KR101058171B1 - 가로등 절전 및 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차도로의 가로등에 있어서 절전 및 감시 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 구성이 간단한 가압식 센서를 이용하여 가로등의 점등을 제어하는 한편, 가로등의 소비전력량을 산출하여 부하량의 변동을 측정함으로써 일반 전력 및 자동차의 주행 하중에 의한 전력에너지를 효율적으로 사용함과 동시에 고장 난 가로등의 신속한 수리를 가능하게 하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 의한 절전 및 감시 시스템은 가로등섹터, 발전부, 진입센서부, 진출센서부, 전력제어부, 변환부, 전력저장부, 공급제어부 및 가로등제어부를 포함한다.

본 발명은 일반 전원의 사용을 최소화 하기위하여 자동차의 주행 하중을 이용한 발전을 하고 발생되는 전력을 저장하며 상기 전력을 최대한 효율적으로 사용하도록 하는 한편 가로등의 부하량 변화를 측정하여 고장여부를 감시할 수 있도록 한다.

절전, 자동차, 하중, 가로등, 제어, 전력제어, 릴레이

Description

가로등 절전 및 감시 시스템{System of streetlight power saving and monitoring}

본 발명은 자동차 도로의 가로등에 있어서 절전 및 감시를 위한 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 구성이 간단한 가압식 센서를 이용하여 가로등의 점등을 제어함으로써 일반 전력 및 자동차의 주행 하중에 의한 전력에너지를 효율적으로 사용하도록 하는 한편 가로등의 부하량 측정을 통해 고장여부를 감시하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 심야 시간의 도심 자동차도로나 외지어 자동차 등의 통행이 뜸한 자동차 도로 등에서 가로등을 계속적으로 점등상태로 두는 것은 에너지를 낭비하게 되므로 문제가 된다. 이러한 이유에서 종래에 여러 가지 형태의 자연적인 발전장치를 사용하여 가로등에 전력을 공급하거나, 여러 형태의 가로등 절전 방법 및 장치 들을 제안하여 가로등에 소모되는 전력을 줄이고자 한 바 있다.

이러한 제안들의 예를 들면, 자연을 이용하여 가로등에 전력을 제공하는 것으로서 실용신안출원 제20-2000-0022011호 "혼합 발전형 가로등"이 있으며, 차량진입센서를 이용하여 가로등의 절전을 도모하는 등록특허 제10-0690448호 "유무선 근거리 통신망을 이용한 가로등 전력제어 시스템"이 있다.

그러나 이러한 방법들을 동시에 채택하여 가로등에 적용하더라도 전력의 제공과 제공된 전력의 절전을 위한 관리를 별개로 수행하게 되므로 가로등에 제공되는 전력을 관리하고 동시에 그 전력을 효율적으로 관리하는 수단을 도입하여 효율적인 가로등 전력관리를 도모할 여지가 있다.

한편 가로등은 야간의 자동차 주행에 있어서 시야확보를 위한 중요한 요소로서 고장의 조기 발견 및 수리는 필수적이다. 그러나 수많은 가로등의 상태를 일일이 점검하는 것은 시간적으로나 인력적으로 비효율적이다.

이에 따라 조도센서나 타이머를 이용한 자동제어 및 원격제어시스템 등 다양한 가로등 원격제어장치 및 시스템들이 개발되어 사용되고 있으나, 효과적인 감시기능을 보유하지는 못하였다.

즉, 종래에는 소비전력량에 따른 회전판의 회전수를 카운트함으로써, 분전함별 소리전력량을 검출하고 이를 통해 가로등의 점소등 상태, 고장등 수, 및 과부하 상태를 감시하였다.

또 한편 종래의 가로등 상태를 감지하는 방법으로 CT센서만을 이용하여 각 분전회로별 소비전류의 변화를 검출, 비교하여 점소등 상태 및 고장여부를 감시하였다.

