JP2016042751A - 船内電力システムの制御方法、船内電力システム、及び、船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】極力、船内電力の負荷変動を少なくするように、船舶に備えた間欠運転機器の発停のタイミングを調整して、発電装置で燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できる船舶の間欠運転機器群の制御方法、及び、船舶を提供する。【解決手段】船内の間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器１１，１２の発停のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２、ｔｅ１１、ｔｅ１２の判定に使用される機器発停情報を監視すると共に、２つ以上の間欠運転機器１１，１２の作動時期が重ならないように、少なくとも一の間欠運転機器１１又は１２の発停のタイミングｔｓ１１、ｔｅ１１、又は、ｔｓ１２、ｔｅ１２を調整する制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶における、工作機械、バラストポンプ、空気圧縮機、燃料移送ポンプ等の間欠運転機器に対する船内電力システムの制御方法、船内電力システム、及び、船舶に関する。

船舶においては、燃料供給ポンプ、燃料清浄機、油清浄機、機関室ファン、工作機械、バラストポンプ、空気圧縮機、燃料移送ポンプ等の多くの機器類を搭載しており、これらの機器類の作動に必要な駆動エネルギーを供給する船内電力システムを備えている。この船内電力システムのエネルギー源として、ディーゼル発電機等の発電装置があり、この発電装置は、船舶のプロペラ等の推進装置を駆動する主機関とは別に、補機として設けられ、その運転も独立して制御されている。

図１に示すように、この船内電力システム１の発電装置２の電力供給先は、大きく分けて、要求電力量が比較的安定している連続運転機器群５と、発停を繰り返して、要求電力量が大きく変動する間欠運転機器群１０とになる。この発電装置２からの電力は母線３からグループスタータパネル４を経由して連続運転機器群５と間欠運転機器群１０に供給される。

この連続運転機器群５は、燃料供給ポンプ、油清浄機、機関室ファン等で、要求電力量が比較的安定しているが、間欠運転機器群１０は、工作機械、バラストポンプ、燃料移送ポンプ１１、空気圧縮機１２等の発停を繰り返す機器であるので、要求電力量が大きく変動する。そのため、発電装置２においては、これらの間欠運転機器群１０の機器の平均使用電力等に対応した負荷状態での運転で、発電装置２の燃費率が最も低くなって燃費が良くなるように、発電装置２を調節（チューニング）している。

しかしながら、この間欠運転機器群１０では、燃料セットリングタンクの貯蔵燃料のレベルの高さに従って発停する燃料移送ポンプ１１や、空気槽の圧力の大きさに従って発停する空気圧縮機１２等があり、図５に示すように、これらの間欠運転機器の作動時間帯Ｒｔ１１、Ｒｔ１２が重なった場合には、一時的に、船内電力負荷が増加して、必要とされる供給電力が増大するため、燃費率の悪い負荷状態で発電装置２が運転されたり、あるいは、一時的に高くなった発電装置の負荷を負担するために、予備として配置されているスタンバイ発電機が起動したりする。

つまり、従来技術では、間欠運転機器群１０に属する機器は、個別に独立して制御されているために、間欠運転機器群１０に属する機器の幾つか又は全部が同時に運転されている状態が発生し、この場合には、発電装置２にかかる負荷が大きく変動するため、最も燃費率の低い負荷状態又はその近傍の負荷状態での発電装置２の運転を維持できずに、燃費率の悪い負荷状態での運転を行うことになり、間欠運転機器群１０へ電力を供給するための発電用の燃料消費量が多く、燃費が悪くなってしまうという問題がある。

この負荷変動の問題に対応するために、船舶の推進用プロペラを駆動するディーゼル主機関と、このディーゼル主機関からの排気ガスで駆動されるパワータービンと、このパワータービンで駆動されるタービン発電機と、このタービン発電機に船内母線を介して接続された船内負荷と、船内母線にインバータを介して接続された蓄電装置とを備えて、船内負荷量が減少してタービン発電機の出力電力に余剰が発生した場合には、その余剰電力をインバータを介して蓄電装置に蓄電し、逆に船内負荷量が増えた場合には、タービン発電機の出力不足電力を蓄電装置からインバータを介して供給する船内電力システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この船内電力システムでは、船内負荷の増減に対して蓄電装置からの電力供給と蓄電装置への充電で対応しているため、インバータ及び蓄電装置とこれらの装置の制御が必要になるという問題がある。

