JP7221924B2 - 船舶用電力安全制御システムおよびその運用方法 - Google Patents

Description

本発明は、船舶用電力安全制御システムおよびその運用方法に関し、特に、負荷電源管理モジュールを通じて船上の機器作動状況を監視でき、船舶の機器に故障または異常が発生すると、負荷電源管理モジュールは直流リンクを閉回路から開回路に直接切り替えて他の機器を保護でき、船員の手動方式で処理およびリセットする有人船とは異なり、純電気船舶、ハイブリッド船および自律航行船に応用できる船舶用電力安全制御システムおよびその運用方法に関する。

時代に合わせた技術の進化に伴い、船舶運航の多角化経営となり、船員の配置を排除できれば、人件費を削減し、運営効率を向上させることができる。なお、無人船の応用が徐々に拡大するにつれ、無人船の信頼性、安全性および安定性に注目が集まっている。

過去において、無人船が航行中に機器の故障または異常を発生したとき、有人運航船のように、船員を介して動力システムを容易に排除あるいはリセットすることができなかった。無人船がタスク実行中に給電中断などの電力を供給できない場合、無人船の回収の問題が発生するため、無人船の電力供給異常の発生可能性を低下すると、船舶の運営効率を高めることができるので、船舶の運航において電源をいかに効率的に利用し、エラー率を低減させるかは、常に無視できない課題である。

従来の無人船の電力システムの多くは、リレーで電源スイッチを制御するが、この従来のリレーの効率はまだ不十分であり、異常な機器が他の正常な機器に影響を与えて損傷が生じるリスクをどのように軽減するかが現在解決しなければならない急務となっている課題である。

そこで、本発明は従来技術が直面する問題点に鑑みてなされたものであり、負荷電源管理モジュールと、リアルタイム監視シミュレーションモジュールと、統合演算モジュールと、を含む船舶用電力安全制御システムを提供する。

前記負荷電源管理モジュールは、故障保護モジュールと、リセットモジュールと、をさらに含む。さらに言えば、前記負荷電源管理モジュールは、少なくとも１つのバスと、前記少なくとも１つのバスおよび前記故障保護モジュールに接続された少なくとも１つの回路遮断ユニットと、前記少なくとも１つの回路遮断ユニットおよび前記リセットモジュールに接続された少なくとも１つの電源変換ユニットと、前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つの動力モジュールと、前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つのエネルギー供給ユニットと、前記エネルギー供給ユニットに接続された少なくとも１つのバッテリーをさらに含む。

なお、本発明は、次のステップ（Ａ）～（Ｈ）を含む船舶用電力安全制御システムの運用方法を更に提案する。すなわち、（Ａ）前述の船舶用電力安全制御システムを用意するステップ、（Ｂ）前記船舶用電力安全制御システムが起動すると、負荷電源管理モジュールが、起動信号をリアルタイム監視シミュレーションモジュールに送信して監視シミュレーションを実行するステップ、（Ｃ）前記監視シミュレーションを統合演算モジュール内のシステム状態検出モジュールにリアルタイムで伝送して、システム状態検出を実行するステップ、（Ｄ）前記システム状態検出で正常状態モードと判断された場合は、ステップ（Ｂ）～（Ｄ）を続行し、異常モードと判断された場合はステップ（Ｅ）を続行するステップ、（Ｅ）前記負荷電源管理モジュール内の故障保護モジュールを起動して切離コマンドを発行し、切離時間内に前記リアルタイム監視シミュレーションモジュールで判断された少なくとも１つの故障設備を隔離してから残りの設備も隔離して損傷検査を実行するステップ、（Ｆ）前記損傷検査に基づき、前記負荷電源管理モジュール内のリセットモジュールを起動させて、異常を排除させ、また前記システム状態検出で前記正常状態モードと判断されるまでステップ（Ｄ）～（Ｅ）を繰り返すステップ、（Ｇ）前記システム状態検出モジュールが、前記システム状態検出を実行し、前記正常状態モードと判断された場合、ステップ（Ｈ）を続行し、前記異常モードと判断された場合、前記システム状態が前記正常状態モードであると検出されるまでステップ（Ｅ）～（Ｇ）のサイクルを続行するステップ、（Ｈ）前記リセットモジュールが、リセット時間内にシステムの自動リセットを実行し、ステップ（Ｂ）に戻るステップ。

