JP2016039681A - Intra-ship power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船内発電機で発電した電力を、船内母線を介して船内負荷に供給する船内電力システムに関するもので、特に、船内母線に容量の大きな負荷が投入されても船内発電機の運転効率を低下させない船内電力システムに関するものである。 The present invention relates to an inboard power system for supplying electric power generated by an inboard generator to an inboard load via an inboard bus, and in particular, the operating efficiency of an inboard generator even when a large load is applied to the inboard bus. The present invention relates to an inboard power system that does not lower the power.
従来の一般的な船内電力システムについて、図６に示す電気推進船の船内電力システムを例にして説明する。
図６は、従来における船内電力システムの主回路構成図である。図６に示す船内電力システムは、船内発電機１−１，１−２，１−３をエンジン２−１，２−２，２−３によってそれぞれ運転することにより発電し、この発電された電力を、遮断器３−１，３−２，３−３を介して船内母線４へ供給する。船内母線４へ供給された電力は、例えば遮断器５−１，５−２を介して船内母線４に接続された船内負荷６−１，６−２へ供給され、また遮断器９を介して船内母線４に接続された推進用インバータ１２へ供給される。推進用インバータ１２は、船内母線４から供給される電力を使って容量の大きな電気推進用電動機１３を制御することにより、推進用プロペラ１４の回転速度を制御する。
A conventional general inboard power system will be described by taking the inboard power system of an electric propulsion ship shown in FIG. 6 as an example.
FIG. 6 is a main circuit configuration diagram of a conventional inboard power system. The inboard power system shown in FIG. 6 generates electric power by operating the inboard generators 1-1, 1-2, and 1-3 by the engines 2-1, 2-2, and 2-3, respectively. Is supplied to the inboard bus 4 via the circuit breakers 3-1, 3-2 and 3-3. The electric power supplied to the inboard bus 4 is supplied to the inboard loads 6-1 and 6-2 connected to the inboard bus 4 via the circuit breakers 5-1 and 5-2, and also via the
７−１は、充放電装置７及び遮断器８を介して船内母線４に接続された蓄電池で、充放電装置７を制御することにより蓄電池７−１の充放電制御が行われる。１１は推進用インバータ１２が消費する有効電力を検出する電力検出器、１０−１は船内発電機１−１〜１−３から船内母線４へ供給される有効電力を設定する有効電力設定器、１０は電力検出器１１で検出された推進用インバータ１２の有効電力と、有効電力設定器１０−１で設定された有効電力設定値とを比較し、推進用インバータ１２が消費する有効電力が有効電力設定器１０−１で設定する設定値以上である場合に蓄電池７−１に貯蔵された有効電力を船内母線４に放電させ、また設定値未満である場合に船内母線４の電力を蓄電池７−１に充電させるよう、充放電装置７Ａへ制御信号を出力する電力変動検出器である。
Reference numeral 7-1 denotes a storage battery connected to the inboard bus 4 via the charge /
図７は、従来の船内電力システムにおける充放電の機能を説明するブロック図である。図７において、減算器２５Ａと演算装置１９Ａは、図６の電力変動検出器１０に設けられ、インバータ回路２３Ａは、充放電装置７Ａに設けられる。
図７において、Ｐｇ ＊は有効電力設定器１０−１で設定された有効電力設定値、ＰＬは電力検出器１１にて検出された推進用インバータ１２に入力される有効電力検出値を表す。減算器２５Ａは、有効電力設定値Ｐｇ ＊と有効電力検出値ＰＬとの偏差から充放電電力指令値ＰＩＮＶ ＊＊を算出する。演算装置１９Ａは、図示していないが、蓄電池７−１の充電状態を監視する充電状況監視装置からの信号を受け、蓄電池７−１が充放電可能な状態で、充放電電力指令値がＰＩＮＶ ＊＊＞０の場合は、放電電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊を充放電装置７Ａのインバータ回路２３Ａへ出力し、ＰＩＮＶ ＊＊＜０の場合は、充電電力指令値−ＰＩＮＶ ＊をインバータ回路２３Ａへ出力する。インバータ回路２３Ａは、放電電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊を入力した場合には、放電電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊に応じて蓄電池７−１から有効電力を船内母線４に放電し、充電電力指令値−ＰＩＮＶ ＊を入力した場合には、充電電力指令値−ＰＩＮＶ ＊に応じた船内母線４の電力で蓄電池７−１を充電する。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a charge / discharge function in a conventional shipboard power system. In FIG. 7, a
In FIG. 7, P g * is set by active power setter 10-1 has been active power set value, P L represents the active power detected value input to the
このように構成することにより、電気推進用電動機１３の急峻な負荷変動により生じる船内母線４の電力変動が平準化され、船内発電機１−１〜１−３は、電力変動の影響を受けない運転効率の良い状態に保持することができる。
With this configuration, the power fluctuation of the inboard bus 4 caused by the steep load fluctuation of the
