KR102039911B1 - ESS control system and method for vessel - Google Patents

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KR102039911B1 KR1020180060108A KR20180060108A KR102039911B1 KR 102039911 B1 KR102039911 B1 KR 102039911B1 KR 1020180060108 A KR1020180060108 A KR 1020180060108A KR 20180060108 A KR20180060108 A KR 20180060108A KR 102039911 B1 KR102039911 B1 KR 102039911B1
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정승우
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed are a system and a method for ship ESS control. According to one embodiment of the present invention, the system for ship ESS control, which controls charge and discharge of an energy storage system (ESS) installed on a ship, includes a power managing device calculating a required ESS load of the ESS so that the load hung on a power generator corresponds to the maximum efficient loading point even during a change of the ship load of the ship and allowing the amount of power corresponding to the required ESS load to be supplied to the ESS from the power generator.

Description

선박 ESS 제어 시스템 및 방법{ESS control system and method for vessel}ESS control system and method for vessel

본 발명은 선박 ESS 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ship ESS control system and method.

선박에 설치되는 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템)는 선내 발전기의 생산 전력으로 충전되고, 필요 시 방전을 하게 된다. The ESS (Energy Storage System) installed on the ship is charged with the production power of the onboard generator and discharged when necessary.

현재까지 제안되어 온 ESS의 충전/방전의 제어 로직에 따르면, 발전기의 생산 전력량이 선내 필요 전력량보다 많아서 잉여 전력이 생길 경우에 충전을 하고, 선내 필요 전력이 발전기의 전력 생산량보다 많을 경우에 방전을 한다. According to the control logic of charge / discharge of ESS, which has been proposed up to now, it is charged when surplus power is generated because the amount of power generated by the generator is larger than the amount of power required on board. do.

이러한 ESS 충전/방전 로직으로 선박 발전 설비의 효율적인 운영이 가능하지만, 연료 소모율 입장에서 발전기 자체의 부하(Load)에 따른 효율 특성은 고려되지 않은 측면이 있다. Although the ESS charging / discharging logic enables efficient operation of ship power generation facilities, efficiency characteristics according to the load of the generator itself are not considered in terms of fuel consumption rate.

한국공개특허 10-2016-0112628호 (2016.09.28 공개) - 선박, ESS 제어 시스템 및 방법Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2016-0112628 (Published Sept. 28, 2016)-Ship, ESS control system and method

본 발명은 선박 ESS를 충전하는 자체만으로도 발전기 운용 효율을 높일 수 있는 선박 ESS 제어 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a ship ESS control system and method that can increase the generator operating efficiency only by charging the ship ESS itself.

본 발명은 선박의 전반적인 운영에 있어서 전체 연료 소모를 줄일 수 있는 선박 ESS 제어 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a ship ESS control system and method that can reduce the overall fuel consumption in the overall operation of the ship.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be readily understood through the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치된 ESS(Energy Storage System)의 충방전을 제어하는 선박 ESS 제어 시스템으로서, 상기 선박의 선박 부하의 변동에도 발전기에 걸리는 부하가 최고 효율 부하점에 대응되도록 상기 ESS의 필요 ESS 부하를 계산하고, 상기 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 상기 발전기에서 상기 ESS로 공급되도록 하는 전력 관리 장치를 포함하는 선박 ESS 제어 시스템이 제공된다. According to an aspect of the present invention, a ship ESS control system for controlling the charging and discharging of the ESS (Energy Storage System) installed on the vessel, so that the load on the generator corresponding to the fluctuation of the vessel load of the vessel corresponds to the highest efficiency load point A ship ESS control system is provided that includes a power management device that calculates a required ESS load of an ESS and allows an amount of power corresponding to the required ESS load to be supplied from the generator to the ESS.

상기 전력 관리 장치는, 상기 선박에 구비된 선박 장비의 필요전력량으로부터 상기 선박 부하를 분석하고, 합산 필요 전력량이 최고 효율 부하점에서의 전력량에 대응되도록 상기 필요 ESS 부하를 계산하는 부하 분석부; 상기 발전기가 최고 효율 부하점에서 동작하도록 제어하는 발전기 제어부; 및 상기 ESS에 상기 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 충방전되도록 제어하는 ESS 제어부를 포함할 수 있다.The power management device may include a load analysis unit that analyzes the vessel load from the required power amount of the ship equipment provided in the vessel, and calculates the required ESS load so that the sum of the required power amounts corresponds to the power amount at the highest efficiency load point; A generator control unit for controlling the generator to operate at the highest efficiency load point; And an ESS controller configured to control the ESS to charge and discharge the amount of power corresponding to the required ESS load.

