KR20160041314A - Apparatus and method for controlling power in offshore plant - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for controlling power in an offshore plant in which a vessel monitoring and controlling system (VMS) calculates a power limit, by considering the distance from a well, and transmits this data to a drilling control system (DCS). According to an exemplary embodiment of the present invention, the apparatus and the method for controlling power in offshore plant comprises: a VMS which calculates a power limit of multiple motors in a drilling apparatus by means of a coefficient based on the current consumption power amount, the currently generated power amount, and the distance from a well, in an offshore plant; and a drilling equipment controller which receives the power limit of the each of the multiple motors in the drilling apparatus from the VMS, receives a command input with respect to the drilling apparatus from a worker, and transmits the power limit signal to a VFD on the basis of the received power limit and the command input, wherein the coefficient based on the distance from a well is a predetermined value based on the distance between the offshore plant and the well.

Description

해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POWER IN OFFSHORE PLANT}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POWER IN OFFSHORE PLANT [0002]

본 발명은 해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, VMS(vessel monitoring and control system)가 웰(well)로부터의 거리를 고려하여 전력 리미트(limit)를 계산하여 DCS로 전송함으로써 해양플랜트의 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. More particularly, a vessel monitoring and control system (VMS) calculates a power limit in consideration of a distance from a well, and transmits the calculated power limit to a DCS To an apparatus and a method for controlling power of an offshore plant.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.As the international phenomenon of industrialization and industry develops, the use of resources such as petroleum is gradually increasing, and thus the stable production and supply of oil is becoming a very important issue on a global scale.

이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 해양 플랜트의 개발이 활발히 진행되고 있다. For this reason, the development of the marginal field or deep-sea oil field, which had been neglected due to economic difficulties, has become economic in recent years. Therefore, along with the development of submarine mining technology, the development of offshore plants equipped with drilling facilities suitable for the development of such oilfields is actively under way.

해양 플랜트에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 드로워크스(draw works), 탑드라이브, 머드펌프, 시멘트 펌프, 라이저, 드릴 파이프 등의 각종 시추 관련 장비들이 구비되어 있다. The offshore plant is equipped with various drilling equipments such as derrick system, draw works, top drive, mud pump, cement pump, riser, drill pipe, etc. to drill oil and gas existing under the sea floor .

드로워크스는 드릴 파이프의 승강, 케이싱의 삽입 등을 수행하는 장비로서, 드럼 및 모터를 포함한다. 드럼은 모터로부터 동력을 전달받아 와이어로프를 감거나 풀어줌으로써 드릴 파이프의 승강을 조절한다. 모터는 속도 조절이 가능하여 드럼의 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라 드릴 파이프의 속도가 조절된다. Drawwork is equipment to perform elevation of a drill pipe, insertion of a casing, etc., and includes a drum and a motor. The drum receives the power from the motor and controls the lifting and lowering of the drill pipe by winding or loosening the wire rope. The motor is adjustable in speed so that the speed of the drums can be adjusted, thus controlling the speed of the drill pipe.

탑드라이브는 시추 작업에서 시추 및 파이프 체결을 위한 동력을 제공하는 장비이다. The Top Drive is a device that provides power for drilling and pipe joining in drilling operations.

드릴비트가 땅을 뚫을 때 발생하는 열에 의해 드릴비트가 과열되는 것을 방지하고 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 쉽게 하기 위해서, 드릴 파이프 속으로는 머드를 삽입하고, 이 머드는 드릴비트를 통해 빠져 나가 케이싱과 라이저를 통하여 시추선으로 되돌아 오는데, 머드 펌프는 머드 탱크에 저장되어 있는 시추작업용 머드를 이송시키는 펌핑력을 제공한다. In order to prevent the drill bit from overheating due to the heat generated when the drill bit penetrates the ground and to lubricate and make the drilling easier, the mud is inserted into the drill pipe, and the mud passes through the drill bit, And the riser, the mud pump provides the pumping power to transport the drilling mud stored in the mud tank.

해양 플랜트에는 근해의 일 지점에 정박하여 시추 작업을 하는 고정식 플랫폼과 3,000m 이상의 심해에서 시추 작업이 가능한 부유식 해양 플랜트가 있다. The offshore plant has a fixed platform for drilling at one point in the offshore area and a floating offshore plant capable of drilling at depths of over 3,000 meters.

부유식 해양 플랜트에는 주 추진장치 또는 컴퓨터에 의한 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 위한 추진 장치로서 복수 개의 쓰러스터(thruster)가 설치된다. 쓰러스터는 프로펠러의 작용 방향을 바꿀 수 있도록 선저에 설치된 추진기로 보통 항해 또는 예인선 없이 자력으로 운하를 운항하거나 입출항하기 위해 사용된다. 쓰러스터는 쓰러스터에 연결된 쓰러스터 모터로부터 동력을 공급받는다. Floating offshore plants are equipped with a plurality of thruster as a propulsion unit for dynamic positioning by a main propulsion unit or a computer. A thruster is a propeller installed on the bottom of the ship so as to change the direction of operation of the propeller. The thruster is powered by a thruster motor connected to the thruster.

먼저, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1에는 하나의 발전기와 하나의 VFD(variable frequency drive)가 도시되어 있으나, 해양플랜트에는 복수의 발전기가 설치될 수 있고, 3 개의 VFD가 설치될 수 있다. 3 개의 VFD 각각은 좌현, 센터, 우현에 설치될 수 있다. First, a power supply system of an offshore plant according to the prior art will be described with reference to FIG. 1 shows a power supply system of an offshore plant according to the prior art. In FIG. 1, one generator and one variable frequency drive (VFD) are shown, but a plurality of generators may be installed in an offshore plant, and three VFDs may be installed. Each of the three VFDs can be installed in the port, center, or starboard.

도 1에 도시된 바와 같이, 발전기(110)에서 발생된 교류 전력은 A.C 버스로 공급되고, A.C 버스에는 제1 AC/DC 변환기(121), 제2 AC/DC 변환기(122) 및 제3 AC/DC 변환기(123)가 연결되어 있다. 1, the AC power generated in the generator 110 is supplied to an AC bus, and the AC bus includes a first AC / DC converter 121, a second AC / DC converter 122, and a third AC / DC converter 123 are connected.

제1 AC/DC 변환기(121)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제1 DC 버스(131)로 공급하고, DC/AC 변환기(171)는 제1 DC 버스(131)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제1 쓰러스터 모터(181)로 공급한다.The first AC / DC converter 121 converts the AC supplied from the AC bus to DC and supplies the DC to the first DC bus 131. The DC / AC converter 171 converts the alternating current supplied from the first DC bus 131 Converts the direct current into alternating current and supplies it to the first thruster motor 181.

제2 AC/DC 변환기(122)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제2 DC 버스(132)로 공급하고, DC/AC 변환기(172)는 제2 DC 버스(132)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제2 쓰러스터 모터(182)로 공급한다.The second AC / DC converter 122 converts the AC supplied from the AC bus to DC and supplies it to the second DC bus 132. The DC / AC converter 172 converts the alternating current supplied from the second DC bus 132 Converts the direct current into alternating current and supplies it to the second thruster motor 182.

그리고, 제3 AC/DC 변환기(123)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제3 DC 버스(133)로 공급하고, 제3 DC 버스(133)에는 복수의 DC/AC 변환기들(140 내지 149)이 연결되어 있다. 복수의 DC/AC 변환기들(140 내지 149) 각각은 제3 DC 버스(133)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 복수의 드로워크스 모터들(150, 151, 152, 158, 159), 복수의 탑드라이브 모터들(153, 154), 복수의 머드 펌프 모터들(155, 156) 및 시멘트 펌프 모터(157) 중 자신에게 연결된 모터로 공급한다. The third AC / DC converter 123 converts AC supplied from the AC bus to DC and supplies it to the third DC bus 133, and the third DC bus 133 is connected to a plurality of DC / AC converters 140 to 149 are connected. Each of the plurality of DC / AC converters 140 to 149 converts a DC supplied from the third DC bus 133 to AC to generate a plurality of draw work motors 150, 151, 152, 158, 159, To the motors connected to ones of the top drive motors 153 and 154, the plurality of mud pump motors 155 and 156, and the cement pump motor 157. [

다음으로, 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치에 대해 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus for an offshore plant according to the prior art will be described with reference to FIG. 2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(210), 좌현 VFD(220), 센터 VFD(230) 및 우현 VFD(240)를 포함한다. 2, a power control apparatus of an offshore plant according to the prior art includes a VMS 210, a port VFD 220, a center VFD 230, and a starboard VFD 240.

