WO2016052815A1 - Power control device and method for offshore plant - Google Patents

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WO2016052815A1
WO2016052815A1 PCT/KR2014/012707 KR2014012707W WO2016052815A1 WO 2016052815 A1 WO2016052815 A1 WO 2016052815A1 KR 2014012707 W KR2014012707 W KR 2014012707W WO 2016052815 A1 WO2016052815 A1 WO 2016052815A1
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WO
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power
vfd
motors
port
drilling rig
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Application number
PCT/KR2014/012707
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
조세호
최환서
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63JAUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J11/00Circuit arrangements for providing service supply to auxiliaries of stations in which electric power is generated, distributed or converted
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling power of an offshore plant. More specifically, the vessel monitoring and control system (VMS) calculates a power limit in consideration of regenerative power and transmits the power to a DCS. It relates to an apparatus and a method for controlling the same.
  • VMS vessel monitoring and control system
  • Offshore plants are equipped with various drilling-related equipment, such as derrick systems, draw works, top drives, mud pumps, cement pumps, risers, and drill pipes, for drilling oil and gas in the seabed below. It is.
  • Drawworks are equipment for lifting and lowering drill pipes, inserting casings, and the like, including drums and motors.
  • the drum receives power from the motor to regulate the lifting of the drill pipe by winding or unwinding the wire rope.
  • the motor is adjustable in speed to adjust the speed of the drum, thereby adjusting the speed of the drill pipe.
  • Topdrive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in drilling operations.
  • a mud is inserted into the drill pipe, which exits through the drill bit and out of the casing
  • the mud pump provides a pumping force to transfer the drilling mud stored in the mud tank.
  • Offshore plants have fixed platforms for anchoring at one point offshore and floating offshore plants capable of drilling in deep waters of over 3,000 meters.
  • Floating offshore plants are equipped with a plurality of thrusters as propulsion devices for dynamic positioning by a main propulsion device or a computer.
  • the thrusters are propellers installed on the bottom of the ship to change the direction of action of the propellers. These thrusters are normally used to navigate or enter the canal on their own without sailing or tug.
  • the thruster is powered by a thruster motor connected to the thruster.
  • FIG. 1 is a view showing a power supply system of a marine plant according to the prior art.
  • VFD variable frequency drive
  • a plurality of generators may be installed in the offshore plant, and three VFDs may be installed.
  • Each of the three VFDs can be installed in port, center and starboard.
  • AC power generated by the generator 110 is supplied to an AC bus, and the first AC / DC converter 121, the second AC / DC converter 122, and the third AC are supplied to the AC bus.
  • the / DC converter 123 is connected.
  • the first AC / DC converter 121 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the first DC bus 131, and the DC / AC converter 171 is supplied from the first DC bus 131. DC is converted into AC and supplied to the first thruster motor 181.
  • the second AC / DC converter 122 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies it to the second DC bus 132, and the DC / AC converter 172 is supplied from the second DC bus 132. DC is converted into AC and supplied to the second thruster motor 182.
  • the third AC / DC converter 123 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the third DC bus 133, and the third DC bus 133 includes a plurality of DC / AC converters ( 140 to 149 are connected. Each of the plurality of DC / AC converters 140 to 149 converts direct current supplied from the third DC bus 133 into alternating current so that the plurality of drawworks motors 150, 151, 152, 158, and 159 are provided. Of the top drive motors 153 and 154, the plurality of mud pump motors 155 and 156, and the cement pump motor 157 are supplied to a motor connected thereto.
  • FIG. 2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.
  • a power control apparatus of a marine plant includes a VMS 210, a port VFD 220, a center VFD 230, and a starboard VFD 240.
  • the VMS 210 compares the generator's production power with the power consumption in the offshore plant and transmits a power limit signal for the drilling rig to the center VFD 230 when the power consumption exceeds 90% of the production power.
  • the center VFD 230 then places a power limit on the drilling rigs connected to the center VFD 230 and no longer increases the power consumption of the drilling rigs.
  • the center VFD 230 transmits the power limit signal received from the VMS 210 to the port VFD 220 and the starboard VFD 240.
  • Port VFD 220 places a power limit on the drilling rigs connected to port VFD 220 so that power consumption of the drilling rigs no longer increases, starboard VFD 240 is drilled connected to starboard VFD 240. Power limits on the machines no longer increase the power consumption of the drilling machines. Further, the generator is further turned to increase the production power, and when the production power increases, the power limit is released.
  • the prior art prioritizes thrusters so that when power consumption exceeds 90% of the production power, drilling equipment can no longer increase power consumption, leaving the remaining 10% for the thrusters.
  • the power of the drawworks motors and the top drive motors change rapidly due to the characteristics of the operation. Therefore, according to the prior art, even in a temporary power shortage situation in which the power consumption of the drilling equipment is momentarily increased, the power is limited, and thus there is a problem in that power is often limited during the drilling operation.
  • the power is limited for the drilling equipment is not used efficiently.
  • the additional generator since it takes time for the generator that is in the idle state to produce power, the additional generator may already have a reduced power consumption of the drilling equipment when the power is produced. Therefore, there is also a problem that the additional generator is operated unnecessarily.
  • the brakes such as suddenly stopping rotation or rotating in the opposite direction while rotating at the rated speed
  • thruster motors also run frequently when braking occurs, such as suddenly stopping the rotation or rotating in the opposite direction to rotate at rated speed for dynamic position control.
  • braking occurs in the motor
  • regenerative power is generated.
  • the thruster is rotated by disturbance, regenerative power is generated in the thruster motor.
  • the voltage of the DC bus to which the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor is connected increases. If the voltage rises above the limit the DC bus can accommodate, the DC bus trips.
  • resistors 161 to 166 are provided to consume regenerative power as heat to prevent tripping of the DC bus. Therefore, according to the prior art, there is a problem of wasting energy by consuming regenerative power from the resistor.
  • a plurality of drilling equipment using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption A VMS for calculating a power limit for each of the motors of the VMS; And receiving a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS, receiving a command for the drilling rig from an operator, and receiving a power limit signal according to the received power limit and the input command.
  • a drilling rig controller wherein the power storage unit stores regenerative power generated by the plurality of motors.
  • the drilling rig controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command.
  • the VFD may control the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the self when the power limit signal is received.
  • the VMS receives the current production power from the switch board and receives the regenerative power and the current power consumption stored in the power storage unit from the VFD, the current production power, the regenerative power stored in the power storage unit and the It may include a power management module that calculates the available power using the current power consumption.
  • the VMS receives the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig from the VFD, and the VMS uses the current power and the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig.
  • the apparatus may further include a power limit calculation module configured to calculate a power limit for each of the plurality of motors of the drilling equipment and transmit the power limit to the drilling equipment controller.
  • the power storage unit may be an ultracapacitor.
  • the drilling rig controller may also be a drawworks controller.
  • VMS in the power control method of the offshore plant, VMS is available using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption Calculating power;
  • the VMS calculates and transmits a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig to the drilling rig controller using the available power and current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig.
  • a control method is provided.
  • the drilling rig controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command.
  • the power control method of the offshore plant includes the step of the VFD receiving the power limit signal; And controlling, by the VFD, the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the self.
  • the power control method of the offshore plant includes the step of the VMS receiving the current production power from the switch board; And receiving, by the VMS, the regenerative power and the current power consumption stored in the power storage unit from the VFD.
  • the power storage unit may be an ultracapacitor.
  • the drilling rig controller may also be a drawworks controller.
  • the current storage power of each of the port, center and starboard of the offshore plant, power storage of each of the port, center and starboard A VMS that calculates a power limit for each of a plurality of motors of the drilling rig using regenerative power stored in and the current power consumption of each of the port, the center and the starboard; And a drilling rig controller that receives a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS and transmits a power limit signal to at least one of port VFD, center VFD, and starboard VFD according to the received power limit.
  • a power control apparatus for an offshore plant is provided.
  • the drilling rig controller receives a command for the drilling rig from an operator, and in order to perform the command, at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding a power limit allocated to the drilling rig controller.
  • the power limit signal may be transmitted to a VFD to which at least one of the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD is connected.
  • the VMS also receives the current production power of the port from the port switch board, receives the current production power of the center from the center switch board, receives the current production power of the starboard from the starboard switch board, and receives the current production power of the port from the port VFD. Receives the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption of the port, and receives the regenerative power stored in the power storage of the center and the current power consumption of the center from the center VFD, from the starboard VFD The stored regenerative power and the current power consumption of the starboard can be received.
  • the VMS uses the current production power of each of the port, center and starboard, the regenerative power stored in the power storage of each of the port, center and starboard, and the current power consumption of each of the port, center and starboard, It may include a power management module for calculating the available power of each of the center and the starboard.
  • the VMS further receives current power consumption of each of a plurality of motors of the drilling rig connected to each of the port VFD, the center VFD and the starboard VFD from the port VFD, the center VFD and the starboard VFD, respectively,
  • the VMS utilizes the available power of each of the port, the center and the starboard and the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port, the center and the starboard respectively.
  • the apparatus may further include a power limit calculation module configured to calculate a power limit for each of the two and transmit the power limit to the drilling equipment controller.
  • the power storage unit may be an ultracapacitor.
  • the drilling rig controller may also be a drawworks controller.
  • sufficient power is supplied to the drilling rig by distributing a portion of the remaining power to the drilling rig, the VMS sends the power limit to the drilling rig controller, and the drilling rig controller performs power limitation in accordance with the power limit. It can supply a stable drilling work can be made, the power can be used efficiently.
  • the regenerative power can be efficiently used, and power can be appropriately supplied to drilling equipments in which power consumption changes drastically.
  • the reliability of the communication can be increased by connecting the VMS, the drilling equipment controllers and the VFDs to the Fever-ring bus.
  • the entire DCS control unit directly performs power limitation, so that the power limitation may be normally performed even when the drilling equipment controller fails.
  • FIG. 1 is a view showing a power supply system of a marine plant according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.
  • FIG. 3 is a view showing a power supply system of an offshore plant according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a detailed view of portion A of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view showing the power control apparatus of the offshore plant according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the power control device of the offshore plant according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a power supply system of the offshore plant according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a view showing a portion A in detail in FIG.
  • the offshore plant can be divided into three zones, namely port, center and starboard, and generators, switch boards and VFDs can be installed in each zone.
  • 3 illustrates a case in which two generators and one VFD are installed in each of the port, the center, and the starboard, but the present invention is not limited thereto, and various numbers of generators and VFDs may be installed.
  • the power produced by the generator is supplied to the AC bus, which is powered by the thruster motor and the VFD.
  • the DC bus of the VFD is connected to the motors of the drilling rig, so that the DC bus supplies power to the motors of the drilling rig.
  • the power supply method of a port is demonstrated as an example.
  • the center and starboard are also powered in a manner similar to the port.
  • the power supply system includes a generator 310, an AC / DC converter 320, a DC bus 321, and a variable frequency drive (VFD) controller 330. ), DC / DC converters 351 to 353, DC / AC converters 340 to 349, power loads 360 to 369, power storages 371 to 373, and resistors 381 to 383.
  • VFD variable frequency drive
  • Generator 310 is a device for producing the power required in the offshore plant, is connected to the AC / DC converter 320 via the AC bus.
  • the power produced by the generator 310 may be supplied to the AC / DC converter 320 after being changed to a voltage suitable for use in power loads in the transformer.
  • the generator 310 may produce AC power as an alternator.
  • the AC / DC converter 320 converts the AC power produced by the generator 310 into direct current and supplies it to the DC bus 321.
  • the DC bus 321 supplies power to a power load connected to the DC bus 321.
  • the power load using DC power may be directly connected to the DC bus 321, and the power load using AC power may be connected to the DC bus 321 through the DC / AC converters 340 to 349.
  • the power loads 360 to 369 shown in FIG. 4 are power loads using AC power and are connected to the DC bus 321 through the DC / AC converters 340 to 349.
  • the DC / AC converters 340 to 349 convert the direct current supplied from the DC bus 321 into alternating current and supply them to the power loads 360 to 369.
  • Each of the power loads 360-369 may be one of a drawworks motor, a top drive motor, a mud pump motor, and a cement pump motor.
  • two drawworks, two top drives, four mud pumps and two cement pumps may be installed in the offshore plant, and each of the two drawworks is connected to seven motors.
