KR20150143902A

KR20150143902A - Power supply and control system

Info

Publication number: KR20150143902A
Application number: KR1020140071852A
Authority: KR
Inventors: 정장한
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-12-24

Abstract

본 발명은 전력 배전 및 제어 시스템에 관한 것으로, 전력 배전 및 제어 시스템은, 전력을 공급하는 전력 공급부; 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 저장하는 축전기; 축전기에 저장된 전력을 전력 소모부로 공급하기 위한 스위치 보드; 축전기의 잔류 전력량을 모니터링하는 배터리 감시 시스템; 및 축전기의 잔류 전력량에 따라 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호를 생성하는 전력 제어 시스템을 포함한다.The present invention relates to a power distribution and control system, the power distribution and control system comprising: a power supply for supplying power; A capacitor for storing power supplied from the power supply unit; A switch board for supplying power stored in the capacitor to the power consuming unit; A battery monitoring system for monitoring the residual power of the capacitor; And a power control system for generating a power control signal for adjusting a power supply amount by the power supply unit in accordance with the residual power amount of the capacitor.

Description

[0001] POWER SUPPLY AND CONTROL SYSTEM [0002]

본 발명은 전력 배전 및 제어 시스템(power supply and control system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축전기(battery) 기반의 전력 배전 및 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply and control system, and more particularly to a battery-based power distribution and control system.

전기식 추진 장비를 적용한 선박은 발전기 엔진(generator engine)을 통해 해당 장비에 전력을 공급하며, 블랙아웃(blackout)을 방지하기 위해 상시 20% 이상의 예비 전력을 확보하도록 하는 전력 계통 시스템을 갖추고 있다. 이는 고유가 시대에 운용 선사의 비용 부담을 증가시키며, 발전 장비의 고장으로 전력 공급이 원활하지 않은 경우에는 선박 운용에 제한이 발생할 수 있으며, 때에 따라 선박 전체가 블랙아웃 되어 버리는 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 20% 이상의 예비 전력을 확보하도록 발전기 엔진을 가동하는 것은 국제적인 CO₂ 저감 정책에도 위배되는 것이다. 도 1은 종래의 전력 배전 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같은 전형적인 선박의 전력 배전 시스템(power distribution system)은 발전기(11)를 가동하여 스위치 보드(12)를 통해 전력 소모부(13)로 전력을 공급하는 것이나, 예비 전력을 확보하도록 발전기(11)를 가동해야 하는 관계로 에너지 측면에서 비효율적이며, 발전 장비의 고장 시 블랙아웃 문제를 발생하는 전력 계통 구성 방식이다.Ships with electric propulsion equipment have a power system that powers the equipment through a generator engine and ensures that reserve power is always above 20% to prevent blackouts. This may increase the cost of the shipping company in the high oil price era. If the power supply is not smooth due to the failure of the power generation equipment, there may be a restriction on the operation of the ship, and sometimes the entire ship may black out. Also, running a generator engine to ensure a reserve power of more than 20% is a violation of the international CO ₂ mitigation policy. 1 is a schematic diagram showing a conventional power distribution system. A typical power distribution system of a ship as shown in FIG. 1 is a system in which a generator 11 is operated to supply power to a power consuming unit 13 through a switch board 12, In addition, it is inefficient from the viewpoint of energy and has a blackout problem in the case of failure of power generation equipment.

본 발명은 효율적으로 전력 소모부에 전력을 공급할 수 있으며, 발전기 엔진의 불필요한 구동으로 인한 연료 소비를 절감할 수 있는 전력 배전 및 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a power distribution and control system capable of efficiently supplying power to a power consuming unit and reducing fuel consumption due to unnecessary driving of a generator engine.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 예비 전력을 확보하도록 발전기 엔진을 구동하지 않고도, 블랙아웃(blackout)을 방지할 수 있는 전력 배전 및 제어 시스템을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a power distribution and control system capable of preventing blackout without driving a generator engine to secure a reserve power.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전력 배전 및 제어 시스템은, 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 저장하는 축전기; 상기 축전기에 저장된 전력을 전력 소모부로 공급하기 위한 스위치 보드; 상기 축전기의 잔류 전력량을 모니터링하는 배터리 감시 시스템; 및 상기 축전기의 잔류 전력량에 따라 상기 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호를 생성하는 전력 제어 시스템을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power distribution and control system including: a power supply unit for supplying power; A capacitor for storing power supplied from the power supply unit; A switch board for supplying power stored in the capacitor to the power consuming unit; A battery monitoring system for monitoring a residual power amount of the capacitor; And a power control system for generating a power control signal for controlling a power supply amount by the power supply unit in accordance with the residual power amount of the capacitor.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 배전 및 제어 시스템은 상기 전력 제어 신호에 따라 상기 전력 공급부에 의한 상기 전력 공급량을 조절하는 발전기 엔진 제어 시스템을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power distribution and control system may further comprise a generator engine control system for adjusting the power supply amount by the power supply in accordance with the power control signal.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 제어 시스템은, 상기 배터리 감시 시스템으로부터 제공받은 상기 축전기의 잔류 전력량 정보와, 상기 배터리 감시 시스템 또는 배전반으로부터 제공받은 상기 전력 공급부의 전력 공급량 정보 및 상기 전력 소모부에 의한 전력 소비량 정보에 기초하여, 상기 전력 공급량을 조절하기 위한 상기 전력 제어 신호를 생성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power control system may include: residual power amount information of the capacitor provided from the battery monitoring system; information on power supply amount of the power supply unit provided from the battery monitoring system or the switchboard; The power control signal for adjusting the power supply amount may be generated based on the power consumption amount information by the power control unit.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 공급부는 복수 개의 전력 공급기를 포함하고, 상기 전력 소모부는 복수 개의 전력 부하를 포함하고, 상기 스위치 보드는, 상기 복수 개의 전력 공급기 각각의 출력단과 상기 축전기의 충전 단자 간을 연결하는 제1 버스(bus); 및 상기 축전기의 출력단과 상기 복수 개의 전력 부하 각각의 전력 입력단 간을 연결하는 제2 버스를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power supply unit includes a plurality of power supplies, the power dissipation unit includes a plurality of power loads, and the switch board is connected to an output terminal of each of the plurality of power supplies, A first bus connecting the terminals; And a second bus connecting an output terminal of the capacitor and a power input terminal of each of the plurality of power loads.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 스위치 보드는, 각각의 전력 공급기로부터 공급되는 전력을 상기 축전기에 선택적으로 공급하도록, 각 전력 공급기의 출력단과 상기 제1 버스 간에 설치되는 제1 스위치를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the switch board further includes a first switch installed between the output terminal of each power supply and the first bus so as to selectively supply power supplied from each power supply to the capacitor .

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 스위치 보드는, 상기 축전기의 전력을 상기 제2 버스에 선택적으로 공급하도록, 상기 축전기의 출력단과 상기 제2 버스 간에 설치되는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the switch board may further include a second switch provided between the output terminal of the capacitor and the second bus so as to selectively supply power of the capacitor to the second bus.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 배전 및 제어 시스템은 선택적으로 상기 전력 공급부로부터의 전력을 상기 전력 소모부로 직접 공급하도록, 상기 제1 버스 및 상기 제2 버스 간에 설치되는 비상 작동 스위치를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power distribution and control system optionally further comprises an emergency operating switch installed between the first bus and the second bus to directly supply power from the power supply to the power consuming unit can do.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 배터리 감시 시스템은 상기 축전기의 고장 여부를 모니터링하며, 상기 비상 작동 스위치는 상기 축전기의 고장 시에 상기 제1 버스와 상기 제2 버스 간을 연결하도록 동작할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the battery monitoring system monitors whether the capacitor fails, and the emergency operation switch is operable to connect between the first bus and the second bus in the event of failure of the capacitor .

