KR20220053713A - System for controlling thruster - Google Patents

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KR20220053713A
KR20220053713A KR1020200137307A KR20200137307A KR20220053713A KR 20220053713 A KR20220053713 A KR 20220053713A KR 1020200137307 A KR1020200137307 A KR 1020200137307A KR 20200137307 A KR20200137307 A KR 20200137307A KR 20220053713 A KR20220053713 A KR 20220053713A
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power
thruster
battery system
vessel
control unit
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KR1020200137307A
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강지윤
김한균
박근배
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Provided is a thruster control system that finely steers a hull using power generated by a generator operating in case of emergency and power stored in a battery. The thruster control system comprises: a generator which produces first power; a battery system which stores second power; a thruster for steering a ship using at least one of the first power and the second power; and a power control unit providing the first power to the thruster and additionally providing the second power to the thruster by determining whether the amount of power required at the present time is greater than or equal to a reference value.

Description

스러스터 제어 시스템 {System for controlling thruster}Thruster control system {System for controlling thruster}

본 발명은 스러스터를 제어하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 선박에 설치되는 스러스터를 제어하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for controlling a thruster. More particularly, it relates to a system for controlling a thruster installed on a ship.

스러스터(Thruster)는 선체의 측면에 설치되어 선체를 미세하게 조향시키는 데에 이용될 수 있다. 이러한 스러스터는 선체를 수평으로 관통하는 관통 중공에 회전 가능하게 설치되는 프로펠러를 이용하여 관통 중공으로 유입되는 물을 이동하고자 하는 방향의 반대 방향으로 배출시킴으로써, 선체를 미세하게 조향시킬 수 있다.The thruster is installed on the side of the hull and can be used to finely steer the hull. Such a thruster can finely steer the hull by discharging water flowing into the through-hollow in the opposite direction to the desired direction by using a propeller rotatably installed in the through-hollow penetrating the hull horizontally.

한국공개특허 제10-2016-0101328호 (공개일: 2016.08.25.)Korean Patent Publication No. 10-2016-0101328 (published on August 25, 2016)

스러스터는 엔진 룸 등에 설치되는 메인 제어부를 이용하여 제어될 수 있다. 그런데, 스러스터를 이용하여 선체를 미세하게 조향시키는 경우, 선박 내에 배터리가 구비되어 있지 않으면, 스러스터에 의한 부하 급변 상황을 추종하기 위해 발전기를 추가로 가동시켜야 한다. 이 경우, 발전기 추가 가동에 따른 에너지 소모가 불가피하다.The thruster may be controlled using a main control unit installed in an engine room or the like. However, in the case of finely steering the hull using the thruster, if a battery is not provided in the ship, a generator must be additionally operated to follow the sudden load change by the thruster. In this case, energy consumption due to the additional operation of the generator is inevitable.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 유사시 가동되고 있는 발전기에 의해 생산되는 전력 및 배터리에 저장되어 있는 전력을 이용하여 선체를 미세하게 조향시키는 스러스터 제어 시스템을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a thruster control system for finely steering a hull using electric power produced by a generator operating in an emergency and electric power stored in a battery.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 스러스터 제어 시스템의 일 면(Aspect)은, 제1 전력을 생산하는 발전기; 제2 전력을 저장하는 배터리 시스템; 상기 제1 전력 및 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여 선박을 조향시키는 스러스터; 및 상기 제1 전력을 상기 스러스터에 제공하며, 현재 시점의 필요 전력량이 기준값 이상인지 여부를 판단하여 상기 제2 전력을 상기 스러스터에 추가로 제공하는 전력 제어부를 포함한다.One aspect of the thruster control system of the present invention for achieving the above object is a generator for producing first power; a battery system for storing second power; a thruster for steering a vessel using at least one of the first electric power and the second electric power; and a power control unit that provides the first power to the thruster and additionally provides the second power to the thruster by determining whether an amount of power required at a current time is equal to or greater than a reference value.

