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公開番号2025006317
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107029
出願日2023-06-29
発明の名称エネルギーマネジメントシステム
出願人西芝電機株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類B63H 21/17 20060101AFI20250109BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】蓄電手段を搭載した電気推進船において、推進力の一定量維持とエネルギー効率向上、電力系統や電動機出力変動の抑制を実現したエネルギーマネジメントシステムを提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、エネルギーマネジメントシステムは、蓄電手段と、蓄電手段の出力を双方向に電力変換可能な充放電用電力変換器と、充放電用電力変換器の交流出力を電源として、船舶の推進のための回転機を駆動する回転機駆動用電力変換器と、測位システムから取得した船舶の位置情報および船速情報と蓄電手段の充電情報とを入力として、回転機駆動用電力変換器に制限信号を出力する制御器とを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電手段と、
前記蓄電手段の出力を双方向に電力変換可能な充放電用電力変換器と、
前記充放電用電力変換器の交流出力を電源として、船舶の推進のための回転機を駆動する回転機駆動用電力変換器と、
測位システムから取得した前記船舶の位置情報および船速情報と前記蓄電手段の充電情報とを入力として、前記回転機駆動用電力変換器に制限信号を出力する制御器と
を備えた、エネルギーマネジメントシステム。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
蓄電手段と、
前記蓄電手段の出力を双方向に電力変換可能な充放電用電力変換器と、
前記蓄電手段の出力を電源として、直流を交流に電力変換する回転機駆動用電力変換器と、
測位システムから取得した船舶の位置情報および船速情報と前記蓄電手段の充電情報とを入力として、前記回転機駆動用電力変換器に制限信号を出力する制御器と
を備えた、エネルギーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記回転機が原動機で駆動される、請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記蓄電手段が、慣性を持つ機器で構成された、請求項１または２に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項５】
前記船舶の位置情報および船速情報および前記蓄電手段の充電情報の組合せに応じて、前記回転機駆動用電力変換器の出力制限値を切り換える、請求項１または２に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項６】
前記回転機が所定負荷よりも軽負荷の場合、前記制御器は、前記回転機駆動用電力変換器の出力制限値をマイナスに設定する、請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項７】
前記制御器は、前記出力制限値の切換を、レート変化させて行う、請求項５に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項８】
前記制御器は、前記出力制限値の代わりにトルク制限値を適用する、請求項５に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項９】
前記制御器は、前記出力制限値の代わりに速度指示値を適用する、請求項５に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項１０】
前記制御器は、前記出力制限値の切換を、レート変化させて行う、請求項６に記載のエネルギーマネジメントシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池などの蓄電手段を含む電気推進システムにおけるエネルギーマネジメントに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電池推進船の運航に係る船速に応じた出力算出や外乱に応じたダイヤ情報の設定、計画船速の算出および補正などの運転支援に関し、特許文献１に示されるような技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１で開示されている技術によれば、あらかじめ設定された計画船速および発着港における充電計画情報に対し、運航情報、外乱情報、障害物検知情報、充電情報を元に、計画船速の算出や補正、ダイヤ情報の変更等や航行区間に応じた推奨出力算出による運転支援を行うことで、船舶におけるエネルギー効率の向上と安全航行を両立できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７０１１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、船速に対応した出力算出や水上交通におけるダイヤ調整、充電箇所や他船と連携するための計画船速の変更など、システム全体を効率的に動かすことはできるが、出力や船速の変更は推進電動機や電源に対して変化をもたらし、機関や機器の振動や電力系統の過渡変化を招く恐れがあり、必ずしも最適であるとは言えない。
【０００６】
そこで、本発明は、蓄電手段を搭載した電気推進船において、推進力の一定量維持とエネルギー効率向上、電力系統や電動機出力変動の抑制を実現したエネルギーマネジメントシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のエネルギーマネジメントシステムは、蓄電手段と、蓄電手段の出力を双方向に電力変換可能な充放電用電力変換器と、充放電用電力変換器の交流出力を電源として、船舶の推進のための回転機を駆動する回転機駆動用電力変換器と、測位システムから取得した船舶の位置情報および船速情報と蓄電手段の充電情報とを入力として、回転機駆動用電力変換器に制限信号を出力する制御器とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図２ａは、回転機の回転速度と出力およびトルクの関係を示した図である。
図２ｂは、回転機の実際の運転特性を示す図である。
図３ａは、図２ｂの運転特性に対して、制限値を下げた場合の出力およびトルクの変化を示した図である。
図３ｂは、出力を代表として、図３ａに対して、制限値をさらに段階的に下げた場合の出力の一例を示す図である。
図４は、回転速度を制限することで、出力とトルクを低減できることを示す図である。
図５は、船舶が発着する港と海上区間とを示す図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの動作例を示すフロー例である。
図７は、本発明の第２の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図８は、本発明の第３の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図９は、本発明の第３の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの、原動機を含んだ場合における駆動特性を示す図である。
図１０は、本発明の第４の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図１１は、本発明の第５の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図１２は、本発明の第６の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
図１３は、本発明の第７の実施形態で適用される切換制御器を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明や、重複した説明は適宜省略する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
（構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの構成例を示すブロック図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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