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JP4690914B2 - Ship power supply system - Google Patents
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Description

本発明は、複数の発電機の出力を母線を介して電動機を駆動するインバータと負荷とに供給する船舶用電源システムに関する。   The present invention relates to a ship power supply system that supplies outputs of a plurality of generators to an inverter and a load that drive an electric motor via buses.

従来の船舶用電源システムは、冗長性の回避、発電機のメインテナンス時の利便性から負荷装置に適合した一定容量の発電機を複数台設置し、その出力を共通の船舶内母線に接続していた。さらに、負荷装置の容量に応じて、適宜発電機を並列運転することにより、必要な電力を負荷に供給していた。
例えば、特許文献1に開示されている技術は、複数の一般負荷と複数の主機に各々接続された複数の発電機とが一般電源母線に接続されている。また、この技術は、推進用電動機を駆動するインバータに接続された電源推進母線(交流母線)と、一般負荷に接続された一般電源母線との間に遮断器および電力変換装置を直列に接続している。これにより、推進用電動機の急速逆転時(回生運転時)に発生するバックパワーを電力変換装置を介して一般負荷に供給している。
特開平7−315293号公報 (図1)
Conventional ship power supply systems have multiple generators with a fixed capacity that are suitable for the load device, avoiding redundancy and maintaining power generator maintenance, and connecting their outputs to a common ship bus. It was. Furthermore, necessary power is supplied to the load by appropriately operating the generators in parallel according to the capacity of the load device.
For example, in the technique disclosed in Patent Document 1, a plurality of general loads and a plurality of generators respectively connected to a plurality of main machines are connected to a general power supply bus. In this technology, a circuit breaker and a power converter are connected in series between a power propulsion bus (AC bus) connected to an inverter that drives the propulsion motor and a general power bus connected to a general load. ing. As a result, the back power generated when the propulsion motor is rapidly reversed (during regenerative operation) is supplied to the general load via the power converter.
JP 7-315293 A (FIG. 1)

従来の船舶用電源システムに、瞬時負荷変動を伴う大容量負荷あるいは間欠的に無負荷状態が存在する負荷を接続する必要がある場合がある。この場合、船舶用一般負荷装置と瞬時負荷変動を伴う大容量負荷あるいは間欠的に無負荷状態が存在する負荷装置が共通の交流母線で接続されることになる。このとき、負荷変動の大きい負荷装置が接続されると、並列接続された発電機の運転バランスが崩れて安定した電力供給が困難となることがある。   In some cases, it is necessary to connect a large-capacity load with instantaneous load fluctuations or a load in which no load condition exists intermittently to a conventional power supply system for ships. In this case, the general load device for a ship and a large capacity load with instantaneous load fluctuations or a load device having an intermittent no-load state are connected by a common AC bus. At this time, if a load device with a large load fluctuation is connected, the operation balance of the generators connected in parallel may be lost, and stable power supply may be difficult.

なお、特許文献1の技術は、推進用電動機の急速逆転時に遮断器を投入して電力変換装置を介してバックパワーを一般負荷に供給するものである。このため、通常時は遮断器を開放状態にしていることから、推進用電動機に電力を供給する発電機は一般用負荷に電力を供給することを前提にしていない。   The technique of Patent Document 1 is to supply a back power to a general load through a power conversion device by turning on a circuit breaker during rapid reverse rotation of a propulsion motor. For this reason, since the circuit breaker is normally open, the generator that supplies power to the propulsion motor is not premised on supplying power to the general load.

そこで、本発明は、瞬時負荷変動と間欠的な無負荷状態とが存在する負荷装置に対して、瞬時負荷変動による電圧降下の影響のない安定かつ効率の高い電力を供給する電源システムを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a power supply system that supplies stable and highly efficient power that is not affected by a voltage drop due to instantaneous load fluctuations to a load device in which instantaneous load fluctuations and intermittent no-load states exist. This is the issue.