VMS(210)가 발전기의 생산 전력 및 해양플랜트 내의 소비 전력을 비교하여 소비 전력이 생산 전력의 90%를 넘으면 드릴링 장비에 대한 전력 제한 신호를 센터 VFD(230)로 전송한다. 그러면, 센터 VFD(230)는 센터 VFD(230)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않는다. 그리고, 센터 VFD(230)는 VMS(210)로부터 수신한 전력 제한 신호를 좌현 VFD(220), 및 우현 VFD(240)로 전달한다. 그러면, 좌현 VFD(220)는 좌현 VFD(220)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않고, 우현 VFD(240)는 우현 VFD(240)에 연결된 드릴링 장비들에 대해 전력 제한을 걸어 드릴링 장비들의 소비 전력을 더 이상 증가시키지 않는다. 그리고, 추가적으로 발전기를 돌려 생산 전력을 늘리고, 생산 전력이 늘어나면 전력 제한을 해제한다.When the VMS 210 compares the generated power of the generator and the power consumed in the offshore plant and the power consumption exceeds 90% of the generated power, the power limit signal for the drilling equipment is transmitted to the center VFD 230. Then, the center VFD 230 does not increase the power consumption of the drilling equipment by imposing a power limitation on the drilling equipment connected to the center VFD 230. The center VFD 230 transmits the power limitation signal received from the VMS 210 to the port VFD 220 and the starboard VFD 240. Then, the port VFD 220 does not further increase the power consumption of the drilling equipment by imposing a power restriction on the drilling equipment connected to the port VFD 220, and the starboard VFD 240 is not subjected to drilling It does not increase the power consumption of drilling equipment anymore by imposing power limit on equipment. Further, the generator is turned to increase the production power, and when the production power increases, the power limitation is canceled.

종래 기술은 쓰러스터에 우선 순위를 두어 소비 전력이 생산 전력의 90%를 넘으면 드릴링 장비들이 소비 전력을 더 이상 늘릴 수 없도록 하고, 남는 10%의 전력은 쓰러스터를 위해 남겨두는 것이다. 그런데, 드로워크스의 모터들 및 탑드라이브의 모터들은 운전의 특성상 소비 전력이 급변한다. 따라서, 종래 기술에 따르면 드릴링 장비의 소비 전력이 순간적으로 커지는 일시적 전력 부족 상황에서도 전력 제한이 걸려서, 드릴링 작업 중 수시로 전력 제한이 걸리는 문제점이 있다. 특히, 10%의 전력이 남아 있음에도 불구하고, 드릴링 장비들에 대해 전력 제한이 걸려 전력을 효율적으로 사용하지 못한다는 문제점이 있다. 그리고, 유휴 상태이던 발전기가 작동되어 전력을 생산하는 상태가 되는데는 시간이 소요되므로, 추가 발전기가 전력이 생산할 때는 이미 드릴링 장비의 소비 전력이 감소된 상태일 수 있다. 따라서, 불필요하게 추가 발전기가 동작하게 되는 문제점도 있다. The prior art prioritizes the thruster so that when the power consumption exceeds 90% of the production power, the drilling equipment can not increase the power consumption anymore, and the remaining 10% is reserved for the thruster. However, the drawers' motors and the motors of the top drive suddenly change power consumption due to the nature of operation. Therefore, according to the related art, there is a problem that the electric power is limited even in the temporary power shortage condition where the power consumption of the drilling equipment instantaneously increases, so that the electric power is limited at times during the drilling operation. Particularly, there is a problem that the power is limited to the drilling equipment and the power can not be efficiently used even though the power of 10% remains. In addition, since it takes time for the idle generator to operate and generate power, the power consumption of the drilling equipment may have already been reduced when the additional generator is generating power. Therefore, there is a problem that the additional generator is unnecessarily operated.

선행기술 : 일본 공개 번호 2006-117179호(2006.05.11 공개)Prior Art: Japanese Publication No. 2006-117179 (Published May 5, 2006)

본 발명의 목적은 드릴링 장비들로 충분한 전력을 공급하여 드릴링 작업이 안정적으로 이루어질 수 있고, 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 해양플랜트의 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a power control apparatus and method of an offshore plant that can supply a sufficient amount of electric power to drilling equipment and can stably perform a drilling operation and can efficiently use electric power.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서, 상기 해양플랜트의 현재 생산 전력의 양, 현재 소비 전력의 양 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및 상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하고, 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 수신된 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for an offshore plant, the power control apparatus comprising: A VMS for calculating a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig; And receiving a power limit for each of a plurality of motors of the drilling machine from the VMS, receiving a command for the drilling rig from an operator, receiving a power limit signal according to the received power limit and the command input, Wherein the coefficient along the distance from the well is a predetermined value depending on the distance between the offshore plant and the well.

특히, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 반비례할 수 있다. In particular, the coefficient along the distance from the well may be inversely proportional to the distance between the offshore plant and the well.

또는, 상기 VMS는 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하고, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값일 수 있다. Alternatively, the VMS calculates a power limit for each of a plurality of motors of the drilling machine using a coefficient according to a drilling process, and the coefficient according to the drilling process is a predetermined value according to a drilling process for the drilling rig .

또는, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해질 수 있다. Alternatively, the coefficients according to the drilling process can be determined in consideration of the power consumption of the drilling equipment in each of the plurality of drilling processes.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. Alternatively, the drilling machine controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding a power limit assigned thereto to perform the command.

또는, 상기 VFD는 상기 전력 제한 신호를 수신하면 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어할 수 있다. Alternatively, the VFD may control the at least one motor to prevent the power consumption of the at least one motor from exceeding the power limit allotted thereto upon receiving the power limit signal.

또는, 상기 VMS는 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력의 양을 수신하고 상기 VFD로부터 상기 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 상기 현재 생산 전력의 양 및 상기 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함할 수 있다. Alternatively, the VMS receives the amount of the current production power from the switchboard, receives the amount of the current power consumption from the VFD, and calculates the amount of available power using the amount of the current production power and the amount of the current consumption power. And a power management module for calculating the amount.

또는, 상기 VMS는 상기 VFD로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력의 양을 수신하고, 상기 VMS는 상기 사용가능한 전력의 양, 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 및 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함할 수 있다. Alternatively, the VMS receives from the VFD an amount of current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig, and the VMS is operable to calculate the amount of power available, the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig And a power limit calculation module for calculating a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using the coefficient according to the drilling process and transmitting the power limit to the drilling machine controller.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다.Alternatively, the drilling equipment controller may be a draw walk controller.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 방법에 있어서, VMS가 상기 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양, 현재 소비 전력의 양 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하는 단계; 상기 VMS는 상기 사용가능한 전력의 양, 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력 및 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 드릴링 장비 제어기로 전송하는 단계; 상기 드릴링 장비 제어기가 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받는 단계; 및 상기 드릴링 장비 제어기가 상기 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling power of an offshore plant, the method comprising the steps of: measuring a current production power of the offshore plant, an amount of current power consumption, Calculating an amount of power available for use; The VMS calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using the amount of power available, the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling machine, and the coefficients according to the drilling process To a drilling equipment controller; The drilling equipment controller receiving commands from the operator for the drilling equipment; And the drilling equipment controller sending a power limit signal to the VFD in accordance with the power limit and the command entered, wherein a coefficient according to the distance from the well is predetermined according to the distance between the offshore plant and the well A power control method of an offshore plant is provided.

