KR102251779B1 - Ess linked power supply control system for ship - Google Patents

Ess linked power supply control system for ship Download PDF

Info

Publication number
KR102251779B1
KR102251779B1 KR1020190144397A KR20190144397A KR102251779B1 KR 102251779 B1 KR102251779 B1 KR 102251779B1 KR 1020190144397 A KR1020190144397 A KR 1020190144397A KR 20190144397 A KR20190144397 A KR 20190144397A KR 102251779 B1 KR102251779 B1 KR 102251779B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power generation
generation unit
facility
load
Prior art date
Application number
KR1020190144397A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102251779B9 (en
Inventor
하영복
Original Assignee
주식회사 에디슨전기
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 주식회사 에디슨전기 filed Critical 주식회사 에디슨전기
Priority to KR1020190144397A priority Critical patent/KR102251779B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102251779B1 publication Critical patent/KR102251779B1/en
Publication of KR102251779B9 publication Critical patent/KR102251779B9/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • 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

Abstract

According to the present invention, disclosed is a battery-linked power control system for a ship. The battery-linked power control system for a ship comprises: a power generation unit for driving an engine to generate power; a distribution unit for distributing the power generated by the power generation unit; a load unit connected to the distribution unit to receive power for driving and then selectively perform driving; an energy storage system (ESS) selectively charged by the power generation unit and connected to the power generation unit and the load unit in order to selectively supply charged electricity as initial driving power to the load unit; and a control unit for controlling the ESS in order to make the power of the ESS supplied to the load unit before the generated power of the power generation unit reaches the required power of the load unit according to the on/off control of the load unit and controlling the distribution unit in order to make the generated power of the power generation unit supplied to the load unit when the generated power of the power generation unit reaches the required power of the load unit. Accordingly, when power is supplied to a load using a large scale of a propulsion motor such as a propeller and the like in a direct current-based ship, delay of a warm-up time of a propulsion motor required for the power generation unit to start power generation and raise output of the propulsion motor to a predetermined value is prevented, thereby enabling an output of the propulsion motor to rapidly increase to a predetermined value and enhancing safety of power supply.

Description

선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템{ESS LINKED POWER SUPPLY CONTROL SYSTEM FOR SHIP} Ship battery-linked power control system {ESS LINKED POWER SUPPLY CONTROL SYSTEM FOR SHIP}

본 발명은 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직류기반의 선박에서 추진기 등과 같이 대용량의 추진모터를 사용하는 부하로 전력을 공급할 때, 발전부가 발전을 시작하여 추진모터를 설정 출격까지 높이는데 소요되는 추진모터 기동시간 지연을 방지하며, 추진모터의 출력을 설정출력으로 신속하게 높이면서 전력공급의 안전성을 향상할 수 있도록 하는 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery-linked power control system for ships, and more particularly, when supplying power to a load using a large-capacity propulsion motor such as a propeller in a DC-based ship, the power generation unit starts power generation and sets the propulsion motor. The present invention relates to a battery-linked power control system for ships that prevents the delay in starting time of the propulsion motor required to increase the sortie, and improves the safety of power supply while quickly increasing the output of the propulsion motor to the set output.

일반적으로, 선박이나 해양플랜트에는 운항과 추진을 위하여 가변피치 프로펠러(Controllable Pitch Propeller)와, 상호반전 프로펠러(Counter-rotating Propeller)와, 물제트 프로펠러(Waterjet Propeller)와, 전방위 추진기(Azimuth Thruster) 등을 사용하게 되며, 그 외에도 화물이송을 위한 카고 펌프(cargo pump) 등이 설치된다.In general, ships or offshore plants have a variable pitch propeller, counter-rotating propeller, a waterjet propeller, and an azimuth thruster for navigation and propulsion. In addition to that, a cargo pump for transporting cargo is installed.

이와 같이 선박 및 해양플랜트에서 사용하는 추진장치나 카고 펌프 등은 탑재되는 여러 장비 중에서도 전력 소비가 특히 큰 것으로, 짧은 사용시간 동안 많은 전력을 소모하게 된다. 이러한 장비가 사용되는 전력시스템에서 발전기의 용량은 전력을 안정적으로 공급할 수 있도록 선정하게 된다.As described above, the propulsion device or cargo pump used in ships and offshore plants has a particularly large power consumption among various mounted equipment, and consumes a lot of power during a short use time. In the power system in which such equipment is used, the capacity of the generator is selected so that power can be stably supplied.

예를 들어 선박 내부의 전원은 디젤 발전기에 의해 교류 전원으로 발전되고 전력변환장치를 통해 특정 직류전압으로 변환되어 공급된다. 이와 같이 발전된 계통 전압은 선박 내부 부하, 추진모터, 에너지 저장 시스템(Energy storage system) 등과 연결되어 전원을 공급한다. 이러한 계통 전압은 주파수가 변화하여도 전력변환장치를 통해 주파수 특성이 없는 직류전원으로 출력이 가능하기 때문에 가변속 제어가 가능하다.For example, the power inside the ship is generated as AC power by a diesel generator, and is converted to a specific DC voltage through a power converter and supplied. The grid voltage thus generated is connected to the ship's internal load, a propulsion motor, and an energy storage system to supply power. Even if the frequency changes, the system voltage can be output to a DC power source without frequency characteristics through the power conversion device, so variable speed control is possible.

