KR20210059304A - 선박 및 상기 선박의 전력망을 테스트하는 장치 - Google Patents

선박 및 상기 선박의 전력망을 테스트하는 장치 Download PDF

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KR20210059304A
KR20210059304A KR1020190146584A KR20190146584A KR20210059304A KR 20210059304 A KR20210059304 A KR 20210059304A KR 1020190146584 A KR1020190146584 A KR 1020190146584A KR 20190146584 A KR20190146584 A KR 20190146584A KR 20210059304 A KR20210059304 A KR 20210059304A
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Abstract

선박 및 상기 선박의 전력망을 테스트하는 장치를 제공한다. 선박은 선체와, 상기 선체에 구비된 전력망과, 상기 전력망에 연결되어 전력을 저장하거나 공급하는 에너지 저장부와, 상기 전력망에 연결된 선내 부하 및 발전기의 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 전력 관리부와, 상기 선내 부하의 동작에 따라 상기 에너지 저장부의 충전 또는 방전을 제어하는 에너지 관리부, 및 상기 전력망에 대응하는 가상 전력망을 이용하여 상기 에너지 관리부에 의한 상기 에너지 저장부의 제어를 테스트하는 테스트 장치를 포함한다.

Description

선박 및 상기 선박의 전력망을 테스트하는 장치{Ship and apparatus for testing electrical grid of the same}
본 발명은 선박 및 상기 선박의 전력망을 테스트하는 장치에 관한 것이다.
발전기에 의하여 생산된 전력 중 소비되지 않은 잉여 전력을 저장하고, 부하에 의한 부족 전력을 보충하는 장치를 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)이라 한다. 잉여 전력 저장 및 부족 전력 보충을 위하여 에너지 저장 시스템은 에너지 송수신 수단 및 에너지 저장 수단을 구비할 수 있다.
부하의 이용 현황에 따라 전력을 에너지 저장 시스템은 전력을 저장하거나 방출할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0065268호 (2017.06.13)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리를 구비한 선박을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선박에 구비된 전력망을 테스트하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 선박의 일 면(aspect)은 선체와, 상기 선체에 구비된 전력망과, 상기 전력망에 연결되어 전력을 저장하거나 공급하는 에너지 저장부와, 상기 전력망에 연결된 선내 부하 및 발전기의 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 전력 관리부와, 상기 선내 부하의 동작에 따라 상기 에너지 저장부의 충전 또는 방전을 제어하는 에너지 관리부, 및 상기 전력망에 대응하는 가상 전력망을 이용하여 상기 에너지 관리부에 의한 상기 에너지 저장부의 제어를 테스트하는 테스트 장치를 포함한다.
상기 에너지 저장부는 복수 개가 구비되고, 상기 테스트 장치는 상기 복수의 에너지 저장부 중 테스트 대상인 에너지 저장부의 동작 결과를 상기 가상 전력망에 적용하여 상기 에너지 관리부를 테스트한다.
상기 테스트 대상인 에너지 저장부의 동작 결과는 상기 테스트 대상인 에너지 저장부의 방전 전류값 또는 충전 전류값을 포함한다.
상기 테스트 장치는 상기 복수의 에너지 저장부 중 상기 테스트 대상인 에너지 저장부로 상기 에너지 관리부의 제어 명령이 전달되고, 나머지 에너지 저장부로는 상기 에너지 관리부의 제어 명령이 전달되지 않도록 한다.
상기 테스트 장치는 상기 전력망의 전력 정보 또는 상기 가상 전력망의 전력 정보가 선택적으로 상기 에너지 관리부로 전달되도록 정보 전달 경로를 스위칭하는 정보 선택 스위치를 포함한다.
본 발명의 테스트 장치의 일 면(aspect)은 선박의 전력망에 대응하여 가상으로 생성된 가상 전력망과, 상기 전력망에 포함된 에너지 저장부의 동작 결과를 수신하고, 상기 에너지 저장부를 관리하는 에너지 관리부로 상기 가상 전력망의 전력 정보를 송신하는 인터페이스부와, 상기 에너지 저장부의 동작 결과가 적용된 상기 가상 전력망의 전력 정보를 산출하는 전력망 분석부, 및 상기 산출된 전력 정보를 참조하여 상기 에너지 관리부에 의한 상기 에너지 저장부의 제어를 테스트하는 제어부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 테스트 장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 장치가 에너지 관리부에 연결된 것을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 테스트 장치의 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 선박(10)은 선체(20), 전력망(100), 발전기(210, 220), 선내 부하(310, 320), 에너지 저장부(410, 420), 전력 관리부(500), 에너지 관리부(600) 및 테스트 장치(800)를 포함하여 구성된다.
