KR101637335B1 - 부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법 - Google Patents

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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
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Abstract

본 발명은 항해용 메인 버스를 통해 부유식 구조물내 수용가측 부하에 발전기의 전기 에너지를 공급하고 접안용 서브 버스를 통해 스러스터에 발전기의 전기 에너지를 공급하는 구조에 의해, 발전기의 전기 에너지를 안정적으로 분배할 수 있으면서 빠른 접안을 위한 스러스터의 구동을 가능하게 한 부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 메인 발전기 및 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하에 공급하도록 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하와 연결되는 항해용 메인 버스; 및 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하도록 상기 제 1 및 제 2 스러스터와 연결되는 접안용 서브 버스를 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템이 제공된다.

Description

부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법{POWER MANAGEMENT SYSTEM OF SHIP AND POWER MANAGEMENT METHOD OF THE SAME}
본 발명은 부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항해용 메인 버스를 통해 부유식 구조물내 수용가측 부하에 발전기의 전기 에너지를 공급하고 접안용 서브 버스를 통해 스러스터에 발전기의 전기 에너지를 공급하는 구조에 의해, 발전기의 전기 에너지를 안정적으로 분배할 수 있으면서 빠른 접안을 위한 스러스터의 구동을 가능하게 한 부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법에 관한 것이다.
스테이션 유지, 또는 주로 통상적 운항하는 부유식 구조물은 다수의 경우에 프로펠러 및 스러스터의 디젤 전기 전력 공급을 가질 것이다. 전기 에너지는 디젤 엔진 및/또는 가스 터빈에 의해 구동되는 발전기, 그리고 PMS(Power Management System)를 포함한 해양 자동화 시스템을 구비한 발전소에 의해 본선상에서(On board the vessel) 생산된다.
최근 선박에 에너지 절약을 위하여 축 발전기의 적용이 증가하는 추세이다. 또한 안정으로 항구에 접안을 위하여 스러스터(thruster)가 많이 활용되어 지고 있다.
그러나, 잦은 접안을 통하여 용량이 큰 스러스터를 자주 구동시킴에 따라 전압 강하가 일어나서 계통도(Power Distribution Systme)에 안 좋은 영향을 줄 수 있다.
즉, 종래의 전력 관리 시스템은 싱글 버스(single bus)로 구성되어 싱글 버스에 복수의 메인 발전기, 축 발전기 및 복수의 스러스터가 연결되어 있고, 복수의 메인 발전기에서 부유식 구조물 내 수용가측 부하에 싱글 버스를 통해 전기 에너지를 공급한다. 이때, 부유식 구조물이 항구로 접안시 스러스터에 수용가측 부하에 공급되고 남은 용량, 또는 수용가측 부하 중 일부에 전기 에너지의 공급을 중단하여 추가된 용량으로 스러스터에 공급하고 있어, 계통도에 안정을 줄 수 없는 실정이다.
또한 스러스터에 급속히 변동하는 전력 소비를 초래하는 경우, 복수의 메인 발전기의 전력 과부하, 또는 큰 전력 변동이 일어날 수 있다. 또한 싱글버스의 이상시 스러스터에 전력을 공급할 수 없어, 항구로의 접안이 불가능하다.
그리고 항구로의 접안시 부유식 구조물의 수용가측 부하에 공급되고 남은 복수의 메인 발전기의 용량을 계산하여 계산된 용량으로 스러스터의 구동이 가능하면 스러스터에 복ㅅ의 메인 발전기 중 정해진 발전기에서 정해진 용량만큼 전기 에너지를 공급하므로 신속하게 스러스터의 시동 및 구동을 가능하게 하지 못한다.