상기 ESS는, 복수의 에너지 저장부; 및 상기 복수의 에너지 저장부로 전력을 분할 공급하는 공급부를 더 포함할 수 있다.The ESS includes a plurality of energy storage units; And a supply unit that divides and supplies power to the plurality of energy storage units.

상기 선박 장비 중에서 기준치 이상의 전력 용량을 갖는 고용량 선박 장비가 운전 직전에 사전 경고 신호를 발생시키도록 하고, 상기 부하 분석부는 상기 사전 경고 신호를 수신하면 상기 선박 부하의 분석 시 상기 고용량 선박 장비가 운전되는 것으로 가정하여 대응하도록 할 수 있다.The high-capacity ship equipment having a power capacity above a reference value among the ship equipment generates a pre-warning signal immediately before operation, and when the load analyzer receives the pre-warning signal, the high-capacity ship equipment is operated when analyzing the ship load. It can be assumed that the response.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, ESS를 구비한 선박 운항 컨디션에 따른 선박 ESS 제어 방법으로서, 운항 중 선박에 대한 도착 시간을 설정하는 단계; 및 상기 도착 시간에 근접한 경우에는 ESS 완충 제어를 수행하고, 상기 도착 시간에 근접하지 않은 경우에는 ESS 효율 충전 제어를 수행하는 단계를 포함하는 선박 ESS 제어 방법이 제공된다. Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a ship ESS control method according to a ship operating condition having an ESS, the method comprising: setting an arrival time for a ship during operation; And performing ESS buffer control when approaching the arrival time, and performing ESS efficiency charging control when not near the arrival time.

정박 중 선박에 대한 출항 시간을 설정하는 단계; 및 상기 출항 시간에 근접한 경우에는 발전기를 자동 작동시켜 상기 ESS를 완충시키고, 상기 출항 시간에 근접하지 않은 경우에는 상기 ESS에서 선내 전력 공급이 이루어지게 하는 단계를 포함할 수 있다.Setting a departure time for the vessel during mooring; And close the ESS to automatically operate the generator when the ship is close to the departure time, and to supply power to the ship in the ESS when the ship is not near the departure time.

상기 ESS 효율 충전 제어 단계는, 상기 선박에 구비된 선박 장비의 필요전력량으로부터 상기 선박 부하를 분석하는 단계; 합산 필요 전력량이 최고 효율 부하점에서의 전력량에 대응되도록 상기 필요 ESS 부하를 계산하는 단계; 상기 발전기가 최고 효율 부하점에서 동작하도록 제어하는 단계; 및 상기 ESS에 상기 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 충방전되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The ESS efficiency charging control step may include analyzing the ship load from the required power amount of ship equipment provided in the ship; Calculating the required ESS load such that the total required power amount corresponds to the power amount at the highest efficiency load point; Controlling the generator to operate at the highest efficiency load point; And controlling the ESS to be charged and discharged in the amount of power corresponding to the required ESS load.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 선박 ESS를 충전하는 자체만으로도 발전기 운용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, there is an effect that can increase the generator operating efficiency by itself to charge the vessel ESS.

또한, 선박의 전반적인 운영에 있어서 전체 연료 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that can reduce the overall fuel consumption in the overall operation of the vessel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 ESS 제어 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도,
도 3은 발전기의 효율 곡선 그래프,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도. 1 is a configuration diagram of a ship ESS control system according to an embodiment of the present invention,
2 is a flow chart of a ship ESS control method according to an embodiment of the present invention,
3 is a graph of the efficiency curve of the generator,
4 is a flow chart of a ship ESS control method according to another embodiment of the present invention,
5 is a flow chart of a ship ESS control method according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 ESS 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도이며, 도 3은 발전기의 효율 곡선 그래프이다. 1 is a configuration diagram of a ship ESS control system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart of a ship ESS control method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a graph of the efficiency curve of the generator.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 ESS 제어 시스템(100)은 발전기(10)의 효율이 최고인 부하점(최고 효율 부하점)에서 운용될 수 있도록 ESS(20)를 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다. Ship ESS control system 100 according to an embodiment of the present invention is characterized in that the charging control of the ESS 20 to be operated at the load point (the highest efficiency load point) the efficiency of the generator 10 is the highest. .