上記本発明の概要は、本発明の幾つか態様及び技術的特徴に対し基本的な説明をすることを目的とする。発明の概要は、本発明の詳細な説明ではないため、その目的は特別に本発明のキーとなる又は重要要素を挙げることなく、本発明の範囲を画定するために用いられることはなく、単に本発明のいくつかの概念を簡潔に開示する。

本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システムの模式図。 本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システムの運用方法のフローチャートである。 本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システムの電力アーキテクチャおよび動力構成図である。 本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システムの回路遮断ユニットの回路構成図である。

本発明の技術的特徴及び実用効果を理解し、明細書の内容に基づいて実施することができるように、以下、好ましい実施例を、添付図面を参照しながら説明する。

図１および図３を同時に参照すると、図１は、本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システム１の模式図であり；図３は、本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システムの電力アーキテクチャおよび動力構成図である。図１に示すように、本実施例で提案される船舶用電力安全制御システム１は、負荷電源管理モジュール２００、リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００および統合演算モジュール５００という３つのシステムアーキテクチャを含む。

まず、図１を参照すると、本発明の負荷電源管理モジュール２００は、前記統合演算モジュール５００に接続される。本実施例において、更に図３を参照すると、前記負荷電源管理モジュール２００は、少なくとも１つのバス２０１と、少なくとも１つの回路遮断ユニット２０２と、少なくとも１つの電源変換ユニット２０３と、少なくとも１つの動力モジュール２０と、少なくとも１つのエネルギー供給ユニット２０６と、少なくとも１つのバッテリー２０４と、を含む。前記バス２０１は、直流リンクまたは交流リンクであり得るが、本発明はこれに限定されない。前記少なくとも１つの回路遮断ユニット２０２は、各々前記バス２０１に接続され、故障保護モジュール２１００と接続する（図示せず）。前記少なくとも１つの電源変換ユニット２０３は、前記少なくとも１つの回路遮断ユニット２０２に選択的に接続され、これは端末装置が交流／直流電源の変換需要または変圧、駆動機能を必要とするかどうかにより定める。前記少なくとも１つの電源変換ユニット２０３は、図１内のリセットモジュール２２００と接続する（図示せず）。

本実施例において、前記少なくとも１つの電源変換ユニット２０３は、コンバータ（Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、整流器（Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）またはインバータ（または逆変換器、Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）であり得る。前記少なくとも１つの動力モジュール２０も前記回路遮断ユニット２０２に接続される。前記動力モジュール２０は、駆動ユニット２１と、モータユニット２２と、を更に含む。前記駆動ユニット２１は、回路遮断ユニット２０２に接続され、モータユニット２２が前記駆動ユニット２１に接続される。前記駆動ユニット２１は、推進器（Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｄｒｉｖｅｒ）または船舶運航を駆動する任意の機器であり得るが、本発明はこれに限定されない。前記少なくとも１つのエネルギー供給ユニット２０６は、前記回路遮断ユニット２０２に接続される。前記エネルギー供給ユニット２０６は、発電機、再生可能エネルギー発生装置またはエネルギーを発生できる任意の機器であり得る。前記少なくとも１つのバッテリー２０４は、前記エネルギー供給ユニット２０６に接続され、本実施例において独立または接続されたリチウムバッテリーであり得、本発明はこれに限定されない。システムの故障または異常を防ぎ、万が一に備えるため、負荷電源管理モジュールには、少なくとも１つの予備電源（図示せず）が更に設けられる。

