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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정일엽
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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최근 국제해사기구(IMO)의 환경규제가 강화됨에 따라 해운업계는 친환경 선박의 기술 개발 및 보급 확산에 초점을 맞추고 있으며, 이를 달성하기 위해 선박의 추진 체계 변화를 근본적인 대안으로 주목받고 있다. 전기추진 체계를 적용한 선박은 선박 내부 배치 및 선형설계의 유연성이 매우 높아 고효율 선박 설계가 가능하며 소 음 및 진동의 저감이 가능하다. 또한, 전력관리시스템을 통해 선박 내 에너지 공급 과 소비를 통합적으로 관리하는 통합전력시스템(IPS)를 통해 에너지 공급의 신뢰성 및 운영 성능을 향상 시킬 수 있다. 전기추진 체계를 적용한 선박의 발전기 운영 효율을 높이기 위해서는 각 발전기 의 연료비용 특성을 고려하여 최적의 발전기 조합 도출 및 출력지정이 필요하며 이를 위해 최적의 발전기 스케줄링이 필요하다. 기존의 전기추진 선박의 경우, 선박 내 소비하는 부하 증가·감소에 따라 사전에 정의한 우선순위에 의해 발전기를 기동·정지를 명령하는 우선순위법(Priority Listing Method)이 적용되어왔다. 그러나, 부하의 급격한 변동이 존재하는 경우, 반복적인 발전기 기동·정지 수행으로 인해 효율적인 발전기 스케줄링이 어렵다. 본 논문에서는 전기추진 선박의 비효율적인 발전기 기동·정지를 방지하기 위해, 부하예측에 기반한 발전기 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 우선, 효율적인 발전기 스케줄링을 위해 발전기 고유특성인 SFC(Specific Fuel Consumption) 정보를 기반으로 발전기 연료비용 함수를 2차 다항식 형태로 도출한다. 부하예측을 수행하기 위해 선박에서 소비되는 부하를 3가지로 구분하여 각 부하의 특성을 고려한 예측기법을 설계한다. 부하예측 결과를 바탕으로 기동비용 저감을 위한 발전기 기동·정 지계획 및 발전기 연료비용 함수를 이용하여 경제적인 발전기 출력지정 기법인 람다반복법을 적용한 발전기 경제급전 알고리즘을 구현한다. 사례연구를 통해 발전기 연료비용 및 기동비용을 비교하여 경제성을 분석한다. 이때, 발전기 스케줄링 알고리즘은 전력공급의 신뢰성과 선박의 생존성을 향상하기 위해 제약조건을 포함한다. 추가로, 본 논문에서는 전기추진 선박 발전시스템의 2가지 발전기 구성에 대한 사례연구를 통해 발전기 구성의 용량 차이 별 경제성을 분석한다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 논문의 구성 및 개요 4Ⅱ. 부하 예측 기반의 발전기 스케줄링 62.1 발전기 연료소모 특성을 이용한 발전기 연료비용 함수 도출 62.2 전기추진 선박의 부하예측 기법 설계 132.2.1 추진 부하예측 142.2.2 서비스 부하예측 152.2.3 펄스 부하예측 172.3 발전기 기동정지 계획 및 발전기 경제급전 방법론 202.4 기존의 발전기 스케줄링 기법 222.5 제안하는 부하예측 기반의 발전기 스케줄링 기법 26Ⅲ. 사례연구 수행 323.1 사례연구를 위한 발전시스템 정의 323.2 운항 시나리오-A에 대한 사례연구 결과 383.3 운항 시나리오-B에 대한 사례연구 결과 42Ⅳ. 결론 46참고문헌 48Abtract 50
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