NO20131159A1 - Effektstyring i sjøfartøyer - Google Patents
Effektstyring i sjøfartøyer Download PDFInfo
- Publication number
- NO20131159A1 NO20131159A1 NO20131159A NO20131159A NO20131159A1 NO 20131159 A1 NO20131159 A1 NO 20131159A1 NO 20131159 A NO20131159 A NO 20131159A NO 20131159 A NO20131159 A NO 20131159A NO 20131159 A1 NO20131159 A1 NO 20131159A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- load
- movements
- vessel
- prediction
- dynamic load
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 94
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 10
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J3/00—Driving of auxiliaries
- B63J3/02—Driving of auxiliaries from propulsion power plant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
- B63H2025/425—Propulsive elements, other than jets, substantially used for steering or dynamic anchoring only, with means for retracting, or otherwise moving to a rest position outside the water flow around the hull
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Cookers (AREA)
Description
EFFEKTSTYRINGI SJØFARTØYER
Oppfinnelsen angår et system og en fremgangsmåte for å øke effektiviteten til kraftanlegget i et fartøy, spesielt ved å redusere last og frekvensvariasjoner forårsaket av variasjoner i store forbrukerlaster i effektfordelingssystemet for sjøfartøy.
Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å redusere last og frekvensvariasjoner i det høyspente effektfordelingssystemet mens fartøyet styres av et dynamisk posi sjoneringssy stem (DP) eller tilsvarende ved å justere den tilgjengelige effekten eller dreiemomentet for de DP-styrte thrusterne på en slik måte at de betingelsene for å opprettholde posisjon ikke undermineres. Den foreliggende oppfinnelsen frembringer en måte å kombinere laststyring og posisjons- /hastighetsstyring på som aldri har vært foretatt tidligere.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Et dynamisk posisjoneringssystem styrer lengde-, side- og rotasjonsbevegelse for et fartøy, en rigg, en lekter eller tilsvarende. Et fartøy styrt av et DP-styringssystem eller tilsvarende skal alltid søke å oppfylle en instruert hastighet og posisjon om aksene som styres. DP-systemet styrer fartøybevegelsene ved hjelp av thrustere, propeller og ror. For enkelhets skyld, og uten tap av generalitet, vil vi bruke betegnelsen thruster for ethvert fremdriftsmiddel i resten av beskrivelsen av oppfinnelsen. Det vanligste effektsystemet i dag er dieselelektrisk, som betyr at thrusterne drives av en elektrisk drivmotor og at effekten tilføres fra effektgeneratorer slik som dieselgeneratorer, brenselceller, gassturbiner, motorer som går på to drivstoff osv. Effekten hentes fra et kraftanlegg med mange forbrukere, hvor thrusterne normalt dominerer. Effekten forsynes normalt til kraftanlegget av dieselgeneratorer. Normalt kreves at et stort antall dieselgeneratorer kobles til kraftanlegget for å opprettholde en stabil frekvens når forbrukerlasten varierer, f eks fra kompensasjon for hiv, heisverk, vinsj og kran. Frekvensvariasjoner kan være fatale for effektsystemet., og kan føre til strømbrudd, bortfall av undersystemer, synkroniseringsproblemer for generatorer som skal kobles til effekt-forsyningsnettet og økt drivstofforbruk. Offshoreindustrien har i mange år ønsket å redusere antall onlinegeneratorer uten risiko for frekvensvariasjoner og potensielt strømbrudd, men ingen håndfast løsning er frembrakt for dette problemet. Det er flere fordeler ved å redusere antall onlinegeneratorer, så som redusert Nox-utslipp, redusert soting, redusert drivstofforbruk og redusert vedlikehold av motorene.
I doktorgradsavhandlingen av Damir Radan "Integrated Control of Marine Electrical Power Systems", Avdeling for marin teknologi, Norges Teknisk- Naturvitenskapelige Universitet, 28, januar 2008, drøftes flere aspekter ved regulering av effektsystemer, og blant dem reduksjon av last- og frekvensvariasjoner i et effektfordelingssystem.