図３を引き続き参照すると、負荷電源管理モジュール２００内にホテルロード２０５、すなわち、通称ペイロード（Ｈｏｔｅｌ Ｌｏａｄ）が設けられる。ホテルロード２０５は、回路遮断ユニット２０２の１つを通じて前記バス２０１と接続する。なお、負荷電源管理モジュール２００内に少なくとも１つの中低電圧負荷２０７がさらに設けられ、回路遮断ユニット２０２の１つを通じて前記バス２０１と接続する。いくつかの実施利において、前記負荷電源管理モジュール２００内に少なくとも１つの漏電保護器２０９がさらに設けられ、これにより前記中低電圧負荷２０７にリセット手順中に漏電保護検査を行わせる。前記バスに高電圧負荷の予備充電手順の緩衝を実施するためのコンデンサ２０８がさらに設けられることができる（詳細な実施方法を後で説明する）。

図４を参照すると、前記少なくとも１つの回路遮断ユニット２０２は、バス２０１に接続され、他端が各種負荷に接続され（図４は、実施例の１つであり、前記中低電圧負荷２０７に接続される）。本実施例において、前記回路遮断ユニット２０２は、ヒューズ２０２２、回路遮断器２０２１またはそれらの組み合わせをさらに含み、かつ前記回路遮断ユニット２０２の達することができる回路遮断時間が２５０マイクロ秒（μｓ）～１７０毫秒（ｍｓ）の範囲である。前記回路遮断器２０２１は、本実施例において状況を見て一方向絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）または双方向絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）を設けることができるが、本発明はこれに限定されない。

引き続き図１を参照すると、うち、本実施例の船舶用電力安全制御システム１では、負荷電源管理モジュール２００が故障保護モジュール２１００と、リセットモジュール２２００と、をさらに含み、これは主に電力システムを制御するために用いられる。統合演算モジュール５００は、前記船舶用電力安全制御システム１が異常モードにあると判断した場合、前記故障保護モジュール２１００が起動して第１の切離を実行し、すなわち、先に故障設備をバスから隔離する。また、前記故障保護モジュール２１００は、前記故障設備を隔離した直後、一時的に電源を切って損傷を検査するため、残りの設備を隔離する。

また、前記リセットモジュール２２００は、異常排除モジュール２２１０と、システム自動リセットモジュール２２２０と、をさらに含む。前記異常排除モジュール２２１０は、前述の損傷検査後、損傷検査結果について異常を排除し、前記異常排除が主に異常な設備のトラブルシューティングを行い、トラブルシューティングに失敗した場合、前記異常な設備をバスから隔離させて、システムの設備が正常状態にある時、その後のシステム自動リセット手順を実行するよう確保する。具体的に、異常排除は、前記船舶用電力安全制御システム１を再起動し、ゆっくりと元の動作電圧に戻すことである。次に、前記船舶用電力安全制御システム１が正常状態であることを確認した後、システム自動リセットモジュール２２２０はシステム自動リセット手順を実行する。

前記船舶用電力安全制御システム１のシステム自動リセット手順を実行する時、高圧電源、中低圧電源について各々特別リセット手順があり、システム自動リセットモジュール２２２０に含まれる高圧電源リセットユニットおよび中低圧電源リセットユニットがそれぞれ実行し、詳細な特別リセット手順を後述する。前記高圧電源リセットユニットは、動力推進システムなどの直流電圧が３３０Ｖの高圧システムをリセットさせるために用いられ；前記中低圧電源リセットユニットは、中圧システムおよび低圧システムをリセットさせるために用いられる。前記中圧システムは、ＡＣインバーターなどの直流電圧２４Ｖ～交流電圧１１０Ｖの使用が含まれ；前記低圧システムは、ボウスラスターコンバータ、ホテルロードコンバータなどの直流電圧３３０Ｖ～直流電圧２４Ｖの使用が含まれる。また、前記中低圧電源リセットユニットは中低圧電源のリセット手順を完成させるため、負荷電源管理モジュール２００内の少なくとも１つの漏電保護器と組み合わせて使用しなければならない。かつ前記高圧電源および中低圧電源のリセット手順を完了させてから電源をバスに再接続することができる。手順の１つが完了していない場合は、異常診断と排除の手順をやり直さなければならない。

