KR20230010589A - 발전 제어 장치, 발전 제어 방법, 기억 매체 - Google Patents

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미츠마사 고가
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나부테스코 가부시키가이샤
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Abstract

발전 시의 연료 소비량을 저감할 수 있는 발전 제어 장치를 제공한다.
발전 제어 장치(6)는 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부(41) 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부(42)를 갖는 디젤 발전기(4)의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출부(61)와, 디젤 발전기(4)의 출력을 변화시키도록 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 변경하는 변경부(62)와, 변경 전의 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하고, 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정부(63)와, 특정된 동작 조건에서 디젤 발전기(4)를 동작시키는 발전 제어부(64)를 구비한다.

Description

발전 제어 장치, 발전 제어 방법, 기억 매체{POWER GENERATION CONTROL APPARATUS, POWER GENERATION CONTROL METHOD, STORAGE MEDIUM}
본 발명은 발전 제어 기술에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 디젤 발전기의 출력을 선내 부하의 소정 비율의 범위로 제한하는 선박용 발전 제어 장치가 개시되어 있다. 구체적으로는, 디젤 발전기의 연비 효율이 좋은, 즉 디젤 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량이 적다고 여겨지는 선내 부하의 60% 이상 또한 90% 이하로 디젤 발전기의 출력을 제한함으로써, 높은 연비 효율을 실현할 수 있다.
일본특허공개 제2019-93735호 공보
특허문헌 1에서는 선내 부하의 60% 이상 또한 90% 이하라고 하는 고정적인 출력 범위가 설정되어 있었지만, 디젤 발전기의 연비 효율은 디젤 발전기 자체나 선박이 놓여진 상황에 따라 다른 경우도 상정되어, 상기의 출력 범위가 항상 높은 연비 효율을 실현한다고는 할 수 없다. 또한, 상기의 출력 범위 내에서도 연비 효율이 비교적 낮은 부분이 있는 것이 상정되기 때문에, 쓸데없는 연료 소비를 초래할 우려가 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 발전 시의 연료 소비량을 저감할 수 있는 발전 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 어느 양태의 발전 제어 장치는, 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부를 갖는 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출부와, 발전기의 출력을 변화시키도록 발전기의 동작 조건을 변경하는 변경부와, 변경 전의 동작 조건에 있어서 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하여, 당해 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정부와, 특정된 동작 조건에서 발전기를 동작시키는 발전 제어부를 구비한다.
이 양태에서는, 변경부가 발전기의 동작 조건을 변경하여, 특정부가 단위 생성 에너지당 연료 소비량이 적은 동작 조건을 특정하고, 발전 제어부가 당해 동작 조건에서 발전기를 동작시키기 때문에, 발전 시의 연료 소비량을 저감할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 발전 제어 방법이다. 이 방법은, 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부를 갖는 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출 스텝과, 발전기의 출력을 변화시키도록 발전기의 동작 조건을 변경하는 변경 스텝과, 변경 전의 동작 조건에 있어서 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하여, 당해 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정 스텝과, 특정된 동작 조건에서 발전기를 동작시키는 발전 제어 스텝을 구비한다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템, 기록 매체, 컴퓨터 프로그램 등의 사이에서 변환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 따르면, 발전 시의 연료 소비량을 저감할 수 있다.
도 1은 선박용 전원 시스템의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 2는 디젤 발전기에 있어서의 연비와 출력의 관계의 예를 나타낸다.
도 3은 발전 제어 장치에 의한 최적 출력의 특정 방법의 예를 모식적으로 도시한다.
도 4는 발전 제어 장치에 의한 최적 출력의 특정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 디젤 발전기의 출력이나 배터리의 충방전 시의 손실 등을 저장한 테이블을 나타낸다.
도 6은 발전 제어 장치에 의한 발전 제어 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 1은 선박용 전원 시스템(1)의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 전원 시스템(1)은 전력 모선(2)을 통해 선내 부하(3)로 교류 전력을 공급하는 시스템이며, 교류 전력을 생성하는 발전기로서의 디젤 발전기(4)와, AC/DC 변환부(51)를 통해 전력 모선(2)과의 사이에서 충전 및 방전이 가능한 배터리(5)와, 디젤 발전기(4)의 발전 제어 및 배터리(5)의 충방전 제어를 행하는 발전 제어 장치(6)를 구비한다.
디젤 발전기(4)는 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부(41)와, 엔진부(41)의 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부(42)를 구비한다. 디젤 발전기(4)에 있어서의 엔진부(41)는 디젤 엔진에 의해 구성되지만, 본 발명에 있어서의 발전기의 엔진부는 다른 종류의 엔진에 의해 구성되어도 된다. 발전부(42)는 엔진부(41)의 회전 동력으로부터 교류 전력을 생성해서 전력 모선(2)으로 공급한다.
교류 전력을 선내 부하(3)에 공급하기 위한 전력 모선(2)에는, 교류 전력과 직류 전력을 서로 변환하는 전력 변환부로서의 AC/DC 변환부(51)를 통해 배터리(5)가 접속된다. 배터리(5)의 충전 시에는, 디젤 발전기(4)가 생성한 전력 모선(2)에 있어서의 교류 전력이 AC/DC 변환부(51)에 의해 직류 전력으로 변환되어 배터리(5)를 충전한다. 배터리(5)의 방전 시에는, 배터리(5)로부터의 직류 전력이 AC/DC 변환부(51)에 의해 교류 전력으로 변환되어 전력 모선(2)으로 공급된다. 배터리(5)의 충방전 제어 즉 AC/DC 변환부(51)의 전력 변환 제어는, 발전 제어 장치(6)에 의해 행해진다.
상기와 같이 충방전되는 배터리(5)의 SOC(충전율: State Of Charge)는 발전 제어 장치(6)에 의해 감시되어, 배터리(5)가 과도한 충전/방전을 행하지 않도록 제어가 행해진다.
전력 모선(2)으로부터 교류 전력이 공급되는 선내 부하(3)는, 선내의 거주 설비 조명이나 공조 시스템, 하이브리드선이나 전기선에 있어서 추진력을 발생시키는 프로펠러를 회전 구동하는 모터를 포함해도 된다. 하이브리드선은, 엔진부(41), 발전부(42)(배터리(5)를 포함한다), 모터, 프로펠러가 직렬로 접속된 시리즈 방식의 것이어도 되고, 엔진부(41)가 직접적으로 프로펠러를 회전 구동할 수 있음과 함께, 엔진부(41)의 회전 동력에 기초하여 발전부(42)가 발전한 전력에 의해 프로펠러를 회전 구동할 수 있는 모터가 병렬적으로 마련되는 패럴렐 방식의 것이어도 된다.