Et system for å håndtere dette foreslås i norsk patentsøknad nr 20120344, som angår en fremgangsmåte for å redusere frekvens og/eller spenningsvariasjoner i effektforsyningen ved bruk av predikerte fremtidige lastendringer brukt til å justere fart- / effektstyringssystem på en motorgeneratormengde (MGS - Motor Generator Set) eller en turbojetstøtte for motoren eller en automatisk spenningsregulator (AVR - Automatic Voltage Regulator) på generatoren. Flere prediktive lastsystemer er nevnt i søknaden, inkludert DP-thruster utgang, innstillings-endring eller start/stoppanmodninger til storforbrukere og sykliske lastprediksjoner basert på mønstergjenkjenning. Løsningen drøftet i søknaden NO20120344 har ulempen at den er basert primært på inntrufne hendelser, hvilket har en begrenset verdi i tildels kaotiske miljø.
Den foreliggende søknaden er også beslektet med NO20120507 som beskriver et system for dynamisk lastprediksjon ved å integrere totale predikerte lastendringer på storforbrukere eller annen plutselig omkonfigurering sammen med fart-/effekt-/spenningsstyringssystemet kombinert med fremgangsmåter for å predikere lastvariasjoner.
Ingen av disse tar imidlertid hensyn til effekten av eksterne krefter som påvirker effektforbruket. Dette oppnås med et system som fremsatt i de vedføyde patentkravene.
Nærmere bestemt omfatter oppfinnelsen bruk av en bevegelsesreferanseenhet (MRU - Motion Reference Unit; eller en vertikalreferanseenhet - VRU) som gir slingrings-, stampings- og hivposisjoner og hastigheter (RPH - roll, pitch, heave) for å predikere dynamisk last fra bølgebevegelser på skipets effektsystem. DP-systemene angår hovedsakelig bevegelser i lengde-, sideveis- og gjringsretningene (SSY - surge, sway, yaw) og bruker tilsvarende sensorinndata. Følgelig vil RPH-baserte undersystemer til lastpredikeringer ikke gi uønskede lukkede sløyfer eller kjedereaksjoner sammen med DP-systemet. Lastpredik-sjonene beregnes fra direkte RPH-målinger for bevegelsesprediksjon i kombinasjon med reguleringssløyfetilstander fra alle RPH-baserte undersystemer hos storforbrukere. De RPH-baserte lastprediksj onene kan brukes i den predikerte lastallokeringen (Predicted Load Allocation) i DLP-applikasjonen på samme måte som de andre nevnte lastprediktorene. Lastprediksj onen kan utføres ved å bruke to forskjellige fremgangsmåter. Korttids som indikerer øyeblikkbehovet på grunn av bølgebevegelser eller tilsvarende hvor banen til fartøysbevegelsene predikeres og derved er i stand til å beregne øyeblikksbehovet for kompensasjon. Dette kan for eksempel baseres på kjente modeller av fartøyet og ekstra-polering basert på de målte bevegelsene eller simuleringer.
Langtidsbevegelser kan baseres på målinger over lengre tidsperioder som gir f eks frek-vensene og amplitudene til RPH-bevegelsene, hvilket kan kreve endringer i lastallokeringen i kraftanlegget. De statistiske metodene kan være av enhver egnet type.
Den foreliggende oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til de vedføyde tegningene som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler.
Fig. 1 illustrerer skjematisk fartøyet med tilhørende utstyr.
Fig. 2 illustrerer systemfunksjonen.
Det vises til figur 1, hvor RPH-målingene fra en vertikal referanseenhet slik som MRU 1 kan brukes til å gi bølgelastprediksjoner til effektsystemet basert på RPH-baserte storforbrukende undersystemer inkludert:
- hydrauliske kraner 2
- borehivkompensasjon/ stigerørstrammer 3
- helikopterdekkstabili sering 4
- elektrisk vinsj / dynamisk forankringssystem 5
- slingringsstabiliseringssystemer slik som rorslingringsstabilisering 6 og aktive finner 7
- propellventileringsprediksjoner 8
Alle disse vil ha et effektforbruk som avhenger av fartøybevegelsene og kan predikeres basert på empirisk eller beregnet informasjon. Generelle sykliske lastvariasjoner fra bølgebevegelser kan beregnes ved å bruke MRU-RHP-målinger direkte i stedet for mønstergjenkjenning basert på utdata fra storforbrukende undersystemer. Dette omfatter også statistisk informasjon slik
som midlere bevegelsesamplituder og frekvenser.