일반적으로 선박에는 3~6대 정도의 발전기가 설치된다. 선박의 종류에 따라 발전기의 용량을 크게 다르며, 선박의 다양한 운항 컨디션(항해(Seagoing), 매뉴버링(Manoeuvring), 수화물 상하역(Cargo handling), 정박(Rest in port) 등)에 따라 선내에 필요한 전력이 많은 차이가 나므로, 발전기의 동작 대수도 달라진다. 따라서, 발전기의 운용 효율은 상황에 따라 좋게 나오기도 하고, 나쁘게 나오는 경우도 있다. Generally, three to six generators are installed on a ship. The capacity of the generator varies greatly depending on the type of ship, and is required for the ship depending on the various operating conditions of the ship (Seagoing, Manoeuvring, Cargo handling, Rest in port, etc.) Because of the large differences in power, the number of generators in operation also varies. Therefore, the operating efficiency of a generator may be good or bad depending on the situation.

발전기(10)는 전력을 생산하는 장치이다. 발전기(10)에서 생산된 전력은 1차적으로 선박 장비(30-1 내지 30-m, 이하 '30'으로 통칭되기도 함)로 전달되어 사용될 수 있다. 기존에는 발전기(10)에서 생산된 전력량이 선내 필요 전력량보다 많을 경우에 잉여 전력을 충전하는 단순한 로직이 적용되었다. The generator 10 is a device for producing electric power. The power produced by the generator 10 may be primarily delivered to and used by ship equipment (30-1 to 30-m, hereinafter also referred to as '30'). Conventionally, simple logic for charging surplus power has been applied when the amount of power produced by the generator 10 is greater than the required amount of power on board.

하지만, 발전기(10)는 종류에 따라 다소 차이가 있지만, 일반적으로 70~90% 부하 하에서 가장 효율적인 운용이 가능하다. 효율적인 운용이란 적은 연료를 사용하여 더 큰 출력(kW)을 낼 수 있음을 의미한다. However, the generator 10 is somewhat different depending on the type, in general, the most efficient operation is possible under 70-90% load. Efficient operation means higher power (kW) with less fuel.

따라서, 본 실시예에서는 ESS(20)를 충전하는 자체 만으로도 발전기 운용 효율을 높이는 기능을 하게 하고자 한다.Therefore, in the present embodiment, it is intended to have a function of increasing the generator operating efficiency by itself only to charge the ESS (20).

도 1을 참조하면, 선박 ESS 제어 시스템(100)은 전력 관리 장치(110)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the ship ESS control system 100 includes a power management device 110.

전력 관리 장치(110)는 발전기(10)의 동작을 제어하여 발전량을 조절하며, ESS(20)를 제어하여 충전 및 방전을 조절한다. The power management device 110 controls the operation of the generator 10 to adjust the amount of power generation, and the ESS 20 to control the charge and discharge.

전력 관리 장치(110)는 부하 분석부(111), 발전기 제어부(112), ESS 제어부(113)를 포함한다. The power management device 110 includes a load analysis unit 111, a generator control unit 112, and an ESS control unit 113.

부하 분석부(111)는 발전기(10)에서 생산된 전력을 사용하는 선박 장비(30)에 의한 선박 부하를 분석한다(단계 S200). 선박 부하의 분석은 당업자에게 자명한 바 상세한 설명은 생략한다. The load analysis unit 111 analyzes the ship load by the ship equipment 30 using the power produced by the generator 10 (step S200). Analysis of the vessel load will be apparent to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

또한, 부하 분석부(111)는 해당 발전기(10)에 대해 미리 설정된 부하점에 도달하기 위해 요구되는 필요 ESS 부하를 계산한다(단계 S205). 이 때 앞서 분석된 선박 부하에 따른 필요 전력량과 필요 ESS 부하에 따른 필요 전력량을 합산한 합산 필요 전력량이 최고 효율 부하점에서의 전력량에 대응되도록 필요 ESS 부하를 계산한다. In addition, the load analysis unit 111 calculates the required ESS load required to reach the load point preset for the generator 10 (step S205). At this time, the required ESS load is calculated so that the sum of the required power amount obtained by adding the required power amount according to the vessel load and the required ESS load according to the above-described analysis corresponds to the power amount at the highest efficiency load point.