상기 전력 제어부는, 상기 선박의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈; 상기 선박의 속도를 측정하는 속도 측정 모듈; 및 상기 선박의 위치 및 상기 선박의 속도 중 적어도 하나의 데이터를 기초로 상기 제2 전력을 상기 스러스터에 추가로 제공할 것인지 여부를 결정하는 배터리 시스템 제어 모듈을 포함할 수 있다.The power control unit, a position measurement module for measuring the position of the vessel; a speed measurement module for measuring the speed of the vessel; and a battery system control module configured to determine whether to additionally provide the second power to the thruster based on at least one data of a position of the vessel and a speed of the vessel.

상기 전력 제어부는 상기 제2 전력의 가용 범위를 조정할 수 있다.The power control unit may adjust an available range of the second power.

상기 전력 제어부는 상기 배터리 시스템의 SOC(State Of Charge) 및 상기 배터리 시스템의 방전 조건(C-Rate) 중 적어도 하나를 기초로 상기 제2 전력의 가용 범위를 조정할 수 있다.The power control unit may adjust the available range of the second power based on at least one of a state of charge (SOC) of the battery system and a discharging condition (C-Rate) of the battery system.

상기 전력 제어부는 상기 배터리 시스템의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.The power control unit may control charging and discharging of the battery system.

상기 전력 제어부는 상기 스러스터를 작동시키기 전에 상기 배터리 시스템에 상기 제2 전력을 충전할 수 있다.The power control unit may charge the second power to the battery system before operating the thruster.

상기 전력 제어부는 상기 선박이 항구에 접안하는지 여부, 상기 선박이 출항하는지 여부, 및 상기 선박이 운하를 통과하고 있는지 여부 중 적어도 하나를 기초로 현재 시점의 필요 전력량이 기준값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.The power control unit can determine whether the required amount of power at the present time is greater than or equal to a reference value based on at least one of whether the ship docks in the port, whether the ship departs, and whether the ship is passing through a canal. there is.

상기 전력 제어부는 상기 스러스터가 바우 스러스터인 경우 상기 제2 전력을 상기 스러스터에 추가로 제공할 수 있다.The power control unit may additionally provide the second power to the thruster when the thruster is a bow thruster.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템의 작동 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of a thruster control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a first exemplary diagram for explaining the function of the power control unit constituting the thruster control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of a power control unit constituting a thruster control system according to an embodiment of the present invention.
4 is a second exemplary diagram for explaining the function of the power control unit constituting the thruster control system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart sequentially illustrating a method of operating a thruster control system according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but can be implemented in various different forms, and only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명은 스러스터(Thruster)를 제어하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스러스터 제어 시스템은 이미 가동중인 발전기에 의해 생산되는 전력 및 배터리에 저장되어 있는 전력을 이용하여 선체를 미세하게 조향시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a system for controlling a thruster. The thruster control system according to the present invention is characterized in that it finely steers the hull using the electric power produced by the generator in operation and the electric power stored in the battery.

본 발명에 따른 스러스터 제어 시스템은 스러스터를 제어하기 위해 필요한 전력 중 부족분에 대해 배터리에 저장되어 있는 전력을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 스러스터 제어 시스템은 이를 통해 발전기를 추가적으로 가동시키지 않아도 되는 효과를 얻을 수 있으며, 필요한 전력을 발전기 및 배터리에서 분담함으로써, 발전기에 과부하가 발생하는 것을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.The thruster control system according to the present invention may use the power stored in the battery for a shortage of power required to control the thruster. The thruster control system according to the present invention can obtain the effect of not having to additionally operate the generator through this, and by sharing the required power between the generator and the battery, the effect of preventing the generator from being overloaded can also be obtained.

이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to drawings and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of a thruster control system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따르면, 스러스터 제어 시스템(100)은 발전기(110), 배터리 시스템(120), 스러스터(130) 및 전력 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the thruster control system 100 may include a generator 110 , a battery system 120 , a thruster 130 , and a power control unit 140 .

발전기(110)는 선박의 연료 탱크(Fuel Tank; 미도시)에 저장되어 있는 연료(예를 들어, 원유, 액화 천연 가스(LNG) 등)를 이용하여 전력을 생산하는 것이다. 이러한 발전기(110)는 선박 내에 적어도 하나 설치될 수 있으며, 스러스터(130)에 전력을 공급하기 위해 스러스터(130)와 연결될 수 있다.The generator 110 generates electric power using fuel (eg, crude oil, liquefied natural gas (LNG), etc.) stored in a fuel tank (not shown) of a ship. At least one such generator 110 may be installed in the ship, and may be connected to the thruster 130 to supply power to the thruster 130 .

