KR101711453B1 - 전력 효율이 향상된 선박 - Google Patents

전력 효율이 향상된 선박 Download PDF

Info

Publication number
KR101711453B1
KR101711453B1 KR1020150057110A KR20150057110A KR101711453B1 KR 101711453 B1 KR101711453 B1 KR 101711453B1 KR 1020150057110 A KR1020150057110 A KR 1020150057110A KR 20150057110 A KR20150057110 A KR 20150057110A KR 101711453 B1 KR101711453 B1 KR 101711453B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
energy storage
generator
load
storage device
Prior art date
Application number
KR1020150057110A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160126251A (ko
Inventor
강윤태
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
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 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020150057110A priority Critical patent/KR101711453B1/ko
Priority to EP16783386.2A priority patent/EP3288143B1/en
Priority to DK16783386.2T priority patent/DK3288143T3/da
Priority to CN201680023438.9A priority patent/CN107534295B/zh
Priority to PCT/KR2016/004083 priority patent/WO2016171453A1/ko
Priority to US15/568,417 priority patent/US10669003B2/en
Publication of KR20160126251A publication Critical patent/KR20160126251A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101711453B1 publication Critical patent/KR101711453B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J2003/001—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam
    • B63J2003/002—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam by using electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10—The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/42—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ships or vessels
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

전력 효율이 향상된 선박을 제공한다. 상기 선박은 전력 그리드; 전력 비용을 결정하는 전력 비용 생성기; 및 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 생산 여부를 자체적으로 결정하는 발전기; 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 저장 여부를 자체적으로 결정하는 에너지 저장 장치; 및 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 사용 여부를 자체적으로 결정하는 부하를 포함한다.