전력망(100)은 선체(20)에 구비되고, 제1 모선(110) 및 제2 모선(120)을 포함할 수 있다. 전력망(100)은 선내에 구비된 각종 전력 설비에 연결되어 전력 설비간 전력 교환을 수행할 수 있다. 제1 모선(110) 및 제2 모선(120)별로 각종 전력 설비에 연결될 수 있다.
제1 모선(110) 및 제2 모선(120)은 선박(10)의 이중화 운용을 위하여 구비된 것일 수 있다. 예를 들어, 평상 시에는 제1 모선(110)의 전력 설비만이 동작하고, 제1 모선(110)의 전력 설비의 동작이 중단된 경우 제2 모선(120)의 전력 설비가 동작을 개시할 수 있는 것이다. 또는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 제1 모선(110) 및 제2 모선(120)의 전력 설비가 동시에 동작할 수도 있다.
제1 모선(110) 및 제2 모선(120)의 사이에는 버스 타이(bus tie)(130)가 구비될 수 있다. 버스 타이(130)는 제1 모선(110)과 제2 모선(120) 간의 선로를 연결하거나 차단할 수 있다. 버스 타이(130)가 선로를 연결한 경우 제1 모선(110)의 전력이 제2 모선(120)으로 전달되거나 제2 모선(120)의 전력이 제1 모선(110)으로 전달될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 전력망(100)은 교류 전력망일 수 있다. 이에, 발전기(210, 220)에서 생산된 전력은 직접적으로 전력망(100)으로 공급되고, 전력망(100)의 교류 전력은 AC/DC 컨버터 및 DC/AC 인버터와 같은 전력 변환기(710, 720)에 의해 변환되어 전력 설비로 분배될 수 있다. 그러나, 본 발명의 전력망(100)은 교류 전력망에 한정되지 않고 직류 전력망일 수도 있다. 이러한 경우 전력 변환기(710, 720)가 적절히 배치될 수 있다. 이하, 전력망(100)이 교류 전력망인 것을 위주로 설명하기로 한다.
발전기(210, 220)는 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 발전기(210, 220)는 200kW 이상의 대용량 전력을 생산하는 디젤 발전기일 수 있다. 복수의 발전기(210, 220)가 전력망(100)에 병렬로 연결되어 생산된 전력을 전력망(100)에 공급할 수 있다.
선내 부하(310, 320)는 전력망(100)으로부터 공급된 전력을 이용하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 선내 부하(310, 320)는 추진력을 발생시키는 추진기, 화물 탱크의 온도를 조절하는 온도 조절기, 증발 가스를 압축시키는 압축기 또는 압축된 증발 가스를 액화시키는 재액화기일 수 있다. 또는, 연료공급용 펌프, 블로워, 비상용 제어 장비, 비상용 전등, 배수설비용 펌프, GPS 수신기, 레이더 장치, 무선설비, 선박 위치발신장치 등이 선내 부하(310, 320)에 포함될 수 있으며, 후술하는 전력 관리부(500), 에너지 관리부(600) 및 테스트 장치(800)가 선내 부하(310, 320)에 포함될 수도 있다.
에너지 저장부(410, 420)는 전력망(100)에 연결되어 전력을 저장하거나 공급할 수 있다. 구체적으로, 에너지 저장부(410, 420)는 발전기(210, 220)에 의하여 생산된 전력을 저장하거나, 저장된 전력을 전력망(100)을 통해 선내 부하(310, 320)에 공급할 수 있다.
기본적으로, 제1 모선(110)에 구비된 제1 에너지 저장부(410)는 제1 모선(110)의 발전기(210)로부터 전력을 공급받고, 제1 모선(110)에 연결된 선내 부하(310)에 전력을 공급할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 모선(120)에 구비된 제2 에너지 저장부(420)는 제2 모선(120)의 발전기(220)로부터 전력을 공급받고, 제2 모선(120)에 연결된 선내 부하(320)에 전력을 공급할 수 있다. 그러나, 버스 타이(130)가 제1 모선(110) 및 제2 모선(120)을 연결하는 경우 제1 에너지 저장부(410)는 제2 모선(120)의 발전기(220)로부터 전력을 공급받고, 제2 모선(120)의 선내 부하(320)에 전력을 공급할 수 있다. 이와 마찬가지로, 버스 타이(130)가 제1 모선(110) 및 제2 모선(120)을 연결하는 경우 제2 에너지 저장부(420)는 제1 모선(110)의 발전기(210)로부터 전력을 공급받고, 제1 모선(110)의 선내 부하(310)에 전력을 공급할 수 있다.