  • Each of the top drives is connected to two motors, each of the four mud pumps is connected to two motors, one of the two cement pumps is connected to two motors, and the other is connected to one motor.
  • the number of drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps and the number of drawworks motors, top drive motors, mud pump motors and cement pump motors are exemplary, and the present invention is not limited thereto.
  • the DC bus 321 of the port VFD has three motors 360 to 362 of the main drawworks, two top drive motors 363 to 364, and two mud pump motors 365 as power loads.
  • one cement pump motor 367 and two auxiliary drawworks motors 368 to 369 are connected to the DC bus of the center VFD and the two main drawworks motors and mud pumps as power loads.
  • Four motors, one cement pump motor, and two auxiliary drawworks motors are connected, and the starboard VFD's DC bus has two main drawworks motors, three auxiliary drawworks motors, and top drive as power loads. Two motors, two mud pump motors and one cement pump motor are connected.
  • the top drive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in the drilling operation, the motor of the top drive also rotates to the rated speed, the braking occurs frequently, such as sudden stop or rotation in the opposite direction to generate the regenerative power.
  • the power storage units 371 to 373 store power by receiving power from the DC bus 321 when the voltage of the DC bus 321 maintains the first threshold or more for a first time, and stores the power, and the voltage of the DC bus 321. Maintaining below the second threshold for this second time provides power to the DC bus 321. For example, assuming that the DC bus 321 is for 720V and tripped when it is greater than 750V, the first threshold may be set to 740V.
  • the DC / DC converters 351 to 353 measure the voltage of the DC bus 321 and supply power from the DC bus 321 to the power storage units 371 to 373 when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold for the first time. If power is stored in the power storages 371 to 373, and the voltage of the DC bus 321 remains below the second threshold for a second time, the power is stored from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321. This flow allows power to be supplied from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321.
  • the / DC converters 351 to 353 allow power to flow from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321 so that power is supplied from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321.
  • the power storages 371 to 373 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, a battery, and a flywheel.
  • the power storage units 371 to 373 are ultracapacitors
  • the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises since the response speed of the ultracapacitor is higher than that of the generator 310
  • the power load ( 360 to 364, 368 to 369 can be quickly supplied power.
  • the power storage units 371 to 373 supply power to the DC bus 321 even in a transient state or a power failure.
  • the sensing signal is transmitted to the DC / DC converters 351 to 353, and the DC / DC converters 351 to 353 power storage unit 371. To power from the 373 to the DC bus 321.
  • the sensor 391 may be installed in at least one of the switch board and the DC bus 321.
  • Drilling equipment such as drawworks and topdrives can cause dangerous situations if the power supply is suddenly interrupted.
  • the power storages 371 to 373 supply power to the DC bus 321 so that the drilling equipment can be safely shut down.
  • the resistors 381 to 383 consume power when the voltage of the DC bus 321 remains above the first threshold for a third time. At this time, the third time is a longer time than the first time.
  • the power storage units 371 to 373 store the power when the voltage of the DC bus 321 rises and maintains the first threshold or more for the first time. .
  • the capacity of the power storage units 371 to 373 is full, the voltage of the DC bus 321 does not drop and continues to maintain the first threshold or more. Therefore, it may be determined that the voltage of the power storage units 371 to 373 is full that the voltage of the DC bus 321 maintains the first threshold or more for the third time.
  • the voltage of the DC bus 321 may continue to increase, causing the DC bus 321 to trip. Therefore, when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold for a third time, the DC / DC converters 351 to 353 cause the resistors 381 to 383 to consume power.
  • FIG. 3 Although three power storage units 371 to 373 and three resistor units 381 to 383 are illustrated in FIG. 3, the present invention is not limited thereto and may include various numbers of power storage units and resistor units.
  • FIG. 5 is a view showing the power control apparatus of the offshore plant according to the first and second embodiments of the present invention.
  • the power control apparatus of the offshore plant includes a VMS 510, a drilling rig controller 521 to 528, a port VFD 530, a center VFD 540, and Starboard VFD 550.
  • the VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers.
  • the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521-528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 is bidirectional, ie clockwise and counterclockwise.
  • a bus is a transmission path for data transmission between various signal sources
  • a ring bus is a bus in which each node is connected with two adjacent nodes to form one continuous path as a ring.
  • the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 transmits a power limit in both directions so that one direction is used. Even in this failure, the power limit can be transferred in the other direction, thereby increasing the reliability of the communication.
  • the ring bus is a fiber-ring bus to transmit and receive data in optical communication between the VMS 510 and the plurality of drilling equipment controllers 521 to 528.
  • the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG.
  • the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump.
  • the VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks.
  • Transmit to the controller transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump
  • the power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
  • the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard.
  • the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port
  • the amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard.
  • the power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
  • the power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs.
  • Each of the plurality of drilling rig controllers 521-528 transmits through a ring bus.
  • the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 521-528.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD.
  • the sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
  • Each of the drilling rig controllers 521 to 528 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives Transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and input command.
  • the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command.
  • the power limit signal can be transmitted.
  • the drilling rig controllers 521-528 and the VFDs 530, 540, 550 are connected via a ring bus so that the drilling rig controllers 521-528 are connected via a ring bus. Transmit power limit signal.
  • Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
  • the drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
  • the drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors
  • the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors
  • the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors
  • the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor.
  • the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
  • DCS drilling control system
  • Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a first embodiment of the present invention.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S610), receives the amount of current power consumption from the VFD (S620), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S630).
  • the power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S640). At this time, the power limit calculation module 512 transmits the power limit through the ring bus.
  • the drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig that it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S650), and receives the received power.
  • the power limit signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S660).
  • the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command.
  • Power-limit signals can be sent over the local ring bus.
  • the VFD When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the power consumption of the motor for which the received power limit signal requests power limitation does not exceed its power limit (S670).
  • the power control apparatus of the offshore plant includes a VMS 510, a drilling equipment controller 520, a port VFD 530, a center VFD 540, and a starboard VFD. 550.
  • the VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers. To each of them 520. Although one drilling rig controller is shown in FIG. 5, this shows one drilling rig for convenience of illustration, the VMS 510 is a plurality of drilling rig controllers 520 for each of the drilling rig motors. The power limit can be sent.
  • the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG.
  • the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump.
  • the VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks.
  • Transmit to the controller transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump
  • the power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
  • the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard.
  • the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port
  • the amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard.
  • the power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
  • the power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs. And send to each of the plurality of drilling rig controllers 520.
  • the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 520.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD.
  • the sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
  • the VMS 510 may receive the number of motors in operation from the drilling rig controller 520.
  • the drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig that it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives the received power limit and input. Transmits the power limit signal to the VFD according to the specified command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
  • Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
  • the drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
  • the drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors
  • the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors
  • the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors
  • the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor.
  • the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
  • DCS drilling control system
  • Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a second embodiment of the present invention.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S710), receives the amount of current power consumption from the VFD (S720), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S730).
  • the power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S740).
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • the drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S750), and receives the received power.
  • the power limitation signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S760).
  • the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command.
  • the power limit signal can be transmitted.
  • the VFD When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the received power limit signal does not exceed its power limit.
  • FIG. 8 is a view showing a power control apparatus of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
  • the power control apparatus of the offshore plant includes a VMS 510, drilling equipment controllers 521 to 528, port VFD 530, center VFD 540 and Starboard VFD 550.
  • the VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers.
  • the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 is bidirectional, that is, clockwise and counterclockwise.
  • a bus is a transmission path for data transmission between various signal sources
  • a ring bus is a bus in which each node is connected with two adjacent nodes to form one continuous path as a ring.
  • the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 transmits a power limit in both directions so that one direction Even in this failure, the power limit can be transferred in the other direction, thereby increasing the reliability of the communication.
  • the ring bus is a fiber-ring bus to transmit and receive data in optical communication between the VMS 510 and the plurality of drilling equipment controllers 521 to 528.
  • the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG.
  • the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump.
  • the VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks.
  • Transmit to the controller transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump
  • the power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
  • the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard.
  • the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port
  • the amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard.
  • the power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
  • the power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs.
  • Each of the plurality of drilling rig controllers 521-528 transmits through a ring bus.
  • the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 521-528.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD.
  • the sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
  • Each of the drilling rig controllers 521 to 528 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives Transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and input command.
  • the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command.
  • the power limit signal can be transmitted.
  • the drilling rig controllers 521-528 and the VFDs 530, 540, 550 are connected via a ring bus so that the drilling rig controllers 521-528 are connected via a ring bus. Transmit power limit signal.
  • Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
  • the drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
  • the drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors
  • the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors
  • the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors
  • the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor.
  • the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
  • DCS drilling control system
  • Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S910), receives the amount of current power consumption from the VFD (S920), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S930).
  • the power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S940). At this time, the power limit calculation module 512 transmits the power limit through the ring bus.
  • the drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S950), and receives the received power.
  • the power limit signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S960).
  • the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command.
  • Power-limit signals can be sent over the local ring bus.
  • the VFD When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the power consumption of the received power limit signal does not exceed its power limit (S970).
  • FIG. 10 is a view showing the power control device of the offshore plant according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the power control apparatus of the offshore plant includes a VMS 510, a drilling control system (DCS) overall controller 560, a drilling rig controller 520, and a port VFD. 530, center VFD 540 and starboard VFD 550.
  • VMS drilling control system
  • DCS drilling control system
  • the VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby calculating the DCS overall control unit 560. To send).
  • the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard.
  • the power limit for each of the motors may be calculated and transmitted to the DCS overall controller 560. That is, referring to the system of FIG.
  • the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump.
  • the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard.
  • the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port
  • the amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard.
  • the power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
  • the power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs.
  • the DCS is transmitted to the overall controller 560.
  • the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling equipments may be calculated and transmitted to the DCS overall controller 560.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
  • the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively.
  • the power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
  • the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD.
  • the sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
  • Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
  • the drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
  • the drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors
  • the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors
  • the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors
  • the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor.
  • the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
  • DCS drilling control system
  • the DCS overall control unit 560 is a part of controlling the DCS as a whole, and monitors and controls the drilling rig controllers 520, that is, the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller.
  • the DCS overall controller 560 receives the power limit for each of the motors of the drilling rigs from the VMS 510 and transmits it to the corresponding drilling rig controller 520. Although one drilling rig controller is shown in FIG. 5, this shows one drilling rig for convenience of illustration, the DCS overall control unit 560 is a plurality of drilling rig controllers 520 each of the motors of the drilling rig. May transmit a power limit for.
  • the drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the DCS overall control unit 560 and performs power limitation according to the received power limit. That is, it receives a command for the drilling equipment from the operator, and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
  • the DCS overall controller 560 does not transmit a power limit to the drilling rig controller 520 when the drilling rig controller 520 does not operate normally, and performs power limitation according to the power limit. That is, it receives a command for the drilling equipment from the operator, and transmits a power limit signal to the VFD according to the power limit and the input command.
  • the DCS overall control unit 560 is a VFD connected to the at least one motor when the power consumption exceeds the power limit assigned to at least one of the motors of the drilling rig in order to perform the input command
  • the power limit signal can be transmitted.
  • Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S1110), receives the amount of current power consumption from the VFD (S1120), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S1130).
  • the power limit calculation module 512 calculates the power limit for each of the motors of the drilling rig using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig, and sends it to the DCS overall controller 560. (S1140).
  • the DCS overall controller 560 monitors the drilling rig controller 520 to determine whether the drilling rig controller 520 operates normally (S1150).
  • the DCS overall controller 560 transmits a power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 (S1161). Then, the drilling rig controller 520 receives a command for the drilling rig from the operator (S1171), and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command (S1181). At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
  • the DCS overall control unit 560 receives a command for the drilling rig from the operator (S1162), and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command. (S1172).
  • the VFD When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the received power limit signal does not exceed its power limit.

Abstract

The present invention relates to a power control device and method for an offshore plant, in which a vessel monitoring and controlling system (VMS) calculates a power limit in accordance with regenerative power and transmits same to a DCS. A power control device for an offshore plant, according to an embodiment of the present invention, comprises a VMS which calculates a power limit of each of a plurality of motors in a drilling apparatus by means of current power consumption, regenerative power stored in a power storage unit, and currently generated power, in an offshore plant; and a drilling apparatus controller which receives from the VMS the power limit of each of the plurality of motors in the drilling apparatus, receives from a worker an input of a command with respect to the drilling apparatus, and transmits to a VFD a power limit signal on the basis of the received power limit and the input command, wherein the power storage unit stores the regenerative power generated from the plurality of motors.

