KR102106022B1

KR102106022B1 - 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템

Info

Publication number: KR102106022B1
Application number: KR1020180170675A
Authority: KR
Inventors: 오진석
Original assignee: 한국해양대학교 산학협력단
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-04-29

Abstract

본 발명은 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 관한 것으로서, 전기추진선박 내에서 발전기에 형성되어 전기 발전량을 제어 및 모니터링 하는 전력관리단과; 상기 전기추진선박의 추진부하단에 형성되어 추진동력에 소비되는 추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 추진부하 관리단과; 상기 전기추진선박에서 비추진 부하단에 형성되어 추진동력 이외에 소비되는 비추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 비추진부하 관리단과; 상기 전력관리단과 추진부하 관리단, 비추진부하 관리단과 연결되어 선박 내 전기 발전량과 소비량 정보를 모니터링하며, 상기 추진부하단의 전력 소비가 미리 설정된 '정상상태'로 유지되도록, 상기 비추진부하에 전달되는 전력량을 가변 제어시키는 제어신호를 상기 추진부하 관리단과 비추진부하 관리단에 전달시키는 제어부로; 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 전기추진선박에 있어서 선박의 추진부하에 가장 우선적으로 전기 에너지가 배분되게 하여, 선박의 운행 안정성을 보장하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템이 제공되는 이점이 있다.

Description

전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템{Smart grid power control system for electric propulsion ship}

본 발명은 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 추진 부하 및 기타 전력 부하의 변동 모니터링에 따른 개별적인 발전원의 효율적인 제어를 통해, 전기추진선박의 운행 안정성을 보장하고 배터리와 재생에너지를 연계하여 전력망의 안전성 및 에너지 효율을 개선할 수 있는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 에너지 관리시스템은 전력이 많이 필요한 경우에 있어서, 발전기를 병렬 운전하여 전력을 생산하게 되며, 정비 또는 비상용 발전기를 설치한 형태로 이루어져, 발전기가 항시 동작해야 하므로 선내 사용부하가 적을 때는 비효율적이라는 문제가 있었다.

한편, 최근에는 선박 내 발전기에서 전기 에너지를 생산하여 이를 추진 동력으로 사용하는 전기추진선박이 개발되고 있는데, 상기 전기추진선박은 엔진의 회전축에 프로펠러가 직접 연결되어 구동되는 기존의 추진 방식과 달리 엔진이 발전기를 구동시키고, 그 전기 에너지로 추진 전동기를 회전시켜 프로펠러를 구동시키는 선박으로서, 이러한 추진 방식은 기존 시스템에 비해 기계적 배치가 유연하여 효율적인 선박의 구조 설계가 가능하고, 진동 및 소음이 적으므로, 연료 소모량과 배출가스가 저감되어 친환경적인 시스템으로 평가 받고 있다.

이와 같은 전기추진선박에 대한 기본 개념은 대한민국 공개특허공보 10-2008-7018590, "선박의 에너지 시스템을 작동하기 위한 방법 및 이에 적합한 에너지 시스템" 에 구체적으로 개시되어 있다.

이러한 전기추진선박에 관한 기본 기술이 개발되면서, 선박 내 부하에 대하여 전력 배분을 효율적으로 실행시키는 것이 선박 운행 안정성과 직결되는 문제점이 나타나게 되었다.

즉, 종래기술방식에 의하면, 선박에 필요한 여러 부하를 어떤 방식으로 최적 통합관리하여 실제적이고 능동적인 에너지 절감 메카니즘을 가질 수 있는지에 대한 연구 필요성이 크게 대두되었다.

대한민국 등록번호 10-1278179 "선박 및 해양 플랜트용 에너지 관리 시스템 및 방법"은 이와 같은 문제점을 인식하고 개발된 것으로서, 부하와 선박 등의 항해 여부에 따라 효율적으로 에너지의 생산과 공급이 가능한 선박 및 해양 플랜트용 에너지 관리 시스템 및 방법을 제공한다.