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 제어 시스템은, 상기 전력 소모부에 의한 전력 소비량에 따른 모드 별로 상기 축전기를 충전하기 위한 전력을 공급하는 상기 전력 공급기의 개수가 가변되도록 상기 전력 제어 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power control system generates the power control signal such that the number of the power supplies for supplying power for charging the capacitor is varied for each mode according to the amount of power consumption by the power consuming unit can do.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전력 공급부는, 전력을 공급하는 제1 전력 공급부; 및 전력을 공급하는 제2 전력 공급부를 포함하고, 상기 축전기는, 상기 제1 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 저장하는 제1 축전기; 및 상기 제2 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 저장하는 제2 축전기를 포함하며, 상기 스위치 보드는, 상기 제1 축전기에 저장된 전력을 제1 전력 소모부로 공급하기 위한 제1 스위치 보드; 및 상기 제2 축전기에 저장된 전력을 제2 전력 소모부로 공급하기 위한 제2 스위치 보드를 포함하며, 상기 배터리 감시 시스템은, 각 축전기의 잔류 전력량을 모니터링하고, 상기 전력 제어 시스템은, 각 축전기의 잔류 전력량에 따라 상기 제1 전력 공급부 및 상기 제2 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 제1 전력 제어 신호 및 제2 전력 제어 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power supply unit includes: a first power supply unit that supplies power; And a second power supply for supplying electric power, wherein the capacitor includes: a first capacitor for storing power supplied from the first power supply; And a second capacitor for storing power supplied from the second power supply unit, wherein the switch board comprises: a first switch board for supplying power stored in the first capacitor to the first power consumption unit; And a second switch board for supplying power stored in the second capacitor to a second power consumption unit, wherein the battery monitoring system monitors the residual power amount of each capacitor, and the power control system controls the remaining power of each capacitor And generate a first power control signal and a second power control signal for controlling a power supply amount by the first power supply unit and the second power supply unit according to an amount of power.

본 발명의 실시 예에 의하면, 효율적으로 전력 소모부에 전력을 공급할 수 있으며, 발전기 엔진의 불필요한 구동으로 인한 연료 소비를 절감할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, power can be efficiently supplied to the power consumption unit, and fuel consumption due to unnecessary driving of the generator engine can be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 예비 전력을 확보하도록 발전기 엔진을 구동하지 않고도, 블랙아웃(blackout)을 방지할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, blackout can be prevented without driving the generator engine to secure the reserve power.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.

도 1은 종래의 전력 배전 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 저전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 중전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 고전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 발전기 1대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 발전기 2대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 1대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 1대 고장 시의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 2대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram showing a conventional power distribution system.
2 is a schematic diagram showing a power distribution and control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a power distribution and control system according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when low power is consumed.
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when a heavy power is consumed.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when high power is consumed.
FIG. 7 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of one generator.
FIG. 8 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of two generators.
FIG. 9 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of one capacitor.
10 is a view for explaining another operation of the power distribution and control system shown in Fig. 3 when one capacitor fails; Fig.
FIG. 11 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of two capacitors.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as many as possible for the same or corresponding configurations.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템은 전력을 공급하는 전력 공급부(power generator); 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 저장하는 축전기(battery); 축전기에 저장된 전력을 전력 소모부(power consumer)로 공급하기 위한 스위치 보드(switch board); 축전기의 잔류 전력량(에너지량)을 모니터링(monitoring)하는 배터리 감시 시스템(battery management system); 축전기의 잔류 전력량에 따라 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호(power control signal)를 생성하는 전력 제어 시스템(power control system) 및 전력 제어 신호에 따라 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하는 발전기 엔진 제어 시스템(generator engine control system)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 효율적으로 전력 소모부에 전력을 공급할 수 있으며, 축전기의 잔류 전력량에 따라 발전기 엔진을 운용하여 발전기 엔진의 불필요한 구동으로 인한 연료 소비를 절감할 수 있으며, CO₂ 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 예비 전력을 확보하도록 발전기 엔진을 구동하지 않고도, 블랙아웃(blackout)을 방지할 수 있다.A power distribution and control system according to an embodiment of the present invention includes a power generator for supplying electric power; A battery for storing power supplied from the power supply unit; A switch board for supplying power stored in the capacitor to a power consumer; A battery management system for monitoring a residual power amount (energy amount) of the capacitor; A power control system for generating a power control signal for adjusting a power supply amount by the power supply unit according to the residual power amount of the capacitor, and a power control system for controlling the power supply amount by the power supply unit according to the power control signal And a generator engine control system. According to an embodiment of the present invention, can efficiently supply power to the power unit, it is possible to to operate the generator engines reduce fuel consumption caused by unnecessary driving of the generator engine according to the remaining power amount of the capacitor, the CO ₂ generation Can be minimized. Further, according to the embodiment of the present invention, blackout can be prevented without driving the generator engine to secure the reserve power.

본 발명의 일 실시 예에서, 스위치 보드는 복수 개의 전력 공급기(power provider) 각각의 출력단과 축전기의 충전 단자 간을 연결하는 제1 버스(bus); 축전기의 출력단과 복수 개의 전력 부하 각각의 전력 입력단 간을 연결하는 제2 버스; 각각의 전력 공급기로부터 공급되는 전력을 축전기에 선택적으로 공급하도록, 각 전력 공급기의 출력단과 제1 버스 간에 설치되는 제1 스위치(switch); 축전기의 전력을 각각의 전력 부하에 선택적으로 공급하도록, 축전기의 출력단과 제2 버스 간에 설치되는 제2 스위치; 및 제1 버스와 제2 버스 간에 설치되는 비상 작동 스위치(emergency operation switch)를 포함한다. 이러한 본 발명의 실시 예에 의하면, 전력 소모부에 의한 전력 소비량에 따른 모드 별로 축전기를 충전하기 위한 전력을 공급하는 전력 공급기의 개수를 가변적으로 제어할 수 있으며, 축전기의 고장 시에 제2 스위치를 차단하고, 비상 작동 스위치(circuit breaker)를 이용해 전력 공급부로부터의 전력을 전력 소모부로 직접 공급할 수 있다.In one embodiment of the invention, the switch board comprises a first bus connecting between the output of each of the plurality of power providers and the charging terminal of the capacitor; A second bus connecting an output terminal of the capacitor and a power input terminal of each of the plurality of power loads; A first switch installed between the output terminal of each power supply and the first bus so as to selectively supply power supplied from each power supply to the capacitor; A second switch provided between the output terminal of the capacitor and the second bus so as to selectively supply the power of the capacitor to each of the power loads; And an emergency operation switch installed between the first bus and the second bus. According to the embodiment of the present invention, it is possible to variably control the number of power supply units supplying power for charging the capacitors according to modes according to the power consumption by the power consumption unit, and when the capacitors fail, And the power from the power supply can be directly supplied to the power consumption part by using an emergency operation switch (circuit breaker).