ところで、このような船内電力システムは、電気推進用電動機１３の負荷変動により生じる船内母線４の電力変動を平準化することにより船内発電機１−１〜１−３の運転状態を効率のよい運転状態に保つが、例えば、船内に別に設けている電動機をダイレクト起動したような場合に発生する始動電流の影響で船内発電機１−１〜１−３、即ち、船内母線４の力率が低下して無効電力及び皮相電力が増加し、その影響で船内発電機１−１〜１−３の運転効率が低下してしまう点には、機能しない。その結果として、始動電流の影響による運転効率の低下を考慮して、船内発電機１−１，１−２，１−３の発電機容量を確保しなければならず、即ち寸法の大きな船内発電機が選択されることになり、限られた船内スペースしか確保できない船舶においては、何らかの改善が求められていた。
By the way, such an inboard electric power system leveles the electric power fluctuation of the inboard bus 4 caused by the load fluctuation of the electric propulsion
そこで、本発明は、船内における船内母線の力率を指定された要求値に応じて制御することで、効率の良い状態で船内発電機を運転でき、船内スペースが確保できる船内電力システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an inboard power system that can operate an inboard generator in an efficient state and secure an inboard space by controlling the power factor of the inboard bus in accordance with a specified required value. For the purpose.
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、船内発電機で発電した出力電力を、船内母線を介して船内負荷に供給する船内電力システムにおいて、前記船内母線にインバータ回路を有する充放電装置を介して接続する蓄電池と、前記船内母線の力率を設定する力率設定器と、前記船内母線の有効電力を設定する有効電力設定器と、前記船内母線の力率を検出する力率検出器と、前記船内母線の有効電力を検出する有効電力検出器と、前記蓄電池の充電状態を監視し、前記充放電装置を制御する力率制御装置とを有し、前記力率制御装置は、前記力率設定器で設定した力率設定値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから無効電力要求値を演算すると共に、前記力率検出器で検出した力率検出値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから無効電力検出値を演算し、前記無効電力要求値と前記無効電力検出値との偏差から無効電力指令値を算出すると共に、前記有効電力設定器で設定した有効電力設定値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから有効電力指令値を算出し、前記蓄電池が充放電可能な状態で前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えている時は、前記有効電力指令値と無効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記有効電力指令値に応じた有効電力を前記蓄電池から前記船内母線へ放電あるいは前記船内母線の電力で前記蓄電池を充電させつつ、無効電力指令値に応じた無効電力を前記インバータ回路から前記船内母線に供給することにより、前記船内母線の有効電力が前記有効電力設定器で設定した有効電力に、また、力率が前記力率設定器で設定した力率となるように制御し、前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えていない時は、前記有効電力指令値のみを前記インバータ回路に出力して、前記船内母線の有効電力を前記有効電力設定器で設定した有効電力に制御することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
また、請求項２に係る発明は、船内発電機で発電した電力を、船内母線を介して船内負荷に供給する船内電力システムにおいて、前記船内母線にインバータ回路を有する充放電装置を介して接続される蓄電池と、前記船内母線の力率を設定する力率設定器と、前記船内母線の力率を検出する力率検出器と、前記船内母線の有効電力を検出する有効電力検出器と、前記力率設定器で設定した力率設定値と前記力率検出器で検出した力率検出値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とをもとに無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値に応じた無効電力を前記充放電装置のインバータ回路から前記船内母線に供給する力率制御装置とを有したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an inboard power system that supplies electric power generated by an inboard generator to an inboard load via an inboard bus, and is connected to the inboard bus via a charging / discharging device having an inverter circuit. A storage battery, a power factor setter for setting the power factor of the inboard bus, a power factor detector for detecting the power factor of the inboard bus, an active power detector for detecting the effective power of the inboard bus, and Reactive power command value is calculated based on the power factor setting value set by the power factor setting device, the power factor detection value detected by the power factor detector, and the active power detection value detected by the active power detector, And a power factor control device for supplying reactive power corresponding to the reactive power command value from the inverter circuit of the charging / discharging device to the inboard bus.