Description

해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법Power Control Device and Method of Offshore Plant
본 발명은 해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, VMS(vessel monitoring and control system)가 회생 전력을 고려하여 전력 리미트(limit)를 계산하여 DCS로 전송하는 해양플랜트의 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for controlling power of an offshore plant. More specifically, the vessel monitoring and control system (VMS) calculates a power limit in consideration of regenerative power and transmits the power to a DCS. It relates to an apparatus and a method for controlling the same.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.As the international rapid industrialization and industry develop, the use of resources such as petroleum is gradually increasing. Therefore, stable production and supply of oil is becoming a very important problem at the global level.
이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 해양 플랜트의 개발이 활발히 진행되고 있다. For this reason, the development of marginal or deep sea oil fields, which have been neglected in recent years due to lack of economy, has become economic. Therefore, along with the development of the seabed mining technology, the development of offshore plants with drilling equipment suitable for the development of such oil fields is actively progressing.
해양 플랜트에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 드로워크스(draw works), 탑드라이브, 머드펌프, 시멘트 펌프, 라이저, 드릴 파이프 등의 각종 시추 관련 장비들이 구비되어 있다. Offshore plants are equipped with various drilling-related equipment, such as derrick systems, draw works, top drives, mud pumps, cement pumps, risers, and drill pipes, for drilling oil and gas in the seabed below. It is.
드로워크스는 드릴 파이프의 승강, 케이싱의 삽입 등을 수행하는 장비로서, 드럼 및 모터를 포함한다. 드럼은 모터로부터 동력을 전달받아 와이어로프를 감거나 풀어줌으로써 드릴 파이프의 승강을 조절한다. 모터는 속도 조절이 가능하여 드럼의 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라 드릴 파이프의 속도가 조절된다. Drawworks are equipment for lifting and lowering drill pipes, inserting casings, and the like, including drums and motors. The drum receives power from the motor to regulate the lifting of the drill pipe by winding or unwinding the wire rope. The motor is adjustable in speed to adjust the speed of the drum, thereby adjusting the speed of the drill pipe.
탑드라이브는 시추 작업에서 시추 및 파이프 체결을 위한 동력을 제공하는 장비이다. Topdrive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in drilling operations.
드릴비트가 땅을 뚫을 때 발생하는 열에 의해 드릴비트가 과열되는 것을 방지하고 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 쉽게 하기 위해서, 드릴 파이프 속으로는 머드를 삽입하고, 이 머드는 드릴비트를 통해 빠져 나가 케이싱과 라이저를 통하여 시추선으로 되돌아 오는데, 머드 펌프는 머드 탱크에 저장되어 있는 시추작업용 머드를 이송시키는 펌핑력을 제공한다. To prevent overheating and lubrication of the drill bit by the heat generated when the drill bit drills through the ground, a mud is inserted into the drill pipe, which exits through the drill bit and out of the casing Returning to the drilling vessel through the riser and the riser, the mud pump provides a pumping force to transfer the drilling mud stored in the mud tank.
해양 플랜트에는 근해의 일 지점에 정박하여 시추 작업을 하는 고정식 플랫폼과 3,000m 이상의 심해에서 시추 작업이 가능한 부유식 해양 플랜트가 있다. Offshore plants have fixed platforms for anchoring at one point offshore and floating offshore plants capable of drilling in deep waters of over 3,000 meters.
부유식 해양 플랜트에는 주 추진장치 또는 컴퓨터에 의한 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 위한 추진 장치로서 복수 개의 쓰러스터(thruster)가 설치된다. 쓰러스터는 프로펠러의 작용 방향을 바꿀 수 있도록 선저에 설치된 추진기로 보통 항해 또는 예인선 없이 자력으로 운하를 운항하거나 입출항하기 위해 사용된다. 쓰러스터는 쓰러스터에 연결된 쓰러스터 모터로부터 동력을 공급받는다. Floating offshore plants are equipped with a plurality of thrusters as propulsion devices for dynamic positioning by a main propulsion device or a computer. The thrusters are propellers installed on the bottom of the ship to change the direction of action of the propellers. These thrusters are normally used to navigate or enter the canal on their own without sailing or tug. The thruster is powered by a thruster motor connected to the thruster.
먼저, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1에는 하나의 발전기와 하나의 VFD(variable frequency drive)가 도시되어 있으나, 해양플랜트에는 복수의 발전기가 설치될 수 있고, 3 개의 VFD가 설치될 수 있다. 3 개의 VFD 각각은 좌현, 센터, 우현에 설치될 수 있다. First, a power supply system of a marine plant according to the prior art will be described with reference to FIG. 1. 1 is a view showing a power supply system of a marine plant according to the prior art. Although one generator and one variable frequency drive (VFD) are shown in FIG. 1, a plurality of generators may be installed in the offshore plant, and three VFDs may be installed. Each of the three VFDs can be installed in port, center and starboard.
도 1에 도시된 바와 같이, 발전기(110)에서 발생된 교류 전력은 A.C 버스로 공급되고, A.C 버스에는 제1 AC/DC 변환기(121), 제2 AC/DC 변환기(122) 및 제3 AC/DC 변환기(123)가 연결되어 있다. As shown in FIG. 1, AC power generated by the generator 110 is supplied to an AC bus, and the first AC / DC converter 121, the second AC / DC converter 122, and the third AC are supplied to the AC bus. The / DC converter 123 is connected.
제1 AC/DC 변환기(121)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제1 DC 버스(131)로 공급하고, DC/AC 변환기(171)는 제1 DC 버스(131)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제1 쓰러스터 모터(181)로 공급한다.The first AC / DC converter 121 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the first DC bus 131, and the DC / AC converter 171 is supplied from the first DC bus 131. DC is converted into AC and supplied to the first thruster motor 181.
제2 AC/DC 변환기(122)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제2 DC 버스(132)로 공급하고, DC/AC 변환기(172)는 제2 DC 버스(132)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제2 쓰러스터 모터(182)로 공급한다.The second AC / DC converter 122 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies it to the second DC bus 132, and the DC / AC converter 172 is supplied from the second DC bus 132. DC is converted into AC and supplied to the second thruster motor 182.
그리고, 제3 AC/DC 변환기(123)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제3 DC 버스(133)로 공급하고, 제3 DC 버스(133)에는 복수의 DC/AC 변환기들(140 내지 149)이 연결되어 있다. 복수의 DC/AC 변환기들(140 내지 149) 각각은 제3 DC 버스(133)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 복수의 드로워크스 모터들(150, 151, 152, 158, 159), 복수의 탑드라이브 모터들(153, 154), 복수의 머드 펌프 모터들(155, 156) 및 시멘트 펌프 모터(157) 중 자신에게 연결된 모터로 공급한다. The third AC / DC converter 123 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the third DC bus 133, and the third DC bus 133 includes a plurality of DC / AC converters ( 140 to 149 are connected. Each of the plurality of DC / AC converters 140 to 149 converts direct current supplied from the third DC bus 133 into alternating current so that the plurality of drawworks motors 150, 151, 152, 158, and 159 are provided. Of the top drive motors 153 and 154, the plurality of mud pump motors 155 and 156, and the cement pump motor 157 are supplied to a motor connected thereto.
다음으로, 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치에 대해 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus of a marine plant according to the prior art will be described with reference to FIG. 2. 2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(210), 좌현 VFD(220), 센터 VFD(230) 및 우현 VFD(240)를 포함한다. As shown in FIG. 2, a power control apparatus of a marine plant according to the prior art includes a VMS 210, a port VFD 220, a center VFD 230, and a starboard VFD 240.
VMS(210)가 발전기의 생산 전력 및 해양플랜트 내의 소비 전력을 비교하여 소비 전력이 생산 전력의 90%를 넘으면 드릴링 장비에 대한 전력 제한 신호를 센터 VFD(230)로 전송한다. 그러면, 센터 VFD(230)는 센터 VFD(230)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않는다. 그리고, 센터 VFD(230)는 VMS(210)로부터 수신한 전력 제한 신호를 좌현 VFD(220), 및 우현 VFD(240)로 전달한다. 그러면, 좌현 VFD(220)는 좌현 VFD(220)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않고, 우현 VFD(240)는 우현 VFD(240)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않는다. 그리고, 추가적으로 발전기를 돌려 생산 전력을 늘리고, 생산 전력이 늘어나면 전력 제한을 해제한다.The VMS 210 compares the generator's production power with the power consumption in the offshore plant and transmits a power limit signal for the drilling rig to the center VFD 230 when the power consumption exceeds 90% of the production power. The center VFD 230 then places a power limit on the drilling rigs connected to the center VFD 230 and no longer increases the power consumption of the drilling rigs. The center VFD 230 transmits the power limit signal received from the VMS 210 to the port VFD 220 and the starboard VFD 240. Port VFD 220 then places a power limit on the drilling rigs connected to port VFD 220 so that power consumption of the drilling rigs no longer increases, starboard VFD 240 is drilled connected to starboard VFD 240. Power limits on the machines no longer increase the power consumption of the drilling machines. Further, the generator is further turned to increase the production power, and when the production power increases, the power limit is released.
종래 기술은 쓰러스터에 우선 순위를 두어 소비 전력이 생산 전력의 90%를 넘으면 드릴링 장비들이 소비 전력을 더 이상 늘릴 수 없도록 하고, 남는 10%의 전력은 쓰러스터를 위해 남겨두는 것이다. 그런데, 드로워크스의 모터들 및 탑드라이브의 모터들은 운전의 특성상 소비 전력이 급변한다. 따라서, 종래 기술에 따르면 드릴링 장비의 소비 전력이 순간적으로 커지는 일시적 전력 부족 상황에서도 전력 제한이 걸려서, 드릴링 작업 중 수시로 전력 제한이 걸리는 문제점이 있다. 특히, 10%의 전력이 남아 있음에도 불구하고, 드릴링 장비들에 대해 전력 제한이 걸려 전력을 효율적으로 사용하지 못한다는 문제점이 있다. 그리고, 유휴 상태이던 발전기가 작동되어 전력을 생산하는 상태가 되는데는 시간이 소요되므로, 추가 발전기가 전력이 생산할 때는 이미 드릴링 장비의 소비 전력이 감소된 상태일 수 있다. 따라서, 불필요하게 추가 발전기가 동작하게 되는 문제점도 있다. The prior art prioritizes thrusters so that when power consumption exceeds 90% of the production power, drilling equipment can no longer increase power consumption, leaving the remaining 10% for the thrusters. However, the power of the drawworks motors and the top drive motors change rapidly due to the characteristics of the operation. Therefore, according to the prior art, even in a temporary power shortage situation in which the power consumption of the drilling equipment is momentarily increased, the power is limited, and thus there is a problem in that power is often limited during the drilling operation. In particular, despite the remaining 10% of the power, there is a problem that the power is limited for the drilling equipment is not used efficiently. In addition, since it takes time for the generator that is in the idle state to produce power, the additional generator may already have a reduced power consumption of the drilling equipment when the power is produced. Therefore, there is also a problem that the additional generator is operated unnecessarily.
다시 도 1을 참조하면, 드로워크스의 모터들 및 탑드라이브의 모터들은 드릴 파이프 등의 시추 장비를 올리고 내리는 동작을 반복해야 하므로, 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특징이 있고, 쓰러스터 모터들도 동적 위치 제어를 위해 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특징이 있다. 그런데, 모터에서 제동이 발생하는 경우에는 회생 전력이 발생한다. 또한, 쓰러스터가 외란에 의해 회전되는 경우도 쓰러스터 모터에서 회생 전력이 발생한다. Referring back to FIG. 1, since the motors of the drawworks and the motors of the top drive have to repeat the operation of raising and lowering drilling equipment such as a drill pipe, the brakes such as suddenly stopping rotation or rotating in the opposite direction while rotating at the rated speed This often occurs driving feature, and thruster motors also run frequently when braking occurs, such as suddenly stopping the rotation or rotating in the opposite direction to rotate at rated speed for dynamic position control. However, when braking occurs in the motor, regenerative power is generated. In addition, even when the thruster is rotated by disturbance, regenerative power is generated in the thruster motor.