에너지 저장부(410, 420)는 배터리(411, 421) 및 컨버터(412, 422)를 포함할 수 있다. 배터리(411, 421)는 전력을 충전하거나 방전하고, 컨버터(412, 422)는 배터리(411, 421)의 전력을 변환할 수 있다. 이하, 에너지 저장부(410, 420)에 구비된 컨버터(412, 422)를 전력 컨버터라 한다.
배터리(411, 421)는 직류 전력을 충전하거나 방전할 수 있다. 전력 컨버터(412, 422)는 전력망(100)으로부터 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(411, 421)로 전달하거나, 배터리(411, 421)로부터 직류 전력을 수신하여 전력망(100)으로 공급할 수 있다.
본 발명의 에너지 저장부(410, 420)는 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
전력 관리부(500)는 전력망(100)에 연결된 선내 부하(310, 320) 및 발전기(210, 220)의 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 전력 관리부(500)는 선내 부하(310, 320)의 전력 소비 상태를 확인하고, 그 결과에 따라 발전기(210, 220)로 하여금 전력을 생산하도록 하거나 전력 생산을 중단하도록 할 수 있다.
전력망(100)에는 복수의 발전기(210, 220)가 연결될 수 있다. 전력 관리부(500)는 일부 발전기만이 동작하도록 하고 나머지 발전기는 동작하지 않도록 할 수 있다. 또한, 전력 관리부(500)는 발전기(210, 220)별로 부하율을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 전력 관리부(500)는 특정 발전기로 하여금 20%의 부하율로 발전하도록 하고, 다른 발전기로 하여금 80%의 부하율로 발전하도록 할 수 있다. 여기서, 부하율은 발전기의 최대 전력 생산량 중 현재 생산되고 있는 전력 생산량의 비율을 나타낸다.
전력 관리부(500)는 각 발전기(210, 220)의 전력 생산량을 제어함에 있어서 다른 발전기의 전력 생산량을 참조할 수도 있다.
에너지 관리부(600)는 전력 관리부(500)의 모니터링 정보에 따라 에너지 저장부(410, 420)를 제어하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 에너지 관리부(600)는 발전기(210, 220)의 부하율이 80%이거나 80%가 포함된 일정 범위에 포함되도록 에너지 저장부(410, 420)가 충전 또는 방전하도록 할 수 있다. 여기서, 부하율의 특정 값 또는 특정 범위는 발전기(210, 220)의 최대 동작 효율을 나타내는 부하율(이하, 최대 부하율이라 한다)일 수 있다. 발전기(210, 220)는 연료를 소비하여 전력을 생산하는데, 최대 부하율로 동작할 때 발전기(210, 220)에 의해 소비되는 연료량 대비 생산되는 전력량은 최대일 수 있는 것이다.
선내 부하(310, 320)에 의해 소비되는 전력량이 변하더라도 에너지 저장부(410, 420)의 충전 및 방전 동작에 의해 발전기(210, 220)의 부하율이 일정하게 유지될 수 있다. 특히, 발전기(210, 220)의 부하율이 최대 부하율로 유지될 수 있다.
테스트 장치(800)는 선박(10)에 구비된 전력망(100)을 테스트하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 테스트 장치(800)는 전력망(100)에 대응하는 가상 전력망을 이용하여 에너지 관리부(600)에 의한 에너지 저장부(410, 420)의 제어를 테스트할 수 있다. 선박(10)은 복수의 에너지 저장부(410, 420)를 구비할 수 있다. 도 1은 2개의 에너지 저장부(410, 420)를 도시하고 있으나, 3개 이상의 에너지 저장부가 선박(10)에 구비될 수 있으며, 모선별로 하나 이상의 에너지 저장부가 구비될 수도 있다. 이하, 2개의 에너지 저장부(410, 420)가 선박(10)에 구비된 것을 위주로 설명하기로 한다.
에너지 관리부(600)에 의한 에너지 저장부(410, 420)의 제어를 테스트하기 위해서는 복수의 에너지 저장부(410, 420)의 동작을 필요로 한다. 예를 들어, 테스트 대상인 에너지 저장부(이하, 테스트 에너지 저장부라 한다)는 방전 동작을 수행하고, 나머지 에너지 저장부는 충전 동작을 수행하여야 하는 것이다. 이러한 경우 테스트 에너지 저장부뿐만 아니라 나머지 에너지 저장부의 동작이 전력망(100)에 반영되어 에너지 관리부(600)에 의한 특정 에너지 저장부의 제어가 올바르게 테스트될 수 없다.