Description

전력 효율이 향상된 선박{Ship with improved power efficiency}
본 발명은 전력 효율이 향상된 선박에 관한 것이다.
충전 가능한 2차 배터리 기술은 점점 발전하고 있으며, 용량 대비 그 크기가 감소되고 있다. 현재, 대용량 전력을 저장 및 공급할 수 있는 2차 배터리는 에너지 저장 장치(ESS; Energy Storage System)이라고 명명되어 전력 운용 계통의 보조 공급 전원으로서 상용화가 시도되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0080715호 (2014.07.01)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전력 효율이 향상된 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박의 일 면(aspect)은, 전력 그리드; 전력 비용을 결정하는 전력 비용 생성기; 및 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 생산 여부를 자체적으로 결정하는 발전기; 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 저장 여부를 자체적으로 결정하는 에너지 저장 장치; 및 상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 사용 여부를 자체적으로 결정하는 부하를 포함한다.
또한, 상기 전력 비용은 부하에 의한 전력 소비 패턴, 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 부하와 연결되어, 상기 부하 전용으로 사용되는 전용 에너지 저장 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박의 다른 면은, 발전기, 에너지 저장 장치 및 부하가 연결된 전력 그리드; 전력 비용을 결정하는 전력 비용 생성기; 및 상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 전력 비용을 해석하여 동작 여부를 결정하는 신호 처리기를 포함하되, 상기 신호 처리기는, 상기 전력 비용을 해석하여, 해석 결과를 제공하는 해석부와, 대응 지연 기준을 저장하고, 상기 해석 결과를 제공받고, 상기 대응 지연 기준에 따라 동작 시점을 조절하는 대응 시간 조절부와, 상기 조절된 동작 시점에 따라 동작 명령을 생성하는 운전명령 생성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 비용은 상기 부하에 의한 전력 소비 패턴, 상기 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 상기 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 산출될 수 있다.
또한, 제1 대응 지연 기준이 설정된 제1 발전기와, 상기 제1 대응 지연 기준과 다른 제2 대응 지연 기준이 설정된 제2 발전기를 포함하고, 상기 제1 발전기와 상기 제2 발전기는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 발전기는 상기 제2 발전기보다 빨리 전력 생산을 시작할 수 있다.
또한, 제3 대응 지연 기준이 설정된 제1 부하와, 상기 제3 대응 지연 기준과 다른 제4 대응 지연 기준이 설정된 제2 부하를 포함하고, 상기 제1 부하와 상기 제2 부하는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 부하는 상기 제2 부하보다 빨리 전력 소비를 시작할 수 있다.
또한, 제5 대응 지연 기준이 설정된 제1 에너지 저장 장치와, 상기 제5 대응 지연 기준과 다른 제6 대응 지연 기준이 설정된 제2 에너지 저장 장치를 포함하고, 상기 제1 에너지 저장 장치와 상기 제2 에너지 저장 장치는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 에너지 저장 장치는 상기 제2 에너지 저장 장치보다 빨리 전력 공급을 시작할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박 내에 설치된 전력 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 그리드가 AC 그리드인 경우를 도시한 예시적 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 전력 그리드가 DC 그리드인 경우를 도시한 예시적 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 전력 시스템을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 신호 처리기를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 신호 처리기와 관련된 동작을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 9는 도 4에 도시된 전력 비용 생성기를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 전력 시스템을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박의 예시적 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박 내에 설치된 전력 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 전력 시스템은 발전기(100), 에너지 저장 장치(200), 부하(300), 전력 그리드(400), 네트워크(500) 등을 포함한다.