또한 선박 내부의 전원은 추진모터 가동시 발전기의 부하 변동율을 저감하기 위하여 에너지 저장 시스템에서 전원을 일정 충전 상태(SOC) 범위 내까지 공급하여 준다.In addition, the power inside the ship supplies power from the energy storage system to a certain level of charge (SOC) in order to reduce the load fluctuation rate of the generator when the propulsion motor is running.

특히 선박은 배의 위치고정 및 동적 제어(Dynamic Positioning)가 중요하므로 고양력 타와 함께 배 앞뒤에는 저속 혹은 정지 중에도 옆으로 움직일 수 있도록 고출력의 사이드 스러스터(Side Thruster)가 복수개 설치되어 있다. 그리고 동적 제어를 위하여 추진모터를 순간적으로 온,오프 제어가 빈번하게 이루어지게 된다.In particular, since ship positioning and dynamic positioning are important, a plurality of high-power side thrusters are installed at the front and rear of the ship along with high-lift rudders so that they can move sideways during low speed or stop. In addition, for dynamic control, instantaneous on and off control of the propulsion motor is performed frequently.

그런데, 상기와 같은 종래 기술의 선박을 한 자리에서 동적 제어시에 순간적인 사용전력이 증가하게 되어 추진모터를 설정 출력까지 높이는데 시간지연이 발생하게 되는 문제점이 있다.However, there is a problem in that a time delay occurs in increasing the propulsion motor to a set output due to an instantaneous increase in power used during the dynamic control of the vessel of the prior art as described above.

한편, 국내 공개특허 제10-2019-0098660호(공개일:2019.08.22)에는 "쓰러스터 전력 공급을 위한 선박용 DC기반 전력 공급 시스템"이 개시되고, 국내 공개특허 제10-2015-0011301호(공개일:2015.01.30)에는 "선박용 전력관리장치"가 개시되어 있다.
On the other hand, Korean Patent Publication No. 10-2019-0098660 (published date: 2019.08.22) discloses a "ship DC-based power supply system for thruster power supply", and Korean Patent Publication No. 10-2015-0011301 ( Publication date: 2015.01.30) "ship power management device" is disclosed.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 선박에서 추진기 등과 같이 대용량의 추진모터를 제어할 때 발전부가 발전을 시작하여 추진모터를 설정 출격까지 높이는데 소요되는 추진모터의 기동시간 지연을 방지할 수 있는 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created by the above necessity, and when controlling a large-capacity propulsion motor such as a propulsion in a ship, the power generation unit starts power generation and prevents the delay in starting time of the propulsion motor required to increase the propulsion motor to a set sortie. Its purpose is to provide a ship battery-linked power control system that can be used.

또한 본 발명은 발전부가 설정 출력까지 구동하기 전에 ESS에서 추진모터로 추진 전력을 공급하고, 발전부가 설정 출력까지 도달하면 ESS의 전력 공급을 정지하고 발전부에서 추진모터로 전력을 공급하여 추진모터의 출력을 설정출력으로 신속하게 높이면서 전력공급의 안전성을 향상할 수 있는 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention supplies propulsion power from the ESS to the propulsion motor before the power generation unit drives to the set output, and stops the power supply of the ESS when the power generation unit reaches the set output, and supplies power to the propulsion motor from the power generation unit. Another object is to provide a battery-linked power control system for ships that can improve the safety of power supply while rapidly increasing the output to the set output.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 엔진을 구동하여 전력을 생산하는 발전부와, 상기 발전부에서 생산하는 전력을 분배하기 위한 배전설비와, 상기 배전설비에 연결되어 구동을 위한 전력을 공급받아 선택적으로 구동하는 부하설비와, 상기 발전부에 의해 선택적으로 충전되며, 충전된 전기를 상기 부하설비에 초기구동전력을 선택적으로 공급하도록 상기 발전부 및 상기 부하설비와 연결되는 에너지 저장장치(Energy storage system)와, 상기 부하설비의 온, 오프 제어에 따라 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비의 필요전력에 도달하기 전까지 상기 에너지 저장장치의 전력이 상기 부하설비로 공급되도록 상기 에너지 저장장치를 제어하고, 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비의 필요전력에 도달하면 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비로 공급되도록 상기 배전설비을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a ship battery-linked power control system according to an aspect of the present invention includes a power generation unit for generating power by driving an engine, and a distribution facility for distributing power produced by the power generation unit. , A load facility that is connected to the distribution facility to receive power for driving and selectively drives it, and the power generation unit is selectively charged by the power generation unit, and the charged electricity is selectively supplied with initial driving power to the load facility. An energy storage system connected to the sub and the load facility, and the power of the energy storage device until the power generation of the power generation unit reaches the required power of the load facility according to the on/off control of the load facility And a control unit for controlling the energy storage device to be supplied to the load facility, and for controlling the distribution facility so that the generated power of the power generation unit is supplied to the load facility when the generated power of the power generation unit reaches the required power of the load facility. Characterized in that.

