JP2019073141A - Control method for vessel propulsion system, control device for vessel propulsion system, and vessel provided with control device - Google Patents

Control method for vessel propulsion system, control device for vessel propulsion system, and vessel provided with control device Download PDF

Info

Publication number
JP2019073141A
JP2019073141A JP2017200182A JP2017200182A JP2019073141A JP 2019073141 A JP2019073141 A JP 2019073141A JP 2017200182 A JP2017200182 A JP 2017200182A JP 2017200182 A JP2017200182 A JP 2017200182A JP 2019073141 A JP2019073141 A JP 2019073141A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
generator
amount
inboard
reached
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017200182A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6405021B1 (en
Inventor
慎也 上野
Shinya Ueno
慎也 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Marine United Corp
Original Assignee
Japan Marine United Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Marine United Corp filed Critical Japan Marine United Corp
Priority to JP2017200182A priority Critical patent/JP6405021B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6405021B1 publication Critical patent/JP6405021B1/en
Publication of JP2019073141A publication Critical patent/JP2019073141A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236Renewable or hybrid-electric solutions

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

To provide a vessel propulsion system for reducing a passing electric power amount, having capacity of an electric power conversion apparatus smaller and a control method for the same.SOLUTION: A vessel control system includes: a first power supply step by a first generator 32 to inboard power load; a second power supply step for supplying power to the inboard power load through a first power conversion apparatus 61 and a second power conversion apparatus 62 by a second generator 12; a first load shift step for shifting one portion of the inboard power load from the first generator to the second generator; an electric motor drive step for driving an electric motor 53 through the first power conversion apparatus and a third power conversion apparatus 63 from the second generator; a first propulsion energizing step for increasing a propulsion energizing amount of the electric motor by increasing a supply amount of power by the second generator to a threshold; a second load shift step for shifting inboard electric power load from a first generator to a third generator by generating power by starting the third generator; and a second propulsion energizing step for increasing a propulsion energizing amount of the electric generator by increasing the supplied amount of electric power from the third generator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、船舶の推進用プロペラを推進加勢する電動機を備えた船舶推進システムの制御方法、船舶推進システムの制御装置、及び、この制御装置を備えた船に関する。   The present invention relates to a control method of a ship propulsion system including a motor for propelling and driving a propeller for propulsion of a ship, a control device of the ship propulsion system, and a ship including the control device.

従来の技術においては、例えば、「過給器付き主機とプロペラを推進軸で連結し、前記推進軸に推進加勢用電動機を設けた船舶推進システムにおいて、前記主機の過給器に余剰排気エネルギーを回収して発電する発電機を直結すると共に、前記発電機で発電した電力を周波数変換装置を介して前記推進加勢用電動機に供給し、さらに前記発電機で発電した電力は船内電源系統と独立しているので、発電機で発電した電力を周波数変換機で主機の所望する周波数に即時変換して推進加勢でき、また多段の減速機を必要とせず、機器設置スペースの削減、機器配置の自由度向上、及び貨物等の積載量の増加と共にメンテナンスコストの低減が可能となる。」ものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In the prior art, for example, “in a ship propulsion system in which a main machine with a supercharger and a propeller are connected by a propelling shaft, and a propelling and adding motor is provided on the propelling shaft, surplus exhaust energy is supplied to the supercharger of the main machine. A generator that recovers and generates power is connected directly, and the power generated by the generator is supplied to the propulsion and addition motor via a frequency converter, and the power generated by the generator is independent of the inboard power system. Therefore, the power generated by the generator can be immediately converted to the desired frequency of the main machine by the frequency converter and can be propelled forward, and there is no need for multiple speed reducers, the space for equipment installation can be reduced, and the degree of freedom in equipment arrangement The improvement and the reduction of the maintenance cost can be achieved together with the increase of the loading amount of the cargo etc.) has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2009−255636号公報JP, 2009-255636, A

船舶において、主機の排気エネルギーの一部を電気エネルギーとして回収し、この回収された電気エネルギーを船内の電力負荷及び推進力の加勢に使用することで、省エネルギー性能を向上させた発電システムが望まれている。
上記特許文献1に記載の技術は、主機の排気エネルギーを回収して発電された電力が、船内電力系統(船内母線)から独立しているため、発電された電力を船内の電力負荷に利用することができないという課題がある。
In a ship, a power generation system with improved energy saving performance is desired by recovering a part of the exhaust energy of the main engine as electric energy and using this collected electric energy for the load and propulsion of the ship. ing.
The technology described in Patent Document 1 uses the generated electric power for the on-board electric power load because the electric power generated by recovering the exhaust energy of the main engine is generated independently from the inboard electric power system (inboard bus). There is a problem that you can not do it.

一方、船舶は、主機の排気エネルギーを回収して発電された電力を、船内の電力負荷と推進力の加勢とに使用する場合、発電された電力を船内交流母線に適合した電圧及び周波数に変換するための電力変換装置が必要となる場合がある。また、船舶は、船内交流母線からの電力を推進加勢する電動機に適合した電圧及び周波数に変換するための電力変換装置が必要となる。   On the other hand, when the ship recovers the exhaust energy of the main engine and uses the generated power for the power load and propulsion power of the ship, it converts the generated power to a voltage and frequency suitable for the ship's AC bus. In some cases, a power converter may be required. In addition, the ship needs a power conversion device for converting the power from the inboard AC bus into a voltage and a frequency compatible with the motor for propelling and energizing.

このような構成において、発電によって得られた電力を最大限利用しようとすると、直流側から交流側に、あるいは交流側から直流側に、発電した電力を供給するケースが発生する。そのため、直流側と交流側との間を通過する電力量が多ければ多いほど直流側と交流側との間に存在する電力変換装置の容量を大きくする必要がある。直流側と交流側との間に存在する電力変換装置の容量が大きくなる理由は、システム起動時に電力変換装置を流れる電力量が一時的に大きくなる場合があるためである。しかし、システム起動時の一時的な電力量で電力変換装置の容量を決めると、システム起動後の通常運転時では効率の悪い運転となるため、船舶の省エネ効果が薄まる。   In such a configuration, when it is intended to maximize the use of the power obtained by power generation, a case occurs in which the generated power is supplied from the DC side to the AC side or from the AC side to the DC side. Therefore, as the amount of power passing between the DC side and the AC side increases, it is necessary to increase the capacity of the power conversion device existing between the DC side and the AC side. The reason why the capacity of the power conversion device existing between the DC side and the AC side is increased is that the amount of power flowing through the power conversion device may be temporarily increased at system startup. However, if the capacity of the power conversion device is determined by the temporary amount of power at the time of system startup, the energy saving effect of the ship will be reduced since the operation is inefficient at the time of normal operation after system startup.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、主機の排気エネルギーを回収して発電した電力を、船内の電力負荷と推進力の加勢とに使用する交流−直流混合型の母線を有する廃熱回収及び推進加勢システムにおいて、直流側と交流側との間に存在する電力変換装置の容量を小さくする船舶推進システムの制御方法、船舶推進システムの制御装置、及び、この制御装置を備えた船を得るものである。   The present invention has been made to solve the problems as described above, and uses an AC-DC mixed type that uses the power generated by recovering the exhaust energy of the main engine for the power load and propulsion power of the ship. Control method of ship propulsion system for reducing the capacity of the power conversion device existing between DC side and AC side in waste heat recovery and propulsion and application system having a busbar, control system of ship propulsion system, and control thereof It is intended to obtain a ship equipped with the device.

本発明に係る船舶推進システムの制御方法は、船舶の推進用プロペラを駆動する主機と、主機の運転に利用され、船内交流母線に電力を供給する第1発電機と、主機の排気エネルギーを利用して発電する第2発電機と、主機の排気ガスの放出熱を利用して発電し、船内交流母線に電力を供給する第3発電機と、第2発電機から出力された交流電力を直流電力に変換する第1電力変換装置と、第1電力変換装置の直流電力が供給される直流母線部と、直流母線部と船内交流母線との間に接続され、直流母線部の直流電力を交流電力に変換し、船内交流母線の交流電力を直流電力に変換する第2電力変換装置と、直流母線部と接続され、直流母線部に供給された直流電力を交流電力に変換する第3電力変換装置と、第3電力変換装置から出力された交流電力により駆動され、推進用プロペラを推進加勢する電動機と、船内交流母線が配置され、第1発電機と、第3発電機と、第2電力変換装置を介して第2発電機と接続する配電盤と、を備え、第1発電機が駆動し、第2発電機と、第3発電機と、電動機とが停止している状態において、第1発電機により発電し、船内電力負荷に電力を供給する第1電力供給工程と、第2発電機を起動させて発電し、第1電力変換装置と第2電力変換装置とを介して、船内電力負荷に電力を供給する第2電力供給工程と、第2発電機による電力の供給量を増加させ、第1発電機による電力の供給量を減少させて、第1発電機から第2発電機に船内電力負荷の一部を移行させる第1負荷移行工程と、第2発電機から、第1電力変換装置と第3電力変換装置とを介して電力を供給し、電動機を起動させて、駆動させる電動機駆動工程と、第2発電機による電力の供給量を閾値になるまで増加させ、電動機の推進加勢量を増加させる第1推進加勢工程と、第3発電機を起動させて発電し、第3発電機による電力の供給量を増加させ、第1発電機による電力の供給量を減少させて、第1発電機から船内電力負荷を第3発電機に移行させる第2負荷移行工程と、第3発電機からの電力の供給量を増加させ、電動機の推進加勢量を増加させる第2推進加勢工程と、を有するものである。   A control method of a ship propulsion system according to the present invention includes a master driving a propeller for propulsion of a ship, a first generator used to drive the master and supplying electric power to an in-plane alternating current bus, and exhaust energy of the master. The second generator that generates electricity, the third generator that generates power using the heat released from the exhaust gas of the main engine, and supplies power to the in-plane AC bus, and the AC power output from the second generator A first power converter for converting into electric power, a DC bus portion to which DC power of the first power converter is supplied, and a connection between the DC bus portion and the inboard AC bus, the DC power of the DC bus portion being AC A second power conversion device that converts electric power into electric power and converts AC power of an inboard AC bus into DC power, and a DC bus portion, and third power conversion that converts DC power supplied to the DC bus into AC power Output from the device and the third power converter An electric motor driven by AC power and propelling and driving a propeller for propulsion is disposed, and an in-board AC bus is disposed, and is connected to the second generator via the first generator, the third generator, and the second power converter. A power distribution board, the first generator is driven, the second generator, the third generator, and the motor are stopped, the first generator generates power, and power is supplied to the inboard power load; A second power supply process for supplying power to the inboard power load via the first power converter and the second power converter by generating a power by activating the second power generator; A first load for transferring part of the inboard power load from the first generator to the second generator by increasing the amount of power supplied by the second generator and decreasing the amount of power supplied by the first generator; Transition step, and from the second generator, the first power converter and the third power converter The electric motor driving step of supplying electric power through the motor to start and drive the electric motor, and increasing the amount of electric power supplied by the second generator until reaching the threshold value, and increasing the amount of propulsion energization of the electric motor In the process, the third generator is activated to generate power, the amount of power supplied by the third generator is increased, the amount of power supplied by the first generator is decreased, and the inboard power load is generated from the first generator. It has a second load transfer step of shifting to the third generator, and a second propulsion and biasing step of increasing the amount of power to be supplied from the third generator and increasing the amount of propulsion and energization of the motor.

本発明に係る船舶推進システムの制御方法は、上記工程を有することで直流母線側と交流母線側との間に存在する電力変換装置を通過する電力量を低下させることができる。そのため、船舶推進システムは、直流母線側と交流母線側との間に存在する電力変換装置の容量を小さくすることができる。   The control method of the ship propulsion system according to the present invention can reduce the amount of power passing through the power conversion device existing between the DC bus side and the AC bus side by having the above steps. Therefore, the vessel propulsion system can reduce the capacity of the power conversion device existing between the DC bus side and the AC bus side.

本発明の実施の形態1に係る船舶推進システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ship propulsion system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る船舶推進システムの起動シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting sequence of the vessel propulsion system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る船舶推進システムの起動シーケンスにおける電力量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the electric energy in the starting sequence of the vessel propulsion system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図3のa1〜a4の時点における電力供給量を表した図である。It is a figure showing the electric power supply amount in the time of a1-a4 of FIG. 船舶推進システムの他の起動シーケンスにおける電力量の変化を示す比較例の図である。It is a figure of a comparative example which shows change of the amount of electric power in other starting sequences of a vessel propulsion system. 図5のb1〜b4の時点における電力供給量を表した図である。It is a figure showing the electric power supply amount in the time of b1-b4 of FIG. 本発明の実施の形態1に係る船舶推進システムの終了シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the completion | finish sequence of the ship propulsion system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る船舶推進システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ship propulsion system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る船舶推進システムの起動シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting sequence of the vessel propulsion system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る船舶推進システムの終了シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the completion | finish sequence of the ship propulsion system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る船舶推進システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ship propulsion system which concerns on Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る船舶推進システム100の構成を示す図である。
船舶推進システム100は、船舶の推進用プロペラを推進加勢するシステムである。図1に示すように、船舶推進システム100は、主機1、ターボチャージャー(T/C:Turbo Charger)11、ターボチャージャー発電機(TCG:Turbo Charger Generator)12、蒸気発電装置20、ディーゼル発電装置30、船内電力負荷40、シャフトモータ(SM:Shaft Motor)53、直流母線部60、第1電力変換装置61、第2電力変換装置62、第3電力変換装置63、及び、配電盤70を備えている。なお、図1において、点線矢印は電力の供給方向を示している。
Embodiment 1
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a boat propulsion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
The ship propulsion system 100 is a system for propelling and driving a propeller for ship propulsion. As shown in FIG. 1, the ship propulsion system 100 includes a main engine 1, a turbo charger (T / C: Turbo Charger) 11, a turbo charger generator (TCG: Turbo Charger Generator) 12, a steam generator 20, and a diesel generator 30. , Ship power load 40, shaft motor (SM: Shaft Motor) 53, DC busbar 60, first power converter 61, second power converter 62, third power converter 63, and switchboard 70 . In addition, in FIG. 1, the dotted-line arrow has shown the supply direction of electric power.

主機1は、船舶に搭載されるさまざまな機関又は機械のうち、船舶を推進させるためのものであり、例えば、中型または大型ディーゼルエンジンにより構成され、船舶の推進用プロペラ2を駆動するものである。   The main machine 1 is for propelling a ship among various engines or machines mounted on the ship, and is configured of, for example, a medium- or large-sized diesel engine and drives a propeller 2 for propelling a ship. .

ターボチャージャー11は、主機1の排気の流れを利用してコンプレッサを駆動し、主機1が吸入する空気の密度を高くする過給機である。ターボチャージャー11は、主機1の排気によって回転するタービンと、このタービンによって駆動されて、吸気を圧縮して主機1に給気するコンプレッサとを備えている。
ターボチャージャー発電機12は、発電機であり、主機1の排気エネルギーを利用して発電を行うものである。ターボチャージャー発電機12は、ターボチャージャー11のタービンの回転軸に直結され、回転駆動されて発電を行う。ターボチャージャー発電機12の容量は、主機1の排ガスエネルギーによって決定される。ターボチャージャー発電機12は、発電した電力を、後述する電力変換装置を介して、船内交流母線3に供給する。なお、「ターボチャージャー発電機12」は、本発明における「第2発電機」に相当する。
The turbocharger 11 is a supercharger that drives the compressor using the flow of the exhaust of the main unit 1 to increase the density of the air taken in by the main unit 1. The turbocharger 11 includes a turbine rotated by the exhaust of the main engine 1 and a compressor driven by the turbine to compress intake air and supply the main engine 1 with air.
The turbocharger generator 12 is a generator that generates electric power using the exhaust energy of the main engine 1. The turbocharger generator 12 is directly connected to the rotating shaft of the turbine of the turbocharger 11 and rotationally driven to generate power. The capacity of the turbocharger generator 12 is determined by the exhaust gas energy of the main engine 1. The turbocharger generator 12 supplies the generated electric power to the inboard AC bus 3 via a power conversion device described later. The "turbocharger generator 12" corresponds to the "second generator" in the present invention.