본 발명의 일 실시 예에서, 배터리 감시 시스템은, 복수 개의 축전기의 잔류 전력량을 모니터링하며, 전력 제어 시스템은 복수 개의 축전기 각각의 잔류 전력량에 따라 대응하는 전력 공급부에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호를 생성하며, 어느 한 전력 공급부의 가동 중단 시 또는 어느 한 축전기의 고장 시에, 복수 개의 축전기 각각의 출력단에 제공되는 버스 간을 스위치를 이용하여 연결함으로써, 전력 공급 가능한 축전기에 의하여 모든 전력 부하들에 필요한 전력을 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the battery monitoring system monitors the residual power amount of a plurality of capacitors, and the power control system controls power control for adjusting the power supply amount by the corresponding power supply unit according to the residual power amount of each of the plurality of capacitors And by connecting the bus provided at the output terminal of each of the plurality of capacitors by a switch at the time of stopping operation of one of the power supply units or at the time of failure of one of the capacitors, To provide the necessary power to the system.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템(100)은 전력 공급부(110a,b), 축전기(120a,b), 스위치 보드(130), 배터리 감시 시스템(140), 전력 제어 시스템(150) 및 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)을 포함한다. 도 2는 예시적으로 선박의 전력 배전 및 제어 시스템을 보여주고 있으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템이 선박의 전력 계통에 적용되는 것으로 제한되는 것은 아니다.2 is a schematic diagram showing a power distribution and control system according to an embodiment of the present invention. 2, a power distribution and control system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes power supply units 110a and 110b, capacitors 120a and 120b, a switch board 130, a battery monitoring system 140, A power control system 150 and a generator engine control system 160a, b. FIG. 2 shows an example of a power distribution and control system of a ship. However, the power distribution and control system according to an embodiment of the present invention is not limited to a power system of a ship.

전력 공급부(110a,b)는 전력을 생성하여 스위치 보드(130)로 공급한다. 축전기(120a,b)는 스위치 보드(130)를 통해 전력 공급부(110a,b)로부터 공급받은 전력을 저장한다. 본 발명의 실시 예에서, 축전기(120a,b)는 다수의 축전지로 이루어지는 축전지 그룹으로 제공될 수 있다. 스위치 보드(130)는 축전기(120a,b)에 저장된 전력을 전력 소모부(180)로 공급한다. 전력 공급부(110a,b)에 의해 직류(DC) 전원이 공급되고, 스위치 보드(130)가 DC 스위치 보드(Direct Current switchboard)로 제공되는 경우, 전력 공급부(110a,b)와 스위치 보드(130) 간에 AC/DC 변환기(AC to Dc CONVERTER)가 연결될 수도 있다.The power supply units 110a and 110b generate electric power and supply the electric power to the switch board 130. [ The capacitors 120a and 120b store the power supplied from the power supply units 110a and 100b through the switch board 130. [ In an embodiment of the present invention, the capacitors 120a, b may be provided as a group of accumulators comprising a plurality of accumulators. The switch board 130 supplies power stored in the capacitors 120a and 120b to the power consumption unit 180. [ When the DC power is supplied by the power supply units 110a and 110b and the switch board 130 is provided as a DC switchboard, An AC to DC converter (AC to DC converter) may be connected.

배터리 감시 시스템(140)은 축전기(120a,b)의 잔류 전력량을 모니터링하고, 발전기 운용에 필요한 정보를 전력 제어 시스템(150)으로 제공한다. 전력 제어 시스템(150)은 축전기(120a,b)의 잔류 전력량에 따라 전력 공급부(110a,b)에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호를 생성한다. 전력 제어 시스템(150)은 배터리 감시 시스템(140)으로부터 제공받은 축전기(120a,b)의 잔류 전력량 정보와, 배터리 감시 시스템(140) 또는 배전반(170)의 통합 제어 및 감시 시스템(ICMS; INTEGRATED CONTROL & MONITORING SYSTEM)으로부터 제공받은 전력 공급부(110a,b)의 전력 공급량 정보 및 전력 소모부(180)에 의한 전력 소비량 정보에 기초하여 전력 제어 신호를 생성할 수 있다. 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)은 전력 제어 신호에 따라 전력 공급부(110a,b)에 의한 전력 공급량을 조절한다.The battery monitoring system 140 monitors the residual power amount of the capacitors 120a, 120b and provides the power control system 150 with information necessary for generator operation. The power control system 150 generates a power control signal for adjusting the amount of power supplied by the power supply units 110a, b according to the residual power amount of the capacitors 120a, 120b. The power control system 150 is configured to receive the remaining amount of power information of the capacitors 120a and 120b provided from the battery monitoring system 140 and the integrated control and monitoring system (ICMS) of the battery monitoring system 140 or the switchboard 170 The power supply amount information of the power supply units 110a and 110b provided from the < ' > MONITORING SYSTEM and the power consumption information by the power consumption unit 180. [ The generator engine control system 160a, b adjusts the power supply amount by the power supply units 110a, b according to the power control signal.

본 발명의 일 실시 예에서, 전력 공급부(110a,b)는 제1 전력 공급부(110a)와 제2 전력 공급부(110b)를 포함할 수 있다. 제1 전력 공급부(110a)는 복수 개의 제1 전력 공급기(111, 112)를 포함한다. 제2 전력 공급부(110b)는 복수 개의 제2 전력 공급기(113, 114)를 포함한다. 각 전력 공급기(111~114)는 예시적으로 발전기 엔진(generator engine), 연료 전지(fuel cells) 또는 태양광 전지(solar cells)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the power supply 110a, b may include a first power supply 110a and a second power supply 110b. The first power supply 110a includes a plurality of first power supplies 111, The second power supply 110b includes a plurality of second power supplies 113, Each of the power supplies 111-114 may be illustratively a generator engine, fuel cells or solar cells, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시 예에서, 축전기(120a,b)는 전력 공급부(110a,b)로부터 공급받은 전력을 충전하기 위한 콘덴서(condensor)나, 전력 공급부(110a,b)로부터 공급받은 전력을 화학에너지로 변환하여 저장하는 화학전지 등으로 제공될 수 있다. 축전기(120a,b)는 직렬 또는 병렬로 연결되는 충전셀들의 그룹으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 축전기(120a,b)는 제1 축전기(120a)와 제2 축전기(120b)를 포함할 수 있다.The capacitors 120a and 120b may be a condenser for charging the power supplied from the power supply units 110a and 100b or a power supplied from the power supply units 110a and 100b may be a capacitor And a chemical cell for storing and storing the converted signal. The capacitors 120a, b may be provided as a group of charging cells connected in series or in parallel. In an embodiment of the present invention, the capacitors 120a, b may include a first capacitor 120a and a second capacitor 120b.

스위치 보드(130a,b)는 제1 스위치 보드(130a)와 제2 스위치 보드(130b)를 포함할 수 있다. 제1 스위치 보드(130a)는 제1 전력 공급부(110a)로부터 전력을 공급받아 제1 축전기(120a)를 충전시키고, 제1 축전기(120a)에 저장된 전력을 제1 전력 소모부(180a)로 공급한다. 제2 스위치 보드(130b)는 제2 전력 공급부(110b)로부터 전력을 공급받아 제2 축전기(120b)를 충전시키고, 제2 축전기(120b)에 저장된 전력을 제2 전력 소모부(180b)로 공급한다.The switch boards 130a and 130b may include a first switch board 130a and a second switch board 130b. The first switch board 130a receives power from the first power supply unit 110a to charge the first capacitor 120a and supplies power stored in the first capacitor 120a to the first power consumption unit 180a do. The second switch board 130b receives power from the second power supply unit 110b to charge the second capacitor 120b and supplies power stored in the second capacitor 120b to the second power consumption unit 180b do.

제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)는 복수 개의 제1 및 제2 전력 부하(power load)들, 예를 들어 아지무스 추진기(azimuth thruster)(181a,b), 터널 추진기(tunnel thruster)(182a,b), 추진 모터(183a,b), 직류/교류 변환기(DC to AC inverter)(184a,b), AC 스위치보드(185)를 통해 직류/교류 변환기(184a,b)에 의해 변환된 교류를 공급받는 AC 전력 부하들(187a~d)을 포함할 수 있다. AC(Alternating Current) 스위치보드(185)는 직류/교류 변환기(184a,b)와 AC 전력 부하들(187a~d) 간을 연결하는 AC 버스들(185a,b), AC 버스들(185a,b) 간의 연결을 스위칭하는 스위치(185c) 및 AC 버스(185a,b)와 AC 전력 부하들(187a~d) 간의 연결을 스위칭하는 스위치들(186a~d)을 포함할 수 있다.The first and second power dissipation units 180a and 180b may include a plurality of first and second power loads such as azimuth thrusters 181a and b, AC converter 184a, b through a DC / AC converter 184a, b), a propulsion motor 183a, b, a DC to AC inverter 184a, b, And may include AC power loads 187a-d that are supplied with the converted AC. AC (Alternating Current) switch board 185 includes AC buses 185a, b connecting AC / DC converters 184a, b and AC power loads 187a-d, AC buses 185a, b A switch 185c for switching the connection between the AC buses 185a and 185b and the AC power loads 187a-d and switches 186a-d for switching the connection between the AC buses 185a and 185b and the AC power loads 187a-d.

