KR101271757B1 - Power management system in ship having mass-storage charging apparatus - Google Patents

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Abstract

선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 내의 전력 관리 시스템은 폐열 발전 장치, 충전 장치, 복수의 회로 스위치들, 및 스위칭 제어부를 포함하고, 선박의 접안 모드에서, 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전한다. 폐열 발전 장치는, 주 엔진으로부터 배출되는 배출 가스의 열 에너지를 전기 에너지로서의 전력으로 변환시킴으로써, 잉여 에너지를 회수한다. 충전 장치에는 엔진-발전기들 및 폐열 발전 장치로부터의 전력이 충전된다. 복수의 회로 스위치들은 선수 추진 모터, 엔진-발전기들, 폐열 발전 장치 및 충전 장치 사이에 연결된다. 스위칭 제어부는 선박의 동작 모드, 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 충전 장치의 충전 상태에 따라 회로 스위치들의 동작을 제어한다.A power management system in a ship is provided which is moved by a bow thruster motor in the ship's eyepiece mode. The power management system in a ship according to an embodiment of the present invention includes a waste heat generating device, a charging device, a plurality of circuit switches, and a switching controller, and in the eyepiece mode of the ship, the bow is controlled by the power charged in the charging device. The thruster motor rotates. The waste heat generator recovers surplus energy by converting thermal energy of the exhaust gas discharged from the main engine into electric power as electric energy. The charging device is charged with power from the engine-generators and the waste heat generator. The plurality of circuit switches are connected between the bow propulsion motor, engine-generators, waste heat generator and charging device. The switching control unit controls the operation of the circuit switches according to the operation mode of the ship, the operating state of the waste heat generator, and the charging state of the charging device.

Figure R1020110014646
Figure R1020110014646

Description

대용량 충전 장치를 가진 선박 내의 전력 관리 시스템{Power management system in ship having mass-storage charging apparatus}Power management system in ship having mass-storage charging apparatus

본 발명은, 선박 내의 전력 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power management system in a ship, and more particularly, to a power management system in a ship moving by a bow thruster motor in the docking mode of the ship.

일반적인 선박에 있어서, 선박의 접안 모드에서 항구의 소음 및 공해를 방지하기 위하여 선박은 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동된다.In a typical ship, the ship is moved by a bow thruster motor to prevent noise and pollution of the port in the docking mode of the ship.

하지만, 종래에는, 이와 같은 선수 추진 모터의 전력을 공급하기 위하여 별도의 발전기가 추가로 설치되어야만 하는 문제점이 있다. However, conventionally, there is a problem that a separate generator must be additionally installed in order to supply electric power of such a bow propulsion motor.

예를 들어, 8,000 TEU(Twenty-foot Equivalent Units)급 컨테이너 선인 경우, 선수 추진 모터의 전력을 공급하기 위하여 2,500 KW(Kilo Watt)급의 디젤-엔진-발전기가 추가로 설치되어야만 한다. For example, in the case of an 8,000 TEU (Twenty-foot Equivalent Units) container ship, an additional 2,500 kilowatt (DW) diesel-engine-generator must be installed to supply the bow propulsion motors.

본 발명의 실시예들은, 선수 추진 모터의 전력 공급을 위하여 별도의 발전기가 추가될 필요가 없게 하는 선박 내의 전력 관리 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a power management system in a ship that does not require the addition of a separate generator for power supply of the bow propulsion motor.

더 나아가, 본 발명의 실시예들은, 보다 효율적이고 보다 경제적으로 전력을 관리하며 충전할 수 있는 선박 내의 전력 관리 시스템을 제공하고자 한다.Furthermore, embodiments of the present invention seek to provide a power management system in a ship that can manage and charge power more efficiently and more economically.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템에 있어서, 폐열 발전 장치, 충전 장치, 복수의 회로 스위치들, 및 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 선박의 접안 모드에서, 상기 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 상기 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전하는 선박 내의 전력 관리 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in a power management system in a ship moving by a bow thruster motor in the docking mode of the ship, a waste heat generator, a charging device, a plurality of circuit switches, and the switching control unit In the docking mode of the vessel, a power management system in the vessel in which the bow thruster motor is rotated by the power charged in the charging device can be provided.

상기 폐열 발전 장치는 주 엔진으로부터 배출되는 배출 가스의 열 에너지를 전기 에너지로서의 전력으로 변환시킨다. 상기 충전 장치에는 엔진-발전기들 및 상기 폐열 발전 장치로부터의 전력이 충전된다. 상기 복수의 회로 스위치들은 상기 선수 추진 모터, 상기 엔진-발전기들, 상기 폐열 발전 장치 및 상기 충전 장치 사이에 연결된다. 상기 스위칭 제어부는 상기 선박의 동작 모드, 상기 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 상기 충전 장치의 충전 상태에 따라 상기 회로 스위치들의 동작을 제어한다.The waste heat generator converts thermal energy of the exhaust gas discharged from the main engine into electric power as electrical energy. The charging device is charged with power from engine-generators and the waste heat generator. The plurality of circuit switches are connected between the bow propulsion motor, the engine-generators, the waste heat generator and the charging device. The switching controller controls the operation of the circuit switches according to an operation mode of the vessel, an operating state of the waste heat generator, and a charging state of the charging device.

또한, 상기 복수의 회로 스위치들 각각이 주 회로 차단기(MCB : Main Circuit Breaker)일 수 있다.In addition, each of the plurality of circuit switches may be a main circuit breaker (MCB).

또한, 기타 전력 부하, 상기 선수 추진 모터, 상기 엔진-발전기들, 상기 폐열 발전 장치 및 상기 충전 장치가 상기 회로 스위치들을 통하여 주 급전선(16l 및 16r)에 연결될 수 있다.In addition, other power loads, the bow propulsion motor, the engine-generators, the waste heat generator and the charging device may be connected to the main feed lines 16l and 16r via the circuit switches.

또한, 상기 엔진-발전기들이 제1 디젤-엔진-발전기(121), 제2 디젤-엔진-발전기(122), 및 주 엔진의 회전 축과 연결된 모터 겸용 발전기(123)를 포함하고, 상기 충전 장치가 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)을 포함하며, 상기 회로 스위치들이 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)일 수 있다.In addition, the engine-generators include a first diesel-engine-generator 121, a second diesel-engine-generator 122, and a motor-generator 123 connected to the rotational shaft of the main engine, wherein the charging device May include first to third chargers 131 to 133, and the circuit switches may be first to tenth circuit switches 1411 to 1420.