그러나, 일반적으로 공급전원은 날씨, 전력선의 고장, 또는 부하량 등에 따라 공급전압 등이 변동하게 되는데, 상기와 같은 아날로그 방식의 전력검출이나 CT센서에 의한 전류변화 검출방식의 경우, 소비전력 및 전류에 대한 검출이 공급전원의 변동을 고려하지 않고 진행되기 때문에 고장상태를 판단함에 있어 오류가 빈번하였다.

나아가 가로등으로서 사용되는 고압 나트륨램프, 메탈램프 등과 같은 방전식 조명등은 램프 고장시에 무료전류로 인한 전류역류 현상이 발생하게 되기 때문에 종래 방식의 경우 소비전류 및 고장등수가 정확하게 검출되지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점 또는 필요성으로부터,

본 발명의 과제는 자동차의 주행 하중을 이용하여 발생한 전력을 낭비하지 않고 최대한 효율적으로 사용하게 하는 수단을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 과제는 종래의 기술에 비하여 단순한 구성을 갖도록 발전수단에 함께 구비되어 발전 자동차의 진입여부를 판단하는 수단을 제공하는 데 있다.

또 다른 본 발명의 과제는 가로등 분전함의 각 분기회로별 실효전력량 및 공 급전압을 디지털적으로 검출하고 부하의 변동량을 산출한 후 이를 통해 고장발생 램프수를 검출 판단하는 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,

본 발명에 의한 절전형 가로등 전력공급장치 및 그 제어 장치는 가로등섹터, 발전부, 진입센서부, 진출센서부, 전력제어부, 변환부, 전력저장부, 공급제어부 및 가로등제어부를 포함한다.

가로등섹터는 자동차 도로를 따라 다수 구비된 가로등으로 구성된다.

발전부는 상기 가로등 섹터의 입구 및 출구를 포함하여 상기 가로등 섹터를 따라 다수 구비되고, 자동차의 주행 하중에 의하여 눌림으로써 전기를 발생시킨다.

진입센서부는 가로등 섹터의 입구에 위치한 발전부에 구비되고, 상기 발전부에 의하여 발생하는 전압 또는 전류를 감지하여 차량의 섹터 진입을 감지한다.

진출센서부는 가로등 섹터의 출구에 위치한 발전부에 구비되고, 상기 발전부에 의하여 발생하는 전압 또는 전류를 감지하여 차량의 섹터 진출을 감지한다.

전력제어부는 초기값 0을 갖는 카운터를 구비하고, 진입센서의 감지신호를 받아 카운터값을 정량적으로 증가시키며, 진출센서의 감지신호를 받아 카운터값을 정량적으로 감소시키고, 작동시를 기준으로 현 시각이 일몰시간 이후 일출시간 이전의 시간이며 카운터의 값이 0이 아닌 경우에만 상기 가로등 섹터내의 가로등 각각을 점등시킨다.

변환부는 상기 발전부로부터 전달받은 AC전력을 DC전력으로 변환한다.

전력저장부는 다수의 직렬 및 병렬로 연결된 전기이중층커패시터로 구성된다.

공급제어부는 상기 전력저장부의 저장된 전력이 기준치 이하인 경우 일반 전력을 상기 전력제어부에 공급하고, 상기 전력저장부의 저장된 전력이 기준치 이상인 경우 상기 전력저장부에 저장된 전력을 상기 전력제어부에 공급한다.

가로등제어부는 각 가로등에 상응하는 분기회로를 마이크로프로세서의 제어에 의해 온/오프시켜 복수개 가로등의 점소등을 제어하는 릴레이구동수단, 각 분기회로별로 설치되는 전류센서로부터의 회로전류값과 전원입력단의 전압센서로부터의 공급전압을 디지털신호로 변환한 후 소정의 필터링 회로 및 멀티플라이어 회로를 거쳐 실효전력에 대한 디지털신호를 출력하는 실효전력 검출부와, 상기 전압센서로부터의 아날로그값을 디지털신호로 변환한 후 소정의 필터링 회로 및 멀티플라이어 회로를 거쳐 공급전압의 제곱에 대한 디지털신호를 출력하는 공급전압 검출부로 이루어진 디지털 검출수단, 각 분기회로의 설정환경을 적정값으로 설정하기 위한 시스템 리셋수단, 및 관리컴퓨터의 제어명령 신호에 따라 상기 릴레이 구동수단을 동작시켜 가로등 분기회로를 온/오프 제어하고, 일정주기로 상기 디지털 검출수단으로부터 실효전력량 및 공급전압에 대한 측정정보를 입수하여 상기 시스템 리셋수단의 설정값과 비교한 후 소정의 허용변동 범위를 초과할 경우 상기 측정정보를 관리 컴퓨터로 송출하는 마이크로프로세서를 포함한다.

여기서 상기 가로등제어부는 모니터 및 시스템 DB를 구비한 관리 컴퓨터와 무선 통신망을 통해 연계되어 다수의 가로등을 원격 감시/제어한다. 또한 각 분기회로별로 다수개의 가로등 및 관리 컴퓨터의 지시에 의해 담당 가로등의 고장 등을 수리하는 수리업체 단말과 상호 연계된다.

또한 본 발명의 가로등 절전 및 감시 시스템에 있어서 상기 전력제어부는 수신부 및 판단부를 더 포함할 수 있다.

수신부는 위성으로부터 시간정보를 수신받는다.

판단부는 상기 위성수신부로부터 전달받은 시간정보를 기 저장된 일몰 및 일출 데이터와 비교하여 해가 떠있는 상태인지 또는 해가 진 상태인지 여부를 판단한다.

상술한 구성상의 특징으로부터,

본 발명은 선행기술에 비하여 간단한 구조의 센서를 적용함으로서 더욱 경제적인 가로등 절전 시스템을 구축할 수 있도록 하였다.

또한 본 발명은 전력을 저장하고 가로등의 점등을 위하여 필요한 경우에만 저장된 전력을 사용하게 하는 수단을 구비함으로써 일반전원을 최소한으로 이용할 수 있도록 하였다.

즉 본 발명은 일반 전원의 사용을 최소화 하기위하여 자동차의 주행 하중을 이용한 발전을 하고 발생되는 전력을 저장하며 상기 전력을 최대한 효율적으로 사 용하도록 하였다.

또한 본 발명은 가로등 고장에 대한 효과적인 감시체제를 확보하여 자동차 주행중의 안전을 보장하고 대민 서비스 및 신뢰도를 향상시킬 뿐만 아니라 각 회로별 실효전력량과 공급전압을 디지털신호로서 검출하여 판단하며 부하량 변동에 따라 가로등 분기회로별 고장 발생 램프수를 자동 추정함으로써, 가로등의 고압 방전등 램프고장시 안정기로부터 역류되는 무효전류 및 공급전원변동의 영향을 최소화하여 고장검출에 대한 정밀도를 향상시킴으로써 가로등 시설의 관리효율화를 통한 관리비용을 절감할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 실시예는 [도 1]에 도시된 바와 같이 전체적으로 진입센서부(10), 진출센서부(20), 발전부(50), 변환부(60), 전력저장부(70), 공급제어부(80), 가로등섹터(40), 전력제어부(30) 및 가로등제어부(90)로 구성되어 있다.

한편 가로등제어부(90), 관리컴퓨터(100), 및 수리업체단말(110)은 상호 무선통신망을 통해 연결되어 있다.

상기 관리컴퓨터(100)는 각 회로별 가로등의 온/오프 제어명령을 상기 가로등제어부(90)로 출력하여 가로등의 점소등을 원격 제어할 뿐만 아니라 상기 가로등제어부(90)로부터 각 분기회로별 실효전력량 및 공급전압 등의 정보를 수신하여 가로등의 점소등 상태, 고장등 수 및 과부하상태를 판단하고 각 가로등(또는 분전함) 에 대한 정보를 관리컴퓨터(100)에 구비되어 있는 DB(미도시)에 데이터베이스화하여 관리한다. 또한, 관리자가 용이하게 판단할 수 있도록 고장 및 점소등에 대한 메시지를 모니터상에 표시한다.

또한 가로등 분전함의 정전 및 회로별 부점등 또는 개별 부점등(고장)으로 판단되는 경우, 상기 관리컴퓨터(100)는 무선통신망을 이용하여 고장위치, 고장상태 등의 메시지를 해당 수리업체단말(110)에 전송함으로써 신속한 고장복구를 도모한다.

특히, 상기 관리컴퓨터(100)는 상기 가로등제어부(90)로부터 각 회로별 실효전력량과 공급전압 변동에 대한 정보를 수신한 후 각 회로에 대한 현 부하량을 자동 산출하여 가로등의 고장 및 과부하상태를 추적하게 된다. 이때, 각 분기회로에 대한 부하량은 R=V^2/P의 계산식에 의해 상기 수신된 실효전력값과 공급전압값으로부터 산출된다.

또한, 상기 가로등제어부(90)는 무선 송수신수단(51, 54), 회로제어수단 및 디지털 검출수단(56, 57, 58, 59) 등을 구비하여 분전함 내에 설치되는 것으로서, 상기 관리컴퓨터(100)의 제어명령에 따라 가로등을 일괄 또는 부분적으로 점소등 제어하고, 분전함 회로별로 점소등 상태, 실효전력량 및 공급전압을 수시로 체크하여 이상 상태로 추정될 경우 이에 대한 정보를 무선통신망을 통해 관리컴퓨터(100)로 무선 송출한다. 또한, 관리컴퓨터(100)의 요구에 따라 분전함의 적산 소비전력량을 원격 검침하여 송출한다.

[도 2]를 참조하여 가로등섹터(40)에 대하여 설명한다.

가로등섹터(40)는 자동차 도로를 따라 다수 구비된 가로등으로 구성된다. 이러한 가로등섹터(40)는 개념적으로 한 구역의 가로등의 집합을 지칭하는 말로써 하나의 단위로써 제어하고자하는 일정한 구역 내의 가로등을 총칭하는 말이다.

[도 1]을 참조하여 진입센서부(10), 진출센서부(20) 및 발전부(50)에 대하여 설명한다.

발전부(50)는 종래의 자동차의 주행하중에 의한 가압식 발전장치를 이용한다. 이에 관하여는 대한민국 특허출원 제10-2005-0083795호 "자동차 바퀴에 걸리는 하중을 이용한 발전장치" 등에 상세하게 개시되어 있으므로 여기서는 그 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.

발전부(50)는 상기 가로등 섹터의 입구 및 출구를 포함하여 상기 가로등 섹터를 따라 다수 구비될 수 있다. 여기서 다수의 발전부(50)는 [도 1]에 도시된 변환부(60)에 대하여 각각 병렬로 연결되어 있어 발전부(50)의 설치 수에 따라 총 발생 전력이 결정되므로 원하는 발생 전력에 따라 적절한 수의 발전부(50)를 구비하면 된다.

진입센서부(10)는 가로등섹터(40)의 입구에 위치한 발전부(50)에 구비된다.

한편 진입센서부(10)는 발전부(50)와는 별도로 일정한 폭을 갖는 버튼식 스위치로 구성할 수도 있으나, 제작시의 경제성 등을 이유로 발전부(50)에 전압 또는 전류 감지기를 추가하여 진입센서부(10)로서 사용하는 것이 바람직하다. 진입센서 부(10)는 발전부(50)에 의하여 발생하는 전압 또는 전류를 감지하여 후술할 전력제어부(30)로 일정한 신호를 출력하게 된다.

진출센서부(20)는 가로등섹터(40)의 출구에 위치한 발전부(50)에 구비된다.