배터리 시스템(120)은 전력을 저장하는 것이다. 이러한 배터리 시스템(120)은 선박 내의 배터리 룸(Battery Room)에 적어도 하나 설치될 수 있다. 한편, 배터리 시스템(120)은 발전기(110)에 의해 생산된 전력을 저장할 수 있다.The battery system 120 is to store power. At least one such battery system 120 may be installed in a battery room in a ship. Meanwhile, the battery system 120 may store power generated by the generator 110 .

스러스터(130)는 선박을 조향시키는 것이다. 이러한 스러스터(130)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력을 이용하여 선박을 조향시킬 수 있으며, 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 이용하여 선박을 조향시키는 것도 가능하다.The thruster 130 is to steer the vessel. The thruster 130 may steer the vessel using the power generated by the generator 110 , and it is also possible to steer the vessel using the power stored in the battery system 120 .

스러스터(130)는 선박을 조향시키기 위해 전기 모터(131) 및 프로펠러(Propeller; 132)를 포함할 수 있다. 전기 모터(131)는 전력을 이용하여 회전하는 것을 말하며, 프로펠러(132)는 전기 모터(131)의 회전에 따라 선박을 조향시키기 위한 추력을 발생시키는 것을 말한다.The thruster 130 may include an electric motor 131 and a propeller 132 to steer the vessel. The electric motor 131 refers to rotation using electric power, and the propeller 132 refers to generating thrust for steering the vessel according to the rotation of the electric motor 131 .

스러스터(130)는 선체의 측면에 적어도 하나 설치될 수 있다. 이때, 선체를 미세하게 조향시키기 위한 것으로, 선박은 선체의 선수부에 설치되는 바우 스러스터(Bow Thruster)를 포함할 수 있다.At least one thruster 130 may be installed on the side of the hull. At this time, to finely steer the hull, the ship may include a bow thruster installed in the bow portion of the hull.

전력 제어부(140)는 스러스터(130)에 공급되는 전력을 제어하는 것이다. 이러한 전력 제어부(140)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력 및/또는 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력이 스러스터(130)에 공급될 수 있도록 전력을 제어할 수 있다.The power control unit 140 controls the power supplied to the thruster 130 . The power control unit 140 may control power so that power produced by the generator 110 and/or power stored in the battery system 120 may be supplied to the thruster 130 .

전력 제어부(140)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력을 주요 전력으로 스러스터(130)에 공급하고, 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 보조 전력으로 스러스터(130)에 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 주요 전력으로 스러스터(130)에 공급하고, 발전기(110)에 의해 생산되는 전력을 보조 전력으로 스러스터(130)에 공급하는 것도 가능하다.The power control unit 140 may supply the power produced by the generator 110 to the thruster 130 as main power, and supply the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 as auxiliary power. there is. However, the present embodiment is not limited thereto. The power control unit 140 supplies the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 as main power, and supplies the power produced by the generator 110 to the thruster 130 as auxiliary power. It is also possible

전력 제어부(140)는 스러스터(130)를 제어하기 위해 필요한 전력 중 부족분에 대해 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급할 수 있다. 전력 제어부(140)는 스러스터(130)를 많이 쓰는 시점에 상기의 기능을 수행할 수 있다.The power control unit 140 may supply power stored in the battery system 120 to the thruster 130 in response to an insufficient amount of power required to control the thruster 130 . The power control unit 140 may perform the above function when the thruster 130 is used a lot.

상기에서, 스러스터(130)를 많이 쓰는 시점은 도 2에 도시된 바와 같이 필요 전력량이 기준값 이상인 시점(210, 220)을 말한다. 예를 들어, 선박이 항구에 접안하는 시점, 선박이 항구에서 출항하는 시점, 수에즈 운하 등을 통과하는 시점 등이 이에 해당할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.In the above description, the point in time when the thruster 130 is used a lot refers to the points in time 210 and 220 in which the required amount of power is equal to or greater than the reference value, as shown in FIG. 2 . For example, this may correspond to a time when a vessel docks in a port, a time when a vessel departs from a port, and a time when the vessel passes through the Suez Canal. 2 is a first exemplary diagram for explaining the function of the power control unit constituting the thruster control system according to an embodiment of the present invention.