드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 또는 쓰러스터 모터에서 회생 전력이 발생하게 되면, 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 또는 쓰러스터 모터가 연결되어 있는 DC 버스의 전압이 상승하게 되고, DC 버스가 수용할 수 있는 한도를 넘어서 전압이 상승하면, DC 버스가 트립(trip)된다.When regenerative power is generated from the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor, the voltage of the DC bus to which the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor is connected increases. If the voltage rises above the limit the DC bus can accommodate, the DC bus trips.
따라서, 종래 기술에 따르면, 저항(resistor)(161 내지 166)을 설치하여 회생 전력을 열로써 소모시켜 DC 버스의 트립 현상을 방지한다. 따라서, 종래 기술에 따르면, 회생 전력을 저항에서 소모시킴으로써 에너지를 낭비하는 문제점이 있다. Therefore, according to the prior art, resistors 161 to 166 are provided to consume regenerative power as heat to prevent tripping of the DC bus. Therefore, according to the prior art, there is a problem of wasting energy by consuming regenerative power from the resistor.
본 발명의 목적은 드릴링 장비들로 충분한 전력을 공급하여 드릴링 작업이 안정적으로 이루어질 수 있고, 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a power control apparatus and method of an offshore plant that can provide a sufficient power to the drilling equipment can be made stable drilling work, the power can be used efficiently.
그리고, 본 발명의 목적은 회생 전력을 효율적으로 사용할 수 있고, 소비 전력이 급격히 변하는 드릴링 장비들에게 적절히 전력을 공급할 수 있는 해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling power of an offshore plant, which can efficiently use regenerative power and can properly supply power to drilling equipments whose power consumption changes rapidly.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서, 상기 해양플랜트의 현재 생산 전력, 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 현재 소비 전력을 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및 상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하고, 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 수신된 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고, 상기 전력 저장부는 상기 복수의 모터들에서 발생된 회생전력을 저장하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치가 제공된다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the power control device of the offshore plant, a plurality of drilling equipment using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption A VMS for calculating a power limit for each of the motors of the VMS; And receiving a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS, receiving a command for the drilling rig from an operator, and receiving a power limit signal according to the received power limit and the input command. And a drilling rig controller, wherein the power storage unit stores regenerative power generated by the plurality of motors.
특히, 상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. In particular, the drilling rig controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command.
또한, 상기 VFD는 상기 전력 제한 신호를 수신하면 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어할 수 있다. In addition, the VFD may control the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the self when the power limit signal is received.
또한, 상기 VMS는 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력을 수신하고 상기 VFD로부터 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 수신하여, 상기 현재 생산 전력, 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 이용하여 사용가능한 전력을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함할 수 있다. In addition, the VMS receives the current production power from the switch board and receives the regenerative power and the current power consumption stored in the power storage unit from the VFD, the current production power, the regenerative power stored in the power storage unit and the It may include a power management module that calculates the available power using the current power consumption.
또한, 상기 VMS는 상기 VFD로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력을 수신하고, 상기 VMS는 상기 사용가능한 전력 및 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함할 수 있다. Further, the VMS receives the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig from the VFD, and the VMS uses the current power and the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig. The apparatus may further include a power limit calculation module configured to calculate a power limit for each of the plurality of motors of the drilling equipment and transmit the power limit to the drilling equipment controller.
또한, 상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터일 수 있다. In addition, the power storage unit may be an ultracapacitor.
또한, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다. The drilling rig controller may also be a drawworks controller.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 방법에 있어서, VMS가 상기 해양 플랜트의 현재 생산 전력, 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 현재 소비 전력을 이용하여 사용가능한 전력을 계산하는 단계; 상기 VMS는 상기 사용가능한 전력 및 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 드릴링 장비 제어기로 전송하는 단계; 상기 드릴링 장비 제어기가 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받는 단계; 및 상기 드릴링 장비 제어기가 상기 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 전력 저장부는 상기 복수의 모터들에서 발생되는 회생전력을 저장하는 해양플랜트의 전력 제어 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, in the power control method of the offshore plant, VMS is available using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption Calculating power; The VMS calculates and transmits a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig to the drilling rig controller using the available power and current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig. ; Receiving, by the drilling equipment controller, a command for the drilling equipment from an operator; And transmitting, by the drilling equipment controller, a power limit signal to VFD according to the power limit and the input command, wherein the power storage unit stores the regenerative power generated by the plurality of motors. A control method is provided.
특히, 상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. In particular, the drilling rig controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command.
또한, 상기 해양플랜트의 전력 제어 방법은 상기 VFD가 상기 전력 제한 신호를 수신하는 단계; 및 상기 VFD가 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the power control method of the offshore plant includes the step of the VFD receiving the power limit signal; And controlling, by the VFD, the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the self.
또한, 상기 해양플랜트의 전력 제어 방법은 상기 VMS가 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력을 수신하는 단계; 및 상기 VMS가 상기 VFD로부터 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the power control method of the offshore plant includes the step of the VMS receiving the current production power from the switch board; And receiving, by the VMS, the regenerative power and the current power consumption stored in the power storage unit from the VFD.
또한, 상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터일 수 있다. In addition, the power storage unit may be an ultracapacitor.
또한, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다. The drilling rig controller may also be a drawworks controller.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서, 상기 해양플랜트의 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력, 좌현, 센터 및 우현 각각의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및 상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하여, 상기 수신된 전력 리미트에 따라 전력 제한 신호를 좌현 VFD, 센터 VFD 및 우현 VFD 중 적어도 하나로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 장치가 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, in the power plant of the offshore plant, the current storage power of each of the port, center and starboard of the offshore plant, power storage of each of the port, center and starboard A VMS that calculates a power limit for each of a plurality of motors of the drilling rig using regenerative power stored in and the current power consumption of each of the port, the center and the starboard; And a drilling rig controller that receives a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS and transmits a power limit signal to at least one of port VFD, center VFD, and starboard VFD according to the received power limit. Provided is a power control apparatus for an offshore plant.
*특히, 상기 드릴링 장비 제어기는 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 중 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. In particular, the drilling rig controller receives a command for the drilling rig from an operator, and in order to perform the command, at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding a power limit allocated to the drilling rig controller. In this case, the power limit signal may be transmitted to a VFD to which at least one of the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD is connected.
또한, 상기 VMS는 좌현 스위치 보드로부터 좌현의 현재 생산 전력을 수신하고, 센터 스위치 보드로부터 센터의 현재 생산 전력을 수신하고, 우현 스위치 보드로부터 우현의 현재 생산 전력을 수신하고, 상기 좌현 VFD로부터 좌현의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 좌현의 현재 소비 전력을 수신하고, 상기 센터 VFD로부터 센터의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 센터의 현재 소비 전력을 수신하고, 상기 우현 VFD로부터 우현의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 우현의 현재 소비 전력을 수신할 수 있다. The VMS also receives the current production power of the port from the port switch board, receives the current production power of the center from the center switch board, receives the current production power of the starboard from the starboard switch board, and receives the current production power of the port from the port VFD. Receives the regenerative power stored in the power storage and the current power consumption of the port, and receives the regenerative power stored in the power storage of the center and the current power consumption of the center from the center VFD, from the starboard VFD The stored regenerative power and the current power consumption of the starboard can be received.
또한, 상기 VMS는 상기 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력, 좌현, 센터 및 우현 각각의 전력 저장부에 저장된 회생전력, 및 상기 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함할 수 있다. In addition, the VMS uses the current production power of each of the port, center and starboard, the regenerative power stored in the power storage of each of the port, center and starboard, and the current power consumption of each of the port, center and starboard, It may include a power management module for calculating the available power of each of the center and the starboard.
또한, 상기 VMS는 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각으로부터 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력을 수신하고, 상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함할 수 있다. The VMS further receives current power consumption of each of a plurality of motors of the drilling rig connected to each of the port VFD, the center VFD and the starboard VFD from the port VFD, the center VFD and the starboard VFD, respectively, The VMS utilizes the available power of each of the port, the center and the starboard and the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port, the center and the starboard respectively. The apparatus may further include a power limit calculation module configured to calculate a power limit for each of the two and transmit the power limit to the drilling equipment controller.
또한, 상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터일 수 있다. In addition, the power storage unit may be an ultracapacitor.
또한, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다. The drilling rig controller may also be a drawworks controller.
본 발명의 실시예에 따르면, 남는 전력의 일정부분을 드릴링 장비에 분배하고, VMS가 전력 리미트를 드릴링 장비 제어기로 전송하고, 드릴링 장비 제어기가 전력 리미트에 따라 전력 제한을 수행함으로써 드릴링 장비에게 충분한 전력을 공급할 수 있어서 드릴링 작업이 안정적으로 이루어질 수 있고, 전력을 효율적으로 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, sufficient power is supplied to the drilling rig by distributing a portion of the remaining power to the drilling rig, the VMS sends the power limit to the drilling rig controller, and the drilling rig controller performs power limitation in accordance with the power limit. It can supply a stable drilling work can be made, the power can be used efficiently.
그리고, 회생 전력을 효율적으로 사용할 수 있고, 소비 전력이 급격히 변하는 드릴링 장비들에게 적절히 전력을 공급할 수 있다.In addition, the regenerative power can be efficiently used, and power can be appropriately supplied to drilling equipments in which power consumption changes drastically.
그리고, VMS, 드릴링 장비 제어기들 및 VFD들을 피버-링 버스로 연결함으로써 통신의 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, the reliability of the communication can be increased by connecting the VMS, the drilling equipment controllers and the VFDs to the Fever-ring bus.
그리고, 드릴링 장비 제어기가 고장난 경우에는 DCS 전체 제어부가 직접 전력 제한을 수행함으로써, 드릴링 장비 제어기가 고장난 경우에도 전력 제한이 정상적으로 수행될 수 있다. In addition, when the drilling equipment controller fails, the entire DCS control unit directly performs power limitation, so that the power limitation may be normally performed even when the drilling equipment controller fails.
도 1은 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power supply system of a marine plant according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a power supply system of an offshore plant according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에서 A 부분을 자세히 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a detailed view of portion A of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing the power control apparatus of the offshore plant according to the first and second embodiments of the present invention.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. 8 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to a third embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing the power control device of the offshore plant according to a fourth embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 11 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
먼저, 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에서 A 부분을 자세히 나타낸 도면이다. First, referring to Figures 3 and 4, the power supply system of the offshore plant according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing a power supply system of the offshore plant according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing a portion A in detail in FIG.
도 3에 도시된 바와 같이, 해양플랜트는 3 개의 구역, 즉, 좌현, 센터 및 우현으로 나눠질 수 있고, 각 구역에 발전기, 스위치 보드 및 VFD가 설치될 수 있다. 도 3에서는 좌현, 센터 및 우현 각각에 2 개의 발전기 및 1 개의 VFD가 설치된 경우를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 개수의 발전기 및 VFD가 설치될 수 있다. As shown in FIG. 3, the offshore plant can be divided into three zones, namely port, center and starboard, and generators, switch boards and VFDs can be installed in each zone. 3 illustrates a case in which two generators and one VFD are installed in each of the port, the center, and the starboard, but the present invention is not limited thereto, and various numbers of generators and VFDs may be installed.
각 구역에서, 발전기가 생산한 전력은 AC 버스로 공급되고, AC 버스에는 쓰러스터 모터 및 VFD로 전력을 공급한다. VFD의 DC 버스에는 드릴링 장비의 모터들이 연결되어 있어서, DC 버스는 드릴링 장비의 모터들로 전력을 공급한다. In each zone, the power produced by the generator is supplied to the AC bus, which is powered by the thruster motor and the VFD. The DC bus of the VFD is connected to the motors of the drilling rig, so that the DC bus supplies power to the motors of the drilling rig.
도 4를 참조하여, 좌현의 전력 공급 방법을 예시적으로 설명한다. 센터 및 우현도 좌현과 유사한 방식으로 전력이 공급된다.With reference to FIG. 4, the power supply method of a port is demonstrated as an example. The center and starboard are also powered in a manner similar to the port.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템은 발전기(310), AC/DC 변환기(320), DC 버스(bus)(321), VFD(variable frequency drive) 제어부(330), DC/DC 변환기(351 내지 353), DC/AC 변환기(340 내지 349), 전력 부하(360 내지 369), 전력 저장부(371 내지 373) 및 저항부(381 내지 383)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the power supply system according to the embodiment of the present invention includes a generator 310, an AC / DC converter 320, a DC bus 321, and a variable frequency drive (VFD) controller 330. ), DC / DC converters 351 to 353, DC / AC converters 340 to 349, power loads 360 to 369, power storages 371 to 373, and resistors 381 to 383.