진출센서부(20) 또한 상술한 진입센서부(10)와 마찬가지로 발전부(50)와 별도로 구비가 가능하나 마찬가지 이유로 발전부(50) 내에서 그 발생 전압 또는 전류를 감지하는 구성으로 구현하는 것이 바람직하다. 진출센서부(20)는 진입센서부(10)와 마찬가지로 함께 형성되어 있는 발전부(50)에 의하여 발생하는 전압 또는 전류의 발생을 감지하여 후술할 전력제어부(30)로 일정한 신호를 출력한다.

[도 3]을 참조하여 전력제어부(30)를 설명한다.

전력제어부(30)는 카운터(31), 수신부(32), 판단부(33) 및 전력제어회로(34)로 구성되어 있다.

카운터(31)는 진입센서부(10)와 진출센서부(20)로부터 각각 신호를 입력받는다. 카운터(31)의 초기값은 0으로 설정되어 있으며, 진입센서부(10)의 감지신호가 입력되는 경우에는 카운터(31)의 값을 1 증가시키게 되며, 진출센서부(20)의 감지신호가 입력되는 경우에는 카운터(31)의 값을 1 감소시키게 된다. 즉 카운터(31)의 작동 시작 시 섹터 내에 존재하는 차량 수를 0으로 가정하는 경우 차량의 진출입에 따라 변동하는 섹터 내의 차량 수를 의미하게 된다.

수신부(32)는 인공위성으로부터 시간정보를 정기적으로 수신 받고 수신 받은 시간 데이터를 후술할 판단부(33)로 출력하게 된다.

판단부(33)는 시계, 일몰??일출에 관한 데이터베이스를 포함하는 간단한 회로로 구성되어 있다. 판단부(33)는 수신부(32)로부터 전달받은 시간정보를 기 저장된 일몰 및 일출 시간 데이터와 비교하여 판단부(33)의 작동 시를 기준으로 해가 떠있는 상태인지 또는 해가 진 상태인지 여부를 판단한다.

전력제어회로(34)는 섹터 내의 가로등 즉 가로등섹터(40)를 일정 조건하에서 제어하기 위한 회로이다. 전력제어회로(34)는 카운터(31)와 판단부(33)를 참조하여 가로등섹터(40)의 제어를 수행한다. 전력제어회로(34)는 판단부(33)를 참조하여 해가 진 상태를 만족하고, 카운터(31)를 참조하여 카운터(31)의 값이 0이 아닌 경우, 즉 섹터 내에 진입한 차량 수가 0이 아닌 경우에만 가로등섹터(40)를 구성하는 가로등 각각을 점등시킨다.

한편, 섹터 내에 진입된 차량 수가 많은 경우 차량의 불빛에 의하여 주위의 조도가 높아지게 되므로 가로등에 전달되는 전력을 낮추어 조도를 조절하는 등의 제어도 가능하다.

[도 1]을 참조하여 변환부(60)에 대하여 설명한다.

발전부(50)에서 발생한 전력은 AC 전력이므로 이를 후술할 전력저장부(70)를 구성하는 전기이중층커패시터에 저장하기 위하여 DC전력으로 변환시켜야 한다. 이러한 용도를 위한 AC/DC 컨버터는 그 종류가 무수히 많고 또한 공지된 사항이므로 각 종류별 컨버터 들의 장점 및 단점을 참조하여 목적에 따라 채택하여 사용할 수 있다. 따라서 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

[도 1]을 참조하여 전력저장부(70)를 설명한다.

전력저장부(70)는 다수의 전기이중층커패시터로 구성된다. 사용자는 전력 저장에 필요한 용량에 맞추어 전기이중층커패시터를 병렬로 연결하여 사용할 수 있다. 또한 전력저장부(70)는 전기이중층커패시터에 저장된 전력 양을 측정할 수 있는 측정장치도 구비한다.

