1.一种基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器，其特征在于：包括控制器模块、执行模块、以太网模块以及CAN总线/RS485模块；所述CAN总线/RS485模块采集储能器件、发电机和光伏板的数据信息并传输至控制器模块，所述以太网模块采集驾控信息、开关状态采集箱数据和负荷采集器数据并将相关数据传出至控制器模块；所述控制器模块收到以太网模块和CAN总线/RS485模块的数据信息后，进行数据分析和处理，并结合负荷预测算法通过DO通道控制执行模块的操作；

其中所述以太网模块以及CAN总线/RS485模块作为现场通信方式，控制器模块通过接收通信传输信息增强船舶的柴油发电机与负荷需求之间的联系，便于设备的综合管理；以太网模块通过开关状态采集箱及时采集到负荷与能源的开关状态，当控制器发出的开关指令与采集到的开关状态出现冲突时，向控制器传输指令及时报警，减小船舶的故障威胁；

所述控制器模块处理以太网模块以及CAN总线/RS485模块传输数据的数据处理过程，并通过负荷预测算法传输控制指令控制各负荷与能源供应的开关，将船舶的功率需求与发电功率联系起来；

所述控制器模块的负荷预测包含以下过程：步骤一：对时间变量x做等效变换，并建立Chebyshev多项式模型；

步骤二：对Chebyshev多项式模型离散化处理，确定Chebyshev多项式的加权系数，获取最优预测模型和最优预测系数；

步骤三：根据得到的最优预测模型和最优预测系数，设定出预测向量和Chebyshev多项式结构矩阵，得到简写和离散后的预测模型；

步骤四：离散后的预测模型为超定线性系统方程，再根据可以获得到的最优系数项A，得到任意指定时刻的负荷预测值；

步骤五：取当前时刻前一段时间的实际负荷值和预测负荷值进行对比，得到任意时刻的相对误差系数；

步骤六：对相对误差系数进行拟合，得到误差系数与任一时刻的函数关系；

步骤七：对预测模型添加误差改良系数，得到任一时刻的更为精确的负荷预测值；

控制器模块通过以太网模块采集负荷采集器的一级负荷、二级负荷、三级负荷需求功率和船舶驾控信息，然后分析船舶的总体需求功率，通过电力参数采集器采集到的柴油发电机的各项参数，根据评估到的发电信息与船舶总体需求功率之间的关系，采用智能控制过程经由CAN总线/RS485模块向控制器模块传输指令；以及，智能控制的具体为：当当前的柴油发电机的发电裕量大于30％时，控制器根据储能元件的剩余电量情况进行控制，即：当储能元件的剩余电量大于20％时，控制器关闭柴油发电机的主开关，使用储能元件进行全船供电；当储能元件的剩余电量小于20％时，控制器维持柴油发电机主开关打开状态；此时，若柴油发电机发电裕量小于30％，控制器增起柴油发电机，使船舶始终储备30％左右的裕量供给船舶工况的变化；此时，若柴油发电机的发电裕量大于30％，控制器对储能元件进行充电；

当当前的柴油发电机的发电裕量小于30％时，控制器首先检查储能元件的剩余电量是否大于20％，同时根据储能元件剩余电量是否大于20％执行不同的控制指令；其中，当储能元件剩余电量小于20％，控制器直接增起柴油发电机，使用多台柴油发电机进行全船的供电；当储能元件的剩余电量大于20％时，储能元件打开放电开关，与柴油发电机配合，进行全船的供电；

在储能元件与柴油发电机配合进行全船供电时，控制器同样检查船舶能源的裕量储备是否大于30％，若裕量储备大于30％，控制器根据船舶的负荷值调节储能元件的放电功率；

若裕量储备小于30％时，控制器直接增起柴油发电机；增起柴油发电机后，若此时的裕量储备大于30％，控制器打开储能元件的充电开关对储能元件进行充电；

在增起船舶的柴油发电机保证船舶的裕量储备的同时，控制器接收船舶的实时工况，在船舶的负荷值变小时，控制器根据负荷值的变化，在裕量储备大于30％的条件下，适时地关闭多余的柴油发电机的主开关。

2.根据权利要求1所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器，其特征在于：还包括与控制器模块相连的电压检测模块、状态显示模块、电源模块和故障报警模块；状态显示模块实时显示控制器所执行的各项动作，通过电压监测模块实时检测控制器模块的工作电压，当工作电压低于正常工作电压范围时，控制器模块控制故障报警模块周期性发出低电压报警指示；所述电源模块为整个管理控制器供电。

3.一种根据权利要求1至2任意一项所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)启动电源模块并驱动其他模块开始工作；

(2)控制器模块通过CAN总线/RS485模块接收来自于外接设备电力参数和采集器采集到的柴油发电机的相应参数，然后评估柴油发电机的发电功率和工作状态，同时通过CAN总线/RS485模块采集锂电池和超级电容的剩余电量信息；柴油发电机的参数包括润滑系统、冷却系统和转速；