特開２００９−１３７３８３号公報

一方、本発明者は、間欠運転機器群は、必ずしも、機器の全部を同時運転する必要がなく、これらの機器の運転を一括管理して、逐次運転にすることで同時運転を回避すれば、発電装置において最も燃費率の低い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続でき、間欠運転機器群に電力を供給するために必要とされる発電量の燃料消費量を低下させ、発電装置における燃費を改善できるとの知見を得た。

本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、極力、船内電力の負荷変動を少なくするように、船舶に備えた間欠運転機器の発停のタイミングを調整して、発電装置で燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できる船内電力システムの制御方法、船内電力システム、及び、船舶を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の船内電力システムの制御方法は、船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視すると共に、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように、少なくとも一の間欠運転機器の発停のタイミングを調整する制御を行うことを特徴とする方法である。

この方法によれば、間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように制御するので、必要とされる電力量の最大量が小さくなると共に、要求電力量が平準化されるので、負荷変動も小さくなり、燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できるので、発電装置を省エネルギー運転することができる。

上記の船内電力システムの制御方法において、船内の前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器にその作動を優先させる優先順位を予め設けておくと共に、各前記間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から当該間欠運転機器の発停タイミングを予測して、優先順位の高い前記間欠運転機器の作動開始を早めるか、若しくは、優先順位の低い前記間欠運転機器の作動開始を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御すると、これにより、作動開始のタイミングを調整できるので、間欠運転機器の作動時間帯が重ならないようにすることができ、必要とされる要求電力量を平準化することができる。

例えば、間欠運転機器の発停をする条件をモニターしておき、対象の間欠運転機器のそれぞれの機器の次のスタートのタイミングを予測する。つまり、間欠運転機器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのそれぞれの次回のスタート時刻を予測し、作動時間帯が重なると予測される場合に、優先順位の高い機器のスタートタイミングを早める。なお、このタイミングを早めた機器が他の間欠運転機器の運転時期と重なる場合は、優先度に応じて、更に運転時期を早める。あるいは、優先順位の低い機器のスタートタイミングを遅くする。なお、このタイミングを遅くした機器が他の間欠運転機器の運転時期と重なる場合は、優先度に応じて、更に運転時期を遅くする。

上記の船内電力システムの制御方法において、船内の前記間欠運転機器群に含まれる少なくとも一つの前記間欠運転機器の作動を開始する開始用閾値と作動を停止する停止用閾値の少なくとも一方を変更して作動時間帯を短くすることにより、前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように制御すると、これにより、作動時間帯を短くして、作動時間帯が重なる頻度を少なくして、容易に、間欠運転機器の作動時間帯が重ならないようにすることができ、必要とされる電力量の最大量を平準化することができる。

つまり、この作動開始のタイミングの時間を早めたり、遅くしたりする代わりに、若しくは、それに加えて、開始用閾値を変更してもよい。例えば、燃料移送ポンプの場合に、タンク燃料セットリングタンクのレベル２０％でスタートしているものを、タンクレベル５０％でスタートさせる。

より詳細には、燃料セットリングタンクのレベルが発停のタイミングとなる燃料移送ポンプが、従来技術では、燃料セットリングタンクのレベル２０％でスタートし、燃料セットリングタンクのレベル９０％でストップしているのを、本発明では、燃料セットリングタンクのレベル５０％でスタートし、燃料セットリングタンクのレベル９０％でストップするように設定する。また、空気槽の圧力が発停のタイミングとなる空気圧縮機では、従来技術では、空気槽の圧力が１５ｂａｒでスタートし、３０ｂａｒでストップしているのを、本発明では、スタートの空気槽の圧力が２０ｂａｒとなるように設定する。同様の制御を他の間欠運転機器にも行い、船内の電力負荷の平滑化を図る。

また、上記の船内電力システムの制御方法において、前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷を予め推定し、この電力負荷に対して前記発電装置の燃料消費率が良くなるように前記発電装置の調整を予め行っておく。これにより、燃料消費率の良いところで常時発電装置を運転することができるので、省エネルギー化を図ることができる。

そして、上記の目的を達成するための船内電力システムは、船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視する機器発停情報監視手段と共に、各間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から当該間欠運転機器の発停タイミングを予測して、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重なるか否かを判定する発停タイミング判定手段を有する間欠運転機器用の制御装置を備えて構成される。