배터리 감시 시스템(140)은 각 축전기(120a,b)의 축전지의 상태 및 잔류 전력량을 모니터링한다. 전력 제어 시스템(150)은 각 축전기(120a,b)의 잔류 전력량에 따라 제1 및 제2 전력 공급부(110a,b)에 의한 전력 공급량을 조절하기 위한 제1 및 제2 전력 제어 신호를 생성할 수 있다. 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)은 제1 발전기 엔진 제어 시스템(160a)과 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160b)을 포함할 수 있다. 제1 발전기 엔진 제어 시스템(160a)은 전력 제어 시스템(150)으로부터의 제1 전력 제어 신호에 따라 제1 전력 공급부(110a)에 의한 전력 공급량을 조절한다. 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160b)은 전력 제어 시스템(150)으로부터의 제2 전력 제어 신호에 따라 제2 전력 공급부(110b)에 의한 전력 공급량을 조절할 수 있다.The battery monitoring system 140 monitors the state of the batteries of each of the capacitors 120a, 120b and the residual power amount. The power control system 150 generates first and second power control signals for adjusting the power supply amount by the first and second power supply units 110a and 110b according to the residual power amount of each of the capacitors 120a and 120b . The generator engine control system 160a, b may include a first generator engine control system 160a and a second generator engine control system 160b. The first generator engine control system 160a regulates the amount of power supplied by the first power supply 110a in accordance with the first power control signal from the power control system 150. [ The second generator engine control system 160b can adjust the power supply amount by the second power supply unit 110b in accordance with the second power control signal from the power control system 150. [

제1 스위치 보드(130a)는 제1 버스(131a)와 제2 버스(132a) 및 스위치들(136a)을 포함한다. 제1 버스(131a)는 제1 전력 공급기(110a)의 출력단과 제1 축전기(120a)의 충전 단자 간을 연결한다. 제2 버스(132a)는 제1 축전기(120a)의 출력단과 제1 전력 소모부(180a)를 구성하는 복수 개의 제1 전력 부하들의 전력 입력단 간을 연결한다. 제2 스위치 보드(130b)는 제3 버스(131b)와 제4 버스(132b) 및 스위치들(136b)을 포함한다. 제3 버스(131b)는 제2 전력 공급기(110b)의 출력단과 제2 축전기(120b)의 충전 단자 간을 연결한다. 제4 버스(132b)는 제2 축전기(120b)의 출력단과 제2 전력 소모부(180b)를 구성하는 복수 개의 제2 전력 부하들의 전력 입력단 간을 연결한다. 스위치들(136a,b)은 제2 및 제4 버스(132a,b)로부터 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)에 선택적으로 전력을 공급하는 기능을 수행한다.The first switch board 130a includes a first bus 131a, a second bus 132a, and switches 136a. The first bus 131a connects the output terminal of the first power supply 110a and the charging terminal of the first capacitor 120a. The second bus 132a connects the output terminal of the first capacitor 120a and the power input terminals of the plurality of first power loads constituting the first power consumption unit 180a. The second switch board 130b includes a third bus 131b, a fourth bus 132b, and switches 136b. The third bus 131b connects the output terminal of the second power supply 110b and the charging terminal of the second capacitor 120b. The fourth bus 132b connects the output terminal of the second capacitor 120b and the power input terminals of the plurality of second power loads constituting the second power consumption unit 180b. The switches 136a and 136b selectively supply power to the first and second power dissipation units 180a and 180b from the second and fourth buses 132a and 132b.

본 발명의 일 실시 예에서, 제2 버스(132a) 및 제4 버스(132b) 사이에는 제1 스위치 보드(130a)의 제2 버스(132a)와 제2 스위치 보드(130b)의 제4 버스(132b) 간을 선택적으로 연결하는 스위치(137)가 제공될 수 있다. 제1 전력 공급부(110a)나 제2 전력 공급부(110b)의 가동 중단 시 또는 제1 축전기(120a)나 제2 축전기(120b)의 고장 시에 스위치 보드(130)의 스위치(137)에 의해 제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간이 연결되며, 이에 따라 제1 축전기(120a)나 제2 축전기(120b) 중의 어느 하나에 의하여 모든 전력 부하(power load)들로 전력이 공급될 수 있다.The second bus 132a of the first switch board 130a and the fourth bus 132b of the second switch board 130b are connected between the second bus 132a and the fourth bus 132b in one embodiment of the present invention. A switch 137 may be provided for selectively connecting between the switches 132a and 132b. When the operation of the first power supply unit 110a or the second power supply unit 110b is stopped or when the first capacitor 120a or the second capacitor 120b fails, 2 bus 132a and the fourth bus 132b are connected to each other so that power can be supplied to all the power loads by either the first capacitor 120a or the second capacitor 120b have.

본 발명의 실시 예에 의하면, 축전기(120a,b)의 잔류 전력량에 따라 발전기 엔진을 운용하여 발전기 엔진의 불필요한 구동으로 인한 연료 소비를 절감할 수 있으며, CO₂ 발생을 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 전력 소모부(180)에 의한 전력 소비량에 따른 모드 별로 축전기(120a,b)를 충전하기 위한 전력을 공급하는 전력 공급기(111~114)의 개수를 가변적으로 제어할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the fuel consumption due to the unnecessary driving of the generator engine by operating the generator engine according to the residual power amount of the capacitors 120a, 120b, and to minimize the generation of CO ₂ . According to the embodiment of the present invention, the number of power supplies 111 to 114 for supplying electric power for charging the capacitors 120a and 120b is variably controlled according to the power consumption amount by the power consumption unit 180 .

도 3은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 배전 및 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다. 도 3에 도시된 실시 예를 설명함에 있어서, 도 2와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 및 제2 스위치 보드(130a,b) 각각은 제1 스위치(133a,b), 제2 스위치(134a,b) 및 비상 작동 스위치(135a,b)를 더 구비할 수 있다. 도 3의 실시 예에서, 2개의 스위치 보드가 구비되어 있으나, 3개 이상의 스위치 보드로 확장될 수도 있다.3 is a schematic diagram showing a power distribution and control system according to another embodiment of the present invention. In the description of the embodiment shown in FIG. 3, redundant description of the same or corresponding components to those of FIG. 2 may be omitted. 3, each of the first and second switch boards 130a and 130b further includes first switches 133a and 133b, second switches 134a and 134b and emergency operation switches 135a and 135b . In the embodiment of FIG. 3, although two switch boards are provided, they may be extended to three or more switch boards.