前記課題を解決するため、本発明は、予備機を除いた複数の発電機が発電する交流電力を共通の母線を介して、電動機を駆動するインバータと瞬時変動と間欠的な無負荷状態とが存在する変動負荷を含む複数の負荷とに供給する船舶用電源システムであって、前記母線は、前記複数の発電機の一部の発電機が発電する交流電力を前記インバータに供給する交流母線と、他の発電機が発電する交流電力を前記変動負荷に供給する他の母線とから構成され、前記他の母線に接続される発電機の出力と、前記交流母線との間を接続するスイッチを備え、前記変動負荷の瞬時変動の繰り返しが継続的に生じるときに前記スイッチが開放状態にされ、前記変動負荷が継続的に無負荷状態であるときに前記スイッチが短絡状態にする。 To solve the above problems, the present onset Ming, AC power multiple generators except the spare machine to generate electricity via a common bus, the inverter and the instantaneous variations and for driving the electric motor and intermittent unloaded condition A power supply system for a ship that supplies a plurality of loads including a variable load , wherein the bus is an AC bus that supplies AC power generated by some of the generators to the inverter. And another bus that supplies AC power generated by another generator to the variable load, and connects between the output side of the generator connected to the other bus and the AC bus. A switch is provided, and the switch is opened when instantaneous fluctuations of the variable load are continuously generated, and the switch is short-circuited when the variable load is continuously unloaded.

本発明は、瞬時負荷変動と間欠的な無負荷状態とが存在する負荷装置に対して、瞬時負荷変動による電圧降下の影響のない安定かつ効率の高い電力を供給する電源システムを提供することができる。   The present invention provides a power supply system that supplies stable and highly efficient electric power that is not affected by a voltage drop due to instantaneous load fluctuations to a load device that has instantaneous load fluctuations and intermittent no-load conditions. it can.

(発明の概要)
発明の概要について図1を参照して説明する。
複数の主機10,11および発電機20,21が直流母線44を介して変動負荷60,61に電力を供給している。また、主機12,13および発電機22,23が船舶内母線5を介して補機モータ8および船内一般負荷9に電力を供給している。また、発電機20,21と船舶内母線5との間にはスイッチ2,3が設けられている。
(Summary of Invention)
An outline of the invention will be described with reference to FIG.
The plurality of main machines 10 and 11 and the generators 20 and 21 supply power to the variable loads 60 and 61 via the DC bus 44. The main engines 12 and 13 and the generators 22 and 23 supply power to the auxiliary motor 8 and the inboard general load 9 through the inboard bus 5. Further, switches 2 and 3 are provided between the generators 20 and 21 and the in-ship bus 5.

ここで、変動負荷60,61が継続的に無負荷状態であるときに、スイッチ2,3を短絡することにより、発電機20,21の発電電力、および、発電機22,23の発電電力が補機モータ8あるいは船内一般負荷9に供給される。ここで、変動負荷60,61の瞬時負荷電流が大きく、間欠的に無負荷状態が生じる場合には、スイッチ2,3を開放して、発電機20,21の発電電力のすべてが変動負荷60,61に供給される。これにより、変動負荷60,61の瞬時負荷電流の影響が補機モータ8や船内一般負荷9に影響しない。   Here, when the variable loads 60 and 61 are continuously in a no-load state, the generated power of the generators 20 and 21 and the generated power of the generators 22 and 23 are reduced by short-circuiting the switches 2 and 3. It is supplied to the auxiliary motor 8 or the general ship load 9. Here, when the instantaneous load current of the variable loads 60 and 61 is large and the no-load state occurs intermittently, the switches 2 and 3 are opened, and all of the generated power of the generators 20 and 21 is changed. , 61. Thereby, the influence of the instantaneous load current of the variable loads 60 and 61 does not affect the auxiliary motor 8 and the ship general load 9.

また、発電機20,21と直流母線44との間に電力変換器41,42が挿入されても、スイッチ2,3を開放することにより、電力変換器41,42が発生するノイズが補機モータ8や船内一般負荷9に影響することは少ない。スイッチ2,3が短絡状態であっても、電力変換器41,42の駆動周波数は、補機モータ8に同期されて駆動するインバータ7の駆動周波数よりも高いので、補機モータ8や船内一般負荷9へのノイズの影響は低減する。   Further, even if the power converters 41 and 42 are inserted between the generators 20 and 21 and the DC bus 44, the noise generated by the power converters 41 and 42 can be reduced by opening the switches 2 and 3. There is little influence on the motor 8 or the general ship load 9. Even if the switches 2 and 3 are short-circuited, the driving frequency of the power converters 41 and 42 is higher than the driving frequency of the inverter 7 driven in synchronization with the auxiliary motor 8, so that the auxiliary motor 8 and the general inboard The influence of noise on the load 9 is reduced.

また、発電機20,21、あるいは、発電機22,23を並列運転することにより、負荷電力の大きさに応じて、適宜、発電機を休止させることができる。これにより、冗長性を回避することができ、発電機20,21,22,23のメインテナンスが容易となる。   In addition, by operating the generators 20 and 21 or the generators 22 and 23 in parallel, the generator can be appropriately stopped according to the magnitude of the load power. Thereby, redundancy can be avoided and maintenance of the generators 20, 21, 22, and 23 is facilitated.