발전기(310)는 해양플랜트에서 필요한 전력을 생산하는 장치로서, AC 버스를 통해 AC/DC 변환기(320)로 연결된다. 발전기(310)에서 생산된 전력은 변압기에서 전력 부하들에서 사용하기 적절한 전압으로 변경된 후, AC/DC 변환기(320)로 공급될 수 있다. 발전기(310)는 교류 발전기로서 교류 전력을 생산할 수 있다. Generator 310 is a device for producing the power required in the offshore plant, is connected to the AC / DC converter 320 via the AC bus. The power produced by the generator 310 may be supplied to the AC / DC converter 320 after being changed to a voltage suitable for use in power loads in the transformer. The generator 310 may produce AC power as an alternator.
AC/DC 변환기(320)는 발전기(310)에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 DC 버스(321)로 공급한다. The AC / DC converter 320 converts the AC power produced by the generator 310 into direct current and supplies it to the DC bus 321.
DC 버스(321)는 DC 버스(321)에 연결되어 있는 전력 부하로 전력을 공급한다. 직류 전력을 이용하는 전력 부하는 DC 버스(321)에 바로 연결될 수 있고, 교류 전력을 이용하는 전력 부하는 DC/AC 변환기(340 내지 349)를 통해 DC 버스(321)에 연결될 수 있다. The DC bus 321 supplies power to a power load connected to the DC bus 321. The power load using DC power may be directly connected to the DC bus 321, and the power load using AC power may be connected to the DC bus 321 through the DC / AC converters 340 to 349.
도 4에 도시된 전력 부하들(360 내지 369)은 교류 전력을 이용하는 전력 부하들로서, DC/AC 변환기(340 내지 349)를 통해 DC 버스(321)에 연결되어 있다. DC/AC 변환기(340 내지 349)는 DC 버스(321)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 전력 부하(360 내지 369)로 공급한다. The power loads 360 to 369 shown in FIG. 4 are power loads using AC power and are connected to the DC bus 321 through the DC / AC converters 340 to 349. The DC / AC converters 340 to 349 convert the direct current supplied from the DC bus 321 into alternating current and supply them to the power loads 360 to 369.
전력 부하들(360 내지 369) 각각은 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터, 머드 펌프 모터 및 시멘트 펌프 모터 중 하나일 수 있다. 도 3과 같이, 해양플랜트에는 2 개의 드로워크스, 2 개의 탑드라이브, 4 개의 머드펌프 및 2 개의 시멘트 펌프가 설치될 수 있고, 2개의 드로워크스들 각각은 7개의 모터에 연결되고, 2개의 탑드라이브들 각각은 2 개의 모터에 연결되고, 4 개의 머드 펌프들 각각은 2 개의 모터에 연결되고, 2개의 시멘트 펌프들 중 하나는 2 개의 모터와 연결되고, 다른 하나는 1 개의 모터와 연결될 수 있다. 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프 및 시멘트 펌프의 개수 및 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터, 머드 펌프 모터 및 시멘트 펌프 모터의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. Each of the power loads 360-369 may be one of a drawworks motor, a top drive motor, a mud pump motor, and a cement pump motor. As shown in FIG. 3, two drawworks, two top drives, four mud pumps and two cement pumps may be installed in the offshore plant, and each of the two drawworks is connected to seven motors. Each of the top drives is connected to two motors, each of the four mud pumps is connected to two motors, one of the two cement pumps is connected to two motors, and the other is connected to one motor. Can be. The number of drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps and the number of drawworks motors, top drive motors, mud pump motors and cement pump motors are exemplary, and the present invention is not limited thereto.
도 3 및 4에는, 좌현 VFD의 DC 버스(321)에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 3 대(360 내지 362), 탑드라이브 모터 2대 (363 내지 364), 머드펌프 모터 2 대(365 내지 366), 시멘트 펌프 모터 1대(367), 보조 드로워크스 모터 2대(368 내지 369)가 연결되어 있고, 센터 VFD의 DC 버스에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 2 개, 머드펌프 모터 4 개, 시멘트 펌프 모터 1 개, 보조 드로워크스 모터 2 개가 연결되어 있고, 우현 VFD의 DC 버스에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 2 개, 보조 드로워크스의 모터 3 개, 탑드라이브 모터 2 개, 머드펌프 모터 2 개, 시멘트 펌프 모터 1 개가 연결되어 있다. 3 and 4, the DC bus 321 of the port VFD has three motors 360 to 362 of the main drawworks, two top drive motors 363 to 364, and two mud pump motors 365 as power loads. To 366), one cement pump motor 367 and two auxiliary drawworks motors 368 to 369 are connected to the DC bus of the center VFD and the two main drawworks motors and mud pumps as power loads. Four motors, one cement pump motor, and two auxiliary drawworks motors are connected, and the starboard VFD's DC bus has two main drawworks motors, three auxiliary drawworks motors, and top drive as power loads. Two motors, two mud pump motors and one cement pump motor are connected.
드로워크스는 드릴 파이프 등의 시추 장비를 올리고 내리는 동작을 반복하므로, 드로워크스의 모터는 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특성상, 드로워크스의 모터에서는 회생 전력이 발생한다. Since drawworks raises and lowers drilling equipment such as drill pipes, the drawworks motor rotates at rated speed and stops rotation suddenly or rotates in the opposite direction. Regenerative power is generated in the motor.
탑드라이브는 시추 작업에서 시추 및 파이프 체결을 위한 동력을 제공하는 장비로서, 탑드라이브의 모터도 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하여 회생 전력이 발생한다. The top drive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in the drilling operation, the motor of the top drive also rotates to the rated speed, the braking occurs frequently, such as sudden stop or rotation in the opposite direction to generate the regenerative power.
전력 저장부(371 내지 373)는 DC 버스(321)의 전압이 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC 버스(321)로부터 전력을 공급받아 전력을 저장하고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 DC 버스(321)로 전력을 공급한다. 예를 들어, DC 버스(321)가 720 V용이고 750 V 이상이 되면 트립된다고 가정하면, 제1 임계치는 740 V로 설정될 수 있다.The power storage units 371 to 373 store power by receiving power from the DC bus 321 when the voltage of the DC bus 321 maintains the first threshold or more for a first time, and stores the power, and the voltage of the DC bus 321. Maintaining below the second threshold for this second time provides power to the DC bus 321. For example, assuming that the DC bus 321 is for 720V and tripped when it is greater than 750V, the first threshold may be set to 740V.
DC/DC 변환기(351 내지 353)는 DC 버스(321)의 전압을 측정하다가 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC 버스(321)로부터 전력 저장부(371 내지 373)로 전력을 공급하여 전력 저장부(371 내지 373)에 전력이 저장되도록 하고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 흐르게 하여 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. The DC / DC converters 351 to 353 measure the voltage of the DC bus 321 and supply power from the DC bus 321 to the power storage units 371 to 373 when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold for the first time. If power is stored in the power storages 371 to 373, and the voltage of the DC bus 321 remains below the second threshold for a second time, the power is stored from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321. This flow allows power to be supplied from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321.
전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라가면 DC 버스(321)의 전압이 떨어진다. When regenerative power is generated in the power loads 360 to 364 and 368 to 369, the voltage of the DC bus 321 rises, and when the power consumption of the power loads 360 to 364, 368 to 369 suddenly rises, Voltage drops
즉, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고, DC 버스(321)의 전압이 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로 전력을 공급하여 전력 저장부(371 내지 373)에 전력이 저장되도록 함으로써 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 발생된 회생 전력이 전력 저장부(371 내지 373)에 저장되게 된다.That is, when regenerative power is generated in the power loads 360 to 364 and 368 to 369, the voltage of the DC bus 321 goes up, and if the voltage of the DC bus 321 remains above the first threshold for a first time, DC / Regenerative power generated from the power loads 360 to 364 and 368 to 369 by supplying power to the power storage units 371 to 373 by the DC converters 351 to 353 to supply power to the power storage units 371 to 373. Power is stored in the power storages 371 to 373.
그리고, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라가면 DC 버스(321)의 전압이 내려가고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 흐르게 하여 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. 전력 저장부(371 내지 373)는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠(fly wheel) 중 적어도 하나일 수 있다. 특히, 전력 저장부(371 내지 373)가 울트라 캐패시터인 경우, 울트라 캐패시터는 반응속도가 발전기(310)보다 빨라서 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라갈 때, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에 빠르게 전력을 공급할 수 있다. When the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises, the voltage of the DC bus 321 goes down, and if the voltage of the DC bus 321 remains below the second threshold for a second time, the DC The / DC converters 351 to 353 allow power to flow from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321 so that power is supplied from the power storages 371 to 373 to the DC bus 321. The power storages 371 to 373 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, a battery, and a flywheel. In particular, when the power storage units 371 to 373 are ultracapacitors, when the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises since the response speed of the ultracapacitor is higher than that of the generator 310, the power load ( 360 to 364, 368 to 369 can be quickly supplied power.
또한, 전력 저장부(371 내지 373)는 과도 상태 또는 정전 발생 시에도 DC 버스(321)로 전력을 공급한다. 과도 상태 또는 정전 발생을 감지하는 센서(391)가 과도 상태 또는 정전을 감지하면 감지신호를 DC/DC 변환기(351 내지 353)로 전송하고 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. Also, the power storage units 371 to 373 supply power to the DC bus 321 even in a transient state or a power failure. When the sensor 391 that detects a transient state or a power outage detects a transient state or a power outage, the sensing signal is transmitted to the DC / DC converters 351 to 353, and the DC / DC converters 351 to 353 power storage unit 371. To power from the 373 to the DC bus 321.
센서(391)는 스위치 보드 및 DC 버스(321) 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. The sensor 391 may be installed in at least one of the switch board and the DC bus 321.
드로워크스 및 탑드라이브와 같은 드릴링 장비의 경우 갑작스럽게 전력 공급이 중단되는 경우 위험한 상황이 초래될 수 있다. 따라서, 과도 상태 또는 정전 발생 시 전력 저장부(371 내지 373)가 DC 버스(321)로 전력을 공급함으로써 드릴링 장비가 안전하게 셧다운(shutdown)할 수 있다. Drilling equipment such as drawworks and topdrives can cause dangerous situations if the power supply is suddenly interrupted. Thus, in the event of a transient or power outage, the power storages 371 to 373 supply power to the DC bus 321 so that the drilling equipment can be safely shut down.
저항부(381 내지 383)는 DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 전력을 소모한다. 이때, 제3 시간은 제1 시간보다 더 긴 시간이다. The resistors 381 to 383 consume power when the voltage of the DC bus 321 remains above the first threshold for a third time. At this time, the third time is a longer time than the first time.
전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 전력 저장부(371 내지 373)가 전력을 저장한다. 그리고, 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 경우에는 DC 버스(321)의 전압이 떨어지지 않고 계속 제1 임계치 이상을 유지하게 된다. 따라서 DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지한다는 것은 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 것으로 판단될 수 있다. 그런데, 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 상태에서 회생 전력이 계속 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 계속 올라가서 DC 버스(321)가 트립될 수 있다. 따라서, DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)는 저항부(381 내지 383)가 전력을 소모하도록 한다. When regenerative power occurs in the power loads 360 to 364 and 368 to 369, the power storage units 371 to 373 store the power when the voltage of the DC bus 321 rises and maintains the first threshold or more for the first time. . In addition, when the capacity of the power storage units 371 to 373 is full, the voltage of the DC bus 321 does not drop and continues to maintain the first threshold or more. Therefore, it may be determined that the voltage of the power storage units 371 to 373 is full that the voltage of the DC bus 321 maintains the first threshold or more for the third time. However, when regenerative power continues to occur in a state where the power storage units 371 to 373 are full, the voltage of the DC bus 321 may continue to increase, causing the DC bus 321 to trip. Therefore, when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold for a third time, the DC / DC converters 351 to 353 cause the resistors 381 to 383 to consume power.