본 발명의 목적은, 항해용 메인 버스를 통해 부유식 구조물내 수용가측 부하에 발전기의 전기 에너지를 공급하고 접안용 서브 버스를 통해 스러스터에 발전기의 전기 에너지를 공급하는 구조에 의해, 발전기의 전기 에너지를 안정적으로 분배할 수 있으면서 빠른 접안을 위한 스러스터의 구동을 가능하게 한 부유식 구조물의 전력 관리 시스템 및 그의 전력 관리 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 메인 발전기, 부유식 구조물내 배치된 엔진의 축에 연결되어 상기 축의 회전에 의해 전기 에너지를 생산하는 축 발전기, 및 상기 부유식 구조물이 항구에 접안되도록 추력을 발생하는 제 1 및 제 2 스러스터를 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템으로서, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하에 공급하도록 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하와 연결되는 항해용 메인 버스; 및 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하도록 상기 제 1 및 제 2 스러스터와 연결되는 접안용 서브 버스를 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템이 제공된다.
상기 복수의 메인 발전기와 상기 축 발전기의 전기 에너지량을 모니터링하고, 상기 복수의 메인 발전기로부터 정해진 용량을 상기 수용가측의 부하에 분배되도록 하는 전력관리 제어반; 상기 복수의 메인 발전기와 상기 항해용 메인 버스 및 상기 접안용 서브 버스 사이에 각각 설치되고, 상기 축 발전기와 상기 항해용 메인 버스 및 상기 제 2 스러스터 사이에 각각 설치된 한쌍의 스위치; 및 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 1 및 제 2 스러스터 사이에 각각 설치된 스러스터 전용 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전력관리 제어반은 상기 항구로의 접안요청신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 접안요청신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동시키기 위해 상기 복수의 메인 발전기 및 축 발전기에서 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하는 계산부; 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단결과 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한 경우 상기 접안용 서브 버스를 통해 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 상기 복수의 메인 발전기 및 축 발전기 중 사전 설정된 적어도 하나의 발전기로부터 발전기별로 정해진 전기 에너지량만큼 각각 공급하도록 제어하고, 상기 판단부의 판단결과 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 불가능한 경우 상기 축 발전기로부터 직접 전기 에너지를 공급받도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 전력관리 제어반은 상기 접안용 서브 버스의 이상이 감지되면 상기 축 발전기에서 직접 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급되도록, 상기 축 발전기와 상기 제 2 스러스터 사이의 스위치를 폐쇄시키고, 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 2 스러스터 사이의 스러스터 전용 스위치를 개방시키는 것이 바람직하다.
상기 제 1 스러스터는 선미에 위치한 스턴 스러스터(Stern thruster)이고, 상기 제 2 스러스터는 선수에 위치한 바우 스러스터(Bow thruster)인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부유식 구조물의 전력 관리 시스템으로서, 복수의 메인 발전기 및 축 발전기와 연결되어 상기 부유식 구조물내 수용가측의 부하로 전기 에너지를 공급하기 위한 항해용 메인 버스; 상기 메인 버스와 이격되게 설치되고, 상기 복수의 메인발전기 및 축 발전기와 연결되어 상기 부유식 구조물의 말단에 설치된 제 1 및 제 2 스러스터에 전기 에너지를 공급하기 위한 접안용 서브 버스; 및 상기 부유식 구조물의 항구로 접안시 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 상기 복수의 메인 발전기로부터 상기 부하에 공급하고 남은 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하여 계산된 구동 가능한 전기 에너지량이 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 요구용량보다 작으면 상기 축 발전기와 상기 제 2 스러스터를 직접 연결시켜 상기 축 발전기의 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급되도록 하는 전력관리 제어반을 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템이 제공된다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 수의 메인 발전기, 부유식 구조물내 배치된 엔진의 축에 연결되어 상기 축의 회전에 의해 전기 에너지를 생산하는 축 발전기, 및 상기 부유식 구조물이 항구에 접안되도록 추력을 발생하는 제 1 및 제 2 스러스터를 포함하는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법으로서, 상기 부유식 구조물이 항구로의 접안요청시 상기 복수의 메인 발전기로부터 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하는 단계; 상기 계산된 전기 에너지량을 기준으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능하면 상기 계산된 전기 에너지량을 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하고 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 불가능하면 상기 제 2 스러스터와 상기 축 발전기를 직접 연결시켜 상기 축 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급하는 단계를 포함하는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법이 제공된다.