図１を参照すると、本実施例の船舶用電力安全制御システム１では、前記統合演算モジュール５００に接続されたリアルタイム監視シミュレーションモジュール３００をさらに設ける。本実施例内の船舶用電力安全制御システム１が起動すると、電源管理システムが起動信号を前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００に送信し、前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００が直ちにシステムシミュレーションを実行して、動力モジュール２０自体または他の設備の作動状態などの各設備状態情報をリアルタイムで監視する。前記統合演算モジュール５００内にさらに設けられたシステム状態検出モジュール５２０は、正常状態モード、自発的異常モードまたは非自発的異常モードを判断並びに生成する。

船舶用電力安全制御システム１に異常が起きた時、自発的異常モードまたは非自発的異常モードと判断し、電源管理システムに電源切離コマンドを発行させると共に前記監視シミュレーションモジュールによる前記監視シミュレーションの実行を停止させる。異常と故障が排除された後、負荷電源管理モジュール２００は、直ちにシステムの自動リセット手順を実行し、船舶用電力安全制御システム１を再起動させると共に前記監視シミュレーションモジュールに監視シミュレーションを実行させて、システムを正常作動に回復させる。

同時に図２を参照すると、本発明の好ましい実施例に係る船舶用電力安全制御システム１の運用方法のフローチャートである。図２に示すように、船舶用電力安全制御システム１の運用方法は、次のステップ（Ａ）～（Ｈ）を含む船舶用電力安全制御システムの運用方法を更に提案する。すなわち、（Ａ）前述の船舶用電力安全制御システム１を用意するステップ、（Ｂ）前記船舶用電力安全制御システム１が起動すると、負荷電源管理モジュール２００は、起動信号をリアルタイム監視シミュレーションモジュール３００に送信して監視シミュレーションを実行するステップ、（Ｃ）前記監視シミュレーションを統合演算モジュール５００内のシステム状態検出モジュール５２０にリアルタイムで伝送して、システム状態検出を実行するステップ、（Ｄ）前記システム状態検出で正常状態モードと判断された場合は、ステップ（Ｂ）～（Ｄ）を続行し、異常モードと判断された場合はステップ（Ｅ）を続行するステップ、（Ｅ）前記負荷電源管理モジュール２００内の故障保護モジュール２１００を起動させて第１切離コマンドを発行し、切離時間内に前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００で判断された少なくとも１つの故障設備およびその後の残りの設備に対して第１切離を実行し、残りの設備に対して損傷検査を実行するステップ、（Ｆ）前記損傷検査に基づき、前記負荷電源管理モジュール２００内のリセットモジュール２２００を起動させて、異常を排除させるステップ、（Ｇ）前記システム状態検出モジュール５２０は、前記システム状態検出を実行し、前記正常状態モードと判断された場合、ステップ（Ｈ）を続行し、前記異常モードと判断された場合、前記システム状態が前記正常状態モードであると検出されるまでステップ（Ｅ）～（Ｇ）のサイクルを続行するステップ、（Ｈ）前記リセットモジュール２２００は、リセット時間内にシステムの自動リセットを実行し、ステップ（Ｂ）に戻るステップ。

さらに言えば、船舶用電力安全制御システム１が作動しているとき、主に電源管理システムを使用して電力システムの起動、作動および操作停止を制御する。まずステップ（Ａ）内において前述のような負荷電源管理モジュール２００とリアルタイム監視シミュレーションモジュール３００とを統合した船舶用電力安全制御システム１を用意し、システムの起動前に、予備電源により電気エネルギーを供給して前記船舶用電力安全制御システム１をスタンバイ状態にさせる。次に、本実施例内のステップ（Ｂ）でシステムを起動させた時、バッテリーは、電気エネルギーとしてリン酸鉄リチウムバッテリーを選択して直流リンク内（ＤＣ－ＢＵＳ）に導入でし、電気エネルギーを直流リンク上の各設備に供給し、例えば左右プロペラのモータ、ＤＣスタビライザーが降圧してホテルロード、左右のボウスラスタなどに供給する。

