KR20210097934A - 전기 부하 모니터링 시스템 - Google Patents

전기 부하 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20210097934A
KR20210097934A KR1020200011539A KR20200011539A KR20210097934A KR 20210097934 A KR20210097934 A KR 20210097934A KR 1020200011539 A KR1020200011539 A KR 1020200011539A KR 20200011539 A KR20200011539 A KR 20200011539A KR 20210097934 A KR20210097934 A KR 20210097934A
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조치현
이상신
양현우
박형수
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은, 단속 운전 부하의 동작 특성을 해양 구조물의 모델 별로 실측 자료를 수집할 수 있는 전기 부하 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템은 해양 구조물의 전기 부하 데이터를 취합하는 서버를 갖는 부하 감시 장치와 위성을 통해 상기 부하 감시 장치의 서버에 접속하여 상기 부하 데이터를 전송받아 분석하는 클라이언트를 갖는 분석 장치를 포함할 수 있다.

Description

전기 부하 모니터링 시스템{SYSTEM FOR MONITORING ELECTRICAL LOAD}
본 발명은 전기 부하 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 및 해양플랜트 동력 계통 설계 도면 중 가장 기본이 되는 전기부하 분석표는, 각 전기 부하들을 파악하여 각 운전 조건마다 총 소요전력을 계산하여 가장 경제적인 발전기의 용량과 발전기의 설치 대수를 결정하는데 그 목적이 있다.
이때, 부하의 소요전력을 추정할 때는 각각의 운전 조건, 운전 상태를 파악하는 일이 필요하며, 부하를 연속 운전 부하와 단속 운전 부하 등으로 분류하게 된다. 단속 운전 부하는 1일 24시간 기준하여 운전되지 않는 일정하거나 일정하지 않은 부하, 즉 자동 동작 및 중단(Auto start/stop)하며 시동되는 부하를 뜻한다.
단속 운전 부하의 각 개별의 수요전력은 동 시각에 일어나는 것이 아니고, 발생시에는 시간적인 차가 있다. 따라서 산정대상의 조건하에서 운전되는 가능성이 있다고 인정되는 각 부하의 최대 수요전력의 합은 각 단속부하를 합성운전 했을 때의 최대 수요 전력의 합보다는 큰 것이 통례이고 그 비율을 부등률이라고 말한다.
이 부등율 계산을 위하여 필요한 계통의 합성 최대 전력은 전기부하 분석표 작성시 실적 공사 등을 참고하여 계산하거나 혹은 다른 전기부하 분석표 양식에서는 각 단속 운전 부하 별로 부등률을 적용하고 있다.
즉, 상술한 부등율 계산을 위해선 부하의 24시간 기준에서 동작시간이 필요한데 현재로서는 실적 자료 등을 참고하여 반영하고 있는 실정이다.
따라서, 실적 공사 자료나 경험으로부터 만들어진 값의 불분명함과 동시에 각 선박 및 해양플랜트의 종류별로 서로 다를 수 있는 값에 대하여 근거가 분명하고 실측값의 필요성이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0104604호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단속 운전 부하의 동작 특성을 해양 구조물의 모델 별로 실측 자료를 수집할 수 있는 전기 부하 모니터링 시스템이 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템은 해양 구조물의 전기 부하 데이터를 취합하는 서버를 갖는 부하 감시 장치와 위성을 통해 상기 부하 감시 장치의 서버에 접속하여 상기 부하 데이터를 전송받아 분석하는 클라이언트를 갖는 분석 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기부하 분석표의 신뢰도가 높아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 부하 감시 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 분석 장치의 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템(100)은 부하 감시 장치(110) 및 분석 장치(130)를 포함할 수 있다. 부하 감시 장치(110) 및 분석 장치(130) 간의 신호 전송은 위성(120)을 통해 이루어질 수 있다.
부하 감시 장치(110)는 선박, 해양 플랜트 등과 같은 해양 구조물 내의 부하를 감시할 수 있다.
부하 감시 장치(110)는 스위치 기어(switch gear;SWGR)(111), 모터 제어부(motor control center; MCC)(112), 전력 관리부(power management system; PMS)(113), 제어부(integrated automation system; IAS)(114) 및 서버(115)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 부하 감시 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 스위치 기어(111)는 상기 해양 구조물 내의 발전, 송전, 배전, 전력 변환에 해당하는 부하의 상태 정보를 수집할 수 있고, 모터 제어부(112)는 상기 해양 구조물 내의 모터와 같은 동력 계통에 해당하는 부하의 상태 정보를 수집할 수 있다. 상기 상태 정보는 동작 상태, 시간, 소모 전력량 등 일 수 있으며, 스위치 기어(111) 및 모터 제어부(112)는 해당 부하의 상태 정보를 실시간을 수집할 수 있다.
전력 관리부(113)는 스위치 기어(111)가 수집한 상태 정보를 처리하여 데이터화하여 서버(115)에 전송할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(114)는 모터 제어부(112)가 수집한 상태 정보를 처리하여 데이터화하여 서버(115)에 전송할 수 있다.