(第1実施形態)
再び図1を参照して、本発明の一実施形態である船舶用電源システムの詳細を説明する。
船舶用電源システム1は、大型の船舶内に備えられ、複数の主機10,11,12,13に各々機械的に接続された発電機20,21,22,23と、発電機20,21の出力に各々接続され、交流電圧VACを直流電圧VDCに変換する電力変換器41,42と、電力変換器41,42の直流出力が並列して接続されている直流母線(他の母線)44と、直流母線44に接続され、瞬時負荷変動が大きい変動負荷60,61に電流を供給する電流源50,51と、発電機22,23の出力が共通に接続される船舶内母線5と、船舶内母線(交流母線)5に接続され、補機モータ8を駆動するインバータ(INV)7と、発電機22,23を同期させる同期装置15と、発電機20,21の出力と船舶内母線5との間に各々挿入されているスイッチ2,3と、を備えている。ここで、スイッチ2,3が短絡しているときには、同期装置15は発電機20,21も同期させる。なお、船内一般負荷9は、船舶内母線5に接続されている。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1 again, details of the power supply system for a ship which is an embodiment of the present invention will be described.
The ship power supply system 1 is provided in a large ship and includes generators 20, 21, 22, and 23 mechanically connected to a plurality of main engines 10, 11, 12, and 13, and generators 20 and 21, respectively. Power converters 41 and 42 that are each connected to an output and convert AC voltage VAC to DC voltage VDC, and DC bus (other bus) 44 to which DC outputs of power converters 41 and 42 are connected in parallel The current sources 50 and 51 connected to the DC bus 44 and supplying current to the variable loads 60 and 61 having a large instantaneous load fluctuation, the ship internal bus 5 to which the outputs of the generators 22 and 23 are connected in common, and the ship An inverter (INV) 7 that is connected to the internal bus (AC bus) 5 and drives the auxiliary motor 8, a synchronizer 15 that synchronizes the generators 22 and 23, the outputs of the generators 20 and 21, and the on-board bus 5 Inserted between each A pitch 2,3, and a. Here, when the switches 2 and 3 are short-circuited, the synchronization device 15 synchronizes the generators 20 and 21 as well. The inboard general load 9 is connected to the inboard bus 5.

ここで、主機10,11,12,13は、エンジンであり、発電機20,21,22,23の出力容量に対応した回転出力を有している。ここで、主機10,11,12,13、および、発電機20,21,22,23は、変動負荷60,61、補機モータ8、および、船内一般負荷9の出力容量に対応しており、冗長性を回避している。例えば、船舶内に4台の発電機を搭載する場合には、通常の運用時には、最大3台の発電機を並列運転して、負荷に電力を供給することとし、残りの1台は、予備機として常に待機状態とすることで、万一1台の発電機が故障した場合においても、負荷への電力供給が可能な発電機台数としている。また、主機10,11,12,13および発電機20,21,22,23のメインテナンス等を容易にしている。   Here, the main machines 10, 11, 12, 13 are engines, and have rotational outputs corresponding to the output capacities of the generators 20, 21, 22, 23. Here, the main engines 10, 11, 12, 13 and the generators 20, 21, 22, 23 correspond to the output capacities of the variable loads 60, 61, the auxiliary motor 8, and the inboard general load 9. , Avoiding redundancy. For example, when four generators are installed in a ship, during normal operation, up to three generators are operated in parallel to supply power to the load, and the remaining one is a spare. By always in a standby state as a machine, the number of generators that can supply power to the load is set even if one generator fails. In addition, maintenance of the main units 10, 11, 12, 13 and the generators 20, 21, 22, 23 is facilitated.

変動負荷60,61は、瞬時負荷変動が大きく、間欠的に無負荷状態が存在するような大容量負荷である。   The variable loads 60 and 61 are large-capacity loads in which instantaneous load fluctuations are large and there is an intermittent no-load state.

