KR20240106840A - Hybrid power system and controlling method having capacity in ship - Google Patents
Hybrid power system and controlling method having capacity in ship Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240106840A KR20240106840A KR1020220189923A KR20220189923A KR20240106840A KR 20240106840 A KR20240106840 A KR 20240106840A KR 1020220189923 A KR1020220189923 A KR 1020220189923A KR 20220189923 A KR20220189923 A KR 20220189923A KR 20240106840 A KR20240106840 A KR 20240106840A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- capacitor
- load
- bus
- ship
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 14
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 30
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J3/00—Driving of auxiliaries
- B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J3/00—Driving of auxiliaries
- B63J2003/001—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam
- B63J2003/002—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam by using electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/50—Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/42—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ships or vessels
Abstract
이중연료 엔진, 이중연료 엔진에 연결되어 이중연료 엔진에서 공급된 전력을 분배하는 버스, 버스에 연결되고 버스를 통하여 이중연료 엔진으로부터 전력을 공급받는 부하, 버스에 연결되어 전력을 충전하거나 공급하는 커패시터 및 버스에 연결되고, 부하의 변동이 있는 경우, 커패시터를 충전하거나, 커패시터가 부하에 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템 및 그 제어 방법이 개시되어 있다.Dual-fuel engine, a bus connected to the dual-fuel engine and distributing power supplied from the dual-fuel engine, a load connected to the bus and supplied with power from the dual-fuel engine through the bus, and a capacitor connected to the bus to charge or supply power. And a hybrid power system having a marine capacitor connected to a bus and including a control unit that charges the capacitor when there is a change in load or controls the capacitor to supply power to the load, and a method of controlling the same are disclosed.
Description
본 발명은 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하의 급격한 변동이 있는 경우, 커패시터를 충전시키거나, 커패시터에서 충전된 에너지를 부하에 공급하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power system having a marine capacitor and a control method thereof, and more specifically, to a hybrid power system having a marine capacitor that charges the capacitor when there is a sudden change in load or supplies energy charged in the capacitor to the load. It relates to a hybrid power system and its control method.
이중연료 엔진 및 연료전지, 배터리, 풍력 발전 등 다양한 발전 시스템으로 구성되어 있는 하이브리드 전력 시스템에서 전력 공급을 위한 각 발전 시스템의 응답성은 매우 중요한 위치를 차지한다. 선박 발전 시스템의 다양화로 인해 이중연료엔진 발전 및 연료전지, 배터리, 풍력 발전 등등의 하이브리드 시스템의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 현재의 연구 단계에서 각 발전 시스템의 응답성에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있으나, 선박 부하 특성에 따른 각 발전시스템의 부하 변동에 대한 응답성에 연구는 초기 단계에 머무르고 있다.In a hybrid power system composed of various power generation systems such as dual fuel engines, fuel cells, batteries, and wind power generation, the responsiveness of each power generation system for power supply is very important. Due to the diversification of ship power generation systems, the development of hybrid systems such as dual fuel engine power generation and fuel cells, batteries, and wind power generation is actively underway. However, although research on the responsiveness of each power generation system is actively underway at the current research stage, research on the responsiveness of each power generation system to load changes according to ship load characteristics remains at the initial stage.
전력을 공급받는 부하 증가 시 발전시스템의 응답성을 초과할 경우에는 블랙아웃을 방지하기 위해 소프트스타터를 사용하여 이를 방지하고 있으나, 급격한 부하 감소 시 시스템의 응답성이 이를 따라오지 못할 경우에는 브레이킹 레지스터를 사용하여 전기를 소모하여 시스템의 안정성을 확보하도록 설계하는 경우가 있다. 브레이킹 레지스터(Breaking Resistor)는 일종의 전류 소모처 즉 부하 장치로서 이중연료 엔진과 연결된 브레이킹 레지스터를 가동시켜 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지하도록 한다.If the responsiveness of the power generation system is exceeded when the load supplied with power increases, a soft starter is used to prevent blackout. However, if the responsiveness of the system cannot keep up with a sudden load decrease, a braking register is used. There are cases where it is designed to ensure the stability of the system by consuming electricity. The breaking resistor is a type of current consumer or load device that operates the braking resistor connected to the dual-fuel engine to keep the load of the dual-fuel engine high.