また、上記の船内電力システムにおいて、前記制御装置が、船内の前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器にその作動を優先させる優先順位を予め設けておく優先順位設定手段と共に、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重なると判断された場合に、優先順位の高い間欠運転機器の作動開始を早めるか、若しくは、優先順位の低い間欠運転機器の作動開始を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御する発停タイミング制御手段を有して構成される。

また、上記の船内電力システムにおいて、前記制御装置が、船内の前記間欠運転機器群に含まれる少なくとも一つの前記間欠運転機器の作動を開始する開始用閾値と作動を停止する停止用閾値の少なくとも一方を変更して作動時間帯を短くする閾値変更手段を有して構成される。

また、上記の船内電力システムにおいて、前記発電装置が、前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷に対して前記発電装置の燃料消費率が良くなるように予め調整されて構成される。

これらの船内電力システムによれば、上記の船内電力システムの制御方法を実施でき、同様の作用効果を奏することができる。

そして、上記の目的を達成するための船舶は、上記の船内電力システムを備えて構成され、上記の船内電力システムと同様の作用効果を奏することができる。

本発明の船内電力システムの制御方法、船内電力システム、及び、船舶によれば、極力、船内電力の負荷変動を少なくするように、船舶に備えた間欠運転機器の発停のタイミングを調整して、発電装置で燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できる。

本発明に係る実施の形態における船内電力システムの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態における船内電力システムの制御方法における間欠運転機器具の電力負荷の状態を示す図である。 本発明に係る実施の形態における船内電力システムの制御方法を説明するためのフローの一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態における船内電力システムの制御装置の構成を示す図である。 従来技術における船内電力システムの制御方法における間欠運転機器具の電力負荷の状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の船内電力システム、船内電力システム、及び、船舶について説明する。ここでは、間欠運転機器として、船舶の燃料の清浄の際に不純物や異物を沈殿させるために使用する燃料セットリングタンク（燃料沈殿・澄ましタンク）へ燃料を供給する燃料移送ポンプと、空気槽に圧縮空気を送る空気圧縮機を例にして説明するが、他の間欠運転機器であってもよい。

本発明に係る実施の形態の船内電力システムの制御方法は、図１及び図４に示すように、船内電力システム１の船内の間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器１１，１２の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視すると共に、２つ以上の間欠運転機器１１，１２の作動時期が重ならないように、少なくとも一の間欠運転機器１１（又は１２）の発停のタイミングを調整する制御する方法である。

より具体的には、間欠運転機器群１０の一つの第１の間欠運転機器１１として、燃料セットリングタンクのレベル（燃料量）Ｌｍが発停のタイミングとなる燃料移送ポンプ１１と、また、もう一つの第２の間欠運転機器１２として、空気槽の圧力Ｐｍが発停のタイミングとなる空気圧縮機１２がある場合について説明する。

この船内電力システムの制御方法では、図３に示すように、制御を開始する前に、ステップＳ１１で、船内の間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器１１、１２にその作動を優先させる優先順位を予め設けておく。また、ステップＳ１２で、船内の間欠運転機器群１０に含まれる少なくとも一つの間欠運転機器１１（または１２）の作動を開始する開始用閾値Ｌｓｃ（またはＰｓｃ）と作動を停止する停止用閾値Ｌｅｃ（またはＰｅｃ）の少なくとも一方を変更して作動時間帯Ｒｔ１１（またはＲｔ１２）を図５に示す従来技術よりも図２に示すように短くしておく。

この場合に、燃料移送ポンプ１１に関しては、従来技術では、燃料セットリングタンクの２０％レベルの開始用閾値Ｌｓｃｏでスタートし、９０％レベルの停止用閾値Ｌｅｃｏでストップしていたのを、本発明では、５０％レベルＬｓｃの開始用閾値Ｌｓｃでスタートし、９０％レベルＬｅｃの停止用閾値Ｌｅｃでストップするように設定することで、従来技術よりも、運転継続時間ｔｃ１１を短くする。

また、空気圧縮機１２では、従来技術では、空気槽の圧力Ｐｍが１５ｂａｒの開始用閾値Ｐｓｃｏでスタートし、３０ｂａｒの停止用閾値Ｐｅｃｏでストップしていたのを、本発明では、空気槽の圧力Ｐｍが２０ｂａｒの開始用閾値Ｐｓｃでスタートし、３０ｂａｒの停止用閾値Ｐｅｃでストップするように設定することで、従来技術よりも、運転継続時間ｔｃ１２を短くする。

この燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２のそれぞれの運転継続時間ｔｓ１１、ｔｓ１２を短く設定することで、燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の両方の運転時間が重なる頻度を減少させる。同様の制御を他の間欠運転機器にも行い、船内の電力負荷の平滑化を図る。

次に、図３のステップＳ１３で、間欠運転機器群１０に含まれる燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２を予め設けておく。

そして、船内電力システム１０の制御が開始されると、図３のステップＳ２１で機器発停情報の入力がなされる。つまり、燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の発停のタイミングの判定に使用される、燃料セットリングタンクのレベル（燃料量）Ｌｍと空気槽の圧力Ｐｍ等の機器発停情報が入力される。

次の図３のステップＳ２２で、この機器発停情報から、これに関連する燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２のそれぞれの作動開始のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２を予測する。この予測に関しては、燃料セットリングタンクのレベル（燃料量）Ｌｍや空気槽の圧力Ｐｍの減少具合をモニターして、作動開始のレベルＬｓｃや圧力Ｐｓｃまで下がる時間、即ち、間欠運転機器１１，１２の作動を開示するタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２を予測することは、線形近似や二次近似など周知の推定方法で容易に行うことができる。

また、図２に示すように、これらの燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の作動を開始するタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２にそれぞれの運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２を加えることで、これらの燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の作動を停止するタイミングｔｅ１１、ｔｅ１２を求めることができ、これらから、燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の作動時間帯Ｒｔ１１、Ｒｔ１２を予測できる。

次に、図３のステップＳ２３で、発停タイミングの判定を行う。つまり、燃料移送ポンプ１１の作動時間帯Ｒｔ１１とこの空気圧縮機１２の作動時間帯Ｒｔ１２とが重なり合うか否かを判定する。

そして、図３のステップＳ２３の発停タイミングの判定で、燃料移送ポンプ１１の作動時間帯Ｒｔ１１とこの空気圧縮機１２の作動時間帯Ｒｔ１２とが重なり合わない場合には（図２のケース１とケース２）、特に、作動時間の調整は行わずに、そのまま、図３のステップＳ２５に行き、発停タイミングの制御を行って、図２に示すように、それぞれの作動開始するタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２で作動を開始し、それぞれの運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２を経過したら、即ち、作動停止のタイミングｔｅ１１、ｔｅ１２で作動を停止する。

この場合に、それぞれの運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２を経過する前に、それぞれのレベルＬｍや圧力Ｐｍが作動終了のレベルＬｅｃや圧力Ｐｅｃに到達したら、その時点で、それぞれの機器１１、１２の作動をそれぞれ停止する。つまり、レベルＬｍ、または圧力Ｐｍの判定による作動停止が運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２の経過による作動停止よりも優先される。

なお、他方の機器１２（または１１）の作動が開始されるタイミングまで時間があるときは（図２のケース１とケース２）、一方の機器１１（または１２）の作動終了レベルの判定が作動終了となるまで、一方の機器１１（または１２）の作動を継続させてもよい（図２のケース１）。

つまり、作動終了レベルの判定が作動停止となるか、他方の機器１２（または１１）の作動開始のタイミングｔｓ１２（またはｔｓ１１）になるまで、一方の機器１１（または１２）の作動を延長して継続させてもよい。つまり、両方の作業時間帯Ｒｔ１１、Ｒｔ１２の間に時間がある場合には、先に作動する機器１１（または１２）の終了判定を運転継続時間ｔｃ１１（またはｔｃ１２）ではなく、レベルＬｍ（または圧力Ｐｍ）の判定で行ってもよい。

また、図３のステップＳ２３の発停タイミングの判定で、この燃料移送ポンプ１１の作動時間帯Ｒｔ１１とこの空気圧縮機１２の作動時間帯Ｒｔ１２とが重なり合う場合には（図２のケース３とケース４）、図３のステップＳ２４の発停タイミングの調整で、作動時間の調整を行う。この作動時間の調整は、優先順位が高い機器１１（これより後の説明では、仮に燃料移送ポンプ１１としておく）を優先する。

