KR100697338B1 - 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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KR100697338B1
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Abstract

본 발명은 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 인버터로부터 시리얼 통신을 통하여 태양광발전 시스템의 데이터를 실시간으로 수집하는 RTU와 전국에 설치되어 있는 RTU로부터 실시간 데이터를 수집하여 TCP/IP를 통하여 실시간 운전 데이터 및 운전상태를 저장·모니터하고 데이터베이스화하는 DB 서버와 DB 서버의 데이터베이스에 접속하여 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스하는 웹서버, 웹서버로부터 수신된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 한 원격 중앙감시모니터링 시스템으로 구성된다. 인터넷을 통해 현재의 발전현황 데이터를 실시간으로 제공하여 태양광 발전상태를 쉽고 편하게 조회할 수 있도록 한 효과가 있다.
태양광발전, 모니터링, 에너지, 전력, 통합관리

Description

인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법{SOLAR PHOTOVOLTATIC POWER GENERATION MONITORING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광발전 모니터링 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 RTU에서 HEX에서 ASCII로 다시 ASCII에서 HEX로 변환하는 과정을 도식적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에서 통신데이터 보기를 선택했을 때의 화면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에서 발전현황 메뉴와 전국, 지역별 조회화면에서 발전현황 메뉴를 눌렀을 때 나오는 선택 메뉴화면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4의 선택메뉴를 나타낸 화면에 따른 전국의 발전 현황 및 어느 한 지역의 발전 현황을 눌렀을 때의 조회 화면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 발전현황과 인버터의 발전현황을 나타낸 조회 화면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지 발전현황을 측정한 측정자료 조회화면을 나타낸 조회 화면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전소에 구성된 사이트간의 데이터 비교 화면의 일실시예를 나타낸 화면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 확인할 수 있는 상태자료 조회시의 조회화면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 확인할 수 있는 조회화면,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템 설정 메뉴 중의 수용가 설정화면,
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 보고서 메뉴를 디스플레이한 화면의 일 예를 나타낸 화면이다.
*도면의주요부분에대한부호의간단한설명*
110-1, ..., 110-n : 태양광발전 시스템 120-1, ..., 120-n : RTU
122-1, ..., 122-n : 컴퓨터 130 : 네트워크망
140 : 서버 150 : 중앙감시 모니터링 시스템
160 : 관련기관
본 발명은 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전국에 설치된 태양광발전 시스템의 운전상태를 네트워크망을 이용하여 태양광 시스템의 발전현황 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 웹 서버를 통해 인터넷으로 제공하여 언제 어디서나 현장의 운영상태를 모니터링할 수 있는 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 지구환경 문제의 심각화 및 이에 대한 관심도의 증대에 따라, 특히 CO2 배출을 억제하기 위한 에너지 절약 방법에 대하여 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 전기 에너지에 대해서는 원자력 발전이나, 태양광 발전, 조력, 풍력 등의 필요성이 대두되고 있으나, 여전히 화석연료를 사용하는 화력 발전에 대부분의 발전전력을 의존하고 있다. 한편, 화석 연료의 사용량을 줄이게 되면, CO2 배출이 줄어들게 되어 환경 등에 유익하지만, 아직은 그 필요성에 비하여 자연을 이용한 발전설비에 대한 제어 및 효율성의 부족으로 현실화가 어렵다.
또한, 원자력 발전은 원자력발전을 하고 이후에 찌꺼기로 남는 원자력부산물 들을 처리하기가 곤란하며, 또한, 원자력으로 인한 방사선 등의 유출 위험성이 상존하기 때문에 매우 위험하다. 이와 같은 화석 연료를 이용한 화력발전 및 원자력발전의 위험성을 극복하기 위하여 무공해 자연을 이용한 조력발전, 풍력발전 및 태양광발전 등의 설비 등이 개발되어 있으나, 그 실효성, 항시성 및 환경 문제 등으로 인하여 그 비중이 매우 낮다. 그러나, 우리나라의 경우는 맑은 날이 많으며, 또한, 일조량이 충분하므로 이중 가장 실현 가능성이 있는 것은 태양광발전이라고 할 수 있다.
그러나 종래에는 태양광발전이 그 규모가 작을 뿐만 아니라, 그 발전량이 원자력이나, 화력발전에 비하여 고정적인 공급이 힘들기 때문에 개별적으로 운영되어 이를 타 발전설비와 연동하여 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있었다. 즉 이와 같은 태양광발전 설비를 중앙에서 제어하여 발전량을 예측하고 이를 타 발전설비와 연동하여 이용함으로써, 발전량을 예측할 수 있다면, 화석연료를 절약시킬 수 있을 것이며, 이에 따라 그에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고 전술한 필요성을 충족시키기 위하여 제안된 것으로, 전국에 설치된 태양광발전 시스템의 운전상태를 네트워크망을 이용하여 태양광 시스템의 발전현황 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 웹 서버를 통해 인터넷으로 제공함으로써, 언제 어디서나 현장의 운영상태를 감시할 수 있는 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 네트워크망을 이용하여 수집한 데이터를 데이터베이스에 이력 데이터로 저장하여 태양광발전 시스템의 각종 분석자료의 원천 데이터로 활용될 수 있도록 한 인터넷을 활용한 태양광발전 원격 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 데에 있는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 인버터로부터 데이터를 수집하는 RTU와 데이터베이스 서버, 웹 서버 등의 하드웨어로 구성되며 시스템을 구성하는 소프트웨어는 설치 현장의 상태 데이터를 조회할 수 있도록 구성한 웹사이트와 전국의 시스 템 현황을 감시할 수 있는 중앙감시 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 인버터로부터 시리얼 통신을 통하여 태양광발전 시스템의 데이터를 실시간으로 수집하는 RTU와 전국에 설치되어 있는 RTU로부터 실시간 데이터를 수집하여 TCP/IP를 통하여 실시간 운전 데이터 및 운전상태를 저장·모니터하고 데이터베이스화하는 DB 서버와 DB 서버의 데이터베이스에 접속하여 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스하는 웹서버, 웹서버로부터 수신된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 한 원격 중앙감시모니터링 시스템으로 구성된다.
이하, 본 발명의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 개시한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광발전 모니터링 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록 구성도 이다.
도 1을 참조하여 보면, 태양광발전 모니터링 시스템(110-1, ..., 110-n)은 다음과 같이 구성된다. 먼저 도 1은 크게 다수의 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n), 태양광 발전 시스템(110-1, ..., 110-n)과 네트워크망(130) 사이에 연결된 다수의 RTU(120-1, ..., 120-n), 다수의 RTU(120-1, ..., 120-n)와 연결된 다수의 컴퓨터(122-1, ..., 122-n), 네크워크망(130), IDC(140), 중앙감시 모니터링 시스템(150) 및 관련기관(160)으로 구성된다.
태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)은 태양전지(112-1, ..., 112-n), 접속함(114-1, ..., 114-n) 및 인버터(116-1, ..., 116-n)로 구성된다.
태양전지(112-1, ..., 112-n)는 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 역할을 수행한다.
접속함(114-1, ..., 114-n)은 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하고 태양전지(112-1, ..., 112-n)에서 수집된 전기에너지를 저장한다.
인버터(116-1, ..., 116-n)는 접속함(114-1, ..., 114-n)으로부터 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고, 이를 네트워크망(130)을 통해 중앙감시모니터링 시스템(150) 및 IDC(140)로 전송하며, 태양전지(112-1, ..., 112-n)에 의해 직류로 변환된 전기에너지를 교류에너지로 변환시킨다.
RTU(Remote Terminal Unit)(120-1, ..., 120-n)는 태양광발전 시스템을 구현하기 위해 개발한 장비로서 인버터(116-1, ..., 116-n)로부터 시리얼통신을 통하여 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 실시간으로 수집하여 상위의 IDC(140)내의 데이터베이스 서버(142)로 전송한다.
RTU(120-1, ..., 120-n)는 네크워크망(130)을 통하여 상위의 데이터베이스 서버(142)와 TCP/IP 프로토콜에 의해 데이터를 전송한다. 또한, RTU(120-1, ..., 120-n)는 IP 공유기능을 내장시키도록 하여 기존의 네트워크망을 통해 태양광발전 설비들을 모니터링할 수 있다. 또한, RTU의 크기가 작아서 설치 공간을 많이 차지 하지 않으며 컴퓨터(122-1, ..., 122-n) 및 인버터(116-1, ..., 116-n)와의 연결이 쉽고 간단하다.
서버(140)는 데이터베이스 서버(142)와 웹서버(144)로 구성되어 있다.
데이터베이스 서버(142)는 데이터베이스 관리 툴을 이용하여 전국에 설치되어 있는 RTU(120-1, ..., 120-n)로부터 실시간 데이터 수집하여 사용자의 설정 주기에 따른 이력데이터를 데이터베이스에 저장시키며, 시스템 운영을 위해 필요한 사이트 정보, 데이터 항목 정보, 운영자 정보 데이터베이스 구축되어 중앙감시 모니터링 시스템(150)과 관련기관(160)으로 웹 서버에 실시간 데이터 및 이력 데이터 및 저장 프로시저에 의한 생성된 통계 데이터를 제공한다.
웹서버(144)는 데이터베이스 서버(142)의 데이터베이스에 접속하여 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스한다. 또한, RUT(120-1, ..., 120-n)에 연결된 컴퓨터(122-1, ..., 122-n)를 가 네트워크망(130)을 통하여 태양광발전의 전국 발전현황 조회, 전국 발전현황 조회에 따른 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 한 데이터들을 네트워크망(130)을 통하여 중앙감시 모니터링 시스템(150)과 관련기관(160)으로 제공할 수 있도록 하였다.
중앙감시모니터링 시스템(150)은 웹서버(144)로부터 데이터베이스화된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트 별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 하였다. 또한, 전술한 조회에 따른 대응하는 보고서를 일보, 월보 및 연보에 따라 출력할 수 있도록 구성한다.
관련기관(160)도 웹서버(144)로부터 중앙감시모니터링 시스템(150)과 마찬가지로 데이터베이스화된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 하였다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 RTU에서 HEX에서 ASCII로 다시 ASCII에서 HEX로 변환하는 과정을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 2에서와 같이 제어코드(ENQ, ACK, EOT)와 CMD를 제외한 모든 데이터는 HEX-ASCII 변환하여 전송되는데n byte의 값은 HEX-ASCII 변환하면 2n개의 값이 되어 전송되고 전송된 값은 다시 ASCII-HEX 변환하면 n개의 값으로 변환된다.
다음의 표 1은 리드프레임(READ FRAME)의 전송시의 프레임 형식을 나타낸다.
ENQ05h 30h CMD31h 번지 30h 30h 30h 30h 개수 CK_SUM EOT
52h 30h 34h xxh Xxh xxh xxh 04h
표 1은 인버터(116-1, ..., 116-n)의 0x0000번지부터 0x0007번지까지의 내용을 판독하라는 전송 프레임이다.
표 2는 리드프레임(READ FRAME)의 응답시의 프레임 형식을 나타낸다.
ENQ05h 30h CMD31h 번지 30h 30h 30h 30h 개수 CK_SUM EOT
52h 30h 34h xxh Xxh xxh xxh 04h
표 3은 SRAM의 0x0000번지부터 0x0007번지까지의 내용을 ASCII 코드화된 DATA1..16으로 변환시켜 응답 FRAME을 만든다.
ACK06h 국번CMD 번지 30h 30h 30h 30h DATA CK_SUM EOT
30h 31h 52h DATA1 ... DATA16 xxh xxh xxh xxh 04h
표 4는 기록 프레임 전송시의 데이터 포맷을 나타낸다. SRAM의 0x0000번지부터 0x0001번지까지의 내용을 WTITE하라는 전송 FRAME이다.
ENQ05h 국번CMD 번지 30h 30h 30h 30h DATA CK_SUM EOT
30h 31h 52h DATA1 ... DATA4 xxh xxh xxh xxh 04h
다음의 표 5는 기록 프레임 응답시의 데이터 포맷을 나타낸다.
ACK06h 국번CMD 번지 30h 30h 30h 30h 개수 CK_SUM EOT
30h 31h 52h 30h 31h xxh xxh xxh xxh 04h
상기한 데이터베이스 서버(142)에는 데이터 수집 프로그램이 설치되어 있으며, 하위 RTU(120-1, ..., 120-n)에서 전송하는 태양광 발전데이터를 수집, 저장, 통신이상 등을 감시하며, 데이터 수집 프로그램은 현재 연결되어 있는 사이트의 아이피 어드레스(IP ADDRESS)와 수신되고 있는 데이터를 조회할 수 있다.
데이터 수집 프로그램의 메뉴는 설정 메뉴, 유지보수 메뉴, 보고서 메뉴, 도움말 메뉴 및 종료 메뉴로 구성된다. 이중 도움말 메뉴와 종료 메뉴는 일반적인 구성이므로 이의 설명에 대하여서는 생략한다. 설정 메뉴에서는 이력 데이터의 저장 주기와 RTU와 연결할 소켓의 최대개수, 사용할 포트 번호 등을 설정할 수 있다. 프로그램을 최소화하여 트레이 아이콘 상태로 실행될 수 있도록 설정할 수 있다.
프로그램을 실행하면 트레이 아이콘에서 실행되고 데이터를 조회하려면 트레이 아이콘에 마우스 커서를 놓고 오른쪽 버튼을 누르면 선택 창이 나타난다.“열기”를 선택하면 데이터를 조회할 수 있다.
유지보수 메뉴에서는 현재 데이터가 잘 수신되고 있는지를 감시할 수 있으며 이상 사이트 발생시 수신된 데이터를 점검할 수 있도록 텍스트 파일로 저장하는 기능을 수행할 수 있다.
보고서 메뉴는 웹서버(144)로부터 데이터베이스화된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 등을 조회하여 볼 수 있도록 하였다. 또한, 전술한 조회에 따른 대응하는 보고서를 일보, 월보 및 연보에 따라 출력할 수 있도록 구성한 메뉴이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에서 통신데이터 보기를 선택했을 때의 화면이다.
중앙감시 모니터링 프로그램은 현장 사이트 상태 조회를 위한 모니터링 프로그램과 데이터베이스 관리 및 데이터 분석을 위한 데이터베이스 툴(DATABASE TOOL) 프로그램으로 구성된다.
중앙감시 프로그램에 포함되는 전술한 모니터링 프로그램은 초기화면에서 발 전현황 조회화면으로 전국과 지역의 실시간 발전현황, 통신정상/이상 사이트를 조회할 수 있도록 구성되어 있다.
상단의 전국 데이터는 전국의 발전전력을 합산한 값을 출력하며 하단부의 지역 데이터는 각 지역의 합산값을 표시한다.
통신이상이 발생한 지역의 숫자 표시부분을 더블클릭하면 경보발생 내용을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에서 발전현황 메뉴와 전국, 지역별 조회화면에서 발전현황 메뉴를 눌렀을 때 나오는 선택 메뉴화면이다.
모니터링 프로그램의 일부인 발전현황 메뉴와 전국, 지역별 조회화면에서는 다음은 발전현황 메뉴를 눌렀을 때 나오는 선택 메뉴를 나타낸 화면이다.
위의 메뉴에서 전국현황을 누르면 다음의 전국의 발전량 현황을 조회할 수 있는 데이터 조회 화면이 나타난다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4의 선택메뉴를 나타낸 화면에 따른 전국의 발전 현황을 눌렀을 때의 조회 화면이며, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4의 선택메뉴를 나타낸 화면에 따른 인천의 발전 현황을 눌렀을 때의 조회 화면이다.
도 5a 및 도 5b의 화면에서는 기상환경, 태양전지, 인버터의 상태 데이터와 그래프, 계기 이미지 등을 통해 조회할 수 있도록 구성하였다.
도 5a의 전국 조회화면과 도 5b에 나타난 지역 조회화면의 차이점은 표형태 의 데이터가 전국일 때는 지역별 정보가 지역일 때는 각 지역에 설치된 사이트에 대한 정보를 조회할 수 있다는 것이다.
본 발명은 프로세서를 채용함에 있어 실시간 처리가 가능한 프로세서를 채용함으로써, 실시간 데이터 조회가 가능하도록 하였다. 현재의 전국과 지역별 조회가 실시간 태양광 발전현황을 조회할 수 있도록 구성하였다.
또한, 이와 같은 실시간 태양광 발전 현황을 디스플레이 함에 있어 상단의 그래프는 태양전지 발전현황과 인버터의 발전현황을 실시간으로 표시하고 하단에는 전체 측정항목의 데이터를 실시간으로 나타낸다.
이와 같은 표시예가 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 발전현황과 인버터의 발전현황을 나타낸 도 6에 나타나 있다.
도 6을 참조하여 화면 중앙에는 전국의 수용가 수, 정상 수용가, 통신이상이 발생한 수용가, 발전전력을 나타낸다. 실시간 데이터 지역 조회를 선택하면 지역을 선택할 수 있는 선택 탭이 나타나도록 구성하였다.
중앙감시 모니터링 프로그램 중 데이터베이스 툴 프로그램은 태양광발전 시스템의 데이터베이스를 관리해야 하므로 운영자만이 접속할 수 있도록 사용자 아이디와 비밀번호를 입력하도록 하여 등록된 사용자만 사용할 수 있도록 한다.
데이터베이스 툴 프로그램은 데이터 조회 메뉴, 설정 보고서, 도움말 및 종료의 메뉴로 구성되며, 데이터 조회 메뉴는 데이터베이스 서버(142)의 이력 데이터를 바탕으로 데이터 검색을 하는 기능으로 구성되어 있다.
데이터 조회 메뉴 중의 측정자료 조회 메뉴는 검색조건을 어떻게 선택하느냐 에 따라 다양한 데이터 검색이 가능하다.
검색 조건을 바꿀 경우에는 “조회” 버튼을 눌러야 화면의 데이터가 갱신된다. 다음의 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 전지 발전현황을 측정한 측정자료 조회화면을 나타낸 일 예이다.
데이터 조회 메뉴 중의 데이터 경향 메뉴는 저장된 이력 데이터를 바탕으로 태양광발전의 효율을 분석할 수 있는 메뉴이다.
한 화면에서 P(전력)-V(전압), I(전류)-V(전압), 경사면 일사량 - 발전전력 간의 관계그래프를 조회할 수 있다.
검색 조건의 선택에 따라서 전국, 지역별, 사이트별 데이터 검색이 가능하다.
데이터 조회 메뉴 중의 데이터 비교 메뉴는 비슷한 발전용량의 사이트 간 발전 효율을 비교하여 볼 수 있다. 날짜 범위와 용량을 입력하면 해당 사이트의 리스트가 화면 아래에 나타난다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 태양광 발전소에 구성된 사이트간의 데이터 비교 화면의 일실시예를 나타낸 화면이다.
데이터 비교 화면에서는 비교해보고자 하는 항목(전압, 전류, 발전전력)과 비교할 사이트를 선택한 후 조회를 누르면 해당 사이트의 비교 데이터를 조회할 수 있다. 최대 5개의 사이트를 비교하여 볼 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 확인할 수 있는 상태자료 조회시의 조회화면을 나타낸다. 상태자료 조회 메뉴는 태양광발전 시스템의 이상여부를 확인할 수 있는 메뉴이다.
시스템 상태 조회는 개별 사이트 단위로만 조회가 가능하다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 확인할 수 있는 조회화면을 나타낸다. 경보이력 조회 메뉴는 태양광발전 모니터링 시스템에 통신이상 등의 오류가 발생한 내역을 조회하기 위한 메뉴이다.
조회하고자하는 날짜 범위와 지역 범위를 선택한 후 조회를 누르면 도 11과 같은 시스템 통신이상 내역을 확인할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 설정 메뉴를 구성하여 태양광발전 모니터링 시스템을 사용하기 위해 필요한 사이트 정보 등록과 운영자 등록을 하기 위한 메뉴가 구성되어있다. 사용자 설정은 태양광발전 모니터링 시스템을 사용하는 사용자를 등록하는 데이터를 추가하거나 수정하려면 먼저 “추가” 또는 “수정” 버튼을 눌러야 데이터를 입력할 수 있다.
설정 메뉴 중의 수용가 설정화면이 도 11에 도시되어 있다. 도 11을 참조하여 보면, 수용가 설정화면은 태양광발전 모니터링 시스템을 구성하고 있는 사이트 정보를 등록하며 또한, 태양광발전 시스템이 설치되어 있는 현장의 설치정보와 웹 서버 등에서 사용할 현장의 사진 이미지 등을 등록할 수 있다. 또한, 신규 수용가 확인 메뉴는 새로 설치된 신규 사이트를 확인하여 등록하기 위한 메뉴이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 보고서 메뉴를 디스플레이한 화면의 일 예를 나타낸 화면이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하여 보면, 전압, 전류 발전전력 등을 각 시간에 따라 나타낼 수 있으며 또한, 시간에 따른 발전현황을 그래프 형식으로 나타내고 있다. 또한, 이와 같은 경고시스템을 확인함으로서, 태양 광 발전설비에 결함이 있는 지의 여부를 확인할 수 있으며, 또한, 전술한 바와 같은 경고, 시스템 상태, 및 기타 정보들을 보고서 메뉴를 통해 출력하도록 할 수 있다.
도움말 메뉴는 데이터베이스 툴 프로그램에 대한 정보를 표시하기 위한 메뉴이다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 웹 서버 프로그램을 제공한다. 이와 같은 웹서버 프로그램은 데이터베이스 서버(142)의 데이터베이스에 접속하여 현재의 실시간 데이터와 이력 데이터의 조회를 인터넷을 통해 사용자에게 제공할 수 있도록 웹사이트 기능을 구현하였다.
이와 같은 웹사이트는 네트워크망(130)을 통해 처음 접속했을 때의 화면으로 전국의 실시간 발전 현황을 좌측 상단에 표시하며 우측의 지도부분에 마우스 커서를 움직이면 사이트가 등록된 지역의 현재 발전현황을 조회할 수 있다.
또한, 태양광 발전과 날씨와는 밀접한 관계가 있으므로, 날씨정보 화면을 제공하는 날씨정보 제공 화면은 태양광 발전의 중요한 요소인 날씨에 대한 정보를 지역별 현재날씨와 주간 날씨를 조회할 수 있는 화면이다.
또한, 계통도는 시스템의 구성도를 이미지로 표시하여 시스템의 구성과 동작원리 등을 표시한다. 계통도를 통해서 수용가의 사용자ID나 전체 운영자의 ID로 로그인하게되면 해당 수용가의 상세정보(계통도, 상세정보, 그래프, 시스템상태, 보고서, 설치정보)를 확인할 수 있다.
계통도 화면에서는 시스템의 계통도와 태양전지, 인버터의 발전현황의 정보 가 표시된다. 화면의 좌측에는 수용가의 기본정보(위치, 유형, 용량, 설치일, 특징)가 표시된다.
또한, 현재 시간까지의 태양광발전 시스템의 발전현황을 그래프와 표형태의 데이터로 조회할 수 있도록 한다. 그래프에서는 날짜를 선택하여 해당 일의 태양전지, 인버터의 발전량 그래프와 전체 측정항목의 데이터를 확인할 수 있다. 그래프는 태양전지와 인버터의 항목별 그래프 조회가 가능하도록 구성한다.
또한, 시스템 상태를 체크할 수 있도록 하였다. 시스템 상태 화면은 태양광발전 시스템의 구성요소의 이상여부를 조회하기 위한 화면으로써, 화면에 표시되는 색상이 녹색이면 ‘정상’, 적색이면 ‘이상’을 나타낸다.
보고서는 태양광발전 시스템의 발전현황을 보고서로 출력하기 위한 메뉴이다. 출력하고자 하는 날짜를 선택하면 해당일의 데이터를 보고서로 출력할 수 있다. 보고서 출력폼은 상단에는 수용가의 기본정보(이름, 설치용량, 모듈, 설치일, 특징, 인버터)가 표시되고 그래프에는 발전량의 정보가 표시된다.
하단의 리스트에는 전체 측정항목의 시간별 데이터가 표시된다. 보고서는 일보, 월보, 연보를 출력할 수 있다.
설치정보는 수용가에 설치된 시스템의 정보를 조회할 수 있는 화면이다. 설치정보에서 조회할 수 있는 정보는 "데이터베이스 툴"에서 등록한 데이터이다.