I figur 2 gir bevegelsesreferanseenheten 10 et RPH-signal til de forskjellige storforbrukende undersystemene for dynamiske reguleringsformål, og til det dynamiske lastprediksjons (DLP) systemet 19 for bevegelsesprediksjon. Bevegelsesprediksjon kombinert med utdata fra storforbrukende undersystemer 11-16 brukes til å estimere effekten som trengs i det dynamiske lastprediksj ons (DLP) systemet 19, som i sin tur forsyner det dynamiske laststyrings (DLC - Dynamic Load Control) systemet med informasjon for å styre de tilgjengelige generatorene 21. Et lastfordelingssystem blir også brukt til å styre hvordan den predikerte lasten og tilgjengelige effekt allokeres i systemet.
De forskjellige effektforbrukerne som kompenserer for bevegelsene vil bli regulert etter sine spesifikke behov, basert på kjent informasjon om egenskapene under arbeidet. De eksempli-fiserte enhetene 11-16 ovenfor kan altså være reguleringssystemer som beskrevet nedenfor.
Hydrauliske kraner 11
Aktiv hivkompensasjon (AHC) er en teknikk brukt på løfteutstyr så som hydrauliske kraner for å redusere påvirkningen fra bølger ved offshorearbeid. AHC omfatter et reguleringssystem som aktivt forsøker å kompensere for enhver bevegelse ved et spesifikt punkt ved å bruke effekt for å vinne nøyaktighet. Den aktive hivkompenseringen er typisk for å holde den hydrauliske kranens last på en fastsatt posisjon i forhold til havbunnen, og for å unngå at fartøybevegelsen overføres til lasten. AHC-reguleringen er forbundet med en bevegelsesreferanseenhet (MRU) som mater systemet med nøyaktig sanntidsinformasjon om kranendens bevegelse. Kranstyreren vil spole ut og spole inn på vinsjen for å kompensere for kranendens bevegelse.
Marine stigerørsystemer 14
En marin stigerørsstrammer er en innretning brukt på et offshore borefartøy som gir en nær konstant kraft rettet oppover på borerøret uavhengig av det flytende borefartøyets bevegelser. Det marine stigerøret er koblet til brønnhodet på havbunnen og strammeren må derfor håndtere de relative bevegelsene mellom stigerøret og riggen. Hvis det ikke fantes noen strammer og riggen beveges nedover ville stigerøret bøyes; hvis riggen heves ville store krefter overføres til stigerøret og det ville strekkes og bli skadet. Stigerørsreguleringen er forbundet med en bevegelsesreferanseenhet (MRU) som mater systemet med nøyaktig sanntidsinformasjon om stigerørsbevegelsen. Stigerørsstyreren vil ta inn og slippe ut stigerør for å kompensere for boreriggens hivbevegelse.
Aktiv helidekkstabilisering 13
Helikoptertilgang til rett tid er kritisk for mange støttefartøy offshore., og forsinkelser representerer en signifikant kostnadsdriver. Derfor vil det å øke værvinduet som er tilgjengelig for sikker landing og letting direkte påvirke den operasjonelle effektiviteten for slike fartøyer. Aktive helidekkstabiliseringssystemer løser noen av de kritiske sikkerhetshensyn ved å lande et helikopter på offshore helikopterdekk som beveger seg. Stabiliseringssystemene brukes til å regulere dekkbevegelsen for å kompensere for et bølgeindusert slingring, stamping og hivbevegelse på et fartøy, for å sikre rolig helikopterlanding ved bølgebevegelser. Stabili-seringssystemet for helidekket er forbundet med en bevegelsesreferanseenhet (MRU) som mater systemet med nøyaktig sanntidsinformasjon om helidekkbevegelse. Helidekkstyreren vil regulere posisjonen til hydrauliske sylindre koblet til helidekket for å kompensere for den bølgeinduserte fartøybevegelsen.
