JP7445564B2 - 制御装置、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、電気ハイブリッド推進システム1aの構成例を示す図である。電気ハイブリッド推進システム1aは、船舶用の電気ハイブリッド推進システムである。船舶用の推進器に掛かる負荷は、時系列で変化する。例えば、現在時刻「t0」において推進器に掛かる負荷よりも、将来時刻「t1」において推進器に掛かる負荷のほうが大きくなることがある。
図2は、制御装置10の構成例を示す図である。制御装置10は、予測部100と、第1導出部101と、第2導出部102と、比較部103と、制御部104とを備える。
式(7)のエネルギー損失と式(10)のエネルギー損失との差「DL1」は、式(11)のように表される。
図3は、制御装置10の動作例を示すフローチャートである。予測部100は、推進器17に掛かる負荷の変動量を予測する(ステップS101)。第1導出部101は、負荷の変動量を蓄電部14の充電量又は放電量で補償せずにエンジンへの燃料投入量の変更で補償する場合におけるエネルギー損失量を、第1エネルギー損失量として導出する(ステップS102)。第2導出部102は、負荷の変動量をエンジンへの燃料投入量の変更で補償せずに蓄電部14の充電量又は放電量で補償する場合におけるエネルギー損失量を、第2エネルギー損失量として導出する(ステップS103)。
第2実施形態では、エンジン12が推進器17の推進軸を直接駆動する点が、第1実施形態と相違する。第2実施形態では、第1実施形態との相違点を主に説明する。
式(16)のエネルギー損失と式(21)のエネルギー損失との差「DL2」は、式(11)のように表される。
Claims (13)
- 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記電動機から伝達された動力によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムの制御装置であって、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測部と、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更して発電量を調整することによって前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出部と、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出部と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較部と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御部と
を備える制御装置。 - 前記推進器は、前記蓄電部を介さずに前記発電機から供給された電力によって駆動され、
前記第1導出部は、前記主機の燃費と前記発電機の発電の効率とに基づいて、前記第1エネルギー損失量を導出する、
請求項1に記載の制御装置。 - 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記主機から伝達された動力と前記電動機から伝達された動力とのうちの少なくとも一方によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムの制御装置であって、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測部と、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更することによって、前記推進器に前記主機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出部と、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって、前記推進器に前記電動機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出部と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較部と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御部と
を備える制御装置。 - 前記第1導出部は、前記主機の燃費に基づいて、前記第1エネルギー損失量を導出する、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記第2導出部は、前記電動機の駆動の効率に基づいて、前記第2エネルギー損失量を導出する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記予測部は、前記船舶が現在航行している海域と前記船舶が将来航行する海域とのうちの少なくとも一方における気象データと海象データとのうちの少なくとも一つに基づいて、前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記負荷が増加すると予測され、且つ、前記負荷の増加分の電力が前記蓄電部に充電されていない場合には、前記比較結果に関わらず、前記第1方法に応じて前記負荷の増加分を前記主機の回転数の変更によって補償する、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記負荷が減少すると予測され、且つ、前記蓄電部の充電量が一定量未満である場合には、前記比較結果に関わらず、前記第2方法に応じて前記負荷が減少すると予測される前における充電量よりも多い電力を前記蓄電部に充電する、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記船舶の位置情報を取得し、特定の海域に前記船舶が位置することを前記位置情報が示す場合、前記負荷の変動量を前記蓄電部の充電又は放電によって補償する、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の制御装置。 - 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記電動機から伝達された動力によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムの制御装置が実行する制御方法であって、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測ステップと、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更して発電量を調整することによって前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出ステップと、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出ステップと、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較ステップと、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御ステップと
を含む制御方法。 - 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記主機から伝達された動力と前記電動機から伝達された動力とのうちの少なくとも一方によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムの制御装置が実行する制御方法であって、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測ステップと、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更することによって、前記推進器に前記主機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出ステップと、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって、前記推進器に前記電動機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出ステップと、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較ステップと、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御ステップと
を含む制御方法。 - 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記電動機から伝達された動力によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムのコンピュータに、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測手順と、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更して発電量を調整することによって前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出手順と、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出手順と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較手順と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御手順と
を実行させるためのプログラム。 - 主機によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された電力を充電又は放電する蓄電部と、前記蓄電部から供給された電力によって駆動される電動機と、前記主機から伝達された動力と前記電動機から伝達された動力とのうちの少なくとも一方によって船舶を推進させる推進器とを備える電気ハイブリッド推進システムのコンピュータに、
前記推進器に掛かる負荷の変動量を予測する予測手順と、
前記発電機から前記蓄電部への充電又は前記蓄電部から前記電動機への放電によって前記負荷の変動量を補償せずに、前記主機への燃料投入量を変更することによって、前記推進器に前記主機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第1方法における、第1エネルギー損失量を導出する第1導出手順と、
前記負荷の変動量を前記主機への燃料投入量の変更によって補償せずに、前記蓄電部への充電量又は前記蓄電部から前記電動機への放電量を変更することによって、前記推進器に前記電動機から伝達される動力を調整することで前記負荷の変動量を補償する第2方法における、第2エネルギー損失量を導出する第2導出手順と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量とを比較する比較手順と、
前記第1エネルギー損失量と前記第2エネルギー損失量との比較結果に応じて、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量未満である場合には前記第1方法に応じて前記主機の燃料投入量を変更し、前記第1エネルギー損失量が前記第2エネルギー損失量以上である場合には前記第2方法に応じて前記蓄電部の充電量又は放電量を変更する制御手順と
を実行させるためのプログラム。
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