第1電力変換装置61は、ターボチャージャー発電機12から出力された交流電力を所定の直流電力に変換する。この第1電力変換装置61は、交流を直流に変換するコンバータにより構成される。直流母線部60は、第1電力変換装置61の直流出力と、第2電力変換装置62の直流入出力と、第3電力変換装置63の直流入力と、を連結する。この直流母線部60には、第1電力変換装置61からの直流電力と、第2電力変換装置62からの直流電力が供給される。   The first power converter 61 converts the AC power output from the turbocharger generator 12 into predetermined DC power. The first power converter 61 is configured by a converter that converts alternating current into direct current. The DC bus unit 60 couples the DC output of the first power converter 61, the DC input / output of the second power converter 62, and the DC input of the third power converter 63. The DC power from the first power converter 61 and the DC power from the second power converter 62 are supplied to the DC bus unit 60.

第2電力変換装置62は、直流母線部60と船内交流母線3との間に接続され、直流母線部60の直流電力を、船内交流母線3に適合した電圧/周波数(例えば450V/60Hz)の交流電力に変換して船内交流母線3に供給する。また、第2電力変換装置62は、船内交流母線3からの交流電力を、所定の直流電力に変換して直流母線部60に供給する。   The second power converter 62 is connected between the DC bus unit 60 and the in-board AC bus 3, and the DC power of the DC bus unit 60 has a voltage / frequency (for example, 450 V / 60 Hz) compatible with the in-board AC bus 3. It is converted into AC power and supplied to the in-board AC bus 3. In addition, the second power conversion device 62 converts the AC power from the inboard AC bus 3 into predetermined DC power and supplies the DC power to the DC bus unit 60.

第3電力変換装置63は、直流母線部60と接続され、直流母線部60に供給された直流電力を、推進軸の必要回転数に応じた電圧及び周波数の交流電力に変換し、シャフトモータ53に供給する。この第3電力変換装置63は、直流を所望の周波数(例えば10Hz)の交流に変換するインバータにより構成される。   The third power conversion device 63 is connected to the DC bus unit 60, converts the DC power supplied to the DC bus unit 60 into AC power of a voltage and frequency according to the required number of revolutions of the propulsion shaft, and the shaft motor 53 Supply to The third power converter 63 is configured by an inverter that converts direct current into alternating current of a desired frequency (for example, 10 Hz).

シャフトモータ53は、同期電動機であり、第3電力変換装置63から出力された交流電力により駆動され、推進用プロペラ2を推進加勢する。シャフトモータ53の容量は、各種発電機による廃熱回収プラントと船内電力負荷40とに基づき決定される。なお、「シャフトモータ53」は、本発明における「電動機」に相当する。   The shaft motor 53 is a synchronous motor and is driven by the AC power output from the third power conversion device 63 to urge and propel the propulsion propeller 2. The capacity of the shaft motor 53 is determined based on the waste heat recovery plant by various generators and the onboard power load 40. The "shaft motor 53" corresponds to the "motor" in the present invention.

蒸気発電装置20は、蒸気タービン(ST:Steam Turbine)21によりターボ発電機(TG:Turbo Generator)22を駆動して所望の交流電力を船内交流母線3に供給する。蒸気タービン(ST:Steam Turbine)21は、図示しない排ガスエコノマイザーにより主機1の排気ガスの熱エネルギーで生成された蒸気により作動する。排ガスエコノマイザーは、主機1の排気ガスの大気に放出される熱エネルギーを回収する装置である。具体的には、排ガスエコノマイザーは、煙突の中に密集したパイプを設置し、その中に水を通し、主機1で仕事が済んだ排気ガスの熱量を熱交換させて、例えば蒸気を発生させて利用するものである。
ターボ発電機22は、主機1の排気ガスの放出熱を利用して発電し、船内交流母線3に電力を供給するものである。ターボ発電機22の回転数は、蒸気タービン21を回転させる蒸気量により制御可能であるため、ターボ発電機22の出力を電力変換すること無く、船内交流母線3に適合した交流電力が供給される。ターボ発電機22の容量は、主機1の排ガスエネルギーと、排ガスエコノマイザーの性能(容量及び効率)によって決定される。なお、「ターボ発電機22」は、本発明における「第3発電機」に相当する。
The steam generator 20 drives a turbo generator (TG: Turbo Generator) 22 by a steam turbine (ST: Steam Turbine) 21 to supply desired AC power to the inboard AC bus 3. The steam turbine (ST: Steam Turbine) 21 operates with steam generated by the thermal energy of the exhaust gas of the main machine 1 by an exhaust gas economizer (not shown). The exhaust gas economizer is a device that recovers the thermal energy released to the atmosphere of the exhaust gas of the main unit 1. Specifically, the exhaust gas economizer installs a dense pipe in a chimney, water is passed through it, and the heat of the exhaust gas that has been worked by the main unit 1 is heat exchanged to generate, for example, steam Use.
The turbo generator 22 generates electric power by using the emitted heat of the exhaust gas of the main engine 1 and supplies the electric power to the inboard AC bus 3. Since the rotation speed of the turbo generator 22 can be controlled by the amount of steam that rotates the steam turbine 21, AC power adapted to the in-plane AC bus 3 is supplied without converting the output of the turbo generator 22 into electric power. . The capacity of the turbo generator 22 is determined by the exhaust gas energy of the main unit 1 and the performance (capacity and efficiency) of the exhaust gas economizer. The “turbo generator 22” corresponds to the “third generator” in the present invention.

ディーゼル発電装置30は、主機1の運転に利用され、ディーゼルエンジン31によりディーゼル発電機32を駆動して所望の交流電力を船内交流母線3に供給する。このディーゼル発電装置30においても、ディーゼルエンジン31の回転数が制御可能であるため、ディーゼル発電機32の出力を電力変換すること無く、船内交流母線3に適合した交流電力が供給される。ディーゼル発電機32の容量は、船内の電力負荷によって決定される。なお、「ディーゼル発電機32」は、本発明における「第1発電機」に相当する。   The diesel generator 30 is used to drive the main engine 1 and drives a diesel generator 32 by means of the diesel engine 31 to supply desired AC power to the inboard AC bus 3. Also in the diesel power generator 30, since the rotational speed of the diesel engine 31 can be controlled, the AC power suitable for the inboard AC bus 3 is supplied without converting the output of the diesel generator 32 into electric power. The capacity of the diesel generator 32 is determined by the onboard power load. The "diesel generator 32" corresponds to the "first generator" in the present invention.

なお、本発明の実施の形態においては、船舶推進システム100は、蒸気発電装置20とディーゼル発電装置30とをそれぞれ1台有する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではなく、それぞれ複数台有していても良い。   In the embodiment of the present invention, the ship propulsion system 100 will be described in which one steam power generation device 20 and one diesel power generation device 30 are provided, but the present invention is not limited to this. You may have one.

配電盤70には、各発電機等を接続し、船内電力負荷40に電力を供給する船内交流母線3が配置される。船内交流母線3には、それぞれ開閉器4を介して、蒸気発電装置20、ディーゼル発電装置30、船内電力負荷40、第2電力変換装置62が接続される。なお、船内電力負荷40の容量は、例えば、主機1の容量、船舶の定員等による補機容量により決定される。   Each switchboard 70 is connected to each generator and the like, and an inboard AC bus 3 for supplying power to the inboard power load 40 is disposed. The steam power generating apparatus 20, the diesel power generating apparatus 30, the inboard power load 40, and the second power conversion apparatus 62 are connected to the inboard AC bus bar 3 via the switches 4, respectively. In addition, the capacity of the inboard power load 40 is determined by, for example, the capacity of the main unit 1, the auxiliary capacity by the capacity of the ship, and the like.

次に、上記のように構成した船舶推進システム100の作用について説明する。
主機1の排気エネルギーを回収してターボチャージャー発電機12で発電した電力は、第1電力変換装置61によって直流電力に変換され直流母線部60に供給される。
第2電力変換装置62は、蒸気発電装置20及びディーゼル発電装置30から船内交流母線3に供給された電力が、船内交流母線3に接続された船内電力負荷40より小さい場合、直流母線部60の直流電力を交流電力に変換して、当該不足電力を船内交流母線3に供給する。
これにより、主機1の排気エネルギーを回収して発電した電力を、船内電力負荷40に利用することが可能となる。
Next, the operation of the boat propulsion system 100 configured as described above will be described.
The electric power generated by the turbocharger generator 12 by recovering the exhaust energy of the main unit 1 is converted into DC power by the first power converter 61 and supplied to the DC bus section 60.
When the power supplied from the steam generator 20 and the diesel generator 30 to the inboard AC bus 3 is smaller than the inboard power load 40 connected to the inboard AC bus 3, the second power converter 62 The DC power is converted into AC power, and the insufficient power is supplied to the inboard AC bus 3.
As a result, the power generated by recovering the exhaust energy of the main engine 1 can be used as the inboard power load 40.

また、第2電力変換装置62は、蒸気発電装置20及びディーゼル発電装置30から船内交流母線3に供給された電力が、船内交流母線3に接続された船内電力負荷40より大きい場合、船内交流母線3の当該余剰電力を、直流電力に変換して直流母線部60に供給する。
そして、第1電力変換装置61及び第2電力変換装置62から、直流母線部60に供給された直流電力は、第3電力変換装置63により推進軸の必要回転数に応じた電圧・周波数の交流電力に変換され、シャフトモータ53の推進加勢に利用される。
これにより、主機1の排気エネルギーを回収して発電した電力を、推進力の加勢に使用することが可能となる。また、船内交流母線3の余剰電力を推進力の加勢に使用することが可能となる。
Further, when the power supplied from the steam power generating apparatus 20 and the diesel power generating apparatus 30 to the inboard AC bus 3 is larger than the inboard power load 40 connected to the inboard AC bus 3, the second power converter 62 The surplus power of 3 is converted to DC power and supplied to the DC bus unit 60.
The DC power supplied from the first power converter 61 and the second power converter 62 to the DC bus unit 60 is an AC voltage of a frequency / frequency corresponding to the required number of revolutions of the propulsion shaft by the third power converter 63. It is converted into electric power and is used to urge and boost the shaft motor 53.
As a result, the power generated by recovering the exhaust energy of the main engine 1 can be used to boost the propulsive force. Moreover, it becomes possible to use the surplus power of the in-plane alternating current bus 3 for the application of the propulsive force.

主機1の排気エネルギーを回収してターボチャージャー発電機12で発電した電力は、推進加勢するシャフトモータ53に供給されるまでに、第1電力変換装置61、及び第3電力変換装置63により2回のみ電力変換されることになる。
また、主機1の排気エネルギーを回収してターボチャージャー発電機12で発電した電力は、船内交流母線3に供給されるまでに、第1電力変換装置61、及び第2電力変換装置62により2回のみ電力変換されることになる。
さらに、船内交流母線3からの電力は、シャフトモータ53に供給されるまでに、第2電力変換装置62、及び第3電力変換装置63により2回のみ電力変換されることになる。
The electric power generated by the turbocharger generator 12 by recovering the exhaust energy of the main machine 1 is supplied twice by the first power conversion device 61 and the third power conversion device 63 until it is supplied to the shaft motor 53 for propelling and boosting. Only power conversion will be done.
In addition, the power generated by the turbocharger generator 12 is recovered by the first power converter 61 and the second power converter 62 twice until the electric power generated by the turbocharger generator 12 is recovered by recovering the exhaust energy of the main engine 1. Only power conversion will be done.
Furthermore, the power from the inboard AC bus 3 is converted by the second power converter 62 and the third power converter 63 only twice before being supplied to the shaft motor 53.

このように、船舶推進システム100は、直流母線部60によって、第1電力変換装置61、第2電力変換装置62、及び、第3電力変換装置63を連結する。船舶推進システム100は、このように構成されることで、主機1の排気エネルギーを回収して発電した電力を、船内電力負荷40と推進加勢するシャフトモータ53とに使用する場合、電力変換の回数を低減することが可能となる。よって、電力変換に伴うエネルギー効率の低下を抑制することができる。   Thus, the boat propulsion system 100 connects the first power conversion device 61, the second power conversion device 62, and the third power conversion device 63 by means of the DC bus section 60. With this configuration, the ship propulsion system 100 uses the power generated by recovering the exhaust energy of the main aircraft 1 for the onboard electric power load 40 and the shaft motor 53 for propulsion addition, the number of times of power conversion Can be reduced. Therefore, the fall of the energy efficiency accompanying power conversion can be suppressed.

図2は、本発明の実施の形態1に係る船舶推進システム100の起動シーケンスを示すフローチャートである。ここで、図1及び図2を用いて、交流電力及び直流電力の混合型の船内交流母線3を有して推進加勢に利用する船舶推進システム100において、交流と直流との間に存在する電力変換装置の容量を小さくする起動シーケンスについて説明する。船舶推進システム100の起動にあたり、ディーゼル発電機32は駆動し、ターボチャージャー発電機12と、ターボ発電機22と、シャフトモータ53とは停止している状態である。フローチャートは、起動時に手動介入を行っているが、開始から終了まで全自動で行ってもよい。なお、判断工程において一定時間経過後も「Yes」にならない場合は、状況をユーザーに知らせるか、あるいは制御を停止させるかなどの制御を行う。   FIG. 2 is a flowchart showing a start-up sequence of the vessel propulsion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Here, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, in the ship propulsion system 100 having the AC power supply 3 of the mixed type of AC power and DC power and using it for propulsion and application, the power existing between AC and DC. A start-up sequence for reducing the capacity of the conversion device will be described. When the ship propulsion system 100 starts up, the diesel generator 32 is driven, and the turbocharger generator 12, the turbo generator 22, and the shaft motor 53 are in a stopped state. In the flowchart, manual intervention is performed at startup, but may be performed fully automatically from start to end. If the determination process does not return "Yes" even after the elapse of a predetermined time, control is performed to notify the user of the situation or to stop the control.

(S101)
ディーゼル発電機32により発電し、船内電力負荷40に電力を供給する第1電力供給工程を行う。
排熱源である主機1を運転するためには、ディーゼル発電機32でポンプ類を運転させる必要がある。そのため、ディーゼル発電機32を立ち上げておき、ディーゼル発電機32から船内交流母線3を介して船内電力負荷40に電力を供給し、船内の電力を静定させる。
(S101)
A first power supply step of generating power by the diesel generator 32 and supplying power to the inboard power load 40 is performed.
In order to operate the main unit 1, which is an exhaust heat source, it is necessary to operate the pumps with the diesel generator 32. Therefore, the diesel generator 32 is started up, power is supplied from the diesel generator 32 to the inboard power load 40 via the inboard AC bus 3, and the inboard power is stabilized.

(S102)
ターボチャージャー発電機12を起動し負荷を持たせることができるか否かを判断する。
ターボ発電機22の発電できる電力を向上させるために、前段に装備するターボチャージャー発電機12を先に起動し、ターボチャージャー発電機12に負荷を持たせる必要がある。
ターボチャージャー発電機12を起動し負荷を持たせられるか否かは、発電可能設定量の下限値に達しているか否かにより判断される。発電可能設定量とは、排気ガスの状況(船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等)により許容される範囲の発電量を予め設定したものである。主機の負荷が高い、周囲温度が適している、などによって排ガスエネルギーが高まるとより多く発電可能となる。なお、発電可能設定量の下限値に達しているか否かの判断は、本発明の第1判断工程に相当する。発電可能設定量の下限値は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等により予め設定される。発電可能設定量の下限値に満たない場合は、発電可能設定量の下限値に達するまで、ターボチャージャー発電機12を起動できるか否かの判断を繰り返す。
(S102)
It is determined whether the turbocharger generator 12 can be activated and loaded.
In order to improve the power that can be generated by the turbo generator 22, it is necessary to start the turbocharger generator 12 installed in the front stage first and load the turbocharger generator 12.
Whether or not the turbocharger generator 12 can be activated and loaded can be determined based on whether or not the lower limit value of the settable power generation amount has been reached. The settable amount of power generation is a preset amount of power generation in an allowable range according to the state of the exhaust gas (the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental conditions, and the like). As exhaust gas energy increases due to high load on the main engine, suitable ambient temperature, etc., more power can be generated. The determination as to whether or not the lower limit value of the power generation set amount has been reached corresponds to the first determination step of the present invention. The lower limit value of the settable power generation amount is preset according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental condition, and the like. If the lower limit value of the power generation set amount is not reached, the determination as to whether or not the turbocharger generator 12 can be started is repeated until the lower limit value of the power generation set amount is reached.