전력 그리드(400)는 다양한 형태일 수 있고, 예를 들어, 교류(AC) 그리드, 직류(DC) 그리드, 복합 그리드 일 수 있다. 전력 그리드(400)를 통해서, 발전기(100)에서 생성된 전력이 에너지 저장 장치(200)에 저장되거나, 부하(300)에 의해서 소모될 수 있다. 에너지 저장 장치(200)에 저장된 전력은 전력 그리드(400)를 통해서 부하(300)에 전달되어 소모될 수 있다.
뿐만 아니라, 발전기(100), 에너지 저장 장치(200), 부하(300)는 네트워크(500)를 통해서 서로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박에서, 네트워크(500)를 통해서 전력 비용(PC)이 발전기(100), 에너지 저장 장치(200) 및 부하(300) 중 적어도 하나에 전달이 될 수 있다. 발전기(100), 에너지 저장 장치(200) 및 부하(300) 각각은, 전력 비용을 수신 및 해석하여 동작할지 여부를 자체적으로 판단할 수 있다.
전력 비용(PC)은 실시간으로 변화되는 값일 수도 있고, 기설정된 시간마다 주기적으로 업데이트되는 값일 수도 있다. 또는, 기설정된 이벤트가 발생하였을 때, 생성되는 값일 수도 있다.
네트워크(500)는 전력 그리드(400)와 완전히 구별되는 구성일 수도 있고, 전력 그리드(400)와 통합된 형태일 수도 있다.
네트워크(500)는 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 와이브로(WiBro), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WiFi), 블루투스(blue-tooth), 지그비(Zig-Bee) 등과 같은 다양한 무선 네트워크 환경, 또는 TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol) 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 HTTP(HyperText Transfer Protocol), 텔넷(Telnet), FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등의 여러 서비스를 제공하는 유선 네트워크 환경일 수 있다.
부하(300)는 선박 내에서 전력을 사용하여 운용되는 기기/기구일 수 있다. 예를 들어, 관제 시스템, 가전 용품, 모터, 조명 등 일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
한편, 도시된 것과 달리, 발전기(100), 에너지 저장 장치(200), 부하(300)는 다수 개 일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 그리드가 AC 그리드인 경우를 도시한 예시적 도면이다.
도 2를 참조하면, 다수의 발전기(110, 120, 130) 각각은, 대응되는 다수의 스위치(116, 126, 136)를 통해서 AC 그리드(401)와 연결된다. 각각의 스위치(116, 126, 136)는 선택적으로 턴온되고, 대응되는 발전기(110, 120, 130)에서 생성된 교류 전력을 AC 그리드(401)에 전달한다.
발전기(110, 120, 130) 각각은 예를 들어, 200KW 이상의 대용량 전력을 생성할 수 있는 디젤 발전기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 발전기(110, 120, 130)는 자기 조절(self regulation)하여, 특정 전압 레벨 및 주파수를 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 전압 레벨 및 주파수는 각각 440V 및 60Hz 일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 에너지 저장 장치(210)는 컨버터(211)를 통해서 AC 그리드(401)와 연결된다. 컨버터(211)는 AC/DC 컨버터일 수 있다.
다수의 부하(310, 320, 330) 각각은, 대응되는 다수의 변압기(315, 325, 335)와 다수의 스위치(316, 326, 336)를 통해서 AC 그리드(401)와 연결된다. 또한, 도시된 것과 같이, 예를 들어, 부하(320, 330)와 변압기(325, 335) 사이에는, 컨버터(329, 339)가 배치될 수 있다. 컨버터(329, 339)는 AC/AC 컨버터일 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전력 그리드가 DC 그리드인 경우를 도시한 예시적 도면이다.
도 3을 참조하면, 다수의 발전기(110, 120) 각각은, 대응되는 컨버터(111, 112)를 통해서 DC 그리드(402)와 연결된다. 컨버터(111, 112)는 AC/DC 컨버터일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 에너지 저장 장치(210)는 컨버터(211a)를 통해서 DC 그리드(402)와 연결된다. 컨버터(211a)는 DC/DC 컨버터일 수 있다.