電力変換器41,42は、交流電圧VACを直流電圧VDCに変換するAC/DC変換器であり、出力電圧は最大電圧300Vの高電圧である。電力変換器41,42は、互いに出力電圧を一致させるように制御を行い、直流母線44に並列接続させる。また、電力変換器41,42は、発電機20,21と絶縁を保つための絶縁機能を有する。さらに、電力変換器41,42は、異なる電圧や周波数の発電機20,21を電力変換器41,42の出力側で並列出力させている。   The power converters 41 and 42 are AC / DC converters that convert the AC voltage VAC into the DC voltage VDC, and the output voltage is a high voltage of a maximum voltage of 300V. The power converters 41 and 42 perform control so that the output voltages coincide with each other, and are connected in parallel to the DC bus 44. Moreover, the power converters 41 and 42 have an insulating function for maintaining insulation from the generators 20 and 21. Furthermore, the power converters 41 and 42 output the generators 20 and 21 having different voltages and frequencies in parallel on the output side of the power converters 41 and 42.

直流電流源50,51は、変動負荷60,61に電流を流すためのものである。また、並列運転される発電機を駆動する主機が持つ速度制御方式の特性の違いにより、並列運転バランスが崩れて発電機が停止することが少なくなる。これにより、安定した電力供給が困難となる問題が回避される。また、主機10,11、発電機20,21、電力変換器41,42を2セット設けることにより、何れか一方の変動負荷60,61の負荷変動が大きくなった場合でも、主機10,11、発電機20,21、電力変換器41,42の各々が互いに補うように機能する。   The direct current sources 50 and 51 are for flowing current through the variable loads 60 and 61. Further, due to the difference in the characteristics of the speed control method of the main engine that drives the generators operated in parallel, the parallel operation balance is lost and the generators are less likely to stop. This avoids the problem that it is difficult to stably supply power. Further, by providing two sets of the main machines 10 and 11, the generators 20 and 21, and the power converters 41 and 42, even when the load fluctuation of any one of the variable loads 60 and 61 increases, The generators 20 and 21 and the power converters 41 and 42 function so as to supplement each other.

このため、瞬時負荷変動を伴う大容量負荷、あるいは、間欠的な無負荷状態が存在する負荷装置に対して電力供給が必要な場合には、専用の発電機あるいは交流電源から直流電源に変換する専用の電力変換機を設置して電力供給を行う必要があるが、このような負荷装置の大容量化に対して専用の大容量発電機ならびに専用の大容量変換機を船舶内に搭載することは、近年電気設備の増加傾向から設置スペースを確保するのは困難な状況にある。負荷容量合計が主機10、発電機20の組合せで発生しうる発電電力でまかなう事ができないことから、複数の主機と発電機の組合せが必要となる。船舶に搭載する関係上、変動負荷60,61に見合った専用の主機と発電機を設置することは、設置スペースの関係から難しい状況である。また、船内一般負荷9は、照明、船舶制御装置、ポンプ等の一般的な負荷である。   For this reason, when it is necessary to supply power to a large-capacity load with instantaneous load fluctuations or a load device that has an intermittent no-load state, a dedicated generator or AC power source is converted to a DC power source. Although it is necessary to install a dedicated power converter and supply power, it is necessary to install a dedicated large-capacity generator and a dedicated large-capacity converter in the ship to increase the capacity of such load devices. However, in recent years, it is difficult to secure installation space due to the increasing trend of electrical equipment. Since the total load capacity cannot be covered by the generated power that can be generated by the combination of the main unit 10 and the generator 20, a combination of a plurality of main units and generators is required. Due to the installation space, it is difficult to install a dedicated main engine and generator corresponding to the variable loads 60 and 61 due to the installation space. The inboard general load 9 is a general load such as lighting, a ship control device, and a pump.

次に、本実施形態の動作を説明する。
通常時、船舶用電源システム1は、主機10,11から発電機20,21、スイッチ2,3を経て船舶内母線5に電力が供給され、または、電力変換器41,42に交流電圧VACが印加される。ここで、変動負荷60,61が無負荷状態であるときは、主機10,11,12,13と発電機20,21,22,23とを適宜並列運転し、船舶内母線5を介してインバータ7、補機モータ8、あるいは、船内一般負荷9に電力が供給される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the normal state, the power supply system 1 for the ship is supplied with power from the main engines 10 and 11 through the generators 20 and 21 and the switches 2 and 3 to the bus 5 in the ship, or the AC voltage VAC is supplied to the power converters 41 and 42. Applied. Here, when the variable loads 60 and 61 are in a no-load state, the main engines 10, 11, 12, 13 and the generators 20, 21, 22, 23 are appropriately operated in parallel, and the inverter is connected via the ship internal bus 5 7, electric power is supplied to the auxiliary motor 8 or the inboard general load 9.