(S103)
ターボチャージャー発電機12を起動させる。
ディーゼル発電機32による発電量が、発電可能設定量に達している場合は、ターボチャージャー発電機12を起動し、ターボチャージャー発電機12による発電を開始する。
(S103)
The turbocharger generator 12 is activated.
If the amount of power generation by the diesel generator 32 has reached the settable level, the turbocharger generator 12 is started and power generation by the turbocharger generator 12 is started.

(S104)
配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値(例えば450V)に達しているか否かを判断する第2判断工程を行う。
配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達しているか否かを判断することで、開閉器4を閉じることができるか否かを判断する。
配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達していない場合は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達するまで、ディーゼル発電機32により電力供給を行い、第2判断工程を繰り返し行う。
(S104)
A second determination step is performed to determine whether the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached a set value (for example, 450 V).
By determining whether or not the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached a set value, it is determined whether or not the switch 4 can be closed.
If the voltage on the turbocharger generator 12 side in the switchboard 70 does not reach the set value, the diesel generator 32 supplies power until the voltage on the turbocharger generator 12 side in the switchboard 70 reaches the set value And repeat the second determination step.

(S105)
ターボチャージャー発電機12用の開閉器4を閉じる。
配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達している場合は、ターボチャージャー発電機12用の開閉器4を閉じ、ターボチャージャー発電機12によって発電された電力を、船内交流母線3に供給する。ターボチャージャー発電機12によって発電された交流電力は、第1電力変換装置61で直流電力に変換され、第2電力変換装置62で交流電力に変換されて、船内交流母線3に供給される。
(S105)
The switch 4 for the turbocharger generator 12 is closed.
If the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached the set value, the switch 4 for the turbocharger generator 12 is closed, and the power generated by the turbocharger generator 12 is converted to the inboard AC. Supply to the bus 3 The AC power generated by the turbocharger generator 12 is converted to DC power by the first power converter 61, converted to AC power by the second power converter 62, and supplied to the in-board AC bus 3.

(S106)
ターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40を分配する。ターボチャージャー発電機12からの電力を船内交流母線3に供給するに際し、第2電力変換装置62の周波数を制御する。
(S106)
The onboard power load 40 is distributed to the turbocharger generator 12. When the power from the turbocharger generator 12 is supplied to the inboard AC bus 3, the frequency of the second power converter 62 is controlled.

(S107)
ディーゼル発電機32及びターボチャージャー発電機12により、船内交流母線3を介して船内電力負荷40に電力供給を行う。
なお、(S103)〜(S107)の工程は、本発明の第2電力供給工程の実行に相当する。
(S107)
The diesel generator 32 and the turbocharger generator 12 supply power to the inboard power load 40 via the inboard AC bus 3.
The steps (S103) to (S107) correspond to the execution of the second power supply step of the present invention.

(S108)
ターボチャージャー発電機12による電力の供給量を増加させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を減少させて、ディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40の一部を移行させる。
(S108)
The amount of power supplied by the turbocharger generator 12 is increased, the amount of power supplied by the diesel generator 32 is decreased, and part of the inboard power load 40 is transferred from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12.

(S109)
第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程を行う。第2電力変換装置62の電力が、閾値に達しているか否かを判断することで、第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する。第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する電力の閾値は、第2電力変換装置62の容量から、負荷変動用のマージンが引かれた電力量に予め設定される。第2電力変換装置62の電力が閾値に達していない場合は、引き続きディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40の移行を行い、第3判断工程を繰り返し行う。
なお、(S108)〜(S109)の工程は、本発明の第1負荷移行工程に相当する。
(S109)
A third determination step of determining whether the power of the second power conversion device 62 has reached a threshold is performed. By determining whether the power of the second power converter 62 has reached the threshold value, it is determined whether the second power converter 62 has reached the upper limit power amount. The threshold value of the power for determining whether or not the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount is preset to the power amount obtained by subtracting the load fluctuation margin from the capacity of the second power conversion device 62 . If the power of the second power conversion device 62 has not reached the threshold value, the inboard power load 40 is subsequently transferred from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12, and the third determination step is repeated.
In addition, the process of (S108)-(S109) is corresponded to the 1st load transfer process of this invention.

(S110)
シャフトモータ53を起動できるか否かを判断する。
第2電力変換装置62を構成するインバータが上限電力量である場合は、第1負荷移行工程を終了し、続いてシャフトモータ53を起動できるか否かを判断する。シャフトモータ53を起動できない場合は、起動できる条件が整うまでシャフトモータ53を起動できるか否かの判断を繰り返す。シャフトモータ53を起動できるかどうかの判断条件は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等により予め設定される。
(S110)
It is determined whether or not the shaft motor 53 can be activated.
When the inverter which comprises the 2nd power converter 62 is upper limit electric energy, the 1st load transfer process is ended, and it is judged whether the shaft motor 53 can be started continuously. If the shaft motor 53 can not be started, the determination as to whether or not the shaft motor 53 can be started is repeated until the condition for starting can be established. The determination conditions as to whether or not the shaft motor 53 can be started up are preset according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental conditions, and the like.

(S111)
シャフトモータ53を起動できる場合は、シャフトモータ53を起動させる。
(S111)
If the shaft motor 53 can be activated, the shaft motor 53 is activated.

(S112)
ターボチャージャー発電機12から、第1電力変換装置61と第3電力変換装置63とを介して供給された電力によって、シャフトモータ53を運転する。
なお、(S112)は、本発明の電動機駆動工程の実行に相当する。
(S112)
The shaft motor 53 is operated by the power supplied from the turbocharger generator 12 through the first power converter 61 and the third power converter 63.
Note that (S112) corresponds to the execution of the motor driving step of the present invention.

(S113)
シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる。
(S113)
The amount of thrusting of the shaft motor 53 is increased.

(S114)
ターボチャージャー発電機12から電力の供給量を増加し、シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる。また、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40に供給される電力は、第2電力変換装置62の上限電力量に見合うように交流電力及び直流電力間の通過電力を小さくするような容量に制御する。なお、ターボチャージャー発電機12は、系統への短絡電流供給能力を有していないので、ディーゼル発電機32又は後に立ち上げるターボ発電機22と並列運転させる必要がある。
(S114)
The amount of power supplied from the turbocharger generator 12 is increased, and the amount of propulsion and urging of the shaft motor 53 is increased. Also, the power supplied from the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 is controlled to a capacity that reduces the passing power between the AC power and the DC power so as to meet the upper limit power amount of the second power conversion device 62 Do. In addition, since the turbocharger generator 12 does not have a short circuit current supply capability to the system, it is necessary to operate in parallel with the diesel generator 32 or the turbo generator 22 to be started up later.

(S115)
第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程を行う。第2電力変換装置62の電力が、閾値に達しているか否かを判断することで、第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する。第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する電力の閾値は、第2電力変換装置62の容量から、負荷変動用のマージンが引かれた電力量に予め設定される。第2電力変換装置62の電力が閾値に達していない場合は、引き続きシャフトモータ53の推進加勢量を増加させ、第3判断工程を繰り返し行う。
(S115)
A third determination step of determining whether the power of the second power conversion device 62 has reached a threshold is performed. By determining whether the power of the second power converter 62 has reached the threshold value, it is determined whether the second power converter 62 has reached the upper limit power amount. The threshold value of the power for determining whether or not the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount is preset to the power amount obtained by subtracting the load fluctuation margin from the capacity of the second power conversion device 62 . If the power of the second power conversion device 62 has not reached the threshold value, then the amount of thrusting of the shaft motor 53 is increased, and the third determination step is repeated.

(S116)
S115の工程と並行して、ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かを判断する。なお、ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かの判断は、本発明の第4判断工程に相当する。ターボチャージャー発電機12の発電可能設定量の上限値は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等および負荷変動用のマージンにより予め設定される。ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に満たない場合は、発電可能設定量の上限値に達するまで、引き続きシャフトモータ53の推進加勢量を増加させ、第4判断工程を繰り返す。
(S116)
In parallel to the process of S115, it is determined whether the amount of power generation by the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount. The determination as to whether the amount of power generation by the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount corresponds to the fourth determination step of the present invention. The upper limit value of the power generation settable amount of the turbocharger generator 12 is preset according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental condition, and the like and the margin for load fluctuation. If the amount of power generation by the turbocharger generator 12 does not reach the upper limit value of the settable generation amount, the amount of propulsive energization of the shaft motor 53 is continuously increased until the upper limit value of the generation possible set amount is reached. repeat.

(S117)
ターボ発電機22を起動できるか否かを判断する。
第2電力変換装置62が上限電力量に達している場合、かつ、ターボチャージャー発電機12の発電量が発電可能設定量の上限値に達している場合に、ターボ発電機22を起動できるか否かを判断する。ターボ発電機22を起動できるか否かは、例えば、主機1の排気ガスの放出熱と熱交換する図示しない排ガスエコノマイザーの入口温度が、閾値に達しているか否かを判断する。排ガスエコノマイザーの入口温度の閾値は、例えば、船舶の設備、環境条件等により予め設定される。なお、主機1の排気ガスの放出熱と熱交換する排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しているか否かの判断は、本発明の第5判断工程に相当する。排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値未満である場合など、ターボ発電機22を起動できない場合には、排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達するまで第5判断工程を繰り返す。
(S117)
It is determined whether or not the turbo generator 22 can be started.
If the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount, and if the amount of power generation of the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount, whether or not the turbo generator 22 can be started To judge. Whether or not the turbo generator 22 can be activated determines, for example, whether or not the inlet temperature of an exhaust gas economizer (not shown) that exchanges heat with the heat released from the main engine 1 has reached a threshold. The threshold value of the inlet temperature of the exhaust gas economizer is preset according to, for example, the equipment of the ship, the environmental condition, and the like. The determination as to whether or not the inlet temperature of the exhaust gas economizer that exchanges heat with the exhaust heat of the main unit 1 has reached a threshold value corresponds to the fifth determination step of the present invention. If the turbo generator 22 can not be started up, for example, if the inlet temperature of the exhaust gas economizer is below the threshold, the fifth determination step is repeated until the inlet temperature of the exhaust gas economizer reaches the threshold.

(S118)
ターボ発電機22を起動できる場合には、ターボ発電機22を起動させる。
(S118)
If the turbo generator 22 can be activated, the turbo generator 22 is activated.

(S119)
配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値(例えば450V)に達しているか否かを判断する第6判断工程を行う。
配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達しているか否かを判断することで、開閉器4を閉じることができるか否かを判断する。
配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達していない場合は、配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達するまで、ディーゼル発電機32及びターボチャージャー発電機12により電力供給を行い、第6判断工程を繰り返し行う。
なお、(S113)〜(S119)は、本発明の第1推進加勢工程に相当する。第1推進加勢工程においては、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量と、シャフトモータ53の使用電力量との差が規定値以下に制御されている。この規定値は、第2電力変換装置のインバータの容量と負荷変動用のマージンによって予め決定されている。
(S119)
A sixth determination step is performed to determine whether the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has reached a set value (for example, 450 V).
It is determined whether the switch 4 can be closed by determining whether the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has reached the set value.
If the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has not reached the set value, the diesel generator 32 and the turbocharger generator are continued until the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 reaches the set value. The power supply is performed by 12 and the sixth determination step is repeated.
Note that (S113) to (S119) correspond to a first propulsion and urging step of the present invention. In the first propulsion and urging step, the difference between the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and the amount of power used by the shaft motor 53 is controlled to be less than or equal to a specified value. This prescribed value is determined in advance by the capacity of the inverter of the second power conversion device and the margin for load fluctuation.

(S120)
ターボ発電機22用の開閉器4を閉じる。
船内交流母線3の電圧が確立されている場合は、ターボ発電機22用の開閉器4を閉じ、ターボ発電機22によって発電された交流電力を、船内交流母線3に供給する。
(S120)
The switch 4 for the turbo generator 22 is closed.
When the voltage of the inboard AC bus 3 is established, the switch 4 for the turbo generator 22 is closed, and the AC power generated by the turbo generator 22 is supplied to the inboard AC bus 3.

(S121)
ターボ発電機22の周波数を制御し、ターボ発電機22に船内電力負荷40を分配する。
(S121)
The frequency of the turbo generator 22 is controlled to distribute the inboard power load 40 to the turbo generator 22.

(S122)
ディーゼル発電機32、ターボ発電機22、ターボチャージャー発電機12により、船内交流母線3を介して船内電力負荷40及びシャフトモータ53に電力供給を行う。そして、ターボ発電機22による電力の供給量を増加させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を減少させて、ディーゼル発電機32から船内電力負荷40をターボ発電機22に移行させる。
なお、(S120)〜(S122)は、本発明の第2負荷移行工程の実行に相当する。第2負荷移行工程においては、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量と、シャフトモータ53の使用電力量との差が規定値以下に制御されている。この規定値は、第2電力変換装置のインバータの容量と負荷変動用のマージンによって予め決定されている。
(S122)
Electric power is supplied to the inboard power load 40 and the shaft motor 53 via the inboard AC bus 3 by the diesel generator 32, the turbo generator 22, and the turbocharger generator 12. Then, the amount of power supplied by the turbo generator 22 is increased, the amount of power supplied by the diesel generator 32 is decreased, and the in-house power load 40 is transferred from the diesel generator 32 to the turbo generator 22.
Note that (S120) to (S122) correspond to the execution of the second load transfer step of the present invention. In the second load transfer step, the difference between the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and the amount of power used by the shaft motor 53 is controlled to a prescribed value or less. This prescribed value is determined in advance by the capacity of the inverter of the second power conversion device and the margin for load fluctuation.

(S123)
ターボ発電機22からの電力の供給量を増加させ、シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる第2推進加勢工程を行う。そして、ディーゼル発電機32は船内交流母線3から解列させ、船舶推進システム100の起動シーケンスを終了させる。
(S123)
A second propulsion and urging step is performed to increase the amount of power supplied from the turbo generator 22 and to increase the amount of propulsion and energization of the shaft motor 53. Then, the diesel generator 32 is disconnected from the in-plane AC bus 3, and the start sequence of the ship propulsion system 100 is ended.

なお、負荷変動あるいは発電量低下などにより、第2電力変換装置62の上限電力量や、ターボチャージャー発電機12の発電可能設定量をオーバーし、システムが不成立状態となった場合には、シャフトモータ53の推進加勢量を減少させ、電力の供給量と消費量とをバランスさせる制御を行う。   In addition, when the upper limit electric energy of the second power converter 62 or the electric power settable generation capacity of the turbocharger generator 12 is exceeded due to load fluctuation, electric power generation amount decrease, etc., and the system is not established, the shaft motor Control is performed to reduce the amount of propulsion energization of 53 and to balance the amount of power supply and the amount of consumption.

図3は、本発明の実施の形態1に係る船舶推進システム100の起動シーケンスにおける電力量の変化を示す図である。図4は、図3のa1〜a4の時点における電力供給量を表した図である。図3において、縦軸は電力量[kW]を表し、横軸は時間の経過を表すものである。また、図4において第2電力変換装置62を流れる電力量に付されている「+」は直流電力から交流電力に変換されたことを示し、「−」は交流電力から直流電力に変換されたことを示す。なお、図3及び図4に示す電力量、グラフの傾き、経過時間等は、1例を示すもの概念的なものであり、図3及び図4で示す電力量、グラフの傾き、経過時間に限定されるものではない。   FIG. 3 is a diagram showing a change in the amount of power in the start-up sequence of the vessel propulsion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the power supply amount at the time of a1 to a4 of FIG. 3. In FIG. 3, the vertical axis represents the amount of power [kW], and the horizontal axis represents the passage of time. Further, in FIG. 4, “+” attached to the amount of power flowing through the second power conversion device 62 indicates that DC power is converted to AC power, and “−” is converted from AC power to DC power. Indicates that. The power amounts shown in FIGS. 3 and 4, the slope of the graph, the elapsed time, etc. are conceptual examples showing one example, and the power amounts shown in FIGS. 3 and 4, the slope of the graph, the elapsed time It is not limited.