또한, 상기 주 급전선(16l 및 16r)이 상기 제7 회로 스위치(1417)에 의하여 일측 급전선(16l)과 타측 급전선(16r)으로 전류의 흐름이 분리될 수 있다.In addition, the flow of current may be separated from the main feed line 16l and 16r to the one feed line 16l and the other feed line 16r by the seventh circuit switch 1417.

또한, 상기 제1 충전기(131)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제1 회로 스위치(1411)가 연결되고, 상기 제2 충전기(132)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제2 회로 스위치(1412)가 연결되며, 상기 제3 충전기(133)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제3 회로 스위치(1413)가 연결되고, 상기 폐열 발전 장치(11)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제4 회로 스위치(1411)가 연결되며, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제5 회로 스위치(1415)가 연결되고, 상기 선수 추진 모터(10)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제6 회로 스위치(1415)가 연결되며, 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제8 회로 스위치(1418)가 연결되고, 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제9 회로 스위치(1419)가 연결되며, 상기 기타 전력 부하(17)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제10 회로 스위치(1420)가 연결될 수 있다.In addition, the first circuit switch 1411 is connected between the first charger 131 and the one side feed line 16l, and the second circuit between the second charger 132 and the side feed line 16l. A switch 1412 is connected, the third circuit switch 1413 is connected between the third charger 133 and the one side feed line 16l, the waste heat generating device 11 and the one side feed line 16l. The fourth circuit switch 1411 is connected between the fifth circuit switch 1415 and the bow propulsion motor between the first diesel engine generator 121 and the one-side feed line 16l. The sixth circuit switch 1415 is connected between the second feed line 16l and the first feed line 16l, and the eighth circuit switch between the second diesel engine generator 122 and the other feed line 16r. 1418 is connected to the ninth circuit switch between the motor generator 123 and the other feeder line 16r. The 1419 may be connected, and the tenth circuit switch 1420 may be connected between the other power load 17 and the other feed line 16r.

또한, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전되지 않은 경우, 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.In addition, when the first propulsion motor 10 does not operate and the first to third chargers 131 to 133 are not fully charged in the normal operation mode in which the main engine operates, the waste heat generator 11 The first to tenth circuit switches 1411 so that the output power of the motor and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. To 1420 may be controlled.

또한, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전된 경우, 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.Further, when the first to third chargers 131 to 133 are fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates, the waste heat generator 11 The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled such that an output power and an output power of the motor generator 123 are supplied to the other power load 17.

또한, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 폐열 발전 장치(11)가 고장을 일으켰을 때에 충전 장치(131 내지 133)에 충전이 필요한 경우, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.In addition, when the waste heat generating device 11 has failed in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates, the charging devices 131 to 133 need to be charged. The output power of the first diesel engine generator 121 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled.

또한, 상기 폐열 발전 장치(11)가 동작하지 않고 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하는 상기 접안 모드에 있어서, 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 선수 추진 모터(10)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.In addition, in the eyepiece mode in which the waste heat generator 11 does not operate and the bow propulsion motor 10 operates, the output power of the first to third chargers 131 to 133, and the first diesel The first to the first powers such that the output power of the engine-generator 121 and the output power of the second diesel-engine generator 122 are supplied to the bow propulsion motor 10 and the other power load 17. Ten circuit switches 1411 through 1420 may be controlled.

또한, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않은 상태에서 상기 모터 겸용 발전기(123)가 모터로 동작하는 가속 모드에 있어서, 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.In addition, in the acceleration mode in which the combined motor generator 123 operates as a motor while the bow propulsion motor 10 is not operated, the output power of the first to third chargers 131 to 133, and The output power of the waste heat generator 11, the output power of the first diesel engine generator 121, and the output power of the second diesel engine generator 122 are combined with the motor-generator 123. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled to be supplied to the other power load 17.

또한, 상기 접안 모드 또는 상기 가속 모드에서 상기 선수 추진 모터(10) 또는 상기 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에 있어서, 상기 접안 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 및 제3 충전기들(132,133)의 출력 전력, 및 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 상기 제1 충전기(131)와 상기 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되고, 상기 가속 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.Further, in the power-sufficient time in which the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 becomes smaller than the supplyable power in the eyepiece mode or the acceleration mode, the power-sufficiency of the eyepiece mode is sufficient. The first and the output power of the second and third chargers 132 and 133 and the output power of the waste heat generating device 11 to the first charger 131 and the bow propulsion motor 10 at a time. To tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled, and the output power of the second diesel engine generator 122 is controlled by the motor-generator 123 and the other power at the power-sufficient time of the acceleration mode. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled to be supplied to the load 17.

또한, 상기 접안 모드 또는 상기 가속 모드에서 상기 선수 추진 모터(10) 또는 상기 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에 있어서, 상기 접안 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제3 충전기(133)의 출력 전력, 및 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 상기 제1 및 제2 충전기들(131, 132)과 상기 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되고, 상기 가속 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수 있다.Further, in the power-sufficient time in which the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 becomes smaller than the supplyable power in the eyepiece mode or the acceleration mode, the power-sufficiency of the eyepiece mode is sufficient. The output power of the third charger 133 and the output power of the waste heat generator 11 at a time are supplied to the first and second chargers 131 and 132 and the bow propulsion motor 10. First to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled, and the output power of the second diesel engine generator 122 at the power-sufficient time of the acceleration mode is controlled by the motor-generator 123 and the The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled to be supplied to the other power load 17.

또한, 풍력, 태양력, 및 파력을 사용하여 전력을 발생시키는 재생-에너지 발전 장치를 더 포함하여, 상기 재생-에너지 발전 장치가 상기 폐열 발전 장치와 함께 사용될 수 있다.The regenerative-energy power generation device may further be used together with the waste heat power generation device, further comprising a regenerative-energy power generation device that generates power using wind, solar power, and wave power.

본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 스위칭 제어부는 상기 선박의 동작 모드, 상기 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 상기 충전 장치의 충전 상태에 따라 상기 회로 스위치들의 동작을 제어하므로, 보다 효율적이고 보다 경제적으로 전력을 관리하며 충전할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the switching control unit controls the operation of the circuit switches according to the operation mode of the vessel, the operating state of the waste heat generating device, and the charging state of the charging device, thereby making it more efficient and more economical. Can manage and charge the power.

이에 따라, 상기 선박의 접안 모드에서 상기 충전 장치에 전력이 충분히 충전되어 있을 수 있으므로, 상기 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 상기 선박의 접안 모드에서 상기 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전할 수 있다.Accordingly, since the charging device may be sufficiently charged with power in the docking mode of the ship, the bow thruster motor may rotate in the docking mode of the ship by the power charged in the charging device. Can be.