본 발명의 실시예에 따른 테스트 장치(800)는 테스트 에너지 저장부의 동작 결과를 가상 전력망에 적용하여 에너지 관리부(600)를 테스트할 수 있다. 테스트 대상이 아닌 에너지 저장부(이하, 비테스트 에너지 저장부라 한다)의 동작 결과는 가상 전력망에 적용되지 않는 것이다. 이에, 에너지 관리부(600)에 의한 특정 에너지 저장부의 제어가 올바르게 테스트될 수 있다.
테스트 에너지 저장부의 동작 결과는 테스트 에너지 저장부의 방전 전류값 또는 충전 전류값일 수 있다. 테스트 에너지 저장부의 방전 제어를 테스트하는 경우 테스트 장치(800)는 방전 전류값을 입력받고, 테스트 에너지 저장부의 충전 제어를 테스트하는 경우 테스트 장치(800)는 충전 전류값을 입력 받을 수 있다. 에너지 저장부(410, 420)의 전류는 전류계(910, 920)에 의하여 측정될 수 있다. 전류계(910, 920)는 에너지 저장부(410, 420)와 전력망(100) 간의 전력선에 흐르는 전류를 측정하여 테스트 장치(800)로 송신할 수 있다.
테스트 에너지 저장부와 비테스트 에너지 저장부는 반대 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 테스트 에너지 저장부가 방전 동작을 수행하는 경우 비테스트 에너지 저장부는 충전 동작을 수행하고, 테스트 에너지 저장부가 충전 동작을 수행하는 경우 비테스트 에너지 저장부는 방전 동작을 수행할 수 있다. 방전 동작을 수행하는 에너지 저장부의 방전 전력이 충전 동작을 수행하는 에너지 저장부로 입력되는 것이다. 테스트 에너지 저장부와 비테스트 에너지 저장부가 서로 다른 모선에 구비된 경우 버스 타이가 제1 모선 및 제2 모선을 연결할 수도 있다.
실제로는 비테스트 에너지 저장부의 동작 결과가 전력망(100)에 반영되지만 가상 전력망에는 테스트 에너지 저장부의 동작 결과만이 반영되기 때문에 에너지 관리부(600)에 의한 테스트 에너지 저장부의 제어가 테스트될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 통하여 테스트 장치(800)의 세부 구성 및 동작에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 테스트 장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 테스트 장치(800)는 인터페이스부(810), 가상 전력망(820), 전력망 분석부(830) 및 제어부(840)를 포함하여 구성된다.
인터페이스부(810)는 에너지 저장부(410, 420)의 동작 결과를 수신하고, 에너지 관리부(600)로 가상 전력망(820)의 전력 정보를 송신하는 역할을 수행한다. 인터페이스부(810)는 복수의 에너지 저장부(410, 420) 중 테스트 에너지 저장부의 동작 결과만을 수신할 수 있다. 이를 위하여, 테스트 장치(800)에는 결과 선택 스위치(750)가 구비될 수 있다.
결과 선택 스위치(750)는 복수의 에너지 저장부(410, 420) 중 테스트 에너지 저장부의 동작 결과가 인터페이스부(810)로 전달되도록 결과 전달 경로를 스위칭할 수 있다. 결과 선택 스위치(750)에는 제1 저장부 전력선(851)과 제2 저장부 전력선(852)이 입력될 수 있다. 제1 저장부 전력선(851)은 제1 에너지 저장부(410)로 이어지는 전력선이고, 제2 저장부 전력선(852)은 제2 에너지 저장부(420)로 이어지는 전력선을 나타낸다. 결과 선택 스위치(750)는 제1 저장부 전력선(851)과 인터페이스부(810)를 연결하거나 제2 저장부 전력선(852)과 인터페이스부(810)를 연결할 수 있다.
제1 저장부 전력선(851)과 인터페이스부(810)가 연결된 경우 제1 에너지 저장부(410)의 동작 결과가 인터페이스부(810)로 전달되고, 제2 저장부 전력선(852)과 인터페이스부(810)가 연결된 경우 제2 에너지 저장부(420)의 동작 결과가 인터페이스부(810)로 전달될 수 있다.
테스트 장치(800)는 정보 선택 스위치(760)를 구비할 수 있다. 정보 선택 스위치(760)는 전력망(100)의 전력 정보 또는 가상 전력망(820)의 전력 정보가 선택적으로 에너지 관리부(600)로 전달되도록 정보 전달 경로를 스위칭하는 역할을 수행한다.
정보 선택 스위치(760)에는 전력망 신호선(861)과 가상 전력망 신호선(862)이 입력될 수 있다. 전력망 신호선(861)은 전력망(100)으로 이어지는 신호선이고, 가상 전력망 신호선(862)은 가상 전력망(820)으로 이어지는 신호선을 나타낸다. 정보 선택 스위치(760)는 전력망 신호선(861)과 에너지 관리부(600)를 연결하거나 가상 전력망 신호선(862)과 에너지 관리부(600)를 연결할 수 있다.