제1 스위치 보드(130a)의 제1 스위치(133a)는 제1 전력 공급기들(111, 112)로부터 공급되는 전력을 제1 축전기(120a)에 선택적으로 공급하도록, 제1 전력 공급기들(111, 112)의 출력단과 제1 버스(131a) 간에 설치된다. 제1 스위치 보드(130a)의 제2 스위치(134a)는 제1 축전기(120a)의 전력을 제2 버스(132a)에 선택적으로 공급하도록, 제1 축전기(120a)의 출력단과 제2 버스(132a) 간에 설치된다. 제1 스위치 보드(130a)의 제1 비상 작동 스위치(135a)는 선택적으로 제1 전력 공급부(110a)로부터의 전력을 제1 전력 소모부(180a)로 직접 공급하도록, 제1 버스(131a)와 제2 버스(132a) 간에 설치된다.The first switch 133a of the first switch board 130a is connected to the first power supplies 111 and 112 so as to selectively supply power supplied from the first power supplies 111 and 112 to the first capacitor 120a. 112 and the first bus 131a. The second switch 134a of the first switch board 130a is connected to the output terminal of the first capacitor 120a and the output terminal of the second bus 132a to selectively supply the power of the first capacitor 120a to the second bus 132a. ). The first emergency operation switch 135a of the first switch board 130a selectively supplies power from the first power supply unit 110a to the first power consumption unit 180a through the first bus 131a And the second bus 132a.

제2 스위치 보드(130b)의 제1 스위치(133b)는 제2 전력 공급기들(113, 114)로부터 공급되는 전력을 제2 축전기(120b)에 선택적으로 공급하도록, 제2 전력 공급기들(113, 114)의 출력단과 제3 버스(131b) 간에 설치된다. 제2 스위치 보드(130b)의 제2 스위치(134b)는 제2 축전기(120b)의 전력을 제4 버스(132b)에 선택적으로 공급하도록, 제2 축전기(120b)의 출력단과 제4 버스(132b) 간에 설치된다. 제2 비상 작동 스위치(135b)는 선택적으로 제2 전력 공급부(110b)로부터의 전력을 제2 전력 소모부(180b)로 직접 공급하도록, 제3 버스(131b)와 제4 버스(132b) 간에 설치된다.The first switch 133b of the second switch board 130b is connected to the second power supplies 113 and 114 so as to selectively supply the power supplied from the second power supplies 113 and 114 to the second capacitor 120b. 114 and the third bus 131b. The second switch 134b of the second switch board 130b is connected to the output terminal of the second capacitor 120b and the output terminal of the fourth bus 132b to selectively supply the power of the second capacitor 120b to the fourth bus 132b. ). The second emergency operation switch 135b is selectively provided between the third bus 131b and the fourth bus 132b so that the power from the second power supply 110b is directly supplied to the second power consumption unit 180b. do.

본 발명의 일 실시 예에서, 배터리 감시 시스템(140)은 축전기(120a,b)의 상태, 고장 여부를 모니터링하며, 비상 작동 스위치(135a,b)는 축전기(120a,b)의 고장 시에, 제1 스위치 보드(130a)의 제1 버스(131a)와 제1 스위치 보드(130a)의 제2 버스(132a) 간, 제2 스위치 보드(130b)의 제3 버스(131b)와 제2 스위치 보드(130b)의 제4 버스(132b) 간을 연결하도록 동작할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 축전기(120a,b)의 고장 시 제2 스위치(134a,b)를 개방하고, 비상 작동 스위치(135a,b)를 이용해 축전기(120a,b) 대신 전력 공급부(110a,b)로부터의 전력을 전력 소모부(180)로 직접 공급할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the battery monitoring system 140 monitors the state of the capacitors 120a, b and whether the emergency operation switches 135a, b are in a fault state when the capacitors 120a, The first bus 131a of the first switch board 130a and the second bus 132a of the first switch board 130a, the third bus 131b of the second switch board 130b, And to connect the fourth bus 132b of the second bus 130b. Thus, according to one embodiment of the present invention, when the capacitors 120a, 120b fail, the second switches 134a, b are opened and the emergency operation switches 135a, b are used to replace the capacitors 120a, The power from the supply units 110a, b can be directly supplied to the power consumption unit 180. [

도 4는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 저전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 전력 소모부(180)에 저전력 소요 시, 예를 들어, 선박이 저속 운항하거나 항구에 정박해 있는 경우, 복수 개의 전력 공급기들(111~114) 중 하나의 제1 전력 공급기(111)만을 가동하여 제1 축전기(120a)에 전력을 충전하고, 제1 축전기(120a)에 저장된 전력을 이용해 전력 소모부(180)를 동작시킬 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스위치들(133a,b, 134a,b) 중에서, 가동 중인 하나의 제1 전력 공급기(111)와 제1 버스(131a) 간을 연결하는 하나의 제1 스위치(133a) 및 제1 충전기(120a)와 제2 버스(132a) 간을 연결하는 제2 스위치(134a)만이 온(on)으로 작동되고, 가동되지 않는 제1 전력 공급기(112)와 제1 버스(131a) 간을 연결하는 다른 하나의 제1 스위치(133a), 제2 전력 공급기들(113, 114)과 제3 버스(131b) 간을 연결하는 제1 스위치들(133b) 및 제2 축전기(120b)와 제4 버스(132a) 간을 연결하는 제2 스위치(134a)는 오프(off)로 작동된다.4 is a diagram for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when low power is consumed. Referring to FIG. 4, when the power consuming unit 180 is in a low power state, for example, when the ship is operating at a low speed or is berth in the port, the first power supply of one of the plurality of power supplies 111 to 114 It is possible to operate only the first capacitor 111 to charge the first capacitor 120a and operate the power consuming unit 180 using the power stored in the first capacitor 120a. One first switch 133a that connects the first power supply 111 and the first bus 131a that are in operation among the first and second switches 133a, b, 134a, and b, And only the second switch 134a connecting between the first charger 120a and the second bus 132a are turned on and the first power supply 112 and the first bus 131a, The first switches 133b and the second capacitors 120b connecting the first switch 133a and the second power supplies 113 and 114 and the third bus 131b to each other, And the second switch 134a connecting between the fourth buses 132a is turned off.

제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간을 연결하는 스위치(137)가 온(on)으로 작동되면, 제1 축전기(120a)를 이용해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리 감시 시스템(140)은 제1 축전기(120a)의 전력 잔류량을 감시하며, 전력 제어 시스템(150)은 제1 축전기(120a)의 전력 잔류량, 전력 소모부(180)의 소비 전력량 및 제1 발전기 엔진 제어 시스템(160a)에 의한 가동 중인 하나의 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량으로부터, 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량을 조절하기 위한 전력 제어 신호를 생성하며, 이에 따라 제1 발전기 엔진 제어 시스템(160a)에 의해 가동 중인 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량이 제어된다.When the switch 137 connecting between the second bus 132a and the fourth bus 132b is turned on, the first and second power dissipation units 180a and 180b are activated using the first capacitor 120a, ). &Lt; / RTI > The battery monitoring system 140 monitors the amount of power remaining in the first capacitor 120a and the power control system 150 controls the amount of power remaining in the first capacitor 120a and the amount of power consumed in the power consuming unit 180, Generates a power control signal for regulating the power supply amount of the first power supply 111 from the power supply amount of one first power supply 111 in operation by the engine control system 160a, The power supply amount of the first power supply 111 being operated by the engine control system 160a is controlled.

예시적으로, 제1 축전기(120a)의 전력 잔류량이 미리 설정된 제1 기준 값에 미달하거나, 전력 소모부(180)의 소비 전력량, 또는 전력 소모부(180)의 소비 전력량과 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량의 차이 값이 미리 설정된 제1 비교 값을 초과하는 경우, 전력 제어 시스템(150)은 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량이 증가되도록 하는 전력 제어 신호를 생성하고, 제1 축전기(120a)의 전력 잔류량이 미리 설정된 제2 기준 값을 초과하거나, 전력 소모부(180)의 소비 전력량, 또는 전력 소모부(180)의 소비 전력량과 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량의 차이 값이 미리 설정된 제2 비교 값에 미달하는 경우, 전력 제어 시스템(150)은 제1 전력 공급기(111)의 전력 공급량이 감소되도록 하는 전력 제어 신호를 생성할 수 있다.Illustratively, if the power remaining amount of the first capacitor 120a is lower than a predetermined first reference value, the power consumption of the power consuming unit 180 or the power consumption of the power consuming unit 180, The power control system 150 generates a power control signal for increasing the power supply amount of the first power supply 111, and when the difference value of the power supply amount of the first power supply 111 is greater than the predetermined first comparison value, The power consumption amount of the power consumption unit 180 or the power consumption amount of the power consumption unit 180 and the power consumption amount of the first power supply unit 111 The power control system 150 may generate a power control signal that causes the power supply amount of the first power supply 111 to be reduced when the difference value is less than the preset second comparison value.