본 발명에서 상기 발전부는 하나 또는 복수로 구비되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the power generation unit is characterized in that it is provided with one or more.

본 발명에서 상기 배전설비는 상기 발전부에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the power distribution facility is characterized in that it is provided to correspond to the power generation unit.

본 발명에서 복수의 상기 발전부 및 상기 배전설비는 선택된 어느 하나에 의해 상기 에너지 저장장치가 충전되도록 상기 배전설비와 상기 에너지 저장장치가 배전설비 연결 스위치부에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the power distribution facility and the energy storage device are connected to each other by a distribution facility connection switch so that the energy storage device is charged by any one selected from the power generation unit and the power distribution facility.

본 발명에서 상기 부하설비는, 상기 발전부의 발전전력을 선택적으로 공급하는 배전전력 제어스위치와, 상기 에너지 저장장치에서 상기 부하설비로 공급되는 상기 초기구동전력을 선택적으로 공급하기 위한 충전전력 제어스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the load facility includes a distribution power control switch for selectively supplying generated power of the power generation unit, and a charging power control switch for selectively supplying the initial driving power supplied from the energy storage device to the load facility. It characterized in that it includes.

본 발명에서 상기 부하설비는, 상기 배전전력 제어스위치 및 상기 충전전력 제어스위치에 의해 상기 배전설비 및 상기 에너지 저장장치에서 선택적으로 전력이 공급되어 선박의 방향을 전환하거나 유지하는 추진모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the load facility further comprises a propulsion motor that is selectively supplied with power from the distribution facility and the energy storage device by the distribution power control switch and the charging power control switch to change or maintain the direction of the ship. It is characterized by that.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은 종래 발명과 달리 선박에서 추진기와 같이 대용량의 부하설비를 구동하기 위하여 사용되는 추진모터를 제어할 때 발전부가 발전을 시작하여 추진모터를 설정 출격까지 높이는데 소요되는 기동시간 지연을 방지할 수 있는 효과를 가진다.As described above, in the ship battery-linked power control system according to an aspect of the present invention, unlike the conventional invention, the power generation unit generates power when controlling a propulsion motor used to drive a large-capacity load facility such as a propeller in a ship. It has the effect of preventing the delay in starting time required to start and increase the propulsion motor to the set sortie.

또한 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 발전부의 발전전력이 부하설비의 필요전력까지 도달하기 전에 에너지 저장장치에서 부하설비인 추진모터로 초기구동전력을 공급하고, 발전부의 발전전력이 필요전력까지 도달하면 에너지 저장장치의 전력 공급을 정지하고 발전부에서 추진모터로 전력을 공급하므로, 추진모터의 출력을 설정출력으로 신속하게 높이면서 전력공급의 안전성을 향상할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the ship battery-linked power control system according to the present invention supplies initial driving power from the energy storage device to the propulsion motor as the load facility before the power generation of the power generation unit reaches the required power of the load facility, and the power generation of the power generation unit is When the required power is reached, the power supply of the energy storage device is stopped and power is supplied to the propulsion motor from the power generation unit, so that the output of the propulsion motor can be quickly increased to the set output and the safety of the power supply can be improved.

또한 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 각각의 부하설비에 개별적으로 에너지 저장장치를 설치할 필요 없이 메인 배전설비와 부하설비 사이에 에너지 저장장치가 배치되므로 복수의 부하설비에 전력을 선택적으로 공급할 수 있으며, 변압기를 사용하여 다른 전압레벨의 추진모터에도 전력을 공급하여 활용성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
In addition, in the ship battery-linked power control system according to the present invention, since an energy storage device is disposed between the main distribution facility and the load facility without the need to individually install an energy storage device in each load facility, power is selectively applied to a plurality of load facilities. It can be supplied by using a transformer, and it has the effect of improving utility by supplying power to propulsion motors of different voltage levels using a transformer.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 변형된 회로도이다.1 is a block diagram illustrating a ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating a ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a modified circuit diagram for explaining a ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, a preferred embodiment of a ship battery-linked power control system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템을 설명하기 위한 변형된 회로도이다.
1 is a block diagram illustrating a ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention. , Figure 3 is a modified circuit diagram for explaining the ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 대형 선박에서 DC기반의 전력계통에 제공되며, 선박의 위치고정 및 동적 제어(Dynamic Positioning)를 위하여 사용되는 고출력의 추진기를 제어하는데 사용될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the ship battery-linked power control system according to an embodiment of the present invention is provided to a DC-based power system in a large ship, and the ship's position is fixed and dynamic control (Dynamic Positioning) is provided. It can be used to control high-power thrusters used for ).