同時に、前記負荷電源管理モジュール２００は、起動信号を前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００に送信し、前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００がコマンドを受け取った後、システム内の各設備の監視シミュレーションを開始する。ユーザーは、前記監視シミュレーション結果を通じて各設備の作動状態を知ることができ、例えば左右プロペラ推進システム、左右側ホテルロードコンバータおよび左右側ボウスラスターコンバータのリアルタイム状態は、設定された６つの装置故障デジタル信号を通じて、機器の異常監視を実施でき、１と０で判断（システムが正常作動の場合、各ピンの電位は１で、０の場合、設備が異常）し、または監視により左右プロペラのモータ速度、各ＤＣスタビライザーの出力電圧などの関連データが得られる。なお、作動状態中の左右プロペラのモータは、予備電源を充電することもできる。

本実施例のステップ（Ｃ）内において、ステップ（Ｂ）の監視シミュレーション結果が統合演算モジュール５００にリアルタイムで伝送され、負荷電源管理モジュール２００から送信された電力使用状態と組み合わされ、その中のシステム状態検出モジュール５２０がシステム状態検出を実行し、対応するピンの電位に従ってどの機器に異常が起きたかを判断でき、機器が正常作動状態にある時、いずれかの機器異常シミュレーション信号をトリガして、故障判断を行い、ノイズ信号の有無を確認し、前記機器のデジタルピンが１から０に変わった場合、機器に異常が起きたことを示す。

さらに、ステップ（Ｄ）において、システム状態検出結果を分類と判断し、前記システム状態検出モジュール５２０は、それに基づいて前記船舶用電力安全制御システム１が正常状態モード、自発的異常モード、非自発的異常モードまたはそれらの組み合わせにあることを生成する。正常状態モードと判断された場合は、ステップ（Ｂ）に戻り、正常作動時の監視シミュレーションおよびステップ（Ｃ）のリアルタイムなシステム状態検出を続行し、船舶用電力安全制御システム１のリアルタイム状態を随時把握し、システム状態検出モジュール５２０が異常状態と判断されるまで、ステップ（Ｅ）を続行する。

異常状態は、自発的異常モードおよび非自発的異常モードにさらに分けることができる。自発的異常モードは、統合演算モジュール５００で計画された６つの故障トリガシナリオを含み、例えば左プロペラ推進システムの異常、右プロペラ推進システムの異常、左側ホテルロードコンバータの給電異常、右側ホテルロードコンバータの給電異常、左側ボウスラスターコンバータの給電異常および右側ボウスラスターコンバータの給電異常である。非自発的異常モードは、予測できない外部要因によって生じる異常を含み、例えば短絡、ミサイルの打撃などの予測できない災害である。

上記によれば、ステップ（Ｄ）において、前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００を介して異常な設備を判断し、さらに前記システム状態検出モジュール５２０により前記異常モードが前記非自発的異常モードであると判断した場合、先に前記負荷電源管理モジュール２００は第２切離コマンドを発行してからステップ（Ｅ）を続行する。

さらに言えば、前記第２切離は、前記異常な設備の回路遮断ユニットを起動させて前記異常な設備をバスから隔離させることができるか、または前記異常な設備をバスから隔離させる任意の方法が本発明の範囲に含まれる。具体的に言えば、前記第２切離は、異常な設備のヒューズが溶断されて直流電源から隔離し、溶断時間が９０マイクロ秒（μｓ）～２５０マイクロ秒（μｓ）の範囲であり得る。前記第２切離の目的は、リセットできない異常な設備を自動リセット手順の実施設備範囲から除外して、その後のシステムバッグと異常の排除を容易にすることである。

次に、図２のステップ（Ｅ）を引き続き参照すると、システム状態検出で異常モードであると判断されると、前記負荷電源管理モジュール２００内の故障保護モジュール２１００を起動させて第１切離コマンドを発行し、前記第１切離が切離時間内に前記リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００によって判断された少なくとも１つの故障設備を前記バスから隔離させる。