발전기 제어부(112)는 발전기(10)가 최고 효율 부하점 상태에서 최고 효율을 내며 운용되도록 발전기(10)의 동작을 제어한다(단계 S210). The generator control unit 112 controls the operation of the generator 10 so that the generator 10 operates with the highest efficiency in the state of the highest efficiency load point (step S210).

ESS 제어부(113)는 ESS(20)가 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량을 발전기(10)로부터 공급받아 충방전하도록 제어한다(단계 S215). The ESS control unit 113 controls the ESS 20 to receive and charge / discharge the power amount corresponding to the required ESS load from the generator 10 (step S215).

따라서, 발전기(10)는 선박 부하가 변동할지라도 그 변동량이 필요 ESS 부하에 의해 보전되어, 최고 효율 부하점에서 운용될 수 있게 된다. Therefore, the generator 10 can be maintained at the highest efficiency load point even if the vessel load fluctuates by the required ESS load.

ESS(20)는 가변되는 필요 ESS 부하에 따른 적정 전력만을 충전할 수 있도록, 복수의 에너지 저장부(24-1 내지 24-n, 이하 '24'로 통칭하기도 함) 및 복수의 에너지 저장부(24)에 전력을 공급하는 공급부(22)를 포함한다. 에너지 저장부(24)가 복수 개로 분할되어 있어, 공급부(22)에서의 제어에 따라 분할 충전이 가능하게 된다. 에너지 저장부(24)가 소용량으로 다수 개 존재하여 조절 가능한 필요 ESS 부하의 최소 단위를 낮추어 줄 수 있어 미세 조정이 가능하게 된다. The ESS 20 may include a plurality of energy storage units 24-1 to 24-n (hereinafter, referred to as '24') and a plurality of energy storage units so as to charge only an appropriate power according to a variable required ESS load. And a supply section 22 for supplying power to 24. The energy storage unit 24 is divided into a plurality of parts, and divided charging is possible under the control of the supply unit 22. A plurality of energy storage units 24 are present in a small capacity, so that the minimum unit of the necessary ESS load that can be adjusted can be lowered, so that fine adjustment is possible.

본 실시예에서 예컨대 4,000kW 발전기가 80%의 부하(3,200kW)에서 가장 효율적인 운용이 가능하다고 가정한다. 그리고 선박 내 필요 전력량(선박 부하)이 3,000kW인 것으로 가정한다. 이 때 추가적인 200kW의 부하가 더 걸리면 발전기는 가장 효율적인 동작이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 전력 관리 장치(110)는 ESS(20)에 200kW만이 추가 충전되도록 제어할 수 있다. In this embodiment, for example, it is assumed that a 4,000 kW generator is capable of the most efficient operation at an 80% load (3,200 kW). In addition, it is assumed that the required amount of power (ship load) in the ship is 3,000 kW. At this point, an additional 200kW load will allow the generator to operate most efficiently. Therefore, the power management device 110 according to the present embodiment may control the ESS 20 to be additionally charged only 200kW.

이상에서는 필요 ESS 부하가 양(+)의 값을 가지는 경우를 중심으로 설명하였다. 필요 ESS 부하가 음(-)의 값을 가지는 경우 ESS 제어부(113)는 ESS(20)가 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량을 선박 장비(30)로 공급하여 방전되도록 제어할 수도 있을 것이다. The foregoing description focuses on the case where the required ESS load has a positive value. If the required ESS load has a negative value, the ESS control unit 113 may control the ESS 20 to supply the amount of power corresponding to the required ESS load to the ship equipment 30 to be discharged.

도 3을 참조하면, 발전기 엔진(Generator engine(G/E))의 효율 곡선(efficiency curve)이 예시되어 있다. Referring to FIG. 3, an efficiency curve of a generator engine (G / E) is illustrated.

그래프에서는 x축이 부하[%]를 나타내고, y축이 효율[%]을 나타내고 있다. 이 경우 효율이 부하 증가에 따라 증가하다가 일 지점을 지나면 부하 증가에 따라 감소하게 된다. 이 경우 해당 지점이 최고 효율 지점이 되며, 이 경우의 부하가 최고 효율 부하점이 된다. 그래프에서는 부하가 80%일 때 최고 효율인 96%에 도달하는 것으로 예시되어 있다. In the graph, the x-axis shows the load [%] and the y-axis shows the efficiency [%]. In this case, efficiency increases with increasing load and then decreases with increasing load after a point. In this case, the point is the highest efficiency point, and the load in this case is the highest efficiency load point. The graph exemplifies reaching 96%, the highest efficiency at 80% load.