이를 위하여 본 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 선박의 구동을 위한 전력을 생산하기 위한 발전부(10)와, 발전부(10)에서 생산하는 전력을 선박의 전력계통으로 분배하기 위한 배전설비(20)와, 배전설비(20)을 통해 전력이 공급되는 부하설비(30)와, 발전부(10)에 의해 충전되고 부하설비(30)에 선택적으로 전력을 공급하는 에너지 저장장치(40)를 포함한다.To this end, the ship battery-linked power control system according to this embodiment distributes the power generated by the power generation unit 10 and the power generation unit 10 to the power system of the ship and the power generation unit 10 for generating power for driving the ship. An energy storage device that is charged by the power distribution facility 20 for, and a load facility 30 that is supplied with power through the distribution facility 20, and the power generation unit 10, and selectively supplies power to the load facility 30 It includes (40).

또한 본 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 발전부(10)의 발전전력에 따라 에너지 저장장치(40)에 충전된 전력을 부하설비(30)에 선택적으로 공급하도록 에너지 저장장치(40)와 배전설비(20) 및 부하설비(30)를 선택적으로 제어하는 제어부(50)를 더 포함한다.In addition, the ship battery-linked power control system according to the present embodiment is an energy storage device to selectively supply the power charged in the energy storage device 40 to the load facility 30 according to the power generated by the power generation unit 10. 40) and a control unit 50 for selectively controlling the distribution equipment 20 and the load equipment 30.

이러한 본 실시 예에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 부하설비(30)의 일 예로 선박을 운항하는데 이용되는 추진기를 구동하기 위하여 사용하는 추진기일 수 있으며, 상기 추진기의 구동에 따라 발전부(10)의 발전전력이 변화될 수 있다.Such a ship battery-linked power control system according to this embodiment may be a propeller used to drive a thruster used to operate a ship as an example of the load facility 30, and according to the driving of the thruster, the power generation unit ( 10) power generation can be changed.

예를 들어 발전부(10)는 발전을 위한 엔진과 엔진의 출력에 의해 교류전류를 발생하는 발전기를 구비하며, 선박의 동적 제어를 위하여 부하설비(30)를 순간적으로 온,오프 제어함에 따라 또는 구동하는 부하설비(30)의 수량에 따라 엔진의 출력이 증가 또는 감소한다.For example, the power generation unit 10 includes an engine for power generation and a generator that generates an alternating current by the output of the engine, and by instantaneously turning on and off the load equipment 30 for dynamic control of the ship, or The output of the engine increases or decreases according to the quantity of the load equipment 30 to be driven.

또한 발전부(10)는 발전기에서 발생하는 교류전류를 직류로 변환하여 배전설비(20)에 공급하기 위한 배전 컨버터(11)와, 배전 컨버터(11)에서 출력되는 전력을 선택적으로 온, 오프하기 위한 배전 스위치(13)를 더 구비한다.In addition, the power generation unit 10 selectively turns on and off the power output from the power distribution converter 11 and the power distribution converter 11 for converting the AC current generated from the generator into DC and supplying it to the power distribution facility 20. It further includes a distribution switch 13 for.

본 실시 예에 따른 발전부(10)는 부하설비(30)의 수량이나 위치에 따라 복수개 구비될 수 있으며, 물리적으로 분리된 개별 배전설비(20)을 통해 부하설비(30)와 연결되어 부하설비(30)의 구동을 위한 구동전력을 선택적으로 공급한다.The power generation unit 10 according to the present embodiment may be provided in plural according to the number or location of the load facility 30, and is connected to the load facility 30 through a physically separated individual distribution facility 20 to provide a load facility. Selectively supply driving power for driving (30).

특히 개별적으로 2개 구비되는 발전부(10)는 배전설비(20)를 연결하는 배전설비 연결 스위치부(60)를 통해 하나의 에너지 저장장치(40)에 연결되며, 제어부(50)의 제어에 따라 에너지 저장장치(40)를 선택적으로 충전하게 된다.In particular, the power generation unit 10, which is provided with two individually, is connected to one energy storage device 40 through the distribution facility connection switch unit 60 connecting the distribution facility 20, and is controlled by the control unit 50. Accordingly, the energy storage device 40 is selectively charged.

배전설비(20)는 발전부(10)에서 발전하는 전력을 부하설비(30)로 공급하도록 전력을 부하설비(30)로 전달하게 된다.The power distribution facility 20 transmits power to the load facility 30 so as to supply the power generated by the power generation unit 10 to the load facility 30.

이러한 배전설비(20)는 복수의 발전부(10)에 각각 대응되게 분리되게 각각 구비되며, 배전설비 연결 스위치부(60)를 통해 선택적으로 서로 연결된다.These power distribution facilities 20 are provided separately to correspond to each of the plurality of power generation units 10, and are selectively connected to each other through the distribution facility connection switch unit 60.