이렇게 할 경우에는 전기를 소모하게 되기에 효율적인 운전을 할 수가 없게 된다. 이를 해결하기 위해 배터리를 사용하여 일부 해결할 수가 있으나, 급격한 부하 변동 및 감소에 적용하기에는 여전히 응답성에 문제가 있다, If you do this, you will not be able to drive efficiently because you will consume electricity. This can be partially solved by using a battery, but there are still problems with responsiveness when applying it to rapid load changes and decreases.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선박 부하 변동 특성을 고려하고, 효율적인 운영 시스템으로 하이브리드 시스템을 구성하기 위하여, 커패시터를 갖는 하이브리드 시스템으로 빠른 전기적인 응답성을 요구하는 돌발 정지 및 후진, 대용량 부하 변동 등에도 잘 적용될 수 있고, 효율적인 운전 및 초기 투자 비용도 절약할 수 있는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to consider the characteristics of ship load fluctuations and to configure a hybrid system as an efficient operating system. In order to construct a hybrid system with a capacitor, sudden stop and reverse, large load fluctuations, etc. that require quick electrical response are required. The purpose of the present invention is to provide a hybrid power system with a marine capacitor that can be applied well and can operate efficiently and save initial investment costs, and a control method thereof.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 이중연료 엔진; 상기 이중연료 엔진에 연결되어 상기 이중연료 엔진에서 공급된 전력을 분배하는 버스; 상기 버스에 연결되고, 상기 버스를 통하여 상기 이중연료 엔진으로부터 전력을 공급받는 부하; 상기 버스에 연결되어 전력을 충전하거나 공급하는 커패시터; 및 상기 버스에 연결되고, 상기 부하의 변동이 있는 경우, 상기 커패시터를 충전하거나, 상기 커패시터가 상기 부하에 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem, a hybrid power system having a marine capacitor includes a dual fuel engine; a bus connected to the dual fuel engine and distributing power supplied from the dual fuel engine; a load connected to the bus and receiving power from the dual-fuel engine through the bus; A capacitor connected to the bus to charge or supply power; and a control unit connected to the bus and, when there is a change in the load, charging the capacitor or controlling the capacitor to supply power to the load.
상기 제어부는 소정의 시간 내에 상기 부하가 소정의 양 이상으로 감소하는 경우, 상기 이중연료 엔진에서 공급되는 전력의 일부를 상기 커패시터에 저장하거나, 상기 소정의 시간 내에 상기 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 부하에 공급하도록 제어할 수 있다.The control unit stores a portion of the power supplied from the dual-fuel engine in the capacitor when the load decreases by more than a predetermined amount within a predetermined time, or when the load decreases by more than the predetermined amount within the predetermined time. When it increases, the power stored in the capacitor can be controlled to be supplied to the load through the bus.
상기 제어부는 상기 소정의 시간 내에 상기 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 제어부는 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 부하 중에서 증가된 부하에 공급할 수 있다.If the load increases by more than the predetermined amount within the predetermined time, the control unit may supply the power stored in the capacitor to the increased load among the loads through the bus.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따라, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 제어 방법은 소정의 시간 내에 선박 내에서 전력을 소모하는 부하의 양이 소정의 양 이상으로 감소하는 경우, 이중연료 엔진에서 공급되는 전력의 일부를 커패시터에 저장하는 단계; 및 상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하에 공급하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention to solve the above technical problem, a hybrid power control method with a marine capacitor is used when the amount of load consuming power within a vessel decreases by more than a predetermined amount within a predetermined time, storing a portion of the power supplied from the fuel engine in a capacitor; And when the load consuming power within the ship increases beyond the predetermined amount within the predetermined time, supplying the power stored in the capacitor to the load consuming power within the ship through a bus. do.
