KR102599238B1 - Power supply control apparatus and method according to load of ship - Google Patents
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Abstract
선박에서 전기를 사용하는 부하의 전기 용량을 미리 예측하고, 예측한 부하 용량에 따른 적합한 전원을 투입하여 전기계통의 전원 사용에 효율성을 도모하도록 한 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 복수의 전원 소스와 복수의 전력 부하를 포함하는 선박 전력 계통 및 선박 전력 계통과 연동하며, 복수의 전력 부하에 대응하는 투입 전원을 미리 예측하여 예측 전원으로 저장하고, 부하가 투입되면 저장한 예측 전원에 대응하는 전원 소스만을 동작시켜 부하 전원을 제어하는 전원 관리 수단을 포함하여, 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치를 구현한다.A power supply control device and method according to the ship's load that predicts the electric capacity of the load that uses electricity on the ship in advance and inputs appropriate power according to the predicted load capacity to improve the efficiency of power use in the electric system. Related to this, it is linked with a ship power system and a ship power system including a plurality of power sources and a plurality of power loads, and predicts the input power corresponding to the plurality of power loads in advance and stores it as predicted power, and stores it when the load is input. A power supply control device according to the load of the ship is implemented, including a power management means that controls the load power by operating only the power source corresponding to the predicted power.
Description
본 발명은 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 선박에서 전기를 사용하는 부하의 전기 용량을 미리 예측하고, 예측한 부하 용량에 따른 적합한 전원을 투입하여 전기계통의 전원 사용에 효율성을 도모하도록 한 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply control device and method according to the load of a ship. In particular, the electric capacity of the load that uses electricity on the ship is predicted in advance, and an appropriate power source is input according to the predicted load capacity to control the power supply of the electric system. It relates to a power supply control device and method according to the load of a ship to promote efficiency in use.
일반적으로, 선박은 유한한 에너지만을 탑재하고, 해상에서 이동하는 방식이므로, 에너지 관리에 유의하여야 한다. In general, ships carry only finite energy and move at sea, so attention must be paid to energy management.
선박의 전기계통 부하는 크게 추진부하와 전기부하로 대별되며, 추진 부하와 전기부하에는 다수의 부하가 연계된다.The electrical system load of a ship is largely divided into propulsion load and electrical load, and a number of loads are connected to the propulsion load and electrical load.
선박의 전기 에너지를 관리하는 전원 관리 시스템(PMS; Power Management System)은 부하의 운전이 요청되면 전원 투입을 하고, 부하의 운전이 종료되면 전원을 차단하도록 제어를 하는 단순 제어 동작만을 수행한다.The Power Management System (PMS), which manages the ship's electrical energy, only performs simple control operations such as turning on power when the load is requested to operate and turning off the power when the load is finished operating.
통상, 선박은 배터리, 연료전지, 발전기와 같은 전원 소스를 탑재하고 항행을 한다.Typically, ships sail with power sources such as batteries, fuel cells, and generators.
도 1은 일반적인 선박에 탑재된 전기계통의 구성도로서, 배터리(11), 연료전지(12), 발전기(13)로 이루어진 전원부(10), 선박의 전기 부하인 추진부하(21)와 전기부하(22)를 포함하는 부하(20), 상기 전원부(10)의 전원 공급 또는 차단을 위한 전원 차단기(31, 32, 33), 상기 부하(20)의 전원 공급 또는 차단을 위한 부하 차단기(41, 42), 그리고 선박 전기계통의 전원 공급 및 차단을 위한 전원 관리 수단(50)으로 구성된다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of an electrical system mounted on a typical ship, including a
전원부(10)의 배터리(11)와 연료전지(12) 및 발전기(13)는 각각 복수 개로 이루어지며, 각각의 전원 소스는 단일의 차단기를 통해 전체 전원 소스의 전원 공급 및 차단이 이루어진다.The
예컨대, 특정 부하의 구동이 발생하면, 전원 관리 수단(50)은 동작 부하에 따라 부하 차단기(41, 42)를 선택적으로 온(on) 시키고, 동시에 상기 전원 차단기(31, 32, 33)의 특정 차단기와 만을 온(on) 시켜, 부하에 전원을 공급한다. 여기서 특정의 전원 차단기(예를 들어, 31)가 온 상태가 되면, 그에 연결된 모든 전원 소스인 복수의 배터리(11)의 전원이 동시에 부하에 공급된다.For example, when a specific load is driven, the power management means 50 selectively turns on the
상기 전원 차단기(31)가 오프되면 그에 연결된 모든 전원 소스인 복수의 배터리(11)의 전원 공급도 동시에 중단된다.When the
한편, 선박에서 에너지를 공급 및 관리하기 위해서 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.Meanwhile, a conventionally proposed technology for supplying and managing energy in ships is disclosed in <Patent Document 1> below.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 선박에 구비되며 에너지를 생성하는 에너지 생성 시스템, 에너지 생성 시스템에 의해 생성된 에너지를 저장하는 에너지 저장 시스템, 선박을 추진시키는 프로펠러를 포함하며 에너지 생성 시스템 또는 상기 에너지 저장 시스템으로부터 에너지를 전달받아 소비하는 에너지 소모 시스템, 에너지 생성 시스템과 에너지 저장 시스템 및 에너지 소모 시스템과 양방향 통신하며 에너지 생성 시스템과 에너지 저장 시스템 및 에너지 소모 시스템을 관리하되, 선박의 운항 정보에 따라 에너지 생성 시스템에 의해 생성된 에너지를 에너지 저장 시스템 또는 에너지 소모 시스템에 전달하는 에너지 관리 시스템을 포함한다.The prior art disclosed in <Patent Document 1> is provided on a ship and includes an energy generation system that generates energy, an energy storage system that stores energy generated by the energy generation system, and a propeller that propels the ship, and includes the energy generation system or the above. The energy consumption system, which receives and consumes energy from the energy storage system, communicates two-way with the energy generation system, energy storage system, and energy consumption system, and manages the energy generation system, energy storage system, and energy consumption system according to the ship's operation information. It includes an energy management system that transfers energy generated by the energy generation system to an energy storage system or an energy consumption system.