배전설비 연결 스위치부(60)는 물리적으로 분리된 2개의 배전설비(20)와 연결되며, 2개의 발전부(10) 및 배전설비(20) 중 어느 하나의 발전부(10) 및 배전설비(20)을 통해 에너지 저장장치(40)가 충전되도록 배전설비(20)에서 에너지 저장장치(40)로 인가되는 전류를 제어하게 된다.The distribution facility connection switch unit 60 is connected to the two power distribution facilities 20 physically separated, and one of the power generation units 10 and distribution facilities 20 of the two power generation units 10 and the distribution facilities 20 The current applied from the power distribution facility 20 to the energy storage device 40 is controlled so that the energy storage device 40 is charged through 20).

본 실시 예에 따른 배전설비 연결 스위치부(60)는, 어느 하나의 배전설비(20)와 에너지 저장장치(40)를 선택적으로 연결하는 제1충전 제어스위치(61)와, 다른 하나의 배전설비(20)와 에너지 저장장치(40)를 선택적으로 연결하는 제2충전 제어스위치(63)를 구비한다.The distribution facility connection switch unit 60 according to the present embodiment includes a first charge control switch 61 for selectively connecting any one distribution facility 20 and the energy storage device 40, and the other distribution facility. It includes a second charge control switch 63 selectively connecting the 20 and the energy storage device 40.

부하설비(30)는 개별 발전부(10) 및 이 발전부(10)의 전력을 전달하는 개별 배전설비(20)에 의해 전력이 각각 공급되어 구동하도록 배전설비(20)에 연결된다.The load facility 30 is connected to the power distribution facility 20 so that power is supplied and driven by the individual power generation unit 10 and the individual power distribution facility 20 that transmits the power of the power generation unit 10.

이러한 부하설비(30)는 선박의 위치고정 및 동적 제어(Dynamic Positioning)에 따라 선박을 구동하도록 고출력의 추진기를 제어하는데 사용되는 추진모터(31)를 포함한다. 이때 추진모터(31)는 추진기의 수량에 대응하도록 복수개 구비되어 배전설비(20)을 통해 발전부(10)로부터 전력이 공급되며, 필요에 따라 배전설비(20)을 통해 전력이 공급되기 전에 에너지 저장장치(40)에서 전력이 공급될 수 있다. 이와 같은 제어는 제어부(50)에 의해 이루어진다.This load facility 30 includes a propulsion motor 31 used to control a high-power propeller to drive a ship according to a fixed position and dynamic positioning of the ship. At this time, a plurality of propulsion motors 31 are provided to correspond to the number of propellers, and power is supplied from the power generation unit 10 through the distribution facility 20, and energy is supplied before the power is supplied through the distribution facility 20, if necessary. Power may be supplied from the storage device 40. Such control is performed by the control unit 50.

또한 각각의 배전설비(20)에 연결되는 복수의 추진모터(31)는 하나의 에너지 저장장치(40)에서 초기 구동전력을 선택적으로 인가될 수 있다.In addition, a plurality of propulsion motors 31 connected to each power distribution facility 20 may selectively apply initial driving power from one energy storage device 40.

본 실시시 예에 따른 각각의 추진모터(31)는 배전제어 스위치(33) 및 구동제어 컨버터(35)에 의해 배전설비(20)에서 공급되는 전력이 선택적으로 온, 오프된다. 더하여 추진모터(31)와 구동제어 컨버터(35) 사이의 전력공급라인(37)에는 충전전력 제어스위치(39)가 구비된다.Each of the propulsion motors 31 according to the present embodiment is selectively turned on and off of power supplied from the power distribution facility 20 by the distribution control switch 33 and the drive control converter 35. In addition, a charging power control switch 39 is provided in the power supply line 37 between the propulsion motor 31 and the drive control converter 35.

에너지 저장장치(40)는 발전부(10)에 발전하는 전력에 의해 선택적으로 충전되도록 배전설비 연결 스위치부(60)에 연결되며, 충전된 전기를 부하설비(30)의 추진모터(31) 초기구동전력을 선택적으로 공급하도록 배전설비 연결 스위치부(60) 및 추진모터(31)와 연결된다.The energy storage device 40 is connected to the distribution facility connection switch unit 60 so as to be selectively charged by the power generated in the power generation unit 10, and the charged electricity is initially supplied with the propulsion motor 31 of the load facility 30. It is connected to the power distribution facility connection switch unit 60 and the propulsion motor 31 to selectively supply driving power.