一方、瞬時負荷変動が伴う大容量負荷、あるいは、間欠的に無負荷状態が存在する変動負荷60,61へ電力を供給する際は、スイッチ2,3を開放する。これにより、発電機20,21が発電した電力は電力変換器41,42のみに供給され、インバータ7および船内一般負荷9は、発電機22,23によって電力が供給される。   On the other hand, the switches 2 and 3 are opened when supplying power to a large-capacity load accompanied by instantaneous load fluctuations or to fluctuating loads 60 and 61 that intermittently have no load. Thereby, the electric power generated by the generators 20 and 21 is supplied only to the power converters 41 and 42, and the inverter 7 and the inboard general load 9 are supplied with electric power by the generators 22 and 23.

ここで、図2を参照して、瞬時負荷変動を伴う変動負荷60,61、あるいは、間欠的に無負荷状態が存在する負荷の負荷パターンについて説明する。この図は、横軸が時間t(s)であり、縦軸が発電機出力(Kw)であり、主機および発電機がそれぞれ3台の場合について記載されている。この負荷パターンは、変動負荷60,61の無負荷状態から発電機3台分の合計出力P3まで急峻な勾配で増加し、所定時間経過後に無負荷状態に遷移する矩形波パターンであり、この矩形波パターンが一定間隔で繰り返される。ここで、変動負荷60,61の負荷容量によっては、発電機を2台分の合計出力P2、あるいは、発電機1台分の出力P1となる場合がある。   Here, with reference to FIG. 2, the load pattern of the variable loads 60 and 61 accompanied by the instantaneous load fluctuation or the load in which the no-load state exists intermittently will be described. In this figure, the horizontal axis represents time t (s), the vertical axis represents the generator output (Kw), and there are three main engines and three generators. This load pattern is a rectangular wave pattern that increases with a steep slope from the no-load state of the variable loads 60 and 61 to the total output P3 for the three generators, and transitions to the no-load state after a lapse of a predetermined time. The wave pattern is repeated at regular intervals. Here, depending on the load capacity of the variable loads 60 and 61, there may be a total output P2 for two generators or an output P1 for one generator.

電力変換器41,42に交流電圧VACが供給されると、交流電圧VACを直流電圧VDCに変換する電力変換器41,42から直流電源(電流源50,51)に電力が供給される。直流電源(電流源50,51)は、変動負荷60,61に電力を供給する。   When the AC voltage VAC is supplied to the power converters 41 and 42, power is supplied to the DC power supply (current sources 50 and 51) from the power converters 41 and 42 that convert the AC voltage VAC into the DC voltage VDC. The DC power supply (current sources 50 and 51) supplies power to the variable loads 60 and 61.

また、負荷が船内一般負荷9のみの場合、スイッチ2,3を船舶内母線側に切り替えることにより、船舶内母線5を経由してインバータ7、補機モータ8、船内一般負荷9へ電力が共有される。   In addition, when the load is only the ship's general load 9, power is shared to the inverter 7, the auxiliary motor 8, and the ship's general load 9 via the ship's bus 5 by switching the switches 2 and 3 to the ship's bus. Is done.

以上説明したように、本実施形態によれば、負荷の特性に応じて、電力を供給する母線を切り替えることで、発電機出力側で並列接続していたときに発電機の特性の違いにより発生する無効電力が無くなる。ここで、無効電力とは、船舶内に搭載される主機(ディーゼルエンジン)は、一般的に低負荷帯(無負荷時)においては、エンジン特性から回転速度の安定性が悪く、複数の発電機を並列運転した場合、回転速度差(位相差)、電圧差により各発電機に流れることがある無効電力をいう。   As described above, according to the present embodiment, it is caused by the difference in the characteristics of the generator when the generator output side is connected in parallel by switching the bus that supplies power according to the characteristics of the load. Reactive power to be lost. Here, the reactive power means that a main engine (diesel engine) mounted in a ship generally has a low rotational speed stability due to engine characteristics in a low load zone (no load), and a plurality of generators. , Reactive power that may flow to each generator due to rotational speed difference (phase difference) and voltage difference.

また、負荷に応じて、別々の母線(直流母線44、船舶内母線5)から瞬時負荷変動を伴う大容量負荷、あるいは、間欠的に無負荷状態が存在する変動負荷60,61に発電機20,21,22,23の出力を供給することにより、一般負荷用の発電機22,23が止まることなく、安定した電力供給が可能になる。   Further, depending on the load, the generator 20 is connected to a large-capacity load accompanied by instantaneous load fluctuations from different buses (DC bus 44, in-vessel bus 5), or to fluctuating loads 60 and 61 in which no-load state exists intermittently. , 21, 22, 23, the generators 22, 23 for general loads do not stop and stable power supply becomes possible.