Elektriske vinsj systemer 12
I et elektrisk vinsj system kompenseres bølgebevegelsen ved å drive vinsjen automatisk i motsatt retning med samme fart. Vinsjens krok vil altså beholde posisjonen i forhold til havbunnen eller ethvert fast punkt utenfor fartøyet. AHC-vinsjer brukes i ROV-systemer og til løfteutstyr som skal arbeide nær eller ved havbunnen. Andre vinsj anvendelser er aktive fortøyningssystemer for å forankre fartøyet til havbunnen og tauede seismiske kabelarrange-menter der aktiv kompensering kan omfatte strekkregulering med formål å holde strekket i kabelen ved et visst nivå når det arbeides i bølger. Vinsj reguleringen er forbundet med en bevegelsesreferanseenhet (MRU) som mater systemetr med nøyaktig sanntidsinformasjon om fartøysbevegelsen der vinsjen er plassert. Vinsjpådrag og fart reguleres automatisk for å kompensere for fartøybevegelse under utplassering, posisjonering eller tauing av last.
Rorslingringsstabili sering 6, 15
Rorets hovedfunksjon er å korrigere kursen til et skip, men roret kan også, avhengig av skipstype, brukes til å frembringe eller korrigere slingrebevegelse. Rorslingringsstabili sering består av å bruke rorindusert slingrebevegelse til å redusere slingrebevegelsen indusert av bølger. Redusert slingrebevegelse er viktig av mange grunner; sideveis akselerasjoner som opptrer på grunn av slingring avbryter oppgaver utført av mannskapet og øker tiden det tar å utføre et oppdrag, slingringsakselerasjoner kan gi skader på medbrakt last, slingrebevegelse øker skrogmotstand, og store slingrevinkler begrenser mannskapets evne til å håndtere utstyr om bord og/eller å sette ut og ta inn utstyr. Rorslingringsstabiliseringssystemet mottar målinger om skipets bevegelse fra en bevegelsesreferanseenhet (MRU) og bruker disse målingene i et automatisk reguleringssystem som gir passende rorkommandoer.
Aktive finner 7, 15
Aktive finnestabilisatorer brukes normalt til å redusere slingringen et fartøy utsettes for mens det er på vei, eller i den senere tid mens det er i ro. Finnene forløper ut fra fartøyets skrog under vannlinjen og endrer angrepsvinkel avhengig av fartøyets fotvinkel og slingringsrate. De virker på samme måte som balanserorene på et fly. Cruiseskip og yachter bruker ofte denne typen stabilisatorsystemer. En bevegelsesreferanseenhet (MRU) gir bevegelsesdata til den aktive finnestyreren som beregner den passende finnevinkelreferansen for finne-aktivatoren.
Propellventileringshåndtering 16
Propellventilering er når skipspropellen drar luft fra over vannflaten inn i bladet. Ventilering, spesielt når propellen kommer ut av vannet, kan skade motoren ved å tillate den å overstige sin maksimale fart eller forårsake skipsgeneratortripping. Slingrings-, stampings- og hivmålinger fra en bevegelsesreferanseenhet (MRU) kan brukes sammen med en egnet fartøysmodell til å predikere at propellventilering er i ferd med å inntreffe, og treffe passende tiltak i motorens/generatorens dynamiske laststyrer i forkant av ventilerings/ikke-ventilerings-overgangen.
Den foreliggende oppfinnelsen kan benytte systemet ifølge NO20120507 i potensielt relativt høyfrekvente bølgemønsterlaster. MRUen kan altså brukes til å predikere de dynamiske lastene i hvert av eksemplene skal inkluderes. En mengde av eksempler drøftes i det følgende og som illustrert i figur 2.
- MRU RPH-målinger brukes i de storforbrukende undersystemene som inndata for automatisk regulering. Typisk brukes både RPH-posisjoner og hastigheter i f eks PID-styrere som kjører på reguleringsdatamaskiner for hvert undersystem. Noen fartøy vil ha én MRU per storforbruker plassert ved målepunktet av interesse, mens andre fartøy
har et redusert antall MRUer slik at bevegelsesdata må vektarmkompenseres for noen
eller alle undersystemplasseringer før de distribueres.