본 실시예에서는 ESS의 충방전시 G/E이 가장 효율이 가장 좋은 Load 하에서 동작하도록 하고자 한다.In this embodiment, the G / E is operated under the most efficient load during charging and discharging of the ESS.

선박 장비 중에는 전력 용량이 큰 경우 선내 전체 발전 용량에 불안정을 초래하기도 한다. In ship equipment, a large power capacity may cause instability in the overall generation capacity on board.

따라서, 본 실시예에서는 안정적이고 효율적인 운전을 위해, 기준치 이상의 전력 용량을 갖는 선박 장비(고용량 선박 장비)에 대해서는 운전 직전에 사전 경고 신호(Pre-caution signal)를 발생시켜 전력 관리 장치(110), 특히 부하 분석부(111)에서 수신하게 할 수 있다. Therefore, in the present embodiment, for the stable and efficient operation, for the ship equipment (high capacity ship equipment) having a power capacity of more than the reference value by generating a pre-caution signal (Pre-caution signal) immediately before operation, the power management device 110, In particular, the load analysis unit 111 may be received.

부하 분석부(111)에서는 사전 경고 신호가 수신되면, 해당 선박 장비가 운전될 때 예상되는 선박 부하를 분석하여 대응함으로써, ESS(20)에서 지속적으로 효율적인 충방전이 이루어지도록 할 수 있다. When the preliminary warning signal is received in the load analysis unit 111, by analyzing and responding to the anticipated ship load when the corresponding ship equipment is operated, the ESS 20 may be continuously charged and discharged efficiently.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박 ESS 제어 방법의 순서도이다. 4 is a flow chart of a ship ESS control method according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a flow chart of a ship ESS control method according to another embodiment of the present invention.

본 실시예는 선박의 전반적인 운영에 있어서 전체 연료 소모를 줄이기 위한 선박 ESS 제어 방법에 관한 것이다. This embodiment relates to a vessel ESS control method for reducing the overall fuel consumption in the overall operation of the vessel.

일반적인 선박의 경우 다음과 같은 운영 사이클을 가진다. A typical ship has the following operating cycles.

- 순서 : Seagoing → Manoeuvring → Cargo loading/unloading/ Rest in port → Manoeuvring → Seagoing-Order: Seagoing → Manoeuvring → Cargo loading / unloading / Rest in port → Manoeuvring → Seagoing

- 운영시간 : Seagoing >> Cargo loading/unloading/ Rest in port >> Manoeuvring-Hours of Operation: Seagoing >> Cargo loading / unloading / Rest in port >> Manoeuvring

- 필요전력 : Manoeuvring >> Seagoing >> Cargo loading/unloading/ Rest in port-Required power: Manoeuvring >> Seagoing >> Cargo loading / unloading / Rest in port

이처럼 각 운항 컨디션별로 운영시간 및 필요로 하는 전력량에 큰 차이가 있다. 특히, 매뉴버링 시에는 쓰러스터 작동(thruster running)으로 인해 큰 전력이 소모된다. As such, there is a large difference in operating time and amount of power required for each operating condition. In particular, during manufacturing, large power is consumed due to thruster running.

선박이 운항 중인 경우, 선박 ESS 제어 시스템(100)에서는 선박 도착 시간을 설정한다(단계 S300). 선박 도착 시간은 출항지와 도착지 사이의 운항(Seagoing) 구간에 설정된 항해 경로(Route)를 기준으로 설정될 수 있다. When the ship is in operation, the ship ESS control system 100 sets the ship arrival time (step S300). The ship arrival time may be set based on a route set in a sailing section between a departure point and an arrival point.

일정 주기로 시간을 체크하여, 선박 도착 시간에 미리 정해진 오차 시간 이내로 근접하였는지를 판단한다(단계 S305). The time is checked at regular intervals to determine whether the ship arrives within a predetermined error time (step S305).

아직 선박 도착 시간에 근접하지 않은 경우에는 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이 발전기의 효율이 최고가 되도록 하는 ESS 효율 충전 제어가 수행되도록 한다(단계 S310). If it is not close to the ship arrival time yet, as described with reference to FIG. 2, ESS efficiency charging control is performed so that the efficiency of the generator is the highest (step S310).