また、発電機20,21と直流母線44との間に電力変換器41,42を挿入し、発電機20,21、および、電力変換器41,42を各々並列接続することによって、発電機20,21の特性に関係なく運転が可能である。   Further, by inserting power converters 41 and 42 between the generators 20 and 21 and the DC bus 44 and connecting the generators 20 and 21 and the power converters 41 and 42 in parallel, the generator 20 , 21 can be operated regardless of the characteristics.

さらに、電力変換器41,42の出力側で並列接続することによって、船舶用電源システムの出力効率が向上する。なぜならば、発電機20,21の出力側で並列接続していたときに発電機20,21の特性の違いにより発生する、発電機20,21の無効電力が減少するからである。これについては、並列運転される発電機20,21の数を増加する方法があるが、大容量負荷に直流電源を供給するための電力変換器41,42で発生する高調波ノイズが、船舶内母線を介して他の一般負荷に影響を与え、誤動作などの問題が発生する。また、間欠的に無負荷状態となる負荷装置であることから、無負荷時に発電機20,21の出力に無効電力が発生し、船舶用電源システム全体の効率低下を招くこととなる。   Furthermore, by connecting in parallel on the output side of the power converters 41 and 42, the output efficiency of the power supply system for ships is improved. This is because the reactive power of the generators 20 and 21 generated due to the difference in the characteristics of the generators 20 and 21 when connected in parallel on the output side of the generators 20 and 21 is reduced. As for this, there is a method of increasing the number of generators 20 and 21 that are operated in parallel, but harmonic noise generated in the power converters 41 and 42 for supplying DC power to a large-capacity load is generated in the ship. It affects other general loads via the bus and causes problems such as malfunctions. Moreover, since it is a load apparatus which will be in a no-load state intermittently, reactive power will generate | occur | produce in the output of the generators 20 and 21 at the time of no load, and will cause the efficiency fall of the whole ship power supply system.

また、瞬時負荷変動による電圧降下、電力変換器41,42からの高調波ノイズの影響を少なくすることが可能となる。その理由は、2つの母線(直流母線44、船舶内母線5)を設けて系統を分離することと母線を切り替えるスイッチによって、船内一般負荷9と瞬時負荷変動を伴う大容量負荷、あるいは、間欠的に無負荷状態が存在する負荷とを電気的に分離することができるからである。なお、スイッチ2,3が短絡していても、電力変換器41,42の駆動周波数は、補機モータ8に同期するインバータ7の駆動周波数よりも一般的に高いからである。   In addition, it is possible to reduce the influence of voltage drop due to instantaneous load fluctuations and harmonic noise from the power converters 41 and 42. The reason is that by providing two buses (DC bus 44, ship's bus 5) and separating the system and switching the bus, the ship's general load 9 and a large capacity load with instantaneous load fluctuations or intermittent This is because it can be electrically separated from a load in which no load condition exists. This is because even if the switches 2 and 3 are short-circuited, the drive frequency of the power converters 41 and 42 is generally higher than the drive frequency of the inverter 7 synchronized with the auxiliary motor 8.

(参考例)
ここで、船舶用電源システムの参考例を図3を参照して説明する。
船舶用電源システム4は、発電機20,21,22,23が共通の船舶内母線5’に接続され、船舶内母線5’は、電力変換器41,42を介して接続される変動負荷60,61と、インバータ7を介して接続される補機モータ8と、船内一般負荷9に交流電力を供給する。また、発電機20,21,22,23は、同期装置15を用いて同期運転される。なお、主機10,11,12,13、および、発電機20,21,22,23は、前記実施形態と同様に、変動負荷60,61、補機モータ8、および、船内一般負荷9の電力容量に対応している。
(Reference example)
Here, a reference example of the marine power supply system will be described with reference to FIG.
In the ship power supply system 4, the generators 20, 21, 22 and 23 are connected to a common ship bus 5 ′, and the ship bus 5 ′ is connected to a variable load 60 connected via power converters 41 and 42. , 61, an auxiliary motor 8 connected via an inverter 7, and an inboard general load 9 are supplied with AC power. Further, the generators 20, 21, 22 and 23 are operated synchronously using the synchronization device 15. The main engines 10, 11, 12, 13 and the generators 20, 21, 22, 23 are similar to the above embodiment in that the power of the variable loads 60, 61, the auxiliary motor 8, and the inboard general load 9 is the same. It corresponds to capacity.