즉, 선수 추진 모터의 전력 공급을 위하여 별도의 발전기가 추가될 필요가 없다. That is, a separate generator does not need to be added to supply power to the bow propulsion motor.

더 나아가, 연료 소모량이 많은 선박의 가속 모드에서 축과 연결된 상기 모터 겸용 발전기에 전력을 공급하여 추력을 보상함으로써, 연료 소모량을 줄이면서 추진 효율을 높일 수 있다. 또한 환경 규제가 심한 연안에서 이산화탄소 발생량 절감 효과가 있다.Furthermore, by compensating thrust by supplying electric power to the motor-generator connected to the shaft in the acceleration mode of the ship with high fuel consumption, it is possible to increase the propulsion efficiency while reducing fuel consumption. It also has the effect of reducing CO2 emissions from offshore areas with severe environmental regulations.

한편, 통상적인 선박의 경우, 갑작스런 전력 부하가 증가하거나, 전력 공급이 부족할 경우 선박 전체의 영향을 최소화하기 위해 필수 장비 우선 순위 중 낮은 순위의 장비부터 전원을 차단하도록 전력 시스템 보호 방법을 운용하고 있다. 하지만, 본 발명의 실시예의 상기 충전 장치에서 전력 공급 부족 분에 대해 전력을 보상함으로써 전력 시스템의 안정화 및 장비를 보호할 수 있다.On the other hand, in the case of a typical ship, the power system protection method is operated to cut off the power from the low priority equipment priority in order to minimize the effect of the entire ship in case of sudden increase in power load or insufficient power supply. . However, it is possible to protect the stabilization of the power system and the equipment by compensating for the power supply shortage in the charging device of the embodiment of the present invention.

추가적으로, 상기 충전 장치에서, 이차 전지들과 같은 동시 충/방전이 불가능한 충전기들을 다수 개의 병렬 시스템을 구성함으로써, 전력 사용량에 따라 동시 충/방전이 가능하도록 하며, 선박 전체 에너지 측면에서 효율을 향상 시킬 수 있다.In addition, in the charging device, by configuring a plurality of parallel systems of chargers that cannot be simultaneously charged and discharged, such as secondary batteries, it is possible to simultaneously charge / discharge according to the power consumption, and improve efficiency in terms of the overall energy of the ship. Can be.

도 1은 본 발명의 선박 내의 전력 관리 시스템의 일 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 2는, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전되지 않은 경우의 전력 관리 방법을 보여주는 블록도이다.
도 3은, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전된 경우의 전력 관리 방법을 보여주는 블록도이다.
도 4는, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 폐열 발전 장치(11)가 고장을 일으켰을 때, 충전 장치(131 내지 133)에 충전이 필요한 경우의 전력 관리 방법을 보여주는 블록도이다.
도 5는, 도 1의 실시예에서, 폐열 발전 장치(11)가 동작하지 않고 선수 추진 모터(10)가 동작하는 접안 모드에서의 전력 관리 방법을 보여주는 블록도이다.
도 6은, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않은 상태에서 모터 겸용 발전기(123)가 모터로 동작하는 가속 모드에서의 전력 관리 방법을 보여주는 블록도이다.
도 7은, 도 1의 실시예에서, 접안 모드 또는 가속 모드에서 선수 추진 모터(10) 또는 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에서의 전력 관리 방법의 일 예를 보여주는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 선박 내의 전력 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing one embodiment of a power management system in a ship of the present invention.
FIG. 2 shows that in the embodiment of FIG. 1, when the first propulsion motor 10 does not operate and the first to third chargers 131 to 133 are not fully charged in the normal operation mode in which the main engine operates. Is a block diagram showing a power management method.
FIG. 3 shows power management when the first to third chargers 131 to 133 are fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates in the embodiment of FIG. 1. A block diagram showing how.
FIG. 4 shows the charging devices 131 to 133 when the waste heat generator 11 fails in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates. This is a block diagram showing a power management method when charging is required.
FIG. 5 is a block diagram showing a power management method in the eyepiece mode in which the waste heat generating device 11 does not operate and the bow propulsion motor 10 operates in the embodiment of FIG. 1.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a power management method in an acceleration mode in which the combined motor generator 123 operates as a motor while the bow propulsion motor 10 is not operated in the embodiment of FIG. 1.
FIG. 7 shows, in the embodiment of FIG. 1, a power management method at power-sufficient time in which the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 in the eyepiece mode or the acceleration mode is smaller than the supplyable power. Is a block diagram showing an example.
8 is a block diagram showing another embodiment of a power management system in a ship of the present invention.

하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. The following description and the annexed drawings are for understanding the operation according to the present invention, and a part that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided to limit the invention, the scope of the invention should be defined by the claims. Terms used in the present specification should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention so as to best express the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 설명된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 선박 내의 전력 관리 시스템의 일 실시예를 보여준다.1 shows an embodiment of a power management system in a ship of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예는, 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(BTM : Bow thruster motor, 10)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템으로서, 폐열 발전 장치(11), 충전 장치(131 내지 133), 복수의 회로 스위치들(1411 내지 1420), 및 스위칭 제어부(15)를 포함하고, 선박의 접안 모드에서, 충전 장치(131 내지 133)에서 충전되어 있는 전력에 의하여 선수 추진 모터(BTM, 10)가 회전한다. Referring to FIG. 1, the present embodiment is a power management system in a ship which is moved by a bow thruster motor (BTM) 10 in a docking mode of a ship, and includes a waste heat generator 11 and a charging device 131. To 133, a plurality of circuit switches 1411 to 1420, and a switching controller 15, and in the eyepiece mode of the ship, the bow propulsion motor BTM by the electric power charged in the charging devices 131 to 133. , 10) rotates.

터어빈(turbine) 발전기를 포함한 폐열 발전 장치(11)는, 주 엔진(도시되지 않음)으로부터 배출되는 배출 가스의 열 에너지를 전기 에너지로서의 전력으로 변환시킴으로써, 잉여 에너지를 회수한다. The waste heat generator 11 including a turbine generator recovers surplus energy by converting thermal energy of exhaust gas discharged from a main engine (not shown) into electric power as electrical energy.

충전 장치(131 내지 133)에는 엔진-발전기들(121 내지 123) 및 폐열 발전 장치(11)로부터의 전력이 충전된다. The charging devices 131 to 133 are charged with electric power from the engine-generators 121 to 123 and the waste heat generator 11.

복수의 회로 스위치들(1411 내지 1420)은 선수 추진 모터(BTM, 10), 엔진-발전기들(121 내지 123), 폐열 발전 장치(11) 및 충전 장치(131 내지 133) 사이에 연결된다. The plurality of circuit switches 1411-1420 are connected between the bow propulsion motor BTM 10, the engine-generators 121-123, the waste heat generator 11, and the charging devices 131-133.

