体
标
准
T/CSNAME 205-2026
The evaluation method for multi-source collaborative optimization effect of shipenergy efficiency
中国造船工程学会 发布
前言
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出.
本文件由中国造船工程学会归口.
本文件起草单位:大连海事大学、中国船级社、上海交通大学、武汉理工大学、招商局能源运输股份有限公司.
本文件主要起草人:王凯、黄连忠、尹勇、孙永刚、陈俐、范爱龙、尹奇志、蔡晓武.
船舶能效多源协同优化效果评估方法
1范围
及能效优化效果量化评估方法. 本文件规定了船舶能效多源协同优化效果评估指标、评估流程、数据获取要求、优化算法运行规范
本文件适用于运营船舶的能效多源协同优化效果评估.对于基本性能相同的船舶,若采用同一优化方案,无需重复开展评估工作.
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用面构成本文件必不可少的条款,其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
国际海事组织海洋环境保护委员会(IMOMEPC).船舶能效营运指数(EEOI)自愿使用指南.
清单指南(IPCC Guidelines for National Grcenhouse Gas Inventories)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
3.1
船舶能效shipenergyefficiency
船舶在运输过程中对能源的利用效果,可用于衡量船舶能源利用效率和经济性,是船舶运营成本控制的核心指标.
3.2
航速优化speedoptimization
件、单位时间的燃油消耗等来确定最优的航速,以降低船舶燃油消耗和CO2排放. 根据船舶的运输需求、气象海况条件以及船舶自身特性等因素,综合考虑航程、航行时间、航行条
3.3
航线优化routeoptimization
根据船舶的运输需求和条件,结合气象海况预报、航行安全等因素,科学地确定最佳航行路线,以降低船舶能耗和温室气体排放.
3.4
纵倾优化trimoptimization
通过调整船舶的首尾吃水,使船舶在航行过程中保持最佳的纵倾状态,以减少航行阻力并改善船舶的水动力性能,提高船舶的能效水平.
3.5
风帆攻角优化sai1’sangle of attack optimization
其能够适应不同的风速和风向,充分地利用风能,获得最佳的风帆助推效果,降低风帆助航船舶的能耗 针对配有风帆装置的船舶,根据风速、风向以及船舶的航行状态等因素,适时调整风帆的攻角,使及温室气体排放.
3.6
能效多源协同优化方法energy efficiencymulti-source collaborative optimizationmethod
通过组合航速优化、航线优化、纵倾优化、风帆攻角优化等营运优化措施,利用多种策略的组合搭配来有效提升船舶整体的能效水平,以进一步降低船舶能耗和温室气体排放.
3.7
能效优化算法energyefficiency optimizationalgorithm
用先进的优化技术实现船舶能效协同优化的算法(如遗传算法、粒子群优化算法、鲸鱼优化算法等). 通过综合考虑船舶航行过程中的多种因素(如航速、航线、动力系统运行状态、环境条件等),利
3.8
船舶能效多源协同优化平台shipenergyefficiencymulti-source collaborative
optimization platform
面向航运业绿色低碳发展需求,以提升船舶能源利用效率、降低能源消耗与碳排放为目标,集成“数据采集-建模分析-协同优化-决策输出”的全流程的多功能集成优化平台.
3.9
能效多源协同优化评估evaluation for energyefficiency multi-source collaborative
optimization
标(如能源消耗减少率、二氧化碳减排量等),对优化后的能效提升情况进行量化分析. 通过对能效多源协同优化方法实施效果的评价来获得能效优化的效果,其通过设定一系列评估指
3.10
传统优化算法traditionaloptimizationalgorithm
指在优化领域长期应用的经典算法,如线性规划、非线性规划、遗传算法、粒子群优化算法等.3. 11
改进优化算法improvedoptimizationalgorithm
指对传统优化算法进行改进和创新,以提高其在特定问题上的求解性能和效率,在船舶能效优化领域,通常针对传统算法的不足之处进行算法优化,例如:提高算法的收敛速度、增强全局搜索能力、减少计算复杂度等.
3. 12
船舶能效营运指数shipenergyefficiencyoperationalindex
的CO排放量来反映船舶的能效水平,通常以每吨每海里的CO.排放量来进行表征. 用于衡量船舶在实际营运过程中能效水平的一个重要指标,其通过计算船舶单位货物运输周转量
3. 13
碳强度指标carbonintensityindicator
用于衡量船舶碳排放强度的重要指标,通过年度002排放总量除以总运输功(载运能力乘以航行距离)计算获得,这一指标将船舶的载运能力、航行距离与碳排放量建立数学关系,使得不同船型、不同航线的船舶可以在统一标准下进行能效比较.
4船舶能效多源协同优化评估指标
4.1优化算法运行效率提升指标
优化算法运行效率提升指标以船舶能效优化算法的运行时间为计算基础.通过对比传统优化算法与改进优化算法在船舶能效多源协同优化决策中的运行时间,计算得到时间效率提升的百分比.
时间效率提升指标计算见公式(1):
式中:
△T--时间效率提升百分比:
T.-改进优化算法对船舶能效多源协同优化决策的运行时间,单位为秒(s):
T-传统优化算法对船舶能效多源协同优化决策的运行时间,单位为秒(s).
4.2船舶能效水平提升指标
4.2.1船舶能效营运指数水平提升
通过计算船舶能效优化算法实施前后船舶能效营运指数(EEOI)变化,以百分比表示能效的提升.
依据《船舶能效营运指数(EEOI)自愿使用指南》,EEOI的计算见公式(2).
(2)
式中:
j- 燃油类型:
FC 在航段中燃油j的消耗量,单位为吨(t):
C 燃油j的燃油量与CO排放量的转换系数,该转换系数按照《IPCC国家温室气体清单指南》中的默认排放因子制定:
cargo 载货量,单位为吨(t):
航行距离,单位为海里(nm).D
基于EEOI的船舶能效提升指标计算件公式(3):
(3)
式中:
EEOI 基于EEOI的船舶能效提升百分比:
EEOI 船舶能效多源协同优化前的EEOI指标值:
船舶能效多源协同优化后的EEOI指标值.
EEOI
4.2.2碳强度指标水平提升
改善. 通过计算船舶能效优化算法实施前后的碳强度指标(CII),以表示能效优化方法对CO排放强度的
基于CII的能效水平提升指标计算见公式(4):
式中:
ACII 基于CII的船舶能效提升百分比:
CII 船舶能效多源协同优化前的CII指标值:
CII 船舶能效多源协同优化后的CII指标值.
5船舶能效多源协同优化评估流程
船舶能效多源协同优化评估流程应包括能效相关数据获取、能效多源协同优化算法运行、能效多源协同优化效果评估、优化效果评估结论与评估报告等环节(见图1).
图1船舶能效多源协同优化评估流程