도 3에는 3 개의 전력 저장부(371 내지 373) 및 3 개의 저항부(381 내지 383)가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 개수의 전력 저장부와 저항부를 포함할 수 있다. Although three power storage units 371 to 373 and three resistor units 381 to 383 are illustrated in FIG. 3, the present invention is not limited thereto and may include various numbers of power storage units and resistor units.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus of an offshore plant according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. 5 is a view showing the power control apparatus of the offshore plant according to the first and second embodiments of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(510), 드릴링 장비 제어기(521 내지 528), 좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the power control apparatus of the offshore plant according to the first embodiment of the present invention includes a VMS 510, a drilling rig controller 521 to 528, a port VFD 530, a center VFD 540, and Starboard VFD 550.
VMS(510)는 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 전송한다. 도 5에 도시된 바와 같이, VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스(ring bus)로 연결되고, VMS(510)는 양방향 즉, 시계방향과 반시계방향으로 전력 리미트를 전송한다. 버스는 각종 신호원 간의 데이터 전송용 전송로이고, 링 버스는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결되어 전체적으로 고리와 같이 하나의 연속된 길을 구성하는 버스이다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면 VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스(ring bus)로 연결되고, VMS(510)가 양방향으로 전력 리미트를 전송함으로써 한쪽 방향이 고장난 경우에도 전력 리미트가 다른 쪽 방향으로 전달될 수 있어서, 통신의 신뢰도를 높일 수 있다. 이때, 링 버스는 피버-링 버스(fiber-ring bus)이여서 VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 간에 광통신으로 데이터를 송수신할 수 있다. The VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers. To each of the fields 521 to 528. As shown in FIG. 5, the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521-528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 is bidirectional, ie clockwise and counterclockwise. Send a power limit. A bus is a transmission path for data transmission between various signal sources, and a ring bus is a bus in which each node is connected with two adjacent nodes to form one continuous path as a ring. According to the first embodiment of the present invention, the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 transmits a power limit in both directions so that one direction is used. Even in this failure, the power limit can be transferred in the other direction, thereby increasing the reliability of the communication. At this time, the ring bus is a fiber-ring bus to transmit and receive data in optical communication between the VMS 510 and the plurality of drilling equipment controllers 521 to 528.
이때, VMS(510)는 해양 플랜트의 구역들, 예를 들어, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기(520)들 각각으로 전송할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 시스템을 예로 들어 설명하면, VMS(510)는 좌현의 현재 생산 전력의 양과 좌현의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현의 VFD에 연결된 메인 드로워크스의 3 개의 모터들, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들, 메인 탑드라이브의 모터, 보조 탑드라이브의 모터, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들, 제1 시멘트 펌프의 모터 각각에 대한 전력 리미트를 계산한다. 그리고, VMS(510)는 메인 드로워크스의 3 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 메인 드로워크스 제어기로 전송하고, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 보조 드로워크스 제어기로 전송하고, 메인 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 메인 탑드라이브 제어기로 전송하고, 보조 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 보조 탑드라이브 제어기로 전송하고, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 제2 머드 펌프 제어기로 전송하고, 제1 시멘트 펌프의 모터에 대한 전력 리미트를 제1 시멘트 펌프 제어기로 전송한다. At this time, the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard. A power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG. 3 as an example, the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump. The VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks. Transmit to the controller, transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump The power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
도 5에 도시된 바와 같이, VMS(510)는 전력 관리 모듈(511) 및 전력 리미트 계산 모듈(512)을 포함한다. As shown in FIG. 5, the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고, VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여, 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 VFD의 VFD 제어부로부터 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 스위치 보드로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양을 수신하고, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양으로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 합, 즉, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 감산하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard. At this time, the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port The amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard. The power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 링 버스를 통해 전송한다.The power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs. Each of the plurality of drilling rig controllers 521-528 transmits through a ring bus.
이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양 및 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여, 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 전송할 수 있다. At this time, the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. A power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 521-528.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하면, 좌현의 VFD에는 10개의 모터가 연결되어 있으므로, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력의 양과 A/10의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. The power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
또는, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 중 동작중인 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하고, 좌현의 VFD에 연결된 10개의 모터 중 4개의 모터들이 동작중이라면, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력과 A/4의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. Alternatively, the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. For example, in Figure 3, the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD. The sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)각각은 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)과 VFD들(530, 540, 550)은 링 버스를 통해 연결되어 있어서, 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스를 통해 전력 제한 신호를 전송한다. Each of the drilling rig controllers 521 to 528 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives Transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and input command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted. As shown in FIG. 5, the drilling rig controllers 521-528 and the VFDs 530, 540, 550 are connected via a ring bus so that the drilling rig controllers 521-528 are connected via a ring bus. Transmit power limit signal.
드릴링 장비 제어기(520)는 드릴링에 관련된 장비를 제어한다. 드릴링은 자원을 채취하기 위해 해저에 구멍을 뚫는 작업이고, 드릴링에 관련된 장비에는 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프, 시멘트 펌프 등이 있다. 따라서, 드릴링 장비 제어기(520)는 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기일 수 있다. Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
드로워크스는 드로워크스 모터에 의해 구동되고, 탑드라이브는 탑드라이브 모터에 의해 구동되고, 머드 펌프는 머드 펌프 모터에 의해 구동되고, 세멘트 펌프는 시멘트 펌프 모터에 의해 구동된다.The drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
드로워크스 제어기는 드로워크스 모터와 같은 드로워크스 관련 장비들을 제어하고, 탑드라이브 제어기는 탑드라이브 모터와 같은 탑드라이브 관련 장비들을 제어하고, 머드 펌프 제어기는 머드 펌프 모터와 같은 머드 펌프 관련 장비들을 제어하고, 시멘트 펌프 제어기는 시멘트 펌프 모터와 같은 시멘트 펌프 관련 장비들을 제어한다. 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기는 드릴링 제어 시스템(DCS, drilling control system)을 구성할 수 있다. The drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors, the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors, and the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors. And the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor. The drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다. Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. Next, the power control method of the offshore plant according to the first embodiment of the present invention with reference to FIG. 6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a first embodiment of the present invention.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고(S610), VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여(S620), 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다(S630).The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S610), receives the amount of current power consumption from the VFD (S620), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S630).
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다(S640). 이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 링 버스를 통해 전력 리미트를 전송한다. The power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S640). At this time, the power limit calculation module 512 transmits the power limit through the ring bus.
드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S650), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S660). 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 링 버스를 통해 전력 제한 신호를 전송할 수 있다.The drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig that it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S650), and receives the received power. The power limit signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S660). At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. Power-limit signals can be sent over the local ring bus.
VFD는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다(S670).When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the power consumption of the motor for which the received power limit signal requests power limitation does not exceed its power limit (S670).
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 설명한다.Next, a power control apparatus of an offshore plant according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(510), 드릴링 장비 제어기(520), 좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the power control apparatus of the offshore plant according to the second embodiment of the present invention includes a VMS 510, a drilling equipment controller 520, a port VFD 530, a center VFD 540, and a starboard VFD. 550.
VMS(510)는 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송한다. 도 5에는 하나의 드릴링 장비 제어기가 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의상 하나의 드릴링 장비를 도시한 것이고, VMS(510)는 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 해당 드릴링 장비의 모터들에 대한 전력 리미트를 전송할 수 있다. The VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers. To each of them 520. Although one drilling rig controller is shown in FIG. 5, this shows one drilling rig for convenience of illustration, the VMS 510 is a plurality of drilling rig controllers 520 for each of the drilling rig motors. The power limit can be sent.
이때, VMS(510)는 해양 플랜트의 구역들, 예를 들어, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기(520)들 각각으로 전송할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 시스템을 예로 들어 설명하면, VMS(510)는 좌현의 현재 생산 전력의 양과 좌현의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현의 VFD에 연결된 메인 드로워크스의 3 개의 모터들, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들, 메인 탑드라이브의 모터, 보조 탑드라이브의 모터, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들, 제1 시멘트 펌프의 모터 각각에 대한 전력 리미트를 계산한다. 그리고, VMS(510)는 메인 드로워크스의 3 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 메인 드로워크스 제어기로 전송하고, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 보조 드로워크스 제어기로 전송하고, 메인 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 메인 탑드라이브 제어기로 전송하고, 보조 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 보조 탑드라이브 제어기로 전송하고, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 제2 머드 펌프 제어기로 전송하고, 제1 시멘트 펌프의 모터에 대한 전력 리미트를 제1 시멘트 펌프 제어기로 전송한다. At this time, the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard. A power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG. 3 as an example, the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump. The VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks. Transmit to the controller, transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump The power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
도 5에 도시된 바와 같이, VMS(510)는 전력 관리 모듈(511) 및 전력 리미트 계산 모듈(512)을 포함한다. As shown in FIG. 5, the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고, VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여, 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 VFD의 VFD 제어부로부터 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 스위치 보드로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양을 수신하고, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양으로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 합, 즉, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 감산하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard. At this time, the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port The amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard. The power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송한다.The power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs. And send to each of the plurality of drilling rig controllers 520.
이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양 및 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여, 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송할 수 있다. At this time, the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. A power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 520.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하면, 좌현의 VFD에는 10개의 모터가 연결되어 있으므로, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력의 양과 A/10의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. The power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
또는, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 중 동작중인 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하고, 좌현의 VFD에 연결된 10개의 모터 중 4개의 모터들이 동작중이라면, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력과 A/4의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. 이때, VMS(510)는 드릴링 장비 제어기(520)로부터 동작중인 모터들의 개수를 수신할 수 있다. Alternatively, the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. For example, in Figure 3, the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD. The sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port. At this time, the VMS 510 may receive the number of motors in operation from the drilling rig controller 520.
드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. The drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig that it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives the received power limit and input. Transmits the power limit signal to the VFD according to the specified command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
드릴링 장비 제어기(520)는 드릴링에 관련된 장비를 제어한다. 드릴링은 자원을 채취하기 위해 해저에 구멍을 뚫는 작업이고, 드릴링에 관련된 장비에는 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프, 시멘트 펌프 등이 있다. 따라서, 드릴링 장비 제어기(520)는 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기일 수 있다. Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
드로워크스는 드로워크스 모터에 의해 구동되고, 탑드라이브는 탑드라이브 모터에 의해 구동되고, 머드 펌프는 머드 펌프 모터에 의해 구동되고, 세멘트 펌프는 시멘트 펌프 모터에 의해 구동된다.The drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
드로워크스 제어기는 드로워크스 모터와 같은 드로워크스 관련 장비들을 제어하고, 탑드라이브 제어기는 탑드라이브 모터와 같은 탑드라이브 관련 장비들을 제어하고, 머드 펌프 제어기는 머드 펌프 모터와 같은 머드 펌프 관련 장비들을 제어하고, 시멘트 펌프 제어기는 시멘트 펌프 모터와 같은 시멘트 펌프 관련 장비들을 제어한다. 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기는 드릴링 제어 시스템(DCS, drilling control system)을 구성할 수 있다. The drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors, the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors, and the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors. And the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor. The drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다. Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
다음으로, 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. Next, the power control method of the offshore plant according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a second embodiment of the present invention.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고(S710), VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여(S720), 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다(S730).The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S710), receives the amount of current power consumption from the VFD (S720), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S730).
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다(S740).The power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S740).
이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 중 동작중인 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. At this time, the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard.
드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S750), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S760). 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다.The drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S750), and receives the received power. The power limitation signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S760). At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
VFD는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다(S770).When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the received power limit signal does not exceed its power limit.
다음으로, 도 8를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 설명한다. 도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. 8 is a view showing a power control apparatus of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(510), 드릴링 장비 제어기(521 내지 528), 좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)를 포함한다. As shown in FIG. 8, the power control apparatus of the offshore plant according to the third embodiment of the present invention includes a VMS 510, drilling equipment controllers 521 to 528, port VFD 530, center VFD 540 and Starboard VFD 550.