전력망 신호선(861)과 에너지 관리부(600)가 연결된 경우 전력망(100)의 전력 정보가 에너지 관리부(600)로 전달되고, 가상 전력망 신호선(862)과 에너지 관리부(600)가 연결된 경우 가상 전력망(820)의 전력 정보가 에너지 관리부(600)로 전달될 수 있다.
가상 전력망(820)의 전력 정보는 인터페이스부(810)를 통하여 출력된 것일 수 있다. 전력 정보는 전력 사용 정보 및 전력 공급 정보를 포함할 수 있다. 전력 사용 정보는 전력망(100) 또는 가상 전력망(820)에서 소비된 전력의 양 또는 패턴을 포함하고, 전력 공급 정보는 전력망(100) 또는 가상 전력망(820)으로 공급된 전력의 양 또는 패턴을 포함할 수 있다.
가상 전력망(820)은 전력망(100)에 대응하여 생성된 가상의 전력망으로서, 가상 전력망(820)에는 전력망(100)에 연결된 선내 부하(310, 320) 및 발전기(210, 220) 및 에너지 저장부(410, 420)에 대응하는 가상 부하(미도시), 가상 발전기(미도시) 및 가상 에너지 저장부(미도시)가 포함될 수 있다. 가상 부하는 가상 발전기 또는 가상 에너지 저장부로부터 공급되는 가상 전력으로 동작할 수 있다. 가상 발전기는 가상 전력을 생산할 수 있다. 가상 에너지 저장부는 가상 부하로 가상 전력을 공급하거나 가상 발전기로부터 전력을 공급받아 충전할 수 있다. 가상 에너지 저장부의 동작은 인터페이스부(810)를 통하여 수신되는 에너지 저장부(410, 420)의 동작 결과에 따라 수행될 수 있다.
가상 전력망(820)으로는 테스트 에너지 저장부의 동작 결과만이 입력될 수 있다. 이를 위하여, 테스트 장치(800)에는 가상 전력망(820)으로 동작 결과의 입력을 결정하는 결과 전달 스위치(871, 872)가 구비될 수 있다.
결과 전달 스위치(871, 872)는 에너지 저장부(410, 420)에 대응하여 구비될 수 있다. 에너지 저장부(410, 420)가 2개임에 따라 결과 전달 스위치(871, 872)는 제1 결과 전달 스위치(871) 및 제2 결과 전달 스위치(872)를 포함할 수 있다. 제1 결과 전달 스위치(871)는 가상 전력망(820)의 제1 가상 전력선(821)에 연결되고, 제2 결과 전달 스위치(872)는 가상 전력망(820)의 제2 가상 전력선(822)에 연결될 수 있다. 제1 가상 전력선(821)은 제1 가상 에너지 저장부(미도시)에 연결되고, 제2 가상 전력선(822)은 제2 가상 에너지 저장부(미도시)에 연결된 것으로 이해될 수 있다. 제1 가상 에너지 저장부는 제1 에너지 저장부(410)에 대응하는 가상 에너지 저장부를 나타내고, 제2 가상 에너지 저장부는 제2 에너지 저장부(420)에 대응하는 가상 에너지 저장부를 나타낸다.
가상 에너지 저장부의 동작은 결과 전달 스위치(871, 872)에 의해 결정될 수 있다. 제1 결과 전달 스위치(871)가 닫힌 경우 제1 가상 에너지 저장부는 제1 에너지 저장부(410)와 동일한 동작을 수행하고, 제1 결과 전달 스위치(871)가 열린 경우 제1 가상 에너지 저장부는 가상 동작을 수행할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 결과 전달 스위치(872)가 닫힌 경우 제2 가상 에너지 저장부는 제2 에너지 저장부(420)와 동일한 동작을 수행하고, 제2 결과 전달 스위치(872)가 열린 경우 제2 가상 에너지 저장부는 가상 동작을 수행할 수 있다.
전력망 분석부(830)는 에너지 저장부의 동작 결과가 적용된 가상 전력망(820)의 전력 정보를 산출하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 전력망 분석부(830)는 가상 전력망(820)에 포함된 가상 부하, 가상 발전기 및 가상 에너지 저장부의 동작을 분석하여 가상 전력망(820)의 전력 정보를 산출할 수 있다. 산출된 전력 정보는 인터페이스부(810)를 통해 에너지 관리부(600)로 전달될 수 있다.