특히, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 반비례할 수 있다. In particular, the coefficient along the distance from the well may be inversely proportional to the distance between the offshore plant and the well.

또는, 상기 계산하는 단계는 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하고, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값일 수 있다. Alternatively, the calculating step calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using a coefficient according to a drilling process, and the coefficient according to the drilling process is predetermined according to a drilling process for the drilling machine Lt; / RTI >

또는, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해질 수 있다. Alternatively, the coefficients according to the drilling process can be determined in consideration of the power consumption of the drilling equipment in each of the plurality of drilling processes.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. Alternatively, the drilling machine controller may transmit a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding a power limit assigned thereto to perform the command.

또는, 상기 방법은 상기 VFD가 상기 전력 제한 신호를 수신하는 단계; 및 상기 VFD가 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. Alternatively, the method further comprises: the VFD receiving the power limit signal; And controlling the at least one motor such that the VFD does not exceed a power limit assigned to itself by the power consumption of the at least one motor.

또는, 상기 방법은 상기 VMS가 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력의 양을 수신하는 단계; 및 상기 VMS가 상기 VFD로부터 상기 현재 소비 전력의 양을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. Alternatively, the method further comprises: the VMS receiving an amount of the current production power from the switchboard; And receiving the current amount of power consumption from the VFD by the VMS.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다. Alternatively, the drilling equipment controller may be a draw walk controller.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서, 상기 해양플랜트의 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양, 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및 상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하여, 상기 수신된 전력 리미트에 따라 전력 제한 신호를 좌현 VFD, 센터 VFD 및 우현 VFD 중 적어도 하나로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값이고, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for an offshore plant, the power control apparatus for an offshore plant including: A VMS for calculating a power limit for each of a plurality of motors of the drilling machine using a coefficient according to the amount of each current power consumption, a coefficient according to the drilling process, and a distance from the well; And a drilling equipment controller for receiving a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig from the VMS and transmitting a power limit signal according to the received power limit to at least one of a port VFD, a center VFD, and a starboard VFD Wherein a coefficient according to the drilling process is a predetermined value according to a drilling process for the drilling equipment and a coefficient according to a distance from the well is a predetermined value according to a distance between the offshore plant and the well, Is provided.

특히, 상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값일 수 있다. In particular, the coefficient along the distance from the well may be a predetermined value depending on the distance between the offshore plant and the well.

또는, 상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해질 수 있다. Alternatively, the coefficients according to the drilling process can be determined in consideration of the power consumption of the drilling equipment in each of the plurality of drilling processes.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 중 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. Alternatively, the drilling equipment controller may receive a command for the drilling equipment from an operator, and if at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding a power limit allocated thereto, To the VFD to which the at least one motor of the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD is connected.

또는, 상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함할 수 있다. Alternatively, the VMS may use the current output of each of the port, the center, and the starboard and the current consumption of each of the port, the center, and the starboard, And a power management module that calculates the amount of power available.

또는, 상기 VMS는 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각으로부터 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력의 양을 수신하고, 상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력의 양, 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함할 수 있다. Alternatively, the VMS receives the current amount of power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port VFD, the center VFD and the starboard VFD, respectively, from the port VFD, the center VFD and the starboard VFD, respectively , The VMS calculates the amount of available power of each of the port, the center and the starboard, the current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port, the center and the starboard, And calculating a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using the coefficient according to the distance from the well to the drilling machine controller and transmitting the calculated power limit to the drilling machine controller.

또는, 상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기일 수 있다. Alternatively, the drilling equipment controller may be a draw walk controller.

본 발명의 실시예에 따르면, 남는 전력의 일정부분을 드릴링 장비에 분배하고, VMS가 전력 리미트를 드릴링 장비 제어기로 전송하고, 드릴링 장비 제어기가 전력 리미트에 따라 전력 제한을 수행함으로써 드릴링 장비에게 충분한 전력을 공급할 수 있어서 드릴링 작업이 안정적으로 이루어질 수 있고, 전력을 효율적으로 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a part of the remaining power is distributed to the drilling equipment, the VMS transmits the power limit to the drilling equipment controller, and the drilling equipment controller performs power limitation according to the power limit, So that the drilling operation can be performed stably and the power can be efficiently used.

그리고, 드릴링 프로세스에 따른 드릴링 장비별 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 전력 리미트를 결정함으로써 전력을 효율적으로 분배할 수 있다. Power can be efficiently distributed by determining a power limit using a coefficient according to drilling equipment and a distance from a well according to a drilling process.

도 1은 종래 기술에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 A 부분을 자세히 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 shows a power supply system of an offshore plant according to the prior art.
2 is a view showing a power control apparatus of a marine plant according to the prior art.
3 is a diagram illustrating a power supply system of an offshore plant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed view of the portion A in FIG.
5 is a diagram illustrating a power control apparatus of a marine plant according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

먼저, 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양플랜트의 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에서 A 부분을 자세히 나타낸 도면이다. First, referring to Figs. 3 and 4, a power supply system of an offshore plant according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a view showing a power supply system of a marine plant according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of a portion A in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 해양플랜트는 3 개의 구역, 즉, 좌현, 센터 및 우현으로 나눠질 수 있고, 각 구역에 발전기, 스위치 보드 및 VFD가 설치될 수 있다. 도 3에서는 좌현, 센터 및 우현 각각에 2 개의 발전기 및 1 개의 VFD가 설치된 경우를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 개수의 발전기 및 VFD가 설치될 수 있다. As shown in FIG. 3, the offshore plant can be divided into three zones: port, center, and starboard, and a generator, switchboard, and VFD can be installed in each zone. In FIG. 3, two generators and one VFD are installed in the port, center, and starboard, respectively. However, the present invention is not limited to this, and various numbers of generators and VFDs may be installed.

각 구역에서, 발전기가 생산한 전력은 AC 버스로 공급되고, AC 버스에는 쓰러스터 모터 및 VFD로 전력을 공급한다. VFD의 DC 버스에는 드릴링 장비의 모터들이 연결되어 있어서, DC 버스는 드릴링 장비의 모터들로 전력을 공급한다. In each zone, the power produced by the generator is supplied to the AC bus, and the AC bus is powered by the thruster motor and VFD. The DC bus of the VFD is connected to the motors of the drilling rig, so that the DC bus powers the motors of the drilling rig.

도 4를 참조하여, 좌현의 전력 공급 방법을 예시적으로 설명한다. 센터 및 우현도 좌현과 유사한 방식으로 전력이 공급된다.With reference to Fig. 4, a method of supplying power to the port will be described by way of example. The center and starboard are powered in a similar manner to the port.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템은 발전기(310), AC/DC 변환기(320), DC 버스(bus)(321), VFD(variable frequency drive) 제어부(330), DC/DC 변환기(351 내지 353), DC/AC 변환기(340 내지 349), 전력 부하(360 내지 369), 전력 저장부(371 내지 373) 및 저항부(381 내지 383)를 포함한다. 4, the power supply system according to the embodiment of the present invention includes a generator 310, an AC / DC converter 320, a DC bus 321, a variable frequency drive (VFD) controller 330 DC / DC converters 351 to 353, DC / AC converters 340 to 349, power loads 360 to 369, power storage units 371 to 373, and resistance units 381 to 383.

발전기(310)는 해양플랜트에서 필요한 전력을 생산하는 장치로서, AC 버스를 통해 AC/DC 변환기(320)로 연결된다. 발전기(310)에서 생산된 전력은 변압기에서 전력 부하들에서 사용하기 적절한 전압으로 변경된 후, AC/DC 변환기(320)로 공급될 수 있다. 발전기(310)는 교류 발전기로서 교류 전력을 생산할 수 있다.The generator 310 is a device that produces the necessary power in an offshore plant and is connected to an AC / DC converter 320 via an AC bus. The power produced by the generator 310 may be supplied to the AC / DC converter 320 after the transformer is changed to a voltage suitable for use in the power loads. The generator 310 may produce AC power as an alternator.