(3)控制器模块通过以太网模块采集负荷采集器的一级负荷、二级负荷、三级负荷需求功率和船舶驾控信息，然后分析船舶的总体需求功率，通过电力参数采集器采集到的柴油发电机的各项参数，根据评估到的发电信息与船舶总体需求功率之间的关系，采用智能控制过程经由CAN总线/RS485模块向控制器模块传输指令；

(4)控制器模块结合所接收数据通过负荷预测算法，比较船舶总体需求功率和船舶的柴油发电机和光伏板的发电功率，锂电池和超级电容的放电功率之间的差值，若船舶光伏板的发电功率与储能元件的放电功率大于船舶所需求的功率，在裕量储备充足的条件下，控制器模块控制执行模块关闭船舶的柴油发电机，打开光伏板和储能器件的开关，使用光伏板和储能器件进行船舶供电；

(5)控制器模块通过开关状态采集箱采集柴油发电机主开关是否合闸和光伏板和储能器件主开关是否合闸的数据信息，若开关状态与控制指令不一致，控制器模块通过故障报警模块进行报警；

(6)负荷采集器采集三级负荷的需求负荷和船舶的驾控信息，控制器模块运行负荷预测算法预测船舶电力负荷，若电力负荷容量储备不足，启动柴油发电机组并并网；通过电力参数采集器采集发电机电力参数，若发电机组正常启动，电力系统容量充足，系统正常运行，若发电机未能正常工作或主开关未能正常合闸，控制器模块则控制自动切断船舶的次要负荷，保证重要负荷的运行，同时进行报警；待故障解除或电力系统容量充足时，将切除负荷自动恢复；

(7)CAN总线/RS485模块采集锂电池的剩余电量，当剩余电量低于某一限值时，控制器模块启动柴油机组备足电力系统容量后将储能器件切换为充电状态，对储能器件进行充电，并实时控制充电电流，使发电机组始终工作在最经济工况下；在此过程中，控制器模块维持储能器件的状态采集，采集储能器件的充放电电流和剩余电量信息，防止发生过充现象；通过控制电池的充电电流使得发电机组在最经济工况下工作或停机，保持发电机组最佳油耗；

(8)当推进系统减速时，推进电机发生回馈，控制器模块控制超级电容吸收回馈的瞬时功率，当推进系统正常工作时，将超级电容的电放至30％以下的容量，以备下次回馈能量的吸收。

4.根据权利要求3所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器的控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中智能控制的具体为：(3.1)、当当前的柴油发电机的发电裕量大于30％时，控制器根据储能元件的剩余电量情况进行控制，即：当储能元件的剩余电量大于20％时，控制器关闭柴油发电机的主开关，使用储能元件进行全船供电；当储能元件的剩余电量小于20％时，控制器维持柴油发电机主开关打开状态；此时，若柴油发电机发电裕量小于30％，控制器增起柴油发电机，使船舶始终储备30％左右的裕量供给船舶工况的变化；此时，若柴油发电机的发电裕量大于30％，控制器对储能元件进行充电；

(3.2)当当前的柴油发电机的发电裕量小于30％时，控制器首先检查储能元件的剩余电量是否大于20％，同时根据储能元件剩余电量是否大于20％执行不同的控制指令；其中，当储能元件剩余电量小于20％，控制器直接增起柴油发电机，使用多台柴油发电机进行全船的供电；当储能元件的剩余电量大于20％时，储能元件打开放电开关，与柴油发电机配合，进行全船的供电；

在储能元件与柴油发电机配合进行全船供电时，控制器同样检查船舶能源的裕量储备是否大于30％，若裕量储备大于30％，控制器根据船舶的负荷值调节储能元件的放电功率；

若裕量储备小于30％时，控制器直接增起柴油发电机；增起柴油发电机后，若此时的裕量储备大于30％，控制器打开储能元件的充电开关对储能元件进行充电；

(3.3)在增起船舶的柴油发电机保证船舶的裕量储备的同时，控制器接收船舶的实时工况，在船舶的负荷值变小时，控制器根据负荷值的变化，在裕量储备大于30％的条件下，适时地关闭多余的柴油发电机的主开关。

5.根据权利要求3所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器的控制方法，其特征在于：所述CAN总线/RS485采集柴油发电机、光伏板和储能器件的状态信息，并将采集到的信息传输至控制器模块进行数据处理，为控制器结合负荷预测算法的进一步操作提供相关依据；柴油发电机和光伏板使用RS485采集信号，储能器件包括超级电容和锂电池。

6.根据权利要求3所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器的控制方法，其特征在于：开关状态采集箱采集船舶电力系统的各个开关状态和发电机状态，柴油发电机报警或故障时，控制器模块控制故障报警模块自动报警；若负荷不够，则通过DO通道自动切断二三级非重要负荷；若故障排除，电力系统电功率充足时，将切除的负荷自动合闸。

7.根据权利要求3所述的基于负荷预测的多能源船舶能量管理控制器的控制方法，其特征在于：控制器模块通过CAN总线/RS485模块采集储能器件的充放电电流和剩余电量，通过对于储能元件信息的采集，实时掌控储能元件的剩余电量和充放电信息。