도 5는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 중전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 전력 소모부(180)에 중전력 소요 시, 예를 들어, 선박이 중속으로 추진하거나 추가적인 부하 증가가 있는 경우, 복수 개의 전력 공급기들(111~114) 중 하나의 제1 전력 공급기(111)와 하나의 제2 전력 공급기(113)만을 가동하여 제1 축전기(120a)와 제2 축전기(120b)에 전력을 충전하고, 제1 축전기(120a)에 저장된 전력을 이용해 제1 전력 소모부(180a)를 동작시키고, 제2 축전기(120b)에 저장된 전력을 이용해 제2 전력 소모부(180b)를 동작시킬 수 있다.FIG. 5 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when a heavy power is consumed. Referring to FIG. 5, when a heavy power is required in the power consuming unit 180, for example, when the ship is propelled at a medium speed or there is an additional load increase, a first one of the plurality of power supplies 111 to 114 Power is supplied to the first capacitor 120a and the second capacitor 120b by operating only the power supply 111 and one second power supply 113 so that power is supplied to the first capacitor 120a and the second capacitor 120b using the power stored in the first capacitor 120a, The power consumption unit 180a may be operated and the second power consumption unit 180b may be operated using the power stored in the second capacitor 120b.

이때, 제1 및 제2 스위치들(133a,b, 134a,b) 중에서, 가동 중인 하나의 제1 전력 공급기(111)와 제1 버스(131a) 간을 연결하는 하나의 제1 스위치(133a), 가동 중인 하나의 제2 전력 공급기(113)와 제3 버스(131b) 간을 연결하는 하나의 제1 스위치(133b), 제1 충전기(120a)와 제2 버스(132a) 간을 연결하는 제2 스위치(134a) 및 제2 충전기(120b)와 제4 버스(132b) 간을 연결하는 제2 스위치(134b)만이 온(on)으로 작동되고, 가동되지 않는 제1 전력 공급기(112)와 제1 버스(131a) 간을 연결하는 다른 하나의 제1 스위치(133a) 및 가동되지 않는 제2 전력 공급기(114)와 제3 버스(131b) 간을 연결하는 다른 하나의 제1 스위치(133b)는 오프(off)로 작동된다.One first switch 133a that connects the first power supply 111 and the first bus 131a that are in operation among the first and second switches 133a, b, 134a, and b, A first switch 133b for connecting the first power supply 113 and the third bus 131b in operation and a first switch 133b for connecting the first charger 120a and the second bus 132a, Only the second switch 134b connecting the second switch 134a and the second charger 120b to the fourth bus 132b is turned on and the first power supply 112 and the second switch 134b, The other first switch 133a for connecting the first bus 131a and the other first switch 133b for connecting the third bus 131b and the second power supply 114 that are not in operation Off < / RTI >

배터리 감시 시스템(140)은 제1 및 제2 축전기(120a,b)의 전력 잔류량을 감시하며, 전력 제어 시스템(150)은 제1 및 제2 축전기(120a,b) 각각의 전력 잔류량, 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량 및 제1 및 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)에 의해 가동 중인 하나의 제1 전력 공급기(111) 및 하나의 제2 전력 공급기(113)의 전력 공급량으로부터, 제1 및 제2 전력 공급기(111,113) 각각의 전력 공급량을 조절하기 위한 제1 및 제2 전력 제어 신호를 생성하며, 이에 따라 제1 및 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)에 의해 가동 중인 제1 및 제2 전력 공급기(111,113)의 전력 공급량이 제어된다.The battery monitoring system 140 monitors the power remaining amount of the first and second capacitors 120a and 120b and the power control system 150 monitors the power remaining amount of each of the first and second capacitors 120a and 120b, And the first and second power supplies 111 and 112 that are activated by the first and second generator engine control systems 160a and 160b, 113 to generate first and second power control signals for regulating the power supply amount of each of the first and second power supplies 111, 113 so that the first and second generator engine control systems 160a , b) controls the power supply amounts of the first and second power supplies (111, 113) in operation.

예시적으로, 제1 및 제2 축전기(120a,b)의 전력 잔류량이 미리 설정된 제1 기준 값에 미달하거나, 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량, 또는 각 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량과 가동 중인 각 전력 공급기(111, 113)의 전력 공급량의 차이 값이 미리 설정된 제1 비교 값을 초과하는 경우, 전력 제어 시스템(150)은 가동 중인 제1 및 제2 전력 공급기(111, 113)의 전력 공급량이 증가되도록 하는 전력 제어 신호를 생성하고, 제1 및 제2 축전기(120a,120b)의 전력 잔류량이 미리 설정된 제2 기준 값을 초과하거나, 각 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량, 또는 각 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량과 가동 중인 각 전력 공급기(111, 113)의 전력 공급량의 차이 값이 미리 설정된 제2 비교 값에 미달하는 경우, 전력 제어 시스템(150)은 가동 중인 제1 및 제2 전력 공급기(111, 113)의 전력 공급량이 감소되도록 하는 제1 및 제2 전력 제어 신호를 생성할 수 있다.Illustratively, if the power remaining amount of the first and second capacitors 120a, 120b is below a predetermined first reference value, or the power consumption of the first and second power consumption units 180a, b, When the difference between the power consumption of the units 180a and 180b and the power supply amount of each of the power supplies 111 and 113 in operation exceeds a preset first comparison value, the power control system 150 controls the first and second Generates a power control signal for increasing the power supply amount of the first and second power supplies 111 and 113 so that the power remaining amount of the first and second capacitors 120a and 120b exceeds a predetermined second reference value, The difference between the power consumption amount of the consumable parts 180a and 180b or the power consumption amount of each power consumption part 180a and b and the power supply amount of each of the power supplies 111 and 113 in operation is less than a preset second comparison value The power control system 150 controls the first and second power supplies 111 and 113 in operation, It may generate a first and second power control signals to decrease the power supply.

도 6은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 고전력 소요 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 전력 소모부(180)에 고전력 소요 시, 예를 들어, 선박이 고속으로 추진하고 있는 경우, 모든 전력 공급기들(111~114)을 가동하여 제1 및 제2 축전기(120a,b)에 전력을 충전하고, 제1 및 제2 축전기(120a,b)에 저장된 전력을 이용해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)를 동작시킬 수 있다. 이때, 모든 제1 및 제2 스위치들(133a,b, 134a,b)이 온(on)으로 작동된다.FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 when high power is consumed. Referring to FIG. 6, when the power consuming unit 180 is in a high power state, for example, when the ship is propelling at a high speed, all of the power supplies 111 to 114 are operated to connect the first and second capacitors 120a, b to operate the first and second power dissipation units 180a and 180b using the power stored in the first and second capacitors 120a and 120b. At this time, all of the first and second switches 133a, b, 134a, and b are turned on.