本発明によれば、船内における船内母線の力率、すなわち船内発電機の力率を力率設定器で設定した力率設定値に制御することができるので、効率の良い状態で船内発電機を運転できる船内電力システムを提供することが可能となる。
すなわち、本発明は、有効電力検出器で検出される有効電力検出値と力率設定器で設定される力率設定値とから無効電力要求値を演算し、船内母線の無効電力が、その要求値を超えようとすると、それに応じた無効電力がインバータ回路から船内母線へ供給されるので、電動機をダイレクト起動した場合など、無効電力が一時的に増加する時も、船内発電機から供給される無効電力及び皮相電力が増加せず、言い換えると船内発電機の力率が力率設定器で設定される力率設定値に制限され、船内発電機の運転効率を最適な状態に保持できる。その結果、船内発電機の容量を大きくする必要がなくなり、限られた船内スペースにも、十分設置できる寸法に抑えることができる。
According to the present invention, the power factor of the inboard bus in the ship, that is, the power factor of the inboard generator can be controlled to the power factor set value set by the power factor setting device, so that the inboard generator can be operated in an efficient state. It is possible to provide an onboard power system that can be operated.
That is, the present invention calculates a reactive power request value from the active power detection value detected by the active power detector and the power factor setting value set by the power factor setting device, and the reactive power of the inboard bus is calculated as the required power. If you try to exceed the value, reactive power will be supplied from the inverter circuit to the inboard bus, so even if the reactive power temporarily increases, such as when the motor is started directly, it will be supplied from the inboard generator. The reactive power and the apparent power do not increase. In other words, the power factor of the inboard generator is limited to the power factor setting value set by the power factor setting device, and the operation efficiency of the inboard generator can be maintained in an optimum state. As a result, it is not necessary to increase the capacity of the onboard generator, and it is possible to reduce the size to a sufficient size so that it can be installed in a limited inboard space.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態における船内電力システムの主回路構成を示すブロック図である。なお、図６に示す船内電力システムの構成と同一部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit configuration of an inboard power system in the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as the structure of the inboard power system shown in FIG. 6, and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態における船内電力システムは、図６に示す構成に加えて、力率制御装置１５、力率設定器１５−１、有効電力設定器１５−２、力率検出器１６−１、有効電力検出器１６−２、遮断器１７−１，１７−２，１７−３、電動機等の負荷１８−１，１８−２，１８−３が設けられる。なお、図１に示す船内電力システムは、図６に示す電力変動検出器１０と電力検出器１１と有効電力設定器１０−１を具備していない。
In addition to the configuration shown in FIG. 6, the inboard power system in the present embodiment includes a power
力率検出器１６−１は、船内母線４と接続されており、船内発電機１−１，１−２，１−３により発電されて船内母線４（船内負荷）へ供給される電力の力率（力率検出値）、即ち船内母線４の力率を検出する。 The power factor detector 16-1 is connected to the inboard bus 4, and is the power of electric power generated by the inboard generators 1-1, 1-2, 1-3 and supplied to the inboard bus 4 (inboard load). The rate (power factor detection value), that is, the power factor of the inboard bus 4 is detected.
有効電力検出器１６−２は、船内母線４と接続されており、船内発電機１−１〜１−３により発電されて船内母線４（船内負荷）へ供給される有効電力（有効電力検出値）、即ち船内母線４の有効電力を検出する。 The active power detector 16-2 is connected to the inboard bus 4, and is generated by the inboard generators 1-1 to 1-3 and supplied to the inboard bus 4 (inboard load) (active power detection value). ), That is, the active power of the inboard bus 4 is detected.