図3及び図4において、a1時点は、(S114)工程に入る前の時点である。ディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12へ船内電力の負荷移行が行われており、船内電力負荷40に対して、ディーゼル発電機32から300kWの電力が供給され、ターボチャージャー発電機12から100kWの電力が供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において直流電力から交流電力に変換されている。
In FIG. 3 and FIG. 4, the time a1 is a time before entering the step (S114). Load transfer of onboard power from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12 is performed, and 300kW of power is supplied from the diesel generator 32 to the onboard power load 40, and 100kW of the turbogenerator 12 is supplied. Power is supplied.
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbocharger generator 12, and the second power converter 62 converts DC power into AC power.

図3及び図4において、a2時点は、(S122)工程に入る前の時点である。ディーゼル発電機32及びターボチャージャー発電機12から電力を供給し、船内電力負荷40に対して、ディーゼル発電機32から300kWの電力が供給され、ターボチャージャー発電機12から100kWの電力が供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において直流電力から交流電力に変換されている。また、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40に供給される電力は、第2電力変換装置62の上限電力量に見合うように交流電力及び直流電力間の通過電力を小さくするように制御している。
また、ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53に300kWの電力が供給されている。ターボチャージャー発電機12は、発電可能設定量の400kWに達しているとする。
In FIG. 3 and FIG. 4, time a2 is a time before entering the step (S122). Electric power is supplied from the diesel generator 32 and the turbocharger generator 12, and 300 kW of electric power is supplied from the diesel generator 32 to the in-board electric load 40, and 100 kW of electric power is supplied from the turbocharger generator 12. .
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbocharger generator 12, and the second power converter 62 converts DC power into AC power. Further, the power supplied from the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 is controlled to reduce the passing power between the AC power and the DC power so as to match the upper limit power amount of the second power conversion device 62. There is.
Further, 300 kW of power is supplied from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53. It is assumed that the turbocharger generator 12 has reached 400 kW of the settable power generation amount.

図3及び図4において、a3時点は、(S125)工程に入る前の時点である。ターボ発電機22及びターボチャージャー発電機12から電力を供給し、船内電力負荷40に対して、ターボ発電機22から300kWの電力が供給され、ターボチャージャー発電機12から100kWの電力が供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において直流電力から交流電力に変換されている。また、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40に供給される電力は、第2電力変換装置62の上限電力量に見合うように交流電力及び直流電力間の通過電力を小さくするように制御している。
また、ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53に300kWの電力が供給されている。ターボチャージャー発電機12は、発電可能設定量の400kWに達している。
In FIG. 3 and FIG. 4, time a3 is a time before entering the step (S125). Power is supplied from the turbo generator 22 and the turbocharger generator 12, and 300 kW of power is supplied from the turbo generator 22 to the in-board power load 40, and 100 kW is supplied from the turbocharger generator 12. .
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbocharger generator 12, and the second power converter 62 converts DC power into AC power. Further, the power supplied from the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 is controlled to reduce the passing power between the AC power and the DC power so as to match the upper limit power amount of the second power conversion device 62. There is.
Further, 300 kW of power is supplied from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53. The turbocharger generator 12 has reached 400 kW, which is a settable power generation capacity.

図3及び図4において、a4時点は、(S125)工程と(S126)工程の間のシャフトモータの推進加勢量を増加した時点である。ターボ発電機22及びターボチャージャー発電機12から電力を供給し、船内電力負荷40に対しては、ターボ発電機22から400kWの電力が供給されている。
また、ターボチャージャー発電機12から400kWの電力と、ターボ発電機22から100kWの電力とが、シャフトモータ53に供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボ発電機22により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において交流電力から直流電力に変換されている。また、ターボ発電機22からシャフトモータ53に供給される電力は、第2電力変換装置62の上限電力量に見合うように交流電力及び直流電力間の通過電力を小さくするように制御している。
なお、ターボチャージャー発電機12は、発電可能設定量の400kWに達している。
In FIG. 3 and FIG. 4, time a4 is the time when the amount of thrusting of the shaft motor between steps (S125) and (S126) is increased. Electric power is supplied from the turbo generator 22 and the turbocharger generator 12, and electric power of 400 kW is supplied from the turbo generator 22 to the inboard power load 40.
Further, a power of 400 kW from the turbocharger generator 12 and a power of 100 kW from the turbo generator 22 are supplied to the shaft motor 53.
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbo generator 22, and AC power is converted into DC power in the second power converter 62. Further, the power supplied from the turbo generator 22 to the shaft motor 53 is controlled so as to reduce the passing power between the AC power and the DC power so as to meet the upper limit power amount of the second power conversion device 62.
The turbocharger generator 12 has reached 400 kW, which is a settable amount of power generation.

図5は、船舶推進システム100の他の起動シーケンスにおける電力量の変化を示す比較例の図である。図6は、図5のb1〜b4の時点における電力供給量を表した図である。図5において、縦軸は電力量[kW]を表し、横軸は時間の経過を表すものである。また、図6において第2電力変換装置62を流れる電力量に付されている「+」は直流電力から交流電力に変換されたことを示し、「−」は交流電力から直流電力に変換されたことを示す。なお、図5及び図6に示す電力量、グラフの傾き、経過時間等は、1例を示すもの概念的なものであり、図5及び図6で示す電力量、グラフの傾き、経過時間に限定されるものではない。   FIG. 5 is a diagram of a comparative example showing a change in the amount of power in another start sequence of the boat propulsion system 100. As shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing the power supply amount at the time of b1 to b4 of FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents the amount of power [kW], and the horizontal axis represents the passage of time. Further, in FIG. 6, "+" attached to the amount of power flowing through the second power conversion device 62 indicates that DC power is converted to AC power, and "-" is converted from AC power to DC power. Indicates that. The amounts of power, the slope of the graph, the elapsed time, etc. shown in FIGS. 5 and 6 are conceptual examples showing one example, and the amounts of power, the slope of the graph, and the elapsed time shown in FIGS. It is not limited.

図5及び図6において、b1時点は、ディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12へ船内電力の負荷移行が行われている時点である。船内電力負荷40に対して、ディーゼル発電機32から300kWの電力が供給され、ターボチャージャー発電機12から100kWの電力が供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において直流電力から交流電力に変換されている。
In FIG. 5 and FIG. 6, time b1 is a time when load transfer of inboard power is performed from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12. Electric power is supplied from the diesel generator 32 to 300 kW to the inboard power load 40, and electric power from the turbocharger generator 12 is supplied from 100 kW.
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbocharger generator 12, and the second power converter 62 converts DC power into AC power.

図5及び図6において、b2時点は、ディーゼル発電機32が船内交流母線3から解列され、ターボ発電機22及びターボチャージャー発電機12から電力を供給している時点である。船内電力負荷40に対して、ターボ発電機22から100kWの電力が供給され、ターボチャージャー発電機12から300kWの電力が供給されている。
このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された300kWであり、第2電力変換装置62において直流電力から交流電力に変換されている。
In FIG. 5 and FIG. 6, time b2 is a time when the diesel generator 32 is decoupled from the inboard AC bus bar 3 and power is supplied from the turbo generator 22 and the turbocharger generator 12. For the inboard power load 40, 100 kW of power is supplied from the turbo generator 22 and 300 kW of power is supplied from the turbocharger generator 12.
At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 300 kW generated by the turbocharger generator 12, and DC power is converted into AC power in the second power converter 62.

図5及び図6において、b3時点は、ターボ発電機22及びターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40及びシャフトモータ53に電力を供給している時点である。
船内電力負荷40に対して、ターボ発電機22から400kWの電力が供給されている。
また、ターボチャージャー発電機12から400kWの電力と、ターボ発電機22から100kWの電力とが、シャフトモータ53に供給されている。このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボ発電機22により発電された100kWであり、第2電力変換装置62において交流電力から直流電力に変換されている。
In FIG. 5 and FIG. 6, time b3 is a time when electric power is supplied from the turbo generator 22 and the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 and the shaft motor 53.
Electric power of 400 kW is supplied from the turbo generator 22 to the inboard power load 40.
Further, a power of 400 kW from the turbocharger generator 12 and a power of 100 kW from the turbo generator 22 are supplied to the shaft motor 53. At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 100 kW generated by the turbo generator 22, and AC power is converted into DC power in the second power converter 62.

図5及び図6において、b4時点は、ターボ発電機22及びターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40及びシャフトモータ53に電力を供給している時点において、船内電力負荷40の脈動があった場合を示す。
船内電力負荷40に対して、ターボ発電機22から400kWの電力と、ターボチャージャー発電機12から50kWの電力が供給されている。
また、ターボチャージャー発電機12から400kWの電力と、ターボ発電機22から50kWの電力とが、シャフトモータ53に供給されている。このとき、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボ発電機22により発電された50kWであり、第2電力変換装置62において交流電力から直流電力に変換されている。
In FIG. 5 and FIG. 6, when b4 time point is supplying electric power from the turbo generator 22 and the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 and the shaft motor 53, there is a pulsation of the inboard power load 40 Indicates
For the inboard power load 40, power from the turbo generator 22 to 400 kW and power from the turbocharger generator 12 to 50 kW are supplied.
Further, a power of 400 kW from the turbocharger generator 12 and a power of 50 kW from the turbo generator 22 are supplied to the shaft motor 53. At this time, the amount of power passing through the second power converter 62 is 50 kW generated by the turbo generator 22, and AC power is converted into DC power in the second power converter 62.

図5及び図6に示すように、船舶推進システム100を他の起動シーケンスにより起動させた場合、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された300kWである。一方、図3及び図4に示すように、本発明の実施の形態1に係る船舶推進システムの起動シーケンスにより起動させた場合、第2電力変換装置62を通過する電力量はターボチャージャー発電機12により発電された100kWである。   As shown in FIGS. 5 and 6, when the vessel propulsion system 100 is activated by another activation sequence, the amount of electric power passing through the second power converter 62 is 300 kW generated by the turbocharger generator 12. On the other hand, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, when the ship propulsion system according to Embodiment 1 of the present invention is activated by the activation sequence, the amount of power passing through the second power converter 62 is the turbocharger generator 12. 100kW generated by the

以上のように、船舶推進システム100は、(S101)〜(S123)の工程を有する制御方法を行うことで、直流母線側と交流母線側との間に存在する第2電力変換装置62を通過する電力量を低下させることができる。そのため、第2電力変換装置62は、船内交流母線3の不足電力または余剰電力を電力変換するため、定格容量を第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63よりも小さくすることが可能となる。
例えば、第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63の定格容量をそれぞれ600kWとし、船内交流母線3に供給される電力が400kW〜600kWでの変動が想定される場合を考慮する。この場合には、第2電力変換装置62の定格容量をその差分の最大値である200kWとすることができる。
このように、第2電力変換装置62の定格容量を、第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63より小さくすることで、第2電力変換装置62を小型化することができる。また、第2電力変換装置の容量を小さくできることで機器設置スペースを低減することができる。さらに、第2電力変換装置の容量を小さくできることで機器コストを低減することができる。
As mentioned above, the ship propulsion system 100 passes the 2nd power converter 62 which exists between the direct current bus-line side and the alternating current bus-line side by performing the control method which has a process of (S101)-(S123). Power consumption can be reduced. Therefore, since the second power converter 62 converts the power shortage or surplus power of the inboard AC bus 3, it is possible to make the rated capacity smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63. Become.
For example, the rated capacities of the first power conversion device 61 and the third power conversion device 63 are respectively set to 600 kW, and the case where fluctuations in the power supplied to the inboard AC bus 3 at 400 kW to 600 kW are assumed is considered. In this case, the rated capacity of the second power converter 62 can be 200 kW, which is the maximum value of the difference.
As described above, by making the rated capacity of the second power converter 62 smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63, the second power converter 62 can be miniaturized. Moreover, the equipment installation space can be reduced by reducing the capacity of the second power conversion device. Furthermore, the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the second power conversion device.

図7は、本発明の実施の形態1に係る船舶推進システム100の終了シーケンスを示すフローチャートである。(S101)〜(S123)の工程は、船舶推進システム100の起動の方法であるが、船舶推進システム100は、(S101)〜(S123)の工程と逆の工程を経ることにより終了させることができる。以下に示す、(S301)〜(S305)は、(S201)〜(S226)の工程と逆の工程を簡略化して記載したものである。   FIG. 7 is a flowchart showing a termination sequence of the vessel propulsion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Although the process of (S101)-(S123) is the method of starting of the ship propulsion system 100, the ship propulsion system 100 may be ended by passing through the process of (S101)-(S123). it can. The steps (S301) to (S305) shown below are described by simplifying the steps reverse to the steps (S201) to (S226).

ターボチャージャー発電機12と、ターボ発電機22とによって発電する電力によってシャフトモータ53を運転している状態から、以下の方法によってシャフトモータの運転を終了させる。
(S301)
ディーゼル発電機32を運転し、船内交流母線3に接続させる。
(S302)
ターボ発電機22からシャフトモータ53への電力の供給量を減少させ、シャフトモータ53の推進加勢量を減少させる第1電力抑制工程を行う。
(S303)
ディーゼル発電機32による電力の供給量を増加させ、ターボ発電機22による電力の供給量を減少させて、ターボ発電機22から船内電力負荷40をディーゼル発電機32に移行させる第3負荷移行工程を行う。
(S304)
ターボ発電機22を停止させる第1停止工程を行う。ターボ発電機22を停止し、船内交流母線3から解列させる。
(S305)
ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53への電力の供給を減少させ、シャフトモータ53の推進加勢量を更に減少させる第2電力抑制工程を行う。
(S306)
ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53への電力の供給を停止し、シャフトモータ53を停止させる第2停止工程を行う。
(S307)
ディーゼル発電機32による電力の供給量を増加させ、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量を減少させて、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40をディーゼル発電機32に移行させる第4負荷移行工程を行う。
(S308)
ターボチャージャー発電機12を停止し、船内交流母線3から解列する。
From the state where the shaft motor 53 is operated by the electric power generated by the turbocharger generator 12 and the turbo generator 22, the operation of the shaft motor is ended by the following method.
(S301)
The diesel generator 32 is operated and connected to the inboard AC bus 3.
(S302)
A first power suppression step is performed to reduce the amount of power supplied from the turbo generator 22 to the shaft motor 53 and to reduce the amount of thrust and drive of the shaft motor 53.
(S303)
A third load transfer step of increasing the amount of power supplied by the diesel generator 32 and decreasing the amount of power supplied by the turbo generator 22 to transfer the inboard power load 40 to the diesel generator 32 from the turbo generator 22 Do.
(S304)
A first stop step of stopping the turbo generator 22 is performed. The turbo generator 22 is stopped and disconnected from the inboard AC bus 3.
(S305)
A second power suppression step is performed to reduce the supply of power from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53 and to further reduce the amount of thrust and drive of the shaft motor 53.
(S306)
The supply of electric power from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53 is stopped, and a second stop process for stopping the shaft motor 53 is performed.
(S307)
The fourth load transfer that transfers the in-board power load 40 to the diesel generator 32 from the turbocharger generator 12 by increasing the amount of power supplied by the diesel generator 32 and decreasing the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 Perform the process.
(S308)
The turbocharger generator 12 is stopped and disconnected from the inboard AC bus 3.

以上のように、船舶推進システム100は、(S301)〜(S308)の工程を有する制御方法を行うことで、図2〜4で示す電力の増加量とは逆の流れで、直流母線側と交流母線側との間に存在する第2電力変換装置62を通過する電力量を低下させることができる。そのため、第2電力変換装置62は、船内交流母線3の不足電力または余剰電力を電力変換するため、定格容量を第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63よりも小さくすることが可能となる。また、第2電力変換装置の容量を小さくできることで機器設置スペースを低減することができる。また、第2電力変換装置の容量を小さくできることで機器コストを低減することができる。   As described above, the ship propulsion system 100 performs the control method including the steps of (S301) to (S308) to flow in the reverse direction to the increase amount of power shown in FIGS. It is possible to reduce the amount of power passing through the second power converter 62 existing between the AC bus side. Therefore, since the second power converter 62 converts the power shortage or surplus power of the inboard AC bus 3, it is possible to make the rated capacity smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63. Become. Moreover, the equipment installation space can be reduced by reducing the capacity of the second power conversion device. Further, the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the second power conversion device.