상기 대한민국 등록번호 10-1278179는 본 출원인의 발명으로서, 기본적으로 선박 내 부하에 대하여 필요한 발전량을 정하고, 환경에 따라 발전량이 가변되는 경우, 발전량을 제어하고, 부하를 제어하여 선박 내 부하에 에너지를 효율적으로 생산 공급하는 시스템을 제공하고 있다.

그러나, 상기 대한민국 등록번호 10-1278179은 전기추진선박에 있어서는 가장 우선적인 부하가 선박의 추진부하임에도 불구하고, 선박 내 생산된 전기 에너지를 선박 내 부하에 배분시키면서 발전량을 증감 제어시키는 것으로는 선박의 추진부하에 전기 에너지가 부족 공급되어 선박의 운행 안정을 저하시키는 문제점이 있었다.

[특허문헌 0001] 대한민국 공개특허공보 10-2008-7018590, "선박의 에너지 시스템을 작동하기 위한 방법 및 이에 적합한 에너지 시스템" [특허문헌 0002] 대한민국 등록번호 10-1278179 "선박 및 해양 플랜트용 에너지 관리 시스템 및 방법"

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기추진선박에 있어서 추진부하 및 기타 전력부하의 변동 모니터링에 따른 개별적인 발전원의 효율적인 제어를 통해 선박의 추진부하에 가장 우선적으로 전기 에너지가 배분되게 하여, 선박의 운행 안정성을 보장하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 있어서, 전기추진선박 내에서 발전기에 형성되어 전기 발전량을 제어 및 모니터링 하는 전력관리단과; 상기 전기추진선박의 추진부하단에 형성되어 추진동력에 소비되는 추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 추진부하 관리단과; 상기 전기추진선박에서 비추진 부하단에 형성되어 추진동력 이외에 소비되는 비추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 비추진부하 관리단과; 상기 전력관리단과 추진부하 관리단, 비추진부하 관리단과 연결되어 선박 내 전기 발전량과 소비량 정보를 모니터링하며, 상기 추진부하단의 전력 소비가 미리 설정된 '정상상태'로 유지되도록, 상기 비추진부하에 전달되는 전력량을 가변 제어시키는 제어신호를 상기 추진부하 관리단과 비추진부하 관리단에 전달시키는 제어부로; 구성되는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 전기추진선박에는 전기추진선박 내 배터리에 형성되어 배터리 충, 방전을 제어 및 모니터링 하는 배터리 관리단이; 더 포함되어 구성되어 상기 제어부가 선박 내 잉여 전력을 상기 배터리에 충전시키고, 선박 발전량이 상기 추진부하단의 소비 전력으로 부족하면 상기 배터리를 연결시켜 충당시키는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템으로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 비추진 부하단을 구성하는 각 단말 부하에 우선 순위를 형성시키고, 상기 우선순위에 따라 각 단말 부하를 off시켜 상기 추진부하에 소비 전력을 충당시키는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템으로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여 전기추진선박에 있어서 선박의 추진부하에 가장 우선적으로 전기 에너지가 배분되게 하여, 선박의 운행 안정성을 보장하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템이 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 시스템 블럭도
도 2는 전기추진선박에서의 일반적인 결선 블럭도
도 3은 본 발명의 시스템 블럭도의 작동 예시도.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 관한 것으로서, 크게 전기추진선박(미도시), 발전기(200), 전력관리단(20); 추진부하단(400), 추진부하 관리단(40); 각 단말 부하(310)로 형성되는 비추진 부하단(300), 비추진부하 관리단(30)과; 배터리 관리단(21)과; 제어부(10)로; 구성된다.

상기 전기추진선박(미도시)은 엔진의 회전축에 프로펠러가 직접 연결되어 구동되는 기존의 추진 방식과 달리 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(50)이 발전기(200)를 구동시키고, 그 전기 에너지로 추진 모터(420)를 회전시켜 프로펠러(430)를 구동시키는 선박이다.

이러한 추진 방식은 기존 시스템에 비해 기계적 배치가 유연하여 효율적인 선박의 구조 설계가 가능하고, 진동 및 소음이 적으므로, 연료 소모량과 배출가스가 저감되어 친환경적인 시스템으로 평가 받고 있다.

