数字孪生技术在船舶综合电力系统中的应用前景与关键技术

船舶综合电力系统(shipboard integrated power system,SIPS)具有高效率、高可靠性与高可控性的特点，是大型船舶发展的技术前沿与关键支撑。数字孪生技术为船舶综合电力系统的感知、分析与优化提供了新的解决方案。该文探讨了SIPS数字孪生(digital twin for shipboard integrated power system,SIPS-DT)——基于SIPS发展趋势和功能，提出SIPS-DT架构，旨在建立高度集成、闭环自趋优的SIPS新体系，并探讨其潜在应用服务。具体而言，考虑船舶航行环境及平台特点，建立SIPS的数字空间，从物理与数据2个维度刻画SIPS多工况、多时间尺度和多物理量的动态过程，将系统全局和局部特征、规则与经验有机结合。基于数据和知识联合驱动方法对SIPS-DT进行挖掘，在系统异常检测、优化运行和全生命周期维护领域发掘潜在更好的应用。最后，结合当前SIPS的发展需求，分析了SIPS-DT在具体实施过程中需突破的关键问题及技术。