fa سیستم سلسله‌مراتبی مدیریت انرژی و بهبود کیفیت توان برای شبکه‌های توان هیبریدی دریایی شناور: رویکرد کنترل دینامیکی و فیلترگذاری تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:12pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span courier="" new="" style="font-family:"><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">این مقاله طراحی، توسعه و شبیه‌سازی یک سیستم مدیریت انرژی هوشمند و سلسله‌مراتبی را برای یک شبکه توان هیبریدی دریایی شناور ارائه می‌دهد. معماری این سیستم، منابع مختلف انرژی توزیع‌شده، شامل ژنراتورهای دیزلی سنکرون، پیل‌های سوختی غشای تبادل پروتون و باتری‌های لیتیوم-یون را یکپارچه می‌سازد تا توان موردنیاز یک ریزشبکه سه‌فاز با ظرفیت 630</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">کیلوولت&shy;آمپر، ولتاژ 380</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">ولت و فرکانس 50</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">هرتز را به‌صورت قابل‌اعتماد تأمین کند. سیستم مدیریت انرژی پیشنهادی بر پایه یک راهبرد کنترلی سه‌لایه نوین مبتنی بر منطق بارگذاری پیرو - قانون پایه قطعی طراحی شده است که هماهنگی دینامیکی منابع توان و تخصیص بار مبتنی بر سناریو را امکان‌پذیر می‌سازد. تخصیص ایستا و فیلتر </span><b><span dir="LTR" style="font-size:10.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">LC</span></span></b><span b="" nazanin="" style="font-family:"> پیشنهادی، به‌ترتیب زمان پاسخ دینامیکی را 60% و اعوجاج هارمونیکی را 28% کاهش داده‌اند و در نتیجه، پایداری و کیفیت توان را برای عملیات‌های حیاتی مأموریتی بهبود بخشیده‌اند. محیط</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">متلب سیمولینک برای پیاده‌سازی و اعتبارسنجی</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">سیستم مدیریت انرژی پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته است؛ این سیستم قادر به مدیریت 59 حالت عملیاتی اصلی و یک حالت اضافه‌بار است. سناریوهای شبیه‌سازی شامل بار اولیه، ناوبری عادی و حالت رزمی هستند که امکان ارزیابی جامع عملکرد سیستم را تحت سطوح مختلف تقاضای توان و شرایط بهره‌برداری فراهم می‌کنند. نتایج نشان می‌دهند که</span><b> </b><span b="" lang="FA" nazanin="" style="font-family:">سیستم مدیریت انرژی پیشنهادی به‌طور مؤثری تعادل توان را حفظ کرده، استفاده غیرضروری از ژنراتورهای دیزلی را کاهش می‌دهد، بهره‌برداری از پیل سوختی را بهینه می‌کند و استفاده از باتری را بهبود می‌بخشد. این مطالعه یک چارچوب مقیاس‌پذیر و ماژولار برای مدیریت هوشمند توان در محیط‌های دریایی ایزوله ارائه می‌دهد و زمینه را برای پیاده‌سازی آینده کنترل پیش‌بینانه مبتنی بر هوش مصنوعی و یکپارچه‌سازی منابع انرژی تجدیدپذیر در ریزشبکه‌های شناور فراهم می‌سازد.</span></span></span></span></span></div> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:10pt"><span courier="" new="" style="font-family:"><span style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">This paper presents the design, development, and simulation of an intelligent hierarchical Energy Management System (EMS) for a floating marine hybrid power network. The system architecture integrates multiple distributed energy resources (DERs), including synchronous diesel generators, proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), and lithium-ion batteries, to reliably supply a 630 kVA, 380 V, 50 Hz three-phase microgrid. The EMS is built upon a novel three-layer control strategy based on a Follower Load Deterministic Base-Rule logic, enabling dynamic power source coordination and scenario-based load allocation. The proposed static allocation and LC filter reduced dynamic response times by 60% and harmonic distortion by 28%, respectively, enhancing both stability and power quality for mission-critical operations. A MATLAB/Simulink environment was used to implement and validate the proposed EMS, capable of managing 59 primary operational states and one overload condition. Simulation scenarios include Initial Load, Normal Navigation, and Combat Mode, allowing comprehensive evaluation of the system&#39;s performance under varying power demands and operating conditions. The results demonstrate that the proposed EMS effectively maintains power balance, reduces unnecessary diesel generator use, optimizes fuel cell operation, and enhances battery utilization. This study provides a scalable and modular framework for intelligent power management in isolated marine environments, laying the groundwork for future implementation of AI-driven predictive control and the integration of renewable energy sources into floating microgrids.</span></span></span></span></div> سیستم توان هیبریدی دریایی, سیستم مدیریت انرژی, کنترل سلسله‌مراتبی, پیل سوختی, باتری, حذف بار Hybrid Marine Power System, Energy Management System (EMS), Hierarchical Control, PEM Fuel Cell, Battery, Load Shedding 85 105 http://jeps.dezful.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-377-1&slc_lang=fa&sid=1 Yaser Barfizad یاسر برفی‌زاد yaser.barfizad@uok.ac.ir 10031947532846003282 10031947532846003282 No Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran گروه مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی، نوشهر، ایران Reza Moradpour رضا مرادپور r.moradpour@ikhnsu.ac.ir 10031947532846003283 10031947532846003283 Yes Department of Electrical Engineering, Imam Khomeini Marine Science University, Nowshahr, Iran گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران