Shore to Shipシステムのエネルギー最適化-港内バースに停泊する船舶のためのユニバーサル電力システム

Energy Optimization of the 'Shore to Ship' System-A Universal Power System for Ships at Berth in a Port.

• Sergey German-Galkin
• Dariusz Tarnapowicz

抄録

港湾に停泊している船舶による大気汚染の排出を抑制するための最も効果的な方法の一つが、船舶の電力を陸上システムに接続することです。"Shore to Ship(STS)とは、船舶の電力網と陸上網を接続するユニバーサルシステムのことで、港湾内の様々な種類の船舶の利用に陸上網の電圧と周波数を確実に適用することができます。このようなシステムの実現は、メカトロニクスシステム（電気のパラメータを確実に維持するシステム）の構築に半導体技術が使用されているために可能です。STSシステムは、アクティブ半導体コンバータを使用することで、高出力の船舶システムのエネルギー効率を確保します。この論文では、定常状態の電磁場とエネルギー過程の解析を行い、STSシステムの有効電力と無効電力、損失を決定することを可能にした。提示された解析研究は、システムのエネルギー効率を最適化する制御アルゴリズムの開発を可能にする。本論文では、システムのエネルギー特性の最適化を可能にする制御方法を検討し、調査した。理論的研究に基づいて、Matlab-Simulink環境でモデルを開発し、電力線や半導体コンバータの損失を削減するために、STSシステムの定常・過渡過程を研究することができました。

One of the most effective methods of limiting air pollution emissions by ships at a berth in a port is the power connection of ships to the on-shore system. "Shore to Ship" (STS)-A universal system for the connection of the ship's electrical power network with the on-shore network-ensures the adoption of the voltage and frequency of the on-shore network for the exploitation of various types of ships in the port. The realization of such a system is possible due to the use of semiconductor technologies during the construction of mechatronic systems (i.e., systems that ensure the maintenance of electricity parameters). The STS system ensures energy efficiency for high-power ship systems through the use of an active semiconductor converter. This article presents an analysis of steady state electromagnetic and energy processes, allowing the determination of the active and reactive power and losses in the STS system. The presented analytical research enables the development of a control algorithm that optimizes the system energy efficiency. In the article, the control methods allowing the optimization of the energy characteristics of the system are considered and investigated. On the basis of theoretical studies, a model was developed in the Matlab-Simulink environment, which allowed us to study steady and transient processes in the STS system in order to reduce losses in power lines and semiconductor converters.