제어부(840)는 전력망 분석부(830)에 의하여 산출된 전력 정보를 참조하여 에너지 관리부(600)에 의한 에너지 저장부의 제어를 테스트할 수 있다. 즉, 제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있는 것이다. 예를 들어, 제어부(840)는 산출된 전력 정보가 사전에 설정된 임계 범위에 포함된 경우 에너지 관리부(600)가 정상 동작하는 것으로 판단하고, 산출된 전력 정보가 사전에 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우 에너지 관리부(600)가 오동작하는 것으로 판단할 수 있다. 제어부(840)의 판단 결과는 별도의 출력 수단(미도시)을 통해 출력될 수 있다.
제어부(840)는 결과 선택 스위치(750), 정보 선택 스위치(760) 및 결과 전달 스위치(871, 872)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(840)는 테스트 장치(800)의 동작 여부 및 테스트 에너지 저장부의 동작 결과를 참조하여 결과 선택 스위치(750), 정보 선택 스위치(760) 및 결과 전달 스위치(871, 872)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(840)는 인터페이스부(810), 가상 전력망(820) 및 전력망 분석부(830)에 대한 전반적인 제어를 수행한다.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 장치가 에너지 관리부에 연결된 것을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 테스트 장치(800)는 정보 선택 스위치(760)를 통하여 에너지 관리부(600)에 연결될 수 있다.
에너지 관리부(600)는 전력망(100)의 전력 정보 또는 가상 전력망(820)의 전력 정보를 수신할 수 있다. 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되지 않는 경우 정보 선택 스위치(760)는 전력망(100)의 전력 정보가 에너지 관리부(600)로 전달되도록 경로를 조절할 수 있다. 한편, 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되는 경우 정보 선택 스위치(760)는 가상 전력망(820)의 전력 정보가 에너지 관리부(600)로 전달되도록 경로를 조절할 수 있다.
에너지 관리부(600)는 수신된 전력 정보에 따라 에너지 저장부(410, 420)를 제어할 수 있다. 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되지 않는 경우 에너지 관리부(600)의 제어 명령은 제1 에너지 저장부(410) 및 제2 에너지 저장부(420)로 전달될 수 있다. 한편, 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되는 경우 에너지 관리부(600)의 제어 명령은 제1 에너지 저장부(410) 및 제2 에너지 저장부(420) 중 하나로 전달될 수 있다. 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되는 경우 제어 명령은 테스트 에너지 저장부인 하나의 에너지 저장부로만 전달될 수 있다.
선택적인 제어 명령의 전달을 위하여 각 에너지 저장부(410, 420)별로 명령 전달 스위치(881, 882)가 구비될 수 있다. 명령 전달 스위치(881, 882)는 제1 명령 전달 스위치(881) 및 제2 명령 전달 스위치(882)를 포함할 수 있다. 제1 명령 전달 스위치(881)는 제1 에너지 저장부(410)에 연결되고, 제2 명령 전달 스위치(882)는 제2 에너지 저장부(420)에 연결될 수 있다. 명령 전달 스위치(881, 882)의 동작에 따라 각 에너지 저장부(410, 420)로 에너지 관리부(600)의 제어 명령이 전달되거나 전달 방지될 수 있다.
명령 전달 스위치(881, 882)의 동작은 제어부(840)에 의해 결정될 수 있다. 제어부(840)는 에너지 관리부(600)에 대한 테스트 여부에 따라 명령 전달 스위치(881, 882)의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라, 테스트 장치(800)는 복수의 에너지 저장부(410, 420) 중 테스트 대상인 에너지 저장부로 에너지 관리부(600)의 제어 명령이 전달되고, 나머지 에너지 저장부로는 에너지 관리부(600)의 제어 명령이 전달되지 않도록 명령 전달 스위치(881, 882)를 제어할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 테스트 장치의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되지 않는 경우 에너지 관리부(600)는 제1 에너지 저장부(410) 및 제2 에너지 저장부(420)를 제어할 수 있다.
에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되지 않는 경우 제어부(840)는 정보 선택 스위치(760) 및 명령 전달 스위치(881, 882)를 제어할 수 있다.
제어부(840)는 전력망(100)의 전력 정보(RG)가 에너지 관리부(600)로 전달되도록 정보 선택 스위치(760)를 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 정보 선택 스위치(760)는 전력망(100)으로 이어지는 전력망 신호선(861)과 에너지 관리부(600)를 연결할 수 있다.
제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 제어 명령(BC1, BC2)이 제1 에너지 저장부(410) 및 제2 에너지 저장부(420)로 전달되도록 제1 명령 전달 스위치(881) 및 제2 명령 전달 스위치(882)를 닫힘 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 제1 명령 전달 스위치(881)는 에너지 관리부(600)와 제1 에너지 저장부(410)를 연결하고, 제2 명령 전달 스위치(882)는 에너지 관리부(600)와 제2 에너지 저장부(420)를 연결할 수 있다.
