KR102232570B1 - 발전엔진의 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

발전엔진의 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전엔진의 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진을 제어하는 시스템에 있어서, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 저장부; 상기 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 전력 파악부; 및 상기 발전엔진의 부하를 제어하는 부하 제어부를 포함하며, 상기 부하 제어부는, 상기 발전엔진의 병렬운전 구현 시, 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 상기 발전엔진의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전엔진의 제어 시스템 및 방법{A system and method for controlling the generator engine}
본 발명은 발전엔진의 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
선박은 바다를 항해하며 다양한 화물을 운반하는 수단이다. 선박에 의해 이송되는 화물은 원유, 액화가스, 컨테이너, 차량, 곡물 등이며, 운반하는 화물에 따라 선박의 종류가 구분된다.
다만 대부분의 선박은 프로펠러를 이용한 추진을 사용한다. 프로펠러는 복수 개의 날개를 갖고 엔진에 연결된 축에 맞물려 회전하며, 회전 시 발생하는 후류의 반작용을 이용해 추진력을 얻는다.
프로펠러의 회전을 위해서 선박의 선미에는 엔진이 마련된다. 이때 엔진은 내연기관으로 연료를 소비하여 회전력을 발생시키는데, 엔진이 소비하는 연료는 디젤오일, 액화가스 등 다양할 수 있다.
엔진은 프로펠러와 축으로 맞물려 프로펠러를 직접 회전시키는 엔진일 수 있지만, 프로펠러에 연결되는 모터에 전기를 전달하기 위해 전력을 생산하는 발전엔진일 수도 있다.
또한 프로펠러에 축으로 직접 연결되는 엔진이 마련되는 경우라 하더라도, 선박에는 선박 내에서 사용하는 전기들을 생산하기 위한 발전엔진이 마련될 수 있다.
발전엔진은 복수 개로 마련될 수 있는데, 선박이 필요로 하는 전기량에 따라 발전엔진의 부하가 결정될 수 있다. 그런데 종래의 경우 발전엔진은 모두 균등한 부하를 갖도록 제어되었는바, 발전엔진의 연료소비율(SFOC; Specific Fuel Oil Consumption) 등이 고려되지 못함에 따라, 발전효율이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수 개의 발전엔진에 대해 균등 부하 외에 비균등 부하의 선택이 가능하도록 하면서, 연료소비율이 절감되는 제어를 구현하여 발전 효율을 극대화할 수 있는 발전엔진의 제어 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 시스템은, 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진을 제어하는 시스템에 있어서, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 저장부; 상기 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 전력 파악부; 및 상기 발전엔진의 부하를 제어하는 부하 제어부를 포함하며, 상기 부하 제어부는, 상기 발전엔진의 병렬운전 구현 시, 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 상기 발전엔진의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 부하 제어부는, 상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 상기 발전엔진만 가동하는 단독운전을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하 제어부는, 상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 상기 발전엔진을 가동하는 병렬운전을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하 제어부는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 기준값 이하인 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하 제어부는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하 제어부는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 기준값 이하로 유지되는 경우, 상기 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 방법은, 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진을 제어하는 방법에 있어서, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 단계; 상기 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 단계; 및 상기 발전엔진의 부하를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 발전엔진의 병렬운전 구현 시, 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 상기 발전엔진의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 상기 발전엔진만 가동하는 단독운전을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 상기 발전엔진을 가동하는 병렬운전을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 기준값 이하인 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하를 제어하는 단계는, 상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 기준값 이하로 유지되는 경우, 상기 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발전엔진의 제어 시스템 및 방법은, 발전엔진들을 균등 부하로 제어하되, 연료소비율을 고려하여 비균등 부하로도 제어함으로써 발전효율을 대폭 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 방법의 부분 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 시스템의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 시스템(1)은, 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진(2)을 제어하는 시스템에 있어서, 저장부(10), 전력 파악부(20), 부하 제어부(30)를 포함한다.
저장부(10)는, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 저장한다. 발전엔진(2)은 선박 내에 복수 개로 마련될 수 있으며, 선박의 엔진룸 등의 공간에 위치할 수 있다.
복수 개의 발전엔진(2)은 동종일 수 있고, 또는 이종일 수 있다. 발전엔진(2)이 갖는 최대 발전량은 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한 발전엔진(2)이 동종이고 최대 발전량이 서로 같더라도, 부하에 따른 연료소비율이 다를 수도 있다.
발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율은 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에 도시된 바와 같이, 발전엔진(2)의 연료소비율은 발전엔진(2)의 제작 시 발전엔진(2)의 제원으로서 결정될 수 있다.