발전 제어 장치(6)는 산출부(61)와, 변경부(62)와, 특정부(63)와, 발전 제어부(64)와, 손실 취득부(65)와, 전력 측정부(66)와, 전력 비교부(67)를 구비한다. 이들 기능 블록은 컴퓨터의 중앙 연산 처리 장치, 메모리, 입력 장치, 출력 장치, 컴퓨터에 접속되는 주변기기 등의 하드웨어 자원과, 그들을 사용해서 실행되는 소프트웨어의 협동에 의해 실현된다. 컴퓨터의 종류나 설치 장소는 무관하며, 상기의 각 기능 블록은, 단일 컴퓨터의 하드웨어 자원으로 실현해도 되고, 복수의 컴퓨터에 분산된 하드웨어 자원을 조합해서 실현해도 된다. 특히 본 실시 형태에서는, 발전 제어 장치(6)의 기능 블록의 일부 또는 전부는, 선박 내의 컴퓨터로 실현해도 되고, 선박 내의 컴퓨터와 통신 가능한 선박 외의 컴퓨터로 실현해도 된다.
산출부(61)는 디젤 발전기(4)의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출한다. 단위 생성 에너지당 연료 소비량 F[g/㎾h]는, 연비나 연비 효율이라고도 불리며, 디젤 발전기(4)의 측정된 연료 소비량을 W[g], 측정된 생성 에너지를 E[㎾h]로 두면, F=W/E로 표현된다. 단위 생성 에너지당 연료 소비량 F가 적을수록 연비 또는 연비 효율이 좋고, 단위 생성 에너지당 연료 소비량 F가 많을수록 연비 또는 연비 효율이 나쁘다.
변경부(62)는 디젤 발전기(4)의 출력을 변화시키도록 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 변경한다. 여기서, 디젤 발전기(4)의 출력 P[㎾]는 엔진부(41)의 토크 T[Nm]과 회전수 N[rpm]에 의해 결정되고, P=2πTN/60/1000으로 표현된다. 이와 같이, 엔진부(41)의 토크 T와 회전수 N의 조(T,N)가 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 정하고, 변경부(62)가 동작 조건 즉 토크 T 및 회전수 N의 적어도 어느 것을 변경하면, 상기의 식에 따라서 디젤 발전기(4)의 출력 P가 변화한다. 또한, 전력 모선(2)으로부터 교류 전력이 공급되는 선내 부하(3)는 일정 주파수(예를 들어 60㎐)의 교류 전력만으로 동작 가능한 경우가 많기 때문에, 엔진부(41)의 회전수 N을 일정하게 유지하는 것으로 발전부(42)에 선내 부하(3)의 요구에 맞는 일정 주파수의 교류 전력을 발생시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 엔진부(41)의 회전수 N은 일정하게 유지되기 때문에, 엔진부(41)의 토크 T의 변화에 수반하여 디젤 발전기(4)의 출력 P가 변화한다. 이하, 디젤 발전기(4)의 출력 P[㎾]는 디젤 발전기(4)의 정격 출력 또는 최대 출력 Pmax[㎾]에 대한 비율 P/Pmax[%]로 나타내는 경우가 있다.
특정부(63)는 변경부(62)에 의한 변경 전의 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량 Fbefore와, 변경 후의 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량 Fafter를 비교하고, 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정한다. 발전 제어부(64)는, 특정부(63)에 의해 특정된 연료 소비량이 적은 동작 조건에서 디젤 발전기(4)를 동작시킨다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 변경부(62)가 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 변경하고, 특정부(63)가 단위 생성 에너지당 연료 소비량 F가 적은 동작 조건을 특정하고, 발전 제어부(64)가 당해 동작 조건에서 디젤 발전기(4)를 동작시키기 때문에, 발전 시의 연료 소비량을 저감할 수 있다.
도 2는 디젤 발전기(4)에 있어서의 연비[g/㎾h](단위 생성 에너지당 연료 소비량)와 출력[%]의 관계의 예를 나타낸다. 도 2의 (A)에 나타나는 바와 같이, 디젤 발전기(4)의 출력 P가 정격 출력 Pmax의 약 60%보다 낮은 저출력 영역에서는, 단위 생성 에너지당 연료 소비량이 많아 연비 효율이 나쁜 것을 알 수 있다. 디젤 발전기(4)의 출력 P가 정격 출력 Pmax의 약 60%보다 높은 고출력 영역에서는 높은 연비 효율이 실현되지만, 그 확대도인 도 2의 (B)에 나타나는 바와 같이, 고출력 영역 내에서도 연비가 최소(Fmin)가 되는 최적 출력(도시의 예에서는 85%)이 존재한다. 본 실시 형태에서는, 이러한 최적 출력(85%)을 효율적으로 특정하여, 디젤 발전기(4)를 최소 연비(Fmin)로 동작시키는 것을 목적으로 한다.
도 3은 발전 제어 장치(6)에 의한 최적 출력의 특정 방법의 예를 모식적으로 도시한다. 이 예에서는, 변경부(62)가 복수의 기간 (A) 내지 (E)마다 디젤 발전기(4)의 동작 조건(특히 엔진부(41)의 토크 T)을 점차 변경해서 출력을 변화시킨다. 산출부(61)는 변경부(62)에 의해 순차 변경된 각 동작 조건에 있어서의 연비(단위 생성 에너지당 연료 소비량)를 산출한다. 제1 기간 (A)에서는, 변경부(62)가 제1 동작 조건으로 변경한 결과, 디젤 발전기(4)가 제1 출력 P1을 나타내고, 산출부(61)가 제1 연비 F1을 산출한 것으로 한다. 계속되는 제2 기간 (B)에서는, 변경부(62)가 제1 동작 조건으로부터 제2 동작 조건으로 변경한 결과, 디젤 발전기(4)가 제1 출력 P1보다 큰 제2 출력 P2를 나타내고, 산출부(61)가 제1 연비 F1보다 적은 제2 연비 F2를 산출한 것으로 한다.
