Optimization of a diesel-electric marine propulsion and power generation system using a genetic algorithm
Authors: Епихин А.И. , Хекерт Е.В. , Модина М.А. 
Published: June 2024

В последние десятилетия в процессе проектировании судовых силовых установок основное внимание уделяется энергоэффективности и низкому уровню выбросов загрязняющих веществ. В данном случае особую актуальность приобретает использование более совершенных вычислительных подходов, таких как генетический алгоритм, который имеет очень высокую точность для получения оптимального решения, поэтому он очень хорошо подходит для оптимизации дизель-электрической судовой пропульсивной и энергогенерирующей системы. В статье рассматривается вариант решения задачи по оптимизации дизель-электрической судовой пропульсивной и энергогенерирующей системы с помощью генетического алгоритма. Разработана блок-схема решения поставленной оптимизационной задачи с использованием генетического алгоритма. Описанный в статье подход позволяет подобрать режим более экономичных нагрузок для дизель-генераторов на основе спроса на мощность энергетической системы судна, в целом, в зависимости от конкретного режима плавания. Сделан вывод, что оптимизация дизель-электрической судовой пропульсивной и энергогенерирующей системы с помощью генетического алгоритм приводит к значительному снижению расхода топлива для двух из трех режимов работы (транзит (1) и динамическое позиционирование (3)). в статье описана процедура оптимизации, ориентированная на оптимальное проектирование дизель-электрической судовой силовой установки. В частности, генетический алгоритм был использован для нахождения топливно-эффективных нагрузок для дизель-генераторов на основе потребности в нагрузке энергетической системы судна.

In recent decades, the design process of marine propulsion systems has focused on energy efficiency and low pollutant emissions. In this case, the use of more advanced computational approaches such as genetic algorithm, which has a very high accuracy to obtain the optimal solution, so it is very well suited for the optimization of diesel-electric ship propulsion and power generation system, is of particular relevance. The paper discusses a variant of solving the optimization problem of diesel-electric ship propulsion and power generating system using genetic algorithm. The block diagram of the solution of the set optimization problem with the use of genetic algorithm is developed. The approach described in the article allows to select the mode of more economical loads for diesel generators on the basis of demand for the power of the ship's power system, in general, depending on the specific mode of navigation. It is concluded that optimization of the diesel-electric ship propulsion and power generation system using a genetic algorithm leads to a significant reduction in fuel consumption for two of the three modes of operation (transit (1) and dynamic positioning (3)).The paper describes an optimization procedure focused on the optimal design of the diesel-electric ship propulsion system. In particular, a genetic algorithm was used to find fuel-efficient loads for diesel generators based on the load demand of the ship's power system.