
极地研究 ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (3): 471-481.DOI: 10.13679/j.jdyj.20250003
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段清继1 窦银科1 左广宇1 黄嵘2
Capacity optimization of a hybrid energy storage system for polar heavy icebreakers using an adaptive mutation multi-objective particle swarm optimization algorithm
DUAN Qingji1, DOU Yinke1, ZUO Guangyu1, HUANG Rong2
摘要: 随着极地考察、极地航运的发展, 极地重型破冰船的设计与开发成为极地研究领域的重要课题, 其中应用于破冰船的混合储能系统在提升破冰船电力系统的效率与稳定性方面扮演着重要角色。本文构建了混合储能容量优化的多目标模型, 以储能系统成本、储能元件寿命损耗以及供电系统功率平衡为目标, 采用多目标粒子群优化算法, 通过改进惯性因子与引入变异操作, 提升了搜索效率和解的多样性。最后通过三目标性价比法对Pareto前沿解集做进一步决策, 选出最优容量配置方案。结果表明, 最终得到的最优容量配置方案在满足破冰工况下功率需求的同时, 能够降低储能成本, 延长锂电池的使用年限, 还可以显著提高破冰船电力系统母线电压的稳定性。