전기추진선박(미도시)은 주로 좁은 공간에서의 선회 및 가, 감속이 필요한 쇄빙선이나 군함, 위치 제어가 필요한 시추선, 정숙성이 요구되는 호화여객선에 일부 적용되어 운항되고 있으나, 점차 LNG선이나 대형 컨테이너선과 같은 일반 상선에도 적용될 전망이다.

상기 전기추진선박(미도시) 내에서 발전기(200)는 상기한 바와 같이 선박 엔진(50)과 연결되어 전기를 생산하는 전통적인 발전기(200)로서 하이브리드 체계로 배터리, 태양광, 연료전지 등이 연동된다.

선박에 적용되는 발전원은 발전기, 에너지 저장장치, 신재생에너지로 분류되는데, 본 발명의 전력관리단(20)은 에너지를 생산하는 발전기, 신재생에너지로 구분하고, 상기 에너지 저장장치는 배터리 관리단(21)으로 구분하여 설명한다.

상기 발전기(200)는 원동기에 따라 분류되는데, 일반적으로 디젤발전기를 많이 사용하며, LNG 발전기, 가스터빈발전기, 축발전기 등이 사용된다.

상기 에너지 저장장치는 배터리(210)와 같은 에너지 충, 방전이 가능한 발전원을 의미하며, 배터리, 슈퍼 커패시터 등이 적용된다.

신재생에너지는 일반적으로 태양광 발전을 많이 사용되며 연료전지, 풍력발전 등이 선박에서 사용되고 있다.

도 1에서 본 발명의 전력관리단(20)은 이와 같이 선박에 적용되는 발전원들의 전기 발전량을 제어 및 모니터링 단말 제어시스템으로서, 선박에 적용되는 발전원이 선박에 필요한 소비전력을 필요 충분한 양만큼 발전시키도록 제어한다.

본 발명의 추진부하 관리단(40)은 상기 전기추진선박(미도시)의 추진부하단(400)에 형성되어 추진동력에 소비되는 추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 단말 제어시스템이다.

상기 추진부하단(400)은 선박 내 전기 추진에 사용되는 장치로서, 상기 발전기(200)에 연결되어 구동되는 추진 모터(420)와 인버터(410)로 형성된다.

선박내 전기추진 방식은 Fixed pitch propeller 방식과 Azimuth thrusters를 적용하는 방식이 주로 사용되는데, 최근에는 추진 모터(420)와 프로펠러(430)가 일체화된 pod형태로 개발되는 추세이며, 이러한 구조는 선형의 구조 설계를 유연하게 해주어 선체의 저항을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 선적량을 중가시킬 수 있으며, 회전축에서 발생하는 저주파 진동을 근원적으로 제거할 수 있다.

상기 추진부하단(400)을 형성시키는 추진 모터(420)는 전기 에너지를 기계적 추진력으로 변환하는 역활을 하는데, 초기에는 직류 전동기를 주로 사용하였으나, 회전자의 구조가 복잡하고 유지 보수가 어려워 최근에는 거의 사용되지 않고 있다.

반면, 전력 반도체 기술이 발달함에 따라 교류전동기의 제어가 상용화되면서 전기 추진 장치에서는 주로 유도기, 동기기, 영구자석 동기기가 사용되고 있다.

본 발명의 비추진부하 관리단(30)은 상기 전기추진선박(미도시)에서 비추진 부하단(300)에 형성되어 추진동력 이외에 소비되는 비추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 단말 제어시스템이다.

상기 비추진 부하단(300)은 선박 내 추진 동력 이외의 부하로서, 주로 선박에서 작동 목적이 유사한 부하를 통합한 부하시스템들과 경부하들로 구분할 수 있다.

본 발명에서는 이와 같이 선박의 전체 전력 소비에서 큰 비중을 차지하는 부하 시스템들을 상기 비추진 부하단(300)을 구성하는 각 단말 부하(310)로 정의할 수 있다.

비추진 부하 관리단은 이러한 부하 시스템들의 설치 목적을 만족시키는 범위 내에서 에너지 효율을 향상시키는 에너지 관리 시스템 기능을 수행한다.