力率設定器１５−１は、力率制御装置１５と接続され、船内発電機１−１〜１−３により発電されて船内母線４（船内負荷）へ供給される電力（船内発電機の総出力）の力率（力率設定値）、即ち船内母線４の力率を設定する。
The power factor setter 15-1 is connected to the power
有効電力設定器１５−２は、力率制御装置１５と接続され、船内発電機１−１〜１−３により発電されて船内母線４（船内負荷）へ供給される電力（船内発電機の総出力）の有効電力（有効電力設定値）、即ち船内母線４の有効電力を設定する。
The active power setter 15-2 is connected to the power
力率制御装置１５は、蓄電池７−１の充電状態を監視し、力率設定器１５−１で設定された力率設定値、有効電力設定器１５−２で設定された有効電力設定値、力率検出器１６−１により検出される力率検出値、及び有効電力検出器１６−２により検出される有効電力検出値をもとに、有効電力指令値を算出すると共に、無効電力要求値と無効電力検出値を演算して無効電力指令値を算出し、蓄電池７−１が充放電可能な状態で、無効電力検出値が無効電力要求値を超えた時に、有効電力指令値と無効電力指令値を充放電装置７のインバータ回路に出力してＰＷＭ制御し、蓄電池７−１を充放電制御、即ち船内母線の有効電力を制御しつつ、船内母線の無効電力を制御して、船内母線４に供給される電力の力率を力率設定器１５−１で設定される設定値に制御する。
The power
また、無効電力検出値が無効電力要求値を超えない場合は、有効電力指令値のみを充放電装置７のインバータ回路に出力して蓄電池７−１を充放電制御、即ち船内母線の有効電力のみを制御する。力率制御装置１５の詳細な構成については後述する（図２）。
When the detected reactive power value does not exceed the required reactive power value, only the active power command value is output to the inverter circuit of the charging / discharging
電動機等の負荷１８−１〜１８−３は、それぞれ遮断器１７−１〜１７−３を介して、船内母線４と接続される。 Loads 18-1 to 18-3 such as electric motors are connected to the inboard bus 4 via circuit breakers 17-1 to 17-3, respectively.
本実施形態における船内電力システムは、力率制御装置１５の制御により、船内発電機の力率が力率設定器１５−１で設定された力率設定値に抑制されるので、電動機等をダイレクト起動した場合など、無効電力が一時的に増加する時も、船内発電機の運転効率を最適な状態に保持させることができる。
In the inboard power system in the present embodiment, the power factor of the inboard generator is suppressed to the power factor set value set by the power factor setter 15-1 by the control of the power
図２は、本実施形態における船内電力システムの制御機能を説明するブロック図である。図２において、有効電力演算装置１９、無効電力演算装置２０、無効電力要求値演算装置２１、演算器２２、第１の減算器２４、及び第２の減算器２５は、図１の力率制御装置１５に設けられ、インバータ回路２３は、充放電装置７に設けられる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control function of the inboard power system in the present embodiment. In FIG. 2, the active
無効電力演算装置２０は、有効電力検出器１６−２で検出した有効電力検出値ＰＬと力率検出器１６−１で検出した力率検出値ｐｆＬとから船内母線４の無効電力検出値ＱＬを演算する。無効電力演算装置２０は、例えば以下の（式１）に基づいて、無効電力検出値ＱＬを演算することができる。
無効電力要求値演算装置２１は、力率設定器１５−１で設定した力率設定値ｐｆｇ ＊と有効電力検出値ＰＬとから、船内母線４の無効電力要求値Ｑｇ ＊を演算する。無効電力要求値演算装置２１は、例えば以下の（式２）に基づいて、無効電力要求値Ｑｇ ＊を演算することができる。
第１の減算器２４は、無効電力演算装置２０で演算した無効電力検出値ＱＬから無効電力要求値演算装置２１で演算した無効電力要求値Ｑｇ ＊を減算し、無効電力指令値±ＱＩＮＶ ＊＊を算出する。
The
演算器２２は、第１の減算器２４で算出した無効電力指令値±ＱＩＮＶ ＊＊から、ＱＩＮＶ ＊＊＞０の場合、即ち無効電力検出値ＱＬが無効電力要求値Ｑｇ ＊より大きい場合にのみ無効電力指令値＋ＱＩＮＶ ＊をインバータ回路２３に出力する。
The
第２の減算器２５は、有効電力検出器１６−２で検出した有効電力検出値ＰＬから有効電力設定器１５−２で設定された有効電力設定値Ｐｇ ＊を減算して有効電力指令値±ＰＩＮＶ ＊＊を算出する。
有効電力演算装置１９は、有効電力指令値±ＰＩＮＶ ＊＊からＰＩＮＶ ＊＊＞０の場合、即ち、有効電力検出値ＰＬが有効電力設定値Ｐｇ ＊より大きい場合は、＋ＰＩＮＶ ＊をインバータ回路２３に出力し、ＰＩＮＶ ＊＊＜０の場合、即ち、有効電力検出値ＰＬが有効電力設定値Ｐｇ ＊より小さい場合は、−ＰＩＮＶ ＊をインバータ回路２３に出力する。