스위칭 제어부(15)는, 선박의 동작 모드, 폐열 발전 장치(11)의 동작 상태, 및 충전 장치(131 내지 133)의 충전 상태에 따라 스위칭 제어 신호들(Scs)을 발생시켜서 회로 스위치들(1411 내지 1420)의 동작을 제어한다. 이에 따라, 전력이 보다 효율적이고 보다 경제적으로 관리되며 충전될 수 있다.The switching control unit 15 generates the switching control signals Scs according to the operation mode of the ship, the operation state of the waste heat generator 11, and the charging state of the charging devices 131 to 133 to generate circuit switches 1411. To 1420). Thus, the power can be more efficiently and economically managed and charged.

따라서, 선박의 접안 모드에서 충전 장치(131 내지 133)에 전력이 충분히 충전되어 있을 수 있으므로, 충전 장치(131 내지 133)에 충전되어 있는 전력에 의하여 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(BTM, 10)가 회전할 수 있다.Accordingly, since the electric power may be sufficiently charged in the charging devices 131 to 133 in the eyepiece mode of the ship, the bow propulsion motor BTM 10 in the eyepiece mode of the ship by the electric power charged in the charging devices 131 to 133. ) Can be rotated.

즉, 선수 추진 모터(BTM, 10)의 전력 공급을 위하여 별도의 발전기가 추가될 필요가 없다. That is, a separate generator does not need to be added to supply power to the bow propulsion motor BTM 10.

스위칭 제어부(15)의 제어 방법에 대해서는 도 2 내지 7B를 참조하여 상세히 설명될 것이다.The control method of the switching control unit 15 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7B.

본 실시예의 경우, 복수의 회로 스위치들(1411 내지 1420) 각각은 주 회로 차단기(MCB : Main Circuit Breaker)이다.In the present embodiment, each of the plurality of circuit switches 1411 to 1420 is a main circuit breaker (MCB).

기타 전력 부하(17), 선수 추진 모터(BTM, 10), 엔진-발전기들(121 내지 123), 폐열 발전 장치(11) 및 충전 장치(131 내지 133)가 회로 스위치들(1411 내지 1420)을 통하여 주 급전선(16l 및 16r)에 연결된다.Other power loads 17, bow propulsion motors (BTMs) 10, engine-generators 121-123, waste heat generators 11 and charging devices 131-133 are provided with circuit switches 1411-1420. Through main feeder lines 16l and 16r.

엔진-발전기들(121 내지 123)은 제1 디젤-엔진-발전기(121), 제2 디젤-엔진-발전기(122), 및 주 엔진(도시되지 않음)의 회전 축과 연결된 모터 겸용 발전기(SGM, 123)를 포함한다.The engine-generators 121 to 123 are motor-generators (SGM) connected with the first diesel-engine-generator 121, the second diesel-engine-generator 122, and the rotating shaft of the main engine (not shown). , 123).

충전 장치(131 내지 133)는 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)을 포함하며, 회로 스위치들(1411 내지 1420)은 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이다.The charging devices 131 to 133 include first to third chargers 131 to 133, and the circuit switches 1411 to 1420 are first to tenth circuit switches 1411 to 1420.

주 급전선(16l 및 16r)은 제7 회로 스위치(1417)에 의하여 일측 급전선(16l)과 타측 급전선(16r)으로 전류의 흐름이 분리될 수 있다.The main feeder lines 16l and 16r may be separated from the flow of current into one feeder line 16l and the other feeder line 16r by the seventh circuit switch 1417.

제1 충전기(131)와 일측 급전선(16l) 사이에는 제1 회로 스위치(1411)가 연결된다. 제2 충전기(132)와 일측 급전선(16l) 사이에는 제2 회로 스위치(1412)가 연결된다. The first circuit switch 1411 is connected between the first charger 131 and the one side feed line 16l. The second circuit switch 1412 is connected between the second charger 132 and the one side feed line 16l.

제3 충전기(133)와 일측 급전선(16l) 사이에는 제3 회로 스위치(1413)가 연결된다. 폐열 발전 장치(11)와 일측 급전선(16l) 사이에는 제4 회로 스위치(1414)가 연결된다.A third circuit switch 1413 is connected between the third charger 133 and the one side feed line 16l. A fourth circuit switch 1414 is connected between the waste heat generator 11 and one feed line 16l.

제1 디젤-엔진-발전기(121)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에는 제5 회로 스위치(1415)가 연결된다. 선수 추진 모터(BTM, 10)와 일측 급전선(16l) 사이에는 제6 회로 스위치(1416)가 연결된다.A fifth circuit switch 1415 is connected between the first diesel engine generator 121 and the one side feed line 16l. A sixth circuit switch 1416 is connected between the bow propulsion motor BTM 10 and one feed line 16l.

제2 디젤-엔진-발전기(122)와 타측 급전선(16r) 사이에는 제8 회로 스위치(1418)가 연결된다. 모터 겸용 발전기(123)와 타측 급전선(16r) 사이에는 제9 회로 스위치(1419)가 연결된다. 그리고 기타 전력 부하(17)와 타측 급전선(16r) 사이에는 제10 회로 스위치(1420)가 연결된다.An eighth circuit switch 1418 is connected between the second diesel engine generator 122 and the other feed line 16r. A ninth circuit switch 1419 is connected between the motor generator 123 and the other feeder line 16r. The tenth circuit switch 1420 is connected between the other power load 17 and the other feed line 16r.

도 2는, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(BTM, 10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전되지 않은 경우의 전력 관리 방법을 보여준다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 2 shows that, in the embodiment of FIG. 1, the first to third chargers 131 to 133 are not fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor BTM 10 does not operate and the main engine operates. If not, it shows how to manage power. In FIG. 2, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 2를 참조하면, 제1 내지 제4 회로 스위치들(1411 내지 1414)이 온(On)되고, 제5 회로 스위치(1415)와 제6 회로 스위치(1416)가 오프(Off)되며, 제7 회로 스위치(1417)가 온(On)되고, 제8 회로 스위치(1418)가 오프(Off)되며, 제9 회로 스위치(1419)와 제10 회로 스위치(1420)가 온(On)된다.Referring to FIG. 2, the first to fourth circuit switches 1411 to 1414 are turned on, the fifth circuit switch 1415 and the sixth circuit switch 1416 are turned off, and a seventh The circuit switch 1417 is turned on, the eighth circuit switch 1418 is turned off, and the ninth circuit switch 1418 and the tenth circuit switch 1420 are turned on.