상기 각 단말 부하(310)에 해당되는 설비에 관한 구체적인 예시로서는 냉각기, 공조기 등이 있는데, 도 1의 본 발명의 일실시예에서와 같이 상기 부하 시스템으로 구성되는 각 단말 부하(310)를 냉각제어시스템(311), 기관실팬제어시스템(312), HAVC 제어시스템(313)으로 구분할 수 있다.

상기 비추진 부하 관리단은 상기한 바와 같이 작동 목적이 유사한 부하를 통합한 것으로서, 예들 들어 냉각 시스템 부하들을 제어하여, 주기관 냉각에 적합하게 제어하고, 더불어 에너지를 절감한다.

또한, 기관실 팬 시스템에서는 기관실 내의 온도 및 압력 값에 따라 팬의 운전 대수와 속도를 제어하여 에너지를 절감한다.

상기 HVAC(heating, ventilation, & air conditioning)는 공기조화기술(空氣調和技術) 또는 난방, 환기, 냉방 즉 이들을 통합하여 실내 환경의 안락을 위해 쓰이는 기술이며, 추진 부하 관리단을 통해 선박의 특성을 고려한 변풍량 방식을 적용하여 풍속과 기온에 따라 VAV의 개도를 제어하여 에너지를 관리한다.

이와 같은 비추진 부하 관리단은 본 발명에서 전기추진시스템에서 추진에 필요한 충분한 전력을 유지할 수 있도록 선내 전력 공급의 유연성을 확보하면서 에너지 관리 측면에서 최적으로 운용된다.

본 발명의 제어부(10)는 상기 전력관리단(20), 추진부하 관리단(40), 비추진부하 관리단(30)에 연결되어 선박 내 전기 발전량과 소비량 정보를 모니터링하며, 상기 추진부하단(400)의 전력 소비가 미리 설정된 '정상상태'로 유지되도록, 상기 비추진부하단(400)에 전달되는 전력량을 가변 제어시키는 제어신호를 상기 추진부하 관리단(40)과 비추진부하 관리단(30)에 전달시킨다.

상기 비추진 부하단은 스마트 미터에서 측정한 데이터를 원격 검침기를 통해 측정하여 전력 사용량을 자동으로 분석한다. 분석된 데이터는 이더넷 또는 선내 무선 통신망을 통해 제어기로 데이터를 전송한다.

상기 제어부(10)는 본 발명의 통합제어 시스템으로서, 상기 추진부하단(400) 우선의 전력 공급이 되도록 하여, 전기추진선박(미도시)에 안정적인 에너지 관리가 될 수 있게 한다.

즉, 본 발명에서는 선박 내에서 생산된 전력이 상기 추진부하단(400)에서 필요로 하는 전력량을 우선적으로 공급하게 제어한다.

이에 따라, 본 발명의 상기 제어부(10)에 의하여 상기 추진부하단(400)에 필요로 하는 전력량은 '정상상태'가 유지되도록 한다.

본 발명에서 상기 '정상상태'는 물리적 상태가 시간의 흐름에 따라 변하지 않고 그대로인 상태를 의미하며, 유체의 경우 시간의 변화에 따라 유체 내 각점의 속도가 변하지 않는 것을 의미하고, 열전도의 경우 열의 진행이 없는 것을 의미한다.

물리학에서 이와 같은 의미로 시간의 변화가 없는 상태에서, 어떠한 계와 계를 제외한 주위로부터의 물질이나 에너지의 유입률과 유출률이 균형을 이루어 차이가 없는 것을 말하기도 한다.

따라서, 본 발명에서의 상기 '정상상태'는 추진부하단(400)에 공급되는 전력량이 미리 정해진 설정량에서 시간의 흐름에 따라 변하지 않도록 제어된 상태를 의미한다.

본 발명의 제어부(10)는 상기 추진부하단(400)에 공급되는 전력량이 정상상태가 유지되도록 하기 위하여 상기 비추진 부하단(300)으로 전달되는 전력을 유동적으로 제어시킨다.

즉, 상기 발전기(200)의 발전량이 선박의 운행 상태와 날씨, 기후, 외부 환경에 따라 달라지는 경우, 상기 추진부하단(400)에서 사용되는 전력량를 감시하면서 상기 추진부하단(400)에서 사용되는 전력량이 정상상태에 부족해지면 상기 비추진 부하단(300)에서 사용되는 전력을 순차 차단시키고 이를 상기 추진부하단(400)으로 전환시켜 즉각 정상상태가 유지되게 한다.