When the active power command value ± P INV ** to P INV ** > 0, that is, when the active power detection value P L is larger than the active power set value P g *, the active
インバータ回路２３は、演算器２２から出力された無効電力指令値＋ＱＩＮＶ ＊と、有効電力演算装置１９から出力された有効電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊あるいは−ＰＩＮＶ ＊を入力し、有効電力検出値ＰＬが有効電力設定値Ｐｇ ＊より大きい場合に有効電力演算装置１９から出力される有効電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊に応じた有効電力を蓄電池７−１から放電し、有効電力検出値ＰＬが有効電力設定値Ｐｇ ＊より小さい場合に有効電力演算装置１９から出力される有効電力指令値−ＰＩＮＶ ＊に応じた有効電力を、船内母線４の電力から蓄電池７−１に充電しつつ、無効電力検出値ＱＬが無効電力要求値Ｑｇ ＊を超えている時は、無効電力指令値＋ＱＩＮＶ ＊に応じた無効電力を船内母線４に供給するようにパルス幅変調（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））制御を行う。
The
このように、力率制御装置１５からの指令値により充放電装置７のインバータ回路２３をＰＷＭ制御することにより、船内発電機１−１〜１−３から出力される有効電力は、有効電力設定器１５−２で設定される有効電力設定値Ｐｇ ＊に制限されると共に、無効電力検出値ＱＬが無効電力要求値Ｑｇ ＊を超えている時は、無効電力は、力率設定値ｐｆｇ ＊と有効電力検出値ＰＬとから演算される無効電力要求値Ｑｇ ＊以下に抑制される。その結果、力率は、力率設定器１５−１で設定される力率設定値ｐｆｇ ＊以下に制限される。
In this way, the active power output from the onboard generators 1-1 to 1-3 is set to the active power by PWM control of the
図３、図４、及び図５は、本実施形態における船内電力システムの作用効果を説明するための船内発電機１−１〜１−３の電力ベクトル図である。図３は、船内発電機１−１〜１−３が定格負荷で運転している状態を示し、図４は定格負荷で運転中の船内発電機１−１〜１−３に電動機等の負荷１８−１〜１８−３が投入された時の状態を示し、図５は本実施形態における制御機能により船内発電機１−１〜１−３が定格負荷状態に抑制されたときの状態を示している。 3, 4, and 5 are power vector diagrams of the onboard generators 1-1 to 1-3 for explaining the operational effects of the onboard power system in the present embodiment. FIG. 3 shows a state in which the inboard generators 1-1 to 1-3 are operating at a rated load, and FIG. 4 shows a load such as an electric motor on the inboard generators 1-1 to 1-3 operating at the rated load. FIG. 5 shows a state when the inboard generators 1-1 to 1-3 are suppressed to the rated load state by the control function in the present embodiment. ing.
図３に示す定格運転状態では、皮相電力ＶＡ１、無効電力ＶＡＲ１、有効電力Ｗ１とし、力率に相当する力率角をθ１としている。ここで、例えば電動機等の負荷１８−１〜１８−３が投入されると、船内発電機１−１〜１−３により船内母線４へ供給される電力、即ち、皮相電力ＶＡ２、無効電力ＶＡＲ２、有効電力Ｗ２は、図４に示すように、図３に示す皮相電力ＶＡ１、無効電力ＶＡＲ１、有効電力Ｗ１よりそれぞれ大きくなる。また、力率角は、図２に示すθ１からθ２に変化し、力率が悪くなることを示している。 In the rated operation state shown in FIG. 3, the apparent power VA1, the reactive power VAR1, and the active power W1 are set, and the power factor angle corresponding to the power factor is θ1. Here, for example, when loads 18-1 to 18-3 such as electric motors are input, the power supplied to the inboard bus 4 by the inboard generators 1-1 to 1-3, that is, the apparent power VA2 and the reactive power VAR2 As shown in FIG. 4, the active power W2 is larger than the apparent power VA1, the reactive power VAR1, and the active power W1 shown in FIG. Further, the power factor angle changes from θ1 shown in FIG. 2 to θ2, indicating that the power factor becomes worse.