具体的に、前記少なくとも１つの故障設備の回路遮断ユニットを起動させて前記故障設備を前記直流リンクから分離させ、次に残りの設備も第１切離を実施し、すなわち、同時に損害検査を実施するため、残りの設備の電源を切り；前記切離時間は、本実施例において２５０マイクロ秒（μｓ）～１７０ミリ秒（ｍｓ）の範囲である。ステップ（Ｆ）において、前記故障設備以外の設備に対し損害を検査した後、前記損傷検査結果に基づき前記負荷電源管理モジュール２００内のリセットモジュール２２００を起動させて異常を排除する。

前記異常排除には、トラブルシューティング、異常な設備の前記回路遮断ユニットの起動またはそれらの組み合わせが含まれる。具体的に、トラブルシューティングできない場合、前記異常な設備を隔離させ、すなわち、前記直流リンクから分離させる。

ステップ（Ｆ）の異常排除の続き、図２の本実施例のステップ（Ｇ）を引き続き参照すると、前記システム状態検出モジュール５２０は、それが正常状態モードと判断されたことを確認するため、システム状態検出を再度実行し、すなわち、正常な作動状態に戻ることができる場合は、ステップ（Ｈ）のシステム自動リセット手順が続行され；それ以外の場合、異常状態モードと判断された場合は、ステップ（Ｅ）の故障保護の第１切離と損傷検査およびステップ（Ｆ）の異常排除に戻らなければならず、すなわち、ステップ（Ｅ）～ステップ（Ｇ）のサイクルを繰り返して正常状態モードと判断されるまで、ステップ（Ｈ）を続行でき、前記船舶用電力安全制御システム１はシステムの自動リセット手順を実行する前の各設備が正常に作動できるよう確保する。

最後に、ステップ（Ｈ）において、前記船舶用電力安全制御システム１が正常状態モードにある時、負荷電源管理モジュール２００内のシステム自動リセットモジュール２２２０は、リセット時間内にシステムの自動リセット手順を実行する。前記リセット時間は、３秒～２７秒の範囲である。前記システムの自動リセット手順を実行した後、ステップ（Ｂ）に戻り前記船舶用電力安全制御システム１を再起動させる。

具体的には、前記「システムの自動リセット手順」は、前述の一時的な電源切れの実行中に異常な設備と故障設備の完全な隔離または異常排除を実施し、同時に損傷検査を実施して安全であることを確認した後、正常に作動している他の設備を再起動する手順と定義される。前記システムの自動リセット手順は、高圧電源リセット手順および中低圧電源リセット手順をさらに含み、この２つのリセット手順を必ず完了させると、電源が直流リンクと再度接続してシステムを再起動することができ、そうでない場合は、ステップ（Ｃ）～ステップ（Ｆ）に戻りシステム状態検出やその後の故障排除、損傷検査、および異常排除をやり直す。

言い換えれば、本実施例において、異なる電圧の需要について必要な措置が取られる。本実施例の船舶用電力安全制御システム１は、ステップ（Ｈ）のシステムの自動リセット手順において高圧電源リセット手順をさらに含み、次のステップで実行することに留意されたい。すなわち、（Ｉ）高圧電源が予備充電手順を実行し；（Ｊ）高インピーダンス予備充電ループ上の電気機器負荷コンデンサが充電を実行し；（Ｋ）前記電気機器負荷コンデンサの電圧と主電源の電圧差が比較的小さくなってから前記予備充電手順を完了し；および（Ｌ）バスに投入して電力を供給する。

例えば高圧電源を直流リンクに再接続する必要がある場合、先に予備充電手順を実行して、高インピーダンス予備充電ループで先に直流リンク上の電気機器負荷フロントエンドコンデンサ２０８を充電する。主な目的は、電力の主ループを直流リンクに再投入した時、コンデンサ２０８の瞬間的な短絡によって生じられる大電流がシステムの損傷を引き起こすという問題を解決することである。負荷コンデンサ２０８の電圧と主電源の電圧差が比較的小さくなってから電源を直流リンクに投入して電力を供給し；中低圧電源リセット手順において、漏電保護器による検出を通じて直流リンクに漏電の問題があるかどうかを確認し、問題がなければ、前記中低圧電源をバスに投入して電源を供給する。