この優先方法としては、優先順位の高い機器１１の方の作動開始のタイミングｔｓ１１が、優先順位の低い機器（空気圧縮機）１２の方の作動開始のタイミングｔｓ１２より早い場合には、優先順位の高い機器１１の方の作動開始のタイミングｔｓ１１を早くするか（図２のケース３とケース４）、あるいは、優先順位の低い機器（空気圧縮機）１２の方の作動開始のタイミングを優先順位の高い機器１１の作動終了のタイミングｔｅ１１まで遅らせるかして、両方の機器１１、１２の調整後の作動時間帯Ｒｔｃ１１、Ｒｔｃ１２が重ならないように調整する。

なお、作動開始のタイミングｔｓ１１を早くする場合に開始のタイミングｔｓ１１を時間的に早くしてもよいが、レベルＬｍの判定の開始用閾値Ｌｓｃを一時的に変更してもよい。例えば、タンクレベルＬｍがレベル２０％の開始用閾値Ｌｓｃでスタートするように設定されている燃料移送ポンプ１１の場合、タンクレベルＬｍがレベル５０％に変更された開始用閾値Ｌｓｃになったらスタートさせるようにしてもよい。

また、優先順位の高い機器１１の方の作動開始のタイミングｔｓ１１が、優先順位の低い機器１２の方の作動開始のタイミングｔｓ１２より遅いが、優先順位の低い方の機器１２の作動時間と優先順位の高い方の機器１１の作動時間とが重なる場合には、優先順位の低い機器１２の方の作動終了のタイミングｔｅ１２を早める調整をして、優先順位の低い機器１２の方の調整後の作動終了のタイミングｔｅｃ１２が、優先順位の高い機器１１の作動開始のタイミングｔｓ１１より早くなるようにして、両方の機器１１、１２の調整後の作動時間帯Ｒｔｃ１１、Ｒｔｃ１２が重ならないように調整する。なお、この場合に、優先順位の低い機器１２の方の作動終了に関しては、圧力Ｐｍの判定による終了が運転継続時間ｔｃ１２よる終了よりも優先される。

また、万一、優先順位の低い機器１２の方の作動終了になる前に、優先順位の高い機器１１の方の作動開始のタイミングｔｓ１１に達したときには、優先順位の低い機器１２を即座に作動終了にし、優先順位の高い機器１１を作動開始する。優先順位の高い機器１１の作動開始のタイミングｔｓ１１の予測を、優先順位の低い機器１２の方の作動中においても繰り返し行っているので、このような場合も起こり得る。

そして、図３のステップＳ２５で、発停タイミングの制御を行って、調整後のそれぞれの作動開始するタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２で作動を開始し、それぞれの運転継続時間ｔｃ１１、ｔｃ１２を経過したら、即ち、作動停止のタイミングｔｅ１１、ｔｅ１２で作動を停止する。

この図３のステップＳ２５の発停タイミングの制御を行ったら、ステップＳ２１に戻り、船内電力システム１の作動が停止するまで、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の制御を繰り返し行い、船内電力システム１の作動が停止すると、割り込みにより、ステップＳ２６の終了作業に行き、船内電力システム１の他の制御と共にこの制御を終了する。

上記では、間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器が燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２の２つであるとして図２及び図３を参照しながら説明したが、間欠運転機器が増えた場合は、それぞれの間欠運転機器の発停をする条件をモニターしておき、各間欠運転機器ｉにおける、次回の作動開始のタイミングｔｓｉを予測し、作動時間帯Ｒｔｉが重なると予測される場合に、優先順位の高い機器ｊの作動開始のタイミングｔｓｊを早める。そして、作動開始のタイミングｔｓｊを早めた機器ｊが他の間欠運転機器ｋの作動時間帯Ｒｔｋと重なる場合は、優先順位に応じて、更に、作動開始のタイミングｔｓｊまたはｔｓｋを早める。

上記の制御により、船舶に備えた間欠運転機器ｉの発停のタイミングｔｓｉを調整して、作動時間帯Ｒｔｉの重なりによって生じる間欠運転機器ｉの並行運転を回避できるので、船内電力の負荷変動を少なくすることができ、発電装置及び予備発電装置の無用な発停を防ぐことができる。

更に、間欠運転機器群１０の各間欠運転機器ｉの発停のタイミングｔｓｉの調整により平滑化される電力負荷を推定し、この電力負荷に対して発電装置の燃料消費率が良くなるように発電装置の調整を予め行っておくことが好ましく、これにより、燃料消費率の良いところで常時発電装置を運転することができるので、省エネルギー化を図ることができる。