本実施形態における船内電力システムでは、電動機等の負荷１８−１〜１８−３の投入に伴って、皮相電力、無効電力、有効電力が大きくなると、船内母線４の有効電力および力率を、それぞれ有効電力設定器１５−２で設定される有効電力設定値Ｐｇ ＊および力率設定器１５−１で設定される力率設定値ｐｆｇ ＊に制限するよう充放電装置７を制御するため、図５に示すように、ＶＡＲ２−ＶＡＲ１の無効電力が、またＷ２−Ｗ１の有効電力が制御され、その結果として、電動機等の負荷１８−１〜１８−３が投入された後の皮相電力ＶＡ３、無効電力ＶＡＲ３、有効電力Ｗ３は、図３に示す定格負荷で運転している状態とほぼ同じになり、力率角θ３もほぼθ１に改善される。
In the inboard power system in the present embodiment, when the apparent power, reactive power, and active power increase as the loads 18-1 to 18-3 such as electric motors are turned on, the active power and power factor of the inboard bus 4 are respectively set. In order to control the charging / discharging
尚、船内母線４の無効電力検出値ＱＬが無効電力要求値Ｑｇ ＊より小さい時は、インバータ回路２３は、有効電力演算装置１９から出力される有効電力指令値＋ＰＩＮＶ ＊あるいは−ＰＩＮＶ ＊に応じて、それぞれ蓄電池７−１から船内母線４へ有効電力を放電あるいは船内母線４の電力により蓄電池７−１を充電し、無効電力の制御は行わない。
When the reactive power detection value Q L of the inboard bus 4 is smaller than the reactive power requirement value Q g * , the
このようにして、船内母線４の力率及び有効電力を検出し、船内発電機１−１〜１−３の力率及び有効電力がそれぞれ所定の力率設定値以下、及び有効電力設定値となるように、力率制御装置１５からの指令値により充放電装置７を制御するので、電動機等の負荷１８−１〜１８−３が投入されても船内発電機１−１〜１−３の電力を定格負荷状態に抑制できる。その結果として船内発電機１−１〜１−３を力率の良い、即ち、運転効率の良い状態で運転できると共に、始動電流の影響による運転効率の低下を考慮して発電機容量を大きくする必要がないため、限られた船内スペースにも十分設置が可能な大きさに抑制することができる効果がある。
In this way, the power factor and active power of the inboard bus 4 are detected, and the power factor and active power of the inboard generators 1-1 to 1-3 are respectively equal to or lower than the predetermined power factor set value and the active power set value. Thus, since the charging / discharging
１−１，１−２，１−３…船内発電機、２−１，２−２，２−３…エンジン、３−１，３−２，３−３…遮断器、４…船内母線、５−１，５−２…遮断器、６−１，６−２…船内負荷、７…充放電装置、７−１…蓄電池、８…遮断器、１２…推進用インバータ、１３…電気推進用電動機、１４…推進用プロペラ、１５…力率制御装置、１５−１…力率設定器、１５−２…有効電力設定器、１６−１…力率検出器、１６−２…有効電力検出器、１７−１，１７−２，１７−３…遮断器、１８−１，１８−２，１８−３…電動機等の負荷、１９…有効電力演算装置、２０…無効電力演算装置、２１…無効電力要求値演算装置、２２…演算器、２３…インバータ回路、２４…第１の減算器、２５…第２の減算器。 1-1, 1-2, 1-3 ... inboard generator, 2-1,2-2,2-3 ... engine, 3-1,3-2,3-3 ... breaker, 4 ... inboard bus, 5-1, 5-2 ... circuit breaker, 6-1, 6-2 ... ship load, 7 ... charge / discharge device, 7-1 ... storage battery, 8 ... circuit breaker, 12 ... inverter for propulsion, 13 ... for electric propulsion Electric motor, 14 ... propeller for propulsion, 15 ... power factor control device, 15-1 ... power factor setter, 15-2 ... active power setter, 16-1 ... power factor detector, 16-2 ... active power detector , 17-1, 17-2, 17-3 ... circuit breaker, 18-1, 18-2, 18-3 ... load such as an electric motor, 19 ... active power calculation device, 20 ... reactive power calculation device, 21 ... invalid Power requirement value calculation device, 22 ... calculator, 23 ... inverter circuit, 24 ... first subtractor, 25 ... second subtractor.