즉, 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.That is, the first to tenth circuits are provided such that the output power of the waste heat generator 11 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. The switches 1411-1420 are controlled.

도 3은, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전된 경우의 전력 관리 방법을 보여준다. 도 3에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 3 shows power management when the first to third chargers 131 to 133 are fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates in the embodiment of FIG. 1. Show you how. In FIG. 3, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 회로 스위치들(1411 내지 1413)이 오프(Off)되고, 제4 회로 스위치(1414)가 온(On)되며, 제5 회로 스위치(1415)와 상기 제6 회로 스위치(1416)가 오프(Off)되고, 제7 회로 스위치(1417)가 온(On)되며, 제8 회로 스위치(1418)가 오프(Off)되고, 제9 회로 스위치(1419)와 제10 회로 스위치(1420)가 온(On)된다.Referring to FIG. 3, the first to third circuit switches 1411 to 1413 are turned off, the fourth circuit switch 1414 is turned on, and the fifth circuit switch 1415 and the fifth circuit switch 1415 are turned on. The six-circuit switch 1416 is off, the seventh circuit switch 1417 is on, the eighth circuit switch 1418 is off, and the ninth circuit switch 1418 and 10 The circuit switch 1420 is turned on.

즉, 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.That is, the first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled so that the output power of the waste heat generator 11 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the other power load 17.

도 4는, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 폐열 발전 장치(11)가 고장을 일으켰을 때, 충전 장치(131 내지 133)에 충전이 필요한 경우의 전력 관리 방법을 보여준다. 도 4에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 4 shows the charging devices 131 to 133 when the waste heat generator 11 fails in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates. Shows how to manage power when charging is required. In Fig. 4, the same reference numerals as those in Fig. 1 denote objects having the same function.

도 4를 참조하면, 제1 내지 제3 스위치들(1411 내지 1413)이 온(On)되고, 제4 스위치(1414)가 오프(Off)되며, 제5 스위치(1415)가 온(On)되고, 제6 스위치(1416)가 오프(Off)되며, 제7 스위치(1417)가 온(On)되고, 제8 스위치(1418)가 오프(Off)되며, 제9 스위치(1419)와 제10 스위치(1420)가 온(On)된다.Referring to FIG. 4, the first to third switches 1411 to 1413 are turned on, the fourth switch 1414 is turned off, and the fifth switch 1415 is turned on. The sixth switch 1416 is off, the seventh switch 1417 is on, the eighth switch 1418 is off, and the ninth switch 1418 and the tenth switch. 1420 is turned on.

즉, 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력과 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.That is, the output power of the first diesel engine generator 121 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. To tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled.

여기에서, 기타 전력 부하 및 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 충전 필요 전력량에 따라 제2 디젤-엔진-발전기(122)도 함께 작동될 수 있다.Here, the second diesel-generator-generator 122 may also be operated together depending on other power loads and the amount of power required for charging the first to third chargers 131 to 133.

도 5는, 도 1의 실시예에서, 폐열 발전 장치(11)가 동작하지 않고 선수 추진 모터(10)가 동작하는 접안 모드에서의 전력 관리 방법을 보여준다. 도 5에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 5 shows the power management method in the eyepiece mode in which the waste heat generator 11 does not operate but the bow propulsion motor 10 operates. In FIG. 5, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 5를 참조하면, 제1 내지 제3 스위치들(1411 내지 1413)이 온(On)되고, 제4 스위치(1414)가 오프(Off)되며, 제5 스위치(1415)와 제6 스위치(1416)가 온(On)되고, 제7 스위치(1417)가 오프(Off)되며, 제8 스위치(1418)가 온(On)되고, 제9 스위치(1419)가 오프(Off)되며, 제10 스위치(1420)가 온(On)된다.Referring to FIG. 5, the first to third switches 1411 to 1413 are turned on, the fourth switch 1414 is off, and the fifth switch 1415 and the sixth switch 1416 ) Is On, the seventh switch 1417 is Off, the eighth switch 1418 is On, the ninth switch 1418 is Off, and the tenth switch 1420 is turned on.

즉, 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 선수 추진 모터(10)와 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.That is, the output power of the first to third chargers 131 to 133, the output power of the first diesel engine generator 121, and the output power of the second diesel engine generator 122 are bow propulsion motors. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled to be supplied to the 10 and the other power load 17.

도 6은, 도 1의 실시예에서, 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않은 상태에서 모터 겸용 발전기(123)가 모터로 동작하는 가속 모드에서의 전력 관리 방법을 보여준다. 도 6에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 6 shows a power management method in an acceleration mode in which the combined motor 123 operates as a motor while the bow propulsion motor 10 is not operated. In FIG. 6, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 6을 참조하면, 제1 내지 제5 스위치들(1411 내지 1415)이 온(On)되고, 제6 스위치(1416)가 오프(Off)되며, 제7 내지 제10 스위치들(1417 내지 1420)이 온(On)된다.Referring to FIG. 6, the first to fifth switches 1411 to 1415 are turned on, the sixth switch 1416 is turned off, and the seventh to tenth switches 1417 to 1420. Is On.

즉, 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력, 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 모터 겸용 발전기(123)와 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.That is, the output power of the first to third chargers 131 to 133, the output power of the waste heat generator 11, the output power of the first diesel engine generator 121, and the second diesel engine generator The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled such that the output power of the 122 is supplied to the motor-generator 123 and other power loads 17.

도 7은, 도 1의 실시예에서, 접안 모드 또는 가속 모드에서 선수 추진 모터(10) 또는 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에서의 전력 관리 방법의 일 예를 보여준다. 도 7에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 7 shows, in the embodiment of FIG. 1, a power management method at power-sufficient time in which the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 in the eyepiece mode or the acceleration mode is smaller than the supplyable power. Shows an example. In FIG. 7, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 7을 참조하면, 제1 내지 제4 스위치들(1411 내지 1414)이 온(On)되고, 제5 스위치(1415)가 오프(Off)되며, 제6 스위치(1416)가 온(On)되고, 제7 스위치(1417)가 오프(Off)되며, 제8 내지 제10 스위치들(1418 내지 1420)이 온(On)된다.Referring to FIG. 7, the first to fourth switches 1411 to 1414 are turned on, the fifth switch 1415 is turned off, and the sixth switch 1416 is turned on. The seventh switch 1417 is turned off and the eighth to tenth switches 1418 to 1420 are turned on.