에너지 관리부(600)는 전력망(100)으로부터 수신된 전력 정보(RG)에 따라 제1 에너지 저장부(410) 및 제2 에너지 저장부(420)로 제어 명령(BC1, BC2)을 송신할 수 있다. 제어 명령(BC1, BC2)은 방전 명령이거나 충전 명령일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되는 경우 에너지 관리부(600)는 테스트 에너지 저장부를 제어할 수 있다. 도 5 및 도 6은 제1 에너지 저장부(410)가 테스트 에너지 저장부인 것을 도시하고 있다.
에너지 관리부(600)에 대한 테스트가 수행되는 경우 제어부(840)는 결과 선택 스위치(750), 결과 전달 스위치(871, 872), 정보 선택 스위치(760) 및 명령 전달 스위치(881, 882)를 제어할 수 있다.
제어부(840)는 제1 에너지 저장부(410)의 동작 결과(DA, CA)가 인터페이스부(810)로 입력되도록 결과 선택 스위치(750)를 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 결과 선택 스위치(750)는 제1 저장부 전력선(851)과 인터페이스부(810)를 연결할 수 있다.
제어부(840)는 제1 에너지 저장부(410)의 동작 결과(DA, CA)가 가상 전력망(820)으로 입력되도록 결과 전달 스위치(871, 872)를 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 제1 결과 전달 스위치(871)는 닫히고, 제2 결과 전달 스위치(872)는 열릴 수 있다. 제1 결과 전달 스위치(871)는 인터페이스부(810)와 제1 가상 전력선(821)을 연결할 수 있다.
제어부(840)는 가상 전력망(820)의 전력 정보(VG)가 에너지 관리부(600)로 전달되도록 정보 선택 스위치(760)를 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 정보 선택 스위치(760)는 가상 전력망(820)으로 이어지는 가상 전력망 신호선(862)과 에너지 관리부(600)를 연결할 수 있다.
제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 제어 명령(DC, CC)이 제1 에너지 저장부(410)로 전달되도록 제1 명령 전달 스위치(881)를 닫힘 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 제1 명령 전달 스위치(881)는 에너지 관리부(600)와 제1 에너지 저장부(410)를 연결할 수 있다. 이 때, 제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 제어 명령이 제2 에너지 저장부(420)로 전달되지 않도록 제2 명령 전달 스위치(882)를 열림 제어할 수 있다. 제어부(840)의 제어에 따라 제2 명령 전달 스위치(882)가 열림에 따라 에너지 관리부(600)와 제2 에너지 저장부(420) 간의 연결은 해제될 수 있다.
도 5는 에너지 관리부(600)에 의한 제1 에너지 저장부(410)의 방전 동작 제어가 테스트되는 것을 나타낸 도면이다.
제1 저장부 전력선(851)을 통하여 입력된 제1 에너지 저장부(410)의 방전 전류값(DA)은 인터페이스부(810)를 통해 가상 전력망(820)으로 입력될 수 있다. 가상 전력망(820)은 입력된 방전 전류값(DA)에 따라 동작할 수 있다. 즉, 가상 전력망(820)은 제1 가상 에너지 저장부가 방전 전류값(DA)에 대응하는 전력을 출력한 것으로 판단하고 동작할 수 있는 것이다.
전력망 분석부(830)는 가상 전력망(820)의 전력 정보(VG)를 산출할 수 있다. 산출된 전력 정보(VG)는 인터페이스부(810)를 통하여 에너지 관리부(600)로 전달될 수 있다.
에너지 관리부(600)는 가상 전력망(820)으로부터 수신된 전력 정보(VG)에 따라 제1 에너지 저장부(410)로 제어 명령(DC)을 송신할 수 있다. 제어 명령(DC)은 방전 명령일 수 있다.
제어부(840)의 제어 명령(DC)에 따라 제1 에너지 저장부(410)는 방전 동작을 수행할 수 있다. 제1 에너지 저장부(410)의 동작 결과인 방전 전류값(DA)은 제1 저장부 전력선(851)을 통해 입력될 수 있다.
방전 전류값 입력, 가상 전력망 동작, 가상 전력망 분석 및 제1 에너지 저장부(410) 제어는 순환적으로 수행될 수 있고, 제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 동작을 지속적으로 관찰하여 에너지 관리부(600)의 방전 제어를 테스트할 수 있다.
도 6은 에너지 관리부(600)에 의한 제1 에너지 저장부(410)의 충전 동작 제어가 테스트되는 것을 나타낸 도면이다.