AC/DC 변환기(320)는 발전기(310)에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 DC 버스(321)로 공급한다. The AC / DC converter 320 converts the AC power produced by the generator 310 into DC power and supplies the DC power to the DC bus 321.

DC 버스(321)는 DC 버스(321)에 연결되어 있는 전력 부하로 전력을 공급한다. 직류 전력을 이용하는 전력 부하는 DC 버스(321)에 바로 연결될 수 있고, 교류 전력을 이용하는 전력 부하는 DC/AC 변환기(340 내지 349)를 통해 DC 버스(321)에 연결될 수 있다. The DC bus 321 supplies power to the power load connected to the DC bus 321. A power load using direct current power can be directly connected to the DC bus 321 and a power load using AC power can be connected to the DC bus 321 through DC / AC converters 340 to 349.

도 4에 도시된 전력 부하들(360 내지 369)은 교류 전력을 이용하는 전력 부하들로서, DC/AC 변환기(340 내지 349)를 통해 DC 버스(321)에 연결되어 있다. DC/AC 변환기(340 내지 349)는 DC 버스(321)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 전력 부하(360 내지 369)로 공급한다. The power loads 360 to 369 shown in FIG. 4 are power loads using AC power and are connected to the DC bus 321 through DC / AC converters 340 to 349. The DC / AC converters 340 to 349 convert the DC supplied from the DC bus 321 to AC and supply the AC to the power loads 360 to 369.

전력 부하들(360 내지 369) 각각은 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터, 머드 펌프 모터 및 시멘트 펌프 모터 중 하나일 수 있다. 도 3과 같이, 해양플랜트에는 2 개의 드로워크스, 2 개의 탑드라이브, 4 개의 머드펌프 및 2 개의 시멘트 펌프가 설치될 수 있고, 2개의 드로워크스들 각각은 7개의 모터에 연결되고, 2개의 탑드라이브들 각각은 2 개의 모터에 연결되고, 4 개의 머드 펌프들 각각은 2 개의 모터에 연결되고, 2개의 시멘트 펌프들 중 하나는 2 개의 모터와 연결되고, 다른 하나는 1 개의 모터와 연결될 수 있다. 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프 및 시멘트 펌프의 개수 및 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터, 머드 펌프 모터 및 시멘트 펌프 모터의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. Each of the power loads 360 to 369 may be one of a draw work motor, a top drive motor, a mud pump motor, and a cement pump motor. As shown in FIG. 3, the marine plant may be provided with two drawworks, two tower drives, four mud pumps, and two cement pumps, each of which is connected to seven motors, Each of the top drives is connected to two motors, each of the four mud pumps is connected to two motors, one of the two cement pumps is connected to two motors, and the other is connected to one motor . The number of drawways, top drives, mud pumps and cement pumps, and the number of draw walk motors, top drive motors, mud pump motors, and cement pump motors are exemplary and the present invention is not limited thereto.

도 3 및 4에는, 좌현 VFD의 DC 버스(321)에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 3 대(360 내지 362), 탑드라이브 모터 2대 (363 내지 364), 머드펌프 모터 2 대(365 내지 366), 시멘트 펌프 모터 1대(367), 보조 드로워크스 모터 2대(368 내지 369)가 연결되어 있고, 센터 VFD의 DC 버스에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 2 개, 머드펌프 모터 4 개, 시멘트 펌프 모터 1 개, 보조 드로워크스 모터 2 개가 연결되어 있고, 우현 VFD의 DC 버스에는 전력 부하로서 메인 드로워크스의 모터 2 개, 보조 드로워크스의 모터 3 개, 탑드라이브 모터 2 개, 머드펌프 모터 2 개, 시멘트 펌프 모터 1 개가 연결되어 있다. 3 and 4, the DC bus 321 of the port VFD is provided with three motors 360 to 362 of the main draw work as power loads, two top drive motors 363 to 364, two mud pump motors 365 366, 369, 368, 369, 368, and 369. The DC bus of the center VFD is connected to two motors of the main draw work as a power load, There are four motors, one cement pump motor and two auxiliary draw work motors. The DC bus of starboard VFD has two motors of main draw work as power load, three motors of auxiliary draw work, Two motors, two mud pump motors and one cement pump motor are connected.

드로워크스는 드릴 파이프 등의 시추 장비를 올리고 내리는 동작을 반복하므로, 드로워크스의 모터는 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특성상, 드로워크스의 모터에서는 회생 전력이 발생한다. Since the drill works are repeatedly moving up and down drilling equipment such as drill pipes, the drill works' motor rotates at the rated speed and suddenly stops rotating or rotates in the opposite direction. Regenerative power is generated in the motor.

탑드라이브는 시추 작업에서 시추 및 파이프 체결을 위한 동력을 제공하는 장비로서, 탑드라이브의 모터도 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하여 회생 전력이 발생한다. The Top Drive is a device that provides power for drilling and piping in drilling operations. The motor of the top drive also rotates at rated speed and suddenly stops rotation or rotates in the opposite direction. Frequent braking occurs and regenerative power is generated.

전력 저장부(371 내지 373)는 DC 버스(321)의 전압이 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC 버스(321)로부터 전력을 공급받아 전력을 저장하고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 DC 버스(321)로 전력을 공급한다. 예를 들어, DC 버스(321)가 720 V용이고 750 V 이상이 되면 트립된다고 가정하면, 제1 임계치는 740 V로 설정될 수 있다.The power storage units 371 to 373 receive power from the DC bus 321 to store power when the voltage of the DC bus 321 is maintained over the first threshold value for the first time, And maintains the second threshold value or less for the second time, the power is supplied to the DC bus 321. For example, assuming that the DC bus 321 is for 720 V and trips when it is 750 V or more, the first threshold may be set to 740 V. [

DC/DC 변환기(351 내지 353)는 DC 버스(321)의 전압을 측정하다가 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC 버스(321)로부터 전력 저장부(371 내지 373)로 전력을 공급하여 전력 저장부(371 내지 373)에 전력이 저장되도록 하고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 흐르게 하여 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. The DC / DC converters 351 to 353 measure the voltage of the DC bus 321 and supply power from the DC bus 321 to the power storage units 371 to 373 when the voltage is maintained over the first threshold value for the first time Power is stored in the power storage units 371 to 373 and power is supplied from the power storage units 371 to 373 to the DC bus 321 when the voltage of the DC bus 321 is maintained below the second threshold value for the second time So that power is supplied from the power storage units 371 to 373 to the DC bus 321. [

전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라가면 DC 버스(321)의 전압이 떨어진다. When the regenerative power is generated in the power loads 360 to 364 and 368 to 369, the voltage of the DC bus 321 rises, and when the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises, Voltage drops.

즉, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고, DC 버스(321)의 전압이 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로 전력을 공급하여 전력 저장부(371 내지 373)에 전력이 저장되도록 함으로써 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 발생된 회생 전력이 전력 저장부(371 내지 373)에 저장되게 된다.That is, when the regenerative power is generated in the power load (360 to 364, 368 to 369), the voltage of the DC bus 321 rises, and when the voltage of the DC bus 321 maintains the first threshold or more for the first time, DC converters 351 to 353 supply power to the power storage units 371 to 373 so that power is stored in the power storage units 371 to 373 so that the regenerated power generated in the power loads 360 to 364 and 368 to 369 Power is stored in the power storage units 371 to 373.

그리고, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라가면 DC 버스(321)의 전압이 내려가고, DC 버스(321)의 전압이 제2 시간 동안 제2 임계치 이하를 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 흐르게 하여 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. 전력 저장부(371 내지 373)는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠(fly wheel) 중 적어도 하나일 수 있다. 특히, 전력 저장부(371 내지 373)가 울트라 캐패시터인 경우, 울트라 캐패시터는 반응속도가 발전기(310)보다 빨라서 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)의 소비전력이 갑자기 올라갈 때, 전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에 빠르게 전력을 공급할 수 있다. When the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises and the voltage of the DC bus 321 decreases and the voltage of the DC bus 321 keeps below the second threshold value for the second time, DC converters 351 to 353 cause electric power to flow from the power storage units 371 to 373 to the DC bus 321 to supply power from the power storage units 371 to 373 to the DC bus 321. [ The power storage units 371 to 373 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, a battery, and a fly wheel. Particularly, when the power storage units 371 to 373 are ultracapacitors, the ultracapacitors are operated in such a manner that when the reaction speed is faster than the generator 310 and the power consumption of the power loads 360 to 364 and 368 to 369 suddenly rises, 360 to 364, and 368 to 369, respectively.