- MRU RPH-målinger brukes til beregning av korttidspredikert bevegelse og langtids statistiske bevegelsesdata slik som signifikant hivamplitude og frekvens. Korttidspredikert bevegelse er en online sanntidsprosess med omfang innen millisekunder eller sekunder passende for dynamisk regulering av storforbrukerne i bølgebevegelses-området. De statistiske langtidsbevegelsesdata kan strekke seg over minutter, timer eller endog dager, og representerer nyttig informasjon for manuell eller automatisk
planlegging av lastfordelingen.
- Predikert bevegelse sammen med utdata fra de storforbrukende undersystemenes styrere brukes til korttids last prediksjon av den dynamiske lastprediktoren. Predikert bevegelse transformeres til predikerte effektbehov for hvert storforbrukende undersystem før de kombineres med styrerens utdata. Utsignalet fra ulike styrere kan omfatte både styrertilstander og logjkkinformasjon slik som aktivatoreffekt, styringsawik, endring av reguleringsinnstilling og start/stopp-kommandoer gitt av andre undersystemer eller en menneskelig operatør. Den predikerte bevegelsen kan også brukes til å forutsi eksepsjonelle tilstander som normalt er vanskelig å håndtere med enkle styrere. Ett slikt eksempel er propellventileringshåndteringen som ellers vil bidra til den dynamiske lastprediktoren på tilsvarende måte som de forskjellige systemstyrerne. Utdata fra den dynamiske lastprediktoren er predikerte effektforbruk som tilfører reguleringssignaler til de dynamiske laststyrerne som beskrevet i patent nr
NO20120507.
Statistiske data slik som signifikant hivamplitude og frekvens beskriver generelt langtids fartøydynamikk, hvilket betyr at de bare endres sjelden grunnet endringer i vær eller arbeidsbetingelser. Basert på fartøydynamikken og kunnskap om DP- og HC-behov kan lastallokeringen bestemme en optimal fordeling av thrustere og andre storforbrukere blant de forskjellige motorgeneratormengdene. Hver motor bår fortrinnsvis kjøre på en konstant høy effekt for maksimal effektivitet og minimalt avgassutslipp. Derfor kan noen motorer bli slått helt av i perioder, slik at planlagte reparasjoner og vedlikehold kan utføres så enkelt som mulig. Den resulterende konfigurasjonen av thrustere, storforbrukere og generatorer føres til den dynamiske laststyreren men også til DP-systemet til bruk i dettes thrusterallokeringsalgoritme. Lastallokeringen omfatter en allokering av generatoreffekt og fordeling for å frembringe en tilstrekkelig dynamisk respons til å håndtere de predikerte
lastbehovene. Lastallokering utføres typisk automatisk, men kan overstyres manuelt
av en menneskelig operatør.
- Den dynamiske laststyreren mottar inndata om effektbehov fra alle systemer om bord i et fartøy, der det dynamiske posisjoneringssystemet normalt har høyest prioritet. Behovene fordeles i samsvar med konfigurasjonen gitt av lastfordeleren. Utdata fra den dynamiske laststyreren er innstillinger for motorgeneratormengdene som beskrevet i patent nr NO20120344.
For å oppsummere, angår oppfinnelsen altså et system og en fremgangsmåte for å forbedre effektiviteten i kraftanlegget i et fartøy. Systemet omfatter en bevegelsesreferanseenhet 1 målemidler for å overvåke fartøybevegelsene og prediksjonsmidler 17, 18 for å predikere fartøybevegelsene basert på de nevnte målingene. Prediksjonene kan være basert på kjente modeller for fartøybevegelsene i regulerte situasjoner. Fartøysbevegelsene kan overvåkes i forhold til en valgt referanse, bevegelse eller forhåndsbestemt posisjon og orientering.
Systemet omfatter også en dynamisk lastprediksjonsenhet 19 som beregner den dynamiske lasten på systemet i det minste delvis basert på de nevnte predikerte bevegelsene.
Sensorene i bevegelsesreferanseenheten 1 fortrinnsvis er tilpasset til å måle slingrings-, stampings- og hiv (RPH) posisjoner og hastigheter, og prediksjonsmidlene omfatter korttids prediksjonsmidler 17 som er tilpasset til å beregne en korttids prediksjon av bevegelsene slik som bølgebevegelser eller andre pådrag fra omgivelsene.