매뉴버링 시 전력 소모가 가장 크기 때문에, 운항이 끝날 때까지(즉, 도착지 항구에 도착 전까지) ESS(20)는 100% 충전되어 있을 필요가 있다. Since power consumption is greatest during manufacturing, the ESS 20 needs to be 100% charged until the end of the flight (ie, until arrival at the destination port).

따라서, 현재 시점이 선박 도착 시간에 오차 시간 이내로 근접한 경우에는 ESS(20)가 완전 충전이 되도록 제어한다(단계 S315). 도착지에 도착하기 전에 자동으로 충전 모드로 자동 변경되도록 하여 매뉴버링 전에 100% 완충되도록 한다. Therefore, when the present time point is close to the ship arrival time within the error time, the ESS 20 is controlled to be fully charged (step S315). It automatically changes to charging mode before arriving at the destination so that it is fully charged before manufacturing.

선박은 ESS(20)가 100% 완충된 상태에서 매뉴버링을 수행할 수 있다(단계 S320). The vessel may perform maneuvering in a state where the ESS 20 is fully buffered (step S320).

도 5를 참조하면, 선박이 항구에 정박 중인 경우, 선박 ESS 제어 시스템(100)에서는 선박 출항 시간을 설정한다(단계 S400). Referring to Figure 5, when the ship is anchored in the port, the ship ESS control system 100 sets the ship departure time (step S400).

일정 주기로 시간을 체크하여, 선박 출항 시간에 미리 정해진 오차 시간 이내로 근접하였는지를 판단한다(단계 S405). The time is checked at regular intervals to determine whether the ship departs close to a predetermined error time (step S405).

선박은 수화물 상하역이 완료된 이후 항구에서 정박 중일 때 소모전력이 가장 적다. The ship consumes the least when it is anchored in the port after the cargo loading and unloading is completed.

따라서, 아직 선박 출항 시간에 근접하지 않고, ESS(20)가 완충된 경우 발전기(10)의 구동 없이 ESS(20)에서 선내로 필요한 전력을 공급하게 제어할 수 있다(단계 S410). Therefore, when the ESS 20 is not close to the ship departure time yet and the ESS 20 is fully buffered, it is possible to control the ESS 20 to supply the necessary electric power to the ship without the driving of the generator 10 (step S410).

현재 시점이 선박 출항 시간에 오차 시간 이내로 근접한 경우에는 발전기(10)를 작동시킨다(단계 S415). When the current time point is close to the ship departure time within the error time, the generator 10 is operated (step S415).

그리고 발전기(10)에서 생산된 전력을 ESS(20)로 공급하여 ESS(20)가 완전 충전이 되도록 제어한다(단계 S420). 이후 매뉴버링을 수행한다(단계 S425) Then, the electric power produced by the generator 10 is supplied to the ESS 20 to control the ESS 20 to be fully charged (step S420). After that, the manufacturing is performed (step S425).

전술한 선박 ESS 제어 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드(프로그램)로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. The above-described ship ESS control method can be embodied as computer readable codes (programs) on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording media having data stored thereon that can be decrypted by a computer system. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, or the like. The computer readable recording medium can also be distributed over computer systems connected over a computer network, stored and executed as readable code in a distributed fashion.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

100: 선박 ESS 제어 시스템 110: 전력 관리 장치
111: 부하 분석부 112: 발전기 제어부
113: ESS 제어부 10: 발전기
20: ESS 30: 선박 장비100: ship ESS control system 110: power management device
111: load analysis unit 112: generator control unit
113: ESS control unit 10: generator
20: ESS 30: Shipping Equipment

Claims (7)