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described again with reference to FIG. 1 .

전력 제어부(140)는 현재 시점이 스러스터(130)를 많이 사용하는 시점에 해당하는지 여부를 판단하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 위치 측정 모듈(310), 속도 측정 모듈(320) 및 배터리 시스템 제어 모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있다.In order to determine whether the current time point corresponds to a time point in which the thruster 130 is used a lot, the power control unit 140, as shown in FIG. 3 , a position measurement module 310, a speed measurement module 320, and a battery system It may be configured to include a control module 330 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.3 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of a power control unit constituting a thruster control system according to an embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 3 .

위치 측정 모듈(310)은 선박의 현재 위치를 측정하는 것이다. 위치 측정 모듈(310)은 GPS 모듈로 구현되어 선박의 위치를 추적할 수 있으며, 이를 통해 선박의 현재 위치를 측정할 수 있다.The position measurement module 310 measures the current position of the vessel. The position measurement module 310 may be implemented as a GPS module to track the position of the vessel, and may measure the current position of the vessel through this.

속도 측정 모듈(320)은 선박의 현재 속도 또는 가속도를 측정하는 것이다. 속도 측정 모듈(320)은 속도계로 구현되어 선박의 추진 속도 또는 추진 가속도를 측정할 수 있다.The speed measurement module 320 measures the current speed or acceleration of the vessel. The speed measuring module 320 may be implemented as a speedometer to measure the propulsion speed or propulsion acceleration of the vessel.

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력이 스러스터(130)에 공급될 수 있도록 배터리 시스템(120)을 제어하는 것이다. 이러한 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터 및/또는 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)을 제어할 수 있다.The battery system control module 330 controls the battery system 120 so that the power stored in the battery system 120 can be supplied to the thruster 130 . The battery system control module 330 may control the battery system 120 based on the measurement data of the position measurement module 310 and/or the measurement data of the speed measurement module 320 .

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급할지 여부를 결정할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터를 기초로 선박이 항구에 접근하고 있는 것으로 판단되거나, 선박이 항구로부터 출항하고 있는 것으로 판단되거나, 또는 운하(Canal)를 통과하고 있는 것으로 판단되면, 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급하기로 결정할 수 있다.The battery system control module 330 may determine whether to supply the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 based on the measurement data of the position measurement module 310 . The battery system control module 330 determines that the vessel is approaching the port based on the measurement data of the position measurement module 310, or it is determined that the vessel is departing from the port, or passes through a canal and If it is determined that there is, it may be decided to supply the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 .

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급할지 여부를 결정할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 선박의 속도가 급격하게 증가하고 있거나, 또는 선박의 속도가 급격하게 감소하고 있는 것으로 판단되면, 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급하기로 결정할 수 있다.The battery system control module 330 may determine whether to supply the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 based on the measurement data of the speed measurement module 320 . When it is determined that the speed of the vessel is rapidly increasing or the speed of the vessel is rapidly decreasing based on the measurement data of the speed measurement module 320, the battery system control module 330 is configured to send the battery system 120 to the battery system control module 330. It may be decided to supply the stored power to the thruster 130 .

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터 및 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급할지 여부를 결정할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 이와 같은 경우, 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 먼저 이용하여 판단하고, 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터를 나중 이용하여 판단할 수 있다.Whether the battery system control module 330 supplies the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 based on the measurement data of the position measurement module 310 and the measurement data of the speed measurement module 320 . can be decided In this case, the battery system control module 330 may determine using the measurement data of the speed measurement module 320 first, and may determine using the measurement data of the position measurement module 310 later.