배터리 감시 시스템(140)은 제1 및 제2 축전기(120a,b)의 전력 잔류량을 감시하며, 전력 제어 시스템(150)은 제1 및 제2 축전기(120a,b) 각각의 전력 잔류량, 각 전력 소모부(180a,b)의 소비 전력량 및 각 전력 공급부(110a,b)의 전력 공급량으로부터, 제1 및 제2 전력 공급부(110a,b) 각각의 전력 공급량을 조절하기 위한 제1 및 제2 전력 제어 신호를 생성하며, 이에 따라 제1 및 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160a,b)에 의해 각 전력 공급기(111~114)의 전력 공급량이 제어된다. 제1 및 전력 소모부(180a) 중 어느 하나, 예를 들어, 제2 전력 소모부(180b)의 전력 소비량이 증가되는 경우로서, 축전기(120a,b)와 전력 공급부(110)의 현재 전력 공급량에 의해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)의 현재 전력 소비량을 지원하는 것이 가능한 경우에는, 제2 전력 공급부(180b)의 전력 공급량을 늘리는 대신, 제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간을 스위치(137)로 연결하여 불필요한 전력 생산으로 인해 연료가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.The battery monitoring system 140 monitors the power remaining amount of the first and second capacitors 120a and 120b and the power control system 150 monitors the power remaining amount of each of the first and second capacitors 120a and 120b, The first and second power supplies 110a and 110b for adjusting the power supply amounts of the first and second power supply units 110a and 110b from the power consumption amounts of the power consumption units 110a and 110b and the power supply amounts of the power supply units 110a and 110b, And the power supply amount of each of the power supplies 111 to 114 is controlled by the first and second generator engine control systems 160a and 160b. The current power supply amount of the capacitors 120a and 120b and the power supply unit 110 is increased when the power consumption of either the first power consumption unit 180a or the second power consumption unit 180b is increased, It is possible to increase the power supply amount of the second power supply unit 180b by increasing the power supply amount of the second bus 132a and the fourth power supply unit 180a, And the bus 132b is connected to the switch 137 to prevent the fuel from being wasted due to unnecessary power generation.

도 7은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 발전기 1대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 제2 전력 공급부(110b)의 어느 한 전력 공급기(114)에 고장 발생 시, 대응하는 제1 스위치(133b)가 오프(off)로 동작될 수 있다. 제2 전력 공급부(110b)의 모든 전력 공급기들(113, 114)에 고장 발생 시, 제2 스위치 보드(130b)의 제1 스위치(133b)들 및 제2 스위치 보드(130b)의 제2 스위치(134b)는 오프(off)로 동작될 수 있다. 이때에는 제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간을 스위치(137)로 연결시켜, 제1 축전기(120a)에 의해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)에 전력을 공급할 수도 있다.FIG. 7 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of one generator. Referring to FIG. 7, when a failure occurs in one of the power supplies 114 of the second power supply unit 110b, the corresponding first switch 133b may be turned off. The first switch 133b of the second switch board 130b and the second switch of the second switch board 130b are turned on when all the power supplies 113 and 114 of the second power supply unit 110b fail, 134b may be operated off. At this time, a switch 137 is connected between the second bus 132a and the fourth bus 132b to supply power to the first and second power dissipation units 180a and 180b by the first capacitor 120a It is possible.

도 8은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 발전기 2대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 제1 전력 공급부(110a)의 어느 한 전력 공급기(112)와 제2 전력 공급부(110b)의 어느 한 전력 공급기(114)의 고장 발생 시, 고장 발생한 전력 공급기(112, 114)에 대응하는 제1 스위치(133a,b)를 차단할 수 있으며, 정상 가동하는 나머지 제1 전력 공급기(111)와 제2 전력 공급기(113)을 이용해 제1 및 제2 축전기(120a,b)를 충전할 수 있다.FIG. 8 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of two generators. 8, when a failure occurs in one of the power supplies 112 of the first power supply unit 110a and the power supply 114 of the second power supply unit 110b, the failed power supply units 112 and 114 B of the first and second capacitors 120a and 120b can be shut off by using the first power supply 111 and the second power supply 113 that are normally operating, It can be charged.

도 9는 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 1대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 배터리 감시 시스템(140)은 축전기(120a,b)의 고장 여부를 모니터링하며, 전력 제어 시스템(150)은 배터리 감시 시스템(140)의 모니터링 결과에 따라 제1 및 제2 전력 공급부(110a,b)를 가동시키거나 가동을 중단시키도록 하는 전력 제어 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 축전기(120b)에 고장 발생시, 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160b)은 제2 전력 공급부(110b)의 가동을 중단시키는 전력 제어 신호를 전력 제어 시스템(150)으로부터 수신하고, 그에 따라 제2 전력 공급기들(113, 114)의 가동을 중단시킬 수 있다. 이때, 제2 스위치 보드(130b)의 제1 스위치들(133b)과 제2 스위치(134b)는 오프(off)로 동작되지만, 스위치(137)를 온(on)으로 동작시켜 제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간을 연결하는 것에 의해, 제1 축전기(120a)의 전력을 이용해 제1 전력 소모부(180a)는 물론, 제2 전력 소모부(180b)에도 전력을 공급할 수 있다.FIG. 9 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of one capacitor. 9, the battery monitoring system 140 monitors the failure of the capacitors 120a, 120b and the power control system 150 monitors the first and second power It is possible to generate a power control signal that causes the supply units 110a, b to start or stop operating. 9, when a failure occurs in the second capacitor 120b, the second generator engine control system 160b outputs a power control signal for stopping the operation of the second power supply unit 110b to power control May receive from system 150 and thereby halt the operation of second power supplies 113,114. At this time, the first switches 133b and the second switches 134b of the second switch board 130b are turned off, but the switch 137 is turned on so that the second bus 132a And the fourth bus 132b to supply power to the first power consumption unit 180a as well as the second power consumption unit 180b by using the power of the first capacitor 120a .

도 10은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 1대 고장 시의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 전력 소모부(180)에 의해 전력 소요 시에, 전력 제어 시스템(150)은 제2 축전기(120b)에 고장이 발생하더라도, 제2 전력 공급부(110b)의 가동을 중단시키는 전력 제어 신호를 제2 발전기 엔진 제어 시스템(160b)으로 전송하는 대신, 제2 전력 공급부(110b)의 전력을 직접 제4 버스(132b)로 공급하도록 제2 비상 작동 스위치(135b)를 온(on)으로 동작시킨 상태에서 제2 전력 공급부(110b)를 가동시키는 전력 제어 신호를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 제2 스위치 보드(130b)의 제1 스위치들(133b)은 온(on)으로 동작되고, 제2 스위치(134b)는 오프(off)로 동작되며, 제1 전력 소모부(180a)는 제1 축전기(120a)로부터 전력을 공급받아 구동되고, 제2 전력 소모부(180b)는 제1 전력 공급부(110b)로부터 제1 스위치(133b), 비상 작동 스위치(135b), 제2 스위치(134b) 및 제4 버스(132b)를 통해 실시간으로 전력을 공급받아 구동될 수 있다.10 is a view for explaining another operation of the power distribution and control system shown in Fig. 3 when one capacitor fails; Fig. 10, when the power is consumed by the power consumption unit 180, the power control system 150 may stop the operation of the second power supply unit 110b even if a failure occurs in the second capacitor 120b Instead of transmitting the power control signal to the second generator engine control system 160b, the second emergency operation switch 135b is turned on to supply the power of the second power supply 110b directly to the fourth bus 132b The second power supply unit 110b may be operated with a power control signal for activating the second power supply unit 110b. In this case, the first switches 133b of the second switch board 130b are turned on, the second switch 134b is turned off, the first power consumption unit 180a, And the second power consumption unit 180b is driven by the first capacitor 120a from the first power supply unit 110b to the first switch 133b, the emergency operation switch 135b, the second switch 134b and the fourth bus 132b in real time.