상기 공급하는 단계는 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능하면 상기 제 1 및 제 2 스러스터를 상기 복수의 메인 발전기와 상기 접안용 서브 버스 사이에 설치된 스위치와, 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 1 및 제 2 스러스터 사이에 설치된 스위치를 폐쇄시키고, 상기 계산된 전기 에너지량으로 하나의 스러스터의 구동이 가능하면 상기 복수의 메인 발전기와 상기 접안용 서브 버스 사이에 설치된 스위치와, 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 1 스러스터 사이에 설치된 스위치를 폐쇄시키고, 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 2 스러스터 사이에 설치된 스위치를 개방시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 항해용 메인 버스를 통해 부유식 구조물내 수용가측 부하에 발전기의 전기 에너지를 공급하고 접안용 서브 버스를 통해 스러스터에 발전기의 전기 에너지를 공급하는 구조에 의해, 발전기의 전기 에너지를 안정적으로 분배할 수 있으면서 빠른 접안을 위한 스러스터의 구동을 가능하게 한 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 항구로의 접안시 접안용 서브 버스에 직접 연결된 축 발전기로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있음에 따라, 메인 발전기의 남은 용량이 부족하거나 항해용 메인 버스 및 접안용 서브 버스에 이상이 발생하더라도 축 발전기로부터 직접 공급되는 항구로의 접안을 가능하게 한 효과도 있다. 특히 축 발전기에서 직접 전기 에너지를 인가 받음에 따라 메인 발전기에서 스러스터에 인가될 용량을 계산하고 계산된 용량으로 스러스터의 구동이 가능한지를 판단하여 가능한 경우 메인 발전기에서 전기 에너지를 공급받는 것에 비해 훨씬 신속하게 접안을 가능하게 할 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면 축 발전기를 선수에 위치한 바우 스러스터와 직접 연결된 구조에 의해, 항구로 선수의 접안을 용이하게 한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 부유식 구조물의 전력 관리 시스템의 전력 관리 제어반을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 실시예에 따른 부유식 구조물의 전력 관리 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 전력 관리 시스템은 복수의 메인 발전기(11, 12, 13), 축 발전기(14), 항해시 부유식 구조물 내 수용가측 부하에 전기 에너지를 공급하기 하기 위한 항해용 메인 버스(21), 항구로의 접안시 스러스터에 전기 에너지를 공급하기 위한 접안용 서브 버스(22), 항해시 복수의 메인 발전기(11, 12, 13)로부터 부유식 구조물 내 수용가측 부하에 미리 정해진 전기 에너지를 공급하고 항구로의 접안시 선수 및 선미에 위치한 스러스터(31, 32)에 전기 에너지를 공급하도록 스위치들(S1~S11)을 제어하는 전력관리 제어반(40)을 포함한다.
축 발전기(14)는 부유식 구조물내 배치된 엔진(미도시)의 축에 연결되어 축의 회전에 의해 전기 에너지를 생산할 수 있다.
복수의 메인 발전기(11, 12, 13)는 제 1 내지 제 3 디젤 발전기일 수 있다. 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)는 항해시 메인 버스(21)와 연결되어 부유식 구조물내의 수용가측 부하에 전기 에너지를 공급한다. 이때 메인 버스(21)와 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13) 사이에는 제 1 내지 제 4 스위치(S1-S4), 제 7 및 제 8 스위치(S7, S8)가 설치되어 있다.