다수의 부하(310, 320, 330) 각각은, 대응되는 다수의 컨버터(311, 321, 331)를 통해서 DC 그리드(402)와 연결된다. 여기서, AC 부하인 다수의 부하(310, 320, 330)가 DC 그리드(402)에 연결되기 때문에, 다수의 컨버터(311, 321, 331)는 AC/DC 컨버터일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 전력 시스템을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력 비용 생성기(PCG)는 전력 비용(PC)을 산출/결정하여 네트워크(500)에 제공한다.
전술한 것과 같이, 적어도 하나의 발전기(G1, G2), 적어도 하나의 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2), 적어도 하나의 부하(LOAD1, LOAD2)는 네트워크(500)를 통해서 연결되어 있다. 따라서, 네트워크(500)를 통해서, 발전기(G1, G2), 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2), 부하(LOAD1, LOAD2)는 전력 비용(PC)을 수신한다.
특히, 발전기(G1, G2)는 전력 비용(PC)을 해석하여 전력 생산 여부를 자체적으로 결정할 수 있다. 이러한 해석 및 결정을 위해서, 발전기(G1, G2) 각각은 내부에 신호 처리기(PSG1, PSG2)를 포함할 수 있다. 발전기(G1, G2) 각각은 현재의 상태, 전력 생산 여부, 전력 생산 시점, 전력 생산 가능 용량 등을 나타내는 상태 신호(R1, R2)를 네트워크(500)로 제공할 수 있다.
에너지 저장 장치(ESS1, ESS2)는 전력 비용(PC)을 해석하여 전력 저장 여부를 자체적으로 결정할 수 있다. 이러한 해석 및 결정을 위해서, 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2) 각각은 내부에 신호 처리기(PSE1, PSE2)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2)는 현재의 상태, 저장된 전력량, 전력 저장 시점, 전력 소비 시점 등을 나타내는 상태 신호(R3, R4)를 네트워크(500)로 제공할 수 있다.
부하(LOAD1, LOAD2)는 전력 비용(PC)을 해석하여 전력 사용 여부를 자체적으로 결정할 수 있다. 이러한 해석 및 결정을 위해서, 부하(LOAD1, LOAD2) 각각은 내부에 신호 처리기(PSL1, PSL2)를 포함할 수 있다. 부하(LOAD1, LOAD2) 각각은 현재의 상태, 부하 소비량, 부하 소비 시점, 전력 소비 패턴 등을 나타내는 상태 신호(R5, R6)를 네트워크(500)로 제공할 수 있다.
전력 비용 생성기(PCG)는 상태 신호(R1~R6)를 포함한 전력 환경 정보(EEI)를 수집하여, 전력 비용(PC)을 산출한다. 예를 들어, 전력 비용 생성기(PCG)는 부하에 의한 전력 소비 패턴, 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 전력 비용을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 5는 도 4에 도시된 신호 처리기를 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 신호 처리기와 관련된 동작을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
우선 도 5를 참조하면, 신호 처리기(PSG1)는 수신부(191), 해석부(192), 대응시간 조절부(193), 운전명령 생성부(194), 상태 전송부(195) 등을 포함할 수 있다.
수신부(191)는 네트워크(500)를 통해서 전력 비용(PC)을 수신하여, 해석부(192)에 전달한다.
해석부(192)는 수신부(191)로부터 전달된 전력 비용(PC)을 해석하여, 해석 결과를 대응시간 조절부(193)에 전달한다.
대응시간 조절부(193)는 대응 지연 기준을 저장하고 있다. 또한, 대응시간 조절부(193)는 해석부(192)로부터 해석 결과를 제공받고, 대응 지연 기준에 따라 동작 시점을 조절할 수 있다.
운전명령 생성부(194)는 조절된 동작 시점에 따라 동작 명령(DR)을 생성한다.
동작 명령(DR)에 따라서, 발전기(G1)가 동작을 시작할 수 있다. 발전기(G1)는 피드백 신호(DRF)를 다시 신호 처리기(PSG1)(즉, 상태 전송부(195))에 전달할 수 있다.
상태 전송부(195)는 동작 명령(DR) 및 피드백 신호(DRF)를 제공받고, 발전기(G1)의 동작 상태를 설명하는 상태 신호(R1)를 출력할 수 있다.
도 5에서는 예시적으로 발전기(G1)에 설치된 신호 처리기(PSG1)를 도시하였으나, 발전기(G2)에 설치된 신호 처리기(PSG2), 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2)에 설치된 신호 처리기(PSE1, PSE2), 부하(LOAD1, LOAD2)에 설치된 신호 처리기(PSL1, PSL2)도 PSG1과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다.