또한, 전력 저장부(371 내지 373)는 과도 상태 또는 정전 발생 시에도 DC 버스(321)로 전력을 공급한다. 과도 상태 또는 정전 발생을 감지하는 센서(391)가 과도 상태 또는 정전을 감지하면 감지신호를 DC/DC 변환기(351 내지 353)로 전송하고 DC/DC 변환기(351 내지 353)가 전력 저장부(371 내지 373)로부터 DC 버스(321)로 전력이 공급되도록 한다. In addition, the power storage units 371 to 373 supply power to the DC bus 321 even when a transient state or a power failure occurs. DC / DC converters 351 to 353 transmit detection signals to the DC / DC converters 351 to 353 when the sensor 391 detecting a transient state or occurrence of a power failure senses a transient state or a power failure, To 373) to the DC bus 321. The DC bus < RTI ID = 0.0 > 321 < / RTI >

센서(391)는 스위치 보드 및 DC 버스(321) 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. The sensor 391 may be installed in at least one of the switch board and the DC bus 321.

드로워크스 및 탑드라이브와 같은 드릴링 장비의 경우 갑작스럽게 전력 공급이 중단되는 경우 위험한 상황이 초래될 수 있다. 따라서, 과도 상태 또는 정전 발생 시 전력 저장부(371 내지 373)가 DC 버스(321)로 전력을 공급함으로써 드릴링 장비가 안전하게 셧다운(shutdown)할 수 있다. For drilling equipment such as drawways and top drives, sudden power outages can lead to dangerous situations. Thus, the power storage units 371 to 373 can supply power to the DC bus 321 in the event of a transient or outage, so that the drilling equipment can safely shut down.

저항부(381 내지 383)는 DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 전력을 소모한다. 이때, 제3 시간은 제1 시간보다 더 긴 시간이다. The resistive portions 381 to 383 consume power when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold value for the third time. At this time, the third time is longer than the first time.

전력 부하(360 내지 364, 368 내지 369)에서 회생 전력이 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 올라가고 제1 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 전력 저장부(371 내지 373)가 전력을 저장한다. 그리고, 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 경우에는 DC 버스(321)의 전압이 떨어지지 않고 계속 제1 임계치 이상을 유지하게 된다. 따라서 DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지한다는 것은 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 것으로 판단될 수 있다. 그런데, 전력 저장부(371 내지 373)의 용량이 다 찬 상태에서 회생 전력이 계속 발생하면 DC 버스(321)의 전압이 계속 올라가서 DC 버스(321)가 트립될 수 있다. 따라서, DC 버스(321)의 전압이 제3 시간 동안 제1 임계치 이상을 유지하면 DC/DC 변환기(351 내지 353)는 저항부(381 내지 383)가 전력을 소모하도록 한다. When the regenerative power is generated in the power loads 360 to 364 and 368 to 369, the power storage units 371 to 373 store the power when the voltage of the DC bus 321 rises and maintains the first threshold value or more for the first time . When the capacities of the power storage units 371 to 373 are full, the voltage of the DC bus 321 does not drop and continues to be maintained above the first threshold value. Therefore, it can be determined that the capacity of the power storage units 371 to 373 is sufficient that the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold value for the third time. If the regenerative power continues to be generated when the capacities of the power storage units 371 to 373 are full, the voltage of the DC bus 321 continues to rise and the DC bus 321 can be tripped. Therefore, when the voltage of the DC bus 321 is maintained above the first threshold value for the third time, the DC / DC converters 351 to 353 cause the resistance portions 381 to 383 to consume power.

도 3에는 3 개의 전력 저장부(371 내지 373) 및 3 개의 저항부(381 내지 383)가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 개수의 전력 저장부와 저항부를 포함할 수 있다. Although three power storage units 371 to 373 and three resistance units 381 to 383 are illustrated in FIG. 3, the present invention is not limited thereto and may include various numbers of power storage units and resistor units.

다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치를 나타낸 도면이다. Next, a power control apparatus for an offshore plant according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 is a diagram illustrating a power control apparatus of a marine plant according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 장치는 VMS(510), 드릴링 장비 제어기(520), 좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)를 포함한다. 5, a power control apparatus for a marine plant according to an embodiment of the present invention includes a VMS 510, a drilling equipment controller 520, a port VFD 530, a center VFD 540, and a star VFD 550 ).

VMS(510)는 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양, 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 고려하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송한다. 도 5에는 하나의 드릴링 장비 제어기가 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의상 하나의 드릴링 장비를 도시한 것이고, VMS(510)는 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 해당 드릴링 장비의 모터들에 대한 전력 리미트를 전송할 수 있다. The VMS 510 is configured to calculate the number of pulses for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs, taking into account the current production power of the offshore plant, the current power consumption, the coefficients according to the drilling process, Calculates and transmits a power limit to each of a plurality of drilling rig controllers 520. 5 illustrates one drilling rig for convenience of illustration, and VMS 510 includes a plurality of drilling rig controllers 520 each for a motor of the drilling rig, Power limit can be transmitted.

이때, VMS(510)는 해양 플랜트의 구역들, 예를 들어, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수, 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 고려하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기(520)들 각각으로 전송할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 시스템을 예로 들어 설명하면, VMS(510)는 좌현의 현재 생산 전력의 양, 좌현의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수, 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 고려하여 좌현의 VFD에 연결된 메인 드로워크스의 3 개의 모터들, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들, 메인 탑드라이브의 모터, 보조 탑드라이브의 모터, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들, 제1 시멘트 펌프의 모터 각각에 대한 전력 리미트를 계산한다. 그리고, VMS(510)는 메인 드로워크스의 3 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 메인 드로워크스 제어기로 전송하고, 보조 드로워크스의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 보조 드로워크스 제어기로 전송하고, 메인 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 메인 탑드라이브 제어기로 전송하고, 보조 탑드라이브의 모터에 대한 전력 리미트를 보조 탑드라이브 제어기로 전송하고, 제2 머드 펌프의 2 개의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 제2 머드 펌프 제어기로 전송하고, 제1 시멘트 펌프의 모터에 대한 전력 리미트를 제1 시멘트 펌프 제어기로 전송한다. At this time, the VMS 510 calculates the amount of current production power and current consumption of each of the zones of the offshore plant, for example, port, center, and star, the coefficient according to the drilling process, The power limit for each of the plurality of motors connected to the VFD of each of the port, center, and starboards may be calculated and transmitted to each of the plurality of drilling machine controllers 520. [ 3, the VMS 510 considers the current production power of the port, the current power consumption of the port, the coefficient according to the drilling process, and the factor according to the distance from the well. Three motors of a main draw work connected to the port VFD, two motors of an auxiliary draw work, a motor of a main top drive, a motor of a sub top drive, two motors of a second mud pump, Calculate the power limit for each motor in the cement pump. Then, the VMS 510 transmits the power limit for each of the three motors of the main draw work to the main draw work controller, and sets the power limit for each of the two motors of the auxiliary draw work to the auxiliary draw work To the controller, to transmit the power limit for the motor of the main top drive to the main top drive controller, to transmit the power limit for the motor of the auxiliary top drive to the auxiliary top drive controller, and to the two motors of the second mud pump Transmits the power limit for each to the second mud pump controller and transmits the power limit for the motor of the first cement pump to the first cement pump controller.

도 5에 도시된 바와 같이, VMS(510)는 전력 관리 모듈(511) 및 전력 리미트 계산 모듈(512)을 포함한다. As shown in FIG. 5, the VMS 510 includes a power management module 511 and a power limit calculation module 512.