(変形例)
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記実施形態は、フラッシュランプの発光等の瞬時電力が大きなものであれば構わない。
(2)前記実施形態は、変動負荷60,61の無負荷状態では、スイッチ2,3を用いて発電機20,21の出力電力を、変動負荷60,61のみならず、船舶内母線5を介してインバータ7および補機モータ8に供給したが、電力変換器41,42あるいは船舶内母線5に切り替える切替えスイッチを設けて、変動負荷60,61への電力供給を遮断して、船舶内母線5のみに電力を供給することができる。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications such as the following are possible.
(1) The above-described embodiment is not particularly limited as long as instantaneous power such as light emission of a flash lamp is large.
(2) In the above embodiment, when the variable loads 60 and 61 are not loaded, the output power of the generators 20 and 21 is not limited to the variable loads 60 and 61 by using the switches 2 and 3. Is supplied to the inverter 7 and the auxiliary motor 8 via the power converters 41 and 42 or the changeover switch for switching to the shipboard bus 5 to cut off the power supply to the variable loads 60 and 61 and Only 5 can be supplied with power.

本発明の一実施形態である船舶用電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power supply system for ships which is one Embodiment of this invention. 瞬時負荷変動を伴う発電機出力を示す図である。It is a figure which shows the generator output accompanying instantaneous load fluctuation | variation. 船舶用電源システムの参考例である。It is a reference example of the power supply system for ships.

符号の説明Explanation of symbols

1,4 船舶用電源システム
2,3 スイッチ
5 船舶内母線(交流母線)
7 インバータ
8 補機モータ
9 船内一般負荷
10,11,12,13 主機
15 同期装置
20,21,22,23 発電機
41,42 電力変換器
44 直流母線(他の母線)
50,51 電流源
60,61 変動負荷
1,4 Vessel power supply system 2,3 switch 5 Vessel internal bus (AC bus)
7 Inverter 8 Auxiliary motor 9 General inboard load 10, 11, 12, 13 Main machine 15 Synchronizer 20, 21, 22, 23 Generator 41, 42 Power converter 44 DC bus (other bus)
50, 51 Current source 60, 61 Variable load

Claims (5)

