KR101544807B1 - 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 실제 전력 계통과 동일한 입력을 받아 적응성 수학 모델을 적용시켜 전력 신호를 출력하여 실제 전력 계통에서 출력되는 신호와 비교한 후 작업자에게 알람 또는 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템은, 오퍼레이터 스테이션으로 전력 관련 정보를 제공하고, 전력 비교 결과값을 입력받아 현재의 실제 전력 시스템에서 공급되는 전력상태를 판단하고 알람이 이루어지도록 하거나 전력 상태 상태를 모니터링하는 전력 관리 시스템; 전력 발전시스템으로 제공되는 발전된 실제 전력을 공급하는 실제 전력 시스템; 상기 실제 전력 시스템으로부터 공급되는 실제 전력에 대해 적응 수학 모델을 적용시킨 비교 전력을 공급하는 시뮬레이터; 및 상기 시뮬레이터에서 공급되는 비교 전력과 상기 실제 전력 시스템에서 공급되는 실제 전력을 비교하고, 그 비교 결과값을 상기 전력 관리 시스템으로 출력하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법{Intellingent Power Management System using adaptive mathematical model and method thereof}

본 발명은 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적응 수학 모델이 적용된 시뮬레이터를 이용하여 실제 전력 계통에서 출력되는 신호가 정상적인 상태인지의 여부를 체크하는 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

선박, 드릴쉽 등을 포함하는 해양 구조물의 전력은 디젤 엔진, 가스 터빈 또는 스팀 터빈에 의해 구동되는 발전기에 의해 생산되고 프로펠러 및 스러스터용 전기 엔진 또는 모터에 의해 전력의 대부분이 소비된다.

해양 구조물에 있어서 스테이션 유지 또는 운행을 위한 DP(dynamic positioning)시스템에서 급격하게 변동되는 전력 소비를 초래하는 경우에 발전소의 전력 과부하, 큰 전력 변동 또는 셧다운(shut down)이 발생할 수 있다.

블랙아웃(black-out)으로 언급되는 전력 과부하 상황은 매우 위험하고, 장비 손상 및 선박의 심각한 사고 또는 난파를 일으킬 수 있다. 따라서, 블랙 아웃, 수요할 수 없는 전력 변동 등이 발생하지 않도록 하기 위해서 DP 제어 시스템, 발전 시스템 및 전력 관리 시스템 또는 해양 자동화 시스템 부분의 상호작용을 테스트하거나 모니터링을 수행하는 것이 요구된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 전력 관리 시스템은 실제 전력 시스템(10), 전력관리 시스템(20) 및 오퍼레이터 스테이션(30)으로 이루어지며, 전력 관리 시스템(20)은 실제 전력 시스템(10)으로부터 전력을 공급받는다. 전력 관리 시스템(20)은 공급받은 전력을 오퍼레이터 스테이션(30)으로 공급시킨다.

이러한 전력 관리 시스템은 위에서 언급한 바와 같이 급격하게 변동되는 전력 소비를 초래하는 경우 발전소의 전력 과부하 및 큰 전력변동 또는 셧다운(shut down)이 발생하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-00072966호(2008.08.07.) "해양선박의 전력 관리 시스템을 테스트하기 위한 방법 및 시스템" 대한민국 등록특허공보 제10-1271757호(2013.05.30.) "대용량 충전장치를 가진 선박 내의 전력 관리 시스템"

본 발명의 일 실시예에 따르면 실제 전력 계통과 동일한 입력을 받아 적응성 수학 모델을 적용시켜 전력 신호를 출력하여 실제 전력 계통에서 출력되는 신호와 비교한 후 작업자에게 알람 또는 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 동적 수학 모델을 구현하여 실제 전력 계통에 연결하여 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 적응할 수 있도록 하는 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 운용자 트레이닝(operator Training) 시스템으로 적용 가능한 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법을 제공한다.

실시예들 중에서, 오퍼레이터 스테이션으로 전력 관련 정보를 제공하고, 전력 비교 결과값을 입력받아 현재의 실제 전력 시스템에서 공급되는 전력 상태를 판단하고 알람이 이루어지도록 하거나 전력 상태를 모니터링하는 전력 관리 시스템, 전력 발전시스템으로 제공되는 발전된 실제 전력을 공급하는 실제 전력 시스템, 상기 실제 전력 시스템으로부터 공급되는 실제 전력에 대해 적응 수학 모델을 적용시킨 비교 전력을 공급하는 시뮬레이터 및 상기 시뮬레이터에서 공급되는 비교 전력과 상기 실제 전력 시스템에서 공급되는 실제 전력을 비교하고, 그 비교 결과값을 상기 전력 관리 시스템으로 출력하는 비교부를 포함할 수 있다.

상기 시뮬레이터는 상기 전력 관리 시스템으로부터 입력되는 정보를 토대로 상기 실제 전력 시스템에서 공급되는 실제 전력과 비교되는 비교 전력을 생산할 수 있다.

상기 전력 관리 시스템은 상기 비교부의 비교 결과 정상적인 경우로 판정할 수 없는 경우 미리 설정되어 있는 작업자 단말기로 알람정보를 송출시킬 수 있다.

상기 전력 관리 시스템은 상기 비교부의 비교 결과에 따라 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 변경시킬 수 있다.