次に、上記の船内電力システムの制御方法を実施するための船内電力システムについて説明する。図４に示すように、この本発明に係る船内電力システム２０は、優先順位設定手段２１、機器発停情報監視手段２２、発停タイミング判定手段２３、発停タイミング制御手段２４、閾値変更手段２５を有して構成される。

この優先順位設定手段２１は、船内の間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器１１、１２にその作動を優先させる優先順位を予め設けておく手段であり、機器発停情報監視手段２２は、船内の間欠運転機器群１０に含まれる間欠運転機器１１、１２の発停のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２、ｔｅ１１、ｔｅ１２の判定に使用される、例えば、燃料セットリングタンクのレベル（燃料量）Ｌｍや空気槽の圧力Ｐｍ等の機器発停情報Ｌｍ、Ｐｍを監視する手段である。

また、発停タイミング予測手段２３は、各間欠運転機器１１、１２の発停のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２、ｔｅ１１、ｔｅ１２の判定に使用される機器発停情報Ｌｍ，Ｐｍから当該間欠運転機器１１、１２の発停タイミングｔｓ１１、ｔｓ１２、ｔｅ１１、ｔｅ１２を予測して、２つ以上の間欠運転機器１１、１２の作動時間帯Ｒｔ１１、Ｒｔ１２が重なるか否かを判定する手段である。

また、発停タイミング制御手段２４は、２つ以上の間欠運転機器１１、１２の作動時間帯Ｒｔ１１、Ｒｔ１２が重なると判断された場合に、優先順位の高い間欠運転機器１１（または１２）の作動開始ｔｓ１１（またはｔｓ１２）を早めるか、若しくは、優先順位の低い間欠運転機器１１（または１２）の作動開始ｔｓ１２（またはｔｓ１１）を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御する手段である。

また、閾値変更手段１５は、船内の間欠運転機器群１０に含まれる少なくとも一つの間欠運転機器１１（または１２）の作動を開始する開始用閾値Ｌｓｃ（またはＰｓｃ）と作動を停止する停止用閾値Ｌｅｃ（またはＰｅｃ）の少なくとも一方を変更して作動時間帯Ｒｔ１１（またはＲｔ１２）を短くする手段である。

そして、発電装置２が、間欠運転機器群１０の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷に対して発電装置２の燃料消費率が良くなるように予め調整されているが好ましい。

上記の構成の船内電力システムの制御方法、船内電力システム１によれば、極力、船内電力の負荷変動を少なくするように、船舶に備えた間欠運転機器１１、１２の発停のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２を調整して、発電装置で燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できる。

そして、本発明にかかる船舶は、上記の船内電力システムを備えて構成され、上記の船内電力システムと同様の作用効果を奏することができる。

本発明の船内電力システムの制御方法、船内電力システム、及び、船舶によれば、極力、船内電力の負荷変動を少なくするように、船舶に備えた間欠運転機器の発停のタイミングを調整して、発電装置で燃費率の良い負荷状態かその近傍の負荷状態での運転を継続することができて発電装置における燃費を改善できるので、多くの船舶に利用することができる。

１ 船内電力システム
１０ 間欠運転機器群
１１ 燃料移送ポンプ（間欠運転機器）
１２ 空気圧縮機（間欠運転機器）
２０ 制御装置
２１ 優先順位設定手段
２２ 機器発停情報監視手段
２３ 発停タイミング判定手段
２４ 発停タイミング制御手段
２５ 閾値変更手段
Ｌｍ タンクレベル
Ｐｍ 圧力
ｔｓ１１、ｔｓ１２ 作動開始のタイミング
ｔｅ１１、ｔｅ１２ 作動停止のタイミング
ｔｃ１１、ｔｃ１２ 運転継続時間
Ｒｔ１１、Ｒｔ１２、Ｒｔｉ、Ｒｔｊ、Ｒｔｋ 作動時間帯
Ｒｔｓ１１、Ｒｔｓ１２ 調整後の作動時間帯

上記の目的を達成するための本発明の船内電力システムの制御方法は、船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視すると共に、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように、少なくとも一つの間欠運転機器の発停のタイミングを調整する制御を行う船内電力システムの制御方法において、船内の前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器にその作動を優先させる優先順位を予め設けておくと共に、各前記間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から当該間欠運転機器の次回の発停タイミングを予測して、優先順位の高い前記間欠運転機器の作動開始を早めるか、若しくは、優先順位の低い前記間欠運転機器の作動開始を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御することを特徴とする方法である。