여기에서, 스위칭 제어부(15)에 의하여 제어되는 제1 스위치(1411), 예를 들어, 주 회로 차단기(MCB : Main Circuit Breaker)는, 제1 충전기(131)의 출력측이 오프(Off)된 상태에서 제1 충전기(131)의 입력측이 온(On)되도록 동작한다. Here, in the first switch 1411 controlled by the switching controller 15, for example, a main circuit breaker (MCB), the output side of the first charger 131 is turned off. In operation, the input side of the first charger 131 is turned on.

따라서, 접안 모드의 전력-충분 시간에서 제2 및 제3 충전기들(132,133)의 출력 전력, 및 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 제1 충전기(131)와 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.Therefore, the output power of the second and third chargers 132 and 133 and the output power of the waste heat generator 11 are supplied to the first charger 131 and the bow propulsion motor 10 at the power-sufficient time in the eyepiece mode. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled so as to be controlled.

또한, 가속 모드의 전력-충분 시간에서 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 모터 겸용 발전기(123)와 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어된다.In addition, the first through tenth circuit switches 1411 such that the output power of the second diesel engine generator 122 is supplied to the motor-generator 123 and other power loads 17 in the power-sufficient time of the acceleration mode. To 1420).

제9 스위치(1419)에 흐르는 전류의 방향이 양방향으로 그려진 이유는, 가속 모드의 전력-충분 시간에 있어서, 모터 겸용 발전기(123)가 모터로 구동되는 대부분의 시간에 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 모터 겸용 발전기(123)에 공급되겠지만, 모터 겸용 발전기(123)가 발전기로 구동되는 일부 시간에 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 기타 전력 부하(17)에 공급될 수 있기 때문이다. The reason why the direction of the current flowing in the ninth switch 1419 is drawn in both directions is that, in the power-sufficient time in the acceleration mode, the second diesel engine-generator at most of the time when the motor-generator 123 is driven by the motor. The output power of the 122 may be supplied to the motor-generator 123, but the output power of the motor-generator 123 may be supplied to the other power load 17 at some time when the motor-generator 123 is driven by the generator. Because it can.

한편, 제2 회로 스위치(1412)는 제2 충전기(132)의 출력측이 오프(Off)된 상태에서 제2 충전기(132)의 입력측이 온(On)되도록 동작할 수도 있다. Meanwhile, the second circuit switch 1412 may operate so that the input side of the second charger 132 is on while the output side of the second charger 132 is off.

즉, 접안 모드의 전력-충분 시간에서 제3 충전기(133)의 출력 전력, 및 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 제1 및 제2 충전기들(131, 132)과 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어될 수도 있다.That is, the output power of the third charger 133 and the output power of the waste heat generator 11 at the power-sufficient time in the eyepiece mode are the first and second chargers 131 and 132 and the bow propulsion motor 10. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 may be controlled to be supplied to.

도 8은 본 발명의 선박 내의 전력 관리 시스템의 다른 실시예를 보여준다. 도 8에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.8 shows another embodiment of a power management system in a ship of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.

도 8의 실시예의 도 1의 실시예에 대한 차이점은, 재생-에너지 발전 장치(18)와 이에 따른 제11 회로 스위치(1421)가 추가된 것이다. The difference to the embodiment of FIG. 1 of the embodiment of FIG. 8 is the addition of the regenerative-energy power generation device 18 and thus the eleventh circuit switch 1421.

재생-에너지 발전 장치(18)는 풍력, 태양력, 및 파력을 사용하여 전력을 발생시키는 것으로서, 폐열 발전 장치(11)와 함께 사용된다.The regenerative-energy power generation device 18 generates electric power using wind, solar power, and wave power, and is used together with the waste heat power generation device 11.

즉, 스위칭 제어부(15)가 도 2 내지 도 7에서 언급된 모드들 외에도 선박의 각종 운항 모드들에서 제11 회로 스위치(1421)를 제4 회로 스위치(1414)와 동일하게 제어함에 따라, 상기 폐열 발전 장치(11)와 상기 재생-에너지 발전 장치(18)가 함께 사용될 수 있다.That is, as the switching controller 15 controls the eleventh circuit switch 1421 to be the same as the fourth circuit switch 1414 in various modes of operation of the ship in addition to the modes mentioned in FIGS. 2 to 7, the waste heat. The generator 11 and the renewable-energy generator 18 can be used together.

나머지 요소들의 구성 및 동작은, 도 1 내지 7B를 참조하여 설명된 바와 같으므로, 그 설명이 생략된다.The configuration and operation of the remaining elements are as described with reference to Figs. 1 to 7B, and thus description thereof is omitted.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 스위칭 제어부는 선박의 동작 모드, 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 충전 장치의 충전 상태에 따라 회로 스위치들의 동작을 제어하므로, 보다 효율적이고 보다 경제적으로 전력을 관리하며 충전할 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, the switching controller controls the operation of the circuit switches according to the operation mode of the ship, the operating state of the waste heat generator, and the charging state of the charging device, thereby making it more efficient and more efficient. Can manage and charge power economically.

이에 따라, 선박의 접안 모드에서 충전 장치에 전력이 충분히 충전되어 있을 수 있으므로, 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전할 수 있다.Accordingly, since the charging device may be sufficiently charged in the docking mode of the ship, the bow thruster motor may rotate in the docking mode of the ship by the power charged in the charging device.

즉, 선수 추진 모터의 전력 공급을 위하여 별도의 발전기가 추가될 필요가 없다.That is, a separate generator does not need to be added to supply power to the bow propulsion motor.

더 나아가, 연료 소모량이 많은 선박의 가속 모드에서 축과 연결된 상기 모터 겸용 발전기에 전력을 공급하여 추력을 보상함으로써, 연료 소모량을 줄이면서 추진 효율을 높일 수 있다. 또한 환경 규제가 심한 연안에서 이산화탄소 발생량 절감 효과가 있다.Furthermore, by compensating thrust by supplying electric power to the motor-generator connected to the shaft in the acceleration mode of the ship with high fuel consumption, it is possible to increase the propulsion efficiency while reducing fuel consumption. It also has the effect of reducing CO2 emissions from offshore areas with severe environmental regulations.

한편, 통상적인 선박의 경우, 갑작스런 전력 부하가 증가하거나, 전력 공급이 부족할 경우 선박 전체의 영향을 최소화하기 위해 필수 장비 우선 순위 중 낮은 순위의 장비부터 전원을 차단하도록 전력 시스템 보호 방법을 운용하고 있다. 하지만, 본 발명의 실시예의 상기 충전 장치에서 전력 공급 부족 분에 대해 전력을 보상함으로써 전력 시스템의 안정화 및 장비를 보호할 수 있다.On the other hand, in the case of a typical ship, the power system protection method is operated to cut off the power from the low priority equipment priority in order to minimize the effect of the entire ship in case of sudden increase in power load or insufficient power supply. . However, it is possible to protect the stabilization of the power system and the equipment by compensating for the power supply shortage in the charging device of the embodiment of the present invention.