VMS(510)는 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 전송한다. 도 8에 도시된 바와 같이, VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스(ring bus)로 연결되고, VMS(510)는 양방향 즉, 시계방향과 반시계방향으로 전력 리미트를 전송한다. 버스는 각종 신호원 간의 데이터 전송용 전송로이고, 링 버스는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결되어 전체적으로 고리와 같이 하나의 연속된 길을 구성하는 버스이다. 본 발명의 제3 실시예에 따르면 VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스(ring bus)로 연결되고, VMS(510)가 양방향으로 전력 리미트를 전송함으로써 한쪽 방향이 고장난 경우에도 전력 리미트가 다른 쪽 방향으로 전달될 수 있어서, 통신의 신뢰도를 높일 수 있다. 이때, 링 버스는 피버-링 버스(fiber-ring bus)이여서 VMS(510)와 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 간에 광통신으로 데이터를 송수신할 수 있다. The VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby controlling the plurality of drilling rig controllers. To each of the fields 521 to 528. As shown in FIG. 8, the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 is bidirectional, that is, clockwise and counterclockwise. Send a power limit. A bus is a transmission path for data transmission between various signal sources, and a ring bus is a bus in which each node is connected with two adjacent nodes to form one continuous path as a ring. According to the third embodiment of the present invention, the VMS 510 and the plurality of drilling rig controllers 521 to 528 are connected by a ring bus, and the VMS 510 transmits a power limit in both directions so that one direction Even in this failure, the power limit can be transferred in the other direction, thereby increasing the reliability of the communication. At this time, the ring bus is a fiber-ring bus to transmit and receive data in optical communication between the VMS 510 and the plurality of drilling equipment controllers 521 to 528.
이때, VMS(510)는 해양 플랜트의 구역들, 예를 들어, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기(520)들 각각으로 전송할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 시스템을 예로 들어 설명하면, VMS(510)는 좌현의 현재 생산 전력의 양과 좌현의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현의 VFD에 연결된 메인 드로워크스의 3 개의 모터들, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들, 메인 탑드라이브의 모터, 보조 탑드라이브의 모터, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들, 제1 시멘트 펌프의 모터 각각에 대한 전력 리미트를 계산한다. 그리고, VMS(510)는 메인 드로워크스의 3 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 메인 드로워크스 제어기로 전송하고, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 보조 드로워크스 제어기로 전송하고, 메인 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 메인 탑드라이브 제어기로 전송하고, 보조 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 보조 탑드라이브 제어기로 전송하고, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 제2 머드 펌프 제어기로 전송하고, 제1 시멘트 펌프의 모터에 대한 전력 리미트를 제1 시멘트 펌프 제어기로 전송한다. At this time, the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard. A power limit for each of the motors can be calculated and sent to each of the plurality of drilling rig controllers 520. That is, referring to the system of FIG. 3 as an example, the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump. The VMS 510 then transmits a power limit for each of the three motors of the main drawworks to the main drawworks controller, and sends a power limit for each of the two motors of the auxiliary drawworks to the auxiliary drawworks. Transmit to the controller, transmit power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, transfer power limit for the motor of the secondary top drive to the secondary top drive controller, and two motors of the second mud pump The power limit for each is sent to the second mud pump controller and the power limit for the motor of the first cement pump is sent to the first cement pump controller.
도 8에 도시된 바와 같이, VMS(510)는 전력 관리 모듈(511) 및 전력 리미트 계산 모듈(512)을 포함한다. As shown in FIG. 8, the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고, VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여, 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 VFD의 VFD 제어부로부터 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 스위치 보드로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양을 수신하고, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양으로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 합, 즉, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 감산하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard. At this time, the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port The amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard. The power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 링 버스를 통해 전송한다.The power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs. Each of the plurality of drilling rig controllers 521-528 transmits through a ring bus.
이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양 및 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여, 복수의 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528) 각각으로 전송할 수 있다. At this time, the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. A power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling rig controllers 521-528.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하면, 좌현의 VFD에는 10개의 모터가 연결되어 있으므로, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력의 양과 A/10의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. The power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
또는, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 중 동작중인 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하고, 좌현의 VFD에 연결된 10개의 모터 중 4개의 모터들이 동작중이라면, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력과 A/4의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. Alternatively, the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. For example, in Figure 3, the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD. The sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)각각은 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)과 VFD들(530, 540, 550)은 링 버스를 통해 연결되어 있어서, 드릴링 장비 제어기들(521 내지 528)은 링 버스를 통해 전력 제한 신호를 전송한다. Each of the drilling rig controllers 521 to 528 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator, and receives Transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and input command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted. As shown in FIG. 8, the drilling rig controllers 521-528 and the VFDs 530, 540, 550 are connected via a ring bus so that the drilling rig controllers 521-528 are connected via a ring bus. Transmit power limit signal.
드릴링 장비 제어기(520)는 드릴링에 관련된 장비를 제어한다. 드릴링은 자원을 채취하기 위해 해저에 구멍을 뚫는 작업이고, 드릴링에 관련된 장비에는 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프, 시멘트 펌프 등이 있다. 따라서, 드릴링 장비 제어기(520)는 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기일 수 있다. Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
드로워크스는 드로워크스 모터에 의해 구동되고, 탑드라이브는 탑드라이브 모터에 의해 구동되고, 머드 펌프는 머드 펌프 모터에 의해 구동되고, 세멘트 펌프는 시멘트 펌프 모터에 의해 구동된다.The drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
드로워크스 제어기는 드로워크스 모터와 같은 드로워크스 관련 장비들을 제어하고, 탑드라이브 제어기는 탑드라이브 모터와 같은 탑드라이브 관련 장비들을 제어하고, 머드 펌프 제어기는 머드 펌프 모터와 같은 머드 펌프 관련 장비들을 제어하고, 시멘트 펌프 제어기는 시멘트 펌프 모터와 같은 시멘트 펌프 관련 장비들을 제어한다. 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기는 드릴링 제어 시스템(DCS, drilling control system)을 구성할 수 있다. The drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors, the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors, and the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors. And the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor. The drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다. Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
다음으로, 도 9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. Next, a power control method of a marine plant according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9. 9 is a flowchart illustrating a power control method of an offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고(S910), VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여(S920), 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다(S930).The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S910), receives the amount of current power consumption from the VFD (S920), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S930).
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다(S940). 이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 링 버스를 통해 전력 리미트를 전송한다. The power limit calculation module 512 calculates and transmits the power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig. (S940). At this time, the power limit calculation module 512 transmits the power limit through the ring bus.
드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S950), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S960). 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 링 버스를 통해 전력 제한 신호를 전송할 수 있다.The drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the VMS 510, receives a command for the drilling rig from an operator (S950), and receives the received power. The power limit signal is transmitted to the VFD according to the limit and the input command (S960). At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. Power-limit signals can be sent over the local ring bus.
VFD는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다(S970).When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the power consumption of the received power limit signal does not exceed its power limit (S970).
다음으로, 도 10를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 설명한다. 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus of an offshore plant according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. 10 is a view showing the power control device of the offshore plant according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(510), DCS(drilling control system) 전체 제어부(560), 드릴링 장비 제어기(520), 좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)를 포함한다. As shown in FIG. 10, the power control apparatus of the offshore plant according to the fourth embodiment of the present invention includes a VMS 510, a drilling control system (DCS) overall controller 560, a drilling rig controller 520, and a port VFD. 530, center VFD 540 and starboard VFD 550.
VMS(510)는 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 DCS 전체 제어부(560)로 전송한다. The VMS 510 calculates a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of the offshore plant, thereby calculating the DCS overall control unit 560. To send).
이때, VMS(510)는 해양 플랜트의 구역들, 예를 들어, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 DCS 전체 제어부(560)로 전송할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 시스템을 예로 들어 설명하면, VMS(510)는 좌현의 현재 생산 전력의 양과 좌현의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 좌현의 VFD에 연결된 메인 드로워크스의 3 개의 모터들, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들, 메인 탑드라이브의 모터, 보조 탑드라이브의 모터, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들, 제1 시멘트 펌프의 모터 각각에 대한 전력 리미트를 계산한다. At this time, the VMS 510 is connected to the VFD of each of the port, center and starboard in consideration of the amount of current production power and the current power consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, the port, center and starboard. The power limit for each of the motors may be calculated and transmitted to the DCS overall controller 560. That is, referring to the system of FIG. 3 as an example, the VMS 510 may include three motors of main drawworks connected to the VFD of the port in consideration of the amount of current production power of the port and the amount of current consumption of the port, Calculate the power limits for each of the two motors of the auxiliary drawworks, the motor of the main top drive, the motor of the auxiliary top drive, the two motors of the second mud pump, and the motor of the first cement pump.
도 10에 도시된 바와 같이, VMS(510)는 전력 관리 모듈(511) 및 전력 리미트 계산 모듈(512)을 포함한다. As shown in FIG. 10, the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고, VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여, 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 VFD의 VFD 제어부로부터 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board, receives the amount of current power consumption from the VFD, and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption to determine the amount of power available. Calculate and transmit to the power limit calculation module 512. In this case, the power management module 511 may receive an amount of current power consumption of each of the motors connected to the VFD from the VFD controller of the VFD.
전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 스위치 보드로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양을 수신하고, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양으로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 합, 즉, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 감산하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power of the port, center and starboard respectively from the switchboards of the port, center and starboard respectively, and the VFD of the port, center and starboard respectively from the VFDs of the port, center and starboard respectively. Receiving an amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the, it is possible to calculate the amount of available power of each of the port, center and starboard. At this time, the power management module 511 is a sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipment connected to the VFD of each of the port, center and starboard from the amount of current production power of each of the port, center and starboard, that is, the port The amount of usable power of each of the port, center and starboard may be calculated by subtracting the amount of current power consumption of each of the center, starboard and starboard. The power management module 511 may send the amount of available power of each of the port, center and starboard to the power limit calculation module 512.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 고려하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 DCS 전체 제어부(560)로 전송한다.The power limit calculation module 512 calculates a power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs by considering the amount of available power and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs. The DCS is transmitted to the overall controller 560.
이때, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양 및 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여, DCS 전체 제어부(560)로 전송할 수 있다. At this time, the power limit calculation module 512 uses the amount of available power of each of the port, center and starboard and the amount of current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. A power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling equipments may be calculated and transmitted to the DCS overall controller 560.
전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하면, 좌현의 VFD에는 10개의 모터가 연결되어 있으므로, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력의 양과 A/10의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. The power limit calculation module 512 divides the amount of available power of each of the port, center and starboard by the number of motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing up the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD. For example, in Fig. 3, if the amount of available power of the port is A, since there are 10 motors connected to the VFD of the port, the power limit calculation module 512 may calculate the current of each of the motors connected to the VFD of the port. The sum of the amount of power consumed and A / 10 can be determined as the power limit for each of the motors connected to the port's VFD.
또는, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 중 동작중인 모터들의 개수로 나눈 값을 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력과 합산하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 A라고 하고, 좌현의 VFD에 연결된 10개의 모터 중 4개의 모터들이 동작중이라면, 전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비전력과 A/4의 합을 좌현의 VFD에 연결된 모터들 각각에 대한 전력 리미트로 결정할 수 있다. Alternatively, the power limit calculation module 512 divides the amount of available power of the port, center and starboard by the number of motors in operation among the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFDs of the port, center and starboard, respectively. The power limit for each of the motors of the plurality of drilling rigs can be calculated by summing with the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each of the port, center and starboard. For example, in Figure 3, the amount of available power of the port is called A, and if four of the ten motors connected to the port's VFD are running, then the power limit calculation module 512 is connected to the port's VFD. The sum of the current power consumption and A / 4 of each of the motors can be determined as the power limit for each of the motors connected to the VFD in the port.
드릴링 장비 제어기(520)는 드릴링에 관련된 장비를 제어한다. 드릴링은 자원을 채취하기 위해 해저에 구멍을 뚫는 작업이고, 드릴링에 관련된 장비에는 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프, 시멘트 펌프 등이 있다. 따라서, 드릴링 장비 제어기(520)는 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기일 수 있다. Drilling equipment controller 520 controls the equipment related to drilling. Drilling involves drilling holes in the seabed to extract resources. Drilling equipment includes drawworks, top drives, mud pumps and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a drawworks controller, a top drive controller, a mud pump controller, a cement pump controller.
드로워크스는 드로워크스 모터에 의해 구동되고, 탑드라이브는 탑드라이브 모터에 의해 구동되고, 머드 펌프는 머드 펌프 모터에 의해 구동되고, 세멘트 펌프는 시멘트 펌프 모터에 의해 구동된다.The drawworks are driven by the drawworks motor, the top drive is driven by the top drive motor, the mud pump is driven by the mud pump motor, and the cement pump is driven by the cement pump motor.