이러한 구성을 통해, 발전을 수행하는 에너지 생성 시스템, 부하를 포함하는 에너지 소모 시스템, 전기를 저장해두는 에너지 저장 시스템을 포함하고, 각 시스템이 양방향 통신할 수 있도록 하는 동시에 하나의 에너지 관리 시스템으로 통합 관리되도록 함으로써 에너지의 생성과 전달 및 소모를 효율적으로 관리한다.Through this configuration, it includes an energy generation system that performs power generation, an energy consumption system that includes loads, and an energy storage system that stores electricity, and allows each system to communicate in two directions while being integrated and managed as a single energy management system. By doing so, we efficiently manage the generation, transfer, and consumption of energy.
그러나 상기와 같은 일반적인 선박의 에너지 관리 시스템 및 종래기술은 부하의 동작에 따라 전원을 투입/차단하고 전체 전기 계통이 정전(black-out)이 되지 않도록 보호하는 단순 기능만을 수행할 뿐, 부하의 용량에 맞춰서 적합한 전원 소스를 투입하지 못하여 전원 사용에 효율성이 떨어지는 단점이 있다.However, the general ship energy management system and prior art as described above only perform the simple function of turning on/off power according to the operation of the load and protecting the entire electric system from black-out, and the capacity of the load There is a disadvantage in that the efficiency of power use is low due to the inability to input an appropriate power source in accordance with the requirements.
또한, 복수의 전원 소스로 이루어진 전원을 단일의 차단기로 투입 및 차단하는 제어방식이므로, 전원 소스의 용량이 커지는 경우 상대적으로 차단기의 용량도 동시에 커져야 하는 단점이 있다. 여기서 차단기의 용량이 일정 레벨 이상이 되면 고가의 대용량 차단기를 사용해야 하는 부담이 따른다.In addition, since it is a control method that turns on and off power consisting of multiple power sources with a single breaker, there is a disadvantage that when the capacity of the power source increases, the capacity of the breaker must also increase relatively at the same time. Here, when the capacity of the circuit breaker exceeds a certain level, there is a burden of having to use an expensive, large-capacity circuit breaker.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 선박에서 전기를 사용하는 부하의 전기 용량을 미리 예측하고, 예측한 부하 용량에 따른 적합한 전원을 투입하여 전기계통의 전원 사용에 효율성을 도모하도록 한 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was proposed to solve all the problems occurring in the prior art as described above, by predicting in advance the electric capacity of the load that uses electricity on the ship, and inputting appropriate power according to the predicted load capacity to maintain the electric system. The purpose is to provide a power supply control device and method according to the load of the ship to promote efficiency in power use.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치는, 복수의 전원 소스와 복수의 전력 부하를 포함하는 선박 전력 계통; 상기 선박 전력 계통과 연동하며, 복수의 전력 부하에 대응하는 투입 전원을 미리 예측하여 예측 전원으로 저장하고, 부하가 투입되면 저장한 예측 전원에 대응하는 전원 소스만을 동작시켜 부하 전원을 제어하는 전원 관리 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power supply control device according to the load of a ship according to the present invention includes a ship power system including a plurality of power sources and a plurality of power loads; Power management that works in conjunction with the ship's power system, predicts the input power corresponding to a plurality of power loads in advance, stores it as predicted power, and controls the load power by operating only the power source corresponding to the stored predicted power when the load is input. It is characterized by including means.
상기에서 선박 전력 계통은 복수의 전원 소스로 이루어져 전원을 공급하는 제1 내지 제3 전원부; 상기 전원 관리 수단의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3 전원부의 전원을 상기 복수의 전력 부하에 선택적으로 공급하는 제1 내지 제3 차단부; 상기 전원 관리 수단의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3 차단부를 통해 공급되는 전원을 상기 복수의 전력 부하에 선택적으로 공급하는 제4 차단부; 상기 제4 차단부에서 공급하는 전원으로 동작하는 복수의 전력 부하를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the ship power system includes first to third power supplies consisting of a plurality of power sources and supplying power; first to third cut-off units that selectively supply power from the first to third power sources to the plurality of power loads under control of the power management means; a fourth cutoff unit that selectively supplies power supplied through the first to third cutoff units to the plurality of power loads under control of the power management means; It is characterized in that it includes a plurality of power loads that operate with power supplied from the fourth blocking unit.
상기에서 제1 전원부는 복수의 배터리이고, 제2 전원부는 복수의 연료 전지이며, 제3 전원부는 복수의 발전기인 것을 특징으로 한다.In the above, the first power source is a plurality of batteries, the second power source is a plurality of fuel cells, and the third power source is a plurality of generators.
상기에서 제1 차단부는 복수의 배터리에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 배터리의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기로 이루어지며, 제2 차단부는 복수의 연료전지에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 연료전지의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기로 이루어지며, 제3 차단부는 복수의 발전기에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 발전기의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the above, the first circuit breaker is composed of a plurality of circuit breakers that individually correspond to the plurality of batteries and independently supply or cut off power to the individual batteries, and the second circuit breaker individually corresponds to the plurality of fuel cells and independently supplies or blocks power to the individual fuel cells. It consists of a plurality of circuit breakers that supply or cut off power to the third circuit breaker, which individually corresponds to the plurality of generators and independently supplies or blocks power to the individual generators.
상기에서 전원 관리 수단은 실시간으로 선박의 전력 계통을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션한 전원과 부하 용량을 통해 부하별 전원을 예측하고, 부하별 예측 전원을 생성하는 전력계통 모사부; 실제 선박의 전력 계통에서 투입하고 사용한 전원 및 부하의 정보를 저장하고, 상기 전력계통 모사부에서 생성한 부하별 예측 전원을 저장하며, 상기 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 저장하는 전력 데이터베이스; 상기 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하여 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스에 저장하며, 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 전원 소스를 결정하여 상기 복수의 전원 소스의 전원 공급을 제어하는 전원 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the power management means includes a power system simulation unit that simulates the ship's power system in real time, predicts power for each load through the simulated power and load capacity, and generates predicted power for each load; A power database that stores information on the power and load input and used in the actual ship's power system, stores predicted power for each load generated by the power system simulation unit, and stores residual capacity of the plurality of power sources; The power input of each load is compared with the predicted power of the actually used load, and the input power for each load is averaged according to the difference and stored in the power database as power usage prediction information for each load. When a load input occurs, the input power for each load is stored in the power database. It is characterized by comprising a power management unit that determines a power source based on power usage prediction information and the remaining capacity of the plurality of power sources and controls power supply to the plurality of power sources.
상기에서 전원 관리부는 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이를 추출하는 전력 비교부; 상기 전력 비교부에서 추출한 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하는 전력 평균값 추출부; 상기 전력 평균값 추출부에서 추출한 전력 평균값을 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스에 저장하는 부하별 전력 사용량 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the power management unit includes a power comparison unit that compares the power of the actually used load and the predicted power and extracts the difference. a power average value extraction unit that averages the input power for each load according to the difference extracted by the power comparison unit; It is characterized by comprising a load-specific power usage prediction unit that stores the power average value extracted from the power average value extraction unit as load-specific power usage prediction information in the power database.
상기에서 전원 관리부는 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정하는 전원소스 결정부; 상기 전원소스 결정부에서 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급하는 차단기 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the power management unit includes a power source determination unit that determines a power source to be used based on the power usage prediction information of the load stored in the power database and the residual capacity of a plurality of power sources when a load is input; It further includes a circuit breaker control unit that supplies power to the input load by selectively controlling the circuit breaker according to the power source determined by the power source determination unit.
상기에서 전원소스 결정부는 배터리를 1순위로, 연료 전지를 2순위로, 발전기를 3순위로 설정하고, 사용할 전원 소스를 결정하는 것을 특징으로 한다.In the above, the power source determination unit sets the battery as first priority, the fuel cell as second priority, and the generator as third priority, and determines the power source to be used.
상기에서 전원소스 결정부는 전원 소스가 배터리일 경우, 배터리 잔량의 순서에 따라 사용되는 배터리의 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 한다.In the above, when the power source is a battery, the power source determination unit is characterized in that it determines the priority of the battery to be used according to the order of the remaining battery capacity.
또한, 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어방법은 (a) 전력 부하에 투입할 전원을 제어하는 전원 관리 수단에서 부하별 전력 사용량을 시뮬레이션하여 생성한 부하별 전력 사용량 예측정보를 전력 데이터베이스에 저장한 상태에서, 부하 투입 신호가 발생하면 상기 전력 데이터베이스로부터 전력 사용량 예측정보를 이용하여 부하 용량을 자동으로 계산하는 단계; (b) 상기 전원 관리 수단에서 계산한 부하 용량에 따라 전력 데이터베이스에 저장된 복수의 전원 소스의 잔류용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정하고, 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급하여 부하를 가동하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 전원 공급량에 따라 전원 소스를 유지 또는 가변하여 부하에 전원을 공급해주는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 계산한 전원 공급량이 부하 전원 대비 부족하면 부하 중단신호를 발생하고 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of controlling power supply according to the load of a ship according to the present invention is (a) the power usage forecast information for each load generated by simulating the power usage for each load in a power management means that controls the power to be input to the power load into a power database. When a load input signal occurs, automatically calculating load capacity using power usage prediction information from the power database; (b) According to the load capacity calculated by the power management means, the power source to be used is determined based on the residual capacity of the plurality of power sources stored in the power database, and the circuit breaker is selectively controlled according to the determined power source to supply power to the input load. supplying a load to operate the load; (c) calculating the power supply amount in real time after operating the load in step (b), and supplying power to the load by maintaining or varying the power source according to the power supply amount; (d) Calculating the power supply amount in real time after the load is started in step (c) above, and if the calculated power supply amount is insufficient compared to the load power, generating a load interruption signal and cutting off the power.
본 발명에 따르면 선박에서 전기를 사용하는 부하의 전기 용량을 미리 예측하고, 예측한 부하 용량에 따른 적합한 전원을 투입하여 전기계통의 전원 사용에 효율성을 도모할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that the electric capacity of the load that uses electricity on a ship can be predicted in advance and an appropriate power source according to the predicted load capacity can be input to promote efficiency in the use of power in the electric system.
도 1은 종래 선박의 전기계통도,
도 2는 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치의 구성도,
도 3은 도 2의 전원 관리 수단의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어방법을 보인 흐름도이다.1 is an electrical system diagram of a conventional ship;
Figure 2 is a configuration diagram of a power supply control device according to the load of a ship according to the present invention;
Figure 3 is a detailed configuration diagram of the power management means of Figure 2;
Figure 4 is a flowchart showing a method of controlling power supply according to the load of a ship according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a power supply control device and method according to the load of a ship according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치의 구성도로서, 복수의 전원 소스(110, 120, 130)와 복수의 전력 부하(170)를 포함하는 선박 전력 계통(100), 상기 선박 전력 계통(100)과 연동하며, 복수의 전력 부하(170)에 대응하는 투입 전원을 미리 예측하여 예측 전원으로 저장하고, 부하가 투입되면 저장한 예측 전원에 대응하는 전원 소스만을 동작시켜 부하 전원을 제어하는 전원 관리 수단(200)을 포함한다.Figure 2 is a configuration diagram of a power supply control device according to the load of a ship according to a preferred embodiment of the present invention, and shows a ship power system including a plurality of
상기 선박 전력 계통(100)은 복수의 전원 소스(배터리, 연료 전지, 발전기)로 이루어져 전원을 공급하는 제1 내지 제3 전원부(110, 120, 130), 상기 전원 관리 수단(200)의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3 전원부(110, 120, 130)의 전원을 상기 복수의 전력 부하(170)에 선택적으로 공급하는 제1 내지 제3 차단부(140, 150, 160), 상기 전원 관리 수단(200)의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3 차단부(140, 150, 160)를 통해 공급되는 전원을 상기 복수의 전력 부하(170)에 선택적으로 공급하는 제4 차단부(180), 상기 제4 차단부(180)에서 공급하는 전원으로 동작하는 복수의 전력 부하(170)를 포함한다.The
여기서 복수의 전력 부하(170)는 추진 부하와 전기 부하를 포함한다.Here, the plurality of
상기 제1 전원부(110)는 복수의 배터리로 이루어지고, 제2 전원부(120)는 복수의 연료 전지로 이루어지며, 제3 전원부(130)는 복수의 발전기로 이루어진다.The
또한, 상기 제1 차단부(140)는 복수의 배터리에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 배터리의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기(141 - 144)로 이루어지며, 제2 차단부(150)는 복수의 연료전지에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 연료전지의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기(151, 152)로 이루어지며, 제3 차단부(130)는 복수의 발전기에 개별적으로 대응하여 독립적으로 개별 발전기의 전원을 공급 또는 차단하는 복수의 차단기(161 - 163)로 이루어진다.In addition, the
전원 소스인 배터리와 연료 전지와 발전기의 개수는 선박의 크기나 용량 등에 따라 그 개수가 상이하며, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 배터리는 3개이고, 연료전지는 2개이며, 발전기는 3개인 것으로 가정한다.The number of batteries, fuel cells, and generators as power sources varies depending on the size and capacity of the ship. In the present invention, for convenience of explanation, there are three batteries, two fuel cells, and three generators. Assume.
상기 전원 관리 수단(200)은 도 3에 도시한 바와 같이, 실시간으로 선박의 전력 계통을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션한 전원과 부하 용량을 통해 부하별 전원을 예측하고, 부하별 예측 전원을 생성하는 전력계통 모사부(220), 실제 선박의 전력 계통에서 투입하고 사용한 전원 및 부하의 정보를 저장하고, 상기 전력계통 모사부(220)에서 생성한 부하별 예측 전원을 저장하며, 상기 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 저장하는 전력 데이터베이스(230), 상기 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하여 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장하며, 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 전원 소스를 결정하여 상기 복수의 전원 소스의 전원 공급을 제어하는 전원 관리부(210)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the power management means 200 is a power system that simulates the ship's power system in real time, predicts power for each load through the simulated power and load capacity, and generates predicted power for each load. The
또한, 상기 전원 관리부(210)는 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이를 추출하는 전력 비교부(211), 상기 전력 비교부(211)에서 추출한 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하는 전력 평균값 추출부(212), 상기 전력 평균값 추출부(212)에서 추출한 전력 평균값을 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장하는 부하별 전력 사용량 예측부(213)를 포함한다.In addition, the
아울러 상기 전원 관리부(210)는 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정하는 전원소스 결정부(214), 상기 전원소스 결정부(214)에서 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급하는 차단기 제어부(215)를 포함할 수 있다.In addition, when a load is input, the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the power supply control device according to the load of the ship according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 복수의 전력 부하(170) 중 특정 부하가 투입되면, 전원 관리 수단(200)의 전원 관리부(210)는 특정 부하에 전원을 공급해줌과 동시에 전력계통 모사부(220)에도 실제 선박과 동일한 제어신호를 RT 기기로 전달한다.First, when a specific load among the plurality of power loads 170 is input, the
상기 전력계통 모사부(220)는 실시간 전력 시뮬레이션이 가능한 하드웨어를 탑재하고, 수신한 제어신호를 통해 실시간으로 선박과 동일한 전기전력계통을 시뮬레이션한다. 이어, 실시간으로 시뮬레이션한 전원과 부하 용량을 통해 부하별 전원을 예측하고, 부하별 예측 전원을 생성하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다. 즉, 전력계통의 부하별로 전원 사용량을 수학적으로 모델링하여 부하별 전원 사용을 예측한다.The power
아울러 전원 관리부(210)는 실제 선박의 전력 계통에서 투입하고 사용한 전원 및 부하의 정보를 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다. 이때, 전력 데이터베이스(230)에는 복수의 전원 소스(배터리, 연료 전지, 발전기)의 잔류 용량도 실시간으로 저장된다. 복수의 전원 소스의 잔류 용량은 잔류 용량 센서를 이용하여 검출하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장하는 것으로 가정한다.In addition, the
이어, 전원 관리부(210)는 실제 사용한 부하의 전원과 수학적인 모델링을 통해 예측한 예측 전원을 비교하여 그 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하여 부하별 전력 사용량 예측정보를 생성하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다. Next, the
이후, 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 전원 소스를 결정하여 상기 복수의 전원 소스의 전원 공급을 제어한다.Thereafter, when load input occurs, the power source is determined based on the power usage prediction information of the load stored in the
예컨대, 전원 관리부(210)의 전력 비교부(211)는 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 정보를 기초로 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이를 추출한다. 이어, 전력 평균값 추출부(212)는 상기 전력 비교부(211)에서 추출한 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화한다. 즉, 부하별로 실제 사용한 전력과 예측 전원의 차이를 복수회로 산출한 후, 그 차이를 평균화한다.For example, the
다음으로, 부하별 전력 사용량 예측부(213)는 상기 전력 평균값 추출부(212)에서 추출한 전력 평균값을 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다.Next, the power
상기와 같은 수학적인 모델링을 통해 부하별 전력 사용량을 예측하여 저장한 상태에서, 모델링이 완료된 부하의 투입이 발생하면, 전원소스 결정부(214)는 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정한다.With the power usage for each load predicted and stored through mathematical modeling as described above, when a load for which modeling has been completed is input, the power
여기서 전원 소스는 배터리와 연료 전지와 발전기가 있으며, 본 발명에서 사용할 전원 소스의 우선순위는 배터리를 1순위로, 연료 전지를 2순위로, 발전기를 3순위로 설정하였다.Here, the power source includes a battery, a fuel cell, and a generator, and the priority of the power source to be used in the present invention is set to the battery as 1st priority, the fuel cell as 2nd priority, and the generator as 3rd priority.
따라서 투입된 부하의 전력 사용량 예측 정보와 1순위로 설정된 배터리의 잔류 용량을 비교하여, 배터리의 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면, 배터리를 사용할 전원 소스로 결정한다. 이와는 달리 배터리의 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 작으면, 배터리의 잔류 용량과 연료 전지의 잔류 용량을 합산하고, 합산한 잔류 용량과 부하의 전력 사용량 예측정보를 비교한다. 이 비교 결과 합산한 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면 배터리와 연료 전지를 사용할 전원 소스로 결정한다. 이와는 달리 합산한 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 작으면, 배터리의 잔류 용량과 연료 전지의 잔류 용량 및 발전기의 용량을 합산하여 최종 합산 용량을 산출하고, 합산한 최종 잔류 용량과 부하의 전력 사용량 예측정보를 비교하여, 합산한 최종 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면 배터리와 연료 전지 및 발전기를 사용할 전원 소스로 결정한다.Therefore, the power usage prediction information of the input load is compared with the remaining capacity of the battery set as the first priority, and if the remaining capacity of the battery is greater than the power usage prediction information of the load, the battery is determined as the power source to be used. On the other hand, if the remaining capacity of the battery is smaller than the predicted power usage information of the load, the remaining capacity of the battery and the remaining capacity of the fuel cell are added, and the summed residual capacity is compared with the predicted power usage information of the load. As a result of this comparison, if the combined remaining capacity is greater than the predicted power usage information of the load, the battery and fuel cell are determined as the power source to be used. On the other hand, if the summed residual capacity is smaller than the predicted power usage information of the load, the final summed capacity is calculated by adding the remaining capacity of the battery, the residual capacity of the fuel cell, and the capacity of the generator, and the final summed capacity is calculated by adding the remaining capacity of the battery and the load. The power usage prediction information is compared, and if the combined final remaining capacity is greater than the power usage prediction information of the load, the battery, fuel cell, and generator are determined as the power source to be used.
이러한 방식으로 배터리를 1순위로 사용할 전원 소스로, 연료 전지를 2순위로 사용할 전원 소스로, 발전기를 3순위로 사용할 전원 소스로 결정한다.In this way, the battery is determined as the power source to be used as the first priority, the fuel cell as the power source to be used as the second priority, and the generator as the power source to be used as the third priority.
한편, 상기 사용할 전원 소스를 결정하는 과정에서, 배터리의 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보다 크면, 복수의 배터리를 전부 사용할 전원 소스로 사용하는 것이 아니고, 다시 배터리의 잔량의 순서에 따라 사용되는 배터리의 우선순위를 결정하여 사용할 전원 소스를 결정한다. 즉, 배터리의 경우, 잔류 용량이 많은 배터리 스트링을 늦게 떨어뜨리도록 사용할 배터리의 우선순위를 결정한다.Meanwhile, in the process of determining the power source to be used, if the remaining capacity of the battery is greater than the predicted power usage of the load, the plurality of batteries are not all used as power sources, but are used again in the order of the remaining battery capacity. Determine which power source to use by prioritizing the battery. In other words, in the case of batteries, the priority of the batteries to be used is determined so that battery strings with high remaining capacity are dropped later.
연료 전지나 발전기의 경우에도 각각 우선순위를 정한 후, 차례대로 전원 소스로 사용하도록 제어한다.In the case of fuel cells and generators, each priority is set and controlled to be used as a power source in turn.
이렇게 사용할 전원 소스가 결정되면, 차단기 제어부(215)는 상기 전원소스 결정부(214)에서 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급한다.Once the power source to be used is determined, the
여기서 전원 소스 차단부인 제1 차단부(140)는 제1 전원부(110)의 복수 배터리의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 배터리별로 차단기가 구비되어 있으며(141 - 144), 제2 차단부(140)도 제2 전원부(120)의 복수 연료전지의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 연료전지별로 차단기가 구비되어 있으며(151 - 152), 마찬가지로 제3 차단부(160)도 제3 전원부(130)의 복수 발전기의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 발전기별로 차단기가 구비되어 있다(161 - 163).Here, the
이러한 차단기는 배터리별, 연료전지별, 발전기별로 별도로 마련되어 있으므로, 기존과 대용량 차단기를 사용할 필요가 없으며, 저가의 소용량 차단기를 이용하여도 된다. 따라서 차단기 설치 비용을 절감할 수 있게 된다.Since these breakers are provided separately for each battery, fuel cell, and generator, there is no need to use existing large-capacity breakers, and low-cost, small-capacity breakers can be used. Therefore, it is possible to reduce circuit breaker installation costs.
전원 소스가 제1 전원부(110)이고, 투입할 배터리가 1번 및 2번 배터리이면, 차단기 제어부(215)는 제1 차단부(140)의 제1 및 제2 차단기(141, 142)만을 온(on)시키고, 나머지 차단기(143, 144)는 오프 상태를 유지한다.If the power source is the first
따라서 1번 배터리 및 2번 배터리의 전원만이 선택된 전력 부하에 공급된다.Therefore, only power from battery 1 and battery 2 is supplied to the selected power load.
이와 같이 본 발명은 각각의 전원별로 소용량 차단기를 마련하고, 투입 부하에 대응하는 전원만을 잔류 용량에 따라 알맞게 선택하여 공급함으로써, 빠르고 안전하게 전원을 제어할 수 있는 장점이 있다.As such, the present invention has the advantage of being able to control the power quickly and safely by providing a small-capacity breaker for each power source and supplying only the power corresponding to the input load by appropriately selecting and supplying it according to the remaining capacity.
또한, 배터리 1, 2, 3, 4, 연료전지 1, 2, 발전기 1, 2, 3과 같이 전원 소스를 순차적으로 투입함으로써, 전원 소스의 활용에 효율성을 도모할 수 있으며, 각각의 전원별로 소용량 차단기를 이용함으로써, 기존과 같이 고가의 단일 대용량 차단기의 사용으로 인한 설치 비용의 부담과 차단기 고장 시 고가의 단일 대용량 차단기를 교체해야 하는 부담을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, by sequentially applying power sources such as batteries 1, 2, 3, 4, fuel cells 1, 2, and generators 1, 2, 3, efficiency can be achieved in the use of power sources, and each power source has a small capacity. Using a circuit breaker has the advantage of minimizing the burden of installation costs due to the use of a single, expensive, large-capacity breaker as before and the burden of having to replace the expensive, single, large-capacity breaker when the breaker breaks down.
도 4는 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어방법을 보인 흐름도로서, (a) 전력 부하에 투입할 전원을 제어하는 전원 관리 수단(200)에서 부하별 전력 사용량을 시뮬레이션하여 생성한 부하별 전력 사용량 예측정보를 전력 데이터베이스(230)에 저장한 상태에서, 부하 투입 신호가 발생하면 상기 전력 데이터베이스(230)로부터 전력 사용량 예측정보를 이용하여 부하 용량을 자동으로 계산하는 단계(S101 ~ S102), (b) 상기 전원 관리 수단(200)에서 계산한 부하 용량에 따라 전력 데이터베이스(230)에 저장된 복수의 전원 소스의 잔류용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정하고, 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급하여 부하를 가동하는 단계(S103 ~ S104), (c) 상기 (b)단계의 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 전원 공급량에 따라 전원 소스를 유지 또는 가변하여 부하에 전원을 공급해주는 단계(S105 ~ S106), (d) 상기 (c)단계에서 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 계산한 전원 공급량이 부하 전원 대비 부족하면 부하 중단신호를 발생하고 전원을 차단하는 단계(S107 ~ S108)를 포함한다.Figure 4 is a flowchart showing a method of controlling power supply according to the load of a ship according to the present invention, (a) a load generated by simulating the power usage for each load in the power management means 200, which controls the power to be input to the power load; With each power usage prediction information stored in the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박의 부하에 따른 전원 공급제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The power supply control method according to the load of the ship according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 단계 S101에서 복수의 전력 부하(170) 중 특정 부하가 투입되면, 전원 관리 수단(200)의 전원 관리부(210)는 특정 부하에 전원을 공급해줌과 동시에 전력계통 모사부(220)에도 실제 선박과 동일한 제어신호를 RT 기기로 전달한다.First, when a specific load among the plurality of power loads 170 is input in step S101, the
상기 전력계통 모사부(220)는 실시간 전력 시뮬레이션이 가능한 하드웨어를 탑재하고, 수신한 제어신호를 통해 실시간으로 선박과 동일한 전기전력계통을 시뮬레이션한다. 이어, 실시간으로 시뮬레이션한 전원과 부하 용량을 통해 부하별 전원을 예측하고, 부하별 예측 전원을 생성하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다. 즉, 전력계통의 부하별로 전원 사용량을 수학적으로 모델링하여 부하별 전원 사용을 예측한다.The power
아울러 전원 관리부(210)는 실제 선박의 전력 계통에서 투입하고 사용한 전원 및 부하의 정보를 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다. 이때, 전력 데이터베이스(230)에는 복수의 전원 소스(배터리, 연료 전지, 발전기)의 잔류 용량도 실시간으로 저장된다. 복수의 전원 소스의 잔류 용량은 잔류 용량 센서를 이용하여 검출하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장하는 것으로 가정한다.In addition, the
이어, 전원 관리부(210)는 단계 S102와 같이 실제 사용한 부하의 전원과 수학적인 모델링을 통해 예측한 예측 전원을 비교하여 그 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하여 부하별 전력 사용량 예측정보를 생성하여 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다.Next, in step S102, the
이후, 부하 투입이 발생하면 단계 S103에서 전원 관리부(210)는 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 전원 소스를 결정하여 상기 복수의 전원 소스의 전원 공급을 제어한다.Thereafter, when load input occurs, in step S103, the
예컨대, 전원 관리부(210)의 전력 비교부(211)는 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 정보를 기초로 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이를 추출한다. 이어, 전력 평균값 추출부(212)는 상기 전력 비교부(211)에서 추출한 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화한다. 즉, 부하별로 실제 사용한 전력과 예측 전원의 차이를 복수회로 산출한 후, 그 차이를 평균화한다.For example, the
다음으로, 부하별 전력 사용량 예측부(213)는 상기 전력 평균값 추출부(212)에서 추출한 전력 평균값을 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장한다.Next, the power
상기와 같은 수학적인 모델링을 통해 부하별 전력 사용량을 예측하여 저장한 상태에서, 모델링이 완료된 부하의 투입이 발생하면, 전원소스 결정부(214)는 상기 전력 데이터베이스(230)에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정한다.With the power usage for each load predicted and stored through mathematical modeling as described above, when a load for which modeling has been completed is input, the power
여기서 전원 소스는 배터리와 연료 전지와 발전기가 있으며, 본 발명에서 사용할 전원 소스의 우선순위는 배터리를 1순위로, 연료 전지를 2순위로, 발전기를 3순위로 설정하였다.Here, the power source includes a battery, a fuel cell, and a generator, and the priority of the power source to be used in the present invention is set to the battery as 1st priority, the fuel cell as 2nd priority, and the generator as 3rd priority.
따라서 투입된 부하의 전력 사용량 예측 정보와 1순위로 설정된 배터리의 잔류 용량을 비교하여, 배터리의 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면, 배터리를 사용할 전원 소스로 결정한다. 이와는 달리 배터리의 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 작으면, 배터리의 잔류 용량과 연료 전지의 잔류 용량을 합산하고, 합산한 잔류 용량과 부하의 전력 사용량 예측정보를 비교한다. 이 비교 결과 합산한 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면 배터리와 연료 전지를 사용할 전원 소스로 결정한다. 이와는 달리 합산한 잔류 용량이 상기 부하의 전력 사용량 예측정보보다 작으면, 배터리의 잔류 용량과 연료 전지의 잔류 용량 및 발전기의 용량을 합산하여 최종 합산 용량을 산출하고, 합산한 최종 잔류 용량과 부하의 전력 사용량 예측정보를 비교하여, 합산한 최종 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보보다 크면 배터리와 연료 전지 및 발전기를 사용할 전원 소스로 결정한다.Therefore, the power usage prediction information of the input load is compared with the remaining capacity of the battery set as the first priority, and if the remaining capacity of the battery is greater than the power usage prediction information of the load, the battery is determined as the power source to be used. On the other hand, if the remaining capacity of the battery is smaller than the predicted power usage information of the load, the remaining capacity of the battery and the remaining capacity of the fuel cell are added, and the summed residual capacity is compared with the predicted power usage information of the load. As a result of this comparison, if the combined remaining capacity is greater than the predicted power usage information of the load, the battery and fuel cell are determined as the power source to be used. On the other hand, if the summed residual capacity is smaller than the predicted power usage information of the load, the final summed capacity is calculated by adding the remaining capacity of the battery, the residual capacity of the fuel cell, and the capacity of the generator, and the final summed capacity is calculated by adding the remaining capacity of the battery and the load. The power usage prediction information is compared, and if the combined final remaining capacity is greater than the power usage prediction information of the load, the battery, fuel cell, and generator are determined as the power source to be used.
이러한 방식으로 배터리를 1순위로 사용할 전원 소스로, 연료 전지를 2순위로 사용할 전원 소스로, 발전기를 3순위로 사용할 전원 소스로 결정한다.In this way, the battery is determined as the power source to be used as the first priority, the fuel cell as the power source to be used as the second priority, and the generator as the power source to be used as the third priority.