이때 연료소비율은, 부하가 0%에서 100%까지 변동할 때 함께 변동할 수 있는데, 도 3에 나타난 발전엔진(2)의 경우 80% 내외에서 최소의 연료소비율을 갖는다. 80%에서 부하가 증가하면 연료소비율이 증가하며, 80%에서 부하가 감소하더라도 연료소비율이 증가하게 될 수 있다.
도 3은 발전엔진(2)이 갖는 부하에 따른 연료소비율의 예시에 불과하며, 발전엔진(2)이 갖는 연료소비율은 다양하게 달라질 수 있다. 일례로 연료소비율은 부하의 증가에 따라 단순 증가하는 값일 수 있고, 또는 보다 복잡한 양상으로 나타날 수도 있다.
저장부(10)는 발전엔진(2)의 연료소비율을 도 3과 같은 그래프 형태로 저장할 수 있고, 또는 테이블 등의 다양한 형태로 저장할 수 있다. 즉 저장부(10)에 저장되는 연료소비율의 저장 방식은 특별히 한정되지 않는다.
전력 파악부(20)는, 선박에서 요구되는 전력을 파악한다. 이때 선박에서 요구되는 전력이라 함은, 선박의 추진에 필요한 전력, 선박 내에서 선원이 생활하기 위해 필요한 전력 등을 포함할 수 있다.
선박에서 요구되는 전력은, 발전엔진(2)에 의해 생성되어야 하는 전력을 의미할 수 있다. 만약 선박 내에 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Saving System)이 마련되어 전력의 저장이 이루어진다면, 전력 파악부(20)는 현재 에너지 저장 시스템의 저장 전력 잔량을 파악하고, 선박에서 요구되는 총 전력 중에서 현재 저장된 전력 잔량을 고려하여 발전엔진(2)에 의해 생성되어야 하는 전력을 계산할 수 있다.
물론 에너지 저장 시스템은 일정량 이상의 전력을 항상 저장해야 할 수 있으므로, 전력 파악부(20)는, 선박에서 요구되는 총 전력에서 저장된 전력을 단순히 차감하는 대신, 저장된 전력 중 일부를 차감하는 등의 방식을 이용하여 발전엔진(2)에 의해 발전되어야 하는 전력을 계산할 수 있다.
이 외에도 전력 파악부(20)는 다양한 방법을 이용하여 전력을 파악할 수 있지만, 본 실시예에서 전력 파악부(20)에 의해 파악되는 전력은 적어도 발전엔진(2)에 의해 생성되어야 하는 전력으로 이해될 수 있다.
부하 제어부(30)는, 발전엔진(2)의 부하를 제어한다. 부하 제어부(30)는 발전엔진(2)을 직접 제어하여 발전엔진(2)의 부하를 조절할 수 있고, 또는 발전엔진(2)이 가져야 하는 최적의 부하를 안내해 줌으로써 선박 내 선원이 직접 발전엔진(2)의 부하를 조절하도록 할 수 있다. 이하에서 부하 제어부(30)가 구현한다는 것은, 부하 제어부(30)가 안내한다는 의미로도 해석될 수 있음을 알려둔다.
부하 제어부(30)는, 발전엔진(2)의 단독운전과 병렬운전을 구현할 수 있다. 전력 파악부(20)에 의하여 파악되는 선박에서 요구되는 전력이, 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 발전엔진(2)만 가동하는 단독운전을 구현할 수 있다.
단독운전의 구현과 관련하여, 앞서 설명한 바와 같이 발전엔진(2)의 최대 발전량은 각각 다를 수 있다. 이때 부하 제어부(30)는, 발전량이 큰 하나의 발전엔진(2)으로 선박에서 요구되는 전력이 커버될 수 있는 수준이라면, 발전량이 상대적으로 작은 둘 이상의 발전엔진(2)을 가동하는 병렬운전을 구현하는 대신, 발전량이 큰 하나의 발전엔진(2)을 가동하는 단독운전을 우선적으로 구현할 수 있다.
즉 부하 제어부(30)는, 발전엔진(2)의 단독운전을 우선적으로 구현할 수 있다. 이는 복수 개의 발전엔진(2)을 적절한 부하로 병렬운전하는 것보다, 적어도 일부의 발전엔진(2)을 가동하지 않는 것이 오히려 연료소모에 이득이 될 수 있기 때문이다.