전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고, VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여, 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 VFD의 VFD 제어부로부터 VFD에 연결된 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신할 수 있다. The power management module 511 receives the current amount of production power from the switchboard, receives the current amount of power consumption from the VFD, and calculates the amount of available power using the amount of current production power and the current amount of power consumption And transmits it to the power limit calculation module 512. At this time, the power management module 511 can receive the current power consumption amount of each of the motors connected to the VFD from the VFD control unit of the VFD.

전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 스위치 보드로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양을 수신하고, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 이때, 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양으로부터 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 합, 즉, 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 소비 전력을 감산하여 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산할 수 있다. 전력 관리 모듈(511)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송할 수 있다. The power management module 511 receives the amount of current production power of each of the port, center, and star from each switchboard of the port, center, and star, and calculates the VFD of each port, center, The amount of current power of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the power plant can be received and the amount of available power of each port, center, and starboard can be calculated. At this time, the power management module 511 calculates the sum of the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipments connected to the VFD of the port, center, and star, respectively, from the current production power of each of the port, , Center, and star, respectively, to calculate the amount of available power for each port, center, and starboard. The power management module 511 may transmit the amount of available power of each port, center, and starboard to the power limit calculation module 512.

전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양, 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 고려하여 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송한다.The power limit calculation module 512 calculates the power limit of each of the plurality of drilling equipments, taking into account the factors according to the amount of available power, the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling equipments, Calculates a power limit for each of the motors and transmits it to each of a plurality of drilling machine controllers 520.

표 1은 드릴링 프로세스에 따른 계수를 나타낸다. Table 1 shows the coefficients according to the drilling process.

드릴링 프로세스Drilling process 드로워크스Drawworks 시멘트 펌프Cement pump 머드 펌프Mud pump 탑드라이브Top Drive 드릴링 작업Drilling work 0.60.6 00 0.20.2 0.20.2 드릴 파이프 연결 작업Drill pipe connection operation 0.60.6 00 00 0.40.4 시추공 다지기Chisel borehole 0.20.2 00 0.50.5 0.30.3 머드 순환Mood circulation 00 00 00 00 폭풍 대기(드릴링 작업 중지)Storm Standby (Stop drilling) 00 00 00 00 항해 운전(드릴링 작업 중지)Navigation (stop drilling) 00 00 00 00 시멘팅 작업Cementing work 0.30.3 0.60.6 00 0.10.1

표 1에 나타난 바와 같이, 드릴링 프로세스에 따른 계수는 드릴링 프로세스에 따라 전력 소비가 많은 드릴링 장비에 더 많은 전력이 분배될 수 있도록 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 드릴링 장비들 각각의 전력 소모량을 고려하여 드릴링 장비들 각각에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 전해져 있는 값이다. As shown in Table 1, the coefficients according to the drilling process can be calculated by taking into consideration the power consumption of each of the drilling equipment in each of the plurality of drilling processes, so that more power can be distributed to the drilling equipment, In accordance with the drilling process.

드릴링 프로세스에 따라 드릴링 장비 각각의 소비 전력이 달라진다. 예를 들어, 드릴링 작업 중에는 드로워크스가 많은 전력을 소비하고, 시추공을 다지는 작업 중에는 머드 펌프의 소비 전력이 증가한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 표 1과 같은 드릴링 프로세스에 따른 계수를 미리 정해 두고, 이를 이용하여 전력 리미트를 계산한다. Depending on the drilling process, the power consumption of each drilling rig varies. For example, draw work consumes a lot of power during drilling work, and power consumption of a mud pump increases during drilling of a borehole. Therefore, in the embodiment of the present invention, the coefficients according to the drilling process as shown in Table 1 are predetermined, and the power limit is calculated using the coefficients.

웰로부터의 거리에 따른 계수는 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값으로서, 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 반비례한다. The coefficient along the distance from the well is a predetermined value according to the distance between the offshore plant and the well, and is inversely proportional to the distance between the offshore plant and the well.

드릴링 작업 중에 해양플랜트가 웰로부터 일정 거리를 벗어나면 드릴 파이프가 손상될 수 있다. 따라서, 드릴링 작업 중에 해양플랜트는 웰로부터 일정 거리를 벗어나면 안 된다. 따라서, 해양플랜트가 웰로부터 멀어질수록 해양플랜트가 웰로부터 일정 거리를 벗어나는 것을 방지하기 위해 쓰러스터가 더 중요하므로 쓰러스터에 더 많은 전력을 분배하기 위해 웰로부터의 거리에 따른 계수를 작게 하여 드릴링 장비로 분배되는 전력을 줄이는 것이다. If the offshore plant is off a certain distance from the well during drilling, the drill pipe may be damaged. Therefore, during the drilling operation, the offshore plant should not deviate a certain distance from the well. Thus, as the thrusters are more important to prevent the offshore plant from moving away from the wells as the offshore plant moves away from the wells, the coefficient along the distance from the wells is reduced to distribute more power to the thruster, And to reduce the power dissipated by the equipment.

전력 리미트 계산 모듈(512)은 좌현, 센터 및 우현 각각의 사용가능한 전력의 양, 좌현, 센터 및 우현 각각의 VFD에 연결된 복수의 드릴링 장비들의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수, 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여, 복수의 드릴링 장비 제어기들 각각(520)으로 전송할 수 있다. The power limit calculation module 512 calculates the amount of available power of each of the port, center, and star, the current power consumption of each of the motors of the plurality of drilling rigs connected to the VFD of each port, center and star respectively, The coefficient and the distance from the well may be used to calculate a power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs and to transmit each of the drilling rigs to each of the plurality of drilling rig controllers 520 have.

전력 리미트 계산 모듈(512)은 수학식 1을 이용하여 복수의 드릴링 장비들 각각의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산할 수 있다.The power limit calculation module 512 may calculate the power limit for each of the plurality of motors of each of the plurality of drilling rigs using Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

PLi , j = (CPi , j + D*Fj*APi)/Ni , j PL i , j = (CP i , j + D * F j * AP i ) / N i , j

PLi , j는 i구역의 VFD에 연결된 j 드릴링 장비의 모터에 대한 전력 리미트를 나타내고, CPi , j는 i구역의 VFD에 연결된 j 드릴링 장비의 모터들 각각의 소비 전력의 합을 나타내고, Fj는 현재 드릴링 프로세스에서 j 드릴링 장비에 대한 드릴링 프로세스에 따른 계수를 나타내고, D는 웰로부터의 거리에 따른 계수를 나타내고, APi는 i구역의 사용가능한 전력의 양을 나타내고, Ni , j는 i구역의 VFD에 연결된 j 드릴링 장비의 모터들의 개수를 나타낸다. PL i, j represents a power limit for the motor of the j drilling device connected to the VFD of the i zones, CP i, j denotes a motor to the sum of each power consumption of the j drilling device connected to the VFD of the i zones, F j represents the coefficient according to the drilling process for the j drilling equipment in the current drilling process, D represents the coefficient according to the distance from the well, AP i represents the amount of available power of the i zone, N i , j represents j represents the number of motors in the j drilling rig connected to the VFD of the zone.

예를 들어, 도 3에서 좌현의 드로워크스 모터의 전력 리미트를 계산해 보면, 현재 드릴링 작업 중이라고 하면, Fj는 0.6이고, 웰로부터의 거리에 따른 계수가 0.7이라고 가정하고, 좌현 VFD에 연결된 드로워크스 모터의 개수가 5개이므로 Ni , j는 5이고, 좌현의 사용가능한 전력의 양을 AP좌현이라고 하고, 좌현 VFD에 연결된 드로워크스 모터들의 소비 전력의 합이 CP좌현, 드로워크스이므로 좌현 VFD에 연결된 드로워크스 모터들 각각의 전력 리미트는 (CP좌현, 드로워크스 + 0.7*0.6*AP좌현)/5가 된다. For example, when calculating the power limit of the draw work motor of the port in Fig. 3, it is assumed that F j is 0.6 and that the coefficient according to the distance from the well is 0.7, Works and the number of the motor 5, so N i, j is 5, the amount of the port available power of the called AP port, the sum of the power consumption of the draw Works motor connected to the port side VFD CP port, draw Works , The power limit of each of the draw work motors connected to the port VFD is (CP port, draw work + 0.7 * 0.6 * AP port ) / 5.