더 자세하게 제 1 디젤 발전기(11)는 한쌍의 스위치인 제 1 및 제 2 스위치(S1, S2)와 연결되어 있다. 제 1 스위치(S1)는 메인 버스(21)에 연결되고, 제 2 스위치(S2)는 서브 버스(22)에 연결된다. 항해시 부유식 구조물내의 수용가측 부하에 미리 정해진 전기 에너지를 공급하기 위해 전력관리 제어반(40)은 외부로부터 인가된 제 1 스위치(S1)의 온(ON) 신호에 따라 제 1 스위치(S1)를 통해 제 1 디젤 발전기(11)와 메인 버스(21)를 연결시켜, 제 1 디젤 발전기(11)로부터 공급되는 전기 에너지를 메인 버스(21)에 연결된 부유식 구조물내 수용가측 부하에 공급되도록 제어한다. 여기에서는 제 1 디젤 발전기(11)를 예를 들어 설명하고 있지만, 제 2 및 제 3 디젤 발전기(12, 13)도 마찬가지이다.
제 2 디젤 발전기(12)는 제 3 스위치(S3)를 통해 메인 버스(31)와 연결되고 제 4 스위치(S4)를 통해 서브 버스(32)와 연결된다. 제 3 디젤 발전기(13)는 제 7 스위치(S7)를 통해 메인 버스(31)와 연결되고 제 8 스위치(S8)를 통해 서브 버스(32)와 연결된다. 이에 따라, 전력관리 제어반(40)은 부유식 구조물 내 수용가측 부하에서 요구하는 요구량이 제 1 디젤 발전기(11)만으로 부족한 경우 제 2 디젤 발전기(12), 제 3 디젤 발전기(13) 순으로 구동시켜 부유식 구조물 내 수용가측 부하에 원활하게 전기 에너지를 공급할 수 있다.
즉, 전력관리 제어반(40)은 부유식 구조물내 수용가측 부하에 공급될 전기 에너지량을 미리 지정해 놓은 상태에서, 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)를 통해 지정된 량의 전기 에너지를 공급하되, 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)의 보유 전기 에너지량으로 수용가측 부하에 공급할 전기 에너지량이 부족한 경우 축 발전기(14)를 통해 부유식 구조물내 전기 에너지를 공급할 수 있도록 축 발전기(14)와 메인 버스(21) 사이의 제 5 스위치(S5)를 단속할 수 있다.
만일, 전력관리 제어반(40)은 제 1 및 제 2 디젤 발전기(11, 12)의 보유 전기 에너지량만으로 부유식 구조물 내 수용가측 부하에 전기 에너지의 공급이 가능하다면, 메인 버스(21)내에 설치된 제 9 스위치(S9)를 개방시키도록 제 9 스위치(S9)를 조절할 수 있다.
또한 전력관리 제어반(40)은 항구로의 접안시 선미 및 선수의 말단에 설치된 제 1 및 제 2 스러스터(S31, 32)에 전기 에너지를 공급하도록 서브 버스(22)와 제 1 스러스터(31) 사이에 설치된 제 10 스위치(S10)를 연결시키고, 서브 버스(22)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 11 스위치(S10)를 연결시키도록 제 10 및 제 11 스위치(S10, S11)을 조절한다. 이때 전력관리 제어반(40)은 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13) 중 일부 또는 전부가 서브 버스(22)와 연결되도록 제 2 스위치, 제 4 스위치 및 제 8 스위치(S2, S4, S8)를 조절할 수 있다.
만일, 제 1 디젤 발전기(11)에서 수용가측 부하에 공급하고 남은 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 시동 및 구동이 가능하다면 전력관리 제어반(40)은 제 2 스위치(S2)를 연결시켜 제 1 디젤 발전기(11)와 서브 버스(21)를 연결시켜 서브 버스(11)를 거쳐 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)에 제 1 디젤 발전기(11)의 전기 에너지를 공급한다. 단, 전력관리 제어반(40)은 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터 각 수용가측 부하에 공급중인 전기 에너지량을 계산하고 계산된 전기 에너지량과 해당 디젤 발전기에서 총 전기 에너지량을 이용하여 남은 용량, 즉 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하고, 계산된 전기 에너지량이 스러스터의 구동 가능한 용량인지 여부를 판단하여 구동 가능한 용량이면 해당 디젤 발전기에서 정해진 용량만큼 전기 에너지를 공급받아 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)를 시동 및 구동시킬 수 있다.