본 발명의 제어부(10)는 또한, 상기 추진부하 관리단(40)에서 모니터링 되는 추진부하단(400)의 필요소비 전력이 상기 추진부하단(400)의 정상상태 값을 초과하는 경우, 상기 정상상태 값을 상기 추진부하단의 전기 에너지 요구량으로 상향시키도록 자동제어한다.

이는 선박의 추진 부하량이 기온이나 날씨에 영향을 받으므로, 운항 환경에 따라 상기 추진부하단(400)의 정상상태값이 달라지기 때문이다.

따라서, 상기 제어부(10)는 운항 환경을 고려하여, 상기 추진부하단(400)의 소비 전력을 모니터링하면서, 상기 추진부하단(400)에 최적 전력량이 항상 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(10)는 선박이 높은 속도로 항해하고 있는 상황에서 발전기가 정지하는 등의 비상시에 비추진 부하단에서 사용되는 전력을 차단시키는 대신 추진력 저감 기능을 활용할 수 있음은 물론이다.

추진력 저감은 해상 상황에 따라 안전과 직결된 민감한 사항이므로, 계통안정성과 추진력을 동시에 유지시키도록 제어한다.

또한 추진부하 관리단(40)은 샤프트에서 작용되는 토크를 검출하고 임계점을 넘어설 경우 임계점 아래로 내리도록 부하를 조절하는 기능을 포함한다.

전력 관리단은 발전체계를 고려하여 발전원의 종류에 따라 효율적인 발전체계로 제어하여 전력효율성을 높이며, 전력 품질 유지 등의 전반적인 기능을 수행한다. 전력 품질이 떨어질 경우 소비자 전력 시스템 또는 추진 시스템의 전력 수급 장애가 될 수 있다.

따라서 스마트 미터에서 측정한 전압, 전류, 접지저항, 역률, 주파수, 전고조파 왜곡 등의 품질을 분석하여 보호 장치가 동작할 수 있도록 제어한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전기추진선박(미도시)내 추진 동력이 안정화되므로 선박의 기본 운항이 안정적으로 실행되는 효과가 있다.

본 발명에서 상기 제어부(10)는 상기 비추진 부하단(300)을 구성하는 각 단말 부하(310)에 우선 순위를 형성시키고, 선박운용특성 및 부하특성에 따라 전력 효율성을 향상 시킬 수 있도록 제어 관리한다.

또한, 상기 우선순위에 따라 각 단말 부하 또는 경부하를 off시켜 상기 추진부하에 소비 전력을 충당시키게 한다.

도 1과 같이 부하 시스템으로 구성되는 각 단말 부하(310)를 냉각제어시스템(311), 기관실팬제어시스템(312), HAVC 제어시스템(313)으로 구분하는 경우, 상기 제어부(10)는 이에 대한 우선순위를 정하여 제어신호를 출력시킴으로써, 일차적으로 전력 효율성을 향상시키는 제어를 수행하고, 이차적으로 상기 추진부하단(400)의 정상상태가 깨어지는 비상 상태에서 선박내 부하의 전력소비를 순차 선택적으로 제어시킬 수 있으므로, 선박 내 전력생산 불균형이 발생될 시 추진부하단(400)으로는 최대한 안정적인 선박 내 전력 분배가 가능해 지며, 선박 운행에 필요한 비추진 부하는 우선순위에 따라 순차 차단되므로 선박 전체 운항 안전 상태를 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 이를 위하여 상기 비추진부하 관리단(30)에 각 단말 부하의 우선순위를 정하는 우선순위 설정단(31)을 형성시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 우선순위 설정단(31)을 형성시키면, 선박의 운행 여건에 따라 각 단말 부하의 우선순위를 언제든지 바꿀 수 있다.

또한, 선박의 운항시간, 경위도, 기후에 따라 자동으로 우선순위가 선택되도록 설정할 수도 있다.