예를 들어, 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 선박의 속도가 증가하고 있거나 감소하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 선박의 속도가 증가하고 있거나 감소하고 있는 것으로 판단되면, 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터를 기초로 선박이 많은 전력 소모를 요구하는 영역(예를 들어, 항구 근처, 운하 등)에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 선박이 많은 전력 소모를 요구하는 영역에 위치하고 있는 것으로 판단되면, 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 공급하기로 결정할 수 있다.For example, the battery system control module 330 may determine whether the speed of the vessel is increasing or decreasing based on the measurement data of the speed measuring module 320 . When it is determined that the speed of the vessel is increasing or decreasing, the battery system control module 330 controls an area (eg, near a port) where the vessel requires a lot of power consumption based on the measurement data of the position measurement module 310 . , canal, etc.) can be determined. The battery system control module 330 may determine to supply the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 when it is determined that the vessel is located in an area requiring a large amount of power consumption.

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터 및/또는 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 스러스터(130)에 공급할 배터리 시스템(120)의 가용 범위를 제어할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 배터리 시스템(120)의 SOC(State Of Charge), C-Rate(Current Rate) 등을 조정하여 배터리 시스템(120)의 가용 범위를 제어할 수 있다.The battery system control module 330 controls the usable range of the battery system 120 to be supplied to the thruster 130 based on the measurement data of the position measurement module 310 and/or the measurement data of the speed measurement module 320 . can The battery system control module 330 may control the usable range of the battery system 120 by adjusting a state of charge (SOC) and a current rate (C-Rate) of the battery system 120 .

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터 및/또는 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 선박이 항구에 접근하고 있는 것으로 판단되거나, 선박이 항구로부터 출항하고 있는 것으로 판단되거나, 또는 운하(Canal)를 통과하고 있는 것으로 판단되면, SOC, C-Rate 등이 증가하도록 배터리 시스템(120)의 가용 범위를 제어할 수 있다. 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 예를 들어, SOC가 20%(최소 충전량) ~ 80%(최대 충전량)에서 10%(최소 충전량) ~ 90%(최대 충전량)로 확대되도록 배터리 시스템(120)의 가용 범위를 제어할 수 있으며, C-Rate가 2.5C, 15min에서 4C, 3sec로 큰 값을 가지도록 배터리 시스템(120)의 가용 범위를 제어할 수 있다.The battery system control module 330 determines that the vessel is approaching the port based on the measurement data of the position measurement module 310 and/or the measurement data of the speed measurement module 320, or that the vessel is departing from the port. If it is determined to be or is passing through a canal, the usable range of the battery system 120 may be controlled to increase SOC, C-Rate, and the like. The battery system control module 330 may, for example, increase the SOC of the battery system 120 from 20% (minimum charge) to 80% (maximum charge) to 10% (minimum charge) to 90% (maximum charge). The usable range may be controlled, and the usable range of the battery system 120 may be controlled so that the C-Rate has a large value from 2.5C and 15min to 4C and 3sec.

배터리 시스템 제어 모듈(330)은 위치 측정 모듈(310)의 측정 데이터 및/또는 속도 측정 모듈(320)의 측정 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. 구체적으로, 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 도 4에 도시된 바와 같이 기준값 이상의 전력을 요구하는 구간(예를 들어, 제2 구간(420))에서는 배터리 시스템(120)이 방전되도록 제어하며, 기준값 이하의 전력을 요구하는 구간(예를 들어, 제1 구간(410) 및 제3 구간(430))에서는 배터리 시스템(120)이 충전되도록 제어할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템을 구성하는 전력 제어부의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.The battery system control module 330 may control charging and discharging of the battery system 120 based on the measurement data of the position measurement module 310 and/or the measurement data of the speed measurement module 320 . Specifically, as shown in FIG. 4 , the battery system control module 330 controls the battery system 120 to be discharged in a section (eg, the second section 420 ) that requires power greater than or equal to the reference value, and the reference value In a section (eg, the first section 410 and the third section 430 ) that requires the following power, it is possible to control the battery system 120 to be charged. 4 is a second exemplary diagram for explaining the function of the power control unit constituting the thruster control system according to an embodiment of the present invention.

다음으로, 스러스터 제어 시스템(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다.Next, an operation method of the thruster control system 100 will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스터 제어 시스템의 작동 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.5 is a flowchart sequentially illustrating a method of operating a thruster control system according to an embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 5 .