그러나 계산된 전기 에너지량이 제 1 스러스터만을 구동시킬 수 있는 용량인 경우 전력관리 제어반(40)은 제 1 스러스터(31)를 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13) 중 정해진 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 해당 제 1 스러스터(31)를 구동시키고, 제 2 스러스터(32)를 축 발전기(14)와 직접 연결되도록 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 6 스위치(S6)를 단속한다. 이때, 전력관리 제어반(40)은 서브 버스(22)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 11 스위치(S11)를 개방되도록 스위치 오프(off) 신호를 제 11 스위치(S11)에 인가한다.
제 1 스러스터(31)는 선미에 위치한 스턴(Stern) 스러스터이고, 제 2 스러스터(32)는 선수에 위치한 바우(Bow) 스러스터이다. 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)는 복수개일 수 있다.
특히 서브 버스(22)의 이상시 전력관리 제어반(40)은 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 6 스위치(S6)를 폐쇄시키고, 서브 버스(32)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 11 스위치(S11)를 개방시킴에 따라 축 발전기(14)에서 제 6 스위치(S6)를 거쳐 제 2 스러스터(32)에 연결된 구조를 갖는다. 이와 같이 축 발전기(14)에서 직접적으로 제 2 스러스터(32)에 연결된 구조에 의해, 항구로의 접안을 가능하게 하고, 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)으로부터 부유식 구조물 내 수용가측에 공급중인 전기 에너지량을 계산하는 과정없이 항구로의 접안요청시에 곧바로 축 발전기(14)에서 전기 에너지를 공급할 수 있어 빠른 접안을 가능하게 할 수 있다.
또한 항구로의 빠른 접안이 필요한 경우 전력관리 제어반(40)은 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32) 사이의 제 6 스위치(S6)를 폐쇄시키고 서브 버스(32)와 제 2 스러스터(32) 사이의 제 11 스위치(S11)를 개방시키도록 제 6 스위치(S6) 및 제 11 스위치(11)를 조절할 수 있다.
제 10 스위치(S10)와 제 1 스러스터(31) 사이에는 제 1 트랜스포머(T1)가 설치되고, 제 1 트랜스포머(T1)는 예를 들면 교류 450V를 6600V로 변압시킬 수 있다. 또한 제 11 스위치(S10)와 제 2 스러스터(32) 사이에도 제 2 트랜스포머(T2)가 설치되고, 제 2 트랜스포머(T2)도 역시 예를 들면 교류 450V를 6600로 변압시킬 수 있다. 특히 축 발전기(S14)로부터 제 6 스위치(S6)를 거친 전기에너지는 제 2 트랜스포머(T2)에 의해 정해진 고전압으로 변압되어 제 2 스러스터(32)에 공급된다.
도 2를 참조하면 전력관리 제어반(40)은 메모리(41), 공급부(42), 수신부(43), 계산부(44), 판단부(45) 및 제어부(46)를 포함하여 구성될 수 있다.
메모리(41)는 부유식 구조물내 수용가측 부하에 정해진 전기 에너지량, 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32) 시동 및 구동시의 요구용량을 미리 저장할 수 있다.
공급부(42)는 메모리(41)를 참고하여 항해시 부유식 구조물내 수용가측 부하에 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13) 중 적어도 하나의 발전기로부터 메인 버스(31)를 거쳐 전기 에너지를 공급한다. 이때 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로 부족한 경우 축 발전기(14)의 전기 에너지도 사용되지만, 축 발전기(14)는 큰 용량을 필요로 하는 스러스터의 구동시에 주로 사용된다.