드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다. 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다. The drilling equipment controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling equipment controlled by the VMS 510, receives commands from the operator for the drilling equipment, receives the received power limit and input And transmits a power limit signal to the VFD according to the command. At this time, when the drilling machine controller 520 determines that at least one of the motors of the drilling machine needs power consumption exceeding the power limit allocated thereto, Lt; / RTI >

드릴링 장비 제어기(520)는 드릴링에 관련된 장비를 제어한다. 드릴링은 자원을 채취하기 위해 해저에 구멍을 뚫는 작업이고, 드릴링에 관련된 장비에는 드로워크스, 탑드라이브, 머드 펌프, 시멘트 펌프 등이 있다. 따라서, 드릴링 장비 제어기(520)는 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기일 수 있다. Drilling machine controller 520 controls the equipment involved in drilling. Drilling is a drilling operation in the seabed to collect resources. Drilling equipment includes drill works, top drives, mud pumps, and cement pumps. Thus, the drilling rig controller 520 may be a draw walk controller, a top drive controller, a mud pump controller, or a cement pump controller.

드로워크스는 드로워크스 모터에 의해 구동되고, 탑드라이브는 탑드라이브 모터에 의해 구동되고, 머드 펌프는 머드 펌프 모터에 의해 구동되고, 세멘트 펌프는 시멘트 펌프 모터에 의해 구동된다.The draw work is driven by a draw work motor, the top drive is driven by a top drive motor, the mud pump is driven by a mud pump motor, and the cement pump is driven by a cement pump motor.

드로워크스 제어기는 드로워크스 모터와 같은 드로워크스 관련 장비들을 제어하고, 탑드라이브 제어기는 탑드라이브 모터와 같은 탑드라이브 관련 장비들을 제어하고, 머드 펌프 제어기는 머드 펌프 모터와 같은 머드 펌프 관련 장비들을 제어하고, 시멘트 펌프 제어기는 시멘트 펌프 모터와 같은 시멘트 펌프 관련 장비들을 제어한다. 드로워크스 제어기, 탑드라이브 제어기, 머드 펌프 제어기, 시멘트 펌프 제어기는 드릴링 제어 시스템(DCS, drilling control system)을 구성할 수 있다. The draw-work controller controls draw-related equipment such as draw work motors. The top drive controller controls top-drive related equipment such as top drive motors. The mud pump controller controls the mud pump related equipment And the cement pump controller controls the cement pump related equipment such as the cement pump motor. The draw work controller, the top drive controller, the mud pump controller, and the cement pump controller can constitute a drilling control system (DCS).

좌현 VFD(530), 센터 VFD(540) 및 우현 VFD(550)는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다. The port VFD 530, the center VFD 540, and the starboard VFD 550 receive a power limit signal so that the received power limit signal does not exceed the power limit of the motor, .

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. Next, a power control method of an offshore plant according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 is a flowchart illustrating a power control method of a marine plant according to an embodiment of the present invention.

전력 관리 모듈(511)은 스위치 보드로부터 현재 생산 전력의 양을 수신하고(S610), VFD로부터 현재 소비 전력의 양을 수신하여(S620), 현재 생산 전력의 양 및 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하여 전력 리미트 계산 모듈(512)로 전송한다(S630).The power management module 511 receives the current amount of production power from the switchboard (S610), receives the amount of current power consumption from the VFD (S620), and uses the amount of current production power and the amount of current power consumption Calculates the amount of available power and transmits it to the power limit calculation module 512 (S630).

전력 리미트 계산 모듈(512)은 사용가능한 전력의 양, 드릴링 장비의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수, 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 드릴링 장비 제어기(520)로 전송한다(S640).The power limit calculation module 512 calculates the power limit of each of the motors of the drilling machine using the amount of power available, the current power consumption of each of the motors of the drilling machine, the coefficient according to the drilling process, And transmits the calculated power limit to the drilling machine controller 520 (S640).

드릴링 장비 제어기(520)는 VMS(510)로부터 자신이 제어하는 드릴링 장비의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit) 수신하고, 작업자로부터 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아(S650), 수신된 전력 리미트 및 입력된 명령에 따라 VFD로 전력 제한 신호를 전송한다(S660). 이때, 드릴링 장비 제어기(520)는 입력된 명령을 수행하기 위해서는 드릴링 장비의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송할 수 있다.The drilling equipment controller 520 receives a power limit for each of the motors of the drilling equipment controlled by the VMS 510, receives a command for the drilling equipment from the operator (S650), and receives the received power The power limit signal is transmitted to the VFD according to the limit and the inputted command (S660). At this time, when the drilling machine controller 520 determines that at least one of the motors of the drilling machine needs power consumption exceeding the power limit allocated thereto, Lt; / RTI >

VFD는 전력 제한 신호를 수신하면 수신된 전력 제한 신호가 전력 제한을 요청하는 모터의 소비 전력이 자신의 전력 리미트를 초과하지 못하도록 해당 모터를 제어한다(S670).When the VFD receives the power limit signal, the VFD controls the corresponding motor so that the power limit signal of the received power limit signal does not exceed the power limit of the motor requesting the power limit (S670).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

310 : 발전기
320 : AC/DC 변환기
321 : DC 버스
330 : VFD 제어부
361 : 전력 부하
371 : 전력 저장부
381 : 저항부
391 : 센서
410 : 드릴링 장비 제어기
420 : DC/AC 변환기
430 : 주요 기기
440 : 주요 기기 계기
450 : MCC
460 : 보조 기기
470 : 보조 기기 계기310: generator
320: AC / DC converter
321: DC bus
330: VFD control unit
361: Power load
371: Power storage unit
381:
391: Sensor
410: Drilling equipment controller
420: DC / AC converter
430: Major equipment
440: Main instrument instrument
450: MCC
460: Ancillary equipment
470: Auxiliary equipment

Claims (24)