実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2に係る船舶推進システム200の構成を示す図である。図1〜図7の船舶推進システム100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。以下、本発明の実施の形態2に係る船舶推進システム200について、船内電力統括制御装置80を用いることで、交流電力と直流電力間に存在する第2電力変換装置62の容量を小さくする船舶推進システム200の起動シーケンスについて説明する。なお、図3及び図4で示す電力量の変化は、船舶推進システム200の起動シーケンスにも該当する。
Second Embodiment
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a boat propulsion system 200 according to Embodiment 2 of the present invention. The same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the structure same as the ship propulsion system 100 of FIGS. 1-7, and the description is abbreviate | omitted. Hereinafter, with regard to the ship propulsion system 200 according to Embodiment 2 of the present invention, ship propulsion for reducing the capacity of the second power conversion device 62 existing between AC power and DC power by using the in-board power general control device 80. The startup sequence of the system 200 will be described. In addition, the change of the electric energy shown in FIG.3 and FIG.4 corresponds also to the starting sequence of the boat propulsion system 200. FIG.

図8に示すように、船舶推進システム200は、船に備わるシステムであり、主機1、ターボチャージャー(T/C:Turbo Charger)11、ターボチャージャー発電機(TCG:Turbo Charger Generator)12、蒸気発電装置20、ディーゼル発電装置30、船内電力負荷40、シャフトモータ(SM:Shaft Motor)53、直流母線部60、第1電力変換装置61、第2電力変換装置62、第3電力変換装置63、配電盤70、船内電力統括制御装置80を備えている。また、船舶推進システム200は、ディーゼル発電機制御装置81、ターボ発電機制御装置82、ターボチャージャー発電機制御装置83、第2電力変換装置制御装置84、主機制御装置85、シャフトモータ制御装置86、配電盤内電圧測定装置90を備えている。   As shown in FIG. 8, a ship propulsion system 200 is a system provided on a ship, and includes a main engine 1, a turbo charger (T / C: Turbo Charger) 11, a turbo charger generator (TCG: Turbo Charger Generator) 12, a steam power generation system. Device 20, diesel generator 30, ship's electric load 40, shaft motor (SM: Shaft Motor) 53, DC busbar 60, first power converter 61, second power converter 62, third power converter 63, switchboard 70, an onboard power general control unit 80 is provided. In addition, the ship propulsion system 200 includes a diesel generator controller 81, a turbo generator controller 82, a turbocharger generator controller 83, a second power converter controller 84, a main machine controller 85, a shaft motor controller 86, A switchboard voltage measuring device 90 is provided.

配電盤70には、船内の電力システムを制御する船内電力統括制御装置80と、配電盤内電圧測定装置90と、船内電力負荷40に電力を供給する船内交流母線3とが配置される。船内交流母線3には、それぞれ開閉器4を介して、蒸気発電装置20、ディーゼル発電装置30、船内電力負荷40、第2電力変換装置62が接続される。   In the switchboard 70, an inboard electrical power general control device 80 for controlling an inboard power system, an inboard switch voltage measuring device 90, and an inboard AC bus 3 for supplying power to the inboard electrical load 40 are disposed. The steam power generating apparatus 20, the diesel power generating apparatus 30, the inboard power load 40, and the second power conversion apparatus 62 are connected to the inboard AC bus bar 3 via the switches 4, respectively.

船内電力統括制御装置80は、船内で使用される電力を監視し、船内で必要となる電力を算出し、必要となる電力量を確保する為に各種発電機を制御するものである。特に、船内電力統括制御装置80は、船舶推進システム200の起動シーケンス又は終了シーケンスにおいて、直流母線側と交流母線側との間に存在する電力変換装置を通過する電力量を制御するものである。船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機制御装置81、ターボ発電機制御装置82、ターボチャージャー発電機制御装置83、第2電力変換装置制御装置84、主機制御装置85、シャフトモータ制御装置86等と接続し、各種機器の運転状態についてのデータを受信し、運転指示を送る。   The inboard power general control device 80 monitors the power used in the ship, calculates the power required in the ship, and controls various generators in order to secure the necessary amount of power. In particular, the inboard power general control device 80 controls the amount of power passing through the power conversion device existing between the DC bus side and the AC bus side in the startup sequence or the termination sequence of the boat propulsion system 200. The inboard power general control unit 80 includes a diesel generator control unit 81, a turbo generator control unit 82, a turbocharger generator control unit 83, a second power conversion unit control unit 84, a main unit control unit 85, a shaft motor control unit 86, etc. Connect, receive data about the operating status of various devices, and send an operation instruction.

ディーゼル発電機制御装置81は、ディーゼル発電機32の運転状態を把握し、船内電力統括制御装置80にディーゼル発電機32の運転状態を送信し、また、船内電力統括制御装置80の運転指示に基づきディーゼル発電機32の運転を制御する。ターボ発電機制御装置82は、ターボ発電機22の運転状態を把握し、船内電力統括制御装置80にターボ発電機22の運転状態を送信し、また、船内電力統括制御装置80の運転指示に基づきターボ発電機22の運転を制御する。ターボチャージャー発電機制御装置83は、ターボチャージャー発電機12の運転状態を把握し、船内電力統括制御装置80にターボチャージャー発電機12の運転状態を送信し、また、船内電力統括制御装置80の運転指示に基づきターボチャージャー発電機12の運転を制御する。第2電力変換装置制御装置84は第2電力変換装置62を流れる電力量を測定し、船内電力統括制御装置80に第2電力変換装置62を流れる電力量を送信するものである。主機制御装置85は、主機1の運転を制御するものである。シャフトモータ制御装置86は、シャフトモータ53の運転状態を把握し、船内電力統括制御装置80にシャフトモータ53の運転状態を送信し、また、船内電力統括制御装置80の運転指示に基づきシャフトモータ53の運転を制御する。配電盤内電圧測定装置90は、配電盤70内の電圧を測定するものである。   The diesel generator control unit 81 grasps the operating state of the diesel generator 32, transmits the operating state of the diesel generator 32 to the in-board electric power general control unit 80, and based on the operating instruction of the in-board electric power general control unit 80. The operation of the diesel generator 32 is controlled. The turbo generator control unit 82 grasps the operating state of the turbo generator 22, transmits the operating state of the turbo generator 22 to the in-board electric power general control unit 80, and based on the operation instruction of the in-board electric power general control unit 80. The operation of the turbo generator 22 is controlled. The turbocharger generator control unit 83 grasps the operation state of the turbocharger generator 12 and transmits the operation state of the turbocharger generator 12 to the inboard power general control unit 80, and also operates the inboard power general control unit 80. The operation of the turbocharger generator 12 is controlled based on the instructions. The second power conversion device controller 84 measures the amount of power flowing through the second power conversion device 62, and transmits the amount of power flowing through the second power conversion device 62 to the inboard power general control device 80. The master controller 85 controls the operation of the master 1. The shaft motor control device 86 grasps the operating condition of the shaft motor 53, transmits the operating condition of the shaft motor 53 to the inboard electric power general control device 80, and based on the operation instruction of the inboard electric power general control device 80. Control the operation of The switchboard voltage measuring device 90 measures the voltage in the switchboard 70.

船内電力統括制御装置80及び各種制御装置は、この機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやCPUなどの演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
ソフトウェアとして実現する場合は、ROM(Read Only Memory)やHDD(Hard Disk Drive)等にこの機能を実現するプログラムを格納しておき、CPUやマイコンなどの演算装置がそのプログラムを読み込んで、プログラムの指示に従って当該機能に相当する処理を実行することにより、構成することができる。また、ここでは1つの制御装置により構成しているが、例えばこの機能を実現するプログラムの処理を、複数の構成部により分けて行うようにしても良い。
The onboard power general control device 80 and various control devices can be realized by hardware such as a circuit device that realizes this function, or can be realized as software executed on an arithmetic device such as a microcomputer or CPU. .
When realized as software, a program for realizing this function is stored in ROM (Read Only Memory) or HDD (Hard Disk Drive), etc., and an arithmetic device such as a CPU or microcomputer reads the program to It can be configured by executing a process corresponding to the function according to the instruction. In addition, although a single control device is used here, for example, processing of a program for realizing this function may be divided and performed by a plurality of configuration units.

図9は、本発明の実施の形態2に係る船舶推進システム200の起動シーケンスを示すフローチャートである。ここで、交流電力及び直流電力の混合型の船内交流母線3を有し推進加勢に利用する船舶推進システム200において、交流電力と直流電力間に存在する電力変換装置の容量を小さくする船舶推進システム200の起動シーケンスについて説明する。船舶推進システム200の起動にあたり、ディーゼル発電機32は駆動し、ターボチャージャー発電機12と、ターボ発電機22と、シャフトモータ53とは停止している状態である。フローチャートは、起動時に手動介入を行っているが、開始から終了まで全自動で行ってもよい。なお、判断工程において一定時間経過後も「Yes」にならない場合は、状況をユーザーに知らせるか、あるいは制御を停止させるかなどの制御を行う。   FIG. 9 is a flowchart showing a start-up sequence of the vessel propulsion system 200 according to Embodiment 2 of the present invention. Here, in the ship propulsion system 200 having the AC power supply 3 of the mixed type of AC power and DC power and using it for propulsion addition, the ship propulsion system for reducing the capacity of the power conversion device existing between AC power and DC power. The start sequence of 200 will be described. When the ship propulsion system 200 starts up, the diesel generator 32 is driven, and the turbocharger generator 12, the turbo generator 22, and the shaft motor 53 are in a stopped state. In the flowchart, manual intervention is performed at startup, but may be performed fully automatically from start to end. If the determination process does not return "Yes" even after the elapse of a predetermined time, control is performed to notify the user of the situation or to stop the control.

(S201)
ディーゼル発電機32を立ち上げ、船内電力負荷40に電力を供給する第1電力供給工程を行う。
排熱源である主機1を運転するためには、ディーゼル発電機32でポンプ類を運転させる必要がある。そのため、ディーゼル発電機32を立ち上げておき、ディーゼル発電機32から船内交流母線3を介して船内電力負荷40に電力を供給し、船内の電力を静定させる。
(S201)
The diesel generator 32 is started up, and a first power supply process of supplying power to the inboard power load 40 is performed.
In order to operate the main unit 1, which is an exhaust heat source, it is necessary to operate the pumps with the diesel generator 32. Therefore, the diesel generator 32 is started up, power is supplied from the diesel generator 32 to the inboard power load 40 via the inboard AC bus 3, and the inboard power is stabilized.

(S202)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12を起動し負荷を持たせることができるか否かを判断する。
ターボ発電機22の発電できる電力を向上させるために、前段に装備するターボチャージャー発電機12を先に起動し、ターボチャージャー発電機12に負荷を持たせる必要がある。
ターボチャージャー発電機12を起動し負荷を持たせられるか否かは、発電可能設定量の下限値に達しているか否かにより判断される。なお、発電可能設定量の下限値に達しているか否かの判断は、本発明の第1判断工程に相当する。発電可能設定量の下限値は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等により予め設定され、船内電力統括制御装置80はこれらのデータを取得して判断する。発電可能設定量の下限値に満たない場合は、船内電力統括制御装置80は、発電可能設定量の下限値に達するまで、ターボチャージャー発電機12を起動できるか否かの判断を繰り返す。
(S202)
The onboard power general control device 80 determines whether or not the turbocharger generator 12 can be activated to have a load.
In order to improve the power that can be generated by the turbo generator 22, it is necessary to start the turbocharger generator 12 installed in the front stage first and load the turbocharger generator 12.
Whether or not the turbocharger generator 12 can be activated and loaded can be determined based on whether or not the lower limit value of the settable power generation amount has been reached. The determination as to whether or not the lower limit value of the power generation set amount has been reached corresponds to the first determination step of the present invention. The lower limit value of the settable power generation amount is set in advance according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental conditions, etc. If the lower limit value of the settable power generation amount is not reached, the in-board electric power general control device 80 repeats the determination as to whether or not the turbocharger generator 12 can be started until the lower limit value of the power generation settable amount is reached.

(S203)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12を起動させる。
ディーゼル発電機32による発電量が、発電可能設定量に達している場合は、船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12を起動し、ターボチャージャー発電機12による発電を開始する。
(S203)
The inboard power general control unit 80 activates the turbocharger generator 12.
When the amount of power generation by the diesel generator 32 has reached the power generation possible setting amount, the in-board electric power general control device 80 starts the turbocharger generator 12 and starts the power generation by the turbocharger generator 12.

(S204)
船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値(例えば450V)に達しているか否かを判断する第2判断工程を行う。配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧は、配電盤内電圧測定装置90によって測定され、船内電力統括制御装置80に送信される。
船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達しているか否かを判断することで、開閉器4を閉じることができるか否かを判断する。
配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達していない場合は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達するまで、ディーゼル発電機32により電力供給を行う。そして、船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達しているか否かの判断を繰り返し行う。
(S204)
The inboard power general control device 80 performs a second determination step of determining whether the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached a set value (for example, 450 V). The voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 is measured by the switchboard voltage measuring device 90 and transmitted to the in-ship power general control device 80.
The inboard power general control device 80 determines whether or not the switch 4 can be closed by determining whether or not the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached a set value. .
If the voltage on the turbocharger generator 12 side in the switchboard 70 does not reach the set value, the diesel generator 32 supplies power until the voltage on the turbocharger generator 12 side in the switchboard 70 reaches the set value I do. Then, the in-board power general control device 80 repeatedly determines whether or not the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached a set value.

(S205)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12用の開閉器4を閉じる。
船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボチャージャー発電機12側の電圧が、設定値に達している場合は、ターボチャージャー発電機12用の開閉器4を閉じ、ターボチャージャー発電機12によって発電された電力を、船内交流母線3に供給する。ターボチャージャー発電機12によって発電された交流電力は、第1電力変換装置61で直流電力に変換され、第2電力変換装置62で交流電力に変換されて、船内交流母線3に供給される。
(S205)
The onboard power general control unit 80 closes the switch 4 for the turbocharger generator 12.
When the voltage on the side of the turbocharger generator 12 in the switchboard 70 has reached the set value, the in-board power general control unit 80 closes the switch 4 for the turbocharger generator 12 and the turbocharger generator 12 The generated electric power is supplied to the inboard AC bus 3. The AC power generated by the turbocharger generator 12 is converted to DC power by the first power converter 61, converted to AC power by the second power converter 62, and supplied to the in-board AC bus 3.

(S206)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40を分配する。ターボチャージャー発電機12からの電力を船内交流母線3に供給するに際し、第2電力変換装置62の周波数を制御する。
(S206)
The inboard power general control unit 80 distributes the inboard power load 40 to the turbocharger generator 12. When the power from the turbocharger generator 12 is supplied to the inboard AC bus 3, the frequency of the second power converter 62 is controlled.

(S207)
船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機32及びターボチャージャー発電機12により、船内交流母線3を介して船内電力負荷40に電力供給を行う。なお、(S203)〜(S207)の工程は、本発明の第2電力供給工程の実行に相当する。
(S207)
The inboard power general control device 80 supplies power to the inboard power load 40 via the inboard AC bus 3 by the diesel generator 32 and the turbocharger generator 12. The steps (S203) to (S207) correspond to the execution of the second power supply step of the present invention.

(S208)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量を増加させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を減少させて、ディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40の一部を移行させる。
(S208)
The onboard power general control device 80 increases the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and decreases the amount of power supplied by the diesel generator 32 so that the onboard power load from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12 Migrate part of 40

(S209)
船内電力統括制御装置80は、第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程を行う。第2電力変換装置62の電力量は、第2電力変換装置制御装置84によって測定され船内電力統括制御装置80に送信される。第2電力変換装置62の電力が、閾値に達しているか否かを判断することで、第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する。第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する電力の閾値は、第2電力変換装置62の容量から、負荷変動用のマージンが引かれた電力量に予め設定される。船内電力統括制御装置80は、第2電力変換装置62の電力が閾値に達していない場合は、引き続きディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12に船内電力負荷40の移行を行う。そして、船内電力統括制御装置80は、第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かの判断を繰り返し行う。
なお、(S208)〜(S209)の工程は、本発明の第1負荷移行工程に相当する。
(S209)
The onboard power general control device 80 performs a third determination step of determining whether the power of the second power conversion device 62 has reached a threshold. The amount of power of the second power conversion device 62 is measured by the second power conversion device controller 84 and transmitted to the in-ship power general control device 80. By determining whether the power of the second power converter 62 has reached the threshold value, it is determined whether the second power converter 62 has reached the upper limit power amount. The threshold value of the power for determining whether or not the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount is preset to the power amount obtained by subtracting the load fluctuation margin from the capacity of the second power conversion device 62 . When the power of the second power conversion device 62 has not reached the threshold value, the in-ship power general control device 80 continuously transfers the in-board power load 40 from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12. Then, the in-board power general control device 80 repeatedly determines whether the power of the second power conversion device 62 has reached the threshold.
The steps (S208) to (S209) correspond to the first load transfer step of the present invention.