수신부(43)는 항구로의 접안요청신호를 수신한다.
계산부(44)는 수신부(43)에 의해 수신된 접안요청신호에 반응하여 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터 수용가측 부하에 공급중인 전기 에너지량을 계산한다. 또한 계산부(44)는 디젤 발전기별 총 전기 에너지량에서 사용중인 전기 에너지량을 차감하여 구동 가능한 전기 에너지량을 계산한다.
판단부(45)는 메모리(41)에 저장된 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 요구용량을 참고하여 계산부(44)에 의해 계산된 구동 가능한 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 가능한지 여부를 판단한다.
판단부(45)의 판단결과 계산된 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 가능한 경우, 즉 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 가능한 경우 제어부(46)는 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)와 서브 버스(22) 사이에 각각 설치된 제 10 및 제 11 스위치(S10, S11)를 폐쇄시키고, 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)와 서브 서브(22) 사이에 각각 설치된 제 2, 제 4 및 제 8 스위치(S2, S4, S8)를 폐쇄시키도록 해당 스위치에 온 신호를 인가한다. 이에 따라 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)는 해당 스위치와 서브 버스(22)를 거쳐 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
판단부(45)의 판단결과 계산된 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 33)의 구동이 불가능한 경우, 즉 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 불가능한 경우 제어부(46)는 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32)를 연결시키도록 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 6 스위치(S6)를 온시키고, 서브 버스(22)와 제 2 스러스터(32) 사이에 설치된 제 11 스위치(S11)를 오프시킨다. 이에 따라, 축 발전기(14)는 제 2 스러스터(32)와 직접 연결된 구조를 가짐에 따라 제 2 스러스터(32)의 요구용량을 축 발전기(14)에서 공급할 수 있어, 항구로의 접안을 가능하게 할 수 있다.
판단부(45)의 판단결과 계산된 전기 에너지량이 제 1 스러스터(31)의 요구용량을 초과하지만 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 요구용량으로는 부족한 경우 제어부(46)는 제 1 스러스터(31)에 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터 전기 에너지가 공급되도록 관련 스위치, 즉 제 2, 제 4, 제 8 및 제 10 스위치(S2, S4, S8, S10) 중 적어도 두개 이상을 제어하고, 제 2 스러스터(32)에 축 발전기(14)로부터 전기 에너지가 직접 공급되도록 관련 스위치, 즉 제 6 및 제 11 스위치(S6, S11)를 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 시스템의 전력 공급 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면 전력관리 제어반(40)은 항해시 메모리(41)에 저장된 부유식 구조물내 수용가측 부하에 공급될 전기 에너지량에 기반하여 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13) 중 적어도 하나의 발전기를 통해 해당 부유식 구조물내 수용가측 부하에 전기 에너지를 공급한다(S11). 이때 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)의 전기 에너지량으로 부족한 경우 축 발전기(14)에서도 전기 에너지가 공급되도록 한다.
이후 전력관리 제어반(40)은 항구로의 접안요청신호가 수신되었는지 여부를 판단한다(S13).
상기 S13 단계의 판단결과 항구로의 접안요청신호가 수신되지 않은 경우 전력관리 제어반(40)은 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하여 항해시의 전기 에너지를 공급하여 수용가측 부하를 구동시킨다.
상기 S13 단계의 판단결과 항구로의 접안요청신호가 수신된 경우 전력관리 제어반(40)은 부유식 구조물 내 수용가측 부하에서 사용중인 전기 에너지량을 계산하고, 계산된 전기 에너지량과 발전기의 총 전기 에너지 용량과의 차를 통해 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)에 구동 가능한 전기 에너지량을 계산한다(S15).
전력관리 제어반(40)은 상기 계산된 구동 가능한 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 가능한지 여부를 판단한다(S17).