드로워크스 제어기는 드로워크스 모터와 같은 드로워크스 관련 장비들을 제어하고, 탑드라이브 제어기는 탑드라이브 모터와 같은 탑드라이브 관련 장비들을 제어하고, 머드 펌프 제어기는 머드 펌프 모터와 같은 머드 펌프 관련 장비들을 제어하고, 시멘트 펌프 제어기는 시멘트 펌프 모터와 같은 시멘트 펌프 관련 장비들을 제어한다. 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기는 드릴링 제어 시스템(DCS, drilling control system)을 구성할 수 있다. The drawworks controller controls drawworks related equipment such as drawworks motors, the topdrive controller controls topdrive related equipments such as topdrive motors, and the mud pump controller is a mud pump related equipment such as mud pump motors. And the cement pump controller controls cement pump related equipment such as cement pump motor. The drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller may constitute a drilling control system (DCS).
DCS 전체 제어부(560)는 DCS를 전체적으로 제어하는 부분으로서, 드릴링 장비 제어기(520)들, 즉, 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기를 모니터링하고 제어한다. The DCS overall control unit 560 is a part of controlling the DCS as a whole, and monitors and controls the drilling rig controllers 520, that is, the drawworks controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller.
DCS 전체 제어부(560)는 VMS(510)로부터 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하여 해당 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다. 도 5에는 하나의 드릴링 장비 제어기가 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의상 하나의 드릴링 장비를 도시한 것이고, DCS 전체 제어부(560)는 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 해당 드릴링 장비의 모터들에 대한 전력 리미트를 전송할 수 있다. The DCS overall controller 560 receives the power limit for each of the motors of the drilling rigs from the VMS 510 and transmits it to the corresponding drilling rig controller 520. Although one drilling rig controller is shown in FIG. 5, this shows one drilling rig for convenience of illustration, the DCS overall control unit 560 is a plurality of drilling rig controllers 520 each of the motors of the drilling rig. May transmit a power limit for.
드릴링 장비 제어기(520)는 DCS 전체 제어부(560)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 수신하고, 수신된 전력 리미트에 따라 전력 제한을 수행한다. 즉, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. The drilling rig controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling rig it controls from the DCS overall control unit 560 and performs power limitation according to the received power limit. That is, it receives a command for the drilling equipment from the operator, and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command. At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
DCS 전체 제어부(560)는 드릴링 장비 제어기(520)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에는 드릴링 장비 제어기(520)로 전력 리미트를 전송하지 않고, 전력 리미트에 따라 전력 제한을 수행한다. 즉, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, DCS 전체 제어부(560)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. The DCS overall controller 560 does not transmit a power limit to the drilling rig controller 520 when the drilling rig controller 520 does not operate normally, and performs power limitation according to the power limit. That is, it receives a command for the drilling equipment from the operator, and transmits a power limit signal to the VFD according to the power limit and the input command. At this time, the DCS overall control unit 560 is a VFD connected to the at least one motor when the power consumption exceeds the power limit assigned to at least one of the motors of the drilling rig in order to perform the input command The power limit signal can be transmitted.
좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다. Port VFD 530, center VFD 540, and starboard VFD 550 receive a power limit signal to prevent the received power limit signal from exceeding its power limit so that the power consumption of the motor requesting power limit does not exceed its power limit. To control.
다음으로, 도 11을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 설명한다. 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. Next, the power control method of the offshore plant according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to a fourth embodiment of the present invention.
전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고(S1110), VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여(S1120), 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다(S1130).The power management module 511 receives the amount of current production power from the switch board (S1110), receives the amount of current power consumption from the VFD (S1120), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption. The amount of available power is calculated and transmitted to the power limit calculation module 512 (S1130).
전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양 및 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 DCS 전체제어부(560)로 전송한다(S1140).The power limit calculation module 512 calculates the power limit for each of the motors of the drilling rig using the amount of available power and the current power consumption of each of the motors of the drilling rig, and sends it to the DCS overall controller 560. (S1140).
DCS 전체제어부(560)는 드릴링 장비 제어기(520)를 모니터링하여 드릴링 장비 제어기(520)가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단한다(S1150).The DCS overall controller 560 monitors the drilling rig controller 520 to determine whether the drilling rig controller 520 operates normally (S1150).
드릴링 장비 제어기(520)가 정상적으로 작동할 때는 DCS 전체제어부(560)가 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다(S1161). 그러면, 드릴링 장비 제어기(520)는 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S1171), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S1181). 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다.When the drilling rig controller 520 operates normally, the DCS overall controller 560 transmits a power limit for each of the motors of the drilling rig to the drilling rig controller 520 (S1161). Then, the drilling rig controller 520 receives a command for the drilling rig from the operator (S1171), and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command (S1181). At this time, the drilling rig controller 520 is connected to the VFD when at least one of the motors of the drilling rig requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller 520 to perform the input command. The power limit signal can be transmitted.
드릴링 장비 제어기(520)가 정상적으로 작동하지 않을 때는 DCS 전체제어부(560)가 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S1162), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S1172). When the drilling rig controller 520 does not operate normally, the DCS overall control unit 560 receives a command for the drilling rig from the operator (S1162), and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command. (S1172).
VFD는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다(S1190).When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor such that the received power limit signal does not exceed its power limit.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (20)

  1. 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서,In the power control device of the offshore plant,
    상기 해양플랜트의 현재 생산 전력, 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 현재 소비 전력을 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및A VMS for calculating a power limit for each of a plurality of motors of a drilling rig using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage unit, and the current power consumption; And
    상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하고, 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 수신된 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고, Receives a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS, receives a command for the drilling rig from an operator, and transmits a power limit signal to the VFD according to the received power limit and the input command. A drilling rig controller for transmitting,
    상기 전력 저장부는 상기 복수의 모터들에서 발생된 회생전력을 저장하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The power storage unit stores the regenerative power generated by the plurality of motors, power control device of the offshore plant.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The drilling rig controller transmits a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires a power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command. Power control unit.
  3. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 VFD는 상기 전력 제한 신호를 수신하면 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.And the VFD controls the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the at least one motor upon receiving the power limit signal.
  4. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 VMS는 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력을 수신하고 상기 VFD로부터 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 수신하여, 상기 현재 생산 전력, 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 이용하여 사용가능한 전력을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The VMS receives the current production power from the switch board and receives the regenerative power stored in the power storage unit and the current power consumption from the VFD, thereby generating the current production power, the regenerative power stored in the power storage unit, and the current consumption. A power control device for an offshore plant, comprising a power management module that calculates available power using power.
  5. 청구항 4에 있어서, The method according to claim 4,
    상기 VMS는 상기 VFD로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력을 수신하고, The VMS receives a current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig from the VFD,
    상기 VMS는 상기 사용가능한 전력 및 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The VMS calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig using the available power and current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig to calculate and transmit the power limit to the drilling rig controller. Further comprising a module, the power control device of the offshore plant.
  6. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The power storage unit is an ultracapacitor, the power control device of the offshore plant.
  7. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.Wherein said drilling rig controller is a drawworks controller.
  8. 해양플랜트의 전력 제어 방법에 있어서,In the power control method of the offshore plant,
    VMS가 상기 해양 플랜트의 현재 생산 전력, 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 현재 소비 전력을 이용하여 사용가능한 전력을 계산하는 단계;Calculating, by the VMS, the available power using the current production power of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage, and the current power consumption;
    상기 VMS는 상기 사용가능한 전력 및 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 드릴링 장비 제어기로 전송하는 단계;The VMS calculates and transmits a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig to the drilling rig controller using the available power and current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig. ;
    상기 드릴링 장비 제어기가 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받는 단계; 및Receiving, by the drilling equipment controller, a command for the drilling equipment from an operator; And
    상기 드릴링 장비 제어기가 상기 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 단계를 포함하고, The drilling equipment controller transmitting a power limit signal to a VFD in accordance with the power limit and the input command,
    상기 전력 저장부는 상기 복수의 모터들에서 발생되는 회생전력을 저장하는 해양플랜트의 전력 제어 방법.The power storage unit of the offshore plant power control method for storing the regenerative power generated by the plurality of motors.
  9. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8,
    상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The drilling rig controller transmits a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires a power consumption exceeding the power limit assigned to it to perform the command. Power control method.
  10. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 VFD가 상기 전력 제한 신호를 수신하는 단계; 및The VFD receiving the power limit signal; And
    상기 VFD가 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는 단계를 더 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 방법.And the VFD controlling the at least one motor such that the power consumption of the at least one motor does not exceed the power limit allocated to the at least one motor.
  11. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8,
    상기 VMS가 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력을 수신하는 단계; 및The VMS receiving the current production power from a switch board; And
    상기 VMS가 상기 VFD로부터 상기 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 현재 소비 전력을 수신하는 단계를 더 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 방법.The VMS further comprises the step of receiving the regenerative power and the current power consumption stored in the power storage unit from the VFD.
  12. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8,
    상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The power storage unit is an ultracapacitor, the power control device of the offshore plant.
  13. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8,
    상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 방법.And said drilling rig controller is a drawworks controller.
  14. 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서,In the power control device of the offshore plant,
    상기 해양플랜트의 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력, 좌현, 센터 및 우현 각각의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및A plurality of drilling equipment using the current production power of each of the port, center and starboard of the offshore plant, the regenerative power stored in the power storage of each of the port, center and starboard and the current power consumption of each of the port, center and starboard A VMS for calculating a power limit for each of the motors of the VMS; And
    상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하여, 상기 수신된 전력 리미트에 따라 전력 제한 신호를 좌현 VFD, 센터 VFD 및 우현 VFD 중 적어도 하나로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 장치.A drilling rig controller that receives a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS and transmits a power limit signal to at least one of port VFD, center VFD, and starboard VFD according to the received power limit. Power control device for offshore plant.
  15. 청구항 14에 있어서, The method according to claim 14,
    상기 드릴링 장비 제어기는 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 중 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The drilling rig controller receives a command for the drilling rig from an operator, and in order to perform the command when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit allocated to the drilling rig controller. And a power limit signal to a VFD to which at least one of the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD is connected.
  16. 청구항 14에 있어서,The method according to claim 14,
    상기 VMS는 좌현 스위치 보드로부터 좌현의 현재 생산 전력을 수신하고, 센터 스위치 보드로부터 센터의 현재 생산 전력을 수신하고, 우현 스위치 보드로부터 우현의 현재 생산 전력을 수신하고, 상기 좌현 VFD로부터 좌현의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 좌현의 현재 소비 전력을 수신하고, 상기 센터 VFD로부터 센터의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 센터의 현재 소비 전력을 수신하고, 상기 우현 VFD로부터 우현의 전력 저장부에 저장된 회생전력 및 우현의 현재 소비 전력을 수신하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The VMS receives the current production power of the port from the port switch board, receives the current production power of the center from the center switch board, receives the current production power of the starboard from the starboard switch board, and stores the power of the port from the port VFD. Receives the regenerative power stored in the unit and the current power consumption of the port, and receives the regenerative power stored in the center power storage unit and the current power consumption of the center from the center VFD, and regeneration stored in the power storage unit of the starboard from the starboard VFD A power control device for an offshore plant, receiving power and current power consumption of starboard.
  17. 청구항 14에 있어서, The method according to claim 14,
    상기 VMS는 상기 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력, 좌현, 센터 및 우현 각각의 전력 저장부에 저장된 회생전력, 및 상기 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The VMS uses the current production power of each of the port, center and starboard, the regenerative power stored in the power storage of each of the port, center and starboard, and the current power consumption of each of the port, center and starboard. And a power management module for calculating the available power of each of the starboards.
  18. 청구항 17에 있어서, The method according to claim 17,
    상기 VMS는 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각으로부터 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력을 수신하고, The VMS receives current power consumption of each of a plurality of motors of the drilling rig connected to each of the port VFD, the center VFD and the starboard VFD from each of the port VFD, the center VFD and the starboard VFD,
    상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력을 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The VMS utilizes a plurality of power sources of the drilling rig using current power of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port, the center and the starboard and the available power of each of the port, the center and the starboard. And a power limit calculation module for calculating and sending power limits for each of the motors to the drilling rig controller.
  19. 청구항 14에 있어서, The method according to claim 14,
    상기 전력 저장부는 울트라 캐패시터인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The power storage unit is an ultracapacitor, the power control device of the offshore plant.
  20. 청구항 19에 있어서,The method according to claim 19,
    상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.Wherein said drilling rig controller is a drawworks controller.
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