(S210)
船内電力統括制御装置80は、シャフトモータ53を起動できるか否かを判断する。
第2電力変換装置62を構成するインバータが上限電力量である場合は、船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機32からターボチャージャー発電機12への船内電力負荷40の移行を終了し、続いてシャフトモータ53を起動できるか否かを判断する。船内電力統括制御装置80は、シャフトモータ53を起動できない場合は、起動できる条件が整うまでシャフトモータ53を起動できるか否かの判断を繰り返す。シャフトモータ53を起動できるかどうかの判断条件は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等により予め設定される。
(S210)
The inboard power general control device 80 determines whether or not the shaft motor 53 can be activated.
When the inverter constituting the second power conversion device 62 has the upper limit electric energy, the inboard power general control device 80 ends the transfer of the inboard power load 40 from the diesel generator 32 to the turbocharger generator 12 and continues It is determined whether or not the shaft motor 53 can be activated. When the shaft motor 53 can not be started, the in-house power general control device 80 repeats the determination as to whether or not the shaft motor 53 can be started until the condition for starting can be established. The determination conditions as to whether or not the shaft motor 53 can be started up are preset according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental conditions, and the like.

(S211)
船内電力統括制御装置80は、シャフトモータ53を起動できる場合には、シャフトモータ53を起動させる。
(S211)
The inboard power general control device 80 starts the shaft motor 53 when the shaft motor 53 can be started.

(S212)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12から、第1電力変換装置61と第3電力変換装置63とを介して供給された電力によって、シャフトモータ53を運転させる。
なお、(S212)は、本発明の電動機駆動工程の実行に相当する。
(S212)
The inboard power general control device 80 operates the shaft motor 53 by the power supplied from the turbocharger generator 12 via the first power conversion device 61 and the third power conversion device 63.
Note that (S212) corresponds to the execution of the motor driving step of the present invention.

(S213)
船内電力統括制御装置80は、シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる。
(S213)
The in-house electric power general control device 80 increases the amount of thrusting of the shaft motor 53.

(S214)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12から電力を供給し、シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる。また、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40に供給される電力は、船内電力統括制御装置80によって、第2電力変換装置62の上限電力量に見合うように交流電力及び直流電力間の通過電力を小さくするような容量に制御される。なお、ターボチャージャー発電機12は、系統への短絡電流供給能力を有していないので、ディーゼル発電機32又は後に立ち上げるターボ発電機22と並列運転させる必要がある。
(S214)
The inboard power general control device 80 supplies power from the turbocharger generator 12 to increase the amount of thrusting of the shaft motor 53. Further, the power supplied from the turbocharger generator 12 to the inboard power load 40 is transmitted by the AC power and the DC power by the inboard power general control unit 80 so as to meet the upper limit power amount of the second power conversion device 62. Is controlled to a capacity that makes In addition, since the turbocharger generator 12 does not have a short circuit current supply capability to the system, it is necessary to operate in parallel with the diesel generator 32 or the turbo generator 22 to be started up later.

(S215)
船内電力統括制御装置80は、第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程を行う。第2電力変換装置62の電力量は、第2電力変換装置制御装置84によって測定され船内電力統括制御装置80に送信される。第2電力変換装置62の電力が、閾値に達しているか否かを判断することで、第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する。第2電力変換装置62が上限電力量に達したか否かを判断する電力の閾値は、第2電力変換装置62の容量から、負荷変動用のマージンが引かれた電力量に予め設定される。第2電力変換装置62の電力が閾値に達していない場合は、船内電力統括制御装置80は、引き続きシャフトモータ53の推進加勢量を増加させ、第2電力変換装置62の電力が閾値に達しているか否かの判断を繰り返し行う。
(S215)
The onboard power general control device 80 performs a third determination step of determining whether the power of the second power conversion device 62 has reached a threshold. The amount of power of the second power conversion device 62 is measured by the second power conversion device controller 84 and transmitted to the in-ship power general control device 80. By determining whether the power of the second power converter 62 has reached the threshold value, it is determined whether the second power converter 62 has reached the upper limit power amount. The threshold value of the power for determining whether or not the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount is preset to the power amount obtained by subtracting the load fluctuation margin from the capacity of the second power conversion device 62 . If the power of the second power conversion device 62 does not reach the threshold, the in-board power general control device 80 continues to increase the amount of propulsion energization of the shaft motor 53, and the power of the second power conversion device 62 reaches the threshold. Repeatedly determine if there is.

(S216)
船内電力統括制御装置80は、S215の工程と並行して、ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かを判断する。なお、ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かの判断は、本発明の第4判断工程に相当する。ターボチャージャー発電機12の発電可能設定量の上限値は、例えば、船舶の設備の状態、主機の負荷量、環境条件等および負荷変動用のマージンにより予め設定される。ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に満たない場合には、船内電力統括制御装置80は、発電可能設定量に達するまで、引き続きシャフトモータ53の推進加勢量を増加させ、ターボチャージャー発電機12による発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かの判断を繰り返す。
(S216)
The in-house electric power general control device 80 determines whether the amount of power generation by the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount in parallel with the process of S215. The determination as to whether the amount of power generation by the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount corresponds to the fourth determination step of the present invention. The upper limit value of the power generation settable amount of the turbocharger generator 12 is preset according to, for example, the state of the equipment of the ship, the load amount of the main engine, the environmental condition, and the like and the margin for load fluctuation. If the amount of power generation by the turbocharger generator 12 does not reach the upper limit value of the settable power generation amount, the onboard electric power general control device 80 continues to increase the amount of propulsion energization of the shaft motor 53 until the power generation settable amount is reached. Then, it is repeated to determine whether the amount of power generation by the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount.

(S217)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22を起動できるか否かを判断する。
第2電力変換装置62が上限電力量に達している場合、かつ、ターボチャージャー発電機12の発電量が発電可能設定量の上限値に達している場合に、船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22を起動できるか否かを判断する。ターボ発電機22を起動できるか否かは、例えば、主機1の排気ガスの放出熱と熱交換する図示しない排ガスエコノマイザーの入口温度が、閾値に達しているか否かを判断する。排ガスエコノマイザーの入口温度の閾値は、例えば、船舶の設備、環境条件等により予め設定される。なお、主機1の排気ガスの放出熱と熱交換する排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しているか否かの判断は、本発明の第5判断工程に相当する。排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値未満である場合など、ターボ発電機22を起動できない場合には、排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達するまで、排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しているか否かの判断を繰り返す。
(S217)
The onboard power general control device 80 determines whether or not the turbo generator 22 can be activated.
When the second power conversion device 62 has reached the upper limit power amount, and when the amount of power generation of the turbocharger generator 12 has reached the upper limit value of the settable power generation amount, the in-board power general control device 80 It is determined whether the generator 22 can be activated. Whether or not the turbo generator 22 can be activated determines, for example, whether or not the inlet temperature of an exhaust gas economizer (not shown) that exchanges heat with the heat released from the main engine 1 has reached a threshold. The threshold value of the inlet temperature of the exhaust gas economizer is preset according to, for example, the equipment of the ship, the environmental condition, and the like. The determination as to whether or not the inlet temperature of the exhaust gas economizer that exchanges heat with the exhaust heat of the main unit 1 has reached a threshold value corresponds to the fifth determination step of the present invention. When the turbo generator 22 can not be started, for example, when the inlet temperature of the exhaust gas economizer is below the threshold, whether or not the inlet temperature of the exhaust gas economizer reaches the threshold until the inlet temperature of the exhaust gas economizer reaches the threshold Repeat the decision.

(S218)
船内電力統括制御装置80は、例えば、排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しておりターボ発電機22を起動できると判断した場合は、ターボ発電機22を起動させる。
(S218)
For example, when it is determined that the inlet temperature of the exhaust gas economizer has reached the threshold value and the turbo generator 22 can be activated, the in-board electric power general control device 80 activates the turbo generator 22.

(S219)
船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値(例えば450V)に達しているか否かを判断する第6判断工程を行う。
船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達しているか否かを判断することで、開閉器4を閉じることができるか否かを判断する。
配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達していない場合には、船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値に達するまで、ディーゼル発電機32及びターボチャージャー発電機12により電力供給を行わせる。そして、船内電力統括制御装置80は、配電盤70内のターボ発電機22側の電圧が、設定値(例えば450V)に達しているか否かの判断を繰り返し行う。
なお、(S213)〜(S219)は、本発明の第1推進加勢工程に相当する。第1推進加勢工程においては、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量と、シャフトモータ53の使用電力量との差が規定値以下に制御されている。この規定値は、第2電力変換装置のインバータの容量と負荷変動用のマージンによって予め決定されている。
(S219)
The inboard power general control device 80 performs a sixth determination step of determining whether the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has reached a set value (for example, 450 V).
The inboard power general control device 80 determines whether or not the switch 4 can be closed by determining whether or not the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has reached a set value.
If the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has not reached the set value, the in-board power general control device 80 continues until the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 reaches the set value. Electric power is supplied by the diesel generator 32 and the turbocharger generator 12. Then, the in-board power general control device 80 repeatedly determines whether the voltage on the turbo generator 22 side in the switchboard 70 has reached a set value (for example, 450 V).
Note that (S213) to (S219) correspond to the first propulsion and biasing step of the present invention. In the first propulsion and urging step, the difference between the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and the amount of power used by the shaft motor 53 is controlled to be less than or equal to a specified value. This prescribed value is determined in advance by the capacity of the inverter of the second power conversion device and the margin for load fluctuation.

(S220)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22用の開閉器4を閉じる。
船内交流母線3の電圧が確立されている場合には、船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22用の開閉器4を閉じ、ターボ発電機22によって発電された交流電力を、船内交流母線3に供給する。
(S220)
The inboard power general control unit 80 closes the switch 4 for the turbo generator 22.
When the voltage of the in-plane AC bus 3 is established, the in-board electric power general control device 80 closes the switch 4 for the turbo generator 22, and generates the AC power generated by the turbo generator 22 into the in-board AC bus. Supply to 3.

(S221)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22の周波数を制御し、ターボ発電機22に船内電力負荷40を分配する。
(S221)
The inboard power general control device 80 controls the frequency of the turbo generator 22 and distributes the inboard power load 40 to the turbo generator 22.

(S222)
船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機32、ターボ発電機22、ターボチャージャー発電機12により、船内交流母線3を介して船内電力負荷40及びシャフトモータ53に電力供給を行わせる。そして、船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22による電力の供給量を増加させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を減少させて、ディーゼル発電機32から船内電力負荷40をターボ発電機22に移行させる。
なお、(S220)〜(S222)は、本発明の第2負荷移行工程の実行に相当する。第2負荷移行工程においては、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量と、シャフトモータ53の使用電力量との差が規定値以下に制御されている。この規定値は、第2電力変換装置のインバータの容量と負荷変動用のマージンによって予め決定されている。
(S222)
The inboard power general control device 80 causes the diesel generator 32, the turbo generator 22, and the turbocharger generator 12 to supply power to the inboard power load 40 and the shaft motor 53 via the inboard AC bus 3. Then, the inboard power general control device 80 increases the amount of power supplied by the turbo generator 22 and decreases the amount of power supplied by the diesel generator 32 so that the inboard power load 40 can be turbogeneratord from the diesel generator 32. Migrate to 22.
Note that (S220) to (S222) correspond to the execution of the second load transfer step of the present invention. In the second load transfer step, the difference between the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and the amount of power used by the shaft motor 53 is controlled to a prescribed value or less. This prescribed value is determined in advance by the capacity of the inverter of the second power conversion device and the margin for load fluctuation.

(S223)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22からの電力の供給量を増加させ、シャフトモータ53の推進加勢量を増加させる第2推進加勢工程を行う。そして、 船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機32を船内交流母線3から解列させ、船舶推進システム200の起動シーケンスを終了させる。
(S223)
The inboard electric power general control device 80 performs a second propulsion and application step of increasing the amount of supply of electric power from the turbo generator 22 and increasing the amount of propulsion and urging of the shaft motor 53. Then, the in-house electric power general control device 80 disconnects the diesel generator 32 from the in-plane AC bus 3, and ends the start sequence of the ship propulsion system 200.

なお、負荷変動あるいは発電量低下などにより、第2電力変換装置62の上限電力量や、ターボチャージャー発電機12の発電可能設定量をオーバーし、システムが不成立状態となった場合には、船内電力統括制御装置80は、シャフトモータ53の推進加勢量を減少させ、電力の供給量と消費量とをバランスさせる制御を行う。   In addition, when the upper limit electric energy of the second power converter 62 or the electric power settable generation amount of the turbocharger generator 12 is exceeded due to load fluctuation or electric power generation amount decrease, the inboard electric power is generated. The general control device 80 performs control to reduce the amount of thrust and drive of the shaft motor 53 and to balance the amount of power supplied and the amount consumed.

以上のように、船舶推進システム200は、船内電力統括制御装置80が(S201)〜(S223)の工程を有する制御方法を行うことで、直流母線側と交流母線側との間に存在する第2電力変換装置62を通過する電力量を低下させることができる。そのため、第2電力変換装置62は、船内交流母線3の不足電力または余剰電力を電力変換するため、定格容量を第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63よりも小さくすることが可能となる。
このように、第2電力変換装置62の定格容量を、第1電力変換装置61および第3電力変換装置63より小さくすることで、第2電力変換装置62を小型化することができる。よって、さらに、機器設置スペースの低減と、機器コストの低減を図ることができる。
As described above, in the ship propulsion system 200, the inboard power general control device 80 performs the control method including the steps of (S201) to (S223), so that the ship propulsion system 200 exists between the DC bus side and the AC bus side. The amount of power passing through the power conversion apparatus 62 can be reduced. Therefore, since the second power converter 62 converts the power shortage or surplus power of the inboard AC bus 3, it is possible to make the rated capacity smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63. Become.
As described above, by making the rated capacity of the second power converter 62 smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63, the second power converter 62 can be miniaturized. Therefore, the device installation space can be further reduced and the device cost can be reduced.

図10は、本発明の実施の形態2に係る船舶推進システム200の終了シーケンスを示すフローチャートである。上述の(S201)〜(S223)の工程は、船内電力統括制御装置80による船舶推進システム100の起動の方法である。船内電力統括制御装置80は、船舶推進システム100を(S201)〜(S223)の工程と逆の工程を経ることにより終了させることができる。以下に示す、(S401)〜(S408)は、(S201)〜(S223)の工程と逆の工程を簡略化して記載したものである。   FIG. 10 is a flowchart showing the termination sequence of the vessel propulsion system 200 according to Embodiment 2 of the present invention. The above-described steps (S201) to (S223) are a method of starting up the boat propulsion system 100 by the in-board electric power general control device 80. The onboard power general control device 80 can end the vessel propulsion system 100 by performing the steps reverse to the steps (S201) to (S223). The steps (S401) to (S408) shown below are described by simplifying the steps reverse to the steps (S201) to (S223).