상기 S17 단계의 판단결과, 상기 계산된 구동 가능한 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 가능한 경우 전력관리 제어반(40)은 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)와 서브 버스(22) 사이에 설치된 스위치를 온시켜서 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)로부터의 전기 에너지를 서브 버스(22)를 거쳐 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)에 공급한다(S19).
상기 S17 단계의 판단결과, 상기 계산된 구동 용가능한 전기 에너지량으로 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)의 구동이 불가능한 경우 전력관리 제어반(40)은 축 발전기(14)와 제 2 스러스터(32)사이에 설치된 제 6 스위치(S6)를 폐쇄시키고 서브 서브(22)와 제 2 스러스터(32) 사에 설치된 제 11 스위치(S11)를 개방시키도록 제어하여 축 발전기(14)에서 직접 제 2 스러스터(32)에 전기 에너지를 공급한다(S21). 뿐만 아니라, 전력관리 제어반(40)은 서브 버스(22)의 이상이 감지된 경우 제 6 스위치(S6) 및 제 11 스위치(S11)를 단속하여 서브 서브(22)를 거치지 않고 축 발전기(14)에서 직접 제 2 스러스터(32)에 전기 에너지를 공급할 수 있어, 항구로의 접안을 가능하게 한다. 이에 따라 서브 버스(22)가 이상 발생되더라도 항구로의 접안이 가능하여 항구에서 안전하게 서브 버스(22)를 수리할 수 있다. 또한 축 발전기에서 직접 선수쪽에 위치한 제 2 스러스터(32)에 직접 전기 에너지를 공급할 수 있어, 제 1 내지 제 3 디젤 발전기(11, 12, 13)에서 구동 가능한 전기 에너지량을 계산한 후에 제 1 및 제 2 스러스터(31, 32)를 구동시키는 것에 비해 훨씬 빠르게 항구로의 접안을 가능하게 할 수 있다.
이렇게 함으로써 항구로 신속하게 접안을 가능하게 하고, 부유식 구조물내 수용가측 부하에 전기 에너지의 공급을 위한 메인 버스와 구분되게 스러스터에 전기 에너지의 공급을 위한 서브 버스를 가지므로 잦은 접안을 통하여 스러스터를 자주 사용함에 따른 발생된 계동도의 부담을 최소화시킬 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
11, 12, 13 : 제 1 내지 제 3 디젤 발전기 14 : 축 발전기
21 : 항해용 메인 버스 22 : 접안용 서브 버스
31, 32 : 제 1 및 제 2 스러스터
40 : 전력관리 제어반 41 : 메모리
42 : 공급부 43 : 수신부
44 : 계산부 45 : 판단부
46 : 제어부

Claims (8)

  1. 복수의 메인 발전기, 부유식 구조물내 배치된 엔진의 축에 연결되어 상기 축의 회전에 의해 전기 에너지를 생산하는 축 발전기, 및 상기 부유식 구조물이 항구에 접안되도록 추력을 발생하는 제 1 및 제 2 스러스터를 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템으로서,
    상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하에 공급하도록 상기 부유식 구조물 내 수용가측의 부하와 연결되는 항해용 메인 버스;
    상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기와 각각 연결되고, 상기 복수의 메인 발전기 및 상기 축 발전기 중 적어도 하나의 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하도록 상기 제 1 및 제 2 스러스터와 연결되는 접안용 서브 버스;
    상기 복수의 메인 발전기와 상기 축 발전기의 전기 에너지량을 모니터링하고, 상기 복수의 메인 발전기로부터 정해진 용량을 상기 수용가측의 부하에 분배되도록 하는 전력관리 제어반;
    상기 복수의 메인 발전기와 상기 항해용 메인 버스 및 상기 접안용 서브 버스 사이에 각각 설치되고, 상기 축 발전기와 상기 항해용 메인 버스 및 상기 제 2 스러스터 사이에 각각 설치된 한쌍의 스위치; 및
    상기 접안용 서브 버스와 상기 제 1 및 제 2 스러스터 사이에 각각 설치된 스러스터 전용 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력관리 제어반은
    상기 항구로의 접안요청신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 의해 수신된 접안요청신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동시키기 위해 상기 복수의 메인 발전기 및 축 발전기에서 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하는 계산부;