Korttids bevegelsesprediksjon kan omfatte midler 16 for å predikere propellventilering, fo basert på bevegelsene å beregne lastendringen som skyldes en propellventilering, f eks ved å redusere effekten til en propell som er i ferd med å bevege seg over vannflaten.
Den dynamiske lastprediksjonsenheten kan også kobles til minst én lastforbruker 11-15 på fartøyet, som hver er tilpasset til å frembringe et signal som indikerer et predikert lastforbruk basert på sitt planlagte arbeid. Hver forbruker kan også kobles til bevegelsesreferanseenheten 1 for å ta hensyn til fartøybevegelsene når effektforbruket predikeres. Den dynamiske lastprediksjonsenheten 19 er koblet til den dynamiske laststyringsenheten 20 som styrer fartøyets motorgeneratormengde 21 basert på den predikerte lasten. Prediksjonsmidlene kan også omfatte langtids prediksjonsmidler 18 tilpasset til å innsamle informasjon om fartøyets bevegelser og beregne en langtidsprediksjon av bevegelsene basert på en statistisk analyse av nevnte data. Dette kan omfatte en lastallokeringsenhet 23 til å beregne lastallokeringen basert på de beregnede langtidsbevegelsene og å frembringe et signal til laststyringssystemet 20 som indikerer den foretrukne fordelingen av last over generatorene i kraftanlegget.
Den dynamiske laststyringsenheten kan også kobles til et dynamisk prosisjonerings (DP) system 22 og være i stand til å kommunisere med DP-systemet for å justere effektforbruket i hver thruster for å justere fartøyets posisjon og forbrukerlastreguleringen er tilpasset til å tilordne en tilgjengelig effekt til hver thruster i systemet i samsvar med den påkrevde posisjonen eller innen et tillat vindu i forhold til en optimal posisjon.
DP-reguleringssystemet kan derfor, hvis effekten som kreves for å justere posisjonen i minst én thruster overstiger den tilgjengelige effekten, anmode om en økning i effekten som gjøres tilgjengelig for thrusteren fra forbrukerlaststyringen.
Claims (1)
1. System til å forbedre effektiviteten til kraftanlegget i et fartøy, der systemet omfatter: en bevegelsesreferanseenhet målemidler for å overvåke fartøybevegelsene og prediksjonsmidler for å predikere fartøybevegelsene basert på de nevnte målingene, der systemet også omfatter en dynamisk lastprediksjonsenhet som beregner den dynamiske lasten på systemet i det minste delvis basert på de nevnte predikerte bevegelsene.
2. System ifølge krav 1, hvor sensorene er tilpasset til å måle slingrings-, stampings- og hiv (RPH) posisjoner og hastigheter, og prediksjonsmidlene omfatter korttids prediksjonsmidler som er tilpasset til å beregne en korttids prediksjon av bevegelsene.
3. System ifølge krav 2, omfattende midler for å predikere propellventilering, for basert på bevegelsene å beregne lastendringen som skyldes en propellventilering.
4. System ifølge krav 2, hvor den dynamiske lastprediksjonsenheten også er koblet til minst én lastforbruker på fartøyet, som hver er tilpasset til å frembringe et signal som indikerer et predikert lastforbruk, der den dynamiske lastprediksj onsenheten er koblet til den dynamiske laststyringsenheten.
5. System ifølge krav 4, hvor den minst ene lastforbrukeren er koblet til bevegelsesreferanseenheten og dermed mottar et signal relatert til bevegelsen og hvor lastforbrukeren er tilpasset til å frembringe et signal som indikerer det predikerte effektforbruket som en funksjon av bevegelsene.
6. System ifølge krav 1, hvor prediksjonsmidlene omfatter langtids prediksjonsmidler tilpasset til å innsamle informasjon om fartøyets bevegelser og beregne en langtidsprediksjon av bevegelsene basert på en statistisk analyse av nevnte data.
7. System ifølge krav 6, omfattende en lastallokeringsenhet til å beregne lastallokeringen basert på de beregnede langtidsbevegelsene og å frembringe et signal til laststyringssystemet som indikerer den foretrukne fordelingen av last over generatorene i kraftanlegget.