제1 기간 (A)로부터 제2 기간 (B)로의 천이에 수반하여 디젤 발전기(4)의 출력이 P1로부터 P2로 증가하지만, 발전 제어부(64)로부터 AC/DC 변환부(51)에 대한 전류 지령 또는 충전 지령을 증가시킴으로써 출력 증가에 의한 잉여 전력이 배터리(5)에 충전된다. 이와 같이 잉여 전력은 배터리(5)에 충전되어 선내 부하(3)에 공급되지 않기 때문에, 도 3의 프로세스를 통해서 선내 부하(3)에 대한 공급 전력이 대략 일정하게 유지된다. 이와 같이 해서 선내 부하(3)의 상태 변화가 최소한으로 억제되는 결과, 발전 제어 장치(6)는 선내 부하(3)의 영향을 크게 받지 않고 디젤 발전기(4)의 최소 연비(Fmin)를 실현하는 최적 출력(85%)을 고정밀도로 찾을 수 있다. 또한, 제2 기간 (B)에서 전류 지령 또는 충전 지령이 증가한 결과, 배터리(5)의 SOC(충전율: State Of Charge)의 증가율(직선의 기울기)이 제1 기간 (A)보다 크게 되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 디젤 발전기(4)가 생성하는 교류 전력의 주파수를 일정(60㎐)하게 유지하기 위해서, 엔진부(41)의 회전수 N은 일정하게 유지되고 있다. 이 경우, 도 3에 있어서의 디젤 발전기(4)의 출력 변화는, 주로 엔진부(41)의 토크 T(동작 조건)의 변화에 의해 야기된다.
제2 기간 (B)에서 변경부(62)가 디젤 발전기(4)의 출력을 증가시킨 결과, 산출부(61)가 산출한 연비가 감소(연비 효율이 개선)했기 때문에, 계속되는 제3 기간 (C)에서는 변경부(62)가 가일층의 연비 효율의 개선을 기대해서 디젤 발전기(4)의 출력을 더욱 증가시킨다. 구체적으로는, 제3 기간 (C)에서는, 변경부(62)가 제2 동작 조건으로부터 제3 동작 조건으로 변경한 결과, 디젤 발전기(4)가 제2 출력 P2보다 더 큰 제3 출력 P3을 나타내고, 산출부(61)가 제2 연비 F2보다 더 적은 제3 연비 F3을 산출한 것으로 한다. 이때, 제2 기간 (B)와 마찬가지로, P2로부터 P3으로의 출력 증가에 수반하여, 발전 제어부(64)로부터 AC/DC 변환부(51)에 대한 전류 지령 또는 충전 지령이 증가하고, 보다 큰 잉여 전력이 배터리(5)에 충전된다. 이 때문에, 배터리(5)의 SOC의 증가율도 제2 기간 (B)보다 커진다.
제3 기간 (C)에서 변경부(62)가 디젤 발전기(4)의 출력을 증가시킨 결과, 산출부(61)가 산출한 연비가 감소(연비 효율이 개선)했기 때문에, 계속되는 제4 기간 (D)에서는 변경부(62)가 가일층의 연비 효율의 개선을 기대해서 디젤 발전기(4)의 출력을 더욱 증가시킨다. 구체적으로는, 제4 기간 (D)에서는, 변경부(62)가 제3 동작 조건으로부터 제4 동작 조건으로 변경한 결과, 디젤 발전기(4)가 제3 출력 P3보다 더 큰 제4 출력 P4를 나타낸다. 그런데, 제2 기간 (B) 및 제3 기간 (C)와 달리, 산출부(61)는 제3 연비 F3보다 많은(연소 효율이 나쁜) 제4 연비 F4를 산출한 것으로 한다.
이상의 프로세스를 통해서, 특정부(63)는 디젤 발전기(4)의 출력을 제3 출력 P3보다 크게 해도, 연비 효율이 더 이상 개선되지 않는 것을 인식한다. 그래서, 특정부(63)는, 최소 연비 F3이 얻어진 제3 기간 (C)에 있어서의 제3 동작 조건을 디젤 발전기(4)의 금후의 당면의 운전에 있어서 채용해야 할 동작 조건으로서 특정한다. 발전 제어부(64)는, 제5 기간 (E) 이후의 운전 기간에 있어서, 특정부(63)에 의해 특정된 최소 연비(Fmin)를 실현하는 최적 출력(85%)으로 디젤 발전기(4)를 운전한다.
이상의 예에서는 디젤 발전기(4)의 최적 출력이 일정값(85%)이었지만, 디젤 발전기(4) 자체나 선박이 놓여진 상황에 따라 변화하는 것도 상정된다. 구체적으로는, 엔진부(41)의 온도, 엔진부(41) 내의 연료의 종별이나 상태, 엔진부(41)에 있어서 연료를 분사하는 노즐의 상태 등에 따라, 디젤 발전기(4)의 최적 출력은 변동할 수 있다. 도 3에서 나타낸 프로세스에 의하면, 디젤 발전기(4)의 최적 출력이 변화한 경우에도, 최소 연비를 실현하는 최적 출력을 효율적으로 특정할 수 있다. 또한, 이상의 예에서는, 도 2의 (B)에도 모식적으로 도시된 바와 같이, 기간 (A) 내지 (D)에 걸쳐서 디젤 발전기(4)의 출력을 점차 증가시키면서 최소 연비가 되는 기간 (C)의 최적 출력을 탐색했지만, 이것과는 반대로 디젤 발전기(4)의 출력을 90% 내지 95% 근처에서 점차 감소시키면서 최소 연비가 되는 최적 출력을 탐색해도 된다. 디젤 발전기(4)의 출력을 감소시키면서 탐색을 행하는 경우, 선내 부하(3)에 대한 부족 전력을 배터리(5)에 축적된 전력으로 조달하는 것도 상정된다. 이 때문에, 변경부(62)에 의한 동작 조건 또는 출력의 변경은 배터리(5)의 충전량을 나타내는 SOC가 소정값 이상인 경우 즉 방전 여력이 있는 경우에 한해서 행하는 것이 바람직하다. 반대로, 디젤 발전기(4)의 출력을 증가시키면서 탐색을 행하는 경우에는 잉여 전력이 배터리(5)에 충전되기 때문에, 변경부(62)에 의한 동작 조건 또는 출력의 변경은 배터리(5)의 충전량을 나타내는 SOC가 소정값 이하인 경우 즉 충전 여력이 있는 경우에 한해서 행하는 것이 바람직하다.