また、これにより、作動開始のタイミングを調整できるので、間欠運転機器の作業時間帯が重ならないようにすることができ、必要とされる要求電力量を平準化することができる。
また、上記の船内電力システムの制御方法において、前記機器発停情報から前記間欠運転機器の発停タイミングを予測するに際して、燃料セットリングタンクのレベル、若しくは、空気槽の圧力を使用して作動を開始するタイミングを予測するときに、線形近似若しくは二次近似を用いる。

上記の目的を達成するための本発明の船内電力システムは、船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視する機器発停情報監視手段と共に、各間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から次回の当該間欠運転機器の発停タイミングを予測して、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重なるか否かを判定する発停タイミング判定手段を有する間欠運転機器用の制御装置を備えて構成される。

次の図３のステップＳ２２で、この機器発停情報から、これに関連する燃料移送ポンプ１１と空気圧縮機１２のそれぞれの作動開始のタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２を予測する。この予測に関しては、燃料セットリングタンクのレベル（燃料量）Ｌｍや空気槽の圧力Ｐｍの減少具合をモニターして、作動開始のレベルＬｓｃや圧力Ｐｍｃまで下がる時間、即ち、間欠運転機器１１、１２に作動を開始するタイミングｔｓ１１、ｔｓ１２を予測することは、線形近似や二次近似など周知の推定方法で容易に行うことができる。

また、上記の船内電力システムの制御方法において、前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷を予め推定し、この電力負荷に対して発電装置の燃料消費率が良くなるように前記発電装置の調整を予め行っておく。これにより、燃料消費率の良いところで常時発電装置を運転することができるので、省エネルギー化を図ることができる。

また、上記の船内電力システムにおいて、発電装置が、前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷に対して前記発電装置の燃料消費率が良くなるように予め調整されて構成される。

Claims (9)

1. 船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視すると共に、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように、少なくとも一の間欠運転機器の発停のタイミングを調整する制御を行うことを特徴とする船内電力システムの制御方法。
2. 船内の前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器にその作動を優先させる優先順位を予め設けておくと共に、各前記間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から当該間欠運転機器の発停タイミングを予測して、優先順位の高い前記間欠運転機器の作動開始を早めるか、若しくは、優先順位の低い前記間欠運転機器の作動開始を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御することを特徴とする請求項１に記載の船内電力システムの制御方法。
3. 船内の前記間欠運転機器群に含まれる少なくとも一つの前記間欠運転機器の作動を開始する開始用閾値と作動を停止する停止用閾値の少なくとも一方を変更して作動時間帯を短くすることにより、前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器の作動時間帯が重ならないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の船内電力システムの制御方法。
4. 前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷を予め推定し、この電力負荷に対して前記発電装置の燃料消費率が良くなるように前記発電装置の調整を予め行っておくことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船内電力システムの制御方法。
5. 船内の間欠運転機器群に含まれる間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報を監視する機器発停情報監視手段と共に、各間欠運転機器の発停のタイミングの判定に使用される機器発停情報から当該間欠運転機器の発停タイミングを予測して、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重なるか否かを判定する発停タイミング判定手段を有する間欠運転機器用の制御装置を備えたことを特徴とする船内電力システム。
6. 前記制御装置が、船内の前記間欠運転機器群に含まれる前記間欠運転機器にその作動を優先させる優先順位を予め設けておく優先順位設定手段と共に、２つ以上の間欠運転機器の作動時間帯が重なると判断された場合に、優先順位の高い間欠運転機器の作動開始を早めるか、若しくは、優先順位の低い間欠運転機器の作動開始を遅くするかの、少なくとも一方を採用して制御する発停タイミング制御手段を有することを特徴とする請求項５に記載の船内電力システム。
7. 前記制御装置が、船内の前記間欠運転機器群に含まれる少なくとも一つの前記間欠運転機器の作動を開始する開始用閾値と作動を停止する停止用閾値の少なくとも一方を変更して作動時間帯を短くする閾値変更手段を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の船内電力システム。
8. 前記発電装置が、前記間欠運転機器群の発停のタイミングの調整により平滑化される電力負荷に対して前記発電装置の燃料消費率が良くなるように予め調整されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の船内電力システム。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の船内電力システムを備えたことを特徴とする船舶。

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