상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하에 공급하는 단계는, 상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하 중에서 증가된 부하에만 공급하도록 제어할 수 있다.When the load consuming power within the ship within the predetermined time increases beyond the predetermined amount, supplying the power stored in the capacitor to the load consuming power within the ship through a bus includes: When the load consuming power within the ship increases beyond the predetermined amount within a predetermined time, the power stored in the capacitor is supplied to only the increased load among the loads consuming power within the ship through the bus. You can control it.
본 발명에 의하면, 돌발 정지 및 후진, 대용량 부하 변동에 대응하여 빠른 응답성으로 효율적인 전력 시스템 운영이 가능하게 할 수가 있는 선박용 하이브리드 전력 공급 시스템이 제공될 수 있다.According to the present invention, a hybrid power supply system for ships can be provided that can enable efficient power system operation with quick response in response to sudden stops, reverse movements, and large-capacity load changes.
본 발명에 의하면, 커패시터를 설치하여 운영함으로써 급격한 부하 감소에 대응하는 전력을 케패시터에 빠르게 충전시킬 수가 있으며, 충전된 전기에너지를 배터리나 빠르게 변화하는 부하에 공급할 수가 있게 되어 효율적인 선박의 운전이 가능하게 된다.According to the present invention, by installing and operating a capacitor, it is possible to quickly charge the capacitor with power corresponding to a sudden load decrease, and the charged electric energy can be supplied to the battery or a rapidly changing load, enabling efficient operation of the ship. I do it.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템의 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 제어 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a hybrid power system with a marine capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart of a hybrid power control method using a marine capacitor according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the embodiments of the present specification, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present specification, the detailed description will be omitted.
본 발명에서 특정 구성을 "포함"한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다. In the present invention, the description of “including” a specific configuration does not exclude configurations other than the configuration, and means that additional configurations may be included in the practice of the present invention or the scope of the technical idea of the present invention.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.Additionally, the components appearing in the embodiments of the present invention are shown independently to show different characteristic functions, and this does not mean that each component is comprised of separate hardware or a single software component. That is, each component is listed and included as a separate component for convenience of explanation, and at least two of each component can be combined to form one component, or one component can be divided into a plurality of components to perform a function, and each of these components can be divided into a plurality of components. Integrated embodiments and separate embodiments of the constituent parts are also included in the scope of the present invention as long as they do not deviate from the essence of the present invention.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.Additionally, some components may not be essential components that perform essential functions in the present invention, but may simply be optional components to improve performance. The present invention can be implemented by including only essential components for implementing the essence of the present invention excluding components used only to improve performance, and a structure including only essential components excluding optional components used only to improve performance. is also included in the scope of rights of the present invention.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Additionally, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템의 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a hybrid power system with a marine capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 발전 설비(110), 버스(120), 부하(130), 커패시터(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a hybrid power system with a marine capacitor includes a power generation facility 110, a bus 120, a load 130, a capacitor 140, and a control unit 150.
발전 설비(110)는 이중연료 엔진(111), 풍력 발전 장치(112), 연료전지(113) 및 배터리(114)를 포함할 수 있다.The power generation facility 110 may include a dual fuel engine 111, a wind power generation device 112, a fuel cell 113, and a battery 114.
발전 설비(110)는 선박 추진용과 선박운영을 위하여 전력을 생산하여 버스(120)에 공급을 한다. The power generation facility 110 produces power for ship propulsion and ship operation and supplies it to the bus 120.
이중연료 엔진(111)은 액체연료 모드 및 기체연료 모드의 두 가지의 모드로 운용될 수 있다. 이중연료 엔진(111)은 액체연료 모드에서는 액체연료인 연료유(oil)를 사용하여 발전을 할 수도 있고, 기체연료 모드에서는 기체연료인 가스(gas)를 연소하여 발전을 할 수도 있다.The dual fuel engine 111 can be operated in two modes: liquid fuel mode and gaseous fuel mode. The dual fuel engine 111 may generate power using fuel oil, which is a liquid fuel, in the liquid fuel mode, and may generate power by burning gas, which is a gaseous fuel, in the gaseous fuel mode.