また、請求項２に係る発明は、船内発電機で発電した電力を、船内母線を介して船内負荷に供給する船内電力システムにおいて、前記船内母線にインバータ回路を有する充放電装置を介して接続される蓄電池と、前記船内母線の力率を設定する力率設定器と、前記船内母線の力率を検出する力率検出器と、前記船内母線の有効電力を検出する有効電力検出器と、前記船内母線の有効電力を設定する有効電力設定器と、前記蓄電池の充電状態を監視し、前記充放電装置を制御する力率制御装置とを有し、前記力率制御装置は、前記力率設定器で設定した力率設定値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから無効電力要求値を演算する無効電力要求値演算装置と、前記力率検出器で検出した力率検出値と前記有効電力検出値とから無効電力検出値を演算する無効電力演算装置と、前記無効電力要求値と前記無効電力検出値との差から無効電力指令値を算出する第１の減算器と、前記有効電力設定器で設定した有効電力設定値と前記有効電力検出値との差から有効電力指令値を算出する第２の減算器と、前記蓄電池が充放電可能な状態の時に、前記有効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記有効電力指令値に応じた有効電力を前記蓄電池から前記船内母線へ放電あるいは前記船内母線の電力で前記蓄電池を充電させる有効電力演算装置と、前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えている時は、前記有効電力指令値と共に前記無効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記無効電力指令値に応じた無効電力を前記インバータ回路から前記船内母線に供給する演算器とを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an inboard power system that supplies electric power generated by an inboard generator to an inboard load via an inboard bus, and is connected to the inboard bus via a charging / discharging device having an inverter circuit. and the storage battery that the power factor setting unit for setting the power factor of the inboard bus, a power factor detector for detecting a power factor of the inboard bus, and active power detector for detecting the active power of the ship bus, wherein An active power setting device for setting the active power of the inboard bus; and a power factor control device for monitoring a charging state of the storage battery and controlling the charging / discharging device , wherein the power factor control device is configured to set the power factor A reactive power request value calculation device that calculates a reactive power request value from a power factor setting value set by a detector and an active power detection value detected by the active power detector, and a power factor detection value detected by the power factor detector And the active power detection value A reactive power calculation device that calculates a detected power value, a first subtractor that calculates a reactive power command value from a difference between the required reactive power value and the detected reactive power value, and an active power set by the active power setting device A second subtractor for calculating an active power command value from a difference between a power setting value and the detected active power value; and when the storage battery is in a chargeable / dischargeable state, the active power command value is converted into an inverter of the charge / discharge device. Output to the circuit, discharging the active power according to the active power command value from the storage battery to the inboard bus or charging the storage battery with the power of the inboard bus, and the reactive power detection value is the When the reactive power request value is exceeded, the reactive power command value is output to the inverter circuit of the charging / discharging device together with the active power command value, and the reactive power corresponding to the reactive power command value is output to the inverter. Characterized in that the capacitor circuit and an arithmetic unit for supplying to said inboard bus.
Claims (3)
船内母線にインバータ回路を有する充放電装置を介して接続する蓄電池と、
前記船内母線の力率を設定する力率設定器と、
前記船内母線の有効電力を設定する有効電力設定器と、
前記船内母線の力率を検出する力率検出器と、
前記船内母線の有効電力を検出する有効電力検出器と、
前記蓄電池の充電状態を監視し、前記充放電装置を制御する力率制御装置とを有し、
前記力率制御装置は、
前記力率設定器で設定した力率設定値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから無効電力要求値を演算すると共に、
前記力率検出器で検出した力率検出値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから無効電力検出値を演算し、前記無効電力要求値と前記無効電力検出値との偏差から無効電力指令値を算出すると共に、
前記有効電力設定器で設定した有効電力設定値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とから有効電力指令値を算出し、
前記蓄電池が充放電可能な状態で前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えている時は、前記有効電力指令値と無効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記有効電力指令値に応じた有効電力を前記蓄電池から前記船内母線へ放電あるいは前記船内母線の電力で前記蓄電池を充電させつつ、インバータ回路から無効電力指令値に応じた無効電力を前記船内母線に供給することにより、
前記船内母線の有効電力が前記有効電力設定器で設定した有効電力に、また、力率が前記力率設定器で設定した力率となるように制御し、
前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えていない時は、前記有効電力指令値のみを前記インバータ回路に出力して、前記船内母線の有効電力を前記有効電力設定器で設定した有効電力に制御することを特徴とする船内電力システム。 In the inboard power system that supplies the output power generated by the inboard generator to the inboard load via the inboard bus,
A storage battery connected to the inboard bus line via a charging / discharging device having an inverter circuit;
A power factor setter for setting the power factor of the inboard bus;
An active power setting device for setting the active power of the inboard bus;
A power factor detector for detecting the power factor of the inboard bus;
An active power detector for detecting the active power of the inboard bus; and
A power factor control device that monitors the state of charge of the storage battery and controls the charge / discharge device;
The power factor control device is:
While calculating the reactive power request value from the power factor setting value set by the power factor setting device and the active power detection value detected by the active power detector,
A reactive power detection value is calculated from the power factor detection value detected by the power factor detector and the active power detection value detected by the active power detector, and the deviation between the reactive power request value and the reactive power detection value is calculated. While calculating the reactive power command value,
An active power command value is calculated from the active power setting value set by the active power setting device and the active power detection value detected by the active power detector,
When the reactive power detection value exceeds the reactive power requirement value in a state where the storage battery is chargeable / dischargeable, the active power command value and the reactive power command value are output to the inverter circuit of the charging / discharging device, While discharging the active power corresponding to the active power command value from the storage battery to the inboard bus or charging the storage battery with the power of the inboard bus, the reactive power corresponding to the reactive power command value is supplied from the inverter circuit to the inboard bus. By supplying
Control so that the active power of the inboard bus is the active power set by the active power setter, and the power factor is the power factor set by the power factor setter,
When the reactive power detection value does not exceed the reactive power requirement value, only the active power command value is output to the inverter circuit, and the active power of the inboard bus is set by the active power setting device. An inboard power system characterized by control.