    상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한지 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 판단결과 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한 경우 상기 접안용 서브 버스를 통해 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 상기 복수의 메인 발전기 및 축 발전기 중 사전 설정된 적어도 하나의 발전기로부터 발전기별로 정해진 전기 에너지량만큼 각각 공급하도록 제어하고, 상기 판단부의 판단결과 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 불가능한 경우 상기 축 발전기로부터 직접 전기 에너지를 공급받도록 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력관리 제어반은
    상기 접안용 서브 버스의 이상이 감지되면 상기 축 발전기에서 직접 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급되도록, 상기 축 발전기와 상기 제 2 스러스터 사이의 스위치를 폐쇄시키고, 상기 접안용 서브 버스와 상기 제 2 스러스터 사이의 스러스터 전용 스위치를 개방시키는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 스러스터는 선미에 위치한 스턴 스러스터(Stern thruster)이고,
    상기 제 2 스러스터는 선수에 위치한 바우 스러스터(Bow thruster)인 것을 특징으로 하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템.
  6. 부유식 구조물의 전력 관리 시스템으로서,
    복수의 메인 발전기 및 축 발전기와 연결되어 상기 부유식 구조물내 수용가측의 부하로 전기 에너지를 공급하기 위한 항해용 메인 버스;
    상기 메인 버스와 이격되게 설치되고, 상기 복수의 메인발전기 및 축 발전기와 연결되어 상기 부유식 구조물의 말단에 설치된 제 1 및 제 2 스러스터에 전기 에너지를 공급하기 위한 접안용 서브 버스; 및
    상기 부유식 구조물의 항구로 접안시 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 상기 복수의 메인 발전기로부터 상기 부하에 공급하고 남은 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하여 계산된 구동 가능한 전기 에너지량이 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 요구용량보다 작으면 상기 축 발전기와 상기 제 2 스러스터를 직접 연결시켜 상기 축 발전기의 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급되도록 하는 전력관리 제어반을 포함하는 부유식 구조물의 전력 관리 시스템.
  7. 복수의 메인 발전기, 부유식 구조물내 배치된 엔진의 축에 연결되어 상기 축의 회전에 의해 전기 에너지를 생산하는 축 발전기, 및 상기 부유식 구조물이 항구에 접안되도록 추력을 발생하는 제 1 및 제 2 스러스터를 포함하는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법으로서,
    상기 부유식 구조물이 항구로의 접안요청시 상기 복수의 메인 발전기로부터 구동 가능한 전기 에너지량을 계산하는 단계;
    상기 계산된 전기 에너지량을 기준으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능하면 상기 계산된 전기 에너지량을 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하고 상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 불가능하면 상기 제 2 스러스터와 상기 축 발전기를 직접 연결시켜 상기 축 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급하는 단계를 포함하는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 공급하는 단계는
    상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 가능하면 상기 복수의 메인 발전기와 접안용 서브 버스 사이에 각각 설치된 스위치를 개방시켜 상기 복수의 메인 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 접안용 서브 버스를 거쳐 상기 제 1 및 제 2 스러스터에 공급하고,
    상기 계산된 전기 에너지량으로 상기 제 1 및 제 2 스러스터의 구동이 불가능하면 상기 축 발전기와 상기 제 2 스러스터 사이에 설치된 스위치를 폐쇄시키고, 접안용 서브 버스와 상기 제 2 스러스터 사이에 설치된 스위치를 개방시켜 상기 축 발전기로부터의 전기 에너지를 상기 제 2 스러스터에 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템의 전력 관리 방법.
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