선박에 설치된 ESS(Energy Storage System)의 충방전을 제어하는 선박 ESS 제어 시스템으로서,
상기 선박의 선박 부하의 변동에도 발전기에 걸리는 부하가 최고 효율 부하점에 대응되도록 상기 ESS의 필요 ESS 부하를 계산하고, 상기 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 상기 발전기에서 상기 ESS로 공급되도록 하는 전력 관리 장치를 포함하는 선박 ESS 제어 시스템. As a ship ESS control system that controls the charging and discharging of ESS (Energy Storage System) installed in the ship,
Calculate the required ESS load of the ESS so that the load placed on the generator corresponds to the highest efficiency load point even when the vessel load of the vessel changes, and manages the amount of power corresponding to the required ESS load to be supplied from the generator to the ESS. Vessel ESS control system comprising a device. 제1항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
상기 선박에 구비된 선박 장비의 필요전력량으로부터 상기 선박 부하를 분석하고, 합산 필요 전력량이 최고 효율 부하점에서의 전력량에 대응되도록 상기 필요 ESS 부하를 계산하는 부하 분석부;
상기 발전기가 최고 효율 부하점에서 동작하도록 제어하는 발전기 제어부; 및
상기 ESS에 상기 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 충방전되도록 제어하는 ESS 제어부를 포함하는 선박 ESS 제어 시스템. The method of claim 1,
The power management device,
A load analysis unit that analyzes the vessel load from the required power amount of the ship equipment provided in the vessel, and calculates the required ESS load so that the sum of the required power amounts corresponds to the power amount at the highest efficiency load point;
A generator control unit for controlling the generator to operate at the highest efficiency load point; And
And an ESS control unit for controlling the ESS to charge and discharge the amount of power corresponding to the required ESS load. 제2항에 있어서,
상기 ESS는, 복수의 에너지 저장부; 및 상기 복수의 에너지 저장부로 전력을 분할 공급하는 공급부를 더 포함하는 선박 ESS 제어 시스템. The method of claim 2,
The ESS includes a plurality of energy storage units; And a supply unit that divides and supplies power to the plurality of energy storage units. 제2항에 있어서,
상기 선박 장비 중에서 기준치 이상의 전력 용량을 갖는 고용량 선박 장비가 운전 직전에 사전 경고 신호를 발생시키도록 하고,
상기 부하 분석부는 상기 사전 경고 신호를 수신하면 상기 선박 부하의 분석 시 상기 고용량 선박 장비가 운전되는 것으로 가정하여 대응하도록 하는 선박 ESS 제어 시스템.The method of claim 2,
The high-capacity ship equipment having a power capacity above the reference value among the ship equipment to generate a warning signal immediately before operation,
When the load analysis unit receives the pre-warning signal, the vessel ESS control system for assuming that the high-capacity vessel equipment is operating when analyzing the vessel load. ESS를 구비한 선박 운항 컨디션에 따른 선박 ESS 제어 방법으로서,
운항 중 선박에 대한 도착 시간을 설정하는 단계; 및
상기 도착 시간에 근접한 경우에는 ESS 완충 제어를 수행하고, 상기 도착 시간에 근접하지 않은 경우에는 ESS 효율 충전 제어를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 ESS 효율 충전 제어 단계는,
상기 선박에 구비된 선박 장비의 필요전력량으로부터 선박 부하를 분석하는 단계;
합산 필요 전력량이 최고 효율 부하점에서의 전력량에 대응되도록 필요 ESS 부하를 계산하는 단계;
발전기가 최고 효율 부하점에서 동작하도록 제어하는 단계; 및
상기 ESS에 필요 ESS 부하에 상응하는 전력량이 충방전되도록 제어하는 단계를 포함하는 선박 ESS 제어 방법. As a ship ESS control method according to the ship operating conditions with ESS,
Setting an arrival time for the vessel during operation; And
Performing ESS buffer control when approaching the arrival time, and performing ESS efficiency charging control when not near the arrival time,
The ESS efficiency charge control step,
Analyzing a ship load from a required power amount of ship equipment provided in the ship;
Calculating a required ESS load such that the total required power amount corresponds to the power amount at the highest efficiency load point;
Controlling the generator to operate at the highest efficiency load point; And
And controlling the amount of power corresponding to the required ESS load to the ESS. 제5항에 있어서,
정박 중 선박에 대한 출항 시간을 설정하는 단계; 및
상기 출항 시간에 근접한 경우에는 발전기를 자동 작동시켜 상기 ESS를 완충시키고, 상기 출항 시간에 근접하지 않은 경우에는 상기 ESS에서 선내 전력 공급이 이루어지게 하는 단계를 포함하는 선박 ESS 제어 방법.The method of claim 5,
Setting a departure time for the vessel during mooring; And
And close the ESS to automatically operate the generator when the ship is close to the departure time, and to supply power to the ship from the ESS when the ship is not near the departure time. 삭제delete
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