특히 선박에서 요구되는 전력이 단독운전을 겨우 넘는 수준인 경우, 발전엔진(2)을 병렬로 운전할 경우에는 후술하는 바와 같이 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값 등을 넘지 못해 가동 안정성을 보장하지 못할 수 있다. 따라서 이를 사전에 방지하기 위해 부하 제어부(30)는 단독운전을 우선시 할 수 있다.
다만 부하 제어부(30)는, 선박에서 요구되는 전력이 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 (최대) 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 발전엔진(2)을 가동하는 병렬운전을 구현할 수 있다.
병렬운전의 경우, 종래에는 발전엔진(2)들의 부하를 모두 균등하게 하는 균등 부하운전만이 사용되었다. 그러나 본 실시예는, 발전엔진(2)의 연료소비율을 고려하여 비균등 부하운전을 구현할 수 있다.
구체적으로 부하 제어부(30)는, 발전엔진(2)의 병렬운전 구현 시, 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 발전엔진(2)의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현할 수 있다.
여기서 발전엔진(2)의 부하가 비균등하게 배분된다는 것은 모든 발전엔진(2)의 부하가 다름을 한정 의미하는 것이 아니며, 둘 이상의 발전엔진(2)이 가동되되 발전엔진(2)의 부하가 모두 같은 균등 부하운전을 제외하는 모든 상태를 포괄적으로 의미하는 것이다.
또한 총 연료소비율이라 함은, 각 발전엔진(2)마다 부하에 따라 산출되는 연료소비율을 단순 합산하는 값일 수 있고, 또는 발전엔진(2)의 제원에 따라 연료소비율을 보정하여 합산하는 값 등 다양한 계산에 의해 이루어지는 값일 수 있다.
부하 제어부(30)는, 발전엔진(2)의 부하를 다양하게 변경해가면서 총 연료소비율이 최소가 되는 조합을 찾아낼 수 있다. 이를 위해 부하 제어부(30)의 작동은 반복적으로 이루어질 수 있다.
그런데 부하 제어부(30)가 최적의 비균등 부하운전을 도출해냈다고 하더라도, 총 연료소비율이 균등 부하운전보다 개선되지 않았거나 크게 개선되지 않았을 수 있다.
이 경우 본 실시예는, 부하 제어부(30)가 균등 부하운전을 구현하도록 할 수 있다. 즉 부하 제어부(30)에 의해 도출되는 비균등 부하운전의 총 연료소비율이, 균등 부하운전의 총 연료소비율 대비 더 높거나 또는 일정 범위 이내로 근접하는 경우, 제어의 편의성 등을 위하여 균등 부하운전이 부하 제어부(30)에 의해 구현될 수 있다.
또는 부하 제어부(30)는, 병렬운전 구현 시 비균등 부하운전으로 한정하지 않고, 연료소비율을 고려하여 총 연료소비율이 최소가 되는 부하 배분의 조합을 산출해낼 수 있다. 이 경우 균등 부하운전보다 총 연료소비율이 좋지 않은 비균등 부하운전이 부하 제어부(30)에 의해 구현되는 것이 사전에 방지될 수 있다.
부하 제어부(30)에 의해 구현되는 비균등 부하운전은 부하에 따른 연료소비율을 낮추는데 초점을 맞추게 된다. 그런데 발전엔진(2)의 부하가 너무 낮으면, 총 연료소비율을 줄일 수 있다 하더라도 부하가 낮은 발전엔진(2)에는 효율 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 부하 제어부(30)는 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값 이하로 유지되는 경우, 균등 부하운전을 구현할 수 있다. 여기서 제1 기준값은 10 내지 20%의 부하일 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다.
부하 제어부(30)에 의해 도출되는 비균등 부하운전 시, 각 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값을 넘어선다면, 균등 부하운전보다 비균등 부하운전이 바람직할 수 있다.
그런데 제1 기준값을 넘어서더라도, 제1 기준값에 근접하여 장시간 가동될 경우에는 효율이 저하될 수 있다. 따라서 부하 제어부(30)는, 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 일정시간동안 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 균등 부하운전을 구현할 수 있다.
여기서 제2 기준값은 제1 기준값보다 높을 수 있고, 일례로 20 내지 30%의 부하일 수 있지만 물론 수치가 반드시 한정되는 것은 아니다.
이때 부하 제어부(30)는, 균등 부하운전을 구현하거나, 또는 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경할 수 있다. 즉 비균등 부하운전의 조합을 재도출해냄으로써, 발전엔진(2)의 부하가 제2 기준값도 넘도록 할 수 있다.