한편, 상기 사용할 전원 소스를 결정하는 과정에서, 배터리의 잔류 용량이 부하의 전력 사용량 예측정보다 크면, 복수의 배터리를 전부 사용할 전원 소스로 사용하는 것이 아니고, 다시 배터리의 잔량의 순서에 따라 사용되는 배터리의 우선순위를 결정하여 사용할 전원 소스를 결정한다. 즉, 배터리의 경우, 잔류 용량이 많은 배터리 스트링을 늦게 떨어뜨리도록 사용할 배터리의 우선순위를 결정한다.Meanwhile, in the process of determining the power source to be used, if the remaining capacity of the battery is greater than the predicted power usage of the load, the plurality of batteries are not all used as power sources, but are used again in the order of the remaining battery capacity. Determine which power source to use by prioritizing the battery. In other words, in the case of batteries, the priority of the batteries to be used is determined so that battery strings with high remaining capacity are dropped later.
연료 전지나 발전기의 경우에도 각각 우선순위를 정한 후, 차례대로 전원 소스로 사용하도록 제어한다.In the case of fuel cells and generators, each priority is set and controlled to be used as a power source in turn.
이렇게 사용할 전원 소스가 결정되면, 차단기 제어부(215)는 단계 S104에서 상기 전원소스 결정부(214)에서 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급한다.Once the power source to be used is determined, the
여기서 전원 소스 차단부인 제1 차단부(140)는 제1 전원부(110)의 복수 배터리의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 배터리별로 차단기가 구비되어 있으며(141 - 144), 제2 차단부(140)도 제2 전원부(120)의 복수 연료전지의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 연료전지별로 차단기가 구비되어 있으며(151 - 152), 마찬가지로 제3 차단부(160)도 제3 전원부(130)의 복수 발전기의 전원 투입을 선택적으로 제어하기 위해서 각각의 발전기별로 차단기가 구비되어 있다(161 - 163).Here, the
이러한 차단기는 배터리별, 연료전지별, 발전기별로 별도로 마련되어 있으므로, 기존과 대용량 차단기를 사용할 필요가 없으며, 저가의 소용량 차단기를 이용하여도 된다. 따라서 차단기 설치 비용을 절감할 수 있게 된다.Since these breakers are provided separately for each battery, fuel cell, and generator, there is no need to use existing large-capacity breakers, and low-cost, small-capacity breakers can be used. Therefore, it is possible to reduce circuit breaker installation costs.
전원 소스가 제1 전원부(110)이고, 투입할 배터리가 1번 및 2번 배터리이면, 차단기 제어부(215)는 제1 차단부(140)의 제1 및 제2 차단기(141, 142)만을 온(on)시키고, 나머지 차단기(143, 144)는 오프 상태를 유지한다.If the power source is the first
따라서 1번 배터리 및 2번 배터리의 전원만이 선택된 전력 부하에 공급된다.Therefore, only power from battery 1 and battery 2 is supplied to the selected power load.
한편, 상기와 같은 방식으로 부하에 전원을 투입한 상태에서, 단계 S105 및 S106과 같이 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 전원 공급량이 부하 전원 사용량보다 크면 전원 소스를 유지 또는 가변하여 부하 전원을 제어한다.Meanwhile, with power supplied to the load in the same manner as above, the power supply amount is calculated in real time after load operation as in steps S105 and S106, and if the power supply amount is greater than the load power usage, the power source is maintained or varied to power the load. control.
이와는 달리, 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 계산한 전원 공급량이 부하 전원 대비 부족하면 단계 S107로 이동하여 부하 중단신호를 발생하고, 단계 S108로 이동하여 전원을 차단한다.In contrast, the power supply amount is calculated in real time after the load is started, and if the calculated power supply amount is insufficient compared to the load power, the process moves to step S107 to generate a load interruption signal, and then moves to step S108 to cut off the power.
이와 같이 본 발명은 각각의 전원별로 소용량 차단기를 마련하고, 투입 부하에 대응하는 전원만을 잔류 용량에 따라 알맞게 선택하여 공급함으로써, 빠르고 안전하게 전원을 제어할 수 있는 장점이 있다.As such, the present invention has the advantage of being able to control the power quickly and safely by providing a small-capacity breaker for each power source and supplying only the power corresponding to the input load by appropriately selecting and supplying it according to the remaining capacity.
또한, 배터리 1, 2, 3, 4, 연료전지 1, 2, 발전기 1, 2, 3과 같이 전원 소스를 순차적으로 투입함으로써, 전원 소스의 활용에 효율성을 도모할 수 있으며, 각각의 전원별로 소용량 차단기를 이용함으로써, 기존과 같이 고가의 단일 대용량 차단기의 사용으로 인한 설치 비용의 부담과 차단기 고장 시 고가의 단일 대용량 차단기를 교체해야 하는 부담을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, by sequentially applying power sources such as batteries 1, 2, 3, 4, fuel cells 1, 2, and generators 1, 2, 3, efficiency can be achieved in the use of power sources, and each power source has a small capacity. Using a circuit breaker has the advantage of minimizing the burden of installation costs due to the use of a single, expensive, large-capacity breaker as before and the burden of having to replace the expensive, single, large-capacity breaker when the breaker breaks down.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention, as is known in the art. It is self-evident to those who have it.
100: 선박 전력 계통
110 - 130: 제1 내지 제3 전원부
140 - 160: 제1 내지 제3 차단부
170: 전력 부하
180: 제4 차단부
200: 전원 관리 수단
210: 전원 관리부
211: 전력 비교부
212: 전력 평균값 추출부
213; 부하별 전력 사용량 예측부
214: 전원 소스 결정부
215; 차단기 제어부
220: 전력계통 모사부
230: 전력 데이터베이스100: Ship power system
110 - 130: first to third power units
140 - 160: first to third blocking units
170: power load
180: fourth blocking unit
200: Power management means
210: Power management unit
211: Power comparison unit
212: Power average value extraction unit
213; Power consumption prediction unit for each load
214: Power source determination unit
215; circuit breaker control
220: Power system simulation department
230: Power database
Claims (10)
복수의 전원 소스와 복수의 전력 부하를 포함하는 선박 전력 계통; 및
상기 선박 전력 계통과 연동하며, 복수의 전력 부하에 대응하는 투입 전원을 미리 예측하여 예측 전원으로 저장하고, 부하가 투입되면 저장한 예측 전원에 대응하는 전원 소스만을 동작시켜 부하 전원을 제어하는 전원 관리 수단을 포함하고,
상기 전원 관리 수단은 실시간으로 선박의 전력 계통을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션한 전원과 부하 용량을 통해 부하별 전원을 예측하고, 부하별 예측 전원을 생성하는 전력계통 모사부; 실제 선박의 전력 계통에서 투입하고 사용한 전원 및 부하의 정보를 저장하고, 상기 전력계통 모사부에서 생성한 부하별 예측 전원을 저장하며, 상기 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 저장하는 전력 데이터베이스; 상기 실제 사용한 부하의 전원과 예측 전원을 비교하여 그 차이에 따라 부하별 투입 전원을 평균화하여 부하별 전력 사용량 예측정보로 상기 전력 데이터베이스에 저장하며, 부하 투입이 발생하면 상기 전력 데이터베이스에 저장된 해당 부하의 전력 사용량 예측정보와 복수의 전원 소스의 잔류 용량을 기초로 전원 소스를 결정하여 상기 복수의 전원 소스의 전원 공급을 제어하는 전원 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 부하에 따른 전원 공급제어장치.