전력 제어부(140)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력 외에 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 추가로 제공해야 하는지 여부를 결정한다. 이 경우, 전력 제어부(140)는 다음 순서에 따라 작동할 수 있다.The power control unit 140 determines whether to additionally provide the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 in addition to the power generated by the generator 110 . In this case, the power control unit 140 may operate in the following order.

먼저, 위치 측정 모듈(310) 및 속도 측정 모듈(320)이 선박의 위치 데이터 및 속도 데이터를 각각 획득한다(S510, S520).First, the position measurement module 310 and the velocity measurement module 320 acquire the position data and the velocity data of the vessel, respectively (S510 and S520).

이후, 배터리 시스템 제어 모듈(330)이 선박의 위치 데이터 및/또는 선박의 속도 데이터를 기초로 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 추가로 제공해야 하는지 여부를 결정한다(S530). 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 추가로 제공하기로 결정하는 경우, 배터리 스러스터 모드로 전환할 수 있다(S540).Thereafter, the battery system control module 330 determines whether to additionally provide the power stored in the battery system 120 to the thruster 130 based on the ship's position data and/or the ship's speed data. (S530). When the battery system control module 330 determines to additionally provide the power stored in the battery system 120 to the thruster 130, the battery system control module 330 may switch to the battery thruster mode (S540).

한편, 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력이 스러스터(130)에 제공되고 있는 상황에서 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력의 가용 범위를 조정하는 것도 가능하다.Meanwhile, the power controller 140 may adjust the available range of the power stored in the battery system 120 in a situation where the power stored in the battery system 120 is being provided to the thruster 130 .

예를 들어, 배터리 시스템 제어 모듈(330)은 배터리 스러스터 모드로 전환하는 경우, 배터리 시스템(120)의 SOC 레벨(Level)을 20% ~ 80%에서 10% ~ 90%로 확대할 수 있으며, 방전 조건 즉, C-Rate를 2.5C, 15min에서 4C, 3sec로 수정할 수 있다.For example, when the battery system control module 330 is switched to the battery thruster mode, the SOC level (Level) of the battery system 120 may be expanded from 20% to 80% to 10% to 90%, Discharge conditions, that is, C-Rate can be modified from 2.5C, 15min to 4C, 3sec.

배터리 스러스터 모드로 전환되면, 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)이 일정 수준 이상 충전되도록 배터리 시스템(120)의 충전을 제어한다(S550).When the battery thruster mode is switched, the power control unit 140 controls charging of the battery system 120 so that the battery system 120 is charged to a certain level or more ( S550 ).

한편, 전력 제어부(140)는 유사시 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 사용할 수 있도록 배터리 시스템(120)의 충전을 제어하는 것도 가능하다. 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)의 충전량을 수시 확인한 후, 충전량이 일정 수준 이상이 되도록 배터리 시스템(120)의 충전을 제어할 수 있다.Meanwhile, the power control unit 140 may control charging of the battery system 120 to use the power stored in the battery system 120 in case of emergency. After checking the amount of charge of the battery system 120 from time to time, the power controller 140 may control the charge of the battery system 120 so that the amount of charge exceeds a certain level.

이후, 스러스터(130)를 많이 사용하는 시점(즉, 기준값 이상의 전력이 필요한 시점)이 발생하면(예를 들어, 선박이 항구에 접근하고 있거나, 선박이 항구로부터 출항하고 있거나, 또는 운하(Canal)를 통과하고 있으면), 전력 제어부(140)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력을 스러스터(130)에 제공한다. 이때, 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 스러스터(130)에 함께 제공한다(S560). 전력 제어부(140)가 상기와 같이 작동하면, 배터리 시스템(120)이 추진기 기동 부하를 분담해 줄 수 있으며, 이에 따라 발전기(110)에 과부하가 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.Afterwards, when a point in which the thruster 130 is heavily used (ie, a point in time when power greater than the reference value is required) occurs (eg, a ship is approaching a port, a ship is departing from a port, or a canal (Canal) ), the power control unit 140 provides the power produced by the generator 110 to the thruster 130 . At this time, the power control unit 140 provides the power stored in the battery system 120 together to the thruster 130 (S560). When the power control unit 140 operates as described above, the battery system 120 may share the thruster starting load, and accordingly, it is possible to prevent an overload in the generator 110 from occurring.