도 3과 같은 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 최적 출력의 탐색 프로세스는 상시 실행할 필요는 없고, 디젤 발전기(4)나 선박이 놓여진 상황 그 외의 운전 조건이 크게 변화했을 때에 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 선박에 연료가 보급된 경우, 기존의 연료와 보급된 연료의 상위에 따라, 최소 연비가 되는 최적 출력이 크게 변화할 가능성이 있기 때문에, 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 최적 출력의 탐색 프로세스가 실행된다. 또한, 변경부(62)는, 선박의 현재 위치의 변화에 따라서, 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 변경해도 된다. 예를 들어, 선박이 항만, 근해, 외양 등에 출입했을 때는, 디젤 발전기(4)의 운전 조건이 크게 변화할 가능성이 있기 때문에, 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 최적 출력의 탐색 프로세스가 실행된다. 또한, 선박에 복수의 디젤 발전기(4)가 마련되어 순차 전환해서 사용되는 경우, 디젤 발전기(4)마다 최소 연비가 되는 최적 출력이 다를 가능성이 있기 때문에, 전환 후의 디젤 발전기(4)에 대해서 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 최적 출력의 탐색 프로세스가 실행된다. 또한, 최적 출력의 탐색 프로세스는 일정 기간마다 정기적으로 실행해도 된다.
또한, 도 3과 같은 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 최적 출력의 탐색 프로세스를 실행할 때, 기간마다의 디젤 발전기(4)의 동작 조건의 변경량 즉 엔진부(41)의 회전수 N 및 토크 T의 적어도 어느 것의 변화량은, 엔진부(41)의 온도, 엔진부(41)에 투입되는 연료의 종별, 엔진부(41)에 있어서 연료를 분사하는 노즐의 상태의 적어도 어느 것에 따라서 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 엔진부(41)가 통상보다 고온인 경우, 약간의 동작 조건의 차이라도 연비가 크게 변화할 가능성이 있기 때문에, 변경부(62)에 의한 기간마다의 동작 조건의 변경량은 작게 하는 것이 바람직하다.
도 4는 발전 제어 장치(6)에 의한 최적 출력의 특정 처리를 나타내는 흐름도이다. 흐름도의 설명에 있어서 「S」는 스텝을 의미한다. S20 내지 S22에서는, 최적 출력의 탐색 프로세스를 실행하는지의 여부가 판정된다. S20에서는, 선박에 연료가 보급되었는지의 여부가 판정되고, S21에서는 선박의 현재 위치가 크게 변화하였는지 여부가 판정되고, S22에서는 디젤 발전기(4)가 전환되었는지 여부가 판정된다. 이들의 어느 것의 스텝에서 예라고 판정된 경우에는 S23으로 진행하고, 변경부(62)에 의한 동작 조건의 변경을 수반하는 S24 내지 S31의 최적 출력의 탐색 프로세스가 실행된다. 이들 모든 스텝에서 아니오라고 판정된 경우에는 최적 출력의 탐색 프로세스가 실행되지 않고 처리가 종료한다. 또한, 스텝 S20 내지 S22는 마련하지 않아도 되고, 어느 하나가 마련되어도 되고, 임의의 개수가 조합되어도 된다.
S24에서는, 변경부(62)가 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 제1 동작 조건으로 설정한다. S25에서는, 산출부(61)가 제1 동작 조건에 있어서의 제1 연비 F1을 산출한다. S26에서는, 변경부(62)가 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 제2 동작 조건으로 설정한다(N은 2 이상의 자연수). 여기에서는 도 3의 예와 같이 디젤 발전기(4)의 출력이 증가하도록, 변경부(62)에 의해 동작 조건이 변경되는 것으로 한다. S27에서는, 산출부(61)가 제2 동작 조건에 있어서의 제2 연비 F2를 산출한다. S28에서는, 제1 연비 F1과 제2 연비 F2가 비교된다. 도 3의 예와 같이 제2 연비 F2가 제1 연비 F1보다 적은 경우에는, S29로 진행해서 자연수 N이 인크리먼트된 다음에 S26으로 되돌아간다.
이후, S28에서 제N-1의 연비 FN-1이 제N 연비 FN 이하가 될 때까지, S26 내지 S29의 처리가 반복된다. 도 3의 예에서는 N=4일 때에 S28에서 제3 연비 F3이 제4 연비 F4 이하가 된다. 거기에서 계속되는 S30에서는, 특정부(63)가 최소의 연비 F3이 얻어진 제3(N-1)의 동작 조건을 디젤 발전기(4)의 금후의 당면의 운전에 있어서 채용해야 할 동작 조건으로서 특정한다. S31에서는, 발전 제어부(64)가 S30에서 특정된 동작 조건에서 디젤 발전기(4)를 운전한다.
또한, 도 3 또는 도 4에 있어서의 최적 출력의 탐색 프로세스에서는, 디젤 발전기(4)의 출력을 점차 증가(또는 감소)시켜서, 연비가 증가로 전환되기 직전의 연비가 극소로 되는 최적 출력을 탐색했지만, 디젤 발전기(4)의 출력을 규칙적 또는 불규칙적으로 소정 횟수(예를 들어 10회) 변화시키고, 그 중에서 연비가 최소가 되었을 때의 디젤 발전기(4)의 출력을 최적 출력으로서 특정해도 된다.
손실 취득부(65)는 디젤 발전기(4)가 생성한 전력 중 선내 부하(3)의 필요 전력을 초과하는 잉여 전력을 충전 가능한 배터리(5)에 있어서의 충전 시 및 방전 시의 손실을 취득한다. 손실 취득부(65)는, 후술하는 도 5에서 나타내는 바와 같은 미리 준비된 테이블로부터 디젤 발전기(4)의 출력이나 연비에 따른 배터리(5)의 충방전 시의 손실을 취득해도 되고, 발전 제어부(64)로부터 AC/DC 변환부(51)에 대한 전류 지령 및 배터리(5)의 충전율(SOC)에 기초하여 배터리(5)의 충방전 시의 손실을 산출해도 된다. 후자의 경우, 발전 제어부(64)로부터 AC/DC 변환부(51)에의 전류 지령은 배터리(5)의 충방전 시에 흘려야 할 전류를 나타내고, 배터리(5)의 충전율은 실제로 배터리(5)에 흐른 전류를 나타내기 때문에, 이들 비교에 의해 배터리(5)에 있어서의 전류의 손실을 산출할 수 있다. 또한, 손실 취득부(65)는, 전력 측정부(66)에 의해 측정된 AC/DC 변환부(51)의 전력 모선(2)측의 교류 전력 및 배터리(5)측의 직류 전력의 비교에 기초하여, 배터리(5)의 충방전 시의 손실을 산출 해도 된다. 전력 비교부(67)는, 후술하는 도 6에서 나타내는 발전 제어 처리에 있어서, 디젤 발전기(4)의 발전량, 배터리(5)의 충전량, 선내 부하(3)의 필요 전력을 비교한다.