연료전지(113)는 수소를 연료로 사용하여 산소와의 전기화학 반응을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산할 수 있다. 최근에는 연료전지(120)의 주연료로 LNG 혹은 메탄올과 같은 액체 연료 중심으로 개발되고 있는 실정이다. 연료전지(120)는 배기 가스에 의한 대기 오염 문제를 해결할 수 있으며, 선박과 같이 한정된 공간에 많은 연료를 저장해야 하는 특성 상 현재 많이 적용되고 있는 추세이다.The fuel cell 113 uses hydrogen as a fuel and can produce power by converting chemical energy into electrical energy through an electrochemical reaction with oxygen. Recently, liquid fuels such as LNG or methanol are being developed as the main fuel for the fuel cell 120. The fuel cell 120 can solve the problem of air pollution caused by exhaust gases, and is currently being widely applied due to the need to store a lot of fuel in a limited space, such as on ships.
배터리(114)는 이중연료 엔진(111) 또는 연료전지(113)를 통하여 충전될 수 있으며, 버스(120)를 통하여 각종 부하(130)에 전력을 공급할 수 있다.The battery 114 can be charged through the dual fuel engine 111 or the fuel cell 113, and can supply power to various loads 130 through the bus 120.
버스(120)는 발전 설비(110)에 연결되어 발전 설비(110)에서 공급된 전력을 분배한다.The bus 120 is connected to the power generation facility 110 and distributes power supplied from the power generation facility 110.
부하(130)는 버스(120)를 통하여 발전 설비(110)로부터 전력을 공급받아 소모한다.The load 130 receives power from the power generation facility 110 through the bus 120 and consumes it.
커패시터(140)는 전기에너지를 물리적으로 저장했다가 필요에 따라 다시 공급하는 기능으로 선박 전력 시스템에 사용된다. 커패시터(140)는 발전 설비(110)로부터 전력을 공급받는 경우, 전기 에너지를 저장하고, 경우에 따라 부하(130)에 전기 에너지를 공급할 수도 있다.The capacitor 140 is used in ship power systems to physically store electrical energy and supply it again as needed. When receiving power from the power generation facility 110, the capacitor 140 stores electrical energy and, in some cases, may supply electrical energy to the load 130.
본 발명에서는 커패시터(140)가 슈퍼 커패시터일 수 있다.In the present invention, the capacitor 140 may be a super capacitor.
슈퍼 커패시터 또는 울트라 커패시터는 축전용량이 매우 큰 커패시터로 초고용량 커패시터라고 한다. 이는 전기화학식 커패시터(electrochemical capacitor)라고 불린다. 이는 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온의 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 이에 따라 급속 충방전이 가능하고 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성으로 보조배터리나 배터리 대체용으로 사용될 수 있는 차세대 에너지 저장 장치이다.A super capacitor or ultra capacitor is a capacitor with a very large storage capacity and is called an ultra-high capacity capacitor. This is called an electrochemical capacitor. Unlike batteries that use chemical reactions, this uses the simple movement of ions to the interface between the electrode and electrolyte or the charging phenomenon caused by surface chemical reactions. Accordingly, it is a next-generation energy storage device that is capable of rapid charging and discharging and can be used as an auxiliary battery or battery replacement due to its high charging and discharging efficiency and semi-permanent cycle life characteristics.
제어부(150)는 부하(130)의 변동이 있는 경우, 커패시터(140)를 충전하거나, 커패시터(140)가 부하(130)에 전력을 공급하도록 제어한다.When there is a change in the load 130, the control unit 150 charges the capacitor 140 or controls the capacitor 140 to supply power to the load 130.
구체적으로, 제어부(150)는 소정의 시간 내에 부하(130)가 소정의 양 이상으로 감소하는 경우, 즉, 부하(130)가 급격하게 감소하는 경우에는 발전 설비(110)에서 공급되는 전력의 일부를 커패시터(140)를 충전하도록 제어한다.Specifically, when the load 130 decreases by more than a predetermined amount within a predetermined time, that is, when the load 130 suddenly decreases, the control unit 150 controls a portion of the power supplied from the power generation facility 110. is controlled to charge the capacitor 140.
부하(130) 감소의 정도를 급격하게 판단하는 소정의 시간 및 소정의 양은 실험적으로 설정되어 변동될 수 있다.A predetermined time and a predetermined amount for rapidly determining the degree of reduction of the load 130 may be set experimentally and may vary.