予備機を除いた複数の発電機が発電する交流電力を共通の母線を介して、電動機を駆動するインバータと瞬時変動と間欠的な無負荷状態とが存在する変動負荷を含む複数の負荷とに供給する船舶用電源システムであって、
前記母線は、前記複数の発電機の一部の発電機が発電する交流電力を前記インバータに供給する交流母線と、他の発電機が発電する交流電力を前記変動負荷に供給する他の母線とから構成され、
前記他の母線に接続される発電機の出力と、前記交流母線との間を接続するスイッチを備え、
前記変動負荷の瞬時変動の繰り返しが継続的に生じるときに前記スイッチが開放状態にされ、前記変動負荷が継続的に無負荷状態であるときに前記スイッチが短絡状態にされる
ことを特徴とする船舶用電源システム。
AC power generated by a plurality of generators excluding spare machines is converted into a plurality of loads including a variable load including an inverter that drives the motor and instantaneous fluctuations and an intermittent no-load state via a common bus. A power supply system for a ship,
The bus includes: an AC bus that supplies AC power generated by some of the generators to the inverter; and another bus that supplies AC power generated by another generator to the variable load. Consisting of
A switch for connecting between the output side of the generator connected to the other bus and the AC bus;
The switch is opened when the instantaneous variation of the variable load continuously occurs, and the switch is short-circuited when the variable load is continuously unloaded. Ship power system.
前記他の母線と前記発電機との間に接続され、前記交流電力を直流電力に変換する電力変換器を備えることを特徴とする請求項1に記載の船舶用電源システム。   2. The marine power supply system according to claim 1, further comprising a power converter that is connected between the other bus and the generator and converts the AC power into DC power. 複数の発電機が発電する交流電力を共通の母線を介して、電動機を駆動するインバータと複数の負荷とに供給する船舶用電源システムであって、
前記複数の負荷には、瞬時変動と間欠的な無負荷状態とが存在する変動負荷を含み、
前記母線は、前記複数の発電機の一部の発電機が発電する交流電力を前記インバータに供給する交流母線と、他の発電機が発電する交流電力を前記変動負荷に供給する他の母線とから構成され、
前記他の母線に接続される発電機の出力側と、前記交流母線との間を接続するスイッチを備え、
前記変動負荷の瞬時変動の繰り返しが継続的に生じるときに前記スイッチが開放状態にされ、前記変動負荷が継続的に無負荷状態であるときに前記スイッチが短絡状態にされ、
前記他の母線と前記発電機との間に接続され、前記交流電力を直流電力に変換する電力変換器を備え、
前記インバータの駆動周波数は、前記電力変換器の駆動周波数よりも低いことを特徴とする船舶用電源システム。
A ship power supply system that supplies AC power generated by a plurality of generators to a plurality of loads and an inverter that drives the motor via a common bus,
The plurality of loads include fluctuating loads in which instantaneous fluctuations and intermittent no-load states exist,
The bus includes: an AC bus that supplies AC power generated by some of the generators to the inverter; and another bus that supplies AC power generated by another generator to the variable load. Consisting of
A switch for connecting between the output side of the generator connected to the other bus and the AC bus;
The switch is opened when instantaneous fluctuations of the variable load continuously occur, and the switch is short-circuited when the variable load is continuously unloaded,
A power converter connected between the other bus and the generator, for converting the AC power into DC power;
Driving frequency of the inverter, ship marine power systems that being lower than the drive frequency of the power converter.
複数の発電機が発電する交流電力を共通の母線を介して、電動機を駆動するインバータと複数の負荷とに供給する船舶用電源システムであって、
前記複数の負荷には、瞬時変動と間欠的な無負荷状態とが存在する変動負荷を含み、
前記母線は、前記複数の発電機の一部の発電機が発電する交流電力を前記インバータに供給する交流母線と、他の発電機が発電する交流電力を前記変動負荷に供給する他の母線とから構成され、
前記他の母線に接続される発電機の出力側と、前記交流母線との間を接続するスイッチを備え、
前記変動負荷の瞬時変動の繰り返しが継続的に生じるときに前記スイッチが開放状態にされ、前記変動負荷が継続的に無負荷状態であるときに前記スイッチが短絡状態にされ、
前記交流母線に一般負荷が接続され、
少なくとも前記スイッチが開放しているときは、前記他の母線に接続される発電機と、前記交流母線に接続される発電機とは非同期的に駆動されることを特徴とする船舶用電源システム。
A ship power supply system that supplies AC power generated by a plurality of generators to a plurality of loads and an inverter that drives the motor via a common bus,
The plurality of loads include fluctuating loads in which instantaneous fluctuations and intermittent no-load states exist,
The bus includes: an AC bus that supplies AC power generated by some of the generators to the inverter; and another bus that supplies AC power generated by another generator to the variable load. Consisting of
A switch for connecting between the output side of the generator connected to the other bus and the AC bus;
The switch is opened when instantaneous fluctuations of the variable load continuously occur, and the switch is short-circuited when the variable load is continuously unloaded,
A general load is connected to the AC bus,
When at least the switch is open, the generator and the ship marine power systems and generator you characterized in that it is asynchronously driven which is connected to the AC bus connected to said other bus .
複数の発電機が発電する交流電力を共通の母線を介して、電動機を駆動するインバータと複数の負荷とに供給する船舶用電源システムであって、
前記複数の負荷には、瞬時変動と間欠的な無負荷状態とが存在する変動負荷を含み、
前記母線は、前記複数の発電機の一部の発電機が発電する交流電力を前記インバータに供給する交流母線と、他の発電機が発電する交流電力を前記変動負荷に供給する他の母線とから構成され、
前記他の母線に接続される発電機の出力側と、前記交流母線との間を接続するスイッチを備え、
前記変動負荷の瞬時変動の繰り返しが継続的に生じるときに前記スイッチが開放状態にされ、前記変動負荷が継続的に無負荷状態であるときに前記スイッチが短絡状態にされ、
前記他の母線に接続される前記発電機は、非同期的に駆動する複数の発電機である
ことを特徴とする船舶用電源システム。
A power supply system for a ship that supplies AC power generated by a plurality of generators to a plurality of loads and an inverter that drives the motor via a common bus,
The plurality of loads include fluctuating loads in which instantaneous fluctuations and intermittent no-load states exist,
The bus includes: an AC bus that supplies AC power generated by some of the generators to the inverter; and another bus that supplies AC power generated by another generator to the variable load. Consisting of
A switch for connecting between the output side of the generator connected to the other bus and the AC bus;
The switch is opened when instantaneous fluctuations of the variable load continuously occur, and the switch is short-circuited when the variable load is continuously unloaded,
The other of the generator which is connected to the bus, the ship marine power systems that being a plurality of generator asynchronously drives.
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