한편, 본 발명의 상기 전기추진선박(미도시)에는 전기추진선박 내 배터리(210)에 형성되어 배터리(210)의 충, 방전을 제어 및 모니터링 하는 배터리 관리단(21)이 더 포함되어 구성된다.

이에 의하면, 상기 제어부(10)가 선박 내 잉여 전력을 상기 배터리(210)에 충전시키고, 선박 발전량이 상기 추진부하단(400)의 소비 전력으로 부족하면 상기 배터리(210)를 연결시켜 충당시키게 된다.

선박에서는 예기치 못한 사고에 의해 발전기(200)가 멈추는 SHUT DOWN이 발생할 수 있다.

이때를 대비하여 상기 전력 관리단(20)에서는 발전기(200)의 전력과 무관하게 배터리(210)의 전력을 추진 부하단(400)으로 공급하는 시스템을 갖춘다.

상기 제어부(10)에서는 배터리(210)와 발전기(200)의 동시 사용으로 발생할 수 있는 추진모터 구동 주파수의 비동기 상황을 방지하기 위한 무순단 동기절체가 가능한 개폐기를 사용하여 입력 전력 간 변환이 원활히 이뤄 질수 있도록 하여 에너지 효율을 증대할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 추진부하단(400)은 상기 비추진부하단(300)과 배터리(210)에 의해 소비전력이 충당되어 보다 안정적으로 정상상태를 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 전기추진선박(미도시)의 운항 중 발전기(200)의 발전량이 가변되거나, 추진부하단(400)의 소비 전력이 상승되는 경우, 비추진 부하단(300)을 우선 순위에 따라 순차 OFF 시키거나, 선박 내 배터리(210)를 연결시켜 추진부하단(400)에 소비 전력이 안정적으로 공급되게 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템이 제공된다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 제어부
20 : 전력관리단
21 : 배터리 관리단
30 : 비추진부하 관리단
40 : 추진부하 관리단
50 : 엔진
200 : 발전기
210 : 배터리
300 : 비추진 부하단
310 : 각 단말 부하
311 : 냉각제어시스템
312 : 기관실팬제어시스템
313 : HAVC 제어시스템
400 : 추진부하단
410 : 인버터
420 : 추진 모터
430 : 프로펠러

Claims

전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템에 있어서,
전기추진선박 내에서 발전기에 형성되어 전기 발전량을 제어 및 모니터링 하는 전력관리단과;
상기 전기추진선박의 추진부하단에 형성되어 추진동력에 소비되는 추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 추진부하 관리단과;
상기 전기추진선박에서 비추진 부하단에 형성되어 추진동력 이외에 소비되는 비추진부하 소비전력을 제어 및 모니터링하는 비추진부하 관리단과;
전기추진선박 내 배터리에 형성되어 배터리 충, 방전을 제어 및 모니터링 하는 배터리 관리단과;
상기 전력관리단과 추진부하 관리단, 비추진부하 관리단과 연결되어 선박 내 전기 발전량과 소비량 정보를 모니터링하며, 상기 추진부하단의 전력 소비가 미리 설정된 '정상상태'로 유지되도록, 상기 비추진부하단에 전달되는 전력량을 가변 제어시키는 제어신호를 상기 추진부하 관리단과 비추진부하 관리단에 전달시키며,
선박 내 잉여 전력이 형성되면 상기 배터리에 충전시키고, 선박 발전량이 상기 추진부하단의 소비 전력으로 부족하면 상기 배터리를 연결시켜 충당시키는 제어부로;
구성되는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템.
제1항에 있어서 상기 제어부는
상기 비추진 부하단을 구성하는 각 단말 부하에 우선 순위를 형성시키고,
상기 우선순위에 따라 각 단말 부하를 off시켜 상기 추진부하에 소비 전력을 충당시키는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템.
제1항에 있어서 상기 제어부는
상기 추진부하 관리단에서 모니터링 되는 추진부하단의 소비 전력 정보에서, 상기 추진부하단에 정상상태 값을 초과하는 전기 에너지가 요구되는 경우, 상기 정상상태 값을 추진 부하 전기 에너지 요구량으로 상향시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 전기추진선박용 스마트그리드 전력제어시스템.
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