本発明の実施例の効果：電源自動トリップのある設備にとって、本願は、マイクロ秒レベルを有するスイッチング機構であるといことであり、本発明の好ましい実施例が絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）であるが、これに限定されず、その利点は高効率で切替速度が速いことである。なお、本発明の船舶用電力安全制御システム１は、統合演算モジュール５００を含み、リアルタイム監視シミュレーションモジュール３００と負荷電源管理モジュール２００を効果的に組み合わせて、システム内の各々の設備状態をリアルタイムで監視し、随時各種異常な設備または故障設備に対応して必要な隔離措置を講じることで、残りの設備への損傷を低減することができる。本発明のシステムの自動リセット手順を通じて、一時的な電源の自動トリップにおいて異常排除と損傷検査を実施した後、システムの安全状態に基づいて、設備パラメータの違いに応じて適切なリセット手順を効果的に実行することができる。

ただし、上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲は、そのような実施形態に限定されるものではなく、すなわち、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に従って行われる簡単な変更や潤飾を加えるものは、本発明の保護範囲内に網羅される。

１ 船舶用電力安全制御システム
２０ 動力モジュール
２１ 駆動ユニット
２２ モータユニット
２００ 負荷電源管理モジュール
２０１ バス
２０２ 回路遮断ユニット
２０２１ 回路遮断器
２０２２ ヒューズ
２０３ 電源変換ユニット
２０４ バッテリー
２０５ ホテルロード
２０６ エネルギー供給ユニット
２０７ 中低電圧負荷
２０８ コンデンサ
２０９ 漏電保護器
２１００ 故障保護モジュール
２２００ リセットモジュール
２２１０ 異常排除モジュール
２２２０ システム自動リセットモジュール
３００ リアルタイム監視シミュレーションモジュール
５００ 統合演算モジュール
５２０ システム状態検出モジュール
（Ａ）～（Ｈ） ステップ

Claims (17)