서버(115)는 위성(120)과 통신하여 부하 분석 장치(130)로부터의 요청에 따라 필요한 전력 데이터를 전송할 수 있다.
보다 상세하게는, 펌프(Pump), 팬(Fan)과 같이 모터(Motor)로 구동되는 것은 스타터(Starter)를 통해 기동이 되며, 크레인(Crane), 엘레베이터(Elevator)와 같은 것은 각 컨트롤 패널(Control Panel)을 통해 기동이 되는데 이런 컨트롤 패널에 전력 공급을 해주는 것이 피더(Feeder)이다. 상술한 스타터와 피더는 펌프, 모터 등과 같은 전기 부하에 전력을 직접 제공하므로 여기서 수집 가능한 정보는 전압, 전류, 주파수, 사용시간, 시작/종료, 오류, 차단 등이 있고, 이를 종합하면 전기 에너지 사용 추이 정보가 된다. 이러한 스타터와 피더는 그룹화가 되어서 스위치 기어(111) 및 모터 제어부(112)에 설치가 되며, 전기 에너지 사용 추이 정보는 스위치 기어(111) 및 모터 제어부(112) 내에서 통신 프로토콜에 따라서 디지털 신호가 되어 통신 라인을 통해 전력 관리부(113) 및 제어부(114)로 전달이 된다.
전력 관리부(113)는 선박 내 전력 시스템 감시와 제어를 중앙 집중하여 담당하고, 제어부(114)는 선박 내 주요 장비, 시스템등에 대한 감시와 제어, 관리, 자동화, 알람, 안전, 보호 등을 담당한다. 앞서 각 부하별 전기 에너지 사용 추이 정보가 전력 관리부(113) 및 제어부(114)로 수집이 되고, 전력 관리부(113) 및 제어부(114)는 이러한 데이터를 가공하여 육상에서 사용이 가능하도록 처리하고, 통신 불량 등의 문제 시에도 오류 없이 송수신이 가능하도록 만들어서 위성 통신 시스템에 전달, 이를 위성 통신으로 육상에 전송하도록 한다.
육상에서는 이렇게 수신한 정보를 육상 관제센터에서 접수하고 취합 후 설계 사무실로 전달하고, 설계 사무실에선 부하 분석 장치(130)를 통해 부하별 전기 에너지 사용 추이를 바탕으로 선박 내 운항 조건 별 전기 소모량, 소모시간의 실제 값에 근거하여 전력 부하 분석 및 적절한 발전기를 선정할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 부하 분석 장치(130)는 위성(120)과 통신하여 서버(115)에 저장된 전력 데이터의 전송을 요청할 수 있으며, 부하 분석 장치(130)의 클라이언트(131)는 전송받은 전력 데이터에 기초하여 상기 해양 구조물의 단속 부하의 부등율을 분석할 수 있다.
즉, 서버(115)는 선박, 해양 플랜트의 전기부하분석을 위한 실측 자료 수집을 위해, 선박 및 해양플랜트의 장비 동작 특성을 감시, 수집하고 데이터로 만들어 육상에 위성통신으로 전달하고, 육상의 조선소 설계 사무실에서는 클라이언트(131)를 통해 수집된 자료를 분석하여 실제 전력 소모량을 파악하고 이를 전기 부하 분석표에 반영, 궁극적으로는 발전기 용량을 최적 선정할 수 있다.
이에 따라, 선종 별, 운전 모드 별 장비 기기의 정확한 사용 전력량을 수집하고 전기부하 분석표에 피드백할 수 있으므로 신뢰성이 높아지게 되고, 이를 통해 경제적인 발전기 모델 선정에 도움을 받을 수 있으며, 실제 선박 운항 빅 데이터 기반에서 이루어지는 조선설계 모델이 구축될 수 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하 모니터링 시스템의 분석 장치의 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 클라이언트(131)에서 정리하여 분석된 내용은 여러 형태의 결과를 보여줄 수가 있다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 시간에 따른 단속부하의 합성전력 값을 그래프화 하여 최저와 최대의 전력 소모량을 알 수가 있으며, 도 3c에 도시된 바와 같이 기준시간(예: 24시간) 대비 단속부하의 간헐적 동작 빈도와 시간을 알 수가 있고, 이를 통해 도 3a에 도시된 바와 같이 시간 대비 부등율(Diversity factor)을 계산하여 그래프로 볼 수가 있다.
단속 운전 부하의 각 개별의 수요전력은 동 시각에 일어나는 것이 아니고, 발생시에는 시간적인 차가 있다. 따라서, 산정대상의 조건하에서 운전되는 가능성이 있다고 인정되는 각 부하의 최대 수요전력의 합은 각 단속부하를 합성운전 했을 때의 최대 수요 전력의 합보다는 큰 것이 통례이고 그 비율을 부등율이라고 말한다. 조선소 전기부하 분석표에서는 상술한 부등율은 아래의 수식 1과 같이 적용한다.
(수식 1)
부등율 = (계통의 합성 최대전력/부하 각각의 최대 수요전력의 합) < 1
상술한 부등율 계산을 위하여 필요한 계통의 합성 최대 전력은 전기부하 분석표 작성 시 실적 공사 등을 참고하여 계산하고 있다. 혹은 다른 전기부하 분석표 양식에서는 각 단속 운전 부하 별로 부등율을 적용하고 있는데, 이는 아래의 수식 2와 같이 계산하여 적용한다.
(수식 2)
부하별 부등율 = (부하 동작 시간/ 24시간) < 1
상술한 부등율 계산을 위해선 부하의 24시간 기준에서 동작시간이 필요한데 종래에는 실적 자료 등을 참고하여 반영하고 있다.
따라서, 실적 공사 자료나 경험으로부터 만들어진 값의 불분명함과 동시에 각 선박 및 해양플랜트의 종류 별로 서로 다를 수 있는 값에 대하여 근거가 분명하고 실측 값이 필요하다.
이에 따라, 경험이나 실적 자료를 바탕으로 한 부등율이 아닌, 선박 및 해양플랜트의 타입(Type), 크기, 특성 그리고 각각의 운전조건 별로 부등율 값을 분석하고 계산할 수가 있으며 이는 전기부하 분석표의 신뢰도를 높이는 방법으로 선택될 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전기부하 분석표의 신뢰도가 높아지며, 해상과 육상 간 운항 정보만 이 아니라 전력 계통 내 부하의 동작 특성, 시간 등의 자료를 송/수신함으로서, 조선소는 건조한 선박, 해양플랜트의 피드백 자료를 바탕으로 양방향 빅 데이터(Big data) 기반의 조선 설계가 가능하게 될 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 전기 부하 모니터링 시스템
110: 부하 감시 장치
111: 스위치기어
112: 모터 제어부
113: 전력 관리부
114: 제어부
115: 서버
120: 위성
130: 분석 장치
131: 클라이언트