도 6의 발전 제어 처리에 대해서 설명하기 전에, 도 5의 테이블에 대해서 설명한다. 「출력(선내 부하)」은, 정격 출력 Pmax가 1000㎾인 디젤 발전기(4)의 출력을 [%] 및 [㎾]의 양 단위로 나타낸다. 예를 들어, 85%의 출력은 850㎾의 출력을 나타낸다. 「연비」[g/㎾h]는, 산출부(61)에 의해 산출되는 디젤 발전기(4)의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 나타낸다. 도 2 및 도 3의 예와 마찬가지로, 연비는 출력이 85%일 때에 최소로 되어 있다. 즉, 이 예에 있어서도, 최소 연비(198.40g/㎾h)를 실현하는 디젤 발전기(4)의 최적 출력은 85%이다. 「연료 사용량」[g/s]는 연비를 단위 시간당 연료 사용량으로 환산한 것이다.
「출력 85%에서 운전했을 때의 연료 사용량」[g/s]은, 「출력(선내 부하)」에 있어서의 각 값의 선내 부하(3)에 대하여, 최적 출력인 85%에서 디젤 발전기(4)를 운전했을 때의 연료 사용량을 나타낸다. 예를 들어, 85%(850㎾)의 선내 부하(3)에 대하여 85%의 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전했을 때의 연료 사용량은 좌측란과 같은 46.84이다. 한편, 10%(100㎾)의 선내 부하(3)에 대하여 85%의 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전했을 때의 연료 사용량은 좌측란의 15.09보다 적은 5.51이 된다. 좌측란의 15.09는 10%(100㎾)의 선내 부하(3)와 동등한 10%의 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전했을 때의 연료 사용량이지만, 연비가 543.30으로 최소 연비인 198.40보다 나쁘기 때문에 최소 연비로 디젤 발전기(4)를 운전했을 때의 5.51에 비해서 많아진다. 이와 같이, 선내 부하(3)(예를 들어 10%)가 디젤 발전기(4)의 최적 출력(85%)과 달랐다 하더라도, 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전함으로써 연료 사용량이 적어지는 경우가 있다.
이러한 연료 사용량의 저감분은 「(A) 연료 사용량 개선분」[g/s]으로 나타낸다. 선내 부하(3)가 10%인 경우, 10% 출력 시의 15.09와 85% 출력 시의 5.51의 차분인 9.58이 연료 사용량 개선분이 된다. 한편, 10%의 선내 부하(3)에 대하여 85%의 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전하는 경우, 차분의 75%가 잉여 전력으로 되어 AC/DC 변환부(51)를 통해 배터리(5)에 충전된다. 이 잉여 전력의 충전 시에 배터리(5)에서 발생하는 손실(손실 취득부(65)에서 취득 가능)을 연료 사용량으로 환산한 것을 「(B) 손실분의 연료 사용량」[g/s]로 나타낸다. 또한, 본 도면에서는 배터리(5)의 충방전 시의 손실은 15%로 하였다.
선내 부하(3)가 10%인 경우의 손실분의 연료 사용량은 6.20이며 좌측란의 연료 사용량 개선분 9.58보다 하회하는 점에서, 선내 부하(3)가 10%인 경우에는 85%의 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전함으로써 연료 사용량 또는 연비를 최소화할 수 있다. 이에 반해, 선내 부하(3)가 50-80%인 경우에는 「(B) 손실분의 연료 사용량」이 「(A) 연료 사용량 개선분」을 상회한다. 이 때문에, 85%의 최적 출력으로 디젤 발전기(4)를 운전했다 하더라도, 충전 시의 배터리(5)의 손실에 의해 연비가 악화되는 결과가 된다. 이러한 경우, 디젤 발전기(4)는 85%의 최적 출력이 아닌 선내 부하(3)(50-80%)와 동등한 출력으로 운전함으로써 연료 사용량 또는 연비를 최소화할 수 있다.
도 6은 발전 제어 장치(6)에 의한 발전 제어 처리를 나타내는 흐름도이다. 흐름도의 설명에 있어서 「S」는 스텝을 의미한다. S1에서는, 전력 비교부(67)가 배터리(5)의 SOC(충전율)와 만충전 판단 역치 A를 비교한다. 만충전 판단 역치 A는 배터리(5)가 만충전에 가까운 충전 상태에 있는지의 여부를 판단하기 위한 역치이다. 배터리(5)의 SOC가 만충전 판단 역치 A보다 큰 경우(S1에 있어서의 아니오), 배터리(5)가 만충전 상태라고 해서 S13으로 진행한다. 배터리(5)의 SOC가 만충전 판단 역치 A 이하인 경우(S1에 있어서의 예), 배터리(5)가 만충전 상태가 아니라고 해서 S2로 진행한다.
S2에서는 전력 비교부(67)가 배터리(5)의 SOC와 완전 방전 판단 역치 B를 비교한다. 완전 방전 판단 역치 B는 배터리(5)가 완전 방전에 가까운 충전 상태에 있는지의 여부를 판단하기 위한 역치이다. 배터리(5)의 SOC가 완전 방전 판단 역치 B보다 작은 경우(S2에 있어서의 아니오), 배터리(5)가 완전 방전 상태라고 해서 S10으로 진행한다. 배터리(5)의 SOC가 완전 방전 판단 역치 B 이상인 경우(S2에 있어서의 예), 배터리(5)가 완전 방전 상태가 아니라고 해서 S3으로 진행한다.
S3에서는 전력 비교부(67)가 배터리(5)의 SOC와 충방전 판단 역치 C를 비교한다. 충방전 판단 역치 C는, 후속의 처리에서 배터리(5)의 충전과 방전의 어느 것을 우선할지를 판단하기 위한 역치이며, 만충전 판단 역치 A보다 작고 완전 방전 판단 역치 B보다 크다. 배터리(5)의 SOC가 충방전 판단 역치 C보다 큰 경우(S3에 있어서의 아니오), 배터리(5)의 방전을 우선해야 하는 것으로 해서 S8로 진행한다. 배터리(5)의 SOC가 충방전 판단 역치 C 이하인 경우(S3에 있어서의 예), 배터리(5)의 충전을 우선해야 하는 것으로 해서 S4로 진행한다.