실시예들 중에서, 실제 전력 시스템에서 제공되는 전력에 적응 수학 모델을 적용시킨 시뮬레이터의 전력과 실제 전력 시스템의 전력이 비교된 비교 결과 값에 따라 전력 관리 시스템에서 전력을 관리하는 방법에 있어서, (1) 실제 전력 시스템으로부터 발전된 실제 전력을 공급받는 단계, (2) 실제 전력 시스템의 실제 전력에 적응 수학 모델을 적용시켜 비교 전력을 공급받는 단계, (3) 상기 비교 전력과 상기 실제 전력을 비교하는 단계 및 (4) 비교 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 (4) 단계의 비교 결과, 정상적인 경우로 판정할 수 없는 경우 미리 설정되어 있는 작업자 단말기로 알람정보를 송출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 (4) 단계의 비교 결과에 따라 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 (4) 단계에서 실제 전력과 비교 전력을 비교한 비교 결과값에 대해 일정 범위를 다단계로 설정하고, 단계별로 다른 알람정보를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예를 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법은 실제 전력 계통과 동일한 입력을 받아 적응성 수학 모델을 적용시켜 전력 신호를 출력하여 실제 전력 계통에서 출력되는 신호와 비교한 후 작업자에게 알람 또는 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법은 동적 수학 모델을 구현하여 실제 전력 계통에 연결하여 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 적응할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템 및 그 방법은 운용자 트레이닝(operator Training) 시스템으로 적용 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대한 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템(100)은, 실제 전력 시스템(110), 시뮬레이터(120), 비교부(130), 전력 관리 시스템(140) 및 오퍼레이터 스테이션(operator station, 150)을 포함한다.

전력 관리 시스템(140)은 오퍼레이터 스테이션(150)으로 전력 관련 정보를 제공하고, 전력 비교 결과값을 입력받아 현재의 실제 전력 시스템(110)에서 공급되는 전력 상태를 판단하고 알람이 이루어지도록 하거나 전력 상태를 모니터링한다.

실제 전력 시스템(110)은 전력 발전시스템으로 제공되는 발전된 실제 전력을 공급한다.

시뮬레이터(120)는 실제 전력 시스템(110)으로부터 공급되는 실제 전력에 대해 적응 수학 모델을 적용시킨 비교 전력을 공급한다. 비교부(130)는 시뮬레이터(120)에서 공급되는 비교 전력과 실제 전력 시스템(110)에서 공급되는 실제 전력을 비교하고, 그 비교 결과값을 전력 관리 시스템(140)으로 출력한다.

시뮬레이터는(120)는 전력 관리 시스템(140)으로부터 입력되는 정보를 토대로 실제 전력 시스템(110)에서 공급되는 실제 전력과 비교되는 비교 전력을 생산할 수 있다.

전력 관리 시스템(140)은 비교부(130)의 비교 결과 정상적인 경우로 판정할 수 없는 경우 미리 설정되어 있는 작업자 단말기로 알람정보를 송출시킬 수 있다. 전력 관리 시스템(140)은 비교부(130)의 비교 결과에 따라 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 변경시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템의 운용 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.

실제 전력 시스템(110)에서 제공되는 전력에 적응 수학 모델을 적용시킨 시뮬레이터(120)의 전력과 실제 전력 시스템(110)의 전력이 비교된 비교 결과 값에 따라 전력 관리 시스템(140)에서 전력을 관리하는 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 시뮬레이터(120)는 실제 전력 시스템(110)으로부터 발전된 실제 전력을 공급받는다. 시뮬레이터(120)는 실제 전력 시스템(110)의 실제 전력에 적응 수학 모델을 적용시켜 비교 전력을 출력한다.

비교부(130)는 실제 전력 시스템(110)으로부터 실제 전력을 공급받고(S110), 시뮬레이터(120)로부터 비교 전력을 공급받아(S120) 비교(S130)하고, 비교 결과를 출력(S140)한다.

비교부(130)는 비교 결과를 전력 관리 시스템(140)으로 출력하고, 전력 관리 시스템(140)은 비교 결과가 정상상태인지의 여부를 판단하고 정상적인 경우로 판정할 수 없는 경우 미리 설정되어 있는 작업자 단말기로 알람정보를 송출한다. 여기서 전력 관리 시스템(140)은 실제 전력과 비교 전력을 비교한 비교 결과값에 대해 일정 범위를 다단계로 설정하고, 단계별로 다른 알람정보를 출력할 수 있다.

또한 전력 관리 시스템(140)은 비교 결과에 따라 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 변경하여 선박에서 전기를 이용하는 전체 시스템을 실제 전력 시스템(110)에서 발전되는 전력량에 따라 작동시킨다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템
110 : 실제 전력 시스템
120 : 시뮬레이터
130 : 비교부
140 : 전력 관리 시스템
150 : 오퍼레이터 스테이션(operator station)

Claims (8)

1. 전력 관리 시스템을 포함하는 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템에 있어서,
   실제 전력 값에 대해 적응 수학 모델을 적용시켜 비교 전력 값을 도출시키는 시뮬레이터;
   상기 시뮬레이터로부터 상기 비교 전력 값을 제공받는 비교부;
   상기 실제 전력 값을 상기 전력 관리 시스템 및 상기 시뮬레이터에 제공하는 실제 전력 시스템; 및
   상기 전력 관리 시스템으로부터 전력 관련 정보를 제공받는 오퍼레이터 스테이션;을 포함하고,
   상기 비교부는 상기 실제 전력 값과 상기 비교 전력 값을 비교하여 비교 결과를 상기 전력 관리 시스템에 제공하는, 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 비교부가 제공한 상기 비교 결과에 대해 일정 범위를 다단계로 설정하고 단계별로 다른 알람 정보를 송출시키는, 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 비교부가 제공한 상기 비교 결과가 정상인지 여부를 판단하여 비정상인 경우 알람 정보를 송출시키는, 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 비교부의 비교 결과에 따라 시스템 운전에 필요한 각종 파라미터를 변경시키는, 적응 수학 모델을 이용한 지능적인 전력 관리 시스템.
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