여기서, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 신호 처리기와 관련된 동작을 구체적으로 설명한다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 예를 들어, 제1 발전기(G1)의 신호처리기(PSG1)에는 제1 대응 지연 기준이 설정되고, 제2 발전기(G2)의 신호처리기(PSG2)에는 제1 대응 지연 기준과 다른 제2 대응 지연 기준이 설정될 수 있다.
제1 발전기(G1)와 제2 발전기(G2)는 네트워크(500)를 통해서 동일한 전력 비용(PC)을 각각 제공받아 해석할 수 있다.
그런데, 제1 대응 지연 기준과 제2 대응 지연 기준이 다르기 때문에, 제1 발전기(G1)는 제2 발전기(G2)보다 다르게 전력 생산을 시작할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같이, 시간 t1에 제1 발전기(G1)와 제2 발전기(G2)가 전력 비용(PC)을 입력받고, 제1 발전기(G1)가 제2 발전기(G2)보다 빨리 전력 생산을 시작할 수 있다.
한편, 제2 발전기(G2)가 전력 생산을 시작하기 전에 전력 비용(PC)이 바뀌게 되면, 제2 발전기(G2)는 전력 생산을 시작하지 않을 수도 있다.
즉, 제1 발전기(G1)와 제2 발전기(G2)는 서로 다른 동작 특성을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 발전기(G1)와 제2 발전기(G2)는 용도가 다를 수 있다. 제1 발전기(G1)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 즉각적으로 빠르게 반응하도록 세팅되고, 제2 발전기(G2)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 천천히 반응하도록 세팅될 수 있다. 또는, 제1 발전기(G1)는 작지만 즉각적인 전력 생산이 가능하고, 제2 발전기(G2)는 비용이 많이 들지만 큰 파워를 생산할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 전력 비용(PC)의 변화에 따라 다수의 발전기(G1, G2)가 동시에 발전을 시작하여, 전력 비용(PC)의 값이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 예를 들어, 제1 부하(LOAD1)의 신호 처리기(PSL1)은 제3 대응 지연 기준이 설정되고, 제2 부하(LOAD2)의 신호 처리기(PSL2)은 제3 대응 지연 기준과 다른 제4 대응 지연 기준이 설정될 수 있다.
제1 부하(LOAD1)와 제2 부하(LOAD2)는 네트워크(500)를 통해서 동일한 전력 비용(PC)을 각각 제공받아 해석할 수 있다.
그런데, 제3 대응 지연 기준과 제4 대응 지연 기준이 다르기 때문에, 제1 부하(LOAD1)는 제2 부하(LOAD2)보다 다르게 전력 소비를 시작할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 시간 t2에 제1 부하(LOAD1)와 제2 부하(LOAD2)가 전력 비용(PC)을 입력받고, 제1 부하(LOAD1)가 제2 부하(LOAD2)보다 빨리 전력 소비를 시작할 수 있다.
한편, 제2 부하(LOAD2)가 전력 소비를 시작하기 전에 전력 비용(PC)이 바뀌게 되면, 제2 부하(LOAD2)는 전력 소비를 시작하지 않을 수도 있다.
또는, 제2 부하(LOAD2)가 예를 들어, 특정 위치에 설치된 모터인 경우, 전력 비용(PC)이 높을 때에는 전혀 동작하지 않고, 전력 비용(PC)이 특정 값 밑으로 떨어졌을 때만 천천히 반응하여 동작을 시작할 수 있다.
즉, 제1 부하(LOAD1)와 제2 부하(LOAD2)는 서로 다른 동작 특성을 가질 수 있다. 제1 부하(LOAD1)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 즉각적으로 빠르게 반응하도록 세팅되고, 제2 부하(LOAD2)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 천천히 반응하도록 세팅될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 전력 비용(PC)의 변화에 따라 다수의 부하(LOAD1, LOAD2)가 동시에 소비를 시작하여, 전력 비용(PC)의 값이 급격히 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 예를 들어, 제1 에너지 저장 장치(ESS1)의 신호 처리기(PSE1)는 제5 대응 지연 기준이 설정되고, 제2 에너지 저장 장치(ESS2)의 신호 처리기(PSE2)는 제5 대응 지연 기준과 다른 제6 대응 지연 기준이 설정될 수 있다.
제1 에너지 저장 장치(ESS1)와 제2 에너지 저장 장치(ESS2)는 네트워크(500)를 통해서 동일한 전력 비용(PC)을 각각 제공받아 해석할 수 있다.
그런데, 제5 대응 지연 기준과 제6 대응 지연 기준이 다르기 때문에, 제1 에너지 저장 장치(ESS1)는 제2 에너지 저장 장치(ESS2)보다 다르게 전력 공급 또는 전력 저장을 시작할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 것과 같이, 시간 t3에 제1 에너지 저장 장치(ESS1)와 제2 에너지 저장 장치(ESS2)가 전력 비용(PC)을 입력받고, 제1 에너지 저장 장치(ESS1)가 제2 에너지 저장 장치(ESS2)보다 빨리 전력 공급을 시작할 수 있다.