급격한 부하(130) 감소 시, 발전 시스템의 응답성이 따라오지 못하기 때문에, 커패시터(140)를 충전하여 전기 에너지를 소모하여, 시스템의 안정성을 가져올 수가 있다.When the load 130 suddenly decreases, the responsiveness of the power generation system cannot keep up, so electric energy is consumed by charging the capacitor 140, thereby improving system stability.
제어부(150)는 소정의 시간 내에 부하(130)가 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 즉, 부하(130)가 급격하게 증가하는 경우에는 커패시터(140)에 저장된 전력을 버스(120)를 통하여 부하(130)에 공급하도록 제어한다.When the load 130 increases by more than a predetermined amount within a predetermined time, that is, when the load 130 suddenly increases, the control unit 150 transfers the power stored in the capacitor 140 through the bus 120. Controls supply to the load 130.
급격한 부하(130) 증가 시, 발전 시스템의 응답성이 초과하여 블랙 아웃이 발생할 수 있는데, 커패시터(140)를 방전하여 부하(130)에 전기 에너지를 공급함으로써 시스템의 안정성을 가져올 수가 있다.When the load 130 increases rapidly, the responsiveness of the power generation system may exceed and a blackout may occur. However, the stability of the system can be brought about by discharging the capacitor 140 to supply electrical energy to the load 130.
부하(130) 증가의 정도를 급격하게 판단하는 소정의 시간 및 소정의 양은 실험적으로 설정되어 변동될 수 있다. 부하 감소 시의 소정의 시간 및 소정의 양과 동일할 수도 있고, 경우에 따라 상이할 수도 있다.A predetermined time and a predetermined amount for rapidly determining the degree of increase in the load 130 may be set experimentally and may vary. It may be the same as the predetermined time and amount when the load is reduced, or it may differ depending on the case.
여기에서, 부하(130)가 급격하게 증가하는 경우, 제어부(150)는 커패시터(140)에 저장된 전력을 버스(120)를 통하여 부하(130) 중에서 증가된 부하에 공급하도록 제어할 수 있다.Here, when the load 130 rapidly increases, the control unit 150 may control the power stored in the capacitor 140 to be supplied to the increased load among the loads 130 through the bus 120.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 제어 방법에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.Figure 2 is a flowchart of a hybrid power control method using a marine capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 단계 210에서, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 소정의 시간 내에 선박 내에서 전력을 소모하는 부하의 양이 소정의 양 이상으로 감소하는 경우, 발전 설비에서 공급되는 전력의 일부를 커패시터에 저장한다.Referring to FIG. 2, in step 210, the hybrid power system having a marine capacitor is configured to reduce a portion of the power supplied from the power generation facility when the amount of load consuming power within the vessel decreases by a predetermined amount or more within a predetermined time. is stored in the capacitor.
급격한 부하 감소 시, 발전 시스템의 응답성이 따라오지 못하기 때문에, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 전기 에너지로 커패시터를 충전하여 전기 에너지를 소모하여, 시스템의 안정성을 가져올 수가 있다.When the load decreases rapidly, the responsiveness of the power generation system cannot keep up, so a hybrid power system with a marine capacitor can consume electrical energy by charging the capacitor with electrical energy, resulting in system stability.
부하 감소의 정도를 급격하게 판단하는 소정의 시간 및 소정의 양은 실험적으로 설정되어 변동될 수 있다.The predetermined time and predetermined amount for rapidly determining the degree of load reduction may be set experimentally and may vary.
도 2에서, 발전 설비는 이중연료 엔진, 풍력 발전 장치, 연료전지 및 배터리를 포함될 수 있고, 선박 추진용과 선박운영을 위하여 전력을 생산하여 버스에 공급을 한다. In Figure 2, the power generation equipment may include a dual-fuel engine, a wind power generation device, a fuel cell, and a battery, and produces power for ship propulsion and ship operation to supply to the bus.
