测值是否大于所述第一功率；
[0119]步骤4，若是，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述功率预测值；
[0120]步骤5，若否，则控制所述氢燃料电池系统的输出功率调节至所述第一功率。
[0121]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0122]所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0123]另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0124]所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0125]以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。