船内母線にインバータ回路を有する充放電装置を介して接続される蓄電池と、
前記船内母線の力率を設定する力率設定器と、
前記船内母線の力率を検出する力率検出器と、
前記船内母線の有効電力を検出する有効電力検出器と、
前記力率設定器で設定した力率設定値と前記力率検出器で検出した力率検出値と前記有効電力検出器で検出した有効電力検出値とをもとに無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値に応じた無効電力を前記充放電装置のインバータ回路から前記船内母線に供給する力率制御装置と
を有したことを特徴とする船内電力システム。 In the ship power system that supplies the power generated by the ship generator to the ship load via the ship bus,
A storage battery connected to the inboard bus line via a charging / discharging device having an inverter circuit;
A power factor setter for setting the power factor of the inboard bus;
A power factor detector for detecting the power factor of the inboard bus;
An active power detector for detecting the active power of the inboard bus; and
A reactive power command value is calculated based on the power factor setting value set by the power factor setting device, the power factor detection value detected by the power factor detector, and the active power detection value detected by the active power detector. An inboard power system comprising: a power factor control device for supplying reactive power corresponding to the reactive power command value from the inverter circuit of the charge / discharge device to the inboard bus.
前記力率制御装置は、
前記力率設定値と前記有効電力検出値とから無効電力要求値を演算する無効電力要求値演算装置と、
前記力率検出値と前記有効電力検出値とから無効電力検出値を演算する無効電力演算装置と、
前記無効電力要求値と前記無効電力検出値との差から無効電力指令値を算出する第１の減算器と、
前記有効電力設定器で設定した有効電力設定値と前記有効電力検出値との差から有効電力指令値を算出する第２の減算器と、
前記蓄電池が充放電可能な状態の時に、前記有効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記有効電力指令値に応じた有効電力を前記蓄電池から前記船内母線へ放電あるいは前記船内母線の電力で前記蓄電池を充電させる有効電力演算装置と、
前記無効電力検出値が前記無効電力要求値を超えている時は、前記有効電力指令値と共に前記無効電力指令値を前記充放電装置のインバータ回路に出力して、前記無効電力指令値に応じた無効電力を前記インバータ回路から前記船内母線に供給させる演算器とを有する請求項２記載の船内電力システム。 An active power setting device for setting the active power of the inboard bus;
The power factor control device is:
A reactive power request value calculation device that calculates a reactive power request value from the power factor setting value and the active power detection value;
A reactive power calculation device that calculates a reactive power detection value from the power factor detection value and the active power detection value;
A first subtractor that calculates a reactive power command value from a difference between the reactive power request value and the reactive power detection value;
A second subtractor for calculating an active power command value from a difference between the active power setting value set by the active power setting device and the active power detection value;
When the storage battery is in a chargeable / dischargeable state, the active power command value is output to the inverter circuit of the charge / discharge device, and the active power corresponding to the active power command value is discharged from the storage battery to the inboard bus or the An active power calculation device for charging the storage battery with the power of the inboard bus; and
When the reactive power detection value exceeds the reactive power request value, the reactive power command value is output to the inverter circuit of the charge / discharge device together with the active power command value, and the reactive power command value is The inboard power system according to claim 2, further comprising: an arithmetic unit configured to supply reactive power from the inverter circuit to the inboard bus.
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