S4에서는, 배터리(5)의 충전 가부를 판단한다. 구체적으로는, 도 5에 있어서의 「(B) 손실분의 연료 사용량」에 상당하는 배터리(5)의 충전 시의 손실에 상당하는 연료 손실량 α와, 도 5에 있어서의 「(A) 연료 사용량 개선분」에 상당하는 최적 출력(85%)에 의한 연료 절약량 β가 비교된다. 연료 손실량 α는 「(PB-PL)×(1-ηPC)×Fmin」으로 표현되고, 연료 절약량 β는 「PL×(Fn-Fmin)」으로 표현된다. 여기서, PB는 최적 출력(도 5에 있어서의 850㎾), PL은 선내 부하(3)의 필요 전력, ηPC는 AC/DC 변환부(51)의 효율, Fmin은 최소 연비(도 5에 있어서의 198.40g/㎾h), Fn은 현재의 연비이다.
연료 손실량 α가 연료 절약량 β 이하인 경우(S4에 있어서의 아니오), 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB로 운전함으로써, 배터리(5)의 충전 손실을 상회하는 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, S11에서 배터리(5)의 충전이 실행되고, S12에서 디젤 발전기(4)(DG: Diesel Generator)가 최적 출력 PB 또는 최소 연비 Fmin으로 운전된다. 이와 같이, 연료 절약량 β가 연료 손실량 α를 상회하는 경우, 발전 제어부(64)는, S12에서 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 최적 출력 PB로 변경함과 함께, S11에서 디젤 발전기(4)가 생성한 잉여 전력을 배터리(5)에 충전한다. 또한, S11에서는 발전 제어부(64)가 전력 모선(2)에 있어서의 교류 전력의 주파수가 크게 변함없는 범위에서 배터리(5)에 공급하는 전류를 결정해서 AC/DC 변환부(51)에 대한 전류 지령을 생성한다.
연료 손실량 α가 연료 절약량 β보다 큰 경우(S4에 있어서의 예), 배터리(5)의 충전 손실이 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB로 운전하는 것에 의한 연료 절약 효과를 상회해버리기 때문에, 배터리(5)는 충전되지 않고 S5로 진행한다. 이와 같이, 발전 제어부(64)는, 변경부(62)가 S12에서 디젤 발전기(4)의 동작 조건을 최적 출력 PB로 변경하려고 할 때, 변경 전의 현재의 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 현재의 연료 소비량이, 변경 후의 최적 동작 조건에 있어서 산출부(61)에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 최소 연료 소비량보다 많은 경우에도, 손실 취득부(65)에 의해 취득된 배터리(5)의 손실에 상당하는 연료 손실량 α가 현재의 연료 소비량으로부터 최소 연료 소비량을 뺀 연료 절약량 β를 상회하는 경우, 현재의 동작 조건으로부터 최적 동작 조건으로 변경하지 않는다.
S5에서는, 배터리(5)의 방전 가부를 판단한다. 구체적으로는, 현재의 연료 소비량 γ와, 배터리(5)로부터 방전하려고 하는 전력의 충전에 요한 연료 소비량 δ가 비교된다. 현재의 연료 소비량 γ는 「Fn×PL」로 표현되고, 충전 시의 연료 소비량 δ는 「PL×Fave/ηPC」로 표현된다. 여기서, Fave는 충전 시에 있어서의 디젤 발전기(4)의 평균 연비이다.
현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ 이상인 경우(S5에 있어서의 아니오), 배터리(5)를 방전함으로써 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, 방전을 위한 S14로 진행한다. 현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ보다 작은 경우(S5에 있어서의 예), 배터리(5)를 방전하지 않고 디젤 발전기(4)만으로 선내 부하(3)의 필요 전력을 조달하는 쪽이 연료 소비량을 억제할 수 있기 때문에, S6에서 배터리(5)의 충방전이 실행되지 않고, S7에서 현재의 출력 또는 연비 Fn 그대로 디젤 발전기(4)가 운전된다. 이와 같이, S7에서 디젤 발전기(4)의 동작 조건이 변경되지 않은 경우, 발전 제어부(64)는 S6에서 배터리(5)의 충전 및 방전을 행하지 않는다.
배터리(5)의 방전을 우선해야 하는 경우(SOC>C)에 S3으로부터 분기하는 S8에서는, S5와 마찬가지로 현재의 연료 소비량 γ 및 충전 시의 연료 소비량 δ의 비교에 기초하여 배터리(5)의 방전 가부가 판단된다. 현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ 이상인 경우(S8에 있어서의 아니오), 배터리(5)를 방전함으로써 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, 방전을 위한 S14로 진행한다. 현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ보다 작은 경우(S8에 있어서의 예), 배터리(5)를 방전하지 않는 쪽이 연료 소비량을 억제할 수 있기 때문에, 배터리(5)는 방전되지 않고 S9로 진행한다.
S9에서는, S4와 마찬가지로 배터리(5)의 충전 시의 손실에 상당하는 연료 손실량 α 및 최적 출력에 의한 연료 절약량 β의 비교에 기초하여 배터리(5)의 충전 가부가 판단된다. 연료 손실량 α가 연료 절약량 β 이하인 경우(S9에 있어서의 아니오), 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB으로 운전함으로써, 배터리(5)의 충전 손실을 상회하는 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, S11에서 배터리(5)의 충전이 실행되고, S12에서 디젤 발전기(4)가 최적 출력 PB 또는 최소 연비 Fmin으로 운전된다. 연료 손실량 α가 연료 절약량 β보다 큰 경우(S9에 있어서의 예), 배터리(5)의 충전 손실이 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB로 운전하는 것에 의한 연료 절약 효과를 상회해버리기 때문에, 배터리(5)는 충전되지 않고 S6으로 진행한다.
배터리(5)가 완전 방전 상태인 경우(SOC<B)에 S2로부터 분기하는 S10에서는, S4와 마찬가지로 배터리(5)의 충전 시의 손실에 상당하는 연료 손실량 α 및 최적 출력에 의한 연료 절약량 β의 비교에 기초하여 배터리(5)의 충전 가부가 판단된다. 연료 손실량 α가 연료 절약량 β 이하인 경우(S10에 있어서의 아니오), 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB로 운전함으로써, 배터리(5)의 충전 손실을 상회하는 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, S11에서 배터리(5)의 충전이 실행되고, S12에서 디젤 발전기(4)가 최적 출력 PB 또는 최소 연비 Fmin으로 운전된다. 연료 손실량 α가 연료 절약량 β보다 큰 경우(S10에 있어서의 예), 배터리(5)의 충전 손실이 디젤 발전기(4)를 최적 출력 PB로 운전하는 것에 의한 연료 절약 효과를 상회해버리기 때문에, 배터리(5)는 충전되지 않고 S6으로 진행한다.