8. System ifølge krav 1, hvor den dynamiske laststyringsenheten er tilpasset til å regulere en mengde av motorgeneratorer i fartøyet basert på den predikerte lasten.
9. System ifølge krav 8, omfattende en DP-enhet koblet til den dynamiske laststyringsenheten og være tilpasset til å justere justere effektforbruket i hver thruster for å justere fartøyets posisjon og forbrukerlastreguleringen er tilpasset til å tilordne en tilgjengelig effekt til hver thruster i systemet.
10. System ifølge krav 9, hvor DP-reguleringssystemet, hvis effekten som kreves for å justere posisjonen i minst én thruster overstiger den tilgjengelige effekten, anmoder om en økning i effekten som gjøres tilgjengelig for thrusteren fra forbrukerlaststyringen.
11. Fremgangsmåte til å forbedre effektiviteten til kraftanlegget i et fartøy, omfattende trinnene å måle bevegelsene til et fartøy i forhold til en referanse,
å predikere fartøybevegelsene basert på de nevnte målingene, og
å beregne den dynamiske lasten på systemet i det minste delvis basert på de nevnte predikerte bevegelsene.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor de målte bevegelsene er slingrings-, stampings-og hiv (RPH) posisjoner og hastigheter, der bevegelsesprediksjonen omfatter kortids prediksjonsmidler basert på disse.
12- Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor den dynamiske lastprediksj onen også er basert på et signal mottatt fra minst én lastforbruker på fartøyet, der hver er tilpasset til å frembringe et signal som indikerer et predikert effektforbruk, der den dynamiske lastprediksj onsenheten er koblet til den dynamiske laststyringsenheten.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor prediksj onen også omfatter langtidsprediksj on, omfattende trinnet å beregne en langtidsprediksj on for bevegelsene basert på en statistisk analyse av de nevnte bevegelsesdata.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20131159A NO335595B1 (no) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Effektstyring i sjøfartøyer |
PCT/EP2014/068423 WO2015028636A1 (en) | 2013-08-30 | 2014-08-29 | Power control in marine vessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20131159A NO335595B1 (no) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Effektstyring i sjøfartøyer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20131159A1 true NO20131159A1 (no) | 2015-01-12 |
NO335595B1 NO335595B1 (no) | 2015-01-12 |
Family
ID=51429302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20131159A NO335595B1 (no) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Effektstyring i sjøfartøyer |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO335595B1 (no) |
WO (1) | WO2015028636A1 (no) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO20141529A1 (no) * | 2014-12-18 | 2016-05-09 | Kongsberg Maritime As | Fremgangsmåte og system for dynamisk posisjonering av flytende fartøy i vann |
CN109110081A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-01 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种改良结构的浮船坞 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO337927B1 (no) * | 2014-10-10 | 2016-07-11 | Kongsberg Maritime As | Minimering av kraftforbruk for automatisk styrte fartøy utsatt for eksterne forstyrrelser |
GB2538986A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-07 | Marine Electrical Consulting Ltd | Method and apparatus for adaptive motion compensation |
CN108431712B (zh) | 2015-12-18 | 2021-08-27 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于操作载具的控制系统 |
US10447077B2 (en) * | 2017-04-26 | 2019-10-15 | Kohler Co. | Predictive generator events |
CN107908119B (zh) * | 2017-10-31 | 2021-06-04 | 上海船舶运输科学研究所 | 一种营运船舶航行性能实时监测的管理系统 |
CN108897322B (zh) * | 2018-07-18 | 2021-02-12 | 大连海事大学 | 无人船自主航行航迹跟踪控制器测试仿真平台及工作方法 |
CN113479303A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-10-08 | 深圳市吉影科技有限公司 | 一种用于机器人横移推进器的控制系统 |
EP4228115B1 (en) | 2022-02-11 | 2024-08-07 | Kongsberg Maritime AS | Intelligent energy management system (iems) and balance profile |
NO347285B1 (en) * | 2022-02-11 | 2023-08-21 | Kongsberg Maritime As | Intelligent Energy Management System (iEMS) and Balance Profile |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7305282B2 (en) * | 2003-05-13 | 2007-12-04 | Siemens Power Transmission & Distribution, Inc. | Very short term load prediction in an energy management system |