이후, 스러스터(130)를 많이 사용하는 시점이 종료되면(S570), 전력 제어부(140)는 발전기(110)에 의해 생산되는 전력만을 스러스터(130)에 제공한다. 즉, 전력 제어부(140)는 추진기 기동 후 부하 안정화시 프리퀀시(Frequency) 추종 제어를 할 수 있다.Thereafter, when the point in time when the thruster 130 is heavily used is finished ( S570 ), the power control unit 140 provides only the power generated by the generator 110 to the thruster 130 . That is, the power control unit 140 may perform a frequency tracking control when the load is stabilized after the thruster is started.

한편, 추진기 사용 완료 후, 전력 제어부(140)는 배터리 스러스터 모드를 해제한다(S580). 이 경우, 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)을 방전 모드에서 충전 모드로 전환시키고, 배터리 시스템(120)의 충전을 제어할 수 있다.On the other hand, after completion of using the thruster, the power control unit 140 releases the battery thruster mode (S580). In this case, the power controller 140 may switch the battery system 120 from the discharging mode to the charging mode and control charging of the battery system 120 .

한편, 전력 제어부(140)는 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력의 가용 범위를 조정하는 것도 가능하다. 전력 제어부(140)는 예를 들어, 배터리 시스템(120)의 SOC 레벨을 10% ~ 90%에서 20% ~ 80%로 축소할 수 있으며, C-Rate를 4C, 3sec에서 2.5C, 15min로 수정할 수 있다.Meanwhile, the power control unit 140 may adjust the available range of power stored in the battery system 120 . The power control unit 140 may, for example, reduce the SOC level of the battery system 120 from 10% to 90% to 20% to 80%, and to modify the C-Rate from 4C, 3sec to 2.5C, and 15min. can

이상 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스러스터 제어 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 스러스터 제어 시스템(100)은 바우 스러스터 사용 구간(예를 들어, 도 4의 제2 구간(420), 즉, 선박이 항구에 접근하고 있는 경우, 선박이 항구로부터 출항하고 있는 경우, 선박이 운하를 통과하고 있는 경우 등)에 따른 배터리 운전 모드 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 스러스터 제어 시스템(100)은 근해 또는 수에즈 운하 등을 운항하기 전에 GPS나 기타 장치를 통하여 확인하고, 배터리의 충전 상태를 확인 및 충전한 후, 스러스터 사용에 대비할 수 있다.The thruster control system 100 according to an embodiment of the present invention has been described above with reference to FIGS. 1 to 5 . The thruster control system 100 controls the bow thruster use section (eg, the second section 420 of FIG. 4 , that is, when a ship is approaching a port, when a ship is departing from a port, when a ship is When passing through a canal, etc.), battery operation mode service may be provided. The thruster control system 100 may check through GPS or other devices before sailing offshore or the Suez Canal, and prepare for the use of the thruster after confirming and charging the state of charge of the battery.

스러스터 제어 시스템(100)은 위치 측정 모듈(310) 및 속도 측정 모듈(320)을 이용하여 GPS 위치 및 추진 속도를 모니터링하여 선박이 항구에 접안 또는 출항, 수에즈 운하 운전 등을 판단하여, 스러스터(130) 사용을 예측 및 판단할 수 있다.The thruster control system 100 monitors the GPS position and propulsion speed using the position measurement module 310 and the speed measurement module 320 to determine whether the vessel is berthing or departing from the port, driving the Suez Canal, etc., and the thruster (130) use can be predicted and judged.

또한, 스러스터 제어 시스템(100)은 배터리 스러스터 모드로 전환하여 SOC Level 및 Max C rate 등을 조정할 수 있다.In addition, the thruster control system 100 may switch to the battery thruster mode to adjust the SOC Level and Max C rate.

또한, 스러스터 제어 시스템(100)은 스러스터 기동 부하에 대하여 반응하도록 제어 모드를 전환할 수 있으며, 기동 후 부하 변동/주파수 변동에 대응하는 제어 모드로 전환할 수 있다. 또한, 스러스터 제어 시스템(100)은 추진기 사용 완료 후 SOC level, Max. C rate 등을 재조정할 수 있다.In addition, the thruster control system 100 may switch the control mode to respond to the thruster starting load, and may switch to the control mode corresponding to the load change/frequency change after starting. In addition, the thruster control system 100 after completion of the use of the thruster SOC level, Max. C rate can be readjusted.

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.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 스러스터 제어 시스템 110: 발전기
120: 배터리 시스템 130: 스러스터
131: 전기 모터 132: 프로펠러
140: 전력 제어부 310: 위치 측정 모듈
320: 속도 측정 모듈 330: 배터리 시스템 제어 모듈
410: 제1 구간 420: 제2 구간
430: 제3 구간100: thruster control system 110: generator
120: battery system 130: thruster
131 electric motor 132 propeller
140: power control unit 310: position measurement module
320: speed measurement module 330: battery system control module
410: first section 420: second section
430: third section

Claims (6)

제1 전력을 생산하는 발전기;
제2 전력을 저장하는 배터리 시스템;
상기 제1 전력 및 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여 선박을 조향시키는 스러스터; 및
상기 제1 전력을 상기 스러스터에 제공하며, 현재 시점의 필요 전력량이 기준값 이상인지 여부를 판단하여 상기 제2 전력을 상기 스러스터에 추가로 제공하는 전력 제어부를 포함하는 스러스터 제어 시스템.a generator for generating first electric power;
a battery system for storing second power;
a thruster for steering a vessel using at least one of the first electric power and the second electric power; and
and a power control unit that provides the first power to the thruster, determines whether an amount of power required at a current time is equal to or greater than a reference value, and additionally provides the second power to the thruster. 제 1 항에 있어서,
상기 전력 제어부는,
상기 선박의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈;
상기 선박의 속도를 측정하는 속도 측정 모듈; 및
상기 선박의 위치 및 상기 선박의 속도 중 적어도 하나의 데이터를 기초로 상기 제2 전력을 상기 스러스터에 추가로 제공할 것인지 여부를 결정하는 배터리 시스템 제어 모듈을 포함하는 스러스터 제어 시스템.The method of claim 1,
The power control unit,
a position measurement module for measuring the position of the vessel;
a speed measurement module for measuring the speed of the vessel; and
and a battery system control module configured to determine whether to additionally provide the second power to the thruster based on data of at least one of a position of the vessel and a speed of the vessel. 제 1 항에 있어서,
상기 전력 제어부는 상기 제2 전력의 가용 범위를 조정하는 스러스터 제어 시스템.The method of claim 1,
The power control unit is a thruster control system for adjusting an available range of the second power. 제 3 항에 있어서,
상기 전력 제어부는 상기 배터리 시스템의 SOC(State Of Charge) 및 상기 배터리 시스템의 방전 조건(C-Rate) 중 적어도 하나를 기초로 상기 제2 전력의 가용 범위를 조정하는 스러스터 제어 시스템.4. The method of claim 3,
The power control unit adjusts an available range of the second power based on at least one of a state of charge (SOC) of the battery system and a discharge condition (C-Rate) of the battery system. 제 1 항에 있어서,
상기 전력 제어부는 상기 스러스터를 작동시키기 전에 상기 배터리 시스템에 상기 제2 전력을 충전하는 스러스터 제어 시스템.The method of claim 1,
The power control unit charges the second power to the battery system before operating the thruster. 제 1 항에 있어서,
상기 전력 제어부는 상기 선박이 항구에 접안하는지 여부, 상기 선박이 출항하는지 여부, 및 상기 선박이 운하를 통과하고 있는지 여부 중 적어도 하나를 기초로 현재 시점의 필요 전력량이 기준값 이상인지 여부를 판단하는 스러스터 제어 시스템.The method of claim 1,
The power control unit determines whether the required amount of power at the present time is equal to or greater than a reference value based on at least one of whether the vessel is docked in the port, whether the vessel departs, and whether the vessel is passing through a canal. stirrer control system.
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