추가적으로, 상기 충전 장치에서, 이차 전지들과 같은 동시 충/방전이 불가능한 충전기들을 다수 개의 병렬 시스템을 구성함으로써, 전력 사용량에 따라 동시 충/방전이 가능하도록 하며, 선박 전체 에너지 측면에서 효율을 향상 시킬 수 있다.In addition, in the charging device, by configuring a plurality of parallel systems of chargers that cannot be simultaneously charged and discharged, such as secondary batteries, it is possible to simultaneously charge / discharge according to the power consumption, and improve efficiency in terms of the overall energy of the ship. Can be.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and the inventions claimed by the claims and the inventions equivalent to the claimed invention are to be construed as being included in the present invention.

선박 내의 전력 관리 시스템 뿐만이 아니라 특수 차량의 전력 관리 시스템에서도 이용될 가능성이 있다.It is possible to be used not only in the ship's power management system but also in the power management system of special vehicles.

10...선수 추진 모터, 11...폐열 발전 장치,
15...스위칭 제어부, 17...기타 전력 부하,
123...모터 겸용 발전기,
131 내지 133...제1 내지 제3 충전기들,
16l...일측 급전선, 16r...타측 급전선,
121...제1 디젤-엔진-발전기, 122...제2 디젤-엔진-발전기,
1411 내지 1421...제1 내지 제11 회로 스위치들.10.Forward propulsion motor, 11 ... Waste heat generator,
15 ... switching control, 17 ... other power load,
123 ... motor-generator,
131 to 133... First to third chargers,
16l ... one side feeder, 16r ... other side feeder,
121 the first diesel engine generator, 122 the second diesel engine generator,
1411 to 1421 ... first to eleventh circuit switches.

Claims (14)