이때 에너지 저장장치(40)와 배전설비 연결 스위치부(60) 사이에는 충전 및 방전 제어를 위한 충전제어 스위치(41)가 구비된다. 그리고 충전제어 스위치(41)와 배전설비 연결 스위치부(60) 사이에 충방전 컨버터(43)가 구비되며, 충전제어 스위치(41)에서 변환되는 전류가 배터리(45)에 충전된다. 충방전 컨버터(43)는 에너지 저장장치(40)의 충전시에 온되고, 에너지 저장장치(40)의 방전시에 오프된다.At this time, a charge control switch 41 for charging and discharging control is provided between the energy storage device 40 and the distribution facility connection switch unit 60. In addition, a charge/discharge converter 43 is provided between the charge control switch 41 and the distribution facility connection switch unit 60, and the current converted by the charge control switch 41 is charged in the battery 45. The charge/discharge converter 43 is turned on when the energy storage device 40 is charged, and is turned off when the energy storage device 40 is discharged.

이러한 에너지 저장장치(40)는 제어부(50)의 제어에 따라 발전부(10)의 잉여 전력을 충전하고, 추진모터(31)의 초기 구동시에 발전부(10)가 발전을 시작한 후, 그 출력이 추진모터(31)가 필요로 하는 필요전력에 도달하기 전까지 선택된 추진모터(31)로 필요전력을 공급하게 된다. 그리고 발전부(10)의 발전 출력이 추진모터(31)의 필요전력에 도달하면 제어부(50)의 제어에 따라 추진모터(31)로 공급하는 전력이 중지되면서 발전부(10)에서 생상되는 전력이 추진모터(31)로 공급된다.This energy storage device 40 charges the excess power of the power generation unit 10 under the control of the control unit 50, and after the power generation unit 10 starts power generation when the propulsion motor 31 is initially driven, the output The required power is supplied to the selected propulsion motor 31 until the required power required by the propulsion motor 31 is reached. And when the power generation output of the power generation unit 10 reaches the required power of the propulsion motor 31, the power supplied to the propulsion motor 31 is stopped under the control of the control unit 50, and the power generated by the power generation unit 10 It is supplied to the propulsion motor (31).

더하여 본 실시 예에 따른 에너지 저장장치(40)는 배전설비(20)에 연결되지 않고, 각각의 추진모터(31)에 직접 연결되어 전력을 공급하도록 구동제어 컨버터(35)와 충전전력 제어스위치(39) 사이에 연결된다. In addition, the energy storage device 40 according to the present embodiment is not connected to the power distribution facility 20, but is directly connected to each of the propulsion motors 31 to supply power so that the drive control converter 35 and the charging power control switch ( 39) is connected between.

제어부(50)는 부하설비(30)의 온, 오프 제어에 따라 발전부(10)의 발전전력이 부하설비(30)의 필요전력에 도달하기 전까지 에너지 저장장치(40)에 충전된 전기가 부하설비(30)로 공급되도록 에너지 저장장치(40)를 제어하면서 배전설비(20)에서 부하설비(30)로 공급되는 전력을 차단하게 된다.The control unit 50 loads the electricity charged in the energy storage device 40 until the power generation of the power generation unit 10 reaches the required power of the load facility 30 according to the on/off control of the load facility 30. While controlling the energy storage device 40 to be supplied to the facility 30, power supplied from the distribution facility 20 to the load facility 30 is cut off.

이때 제어부(50)는 배전제어 스위치(33) 및 충전전력 제어스위치(39)의 온, 오프 제어를 통해 발전부(10)의 발전전력이 특정 추진모터(31)로 공급됨과 동시에 에너지 저장장치(40)의 충전 전력을 선택된 다른 추진모터(31)로 공급되도록 제어할 수도 있다.At this time, the control unit 50 supplies the generated power of the power generation unit 10 to the specific propulsion motor 31 through the on/off control of the distribution control switch 33 and the charging power control switch 39, and at the same time, the energy storage device ( It is also possible to control the charging power of 40) to be supplied to the selected other propulsion motor (31).

즉, 발전부(10)에 의한 추진모터(31) 전력 공급과 에너지 저장장치(40)에 의한 추진모터(31)의 전력 공급이 동시에 이루어질 수도 있다.That is, the power supply of the propulsion motor 31 by the power generation unit 10 and the power supply of the propulsion motor 31 by the energy storage device 40 may be performed at the same time.

한편 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 발전부(10)와 이 발전부(10)의 발전전력을 부하설비(30)로 배전하는 하나의 배전설비(20)에 대응하도록 하나의 배전설비(20)에 의해 제어되는 복수의 추진모터(31)에 에너지 저장장치(40)가 연결되어 사용될 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the ship battery-linked power control system according to the present invention includes one power generation unit 10 and one distribution facility for distributing the generated power of the power generation unit 10 to the load facility 30. The energy storage device 40 may be connected to a plurality of propulsion motors 31 controlled by one power distribution facility 20 so as to correspond to (20).