부하는 버스를 통하여 발전 설비로부터 전력을 공급받아 소모한다. 여기에서 버스는 발전 설비에 연결되어 발전 설비에서 공급된 전력을 분배한다.The load receives and consumes power from power generation facilities through the bus. Here, the bus is connected to a power generation facility and distributes the power supplied from the power generation facility.
커패시터는 전기에너지를 물리적으로 저장했다가 필요에 따라 다시 공급하는 기능으로 선박 전력 시스템에 사용된다. 커패시터는 발전 설비로부터 전력을 공급받는 경우, 전기 에너지를 저장하고, 경우에 따라 부하에 전기 에너지를 공급할 수도 있다. 본 발명에서는 커패시터는 슈퍼 커패시터일 수 있다.Capacitors are used in ship power systems to physically store electrical energy and supply it again when needed. When receiving power from a power generation facility, a capacitor stores electrical energy and, in some cases, may supply electrical energy to a load. In the present invention, the capacitor may be a super capacitor.
단계 220에서, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 소정의 시간 내에 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 선박 내에서 전력을 소모하는 부하에 공급한다.In step 220, the hybrid power system having a marine capacitor is configured to transfer the power stored in the capacitor to the load consuming power within the vessel through a bus when the load consuming power within the vessel increases by more than a predetermined amount within a predetermined time. supply to.
급격한 부하 증가 시, 발전 시스템의 응답성이 초과하여 블랙 아웃이 발생할 수 있는데, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 커패시터를 방전하여 부하에 전기 에너지를 공급함으로써 시스템의 안정성을 가져올 수가 있다.When the load increases rapidly, the responsiveness of the power generation system may exceed and blackout may occur. However, a hybrid power system with a marine capacitor can bring about system stability by discharging the capacitor and supplying electrical energy to the load.
부하 증가의 정도를 급격하게 판단하는 소정의 시간 및 소정의 양은 실험적으로 설정되어 변동될 수 있다. 부하 감소 시의 소정의 시간 및 소정의 양과 동일할 수도 있고, 경우에 따라 상이할 수도 있다.A predetermined time and a predetermined amount for rapidly determining the degree of load increase may be set experimentally and may vary. It may be the same as the predetermined time and amount when the load is reduced, or it may differ depending on the case.
여기에서, 부하가 급격하게 증가하는 경우, 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템은 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 부하 중에서 증가된 부하에 공급하도록 제어할 수 있다.Here, when the load suddenly increases, the hybrid power system with a marine capacitor can control the power stored in the capacitor to be supplied to the increased load among the loads through the bus.
선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템: 100
발전 설비: 110
이중연료 엔진: 111
풍력 발전: 112
연료전지: 113
배터리: 114
버스: 120
부하: 130
커패시터: 140
제어부: 150Hybrid power system with marine capacitors: 100
Power generation equipment: 110
Dual-fuel engine: 111 Wind power: 112
Fuel Cell: 113 Battery: 114
Bus: 120 Load: 130
Capacitor: 140 Control: 150
Claims (5)
상기 이중연료 엔진에 연결되어 상기 이중연료 엔진에서 공급된 전력을 분배하는 버스;
상기 버스에 연결되고, 상기 버스를 통하여 상기 이중연료 엔진으로부터 전력을 공급받는 부하;
상기 버스에 연결되어 전력을 충전하거나 공급하는 커패시터; 및
상기 버스에 연결되고, 상기 부하의 변동이 있는 경우, 상기 커패시터를 충전하거나, 상기 커패시터가 상기 부하에 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템.dual fuel engine;
a bus connected to the dual fuel engine and distributing power supplied from the dual fuel engine;
a load connected to the bus and receiving power from the dual-fuel engine through the bus;
A capacitor connected to the bus to charge or supply power; and
A hybrid power system with a marine capacitor, characterized in that it is connected to the bus and includes a control unit that charges the capacitor when there is a change in the load or controls the capacitor to supply power to the load.