배터리(5)가 만충전 상태인 경우(SOC>A)에 S1로부터 분기하는 S13에서는, S5와 마찬가지로 현재의 연료 소비량 γ 및 충전 시의 연료 소비량 δ의 비교에 기초하여 배터리(5)의 방전 가부가 판단된다. 현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ 이상인 경우(S13에 있어서의 아니오), 배터리(5)를 방전함으로써 연료 절약 효과가 얻어지기 때문에, 방전을 위한 S14로 진행한다. 현재의 연료 소비량 γ가 충전 시의 연료 소비량 δ보다 작은 경우(S13에 있어서의 예), 배터리(5)를 방전하지 않는 쪽이 연료 소비량을 억제할 수 있기 때문에, 배터리(5)는 방전되지 않고 S6으로 진행한다.
배터리(5)의 방전 처리를 위한 S14에서는, 배터리(5)의 최대 출력 Pc 및 선내 부하(3)의 필요 전력 PL이 전력 비교부(67)에 의해 비교된다. 배터리(5)의 최대 출력 Pc가 선내 부하(3)의 필요 전력 PL 이상인 경우(S14에 있어서의 아니오), 선내 부하(3)의 필요 전력 PL을 배터리(5)만으로 조달할 수 있기 때문에, S18에서 배터리(5)의 방전이 실행되고, S19에서 디젤 발전기(4)가 정지된다. 이와 같이, 배터리(5)의 충전량 또는 방전 가능량 Pc가 선내 부하(3)의 필요 전력 PL 이상인 경우, 발전 제어부(64)는 디젤 발전기(4)를 정지시켜서 배터리(5)의 전력을 선내 부하(3)에 공급시킨다. 배터리(5)의 최대 출력 Pc가 선내 부하(3)의 필요 전력 PL보다 작은 경우(S14에 있어서의 예), 선내 부하(3)의 필요 전력 PL을 배터리(5)만으로 조달할 수는 없기 때문에, 디젤 발전기(4)는 정지되지 않고 S15로 진행한다.
S15에서는, 선내 부하(3)의 필요 전력 PL 및 디젤 발전기(4)의 최적 출력 PB가 전력 비교부(67)에 의해 비교된다. 선내 부하(3)의 필요 전력 PL이 디젤 발전기(4)의 최적 출력 PB 이하인 경우(S15에 있어서의 아니오), 선내 부하(3)의 필요 전력 PL을 디젤 발전기(4)만으로 조달할 수 있기 때문에, S6에서 배터리(5)의 충방전이 실행되지 않고, S7에서 현재의 연비 Fn 또는 최소 연비 Fmin으로 디젤 발전기(4)가 운전된다. 선내 부하(3)의 필요 전력 PL이 디젤 발전기(4)의 최적 출력 PB보다 큰 경우(S15에 있어서의 예), 선내 부하(3)의 필요 전력 PL을 배터리(5)만으로 조달할 수 없기 때문에, S16에 있어서 방전하는 배터리(5)와 S17에 있어서 최적 출력 PB로 운전되는 디젤 발전기(4)의 조합에 의해 선내 부하(3)의 필요 전력 PL을 조달한다. 이와 같이, 디젤 발전기(4)의 발전량 PB가 선내 부하(3)의 필요 전력 PL 미만인 경우, 발전 제어부(64)는 최적 출력 PB로 디젤 발전기(4)를 동작시켜서 생성된 전력을 선내 부하(3)에 공급시킴과 함께, 배터리(5)에 충전된 전력을 선내 부하(3)에 공급시킨다.
이상, 본 발명을 실시 형태에 기초하여 설명했다. 실시 형태는 예시이며, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 여러 변형예가 가능한 것, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.
실시 형태에서는, 선박용 전원 시스템(1)에 있어서의 발전 제어 장치(6)에 대해서 설명했지만, 본 발명의 발전 제어 장치의 적용 대상은 선박에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차량이나 항공기 등의 다른 수송 기기의 전원 시스템에 본 발명의 발전 제어 장치를 적용해도 된다.
또한, 실시 형태에서 설명한 각 장치의 기능 구성은 하드웨어 자원 또는 소프트웨어 자원에 의해, 혹은 하드웨어 자원과 소프트웨어 자원의 협동에 의해 실현할 수 있다. 하드웨어 자원으로서 프로세서, ROM, RAM, 기타의 LSI를 이용할 수 있다. 소프트웨어 자원으로서 오퍼레이팅 시스템, 애플리케이션 등의 프로그램을 이용할 수 있다.
본 명세서에서 개시한 실시 형태 중, 복수의 기능이 분산되어 마련되어 있는 것은, 당해 복수의 기능의 일부 또는 전부를 집약해서 마련해도 되고, 반대로 복수의 기능이 집약해서 마련되어 있는 것을, 당해 복수의 기능의 일부 또는 전부가 분산되도록 마련할 수 있다. 기능이 집약되어 있는지 분산되어 있는지에 관계없이, 발명의 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.