船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12と、ターボ発電機22とによって発電する電力によってシャフトモータ53を運転させている状態から、以下の方法によってシャフトモータの運転を終了させる。
(S401)
船内電力統括制御装置80は、ディーゼル発電機32を運転し、船内交流母線3に接続させる。
(S402)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22からシャフトモータ53への電力の供給量を減少させ、シャフトモータ53の推進加勢量を減少させる第1電力抑制工程を行う。
(S403)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22による電力の供給量を減少させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を増加させて、ターボ発電機22から船内電力負荷40をディーゼル発電機32に移行させる第3負荷移行工程を行う。
(S404)
船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22を停止させる第1停止工程を行う。船内電力統括制御装置80は、ターボ発電機22を停止し、船内交流母線3から解列させる。
(S405)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53への電力の供給を減少させ、シャフトモータ53の推進加勢量を更に減少させる第2電力抑制工程を行う。
(S406)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12からシャフトモータ53への電力の供給を停止し、シャフトモータ53を停止させる第2停止工程を行う。
(S407)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12による電力の供給量を減少させ、ディーゼル発電機32による電力の供給量を増加させて、ターボチャージャー発電機12から船内電力負荷40をディーゼル発電機32に移行させる第4負荷移行工程を行う。
(S408)
船内電力統括制御装置80は、ターボチャージャー発電機12を停止し、船内交流母線3から解列する。
The inboard power general control device 80 ends the operation of the shaft motor by the following method from the state where the shaft motor 53 is operated by the electric power generated by the turbocharger generator 12 and the turbo generator 22.
(S401)
The inboard power general control device 80 operates the diesel generator 32 and connects it to the in-plane AC bus 3.
(S402)
The inboard power general control device 80 performs a first power suppressing step of reducing the amount of power supplied from the turbo generator 22 to the shaft motor 53 and reducing the amount of propulsion and urging of the shaft motor 53.
(S403)
The inboard power general control unit 80 reduces the amount of power supplied by the turbo generator 22 and increases the amount of power supplied by the diesel generator 32 to make the inboard power load 40 a diesel generator 32 from the turbo generator 22. Perform a third load transfer step to transfer.
(S404)
The inboard power general control device 80 performs a first stopping step of stopping the turbo generator 22. The inboard power general control unit 80 stops the turbo generator 22 and causes the inboard AC bus 3 to be disconnected.
(S405)
The inboard power general control device 80 performs a second power suppression step of reducing the supply of power from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53 and further reducing the amount of thrusting of the shaft motor 53.
(S406)
The inboard power general control device 80 performs a second stop process of stopping the supply of power from the turbocharger generator 12 to the shaft motor 53 and stopping the shaft motor 53.
(S407)
The inboard power general control unit 80 reduces the amount of power supplied by the turbocharger generator 12 and increases the amount of power supplied by the diesel generator 32 so that the inboard power load 40 can be a diesel generator from the turbocharger generator 12. Perform a fourth load transfer step to shift to 32.
(S408)
The onboard power general control unit 80 stops the turbocharger generator 12 and disconnects from the onboard AC bus 3.

以上のように、船舶推進システム200は、船内電力統括制御装置80が(S401)〜(S408)の工程を有する制御方法を行うことで、図2〜4で示す電力の増加量とは逆の流れで、直流母線側と交流母線側との間に存在する第2電力変換装置62を通過する電力量を低下させることができる。そのため、第2電力変換装置62は、船内交流母線3の不足電力または余剰電力を電力変換するため、定格容量を第1電力変換装置61及び第3電力変換装置63よりも小さくすることが可能となる。
このように、第2電力変換装置62の定格容量を、第1電力変換装置61および第3電力変換装置63より小さくすることで、第2電力変換装置62を小型化することができる。よって、さらに、機器設置スペースの低減と、機器コストの低減を図ることができる。
As described above, the ship propulsion system 200 performs the control method in which the onboard power general control device 80 has the steps of (S401) to (S408), and is thus opposite to the increase in power shown in FIGS. By the flow, it is possible to reduce the amount of power passing through the second power conversion device 62 existing between the DC bus side and the AC bus side. Therefore, since the second power converter 62 converts the power shortage or surplus power of the inboard AC bus 3, it is possible to make the rated capacity smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63. Become.
As described above, by making the rated capacity of the second power converter 62 smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63, the second power converter 62 can be miniaturized. Therefore, the device installation space can be further reduced and the device cost can be reduced.

実施の形態3.
図11は、本発明の実施の形態3に係る船舶推進システム300の構成を示す図である。図1〜図10の船舶推進システム100又は船舶推進システム200と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の実施の形態3に係る船舶推進システム300は、直流母線部60に蓄電池110を有する。
Third Embodiment
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a boat propulsion system 300 according to Embodiment 3 of the present invention. The same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the structure same as the ship propulsion system 100 or the ship propulsion system 200 of FIGS. 1-10, and the description is abbreviate | omitted. The boat propulsion system 300 according to Embodiment 3 of the present invention includes a storage battery 110 in the DC bus section 60.

蓄電池110は、ターボチャージャー発電機12、ターボ発電機22、ディーゼル発電機32で発電した電力を蓄えることができる。船内電力統括制御装置80は、蓄電池110と接続されている。船内電力統括制御装置80は、船内電力負荷40に電力を供給することができる。また、船内電力統括制御装置80は、蓄電池110に蓄えた電力を利用して、シャフトモータ53に電力を供給することができる。   The storage battery 110 can store electric power generated by the turbocharger generator 12, the turbo generator 22, and the diesel generator 32. The onboard power general control device 80 is connected to the storage battery 110. The onboard power general control device 80 can supply power to the onboard power load 40. In addition, the inboard power general control device 80 can supply power to the shaft motor 53 using the power stored in the storage battery 110.

以上のように、船舶推進システム300は、蓄電池110に蓄えた電力を利用して、シャフトモータ53に電力を供給することで、第2電力変換装置62を介してターボ発電機22及びディーゼル発電機32で発電した電力の使用量を抑えることができる。そのため、船舶推進システム300は、第2電力変換装置62の定格容量を小さくすることができる。その結果、第2電力変換装置62は、船内交流母線3の不足電力または余剰電力を電力変換するため、定格容量を第1電力変換装置61および第3電力変換装置63より小さくすることが可能となる。   As described above, the ship propulsion system 300 supplies electric power to the shaft motor 53 using the electric power stored in the storage battery 110, whereby the turbo generator 22 and the diesel generator via the second power converter 62. The amount of power generated by 32 can be reduced. Therefore, the boat propulsion system 300 can reduce the rated capacity of the second power converter 62. As a result, since the second power converter 62 converts the power shortage or surplus power of the inboard AC bus 3, it is possible to make the rated capacity smaller than that of the first power converter 61 and the third power converter 63. Become.

1 主機、2 推進用プロペラ、3 船内交流母線、4 開閉器、11 ターボチャージャー、12 ターボチャージャー発電機、20 蒸気発電装置、21 蒸気タービン、
22 ターボ発電機、30 ディーゼル発電装置、31 ディーゼルエンジン、32 ディーゼル発電機、40 船内電力負荷、53 シャフトモータ、60 直流母線部、61 第1電力変換装置、62 第2電力変換装置、63 第3電力変換装置、70 配電盤、80 船内電力統括制御装置、81 ディーゼル発電機制御装置、82 ターボ発電機制御装置、83 ターボチャージャー発電機制御装置、84 第2電力変換装置制御装置、85 主機制御装置、86 シャフトモータ制御装置、90 配電盤内電圧測定装置、100 船舶推進システム、110 蓄電池、200 船舶推進システム、300 船舶推進システム。
1 main engine, 2 propeller for propulsion, 3 inboard AC bus, 4 switches, 11 turbochargers, 12 turbocharger generators, 20 steam generators, 21 steam turbines,
Reference Signs List 22 turbo generator, 30 diesel generator, 31 diesel engine, 32 diesel generator, 40 inboard power load, 53 shaft motor, 60 direct current bus bar, 61 first power converter, 62 second power converter, 63 third Power converter, 70 switchboard, 80 ship power controller, 81 diesel generator controller, 82 turbo generator controller, 83 turbocharger generator controller, 84 second power converter controller, 85 master controller, 86 Shaft motor control device, 90 voltage measuring device in switchboard, 100 ship propulsion system, 110 storage battery, 200 ship propulsion system, 300 ship propulsion system.

Claims (13)