한편, 제2 에너지 저장 장치(ESS2)가 전력 공급을 시작하기 전에 전력 비용(PC)이 바뀌게 되면, 제2 에너지 저장 장치(ESS2)는 전력 공급을 시작하지 않을 수도 있다.
즉, 제1 에너지 저장 장치(ESS1)와 제2 에너지 저장 장치(ESS2)는 서로 다른 동작 특성을 가질 수 있다. 제1 에너지 저장 장치(ESS1)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 즉각적으로 빠르게 반응하도록 세팅되고, 제2 에너지 저장 장치(ESS2)는 전력 비용(PC)의 변화에 따라 천천히 반응하도록 세팅될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 전력 비용(PC)의 변화에 따라 다수의 에너지 저장 장치(ESS1, ESS2)가 동시에 공급을 시작하여, 전력 비용(PC)의 값이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 전력 비용 생성기를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 전력 비용 생성기(PCG)는 상태 신호(R1~R6)를 포함한 전력 환경 정보(EEI)를 수집하여, 전력 비용(PC)을 산출한다. 전력 비용 생성기(PCG)는 전력 환경 정보(EEI)를 수집함으로써, 전체 전력망의 상태(예를 들어, 전류, 주파수, 전압 등)를 감시할 수 있다. 특히, 전력 비용 생성기(PCG)는 예를 들어, 부하에 의한 전력 소비 패턴, 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 전력 비용을 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 전력 비용 생성기(PCG)는 수집부(491), 예측부(492), 결정부(493) 등을 포함할 수 있다.
수집부(491)는 상태 신호(R1~R6)를 포함한 전력 환경 정보(EEI)를 수집한다.
예측부(492)는 현재의 전력 환경 정보(EEI)를 기초로, 미래의 환경 변화를 예측한다. 즉, 전력 비용이 급격히 증가할지, 전력 비용이 급격히 감소할지, 전력 비용이 어느 정도 범위 내에서 움직일지 등을 예측할 수 있다.
결정부(493)는 수집부(491)로부터 전력 환경 정보(EEI)와, 예측부(492)로부터 예측 정보를 제공받아서 전력 비용(PC)을 결정한다.
도 10은 도 1에 도시된 전력 시스템을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 설명의 편의상, 도 4를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 10을 참조하면, 부하(LOAD1, LOAD2) 각각은, 대응되는 전용 에너지 저장 장치(ESS11, ESS12)를 포함할 수 있다. 즉, 전용 에너지 저장 장치(ESS11)은 부하(LOAD1)의 전용일 수 있고, 전용 에너지 저장 장치(ESS12)은 부하(LOAD2)의 전용일 수 있다.
예를 들어, 전력 비용(PC)이 낮은 경우, 부하(LOAD1)는 전용 에너지 저장 장치(ESS11)에 저장된 전력을 소모할 수 있다. 전력 비용(PC)이 낮지만 부하(LOAD1, LOAD2)가 동작할 필요가 없는 경우, 전용 에너지 저장 장치(ESS11)은 전력을 저장할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박의 예시적 도면들이다.
우선, 도 11를 참조하면, 전력 시스템은 컨테이너선(1000)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 선수에 위치한 스러스터(1006)와, 선체의 중앙 부근에 위치한 에너지 저장 장치(1004)와, 선미에 위치한 발전기(1002) 및 프로펠러(1008)에 전력 시스템의 구성들이 적용될 수 있다. 이와 달리, 갑판에 위치한 컨테이너 상에 에너지 저장 장치(1004) 등의 구성이 배치될 수도 있다.
도 12를 참조하면, 전력 시스템은 LNG선(2000)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 선수에 위치한 스러스터(2006)와, 선체의 중앙 부근에 위치한 에너지 저장 장치(2004)와, 선미에 위치한 발전기(2002) 및 프로펠러(2008)에 전력 시스템의 구성들이 적용될 수 있다. 또한, 발전기(2002)에서 생산된 전력과 에너지 저장 장치(2004)에서 방전된 전력들은 LNG 탱크의 온도를 조절하는 온도 조절기나, LNG 탱크에서 기화된 BOG를 재액화시키는 압축기 등의 부하에 공급될 수 있다.
따라서, 전력 시스템은 전술한 컨테이너선(1000)과 LNG선(2000) 등 전력을 생산하고, 생산된 전력을 부하에 공급하는 다양한 선박에 적용될 수 있다. 도 11 및 도 12는 전력 시스템이 다양한 선박에 적용될 수 있음을 예시적으로 나타낸 것으로서, 전력 시스템의 구체적인 구성의 배치는 다양하게 설계 변경될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, G1, G2: 발전기
200, ESS1, ESS2: 에너지 저장 장치
300, LOAD1, LOAD2: 부하
400: 전력 그리드
500: 네트워크
191: 수신부
192: 해석부
193: 대응시간 조절부
194: 운전명령 생성부
195: 상태 전송부
491: 수집부
492: 예측부
493: 결정부