물론 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값에 미달할 경우에도, 부하 제어부(30)는 균등 부하운전을 구현하거나 또는 비균등 부하운전의 재조합을 실시할 수 있다.
이러한 과정을 통해 복수 개의 발전엔진(2)들은, 연료소비율이 최소가 되는 상태로 안정적인 가동을 구현하게 되므로, 연료 소모량을 절감할 수 있으며, 또한 배기량도 절감이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진의 제어 방법의 부분 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전엔진(2)의 제어 방법은, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 단계(S10), 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 단계(S20), 발전엔진(2)의 부하를 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
단계 S10에서는, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 저장한다. 복수 개의 발전엔진(2)은 각각 제원으로서 연료소비율을 가질 수 있으며, 연료소비율은 부하에 따라 변동하는 값일 수 있다.
연료소비율의 저장은 앞서 저장부(10)에서 설명한 내용과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
단계 S20에서는, 선박에서 요구되는 전력을 파악한다. 선박에서 요구되는 전력은 추진에 필요한 전력뿐만 아니라 선원의 거주에 필요한 전력 등을 모두 포함할 수 있고, 또는 전기추진 방식이 아닌 선박의 경우 추진에 필요한 전력은 제외될 수 있다.
앞서 전력 파악부(20)에서 설명한 바와 같이, 단계 S20에서 파악되는 선박에서 요구되는 전력은, 발전엔진(2)에 의해 생성되어야 하는 전력일 수 있다.
단계 S30에서는, 발전엔진(2)의 부하를 제어한다. 발전엔진(2)의 부하를 제어하는 것은 발전엔진(2)의 부하를 실제로 변동시키는 직접 제어를 의미할 수 있으며, 또는 발전엔진(2)의 최적 부하를 안내하여 주고 선원이 이에 따라 발전엔진(2)의 부하를 변동하도록 하는 간접 제어를 의미할 수 있다.
발전엔진(2)의 부하를 제어하기 위해 단계 S30은 도 3에 나타난 바와 같이, 선박에서 요구되는 전력이 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 발전엔진(2)만 가동하는 단독운전을 구현하는 단계(S31), 선박에서 요구되는 전력이 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 발전엔진(2)을 가동하는 병렬운전을 구현하는 단계(S32), 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 발전엔진(2)의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하는 단계(S33), 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값 이하인 경우, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 단계(S34), 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 일정시간동안 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 단계(S35), 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 일정시간동안 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.
단계 S31에서는, 선박에서 요구되는 전력이 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 발전엔진(2)만 가동하는 단독운전을 구현한다.
이때 단독운전은, 선박에서 요구되는 전력이 복수 개의 발전엔진(2) 중 발전량이 가장 큰 발전엔진(2)의 100% 부하로 해소되지 못하는 수준에 도달하지 않는 한, 유지될 수 있다.
단계 S32에서는, 선박에서 요구되는 전력이 발전엔진(2)의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 발전엔진(2)을 가동하는 병렬운전을 구현한다. 병렬운전은 둘 이상의 발전엔진(2)이 가동하는 경우를 의미하며, 모든 발전엔진(2)이 가동하는 경우로 한정되지 않는다.
병렬운전은 균등 부하운전과 비균등 부하운전으로 나뉠 수 있는데, 이하에서 발전엔진(2)의 부하는 연료소비율을 고려하여 비균등 부하운전으로 구현될 수 있다.
단계 S33에서는, 발전엔진(2)의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 발전엔진(2)의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현한다.
발전엔진(2)의 연료소비율은 부하에 따라 다른데, 각 발전엔진(2)마다 연료소비율이 최소가 되는 부하 역시 다를 수 있다. 앞서 부하 제어부(30)에서 설명한 바와 같이, 본 단계에서는 발전엔진(2)이 부하에 따라 나타내는 연료소비율을 고려하여, 최적의 연료소비율을 갖는 조합이 도출될 수 있다.
그러나 이러한 조합에도 균등 부하운전 대비 개선되지 않거나 큰 개선을 보이지 않는다면, 병렬운전 중 균등 부하운전의 구현이 이루어질 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
또한 단계 S33은 비균등 부하운전을 전제하지 않고 총 연료소비율이 최소가 되는 부하운전이 산출됨에 따라 균등 부하운전 또는 비균등 부하운전이 구현될 수 있음 역시 앞서 설명한 바와 같다. 다만 이하 단계 S34 등은 비균등 부하운전의 구현을 전제하는 경우임을 알려둔다.
단계 S34에서는, 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값 이하인 경우, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현한다.