해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서,
상기 해양플랜트의 현재 생산 전력의 양, 현재 소비 전력의 양 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및
상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하고, 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 수신된 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.A power control apparatus of an offshore plant,
A VMS for calculating a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using a coefficient according to the amount of current production power of the offshore plant, the amount of current power consumption and the distance from the well; And
Receiving a power limit for each of a plurality of motors of the drilling machine from the VMS, receiving a command for the drilling rig from an operator, receiving a power limit signal according to the received power limit and the input command to a VFD The drilling equipment controller comprising:
Wherein the coefficient according to the distance from the well is a predetermined value according to the distance between the offshore plant and the well. 청구항 1에 있어서,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 반비례하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the coefficient along the distance from the well is inversely proportional to the distance between the offshore plant and the well. 청구항 1에 있어서,
상기 VMS는 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하고,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the VMS calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig using coefficients according to a drilling process,
Wherein the coefficient according to the drilling process is a predetermined value according to a drilling process for the drilling rig. 청구항 3에 있어서,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해지는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method of claim 3,
Wherein the coefficient according to the drilling process is determined in consideration of power consumption of the drilling equipment in each of a plurality of drilling processes. 청구항 1에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the drilling machine controller transmits a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned thereto to perform the command. Power control device. 청구항 5에 있어서,
상기 VFD는 상기 전력 제한 신호를 수신하면 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method of claim 5,
Wherein the VFD controls the at least one motor so that the power consumption of the at least one motor does not exceed a power limit assigned to itself when the power limit signal is received. 청구항 1에 있어서,
상기 VMS는 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력의 양을 수신하고 상기 VFD로부터 상기 현재 소비 전력의 양을 수신하여, 상기 현재 생산 전력의 양 및 상기 현재 소비 전력의 양을 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
The VMS receives an amount of the current production power from the switchboard and receives the amount of the current consumption power from the VFD and calculates an amount of the available power using the amount of the current production power and the amount of the current consumption power Power control module of the offshore plant. 청구항 7에 있어서,
상기 VMS는 상기 VFD로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력의 양을 수신하고,
상기 VMS는 상기 사용가능한 전력의 양, 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 및 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method of claim 7,
The VMS receives from the VFD an amount of current power consumption of each of the plurality of motors of the drilling rig,
The VMS calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using the amount of power available, the current amount of power consumed by each of the plurality of motors of the drilling machine, and the coefficients according to the drilling process Further comprising: a power limit calculation module for transmitting the power limit to the drilling equipment controller. 청구항 1에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the drilling equipment controller is a draw walk controller. 해양플랜트의 전력 제어 방법에 있어서,
VMS가 상기 해양 플랜트의 현재 생산 전력의 양, 현재 소비 전력의 양 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 사용가능한 전력의 양을 계산하는 단계;
상기 VMS는 상기 사용가능한 전력의 양, 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양 및 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하여 드릴링 장비 제어기로 전송하는 단계;
상기 드릴링 장비 제어기가 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받는 단계; 및
상기 드릴링 장비 제어기가 상기 전력 리미트 및 상기 입력된 명령에 따라 전력 제한 신호를 VFD로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 방법.In a power control method for an offshore plant,
Calculating an amount of power usable by the VMS using a coefficient according to an amount of current production power of the offshore plant, an amount of current power consumption, and a distance from the well;
The VMS calculates a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine using the amount of power available, the current amount of power consumed by each of the plurality of motors of the drilling machine, To the drilling equipment controller;
The drilling equipment controller receiving commands from the operator for the drilling equipment; And
The drilling equipment controller sending a power limit signal to the VFD in accordance with the power limit and the command entered,
Wherein a coefficient according to a distance from the well is a predetermined value according to a distance between the offshore plant and the well. 청구항 10에 있어서,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 반비례하는, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 10,
Wherein the coefficient along the distance from the well is inversely proportional to the distance between the offshore plant and the well. 청구항 10에 있어서,
상기 계산하는 단계는 드릴링 프로세스에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하고,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 10,
Wherein said calculating step calculates a power limit for each of a plurality of motors of said drilling rig using coefficients according to a drilling process,
Wherein the coefficient according to the drilling process is a predetermined value according to a drilling process for the drilling equipment. 청구항 12에 있어서,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해지는, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 12,
Wherein the coefficient according to the drilling process is determined in consideration of power consumption of the drilling equipment in each of a plurality of drilling processes. 청구항 10에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 10,
Wherein the drilling machine controller transmits a power limit signal to the VFD when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit assigned thereto to perform the command. Power control method. 청구항 14에 있어서,
상기 VFD가 상기 전력 제한 신호를 수신하는 단계; 및
상기 VFD가 상기 적어도 하나의 모터의 소비 전력이 상기 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하지 못하도록 상기 적어도 하나의 모터를 제어하는 단계를 더 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 방법.15. The method of claim 14,
The VFD receiving the power limit signal; And
Further comprising controlling the at least one motor such that the VFD does not exceed a power limit assigned to itself by the power consumption of the at least one motor. 청구항 10에 있어서,
상기 VMS가 스위치 보드로부터 상기 현재 생산 전력의 양을 수신하는 단계; 및
상기 VMS가 상기 VFD로부터 상기 현재 소비 전력의 양을 수신하는 단계를 더 포함하는 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 10,
The VMS receiving an amount of the current production power from the switchboard; And
Further comprising the VMS receiving an amount of the current power consumption from the VFD. 청구항 10에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 방법.The method of claim 10,
Wherein the drilling equipment controller is a draw walk controller. 해양플랜트의 전력 제어 장치에 있어서,
상기 해양플랜트의 좌현, 센터 및 우현 각각의 현재 생산 전력의 양, 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트(power limit)를 계산하는 VMS; 및
상기 VMS로부터 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 수신하여, 상기 수신된 전력 리미트에 따라 전력 제한 신호를 좌현 VFD, 센터 VFD 및 우현 VFD 중 적어도 하나로 전송하는 드릴링 장비 제어기를 포함하고,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 상기 드릴링 장비에 대해 드릴링 프로세스에 따라 미리 정해져 있는 값이고,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.A power control apparatus of an offshore plant,
The present invention relates to a method and apparatus for drilling using a coefficient according to a distance from a well, an amount of a current production power of each of a port, a center and a star of the offshore plant, a current consumption power of each of the port, A VMS for calculating a power limit for each of a plurality of motors of the machine; And
And a drilling equipment controller for receiving a power limit for each of the plurality of motors of the drilling machine from the VMS and transmitting a power limit signal according to the received power limit to at least one of a port VFD, a center VFD, and a starboard VFD ,
Wherein the coefficient according to the drilling process is a predetermined value according to a drilling process for the drilling equipment,
Wherein the coefficient according to the distance from the well is a predetermined value according to the distance between the offshore plant and the well. 청구항 18에 있어서,
상기 웰로부터의 거리에 따른 계수는 상기 해양플랜트와 웰 사이의 거리에 따라 미리 정해져 있는 값인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the coefficient according to the distance from the well is a predetermined value according to the distance between the offshore plant and the well. 청구항 18에 있어서,
상기 드릴링 프로세스에 따른 계수는 복수의 드릴링 프로세스 각각에서 상기 드릴링 장비의 전력 소모량을 고려하여 정해지는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the coefficient according to the drilling process is determined in consideration of power consumption of the drilling equipment in each of a plurality of drilling processes. 청구항 18에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 작업자로부터 상기 드릴링 장비에 대한 명령을 입력받아, 상기 명령을 수행하기 위해서는 상기 복수의 모터들 중 적어도 하나의 모터가 자신에게 할당된 전력 리미트를 초과하는 소비 전력이 필요한 경우에 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 중 상기 적어도 하나의 모터가 연결된 VFD로 전력 제한 신호를 전송하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the drilling equipment controller receives a command for the drilling equipment from an operator and, in order to execute the command, when at least one of the plurality of motors requires power consumption exceeding the power limit allocated thereto, The center VFD, the center VFD, and the starboard VFD to the VFD to which the at least one motor is connected. 청구항 18에 있어서,
상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 생산 전력의 양 및 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 현재 소비 전력의 양을 이용하여 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력의 양을 계산하는 전력 관리 모듈을 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.19. The method of claim 18,
The center and the star, and the current power consumption of each of the port, the center, and the starboard, the VMS calculates the available power of each of the port, the center, and the starboard, And a power management module for calculating an amount of the power of the offshore plant. 청구항 22에 있어서,
상기 VMS는 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각으로부터 상기 좌현 VFD, 상기 센터 VFD 및 상기 우현 VFD 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비전력의 양을 수신하고,
상기 VMS는 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각의 사용가능한 전력의 양, 상기 좌현, 상기 센터 및 상기 우현 각각에 연결된 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각의 현재 소비 전력의 양, 드릴링 프로세스에 따른 계수 및 웰로부터의 거리에 따른 계수를 이용하여 상기 드릴링 장비의 복수의 모터들 각각에 대한 전력 리미트를 계산하여 상기 드릴링 장비 제어기로 전송하는 전력 리미트 계산 모듈을 더 포함하는, 해양플랜트의 전력 제어 장치.23. The method of claim 22,
The VMS receives an amount of current power consumption of each of a plurality of motors of the drilling rig connected to the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD, respectively, from the port VFD, the center VFD, and the starboard VFD,
Wherein the VMS calculates the amount of available power of each of the port, the center and the starboard, the amount of current power of each of the plurality of motors of the drilling rig connected to the port, the center, and the starboard, Further comprising a power limit calculation module for calculating a power limit for each of the plurality of motors of the drilling rig using coefficients according to distance from the well and the well and transmitting the calculated power limit to the drilling rig controller, . 청구항 18에 있어서,
상기 드릴링 장비 제어기는 드로워크스 제어기인, 해양플랜트의 전력 제어 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the drilling equipment controller is a draw walk controller.
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