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 선박에서 추진기와 같이 대용량의 부하설비를 구동하기 위하여 사용되는 추진모터(31)를 제어할 때 발전부(10)가 발전을 시작하여 추진모터(31)가 필요로 하는 필요전력까지 도달하기 전에 발전부(10)의 발전전력을 추진모터(31)로 공급하지 않고, 에너지 저장장치(40)에서 추진모터(31)로 필요전력을 공급할 수 있다. 따라서 추진기의 구동신호가 발생함에 따라 추진모터(31)를 원하는 필요출력으로 바로 구동할 수 있으므로, 발전부(10)가 발전 후에 필요전력까지 발전할 때까지 소요되는 기동시간 지연을 방지할 수 있게 된다.In the ship battery-linked power control system according to the present invention configured as described above, the power generation unit 10 generates power when controlling the propulsion motor 31 used to drive a large-capacity load facility such as a propeller in a ship. Starting and before reaching the required power required by the propulsion motor 31, the power generated by the power generating unit 10 is not supplied to the propulsion motor 31, but is required from the energy storage device 40 to the propulsion motor 31 Power can be supplied. Therefore, as the driving signal of the propeller is generated, the propulsion motor 31 can be directly driven with the desired output, so that the delay in the starting time required until the power generation unit 10 generates power after power generation can be prevented. do.

또한 본 발명에 따른 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템은, 발전부(10)의 발전전력이 부하설비(30)의 필요전력까지 도달하기 전에 에너지 저장장치(40)에서 부하설비(30)인 추진모터(31)로 초기구동전력을 공급한 후에 발전부(10)의 발전전력이 필요전력까지 도달하면 에너지 저장장치(40)에서 추진모터(31)로 공급하는 전력을 정지하고 발전부(10)와 추진모터(31)를 연결하여 전력을 공급하므로, 추진모터(31)의 출력을 필요출력으로 신속하게 높이면서 전력공급의 안전성을 향상할 수 있다. 따라서 선박의 기동을 신속하고 정확하게 진행할 수 있으며, 위치고정 및 동적 제어(Dynamic Positioning)안정되게 진행할 수 있게 된다.In addition, the ship battery-linked power control system according to the present invention is a propulsion motor that is the load facility 30 in the energy storage device 40 before the generated power of the power generation unit 10 reaches the required power of the load facility 30. After the initial driving power is supplied to (31), when the power generated by the power generation unit 10 reaches the required power, the power supplied from the energy storage device 40 to the propulsion motor 31 is stopped, and the power generation unit 10 and Since power is supplied by connecting the propulsion motor 31, it is possible to improve the safety of power supply while rapidly increasing the output of the propulsion motor 31 to the required output. Therefore, the ship can be maneuvered quickly and accurately, and the position can be fixed and dynamic positioning can be performed stably.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims.

10 : 발전부 11 : 배전 컨버터
13 : 배전 스위치 20 : 배전설비
30 : 부하설비 31 : 추진모터
33 : 배전제어 스위치 35 : 구동제어 컨버터
37 : 전력공급라인 39 : 충전전력 제어스위치
40 : 에너지 저장장치 41 : 충전제어 스위치
43 : 충방전 컨버터 50 : 제어부
60 : 배전설비 연결 스위치부 61 : 제1충전 제어스위치
63 : 제2충전 제어스위치10: power generation unit 11: distribution converter
13: distribution switch 20: distribution equipment
30: load facility 31: propulsion motor
33: distribution control switch 35: drive control converter
37: power supply line 39: charging power control switch
40: energy storage device 41: charge control switch
43: charge/discharge converter 50: control unit
60: distribution facility connection switch 61: first charge control switch
63: second charge control switch

Claims (4)

엔진을 구동하여 전력을 생산하는 발전부; 상기 발전부에서 생산하는 전력을 분배하기 위한 배전설비; 상기 배전설비에 연결되어 구동을 위한 전력을 공급받아 선택적으로 구동하는 부하설비; 상기 발전부에 의해 선택적으로 충전되며, 충전된 전기를 상기 부하설비에 초기구동전력을 선택적으로 공급하도록 상기 발전부 및 상기 부하설비와 연결되는 에너지 저장장치(Energy storage system); 및 상기 부하설비의 온, 오프 제어에 따라 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비의 필요전력에 도달하기 전까지 상기 에너지 저장장치의 전력이 상기 부하설비로 공급되도록 상기 에너지 저장장치를 제어하고, 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비의 필요전력에 도달하면 상기 발전부의 발전전력이 상기 부하설비로 공급되도록 상기 배전설비을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 발전부는 하나 또는 복수개 구비되고, 상기 배전설비는 상기 발전부에 대응되게 구비되며, 복수의 상기 발전부 및 상기 배전설비 중 어느 하나에 의해 상기 에너지 저장장치가 충전되도록 복수의 상기 배전설비와 상기 에너지 저장장치가 배전설비 연결 스위치부에 의해 연결되고,
상기 부하설비는, 상기 발전부의 발전전력을 선택적으로 공급하는 배전전력 제어스위치;
상기 에너지 저장장치에서 상기 부하설비로 공급되는 상기 초기구동전력을 선택적으로 공급하기 위한 충전전력 제어스위치; 및
상기 배전전력 제어스위치 및 상기 충전전력 제어스위치에 의해 상기 배전설비 및 상기 에너지 저장장치에서 선택적으로 전력이 공급되어 선박의 방향을 전환거나 유지하는 추진모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배터리 연계형 전력 제어시스템.A power generation unit for generating electric power by driving an engine; A distribution facility for distributing electric power produced by the power generation unit; A load facility connected to the power distribution facility to receive power for driving and selectively drive it; An energy storage system that is selectively charged by the power generation unit and connected to the power generation unit and the load facility to selectively supply initial driving power to the load facility with charged electricity; And controlling the energy storage device so that the power of the energy storage device is supplied to the load facility until the power generation of the power generation unit reaches the required power of the load facility according to the on/off control of the load facility, and the power generation And a control unit for controlling the distribution facility so that the generated power of the power generation unit is supplied to the load facility when the negative generated power reaches the required power of the load facility, and
One or more of the power generation unit is provided, the power distribution facility is provided corresponding to the power generation unit, and the plurality of distribution facilities and the power distribution facility and the power distribution facility are provided so that the energy storage device is charged by any one of the plurality of power generation units and the distribution facility. The energy storage device is connected by the switch part connecting the distribution facility,
The load facility may include a distribution power control switch for selectively supplying the power generation of the power generation unit;
A charging power control switch for selectively supplying the initial driving power supplied from the energy storage device to the load facility; And
A propulsion motor for selectively supplying power from the distribution facility and the energy storage device by the distribution power control switch and the charging power control switch to change or maintain the direction of the ship;
Ship battery-linked power control system comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020190144397A 2019-11-12 2019-11-12 Ess linked power supply control system for ship KR102251779B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190144397A KR102251779B1 (en) 2019-11-12 2019-11-12 Ess linked power supply control system for ship

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190144397A KR102251779B1 (en) 2019-11-12 2019-11-12 Ess linked power supply control system for ship

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR102251779B1 true KR102251779B1 (en) 2021-05-13
KR102251779B9 KR102251779B9 (en) 2021-09-17

Family

ID=75913195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190144397A KR102251779B1 (en) 2019-11-12 2019-11-12 Ess linked power supply control system for ship

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102251779B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102395611B1 (en) * 2022-01-19 2022-05-09 주식회사 케이티이 Battery charging system for vessel and method of charging thereof
KR102527059B1 (en) * 2022-06-30 2023-04-28 주식회사 케이티이 Hybrid propulsion system for vessel and method of operating same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140022465A (en) * 2011-07-18 2014-02-24 에이비비 에이에스 Power system for vessels
KR20150143902A (en) * 2014-06-13 2015-12-24 삼성중공업 주식회사 Power supply and control system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140022465A (en) * 2011-07-18 2014-02-24 에이비비 에이에스 Power system for vessels
KR20150143902A (en) * 2014-06-13 2015-12-24 삼성중공업 주식회사 Power supply and control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102395611B1 (en) * 2022-01-19 2022-05-09 주식회사 케이티이 Battery charging system for vessel and method of charging thereof
KR102527059B1 (en) * 2022-06-30 2023-04-28 주식회사 케이티이 Hybrid propulsion system for vessel and method of operating same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102251779B9 (en) 2021-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3013178C (en) Power system of ship
Zahedi et al. Modeling and simulation of all-electric ships with low-voltage DC hybrid power systems
CN103332284B (en) A kind of energy management of hybrid ship electric power propelling system and control method
CN103708015B (en) A kind of double; two diesel generating set and lithium battery hybrid power boats and ships structure and control method
CN108495784A (en) Energy management system for ship
US9650120B2 (en) Electric drive shaft and vehicle comprising such an electric drive shaft
JP5333965B2 (en) Ship energy system
CN103318397B (en) A kind of bi-directional DC-DC control method of hybrid power boats and ships
KR102251779B1 (en) Ess linked power supply control system for ship
CN108100202A (en) LNG- battery hybrid marine propuision system power distribution methods
US20220017064A1 (en) Hybrid propulsion system power management
GB2417378A (en) Battery charger and power supply control means
JP2014108673A (en) Electric propulsion ship control system and electric propulsion ship
US11554875B2 (en) Method of electrically powering an electricity network, and an electrical architecture
JP2009262671A (en) Control system of vessel electric propulsion system
Zahedi et al. Voltage regulation and power sharing control in ship LVDC power distribution systems
KR20210041650A (en) Electric power supply system for vessel
Othman et al. Scheduling of power generations for energy saving in hybrid AC/DC shipboard microgrids
CN203840051U (en) Ship electric power system supplied by mixed power supply of storage battery group and generator
KR101711467B1 (en) Apparatus and method for controlling generation
CN109606128A (en) A kind of wind-power electricity generation circulating charging system and method
CN112278218A (en) Marine green mixed propulsion and power generation system
KR20160126744A (en) Ship
CN206826900U (en) The electric propulsion system of energy-saving and emission-reduction
JPH11299295A (en) Control of wind power generator

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]