Claims (5)

  1. 해양 구조물의 전기 부하 데이터를 취합하는 서버를 갖는 부하 감시 장치; 및
    위성을 통해 상기 부하 감시 장치의 서버에 접속하여 상기 부하 데이터를 전송받아 분석하는 클라이언트를 갖는 분석 장치
    를 포함하는 전기 부하 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하 감시 장치는
    상기 해양 구조물의 송배전 또는 전력 변환 접속에 해당하는 부하의 상태 정보를 수집하는 스위치 기어;
    상기 해양 구조물의 동력 계통에 해당하는 부하의 상태 정보를 수집하는 모터 제어부;
    상기 스위치 기어가 수집한 상태 정보를 처리하여 상기 부하 데이터를 생성하는 전력 관리부; 및
    상기 모터 제어부가 수집한 상태 정보를 처리하여 상기 부하 데이터를 생성하는 제어부
    를 더 포함하는 전기 부하 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석 장치의 상기 클라이언트는 상기 해양 구조물의 단속 운전 부하의 부등율을 분석하는 전기 부하 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분석 장치의 상기 클라이언트는 상기 해양 구조물의 단속 부하의 합성 전력 또는 단속 부하의 동작 시간을 더 분석하는 전기 부하 모니터링 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 클라이언트는 상기 해양 구조물의 타입, 크기, 특성 및 운전 조건 별로 부등율을 분석하는 전기 부하 모니터링 시스템.

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190104604A (ko) 2017-01-18 2019-09-10 쿨롬 인코포레이티드 에너지 분배 및 소비를 위한 시장 공급 및 수요 다이내믹을 최적화하는 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230061918A (ko) * 2021-10-29 2023-05-09 에이치디한국조선해양 주식회사 선박의 모터 부하를 모니터링하는 시스템 및 방법

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