본 발명의 태양광 모니터링 장치 및 방법은 인터넷을 통해 현재의 발전현황 데이터를 실시간으로 제공하여 태양광 발전상태를 쉽고 편하게 조회할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 중앙감시 모니터링 시스템에서는 전국의 발전현황에 대한 통계 분석 및 개별 사이트 조회, 사이트별 발전상태 비교 등의 기능을 구현하여 태양광 발전시스템의 설치현장별 효율을 비교 분석할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소형 RTU를 통해 시스템을 구성하므로 시스템의 커다란 변경 없이 시스템의 구성이 가능하며 저렴한 가격으로 시스템을 구성할 수 있으며, 설치만으로 기존의 현장을 시스템에 통합시킬 수 있으므로 시스템을 구축하기 위한 시간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
기존 네크워크망을 이용하여 시스템을 구성할 수 있도록 RTU(120-1, ..., 120-n) 자체에 IP 공유기능을 내장하여 시스템을 구성하기 위한 번거로운 작업을 줄일 수 있으며, 시스템의 구성장비가 단순하고 간단하며 모니터링을 위한 시스템은 상위의 데이터베이스 서버와 웹 서버에서 담당하므로 시스템의 관리 및 유지보수가 간편한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 태양전지(112-1, ..., 112-n)와, 태양광 어레이 별 출력을 접속하는 접속함(114-1, ..., 114-n)과, 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고, 상기 태양전지(112-1, ..., 112-n)에 의해 직류로 변환된 전기에너지를 교류에너지로 변환시키는 인버터(116-1, ..., 116-n)를 포함하는 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)과, 네트워크망(130)과, 데이터 베이스화하며 웹서비스 하는 서버(140)와;
    상기 인버터(116-1, ..., 116-n)로부터 시리얼 통신을 통하여 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 실시간으로 수집하고, IP공유기능을 갖는 RTU(120-1, ..., 120-n)와;
    인터넷을 통하여 전국의 태양광 발전시스템에 대한 운전현황 및 발전특성의 데이터를 RTU(120-1, ..., 120-n)로부터 받아 사용자의 설정 주기에 따른 이력데이터를 저장하며, 시스템 운영을 위해 필요한 사이트 정보, 데이터 항목 정보, 운영자 정보를 데이터베이스화하는 DB서버(142), 상기 DB 서버(142)의 데이터베이스에 접속하여 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스하는 웹서버(144)와;
    상기 웹서버로(144)로부터 수신된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시를 조회하여 볼 수 있도록 한 중앙감시모니터링 시스템(150)을 포함하는 것에 있어서,
    상기 웹서버(144)로부터 수신한 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시를 특정인뿐만 아니라 일반인에게 조회하여 볼 수 있도록 하는 서비스(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 활용한 태양광 발전 원격 모니터링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 중앙감시모니터링 시스템(150)은 상기 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시 조회 데이터에 대응하는 보고서를 일보, 월보 및 연보에 따라 출력할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 인터넷을 활용한 태양광 발전 원격 모니터링 장치.
  4. 삭제
  5. 태양으로부터 입사되는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 수집하는 태양전지(112-1, ..., 112-n)와, 태양광 어레이 별 출력을 접속하는 접속함(114-1, ..., 114-n)과, 상기 접속함(114-1, ..., 114-n)으로부터 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 수집하여 수신하고, 상기 태양전지(112-1, ..., 112-n)에 의해 직류로 변환된 전기에너지를 교류에너지로 변환시키는 인버터(116-1, ..., 116-n)를 포함하는 태양광발전 시스템(110-1, ..., 110-n)과, 네트워크망(130)과, 회선을 통합하여 관리하는 하는 서버(140)와, 인버터(116-1, ..., 116-n)로부터 시리얼 통신을 통하여 태양광발전 시스템의 아날로그 데이터와 접점 데이터를 실시간으로 수집하는 RTU(120-1, ..., 120-n)와;
    상기 RTU(120-1, ..., 120-n)는 IP공유기능을 갖고, 제어코드(ENQ, ACK, EOT)와 CMD를 제외한 모든 데이터를 HEX-ASCII 변환하여 전송하고, 상기 서버(140) 내부에 구성된 데이터베이스 DB서버(142)는 데이터 수집 프로그램이 설치되어 상기 RTU(120-1, ..., 120-n)에서 전송하는 태양광 발전데이터를 수집, 저장, 통신이상 을 감시하며, 상기 서버(140) 내부에 구성된 웹서버(144)는 상기 데이터베이스 DB서버(142)의 데이터베이스에 접속하여 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스를 포함하는 것에 있어서,
    상기 데이터 수집 프로그램의 메뉴는 이력 데이터의 저장 주기와 RTU와 연결할 소켓의 최대개수, 사용할 포트 번호를 설정할 수 있는 설정 메뉴와;
    현재 데이터가 잘 수신되고 있는지를 감시할 수 있으며 이상 사이트 발생시 수신된 데이터를 점검할 수 있도록 텍스트 파일로 저장하는 기능을 수행할 수 있는 유지보수 메뉴와;
    상기 웹서버(144)로부터 데이터베이스화된 태양광발전 시스템 설비의 지역별 발전현황 조회, 각 사이트별 발전현황 조회, 사이트별 운영자 정보 통제, 태양광발전 시스템 계통도 조회, 태양광발전현황 상세정보 조회, 발전현황 그래프 조회, 사이트 설치정보 조회 기능 및 시스템 상태감시를 조회하여 볼 수 있고, 조회에 따른 대응하는 보고서를 일보, 월보 및 연보에 따라 출력할 수 있도록 구성한 보고서 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 모니터링 방법.
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