Claims (8)

  1. 전력 그리드;
    전력 비용을 결정하는 전력 비용 생성기; 및
    상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 생산 여부를 자체적으로 결정하는 발전기;
    상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 저장 여부를 자체적으로 결정하는 에너지 저장 장치; 및
    상기 전력 그리드에 연결되고, 상기 전력 비용을 해석하여 전력 사용 여부를 자체적으로 결정하는 부하를 포함하되,
    상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하는 네트워크를 통하여 서로 연결되고,
    상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하 각각은 상기 네트워크상에 적어도 하나가 구비되는 선박.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 비용은 부하에 의한 전력 소비 패턴, 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 산출되는 선박.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 부하와 연결되어, 상기 부하 전용으로 사용되는 전용 에너지 저장 장치를 더 포함하는 선박.
  4. 발전기, 에너지 저장 장치 및 부하가 연결된 전력 그리드;
    전력 비용을 결정하는 전력 비용 생성기; 및
    상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하 각각에 설치되고, 상기 전력 비용을 해석하여 동작 여부를 결정하는 신호 처리기를 포함하되, 상기 신호 처리기는,
    상기 전력 비용을 해석하여, 해석 결과를 제공하는 해석부와,
    대응 지연 기준을 저장하고, 상기 해석 결과를 제공받고, 상기 대응 지연 기준에 따라 동작 시점을 조절하는 대응 시간 조절부와,
    상기 조절된 동작 시점에 따라 동작 명령을 생성하는 운전명령 생성부를 포함하고,
    상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하는 네트워크를 통하여 서로 연결되고,
    상기 발전기, 상기 에너지 저장 장치 및 상기 부하 각각은 상기 네트워크상에 적어도 하나가 구비되는 선박.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전력 비용은 상기 부하에 의한 전력 소비 패턴, 상기 발전기의 전력 생산 가능 용량 및 상기 에너지 저장 장치에 저장된 전력량 중 적어도 하나를 참조하여 산출되는 선박.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    제1 대응 지연 기준이 설정된 제1 발전기와,
    상기 제1 대응 지연 기준과 다른 제2 대응 지연 기준이 설정된 제2 발전기를 포함하고,
    상기 제1 발전기와 상기 제2 발전기는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 발전기는 상기 제2 발전기보다 빨리 전력 생산을 시작하는 선박.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    제3 대응 지연 기준이 설정된 제1 부하와,
    상기 제3 대응 지연 기준과 다른 제4 대응 지연 기준이 설정된 제2 부하를 포함하고,
    상기 제1 부하와 상기 제2 부하는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 부하는 상기 제2 부하보다 빨리 전력 소비를 시작하는 선박.
  8. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    제5 대응 지연 기준이 설정된 제1 에너지 저장 장치와,
    상기 제5 대응 지연 기준과 다른 제6 대응 지연 기준이 설정된 제2 에너지 저장 장치를 포함하고,
    상기 제1 에너지 저장 장치와 상기 제2 에너지 저장 장치는 상기 전력 비용을 각각 제공받아 해석하고, 상기 제1 에너지 저장 장치는 상기 제2 에너지 저장 장치보다 빨리 전력 공급을 시작하는 선박.
KR1020150057110A 2015-04-23 2015-04-23 전력 효율이 향상된 선박 KR101711453B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150057110A KR101711453B1 (ko) 2015-04-23 2015-04-23 전력 효율이 향상된 선박
EP16783386.2A EP3288143B1 (en) 2015-04-23 2016-04-20 Ship having improved power efficiency
DK16783386.2T DK3288143T3 (da) 2015-04-23 2016-04-20 Skib med forbedret strømeffektivitet
CN201680023438.9A CN107534295B (zh) 2015-04-23 2016-04-20 提高电力效率的船舶
PCT/KR2016/004083 WO2016171453A1 (ko) 2015-04-23 2016-04-20 전력 효율이 향상된 선박
US15/568,417 US10669003B2 (en) 2015-04-23 2016-04-20 Ship having improved power efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150057110A KR101711453B1 (ko) 2015-04-23 2015-04-23 전력 효율이 향상된 선박