1 : 전원 시스템, 2 : 전력 모선, 3 : 선내 부하, 4 : 디젤 발전기, 5 : 배터리, 6 : 발전 제어 장치, 41 : 엔진부, 42 : 발전부, 51 : AC/DC 변환부, 61 : 산출부, 62 : 변경부, 63 : 특정부, 64 : 발전 제어부, 65 : 손실 취득부, 66 : 전력 측정부, 67 : 전력 비교부

Claims (19)

  1. 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부를 갖는 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출부와,
    상기 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는 변경부와,
    변경 전의 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하고, 당해 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정부와,
    특정된 상기 동작 조건에서 상기 발전기를 동작시키는 발전 제어부
    를 구비하는 발전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변경부가 상기 발전기의 동작 조건을 제1 동작 조건으로부터 제2 동작 조건으로 변경했을 때, 상기 제1 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 제1 연료 소비량이, 상기 제2 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 제2 연료 소비량보다 많은 경우, 상기 변경부는 상기 발전기의 출력이 상기 제2 동작 조건으로부터 또한 변화되도록, 상기 발전기의 동작 조건을 제3 동작 조건으로 변경하고,
    상기 제3 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 제3 연료 소비량이 상기 제2 연료 소비량보다 많은 경우, 상기 특정부는 상기 제2 동작 조건을 특정하는,
    발전 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변경부는, 상기 엔진부의 회전수 및 토크의 적어도 어느 것을 변화시키도록 동작 조건을 변경하는,
    발전 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변경부는, 상기 엔진부의 온도, 상기 연료의 종별, 상기 엔진부에 있어서 상기 연료를 분사하는 노즐의 상태 적어도 어느 것에 따라서, 상기 엔진부의 회전수 및 토크의 적어도 어느 것의 변화량을 결정하는, 발전 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발전기는 선박에 마련되고,
    상기 발전기가 생성한 전력은 상기 선박 내의 전력 모선에 공급되는,
    발전 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발전기가 생성한 전력을 충전하고, 상기 전력 모선에 방전 가능한 배터리를 더 구비하고,
    상기 발전 제어부는, 상기 변경부에 의한 동작 조건의 변경 시에, 상기 엔진부의 회전수가 일정하게 유지되도록 상기 배터리의 충방전을 제어하는,
    발전 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변경부는, 상기 배터리의 충전량이 소정값 이상인 경우에 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는, 발전 제어 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 변경부는, 상기 선박에 연료가 보급됨에 따라서, 상기 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는, 발전 제어 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 변경부는, 상기 선박의 현재 위치의 변화에 따라서, 상기 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는, 발전 제어 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 발전기는 제1 발전기와 제2 발전기를 포함하고,
    상기 변경부는, 상기 전력 모선에 전력을 공급하는 발전기를 상기 제1 발전기로부터 상기 제2 발전기에 전환한 것에 따라, 상기 제2 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 제2 발전기의 동작 조건을 변경하는,
    발전 제어 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발전기가 생성한 전력 중 부하의 필요 전력을 초과하는 잉여 전력을 충전 가능한 배터리에 있어서의 충전 시 및 방전 시의 적어도 어느 것의 손실을 취득하는 손실 취득부를 더 구비하고,
    상기 발전 제어부는, 상기 변경부가 상기 발전기의 동작 조건을 제1 동작 조건으로부터 제2 동작 조건으로 변경할 때, 상기 제1 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 제1 연료 소비량이, 상기 제2 동작 조건에 있어서 상기 산출부에 의해 산출된 단위 생성 에너지당 제2 연료 소비량보다 많은 경우에도, 상기 손실 취득부에 의해 취득된 상기 배터리의 손실에 상당하는 연료 손실량이 상기 제1 연료 소비량으로부터 상기 제2 연료 소비량을 뺀 연료 절약량을 상회하는 경우, 상기 제1 동작 조건으로부터 상기 제2 동작 조건으로 변경하지 않는,
    발전 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발전 제어부는, 상기 제1 동작 조건에서 상기 발전기를 동작시킬 때, 상기 배터리의 충전 및 방전의 적어도 어느 것을 행하지 않는, 발전 제어 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 발전 제어부는, 상기 연료 절약량이 상기 배터리에 있어서의 충전 시의 상기 연료 손실량을 상회하는 경우, 상기 제1 동작 조건으로부터 상기 제2 동작 조건으로 변경함과 함께, 상기 발전기가 생성한 잉여 전력을 상기 배터리에 충전하는, 발전 제어 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 손실 취득부는, 상기 발전 제어부가 상기 배터리에 흘리는 전류 지령 및 상기 배터리의 충전율에 기초하여, 상기 배터리에 있어서의 손실을 산출하는, 발전 제어 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 발전기가 생성한 교류 전력을 직류 전력으로 변환해서 상기 배터리에 공급하는 전력 변환부의 입력 교류 전력 및 출력 직류 전력을 측정하는 전력 측정부를 더 구비하고,
    상기 손실 취득부는, 상기 입력 교류 전력 및 상기 출력 직류 전력에 기초하여, 상기 배터리에 있어서의 손실을 산출하는, 발전 제어 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발전기가 생성한 전력을 충전 가능한 배터리의 충전량과 부하의 필요 전력을 비교하는 전력 비교부를 더 구비하고,
    상기 발전 제어부는, 상기 배터리의 충전량이 상기 부하의 필요 전력 이상인 경우, 상기 발전기를 정지시켜서 상기 배터리의 전력을 상기 부하에 공급시키는,
    발전 제어 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 특정부가 특정한 동작 조건에 의한 상기 발전기의 발전량과 부하의 필요 전력을 비교하는 전력 비교부를 더 구비하고,
    상기 발전 제어부는, 상기 특정부가 특정한 동작 조건에 의한 상기 발전기의 발전량이 상기 부하의 필요 전력 미만인 경우, 당해 동작 조건에서 상기 발전기를 동작시켜서 생성된 전력을 상기 부하에 공급시킴과 함께, 상기 발전기가 발전한 전력을 충전 가능한 배터리에 충전된 전력을 상기 부하에 공급시키는,
    발전 제어 장치.
  18. 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부를 갖는 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출 스텝과,
    상기 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는 변경 스텝과,
    변경 전의 동작 조건에 있어서 상기 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 상기 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하고, 당해 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정 스텝과,
    특정된 상기 동작 조건에서 상기 발전기를 동작시키는 발전 제어 스텝
    을 구비하는 발전 제어 방법.
  19. 투입된 연료의 연소에 의해 회전 동력을 출력하는 엔진부 및 당해 회전 동력을 전력으로 변환하는 발전부를 갖는 발전기의 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 산출하는 산출 스텝과,
    상기 발전기의 출력을 변화시키도록 상기 발전기의 동작 조건을 변경하는 변경 스텝과,
    변경 전의 동작 조건에 있어서 상기 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량과, 변경 후의 동작 조건에 있어서 상기 산출 스텝에서 산출된 단위 생성 에너지당 연료 소비량을 비교하고, 당해 연료 소비량이 적은 쪽의 동작 조건을 특정하는 특정 스텝과,
    특정된 상기 동작 조건에서 상기 발전기를 동작시키는 발전 제어 스텝
    을 컴퓨터에 실행시키는 발전 제어 프로그램을 기억하고 있는 기억 매체.
KR1020220083861A 2021-07-12 2022-07-07 발전 제어 장치, 발전 제어 방법, 기억 매체 KR20230010589A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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