KR101025874B1 (ko) * | 2010-09-02 | 2011-03-30 | 디엠씨(주) | 심해작업 크레인용 능동보상시스템 |
US8265811B2 (en) * | 2006-12-06 | 2012-09-11 | Varco I/P, Inc. | Method and apparatus for active heave compensation |
US20130116830A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | General Electric Company | Systems and Methods for Predicting Transient Operational Characteristics of a Power Plant |
US20130184901A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-18 | Rolls-Royce Plc | Vehicle energy and power management method and system |
-
2013
- 2013-08-30 NO NO20131159A patent/NO335595B1/no unknown
-
2014
- 2014-08-29 WO PCT/EP2014/068423 patent/WO2015028636A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7305282B2 (en) * | 2003-05-13 | 2007-12-04 | Siemens Power Transmission & Distribution, Inc. | Very short term load prediction in an energy management system |
US8265811B2 (en) * | 2006-12-06 | 2012-09-11 | Varco I/P, Inc. | Method and apparatus for active heave compensation |
KR101025874B1 (ko) * | 2010-09-02 | 2011-03-30 | 디엠씨(주) | 심해작업 크레인용 능동보상시스템 |
US20130116830A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | General Electric Company | Systems and Methods for Predicting Transient Operational Characteristics of a Power Plant |
US20130184901A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-18 | Rolls-Royce Plc | Vehicle energy and power management method and system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO20141529A1 (no) * | 2014-12-18 | 2016-05-09 | Kongsberg Maritime As | Fremgangsmåte og system for dynamisk posisjonering av flytende fartøy i vann |
NO337571B1 (no) * | 2014-12-18 | 2016-05-09 | Kongsberg Maritime As | Fremgangsmåte og system for dynamisk posisjonering av flytende fartøy i vann |
CN109110081A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-01 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种改良结构的浮船坞 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO335595B1 (no) | 2015-01-12 |
WO2015028636A1 (en) | 2015-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20131159A1 (no) | Effektstyring i sjøfartøyer | |
US9068855B1 (en) | Counter-porpoising watercraft attitude control system | |
US9195234B2 (en) | Dynamic positioning systems and methods | |
KR101031147B1 (ko) | 해양 선박의 제어 시스템을 테스트하기 위한 시스템 및방법 | |
US9145191B2 (en) | Method and device for averting and damping rolling of a ship | |
CN105182969A (zh) | 动态定位系统和方法 | |
EP2332821B1 (en) | Method of controlling the position of moored marine vessels | |
WO2015044898A1 (en) | Two body motion compensation system for marine applications | |
JP4640760B2 (ja) | 到来波浪の波形予測法および波浪中の航走体の運転制御方法 | |
CN112004741B (zh) | 用于控制拖曳船队的方法 | |
NO345705B1 (en) | A method for optimizing an efficiency of a vessel on a voyage | |
Ji et al. | A study on position mooring system design for the vessel moored by mooring lines | |
Skjetne et al. | A survey on modeling and control of thruster-assisted position mooring systems | |
Ma et al. | Modelling of a subsea shuttle tanker hovering in ocean currents | |
KR20230097064A (ko) | 선박 안정화를 위한 시스템들 및 방법들 | |
WO2022118753A1 (ja) | 操船システム及び操船方法 | |
Tannuri et al. | Offloading operation with a DP shuttle tanker: comparison between full scale measurenments and numerical simulation results | |
Ye et al. | Position control of crane vessel during offshore installations: Using adaptive and robust control methods | |
Piaggio et al. | Manoeuvring model and simulation of the non-linear dynamic interaction between tethered ship and tug during escort | |
Gauvain | The un-restrained sailing yacht model tests–a new approach and technology appropriate to modern sailing yacht seakeeping | |
Paroka et al. | Steady State Equilibrium of Ships Maneuvering under Combined Action of Wind and Wave | |
Tian et al. | UAV-USV docking control system based on motion compensation deck and attitude prediction | |
Eikeland | Compensation of wave-induced motion for marine crane operations | |
Schuch et al. | Design and simulation of a two stage towing system | |
NL2033189B1 (en) | Non-contact motion compensation of suspended loads |