상기 제어부는 소정의 시간 내에 상기 부하가 소정의 양 이상으로 감소하는 경우, 상기 이중연료 엔진에서 공급되는 전력의 일부를 상기 커패시터에 저장하거나, 상기 소정의 시간 내에 상기 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 부하에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템.According to claim 1,
The control unit stores a portion of the power supplied from the dual-fuel engine in the capacitor when the load decreases by more than a predetermined amount within a predetermined time, or when the load decreases by more than the predetermined amount within the predetermined time. A hybrid power system with a marine capacitor, characterized in that when the power increases, the power stored in the capacitor is controlled to be supplied to the load through the bus.
상기 제어부는 상기 소정의 시간 내에 상기 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 제어부는 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 부하 중에서 증가된 부하에 공급하도록 제어하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 시스템.According to claim 2,
The control unit is a hybrid device having a marine capacitor where, when the load increases by more than the predetermined amount within the predetermined time, the control unit controls the power stored in the capacitor to be supplied to the increased load among the loads through the bus. power system.
상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 제어 방법.When the amount of load consuming power within a ship decreases by more than a predetermined amount within a predetermined time, storing a portion of the power supplied from the dual fuel engine in a capacitor; and
When the load consuming power within the ship within the predetermined time increases beyond the predetermined amount, supplying the power stored in the capacitor to the load consuming power within the ship through a bus. Hybrid power control method having a marine capacitor, characterized in that.
상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하에 공급하는 단계는,
상기 소정의 시간 내에 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하가 상기 소정의 양 이상으로 증가하는 경우, 상기 커패시터에 저장된 전력을 상기 버스를 통하여 상기 선박 내에서 전력을 소모하는 부하 중에서 증가된 부하에만 공급하도록 제어하는 선박용 커패시터를 갖는 하이브리드 전력 제어 방법.According to claim 4,
When the load consuming power within the ship within the predetermined time increases beyond the predetermined amount, supplying the power stored in the capacitor to the load consuming power within the ship through a bus includes,
If the load consuming power within the vessel increases beyond the predetermined amount within the predetermined time, the power stored in the capacitor is supplied to only the increased load among the loads consuming power within the vessel through the bus. A hybrid power control method with a marine capacitor that controls to do so.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240106840A true KR20240106840A (en) | 2024-07-08 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101431429B1 (en) | Electric Power Control system for Integration of various ship electric power Source having fuel cell system | |
| US6787259B2 (en) | Secondary power source for use in a back-up power system | |
| KR102461193B1 (en) | Ship and power managing method of the same | |
| US7648784B2 (en) | Method and apparatus for controlling a fuel cell system having a variable number of parallel-connected modules | |
| KR101373874B1 (en) | Control system for integration of various ship electric power source having fuel cell system | |
| US7808129B2 (en) | Fuel-cell based power generating system having power conditioning apparatus | |
| Bui et al. | An energy management strategy for DC hybrid electric propulsion system of marine vessels | |
| JP2022511467A (en) | Fuel cell control system | |
| Kisacikoglu et al. | Fuzzy logic control of a fuel cell/battery/ultra-capacitor hybrid vehicular power system | |
| CN117922384B (en) | Energy control method and system for fuel cell hybrid power pure electric ship | |
| JPS6121516A (en) | Fuel battery power generating system | |
| KR101418422B1 (en) | System for independent start-up of fuel cell for ship | |
| KR20240106840A (en) | Hybrid power system and controlling method having capacity in ship | |
| KR101192086B1 (en) | Control system for integration of various ship electric power source having fuel cell system | |
| KR20230103224A (en) | Power distribution system in ship and method therefor | |
| KR101122567B1 (en) | The electric power generator with both fuel-cell and gas fuel engine | |
| US20220158473A1 (en) | Power feeding system | |
| KR102586062B1 (en) | DC distribution system and method therefor | |
| KR102665434B1 (en) | Power distribution system and method of controlling power distribution in ship | |
| US20100021775A1 (en) | Apparatus for portable fuel cells and operating method thereof | |
| US20070166576A1 (en) | Fuel cell power generation control methodology and the applications thereof | |
| Song et al. | A fuel cell power supply system based on charging scheduling of multiple lithium batteries | |
| KR102615167B1 (en) | Fuel cell based multiple power supplying system | |
| JP2019075224A (en) | Energy conversion system | |
| JP2007059367A (en) | Control method of generation power factor of fuel cell and its application |