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160126251A KR20160126251A (ko) 2016-11-02
KR101711453B1 true KR101711453B1 (ko) 2017-03-02

Family

ID=57143229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150057110A KR101711453B1 (ko) 2015-04-23 2015-04-23 전력 효율이 향상된 선박

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10669003B2 (ko)
EP (1) EP3288143B1 (ko)
KR (1) KR101711453B1 (ko)
CN (1) CN107534295B (ko)
DK (1) DK3288143T3 (ko)
WO (1) WO2016171453A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101711453B1 (ko) 2015-04-23 2017-03-02 삼성중공업 주식회사 전력 효율이 향상된 선박
DE102020211493A1 (de) * 2020-09-14 2022-03-17 Skf Marine Gmbh Energieversorgungssystem
RU2758465C1 (ru) * 2021-05-19 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO20044873D0 (no) * 2004-11-09 2004-11-09 Framo Eng As EL kraft/signal overforingssystem
NO327025B1 (no) 2005-12-07 2009-04-06 Marine Cybernetics As Fremgangsmate og system for forbedret DP/PMS testing av et marint reguleringssystem
JP4034816B1 (ja) 2007-05-11 2008-01-16 渦潮電機株式会社 船舶電力供給システム及び電力供給方法
US7980905B2 (en) 2007-11-25 2011-07-19 C-Mar Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing power to a marine vessel
CA2739612A1 (en) 2008-10-07 2010-04-15 Premium Power Corporation System and method for transporting energy
US9073766B2 (en) * 2009-08-25 2015-07-07 Fahs Stagemyer, Llc Methods for the treatment of ballast water
US20120038210A1 (en) 2010-08-11 2012-02-16 Seahorse Equipment Corp. Apparatus and method for electric floating storage and offloading
EP2625761A2 (en) * 2010-10-04 2013-08-14 Cooper Technologies Company Dynamic control of small-scale electrical loads for matching variations in electric utility supply
US8924035B2 (en) 2011-11-15 2014-12-30 Palo Alto Research Center Incorporated Using planning to control demand response and supply choices in a managed electrical system
KR101917077B1 (ko) * 2011-12-12 2019-01-25 삼성전자주식회사 전력 소비 제어 장치 및 방법
DK2654157T3 (da) * 2012-04-17 2022-09-12 Siemens Energy AS Fejlbeskyttelsessystem for et elektrisk system til et dynamisk positioneret fartøj
KR20130141766A (ko) * 2012-06-18 2013-12-27 주식회사 엘지화학 전력 운송선 및 이것의 운영 방법
KR20140080715A (ko) 2012-12-14 2014-07-01 주식회사정도엔지니어링 신재생저장에너지를 활용한 피크전력 절감 시스템 및 그 방법
KR101472582B1 (ko) 2013-08-06 2014-12-16 국민대학교산학협력단 마이크로그리드 기반의 지능형 전력수요관리 방법 및 그 시스템
JPWO2015129301A1 (ja) * 2014-02-26 2017-03-30 日本電気株式会社 マイクログリッドシステムおよびその制御方法
CN203967761U (zh) * 2014-04-24 2014-11-26 镇江市高等专科学校 船用光伏智能微网供电系统
KR101711453B1 (ko) 2015-04-23 2017-03-02 삼성중공업 주식회사 전력 효율이 향상된 선박
US10329004B2 (en) * 2016-09-09 2019-06-25 Richard L. Hartman Wakeboat ballast measurement assemblies and methods

Also Published As

Publication number Publication date
EP3288143A1 (en) 2018-02-28
EP3288143B1 (en) 2020-07-29
CN107534295A (zh) 2018-01-02
US10669003B2 (en) 2020-06-02
EP3288143A4 (en) 2019-01-02
WO2016171453A1 (ko) 2016-10-27
CN107534295B (zh) 2021-01-12
KR20160126251A (ko) 2016-11-02
DK3288143T3 (da) 2020-09-07
US20180141633A1 (en) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101645703B1 (ko) 배터리를 포함하는 선박
KR101711453B1 (ko) 전력 효율이 향상된 선박
US20190039707A1 (en) Power system of ship
EP3297122B1 (en) Ship and power management method thereof
JP4626878B2 (ja) 船内電力システム
KR102461193B1 (ko) 선박 및 그 전력 운용 방법
KR20130060801A (ko) 선박 추진용 배터리 관리 시스템 및 그 방법
JP2014057517A (ja) 配電システム
JP2006320082A (ja) 電源系統の制御装置、電力系統の制御装置、電源系統の制御方法および電力系統の制御方法
EP2763269A1 (en) Energy control system, energy control device, and energy control method
EP3012939A1 (en) Generator management system and method that selectively activate at least one of a plurality of generators in a power generation system
KR101711459B1 (ko) 선박 및 그 전력 운용 방법
JP6109380B2 (ja) 分散型電源システム
KR101924224B1 (ko) 선박
JP6462371B2 (ja) 電力供給システム
KR20160133707A (ko) 선박 및 그 전력 운용 방법
KR20160121124A (ko) 발전 제어 장치 및 방법
EP3011654A1 (en) Power system
KR20230086430A (ko) 전기추진선박용 발전원 제어 시스템
JP6188871B2 (ja) 分散型電源システム
KR20160136838A (ko) 선박
KR101681044B1 (ko) 선박
JP7417072B2 (ja) 需給制御システム
KR20110051157A (ko) 에너지 절감형 스마트 ｄｃ 공급 시스템
KR20170006630A (ko) 에너지 효율이 향상된 선박

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant