KR102338125B1 - 육상 ac 전력과 연계 가능한 선박용 dc 기반 전력 공급 시스템 - Google Patents

육상 ac 전력과 연계 가능한 선박용 dc 기반 전력 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

실시예들은 DC 전압을 출력하는 전원부, 상기 전원부에서 출력된 DC 전압을 선박 부하에 전달하는 제1 배전반(switchboard); 추진 모터; 및 상기 추진 모터를 제어하는 추진 모터 드라이브; 및 상기 추진 모터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전기 경로 상에 배치된, 육상 전력 계통과 연결 가능한 육상전력 연결장치;를 포함하는, 육상 전력 연계가 가능한 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템에 관련된다.

Description

육상 AC 전력과 연계 가능한 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템{POWER SUPPLY SYSTEM BASED ON DC GRID FOR SHIP WITH SHORE POWER CONNECTION}
본 발명의 실시예들은 육상 전력 연계가 가능한 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 선내 추진모터를 위한 추진 모터 드라이브를 이용하여 육상 AC 계통 섹션과 연계 가능한 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템에 관련된다.
종래 선박용 전력 공급 시스템은, 선박이 육상에 정박하고 있는 경우 일반적으로 육상 전원을 이용하여 선박 정박 시 필요한 전력을 공급 받도록 구성되었다.
최근 환경 규제로 인하여 주로 중소형선에는 배터리 기반의 완전 전기추진 시스템, 또는 엔진과 배터리로 구성된 하이브리드 전기추진 시스템이 적용되는 추세이다. 이러한 전기추진 시스템은, 주배전반(main switchboard)이 DC 배전을 수행하도록 구성된, DC 기반 계통 섹션의 구조를 가진다.
그러나, 선박 정박 시 전력을 공급하는 육상 전력 계통은 AC 전력을 배전하도록 구성된다. 따라서, 육상 전력 계통의 전력을 DC 계통 섹션이 적용된 선박에 공급하기 위해서는 AC/DC 전력 변환 장치가 선내 또는 육상에 추가로 설치되어야 하는 문제가 있다.
한국 등록특허 제10-1670871호 (2016.10.31.)
본 발명의 일 측면에 따르면, 별도의 AC/DC 변환 장치의 설치 없이 육상으로부터 전력을 공급 받는 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템은: DC 전압을 출력하는 전원부; 상기 전원부에서 출력된 DC 전압을 선박 부하에 전달하는 제1 배전반(switchboard); 추진 모터와 상기 추진 모터를 제어하는 추진 모터 드라이브를 포함한 부하부; 및 상기 추진 모터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전기 경로 상에 배치된, 육상 전력 계통과 연결 가능한 육상전력 연결장치;를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 전원부는, DC 전압을 출력하는 전원; 및 상기 전원의 DC 전압과 상이한 DC 전압을 제1 배전반으로 출력하는 DC/DC 변환 장치를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 추진 모터 드라이브는, 상기 제1 배전반의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 추진 모터로 출력하거나, 또는 상기 육상 전력 계통으로부터 수신한 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 배전반으로 출력하는, 양방향 DC/AC 변환 동작을 수행하도록 더 구성될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 추진 모터 드라이브는, 상기 DC 전압을 AC 전압으로 변환할 시 상기 AC 전압의 주파수를 조절하여 상기 추진 모터의 회전을 제어하는 추진 모터 드라이브로 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 부하부는, 상기 추진 모터 드라이브의 AC 전압의 고조파 성분을 적어도 일부 제거하는 고조파 필터를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 육상전력 연결장치의 일 단은, 상기 고조파 필터와 상기 추진 모터 사이의 전기 경로 상에 연결될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 고조파 필터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전압은 유지되고, 상기 고조파 필터와 상기 육상전력 연결장치 사이의 전압은 유지될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 육상 전력 계통의 AC 전압으로부터 변환된 DC 전압이 상기 추진 모터와 상이한 선내 부하 또는 상기 전원부로 공급될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 선박 내에 육상 전원과 연계하기 위한 AC/DC 컨버터가 추가로 설치될 필요가 없어, AC/DC 컨버터를 설치할 선내 공간과 비용을 절약할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템의 개념적인 회로도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 계통 섹션(1100)의 개념적인 회로도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 계통 섹션(1200)의 개념적인 회로도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템의 개념적인 회로도이다.
도 1을 참조하면, 육상 전력 연계가 가능한 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 하나 이상의 계통 섹션(system section)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 계통 섹션(1100) 및 제2 계통 섹션(1200)을 포함할 수 있다. 그러나, 도 1의 계통 섹션의 수는 단지 예시적인 것으로서, 다른 실시예들에서는 1개, 또는 3개 이상의 계통 섹션이 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템(1000)에 포함될 수 있다.
또한, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 계통 섹션의 상태를 모니터링하고 전력 공급을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 전력관리시스템(PMS; Power Management System), 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System), 에너지 전력 관리 시스템(EPMS: Energy Power Management System) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
각 계통 섹션(1100, 1200)는 각각 전원부(110, 210); 주배전반(main switchboard)(130, 230); 부하부(150, 250)를 포함한다. 또한, 각 계통 섹션(1100 및 1200) 중 적어도 하나는 육상전력 연결장치(400)를 포함할 수 있다.
각 계통 섹션(1100 및 1200)의 주배전반(130 및 230)은 서로 전기적으로 연결 가능하다. 이를 위해, 일 실시예에서, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 계통 연결부(10)를 포함할 수도 있다. 상기 계통 연결부(10)는, 예를 들어, 버스 결합기 회로 차단기(bus coupler circuit breaker), 버스 연결 차단기(bus tie breaker), SSCB(solid state circuit breaker) 또는 기타 기계적 스위칭 소자 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되진 않는다.
이하에서는 설명의 명료화를 위해서 제1 계통 섹션(1100)를 대표로하여 계통 섹션에 포함된 구성요소에 대하여 설명한다. 즉, 제1 계통 섹션(1100)의 구성요소(110, 130, 150, 400)에 대한 설명은 특별한 언급이 없는 한 다른 제2 계통 섹션(1200)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 계통 섹션(1100)의 개념적인 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 계통 섹션(1100)은 DC 전압을 출력하는 전원부(110); 상기 전원부에서 출력된 DC 전압을 선박 부하에 전달하는 주 배전반(switchboard)(130); 및 추진 모터와 기타 선박 부하를 포함한 부하부(150)를 포함한다. 또한 제1 계통 섹션(1100)은 육상전력 연결장치(400)를 통해 육상 전력 계통과 전기적으로 연결될 수 있다.
전원부(110)는 DC 전압을 출력하는 배터리(111)를 포함할 수도 있다. 전원부(110)는 DC 전압을 출력하여 주배전반(130)에 전송하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 배터리 기반 완전 전기추진을 위해 선박에 구현될 수도 있다.
상기 전원부(110)는 하나 이상의 배터리 팩을 포함할 수도 있다. 상기 배터리 팩의 수는 부하 용량에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 전원부(110)는 대략 900 kWh 내지 1100 kWh (예를 들어, 1017kWh)의 DC 전력량을 출력하기 위해 구성될 수 있다. 이를 위해, 전원부(110)는 9개의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 출력 용량 및 배터리 팩의 개수는 단지 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
또한, 전원부(110)는 배터리(111)와 주배전반(130) 사이의 전기 경로 상에 배치되는 변환 장치(113)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 변환 장치(113)는 전원부(110)의 DC 전압을 수신하여 입력단의 DC 전압과 상이한 DC 전압을 출력하는 DC/DC 변환 장치(113)일 수도 있다.
특정 실시예들에서, DC/DC 변환 장치(113)는 DCP(Distribution Control Panel)를 포함할 수도 있다. 상기 변환 장치(113)는 전기 경로를 연결 또는 차단하는 스위칭 동작을 수행하도록 더 구성된다.
특정 실시예들에서, 변환 장치(113)는 1,500V 이하의 DC 전압을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, DC/DC 변환 장치(113)는 대략 1,000V의 DC 전압으로 변환하도록 구성될 수도 있다. 상기 특정 실시예들의 일부 실시예에서, DC/DC 변환 장치(113)는 대략 900V부터 1100V 사이의 입력 전압을 대략 1,000V의 DC 전압으로 변환하도록 구성될 수도 있다.
주배전반(130)(또는 제1 배전반으로 지칭됨)은 전력 분배 버스를 포함한다. 상기 전력 분배 버스에는 DC 전압이 공급된다.
부하부(150)는 추진 모터(151); 기타 선내 부하를 포함한다. 상기 기타 선내 부하는 1,000V 이하의 AC 전압을 정격 전압으로 갖는 선내 부하이다. 상기 기타 선내 부하는, 예를 들어 690V의 정격 전압, 440V의 정격 전압 또는 220V의 정격 전압을 갖도록 설계될 수도 있다.
부하부(150)는 추진 모터(151)와 주배전반(130) 사이의 전기 경로 상에 배치되는, 추진 모터 드라이브(153)를 포함한다. 상기 추진 모터(151)의 구동 전력은 AC 전력으로 설계된다.
추진 모터 드라이브(153)는 주배전반의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 추진 모터(151)에 변환된 AC 전압을 공급하도록 구성된다. 또한, 추진 모터 드라이브(153)는 추진 모터(151)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, 추진 모터 드라이브(153)는 주배전반(130)의 DC 전압을 AC 전압으로 변환할 시 상기 AC 전압의 주파수를 조절하여 상기 추진 모터의 회전을 제어할 수 있다.
선박 내 주배전반(130)이 DC 배전을 수행하도록 구성되어도, 선내에 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는, 전력 변환 설비가 요구된다. 추진 모터(151)의 구동 전력은 AC 전력이기 때문이다. 상기 추진 모터 드라이브(153)는 육상 전력 계통과 시스템(1000)이 서로 연계되는 것과 관계없이 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)에서 요구되는 전력 변환 기기이다.
육상전력 연결장치(400)의 일 단은 추진 모터 드라이브(153)와 추진 모터(151) 사이의 전기 경로에 전기적으로 연결 가능하고, 육상전력 연결장치(400)의 다른 일 단은 육상 전력원(미도시)으로부터 AC 전력을 수신한다. 육상 전력원은 정박시 선박에 전력을 공급하는 육상에 설치된 전력 공급장치로서 임의의 에너지 저장장치일 수 있다. 또한 육상 전력 계통은 AC 계통일 수 있다.
일 실시예에서, 육상전력 연결장치(400)의 일 단은 추진 모터 드라이브(153)와 추진 모터(151) 사이의 전기 경로에 직접 연결된다. 상기 육상전력 연결장치(400)는 스위칭 소자 또는 육상 전력 계통과 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)을 전기적으로 연결하는 케이블일 수도 있다.
선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 육상전력 연결장치(400)를 통해 선박이 정박하는 동안 육상 전력 계통의 AC 전력을 수신하게 된다. 선박 정박 시에 추진 모터(151)는 오프(off)되며, 육상 전력 계통의 AC 전력은 주배전반(130)으로 전송되어, 결국 육상 전력 계통의 AC 전력이 주배전반(130)의 다른 선내 부하 및/또는 배터리(111)로 공급된다.
이를 위해, 추진 모터 드라이브(153)는 상기 주배전반(130)의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 추진 모터(151)로 출력하거나, 또는 육상 전력 계통으로부터 수신한 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 주배전반(130)으로 출력하는, 양방향 DC/AC 변환 장치로 더 구성된다.
일 실시예에서, 추진 모터 드라이브(153)는 주배전반(130)으로부터 수신한 DC 전압 보다 낮은 전압으로 AC 전압을 출력하도록 구성된다. 여기서, AC 전압은 추진 모터(151)의 정격 전압에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 추진 모터 드라이브(153)는 750V 내지 1,000V의 DC 전압을 대략 400V 내지 600V, 예를 들어 500V로 감압하여 출력할 수도 있다.
또한, 추진 모터 드라이브(153)는 육상전력 연결장치(400)를 통해 수신한 육상 전력 계통의 AC 전압 보다 높은 전압으로 DC 전압을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 추진 모터 드라이브(153)는 200V 내지 700V(예컨대, 대략 220V, 440V 또는 690V)의 AC 전압을 750 V이상 1,500V 이하, 예컨대 대략 1,000V 전압으로 승압하여 주배전반(130)으로 출력할 수도 있다.
또한, 부하부(150)는 고조파 필터(155)를 포함한다. 상기 고조파 필터(155)는 추진 모터 드라이브(153)와 추진 모터(151) 사이의 전기 경로 상에 배치된다.
일 실시예에서, 고조파 필터(155)는 추진 모터 드라이브(153)와 육상전력 연결장치(400) 사이의 전기 경로 상에 배치된다. 고조파 필터(155)는 추진 모터 드라이브(153)에 의해 발생하는 고조파 성분 중 적어도 일부를 제거하도록 구성된다. 고조파 필터(155)는 추진 모터 드라이브 출력 필터로 동작하며, 필터링된 AC 전압이 육상전력에 연계된다.
상기 고조파 필터(155)는 육상 전력을 선박에 연계 시 드라이브에서 발생하는 고조파를 제거하기 위해 사용된다. 상기 고조파 필터(155)로 인해, 선박과 육상 전력의 연계에 문제가 발생하지 않는다. 만약, 고조파 필터를 미설치할 경우 추진 모터 드라이브(153)에 의해 발생한 고조파가 육상 전력에 영향을 주게 되며 그 정도가 심할 경우 육상전력과의 접속이 불가할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 고조파 필터(155)는 특정 산업 기준(예컨대, IEEE Std 519-2014)의 고조파 규정을 충족하도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, 고조파 필터(155)는 1kV 이하에서 개별고조파 5% 이내, THD 8% 이내의 조건을 만족하는 전기신호를 출력하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 상기 고조파 필터(155)는 주배전반(130)에 연관된 추진 모터 드라이브(153)에 대한 수동 필터링(passive filtering)을 제공하는 AC 전압 라인 필터 커패시터(AC voltage line filter capacitor)를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 고조파 필터(155)는 인덕터를 더 포함할 수도 있다.
또한, 부하부(150)는 추진 모터 드라이브(153)와 주배전반(130) 사이의 전기 경로 상에 배치된 회로 차단기(152)를 포함할 수도 있다. 상기 회로 차단기(152)는, 예를 들어 퓨즈와 저항기(resistor)를 포함한 연결 박스(connection box) 및/또는 퓨즈와 아이솔레이터를 포함할 수도 있다.
또한, 부하부(150)는 주배전반(130)과 상이한 배전반(170)을 더 포함할 수도 있다. 상기 배전반(170)은 주배전반(130)의 전압 보다 낮은 전압의 AC 전압을 배전하도록 구성된다. 상기 배전반(170)은 기타 선내 부하 중 적어도 일부와 연결된다. 즉, 상기 배전반(170)은 기타 선내 부하 중 적어도 일부 부하의 정격 AC 전압(예컨대, 690V, 또는 440V)으로 배전을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 배전반(170)은 AC 버스를 포함한다.
또한, 부하부(150)는 전력 변환 장치(173), 및/또는 변압기(177)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 전력 변환 장치(173)는 주배전반(130)의 DC 전압을 AC 전압으로 변환한다. 여기서, 전력 변환 장치(173)는 AC 전압의 주파수가 고정 주파수인, 고정 컨버터(static converter)일 수 있다. 변압기(177)는 입력 전압 보다 낮은 전압을 출력하는, 감압 변압기일 수 있다.
또한, 부하부(150)는 전력 변환 장치(173)와 주배전반(130) 사이의 전기 경로 상에 배치된 회로 차단기(172)를 포함할 수도 있다.
또한, 전력 변환 장치(173)와 변압기(177) 사이에 고조파 필터(175)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고조파 필터(175)는 전력 변환 장치(173)에서 출력되는 AC 전압의 고조파 성분 중 적어도 일부를 제거할 수 있다.
이와 같이 육상전력 연결장치(400)의 일 단이 고조파 필터(155)와 추진 모터(151) 사이의 임의의 지점에 전기적으로 직접 연결되면, 선박 정박 시 육상 전력 그리드의 AC 전압이 고조파 필터(155)를 통해 양방향 추진 모터 드라이브(153)로 입력된다. 그러면, DC 전압으로 변환되어 주배전반(130)으로 출력되고, 결국 육상 전력 계통의 전력이 기타 선내 부하 및/또는 배터리(111)로 공급된다. 예를 들어, 선박 정착 시 육상 전력 계통의 전력에 의해 배터리(111)가 충전된다. 이러한 육상 전력 계통으로부터의 배전 경로 도중에, 상기 고조파 필터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전압은 유지되고, 상기 고조파 필터와 상기 육상전력 연결장치 사이의 전압은 유지된다. 여기서, 전압의 유지는 전력 기기 사이의 연결선 사이의 배전 손실에 따른 전압 강하는 제외한, 실질적인 전압 강하가 발생하지 않는 것을 의미한다.
육상 전력 계통의 연계와 관계 없이 요구되는 추진 모터 드라이브(153)를 통해 육상 전력 계통의 AC 전압이 DC 전압으로 변환되므로, 육상 전력 계통과 연계를 할 경우 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 육상 AC 전압을 DC 전압으로 변환하기 위한 추가적인 전력 변환 설비가 요구되지 않는다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 계통 섹션(1200)의 개념적인 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 계통 섹션(1200)의 구조 및/또는 내부 구성요소(251, 252, 253, 255, 270, 272, 273, 275, 277)는 제1 계통 섹션(1100)의 구조 및/또는 내부 구성요소(151, 152, 153, 155, 170, 172, 173, 175, 177)와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.
특정 실시예들에서, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 배전반(170)과 배전반(270) 사이에 배치되는, 버스 타이 회로 차단기(20)를 더 포함할 수도 있다.
육상전력 연결장치(400)는 제2 계통 섹션(1200)에 직접 연결될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 육상전력 연결장치(400)는 고조파 필터(255)와 추진 모터(251) 사이의 연결 지점에 직접 연결될 수도 있다.
특정 실시예들에서, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 다수의 육상전력 연결장치(400)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 선박용 DC기반 전력 공급 시스템(1000)은 제1 계통 섹션(1100)과 직접 연결되는 육상전력 연결장치(400A) 및 제2 계통 섹션(1200)과 직접 연결되는 육상전력 연결장치(400B)를 포함할 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1000: 선박용 DC기반 전력 공급 시스템
1100: 제1 전력 계통
1200: 제2 전력 계통
110, 210: 발전부
130, 230: 주배전반
150, 250: 부하부
400: 육상전력 연결장치

Claims (8)

  1. 육상 전력 연계가 가능한 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템에 있어서,
    DC 전압을 출력하는 전원부;
    상기 전원부에서 출력된 DC 전압을 선박 부하에 전달하는 제1 배전반(switchboard);
    추진 모터와 상기 추진 모터를 제어하는 추진 모터 드라이브를 포함한 부하부; 및
    상기 추진 모터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전기 경로 상에 배치된, 육상 전력 계통과 연결 가능한 육상전력 연결장치;를 포함하되,
    상기 추진 모터 드라이브는 상기 제1 배전반의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 추진 모터로 출력하거나, 또는 상기 육상 전력 계통으로부터 수신한 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 배전반으로 출력하는, 양방향 DC/AC 변환 동작을 수행하도록 더 구성되고,
    상기 부하부는 상기 추진 모터 드라이브의 AC 전압의 고조파 성분을 적어도 일부 제거하는 고조파 필터를 더 포함하며,
    상기 추진 모터 드라이브의 고조파 성분이 육상 전력에 주는 영향을 감소시키기 위해 상기 육상전력 연결장치의 일 단은 상기 고조파 필터와 상기 추진 모터 사이의 전기 경로 상에 연결되는 것을 특징으로 하는 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원부는,
    AC 전압을 출력하는 전원; 및
    상기 전원의 AC 전압과 상이한 DC 전압을 제1 배전반으로 출력하는 AC/DC 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    DC 전압을 출력하는 전원; 및
    상기 전원의 DC 전압과 상이한 DC 전압을 제1 배전반으로 출력하는 DC/DC 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고조파 필터와 상기 추진 모터 드라이브 사이의 전압은 유지되고,
    상기 고조파 필터와 상기 육상전력 연결장치 사이의 전압은 유지되는 것을 특징으로 하는 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 육상 전력 계통의 AC 전압으로부터 변환된 DC 전압이 상기 추진 모터와 상이한 선내 부하 또는 상기 전원부로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박용 DC 기반 전력 공급 시스템.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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