A device that controls power supply by mathematically predicting the power used by the ship's load,
A marine power system comprising a plurality of power sources and a plurality of power loads; and
Power management that works in conjunction with the ship's power system, predicts the input power corresponding to a plurality of power loads in advance, stores it as predicted power, and controls the load power by operating only the power source corresponding to the stored predicted power when the load is input. includes means,
The power management means includes a power system simulation unit that simulates the ship's power system in real time, predicts power for each load through the simulated power and load capacity, and generates predicted power for each load; A power database that stores information on the power and load input and used in the actual ship's power system, stores predicted power for each load generated by the power system simulation unit, and stores residual capacity of the plurality of power sources; The power input of each load is compared with the predicted power of the actual used load, and the input power for each load is averaged according to the difference and stored in the power database as power usage prediction information for each load. When a load input occurs, the input power for each load is stored in the power database. A power supply control device according to the load of a ship, comprising a power management unit that determines a power source based on power usage prediction information and the residual capacity of the plurality of power sources and controls power supply to the plurality of power sources.
In claim 1, the ship power system includes first to third power sources consisting of a plurality of power sources to supply power; first to third cut-off units that selectively supply power from the first to third power sources to the plurality of power loads under control of the power management means; a fourth cutoff unit that selectively supplies power supplied through the first to third cutoff units to the plurality of power loads under control of the power management means; A power supply control device according to the load of a ship, comprising a plurality of power loads operating with power supplied from the fourth blocking unit.
In claim 2, the power supply control device according to the load of the ship, characterized in that the first power source is a plurality of batteries, the second power source is a plurality of fuel cells, and the third power source is a plurality of generators.
In claim 2, the first cut-off unit is composed of a plurality of breakers that individually correspond to the plurality of batteries and independently supply or cut off power to the individual batteries, and the second cut-off unit independently corresponds to the plurality of fuel cells and independently supplies power to the individual batteries. It consists of a plurality of circuit breakers that supply or cut off power to individual fuel cells, and the third circuit breaker individually corresponds to a plurality of generators and independently supplies or blocks power to the individual generators. Power supply control device according to the load.
In claim 1, the power management unit includes a power comparison unit that compares the power of an actually used load with the predicted power and extracts the difference; a power average value extraction unit that averages the input power for each load according to the difference extracted by the power comparison unit; A power supply control device according to the load of a ship, comprising a load-specific power usage prediction unit that stores the power average value extracted from the power average value extraction unit as load-specific power usage prediction information in the power database.
In claim 6, the power management unit includes: a power source determination unit that determines a power source to be used based on the power usage prediction information of the load stored in the power database and the residual capacity of a plurality of power sources when a load is input; Power supply control device according to the load of the ship, characterized in that it further comprises a circuit breaker control unit that supplies power to the input load by selectively controlling the circuit breaker according to the power source determined by the power source determination unit.
In claim 7, the power supply control device according to the load of the ship, characterized in that the power source determination unit sets the battery as first priority, the fuel cell as second priority, and the generator as third priority, and determines the power source to be used.
In claim 7 or claim 8, when the power source is a battery, the power source determination unit determines the priority of the battery to be used according to the order of the remaining battery capacity.
(a) 전력 부하에 투입할 전원을 제어하는 전원 관리 수단에서 부하별 전력 사용량을 시뮬레이션하여 생성한 부하별 전력 사용량 예측정보를 전력 데이터베이스에 저장한 상태에서, 부하 투입 신호가 발생하면 상기 전력 데이터베이스로부터 전력 사용량 예측정보를 이용하여 부하 용량을 자동으로 계산하는 단계;
(b) 상기 전원 관리 수단에서 계산한 부하 용량에 따라 전력 데이터베이스에 저장된 복수의 전원 소스의 잔류용량을 기초로 사용할 전원 소스를 결정하고, 결정한 전원 소스에 따라 차단기를 선택적으로 제어하여 투입 부하에 전원을 공급하여 부하를 가동하는 단계;
(c) 상기 (b)단계의 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 전원 공급량에 따라 전원 소스를 유지 또는 가변하여 부하에 전원을 공급해주는 단계; 및
(d) 상기 (c)단계에서 부하 가동 후 전원 공급량을 실시간으로 계산하고, 계산한 전원 공급량이 부하 전원 대비 부족하면 부하 중단신호를 발생하고 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 부하에 따른 전원 공급제어방법.
A method of controlling power supply by mathematically predicting the power used by the ship's load,
(a) Power management means that controls the power to be input to the power load simulates the power usage for each load and stores the power usage prediction information for each load in the power database, and when a load input signal occurs, Automatically calculating load capacity using power usage prediction information;
(b) According to the load capacity calculated by the power management means, the power source to be used is determined based on the residual capacity of the plurality of power sources stored in the power database, and the circuit breaker is selectively controlled according to the determined power source to supply power to the input load. supplying a load to operate the load;
(c) calculating the power supply amount in real time after operating the load in step (b), and supplying power to the load by maintaining or varying the power source according to the power supply amount; and
(d) calculating the power supply amount in real time after load operation in step (c) above, and generating a load interruption signal and cutting off the power if the calculated power supply amount is insufficient for the load power. Power supply control method according to load.
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