삭제delete 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템에 있어서,
주 엔진으로부터 배출되는 배출 가스의 열 에너지를 전기 에너지로서의 전력으로 변환시키는 폐열 발전 장치;
엔진-발전기들 및 상기 폐열 발전 장치로부터의 전력이 충전되는 충전 장치;
상기 선수 추진 모터, 상기 엔진-발전기들, 상기 폐열 발전 장치 및 상기 충전 장치 사이에 연결된 복수의 회로 스위치들; 및
상기 선박의 동작 모드, 상기 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 상기 충전 장치의 충전 상태에 따라 상기 회로 스위치들의 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,
상기 선박의 접안 모드에서, 상기 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 상기 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전하며,
상기 복수의 회로 스위치들 각각이 주 회로 차단기(MCB : Main Circuit Breaker)인 선박 내의 전력 관리 시스템.In a ship's power management system, which is moved by a bow thruster motor in the docking mode of the ship,
A waste heat generator for converting thermal energy of exhaust gas discharged from the main engine into electric power as electric energy;
A charging device in which power from engine-generators and the waste heat generator is charged;
A plurality of circuit switches connected between the bow propulsion motor, the engine-generators, the waste heat generator and the charging device; And
And a switching control unit controlling the operation of the circuit switches according to an operation mode of the vessel, an operating state of the waste heat generator, and a charging state of the charging device.
In the eyepiece mode of the vessel, the bow thruster motor is rotated by the electric power charged in the charging device,
And a plurality of circuit switches each being a main circuit breaker (MCB). 선박의 접안 모드에서 선수 추진 모터(Bow thruster motor)에 의하여 이동하는 선박 내의 전력 관리 시스템에 있어서,
주 엔진으로부터 배출되는 배출 가스의 열 에너지를 전기 에너지로서의 전력으로 변환시키는 폐열 발전 장치;
엔진-발전기들 및 상기 폐열 발전 장치로부터의 전력이 충전되는 충전 장치;
상기 선수 추진 모터, 상기 엔진-발전기들, 상기 폐열 발전 장치 및 상기 충전 장치 사이에 연결된 복수의 회로 스위치들; 및
상기 선박의 동작 모드, 상기 폐열 발전 장치의 동작 상태, 및 상기 충전 장치의 충전 상태에 따라 상기 회로 스위치들의 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,
상기 선박의 접안 모드에서, 상기 충전 장치에 충전되어 있는 전력에 의하여 상기 선수 추진 모터(Bow thruster motor)가 회전하며,
기타 전력 부하, 상기 선수 추진 모터, 상기 엔진-발전기들, 상기 폐열 발전 장치 및 상기 충전 장치가 상기 회로 스위치들을 통하여 주 급전선에 연결되는 선박 내의 전력 관리 시스템.In a ship's power management system, which is moved by a bow thruster motor in the docking mode of the ship,
A waste heat generator for converting thermal energy of exhaust gas discharged from the main engine into electric power as electric energy;
A charging device in which power from engine-generators and the waste heat generator is charged;
A plurality of circuit switches connected between the bow propulsion motor, the engine-generators, the waste heat generator and the charging device; And
And a switching control unit controlling the operation of the circuit switches according to an operation mode of the vessel, an operating state of the waste heat generator, and a charging state of the charging device.
In the eyepiece mode of the vessel, the bow thruster motor is rotated by the electric power charged in the charging device,
And other power loads, the bow propulsion motor, the engine-generators, the waste heat generator and the charging device are connected to the main feeder via the circuit switches. 제3항에 있어서,
상기 엔진-발전기들이 제1 디젤-엔진-발전기(121), 제2 디젤-엔진-발전기(122), 및 주 엔진의 회전 축과 연결된 모터 겸용 발전기(123)를 포함하고,
상기 충전 장치가 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)을 포함하며,
상기 회로 스위치들이 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)을 포함한 선박 내의 전력 관리 시스템.The method of claim 3,
The engine-generators include a first diesel-engine-generator 121, a second diesel-engine-generator 122, and a motor-generator 123 connected with the rotational shaft of the main engine,
The charging device includes first to third chargers (131 to 133),
The power management system in ship, wherein the circuit switches include first to tenth circuit switches (1411 to 1420). 제4항에 있어서,
상기 주 급전선(16l 및 16r)이 상기 제7 회로 스위치(1417)에 의하여 일측 급전선(16l)과 타측 급전선(16r)으로 전류의 흐름이 분리되는 선박 내의 전력 관리 시스템.5. The method of claim 4,
The main power supply line (16l and 16r) is a power management system in the ship is separated the flow of current to the one feed line (16l) and the other feed line (16r) by the seventh circuit switch (1417). 제5항에 있어서,
상기 제1 충전기(131)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제1 회로 스위치(1411)가 연결되고,
상기 제2 충전기(132)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제2 회로 스위치(1412)가 연결되며,
상기 제3 충전기(133)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제3 회로 스위치(1413)가 연결되고,
상기 폐열 발전 장치(11)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제4 회로 스위치(1414)가 연결되며,
상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제5 회로 스위치(1415)가 연결되고,
상기 선수 추진 모터(10)와 상기 일측 급전선(16l) 사이에 상기 제6 회로 스위치(1416)가 연결되며,
상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제8 회로 스위치(1418)가 연결되고,
상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제9 회로 스위치(1419)가 연결되며,
상기 기타 전력 부하(17)와 상기 타측 급전선(16r) 사이에 상기 제10 회로 스위치(1420)가 연결된 선박 내의 전력 관리 시스템.The method of claim 5,
The first circuit switch 1411 is connected between the first charger 131 and the one side feed line 16l,
The second circuit switch 1412 is connected between the second charger 132 and the one side feed line 16l,
The third circuit switch 1413 is connected between the third charger 133 and the one side feed line 16l,
The fourth circuit switch 1414 is connected between the waste heat generator 11 and the one feed line 16l,
The fifth circuit switch 1415 is connected between the first diesel engine generator 121 and the one side feed line 16l,
The sixth circuit switch 1416 is connected between the bow propulsion motor 10 and the one side feed line 16l,
The eighth circuit switch 1418 is connected between the second diesel engine generator 122 and the other feed line 16r.
The ninth circuit switch 1419 is connected between the motor generator 123 and the other feeder line 16r.
And a tenth circuit switch (1420) connected between said other power load (17) and said other feed line (16r). 제4항에 있어서, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전되지 않은 경우,
상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The method of claim 4, wherein the first to third chargers 131 to 133 are not fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates.
The first to third powers such that the output power of the waste heat generator 11 and the output power of the combined motor generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. The power management system on board the tenth circuit switches (1411 to 1420) are controlled. 제4항에 있어서, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)이 완전히 충전된 경우,
상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The method of claim 4, wherein the first to third chargers 131 to 133 are fully charged in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates.
Ships in which the first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled such that the output power of the waste heat generator 11 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the other power load 17. Power management system. 제4항에 있어서, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않고 상기 주 엔진이 동작하는 정상 운항 모드에서 상기 폐열 발전 장치(11)가 고장을 일으킨 경우,
상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력과 상기 모터 겸용 발전기(123)의 출력 전력이 상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)과 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The waste heat generator 11 according to claim 4, wherein the waste heat generator 11 fails in the normal operation mode in which the bow propulsion motor 10 does not operate and the main engine operates.
The output power of the first diesel engine generator 121 and the output power of the motor-generator 123 are supplied to the first to third chargers 131 to 133 and the other power load 17. The power management system on board the first to tenth circuit switches (1411 to 1420) are controlled. 제4항에 있어서, 상기 폐열 발전 장치(11)가 동작하지 않고 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하는 상기 접안 모드에 있어서,
상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 선수 추진 모터(10)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The eyepiece mode according to claim 4, wherein the waste heat generating device (11) does not operate and the bow propulsion motor (10) operates.
The output power of the first to third chargers 131 to 133, the output power of the first diesel engine generator 121, and the output power of the second diesel engine generator 122 are determined by the bow. The power management system in a ship in which the first to tenth circuit switches (1411 to 1420) are controlled to be supplied to a propulsion motor (10) and the other power load (17). 제4항에 있어서, 상기 선수 추진 모터(10)가 동작하지 않은 상태에서 상기 모터 겸용 발전기(123)가 모터로 동작하는 가속 모드에 있어서,
상기 제1 내지 제3 충전기들(131 내지 133)의 출력 전력, 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력, 상기 제1 디젤-엔진-발전기(121)의 출력 전력, 및 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The method according to claim 4, wherein in the acceleration mode in which the combined motor generator 123 operates as a motor while the bow propulsion motor 10 is not operated,
Output power of the first to third chargers 131 to 133, output power of the waste heat generator 11, output power of the first diesel engine generator 121, and the second diesel engine The first to tenth circuit switches (1411 to 1420) are controlled such that the output power of the generator (122) is supplied to the motor-generator (123) and the other power load (17). 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 접안 모드 또는 상기 가속 모드에서 상기 선수 추진 모터(10) 또는 상기 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에 있어서,
상기 접안 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 및 제3 충전기들(132,133)의 출력 전력, 및 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 상기 제1 충전기(131)와 상기 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되고,
상기 가속 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The power-sufficient time according to claim 10 or 11, wherein the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 in the eyepiece mode or the acceleration mode is smaller than the supplyable power. ,
The output power of the second and third chargers 132 and 133, and the output power of the waste heat generator 11 at the power-sufficient time of the eyepiece mode, are the first charger 131 and the bow propulsion motor 10. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled to be supplied to
The first to tenth circuit switches such that the output power of the second diesel engine generator 122 is supplied to the motor-generator 123 and the other power load 17 at the power-sufficient time of the acceleration mode. Power management system in which the vessels (1411 to 1420) are controlled. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 접안 모드 또는 상기 가속 모드에서 상기 선수 추진 모터(10) 또는 상기 모터 겸용 발전기(123)의 필요 구동 전력이 공급 가능 전력보다 작아지는 전력-충분 시간에 있어서,
상기 접안 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제3 충전기(133)의 출력 전력, 및 상기 폐열 발전 장치(11)의 출력 전력이 상기 제1 및 제2 충전기들(131, 132)과 상기 선수 추진 모터(10)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되고,
상기 가속 모드의 전력-충분 시간에서 상기 제2 디젤-엔진-발전기(122)의 출력 전력이 상기 모터 겸용 발전기(123)와 상기 기타 전력 부하(17)에 공급되도록 상기 제1 내지 제10 회로 스위치들(1411 내지 1420)이 제어되는 선박 내의 전력 관리 시스템.The power-sufficient time according to claim 10 or 11, wherein the required driving power of the bow propulsion motor 10 or the motor-generator 123 in the eyepiece mode or the acceleration mode is smaller than the supplyable power. ,
The output power of the third charger 133 and the output power of the waste heat generator 11 at the power-sufficient time of the eyepiece mode are the first and second chargers 131 and 132 and the bow propulsion motor. The first to tenth circuit switches 1411 to 1420 are controlled to be supplied to (10),
The first to tenth circuit switches such that the output power of the second diesel engine generator 122 is supplied to the motor-generator 123 and the other power load 17 at the power-sufficient time of the acceleration mode. Power management system in which the vessels (1411 to 1420) are controlled. 삭제delete
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