제1 저장부 전력선(851)을 통하여 입력된 제1 에너지 저장부(410)의 충전 전류값(CA)은 인터페이스부(810)를 통해 가상 전력망(820)으로 입력될 수 있다. 가상 전력망(820)은 입력된 충전 전류값(CA)에 따라 동작할 수 있다. 즉, 가상 전력망(820)은 제1 가상 에너지 저장부가 충전 전류값(CA)에 대응하는 전력을 충전한 것으로 판단하고 동작할 수 있는 것이다.
전력망 분석부(830)는 가상 전력망(820)의 전력 정보(VG)를 산출할 수 있다. 산출된 전력 정보(VG)는 인터페이스부(810)를 통하여 에너지 관리부(600)로 전달될 수 있다.
에너지 관리부(600)는 가상 전력망(820)으로부터 수신된 전력 정보(VG)에 따라 제1 에너지 저장부(410)로 제어 명령(CC)을 송신할 수 있다. 제어 명령(CC)은 충전 명령일 수 있다.
제어부(840)의 제어 명령(CC)에 따라 제1 에너지 저장부(410)는 충전 동작을 수행할 수 있다. 제1 에너지 저장부(410)의 동작 결과인 충전 전류값(CA)은 제1 저장부 전력선(851)을 통해 입력될 수 있다.
충전 전류값 입력, 가상 전력망 동작, 가상 전력망 분석 및 제1 에너지 저장부(410) 제어는 순환적으로 수행될 수 있고, 제어부(840)는 에너지 관리부(600)의 동작을 지속적으로 관찰하여 에너지 관리부(600)의 충전 제어를 테스트할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 선박 20: 선체
100: 전력망 110: 제1 모선
120: 제2 모선 130: 버스 타이
210, 220: 발전기 310, 320: 선내 부하
410, 420: 에너지 저장부 411, 421: 배터리
412, 422: 전력 컨버터 500: 전력 관리부
600: 에너지 관리부 710, 720: 전력 변환기
800: 테스트 장치 810: 인터페이스부
820: 가상 전력망 821, 822: 가상 전력선
830: 전력망 분석부 840: 제어부
850: 결과 선택 스위치 851, 852: 저장부 전력선
860: 정보 선택 스위치 861: 전력망 신호선
862: 가상 전력망 신호선 871, 872: 결과 전달 스위치
881, 882: 명령 전달 스위치 910, 920: 전류계

Claims (6)

  1. 선체;
    상기 선체에 구비된 전력망;
    상기 전력망에 연결되어 전력을 저장하거나 공급하는 에너지 저장부;
    상기 전력망에 연결된 선내 부하 및 발전기의 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 전력 관리부;
    상기 선내 부하의 동작에 따라 상기 에너지 저장부의 충전 또는 방전을 제어하는 에너지 관리부; 및
    상기 전력망에 대응하는 가상 전력망을 이용하여 상기 에너지 관리부에 의한 상기 에너지 저장부의 제어를 테스트하는 테스트 장치를 포함하는 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 저장부는 복수 개가 구비되고,
    상기 테스트 장치는 상기 복수의 에너지 저장부 중 테스트 대상인 에너지 저장부의 동작 결과를 상기 가상 전력망에 적용하여 상기 에너지 관리부를 테스트하는 선박.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 테스트 대상인 에너지 저장부의 동작 결과는 상기 테스트 대상인 에너지 저장부의 방전 전류값 또는 충전 전류값을 포함하는 선박.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 테스트 장치는 상기 복수의 에너지 저장부 중 상기 테스트 대상인 에너지 저장부로 상기 에너지 관리부의 제어 명령이 전달되고, 나머지 에너지 저장부로는 상기 에너지 관리부의 제어 명령이 전달되지 않도록 하는 선박.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 테스트 장치는 상기 전력망의 전력 정보 또는 상기 가상 전력망의 전력 정보가 선택적으로 상기 에너지 관리부로 전달되도록 정보 전달 경로를 스위칭하는 정보 선택 스위치를 포함하는 선박.
  6. 선박의 전력망에 대응하여 가상으로 생성된 가상 전력망;
    상기 전력망에 포함된 에너지 저장부의 동작 결과를 수신하고, 상기 에너지 저장부를 관리하는 에너지 관리부로 상기 가상 전력망의 전력 정보를 송신하는 인터페이스부;
    상기 에너지 저장부의 동작 결과가 적용된 상기 가상 전력망의 전력 정보를 산출하는 전력망 분석부; 및
    상기 산출된 전력 정보를 참조하여 상기 에너지 관리부에 의한 상기 에너지 저장부의 제어를 테스트하는 제어부를 포함하는 테스트 장치.
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