도 11은 도 3에 도시된 전력 배전 및 제어 시스템의 축전기 2대 고장 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 모든 축전기(120a,b)에 고장 발생 시, 제1 전력 공급부(110a)의 전력을 제2 버스(132a)로 공급하도록 제1 비상 작동 스위치(135a)를 온(on)으로 동작시킬 수 있다. 이러한 경우, 제1 스위치 보드(130a)의 제1 스위치들(133a)과 제1 비상 작동 스위치(135a) 및 제2 버스(132a)와 제4 버스(132b) 간의 스위치(137)는 온(on)으로 동작되고, 제1 스위치 보드(130a)의 제2 스위치(134a), 제2 스위치 보드(130b)의 제1 스위치들(133b), 제2 스위치(134b)는 오프(off)로 동작될 수 있다. 이에 따라, 제1 전력 공급부(110a)에 의해 제1 비상 작동 스위치(135a)를 통해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)로 전력을 공급할 수 있다. 선박의 고속 추진시와 같이 전력 소모부(180)에 의해 고전력 소요시에는 전력 공급기들(111~114)을 모두 가동한 상태에서 제1 및 제2 비상 작동 스위치(135a,b)를 모두 온(on)으로 동작시켜, 제1 및 제2 전력 공급부(110a,b)에 의해 제1 및 제2 전력 소모부(180a,b)로 전력을 공급할 수도 있다.FIG. 11 is a view for explaining the operation of the power distribution and control system shown in FIG. 3 at the time of failure of two capacitors. 11, when a failure occurs in all of the capacitors 120a and 120b, the first emergency operation switch 135a is turned on to supply power of the first power supply unit 110a to the second bus 132a, . In this case, the switch 137 between the first switches 133a of the first switch board 130a and the first emergency operation switch 135a and between the second bus 132a and the fourth bus 132b is turned on And the second switch 134a of the first switch board 130a and the first switches 133b and the second switch 134b of the second switch board 130b are operated to be off . Accordingly, the first power supply unit 110a can supply power to the first and second power dissipation units 180a and 180b through the first emergency operation switch 135a. When the high power is consumed by the power consuming unit 180 as in the case of the high speed propulsion of the ship, the first and second emergency operation switches 135a and 135b are all turned on in a state in which all the power supplies 111 to 114 are operated on to supply power to the first and second power consumption units 180a and 180b by the first and second power supply units 110a and 110b.

이상의 실시 예에 의하면, 전기 추진 선박에서 최소 10%의 연비를 절감할 수 있다. 이상의 실시 예에서, 2개의 전력 공급부와 2개의 축전기가 병렬로 확장된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 전력 공급부와 축전기는 3개 이상의 병렬 구조로 확장될 수도 있다. 배터리 감시 시스템(140), 전력 제어 시스템(150) 및 배전반(170)의 ICMS 중 둘 이상의 시스템은 하나 이상의 시스템으로 통합될 수도 있다. 배터리 감시 시스템(140), 전력 제어 시스템(150) 및 배전반(170)의 ICMS 간의 통신 연결은 데이터 네트워크(data network) 통신 방식, 하드와이어(hardwired) 통신 방식, 직렬(serial communication) 통신 방식 등의 다양한 방식으로 수행될 수 있다.According to the above embodiment, it is possible to reduce the fuel consumption of at least 10% in the electric propulsion vessel. In the above embodiment, two power supply units and two capacitors are expanded in parallel. However, the power supply unit and the capacitor may be extended to three or more parallel structures. Two or more of the ICMS of the battery monitoring system 140, the power control system 150 and the switchboard 170 may be integrated into one or more systems. The communication connection between the ICMS of the battery monitoring system 140, the power control system 150 and the switchboard 170 may be a data network communication method, a hardwired communication method, a serial communication communication method, or the like. Can be performed in various ways.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and the technical scope of protection of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.

100: 전력 배전 및 제어 시스템 110: 전력 공급부
110a: 제1 전력 공급부 110b: 제2 전력 공급부
111~114: 전력 공급기 120a: 제1 축전기
120b: 제2 축전기 130: 스위치 보드
130a: 제1 스위치 보드 130b: 제2 스위치보드
131a: 제1 버스 131b: 제3 버스
132a: 제2 버스 132b: 제4 버스
133a,b: 제1 스위치 134a,b: 제2 스위치
135a: 제1 비상 작동 스위치 135b: 제2 비상 작동 스위치
136a,b: 스위치 137: 스위치
140: 배터리 감시 시스템 150: 전력 제어 시스템
160a: 제1 발전기 엔진 제어시스템 160b: 제2 발전기 엔진 제어시스템
170: 배전반 180: 전력 소모부
180a: 제1 전력 소모부 180b: 제2 전력 소모부100: Power distribution and control system 110: Power supply
110a: first power supply unit 110b: second power supply unit
111 to 114: power supply 120a: first capacitor
120b: second capacitor 130: switch board
130a: first switch board 130b: second switch board
131a: first bus 131b: third bus
132a: second bus 132b: fourth bus
133a, b: first switch 134a, b: second switch
135a: first emergency operation switch 135b: second emergency operation switch
136a, b: switch 137: switch
140: Battery monitoring system 150: Power control system
160a: first generator engine control system 160b: second generator engine control system
170: Distribution board 180: Power consumption unit
180a: first power consumption unit 180b: second power consumption unit

Claims

A power supply unit for supplying power;
A capacitor for storing power supplied from the power supply unit;
A switch board for supplying power stored in the capacitor to the power consuming unit;
A battery monitoring system for monitoring a residual power amount of the capacitor; And
And a power control system for generating a power control signal for adjusting a power supply amount by the power supply unit according to a residual power amount of the capacitor.

The method according to claim 1,
And a generator engine control system for adjusting the power supply amount by the power supply unit in accordance with the power control signal.

The method according to claim 1,
Wherein the power control system is configured to calculate the remaining power amount information of the capacitor provided from the battery monitoring system and the power consumption amount information of the power supply unit provided from the battery monitoring system or the switchboard and the power consumption amount information by the power consumption unit And generating the power control signal for regulating the power supply.

The method according to claim 1,
Wherein the power supply unit includes a plurality of power supplies,
Wherein the power consuming unit includes a plurality of power loads,
The switch board includes:
A first bus connecting an output terminal of each of the plurality of power supplies and a charging terminal of the capacitor; And
And a second bus connecting the output of the capacitor and the power input of each of the plurality of power loads.

5. The method of claim 4,
Wherein the switchboard further comprises a first switch installed between the output of each power supply and the first bus to selectively supply power supplied from each power supply to the capacitor.

6. The method of claim 5,
Wherein the switch board further comprises a second switch installed between the output of the capacitor and the second bus to selectively supply power of the capacitor to the second bus.

5. The method of claim 4,
And an emergency operating switch provided between the first bus and the second bus to selectively supply power from the power supply directly to the power consumption unit.

8. The method of claim 7,
The battery monitoring system monitors whether the capacitor is faulty,
The emergency operation switch being operative to connect between the first bus and the second bus in the event of failure of the capacitor.

The method according to claim 1,
The power control system includes:
And generates the power control signal such that the number of the power supplies for supplying electric power for charging the capacitor is varied for each mode according to the power consumption by the power consumption unit.

The method according to claim 1,
The power supply unit includes:
A first power supply for supplying power; And
And a second power supply for supplying power,
The capacitor
A first capacitor for storing power supplied from the first power supply; And
And a second capacitor for storing power supplied from the second power supply,
The switch board includes:
A first switch board for supplying power stored in the first capacitor to the first power consumption unit; And
And a second switch board for supplying power stored in the second capacitor to a second power consumption unit,
The battery monitoring system monitors the residual power amount of each capacitor,
The power control system includes a power distribution and control unit for generating a first power control signal and a second power control signal for adjusting a power supply amount by the first power supply unit and the second power supply unit according to a residual power amount of each capacitor, system.