제1 기준값은 발전엔진(2)의 부하가 지나치게 낮아 발전엔진(2)의 안정적인 가동이 어려운 상태를 대비하기 위해 설정되는 값으로서, 10 내지 20%의 부하일 수 있다.
본 단계를 통해 본 실시예는, 발전엔진(2)이 비균등하게 부하를 배분받았다고 하더라도, 너무 낮은 부하로 가동되는 것을 방지하여 발전엔진(2)의 가동 안정성을 확보할 수 있다.
단계 S35에서는, 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 일정시간동안 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 발전엔진(2)의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현한다.
비록 비균등 부하운전에서 할당된 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값을 넘었다고 하더라도, 제1 기준값에 매우 인접한 부하로 장시간 가동되어야 한다면 가동 안정성을 보장할 수 없다.
따라서 본 실시예는, 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값을 넘더라도, 일정시간(일례로 2 내지 3시간 등) 이상 제2 기준값 이하로 유지될 것이 예상되면, 균등 부하운전을 구현할 수 있다.
단계 S36에서는, 적어도 어느 하나의 발전엔진(2)의 부하가 일정시간동안 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경한다.
이는 발전엔진(2)의 가동 안정성을 확보하기 위한 것이며, 단계 S35와 본 단계는 택일적으로 이루어질 수 있다. 또한 비균등 부하운전의 부하 배분을 변경하는 본 단계는, 단계 S34와 택일적으로 이루어질 수도 있다.
즉 발전엔진(2)의 부하가 제1 기준값을 넘지 못하면, 균등 부하운전이 이루어지거나 비균등 부하운전의 부하 배분 변경이 이루어질 수 있고, 또한 발전엔진(2)의 부하가 장시간 제2 기준값을 넘지 못하면, 균등 부하운전 또는 부하 배분의 변경이 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 복수 개의 발전엔진(2)을 병렬운전할 때, 발전엔진(2)이 갖는 특성인 연료소비율을 고려하여 균등 부하운전 또는 비균등 부하운전을 구현하며, 비균등 부하운전 시에도 발전엔진(2)이 지나치게 저부하로 가동되는 것을 방지하여 발전엔진(2) 가동의 안정성을 확보할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 발전엔진의 제어 시스템 2: 발전엔진
10: 저장부 20: 전력 파악부
30: 부하 제어부

Claims (12)

  1. 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진을 제어하는 시스템에 있어서,
    복수 개의 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 저장부;
    상기 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 전력 파악부; 및
    상기 발전엔진의 부하를 제어하는 부하 제어부를 포함하며,
    상기 부하 제어부는,
    상기 발전엔진의 병렬운전 구현 시, 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 상기 발전엔진의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하며,
    상기 부하 제어부는,
    상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 제1 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하고,
    상기 비균등 부하운전에서 상기 발전엔진의 부하가 상기 제1 기준값을 넘어서더라도 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 상기 제1 기준값보다 높은 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 제어부는,
    상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 상기 발전엔진만 가동하는 단독운전을 구현하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 제어부는,
    상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 상기 발전엔진을 가동하는 병렬운전을 구현하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 선박에 마련되는 복수 개의 발전엔진을 제어하는 방법에 있어서,
    복수 개의 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 저장하는 단계;
    상기 선박에서 요구되는 전력을 파악하는 단계; 및
    상기 발전엔진의 부하를 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 부하를 제어하는 단계는,
    상기 발전엔진의 병렬운전 구현 시, 상기 발전엔진의 부하에 따른 연료소비율을 고려하여 상기 발전엔진의 부하가 비균등하게 배분되면서 총 연료소비율이 최소가 되는 비균등 부하운전을 구현하며,
    상기 비균등 부하운전에서 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 제1 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하고,
    상기 비균등 부하운전에서 상기 발전엔진의 부하가 상기 제1 기준값을 넘어서더라도 적어도 어느 하나의 상기 발전엔진의 부하가 일정시간 동안 상기 제1 기준값보다 높은 제2 기준값 이하로 유지되는 경우, 복수 개의 상기 발전엔진의 부하가 균등하게 배분되는 균등 부하운전을 구현하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 부하를 제어하는 단계는,
    상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량 이하일 경우, 하나의 상기 발전엔진만 가동하는 단독운전을 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 부하를 제어하는 단계는,
    상기 선박에서 요구되는 전력이 상기 발전엔진의 단독 가동에 의한 발전량을 초과할 경우, 복수 개의 상기 발전엔진을 가동하는 병렬운전을 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전엔진의 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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