船舶の推進用プロペラを駆動する主機と、
前記主機の運転に利用され、船内交流母線に電力を供給する第1発電機と、
前記主機の排気エネルギーを利用して発電する第2発電機と、
前記主機の排気ガスの放出熱を利用して発電し、前記船内交流母線に電力を供給する第3発電機と、
前記第2発電機から出力された交流電力を直流電力に変換する第1電力変換装置と、
前記第1電力変換装置の直流電力が供給される直流母線部と、
前記直流母線部と前記船内交流母線との間に接続され、前記直流母線部の直流電力を交流電力に変換し、前記船内交流母線の交流電力を直流電力に変換する第2電力変換装置と、
前記直流母線部と接続され、前記直流母線部に供給された直流電力を交流電力に変換する第3電力変換装置と、
前記第3電力変換装置から出力された交流電力により駆動され、前記推進用プロペラを推進加勢する電動機と、
前記船内交流母線が配置され、前記第1発電機と、前記第3発電機と、前記第2電力変換装置を介して前記第2発電機と接続する配電盤と、
を備え、
前記第1発電機が駆動し、前記第2発電機と、前記第3発電機と、前記電動機とが停止している状態において、
前記第1発電機により発電し、船内電力負荷に電力を供給する第1電力供給工程と、
前記第2発電機を起動させて発電し、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを介して、前記船内電力負荷に電力を供給する第2電力供給工程と、
前記第2発電機による電力の供給量を増加させ、前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記第2発電機に前記船内電力負荷の一部を移行させる第1負荷移行工程と、
前記第2発電機から、前記第1電力変換装置と前記第3電力変換装置とを介して電力を供給し、前記電動機を起動させて、駆動させる電動機駆動工程と、
前記第2発電機による電力の供給量を閾値になるまで増加させ、前記電動機の推進加勢量を増加させる第1推進加勢工程と、
前記第3発電機を起動させて発電し、前記第3発電機による電力の供給量を増加させ、
前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記船内電力負荷を前記第3発電機に移行させる第2負荷移行工程と、
前記第3発電機からの電力の供給量を増加させ、前記電動機の推進加勢量を増加させる第2推進加勢工程と、
を有する船舶推進システムの制御方法。
A main engine that drives a propeller for ship propulsion;
A first generator that is used to drive the main engine and supplies power to an in-board alternating current bus;
A second generator that generates electricity using exhaust energy of the main machine;
A third generator that generates power using heat released from the exhaust gas of the main engine and supplies power to the in-board AC bus;
A first power converter for converting AC power output from the second generator into DC power;
A DC bus portion to which DC power of the first power conversion device is supplied;
A second power conversion device connected between the DC busbar portion and the inboard AC busbar, converting DC power of the DC busbar portion into AC power, and converting AC power of the inboard AC busbar into DC power;
A third power conversion device connected to the DC bus portion and converting DC power supplied to the DC bus portion into AC power;
An electric motor driven by alternating current power output from the third power conversion device and propelling and urging the propulsion propeller;
A switchboard in which the inboard alternating current bus bar is disposed and connected to the second generator via the first generator, the third generator, and the second power converter;
Equipped with
In a state in which the first generator is driven and the second generator, the third generator, and the motor are stopped,
A first power supply step of generating power by the first generator and supplying power to the inboard power load;
A second power supply step of activating the second generator to generate power, and supplying power to the inboard power load via the first power converter and the second power converter;
The amount of power supplied by the second generator is increased, the amount of power supplied by the first generator is decreased, and a portion of the inboard power load is transferred from the first generator to the second generator. The first load transfer step
A motor driving step of supplying power from the second generator via the first power conversion device and the third power conversion device to start up and drive the motor;
A first propulsion and urging step of increasing the amount of electric power supplied by the second generator until reaching a threshold value and increasing the amount of propulsion and energization of the motor;
The third generator is activated to generate power, and the amount of power supplied by the third generator is increased.
A second load transfer step of transferring the inboard power load from the first generator to the third generator by reducing the amount of power supplied by the first generator;
A second propulsion and application step of increasing the amount of power supplied from the third generator and increasing the amount of propulsion of the motor;
Method of controlling a ship propulsion system having
前記第1推進加勢工程と、前記第2負荷移行工程とにおいて、
前記第2発電機による電力の供給量と、前記電動機の使用電力量との差を規定値以下に制御する請求項1に記載の船舶推進システムの制御方法。
In the first propulsion and urging step and the second load transfer step,
The control method of the boat propulsion system according to claim 1, wherein the difference between the amount of power supplied by the second generator and the amount of power used by the motor is controlled to be equal to or less than a specified value.
前記第1電力供給工程において、
発電可能設定量の下限値に達しているか否かを判断する第1判断工程と、かつ、前記配電盤内の前記第2発電機側の電圧が設定値に達しているか否かを判断する第2判断工程と、を有し、
前記第1判断工程において前記発電可能設定量の下限値に達しており、かつ、前記第2判断工程において前記配電盤内の前記第2発電機側の電圧が設定値に達している場合に、前記第2電力供給工程を実行する請求項1又は2に記載の船舶推進システムの制御方法。
In the first power supply step,
A first determination step of determining whether or not the lower limit value of the settable power generation amount has been reached, and a second of determining whether the voltage on the second generator side in the switchboard has reached a set value And a determination process,
When the lower limit value of the power generation set amount has been reached in the first determination step, and the voltage on the second generator side in the switchboard has reached a set value in the second determination step The control method of the ship propulsion system according to claim 1 or 2 which performs a 2nd electric power supply process.
前記第1負荷移行工程において、
前記第2電力変換装置の電力が閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程を有し、
前記第3判断工程において前記第2電力変換装置の電力が閾値に達している場合に、前記第1負荷移行工程を終了し、前記電動機駆動工程を実行する請求項1〜3のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御方法。
In the first load transfer step,
It has a third determination step of determining whether the power of the second power conversion device has reached a threshold value,
4. The method according to claim 1, wherein when the power of the second power conversion device has reached a threshold value in the third determination step, the first load transfer step is ended, and the motor drive step is executed. The control method of the ship propulsion system as described in.
前記第1推進加勢工程において、
前記第2電力変換装置の電力か閾値に達しているか否かを判断する第3判断工程と、
前記第2発電機により発電した発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かを判断する第4判断工程と、
前記主機の排気ガスの放出熱と熱交換する排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しているか否かを判断する第5判断工程と、
前記配電盤内の前記第3発電機側の電圧が設定値に達しているか否かを判断する第6判断工程と、
を有し、
前記第3判断工程において前記第2電力変換装置の電力か閾値に達しており、前記第4判断工程において前記第2発電機により発電した発電量が前記発電可能設定量の上限値に達しており、前記第5判断工程において前記排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しており、前記第6判断工程において前記配電盤内の前記第3発電機側の電圧が設定値に達している場合に、前記第2負荷移行工程を実行する請求項1〜4のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御方法。
In the first propulsion and biasing step,
A third determination step of determining whether the power of the second power conversion device has reached a threshold or not;
A fourth determination step of determining whether the amount of power generation generated by the second generator has reached the upper limit value of the settable power generation amount;
A fifth determination step of determining whether an inlet temperature of an exhaust gas economizer that exchanges heat with exhaust heat of the main unit has reached a threshold value;
A sixth determination step of determining whether or not the voltage on the third generator side in the switchboard has reached a set value;
Have
The power of the second power converter has reached the threshold value in the third determination step, and the amount of power generated by the second generator in the fourth determination step has reached the upper limit value of the settable power generation amount. The inlet temperature of the exhaust gas economizer has reached a threshold value in the fifth determination step, and the voltage on the third generator side in the switchboard has reached a set value in the sixth determination step; The control method of the vessel propulsion system according to any one of claims 1 to 4, wherein the second load transfer step is performed.
前記第2発電機と前記第3発電機とによる電力の供給によって前記電動機を駆動している状態において、
前記第1発電機を運転し、前記船内交流母線に接続させる工程と、
前記第3発電機から前記電動機への電力の供給量を減少させ、前記電動機の推進加勢量を減少させる第1電力抑制工程と、
前記第1発電機による電力の供給量を増加させ、前記第3発電機による電力の供給量を減少させて、前記第3発電機から前記船内電力負荷を前記第1発電機に移行させる第3負荷移行工程と、
前記第3発電機を停止させる第1停止工程と、
前記第2発電機から前記電動機への電力の供給量を減少させ、前記電動機の推進加勢量を更に減少させる第2電力抑制工程と、
前記第2発電機から前記電動機への電力の供給を停止し、前記電動機を停止させる第2停止工程と、
前記第1発電機による電力の供給量を増加させ、前記第2発電機による電力の供給量を減少させて、前記第2発電機から前記船内電力負荷を前記第1発電機に移行させる第4負荷移行工程と、
前記第2発電機を停止し、前記第2発電機を前記船内交流母線から解列する工程と、
を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御方法。
In a state in which the motor is driven by the supply of power by the second generator and the third generator,
Driving the first generator and connecting it to the inboard alternating current bus;
A first power suppression step of reducing the amount of power supplied from the third generator to the motor to reduce the amount of propulsion energization of the motor;
Third, the amount of power supplied by the first generator is increased, the amount of power supplied by the third generator is decreased, and the inboard power load is transferred from the third generator to the first generator. Load transfer process,
A first stopping step of stopping the third generator;
A second power suppression step of reducing the amount of power supplied from the second generator to the motor to further reduce the amount of thrust of the motor;
A second stopping step of stopping supply of power from the second generator to the motor and stopping the motor;
A fourth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention, the fourth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention Load transfer process,
Stopping the second generator and disconnecting the second generator from the inboard alternating current bus;
The control method of the vessel propulsion system according to any one of claims 1 to 5, comprising:
船舶の推進用プロペラを駆動する主機と、
前記主機の運転に利用され、船内交流母線に電力を供給する第1発電機と、
前記主機の排気エネルギーを利用して発電する第2発電機と、
前記主機の排気ガスの放出熱を利用して発電し、前記船内交流母線に電力を供給する第3発電機と、
前記第2発電機から出力された交流電力を直流電力に変換する第1電力変換装置と、
前記第1電力変換装置の直流電力が供給される直流母線部と、
前記直流母線部と前記船内交流母線との間に接続され、前記直流母線部の直流電力を交流電力に変換し、前記船内交流母線の交流電力を直流電力に変換する第2電力変換装置と、
前記直流母線部と接続され、前記直流母線部に供給された直流電力を交流電力に変換する第3電力変換装置と、
前記第3電力変換装置から出力された交流電力により駆動され、前記推進用プロペラを推進加勢する電動機と、
前記船内交流母線が配置され、前記第1発電機と、前記第3発電機と、前記第2電力変換装置を介して前記第2発電機と接続する配電盤と、
を備えた船舶推進システムを制御する、船舶推進システムの制御装置であって、
前記第1発電機が駆動し、前記第2発電機と、前記第3発電機と、前記電動機とが停止している状態において、
前記第1発電機に発電させて、前記船内交流母線を介して船内電力負荷に電力を供給させ、
前記第2発電機を起動させて発電させ、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを介して、前記船内電力負荷に電力を供給させ、
前記第2発電機による電力の供給量を増加させ、前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記第2発電機に前記船内電力負荷の一部を移行させ、
前記第2発電機から、前記第1電力変換装置と前記第3電力変換装置とを介して電力を供給させて前記電動機を起動して駆動させ、
前記第2発電機による電力の供給量を閾値になるまで増加させ、前記電動機の推進加勢量を増加させ、
前記第3発電機を起動させて発電し、前記第3発電機による電力の供給量を増加させ、
前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記船内電力負荷を前記第3発電機に移行させ、
前記第3発電機からの電力の供給量を増加させ、前記電動機の推進加勢量を増加させる船舶推進システムの制御装置。
A main engine that drives a propeller for ship propulsion;
A first generator that is used to drive the main engine and supplies power to an in-board alternating current bus;
A second generator that generates electricity using exhaust energy of the main machine;
A third generator that generates power using heat released from the exhaust gas of the main engine and supplies power to the in-board AC bus;
A first power converter for converting AC power output from the second generator into DC power;
A DC bus portion to which DC power of the first power conversion device is supplied;
A second power conversion device connected between the DC busbar portion and the inboard AC busbar, converting DC power of the DC busbar portion into AC power, and converting AC power of the inboard AC busbar into DC power;
A third power conversion device connected to the DC bus portion and converting DC power supplied to the DC bus portion into AC power;
An electric motor driven by alternating current power output from the third power conversion device and propelling and urging the propulsion propeller;
A switchboard in which the inboard alternating current bus bar is disposed and connected to the second generator via the first generator, the third generator, and the second power converter;
A control device for a ship propulsion system that controls a ship propulsion system provided with
In a state in which the first generator is driven and the second generator, the third generator, and the motor are stopped,
Causing the first power generator to generate power and supplying power to the inboard power load via the inboard AC bus;
The second power generator is activated to generate power, and power is supplied to the inboard power load via the first power converter and the second power converter.
The amount of power supplied by the second generator is increased, the amount of power supplied by the first generator is decreased, and a portion of the inboard power load is transferred from the first generator to the second generator. Let
The electric power is supplied from the second generator via the first power converter and the third power converter to start and drive the motor.
The amount of power supplied by the second generator is increased to a threshold value, and the amount of thrusting of the motor is increased.
The third generator is activated to generate power, and the amount of power supplied by the third generator is increased.
Reducing the amount of power supplied by the first generator to shift the inboard power load from the first generator to the third generator;
A control device for a ship propulsion system, which increases a supply amount of power from the third generator and increases a propulsion amount of the motor.
前記第1発電機により発電し、前記船内電力負荷に電力を供給している間に、
発電可能設定量の下限値に達しているか否かを判断し、かつ、前記配電盤内の前記第2発電機側の電圧が設定値に達しているか否かを判断し、
前記発電可能設定量の下限値に達しており、かつ、前記配電盤内の前記第2発電機側の電圧が設定値に達している場合に、
前記第2発電機を起動させて発電し、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを介して、前記船内電力負荷に電力を供給する請求項7に記載の船舶推進システムの制御装置。
While generating power by the first generator and supplying power to the inboard power load,
It is determined whether or not the lower limit value of the power generation set amount has been reached, and whether or not the voltage on the second generator side in the switchboard has reached a set value.
When the lower limit value of the power generation set amount has been reached, and the voltage on the second generator side in the switchboard has reached a set value,
The control of the boat propulsion system according to claim 7, wherein the second power generator is activated to generate electric power, and power is supplied to the inboard power load via the first power converter and the second power converter. apparatus.
前記第2発電機による電力の供給量を増加させ、前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記第2発電機に前記船内電力負荷の一部を移行させている間に、
前記第2電力変換装置の電力が閾値に達しているか否かを判断し、
前記第2電力変換装置の電力が閾値に達している場合に、前記第1発電機から前記第2発電機に前記船内電力負荷の移行を終了し、前記第2発電機から、前記第1電力変換装置と前記第3電力変換装置とを介して電力を供給し、前記電動機を起動させて運転する請求項7又は8に記載の船舶推進システムの制御装置。
The amount of power supplied by the second generator is increased, the amount of power supplied by the first generator is decreased, and a portion of the inboard power load is transferred from the first generator to the second generator. While doing
Determining whether the power of the second power conversion device has reached a threshold;
When the power of the second power conversion device has reached the threshold value, the transfer of the inboard power load from the first generator to the second generator is completed, and the first power is transmitted from the second generator. The control device for a boat propulsion system according to claim 7 or 8, wherein electric power is supplied via a conversion device and the third power conversion device, and the motor is operated to operate.
前記第2発電機による電力の供給量を閾値になるまで増加させ、前記電動機の推進加勢量を増加させている際に、
前記第2電力変換装置の電力か閾値に達しているか否かを判断し、
前記第2発電機により発電した発電量が、発電可能設定量の上限値に達しているか否かを判断し、
前記主機の排気ガスの放出熱と熱交換する排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しているか否かを判断し、
前記配電盤内の前記第3発電機側の電圧が設定値に達しているか否かを判断し、
前記第2電力変換装置の電力か閾値に達しており、前記第2発電機により発電した発電量が前記発電可能設定量の上限値に達しており、前記排ガスエコノマイザーの入口温度が閾値に達しており、前記配電盤内の前記第3発電機側の電圧が設定値に達している場合に、
前記第3発電機を起動させて発電し、前記第3発電機による電力の供給量を増加させ、
前記第1発電機による電力の供給量を減少させて、前記第1発電機から前記船内電力負荷を前記第3発電機に移行させる請求項7〜9のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御装置。
When the amount of power supplied by the second generator is increased to a threshold value and the amount of thrusting of the motor is increased,
Determining whether the power of the second power converter has reached a threshold or not;
It is determined whether the amount of power generation generated by the second generator has reached the upper limit value of the settable power generation amount,
Determining whether the inlet temperature of the exhaust gas economizer, which exchanges heat with the exhaust heat of the main unit, has reached a threshold value;
Determining whether the voltage on the third generator side in the switchboard has reached a set value;
The power of the second power converter has reached the threshold value, the amount of power generated by the second generator has reached the upper limit of the settable power generation amount, and the inlet temperature of the exhaust gas economizer has reached the threshold value When the voltage on the third generator side in the switchboard has reached a set value,
The third generator is activated to generate power, and the amount of power supplied by the third generator is increased.
The ship propulsion system according to any one of claims 7 to 9, wherein the amount of power supplied by the first generator is reduced to shift the inboard power load from the first generator to the third generator. Control device.
前記第2発電機と前記第3発電機とによる電力の供給によって前記電動機を駆動している状態において、
前記第1発電機を運転し、前記船内交流母線に接続させ、
前記第3発電機から前記電動機への電力の供給量を減少させて、前記電動機の推進加勢量を減少させ、
前記第1発電機による電力の供給量を増加させ、前記第3発電機による電力の供給量を減少させて、前記第3発電機から前記船内電力負荷を前記第1発電機に移行させ、
前記第3発電機を停止させ、
前記第2発電機から前記電動機への電力の供給量を減少させ、前記電動機の推進加勢量を更に減少させ、
前記第2発電機から前記電動機への電力の供給を停止し、前記電動機を停止させ、
前記第1発電機による電力の供給量を増加させ、前記第2発電機による電力の供給量を減少させて、前記第2発電機から前記船内電力負荷を前記第1発電機に移行させ、
前記第2発電機を停止し、前記第2発電機を前記船内交流母線から解列させる請求項7〜10のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御装置。
In a state in which the motor is driven by the supply of power by the second generator and the third generator,
Driving the first generator and connecting it to the inboard alternating current bus;
The amount of power supplied from the third generator to the motor is reduced to reduce the amount of propulsion energization of the motor,
The amount of power supplied by the first generator is increased, the amount of power supplied by the third generator is decreased, and the inboard power load is transferred from the third generator to the first generator.
Shut off the third generator;
The amount of supply of power from the second generator to the motor is reduced to further reduce the amount of propulsion energization of the motor,
Stopping the supply of power from the second generator to the motor and stopping the motor;
The amount of power supplied by the first generator is increased, the amount of power supplied by the second generator is decreased, and the inboard power load is transferred from the second generator to the first generator.
The control device of a boat propulsion system according to any one of claims 7 to 10, wherein the second generator is stopped and the second generator is disconnected from the in-board alternating current bus.
前記第1発電機と、前記第2発電機と、前記第3発電機とが発電した電力を蓄える蓄電池を更に備えた請求項7〜11のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御装置。   The control device for a boat propulsion system according to any one of claims 7 to 11, further comprising a storage battery for storing the electric power generated by the first generator, the second generator, and the third generator. . 請求項7〜12のいずれか1項に記載の船舶推進システムの制御装置を備えた船。   The ship provided with the control device of the ship propulsion system according to any one of claims 7 to 12.
JP2017200182A 2017-10-16 2017-10-16 Ship propulsion system control method, ship propulsion system control device, and ship equipped with this control device Active JP6405021B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017200182A JP6405021B1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Ship propulsion system control method, ship propulsion system control device, and ship equipped with this control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017200182A JP6405021B1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Ship propulsion system control method, ship propulsion system control device, and ship equipped with this control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6405021B1 JP6405021B1 (en) 2018-10-17
JP2019073141A true JP2019073141A (en) 2019-05-16

Family

ID=63855104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017200182A Active JP6405021B1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Ship propulsion system control method, ship propulsion system control device, and ship equipped with this control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6405021B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210023570A (en) * 2019-08-23 2021-03-04 삼성중공업 주식회사 Electricity generating system for ships
KR102400606B1 (en) * 2020-11-30 2022-05-19 재단법인한국조선해양기자재연구원 Energy regeneration system and method for ship
JP7191497B1 (en) 2021-08-31 2022-12-19 西芝電機株式会社 Ship power system and how to use the ship power system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110380400A (en) * 2019-08-06 2019-10-25 上海船舶运输科学研究所 Dynamic positioning ship mother closo electric system promotes load intelligent control method
CN110445121A (en) * 2019-08-06 2019-11-12 上海船舶运输科学研究所 The GPA power delivering method of dynamic positioning ship mother closo electric system
CN114560067A (en) * 2022-03-11 2022-05-31 广东技术师范大学 Intelligent new energy ship power platform system and control method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004255972A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd Hybrid system
JP2007237992A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Hitachi Ltd Power supply system for ship
JP2008024187A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 National Maritime Research Institute Marine electric propulsion system
JP2010070185A (en) * 2008-09-05 2010-04-02 General Electric Co <Ge> System and method for providing uninterruptible power supply to ship-service bus of large-sized marine vessel
JP2011025799A (en) * 2009-07-23 2011-02-10 Ihi Marine United Inc Power feeding system and electric propulsion ship
JP2012229007A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Universal Shipbuilding Corp Ship propulsion system
JP2014210471A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 独立行政法人海上技術安全研究所 Frequency converter for electric propulsion ship, and electric propulsion ship
JP2016043715A (en) * 2014-08-19 2016-04-04 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 Storage battery propulsion system and storage battery propulsion ship

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004255972A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd Hybrid system
JP2007237992A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Hitachi Ltd Power supply system for ship
JP2008024187A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 National Maritime Research Institute Marine electric propulsion system
JP2010070185A (en) * 2008-09-05 2010-04-02 General Electric Co <Ge> System and method for providing uninterruptible power supply to ship-service bus of large-sized marine vessel
JP2011025799A (en) * 2009-07-23 2011-02-10 Ihi Marine United Inc Power feeding system and electric propulsion ship
JP2012229007A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Universal Shipbuilding Corp Ship propulsion system
JP2014210471A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 独立行政法人海上技術安全研究所 Frequency converter for electric propulsion ship, and electric propulsion ship
JP2016043715A (en) * 2014-08-19 2016-04-04 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 Storage battery propulsion system and storage battery propulsion ship

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210023570A (en) * 2019-08-23 2021-03-04 삼성중공업 주식회사 Electricity generating system for ships
KR102606578B1 (en) * 2019-08-23 2023-11-27 삼성중공업(주) Electricity generating system for ships
KR102400606B1 (en) * 2020-11-30 2022-05-19 재단법인한국조선해양기자재연구원 Energy regeneration system and method for ship
JP7191497B1 (en) 2021-08-31 2022-12-19 西芝電機株式会社 Ship power system and how to use the ship power system
JP2023034725A (en) * 2021-08-31 2023-03-13 西芝電機株式会社 Vessel power source system and method for using vessel power source system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6405021B1 (en) 2018-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019073141A (en) Control method for vessel propulsion system, control device for vessel propulsion system, and vessel provided with control device
US11225881B2 (en) Hybrid propulsion systems
EP3650351B1 (en) Electrical architecture for hybrid propulsion
US11866180B2 (en) Hybrid propulsion systems
US10759540B2 (en) Hybrid propulsion systems
EP2801719B1 (en) Aircraft electrical system
CA2709279C (en) Hybrid propulsion systems
RU2553530C2 (en) Propulsion system
WO2014158240A2 (en) Hybrid turbo electric aero-propulsion system control
JP5312513B2 (en) Ship propulsion system
KR20140004148A (en) Arrangement for steering a ship and for supplying power to its propulsion system
JP5295212B2 (en) Ship power generation system control method, ship power generation system control program, and ship power generation system control apparatus
KR101271757B1 (en) Power management system in ship having mass-storage charging apparatus
JP2009255637A (en) Marine vessel propulsion system
JP2012245886A (en) Excess energy recovery system of main machine for vessel
JP2023136576A (en) Power supply apparatus
AU2008334928B2 (en) Hybrid propulsion systems
AU2012213481A1 (en) Arrangement for steering a ship and for supplying power to its propulsion system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171016

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180913

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6405021

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150