1. システム状態検出モジュールを含む統合演算モジュールと、
   前記統合演算モジュールに接続されたリアルタイム監視シミュレーションモジュールと、
   前記統合演算モジュールに接続され、故障保護モジュールと、リセットモジュールと、を含む負荷電源管理モジュールと、
   を含む船舶用電力安全制御システムであって、
   前記負荷電源管理モジュールは、
   少なくとも１つのバスと、
   前記少なくとも１つのバスおよび前記故障保護モジュールに接続された少なくとも１つの回路遮断ユニットと、
   前記リセットモジュールおよび前記少なくとも１つの回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つの電源変換ユニットと、
   前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つの動力モジュールと、
   前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つのエネルギー供給ユニットと、
   前記エネルギー供給ユニットに接続された少なくとも１つのバッテリーと、
   をさらに含む船舶用電力安全制御システム。
2. 前記負荷電源管理モジュールが、少なくとも１つのホテルロード、少なくとも１つの予備電源、少なくとも１つの漏電保護器、少なくとも１つのコンデンサまたはそれらの組み合わせをさらに含む請求項１に記載の船舶用電力安全制御システム。
3. 前記回路遮断ユニットは、ヒューズ、回路遮断器またはそれらの組み合わせをさらに含み、達する断路時間が２５０μｓ～１７０ｍｓの範囲である請求項２に記載の船舶用電力安全制御システム。
4. 前記回路遮断器が、一方向絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）または双方向絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）である請求項３に記載の船舶用電力安全制御システム。
5. 統合演算モジュールと、
   前記統合演算モジュールに接続されたリアルタイム監視シミュレーションモジュールと、
   前記統合演算モジュールに接続され、故障保護モジュールと、リセットモジュールと、を含む負荷電源管理モジュールと、
   を含む船舶用電力安全制御システムであって、
   前記負荷電源管理モジュールは、
   少なくとも１つのバスと、
   前記少なくとも１つのバスおよび前記故障保護モジュールに接続された少なくとも１つの回路遮断ユニットと、
   前記リセットモジュールおよび前記少なくとも１つの回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つの電源変換ユニットと、
   前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つの動力モジュールと、
   前記回路遮断ユニットに接続された少なくとも１つのエネルギー供給ユニットと、
   前記エネルギー供給ユニットに接続された少なくとも１つのバッテリーと、
   をさらに含み、
   前記リセットモジュールが、異常排除モジュールと、システム自動リセットモジュールと、をさらに含む船舶用電力安全制御システム。
6. 前記システム自動リセットモジュールは、高圧電源リセットユニットと、中低圧電源リセットユニットと、を含む請求項５に記載の船舶用電力安全制御システム。
7. 前記システム状態検出モジュールは、正常状態モード、自発的異常モードおよび非自発的異常モードを生成する含む請求項１に記載の船舶用電力安全制御システム。
8. （Ａ）請求項１に記載の船舶用電力安全制御システムを用意するステップと、
   （Ｂ）前記船舶用電力安全制御システムが起動すると、負荷電源管理モジュールが、起動信号をリアルタイム監視シミュレーションモジュールに送信して監視シミュレーションを実行するステップと、
   （Ｃ）前記監視シミュレーションを統合演算モジュール内のシステム状態検出モジュールにリアルタイムで伝送して、システム状態検出を実行するステップと、
   （Ｄ）前記システム状態検出で正常状態モードと判断された場合は、ステップ（Ｂ）～（Ｄ）を続行し、異常モードと判断された場合はステップ（Ｅ）を続行するステップと、
   （Ｅ）前記負荷電源管理モジュール内の故障保護モジュールを起動させて第１切離コマンドを発行し、切離時間内に前記リアルタイム監視シミュレーションモジュールで判断された少なくとも１つの故障設備およびその後の残りの設備に対して第１切離を実行し、残りの設備に対して損傷検査を実行するステップと、
   （Ｆ）前記損傷検査に基づき、前記負荷電源管理モジュール内のリセットモジュールを起動させて、異常を排除させるステップと、
   （Ｇ）前記システム状態検出モジュールが、前記システム状態検出を実行し、前記正常状態モードと判断された場合、ステップ（Ｈ）を続行し、前記異常モードと判断された場合、前記システム状態が前記正常状態モードであると検出されるまでステップ（Ｅ）～（Ｇ）のサイクルを続行するステップと、
   （Ｈ）前記リセットモジュールが、リセット時間内にシステムの自動リセットを実行し、ステップ（Ｂ）に戻るステップと、を含む船舶用電力安全制御システムの運用方法。
9. 前記システム状態検出モジュールは、正常状態モード、自発的異常モード、非自発的異常モードまたはそれらの組み合わせを生成する請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
10. 前記ステップ（Ｄ）において、前記リアルタイム監視シミュレーションモジュールを介して異常な設備を判断し、さらに前記システム状態検出モジュールにより前記異常モードが前記非自発的異常モードであると判断した場合、先に前記負荷電源管理モジュールは第２切離コマンドを発行してからステップ（Ｅ）を続行する請求項９に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
11. 前記第２切離コマンドは、前記異常な設備の回路遮断ユニットを起動させて前記異常な設備をバスから隔離させることである請求項１０に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
12. 前記異常な設備の前記回路遮断ユニットを起動させることは、前記異常な設備のヒューズを溶断させることを含む請求項１１に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
13. 前記ステップ（Ｅ）において、前記切離時間は、２５０マイクロ秒（μｓ）～１７０ミリ秒（ｍｓ）の範囲である請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
14. 前記ステップ（Ｅ）において、前記第１切離は、前記少なくとも１つの故障設備の前記回路遮断ユニットを起動させて前記少なくとも１つの故障設備をバスから隔離させることを含む請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
15. 前記ステップ（Ｆ）において、前記異常を排除させるステップが、故障排除、前記異常な設備の前記回路遮断ユニットの起動またはそれらの組み合わせを含む請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
16. 前記ステップ（Ｈ）において、前記リセット時間は、３秒～２７秒の範囲である請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。
17. 前記ステップ（Ｈ）において、前記システムの自動リセットは、高圧電源リセット手順および中低圧電源リセット手順を含む請求項８に記載の船舶用電力安全制御システムの運用方法。

Images