한편, 전력저장부(70)는 커패시터의 초기 저장 시 과전류에 의한 단락효과를 방지하기 위하여 보호회로를 구비하여야 한다. 즉 커패시터가 초기 충전시에는 단락된 것과 같은 현상이 발생하여 과전류가 흐를 수 있으므로 주변 회로에 손상을 줄 수 있다. 따라서 전력저장부에는 커패시터가 일정 수준의 전력을 저장하기 전까지는 일정한 부하를 거치도록 하는 보호회로를 구비하여야 한다.

전력저장부(70)는 전기이중층커패시터의 특성에 의하여 발생한 전력을 빠른 속도로 저장할 수 있으며 필요시에는 빠르게 필요한 곳에 전력을 공급할 수 있게 된다.

[도 1]을 참조하여 공급제어부(80)를 설명한다.

공급제어부(80)는 간단하게 설명하자면 전력공급 계통을 선택하여 전력제어부(30)에 그 전력을 제공하는 전력공급계통 선택기능을 한다고 할 수 있다. 즉 공급제어부(80)는 한 개의 극과 두개의 접점(1P2T)을 가지는 스위치를 구비하여 하나의 접점에는 전력저장부(70)에 연결하고 다른 하나의 접점에는 일반적인 상용전력 을 연결하여 전력 공급의 계통을 선택할 수 있다. 한편 상용전력도 앞서 설명한 바와 같이 AC/DC 컨버터를 이용하여 DC전력으로 전환시켜야 한다.

공급제어부(80)는 전력저장부(70)에 저장된 전력이 기준치 이하인 경우 일반 상용전력을 전력제어부(30)에 공급하고, 전력저장부(70)에 저장된 전력이 기준치 이상인 경우 전력저장부(70)에 저장된 전력을 전력제어부에 공급한다. 이 때 기준치라 함은 가로등을 점등하여 일정시간동안 유지할 수 있는 전력을 의미하므로 섹터내의 가로등 수에 따라 결정하여야 한다.

[도 1] 및 [도 4]를 참조하여 본 실시예에 의한 작용을 설명한다.

자동차가 섹터내로 진입하는 경우 섹터 입구의 발전부(50)와 진입센서부(10)를 지나게 되며, 이 후 섹터내에 설치된 다수의 발전부(50)를 지나 출구에 구비된 발전부(50) 및 진출센서부(20)를 지나게 된다.

자동차가 섹터를 지나게 되면 섹터 내에 설치된 다수의 발전부(50)를 가압하여 전력을 생성하게 되고 이때 발생한 전력은 변환부(60)에서 DC 전력으로 변환되어 전력저장부(70)에 저장된다.

한편, [도 4]를 참조하여 설명하면, 전력제어부(30)의 카운터는 초기치가 0으로 되어 있다(S2). 이는 작동초기 섹터 내에 진입된 자동차 수가 0임을 의미하는 것이다. 자동차가 진입센서부(10)가 구비된 발전부(50) 위를 지나는 경우 진입센서부(10)가 발전부(50)에서 발생된 전력을 감지하여 신호를 보내게 되면(S4) 카운터(31)는 카운터(31)에 저장된 값을 1 또는 정해진 값 만큼 증가시킨다(S5). 또한 자동차가 진출센서부(20)가 구비된 발전부(50) 위를 지나는 경우 진출센서부(20)가 발전부(50)에서 발생된 전력을 감지하여 신호를 보내게 되면(S6) 카운터(31)는 카운터(31)에 저장된 값을 1 또는 정해진 값 만큼 감소시키게 된다(S7). 이러한 방식으로 카운터(31)는 항상 실시간으로 섹터 내에 진입되어 있는 자동차의 수를 나타내게 된다. 다음으로는 전력제어부(30)는 카운터(31)가 0을 가리키거나 또는 현재 해가 지지 않은 상태를 나타내는 경우에 가로등섹터(40)를 소등하거나 소등상태를 유지시킨다(S10). 반면 카운터(31)가 0이 아니고 현재 해가 진 상태인 경우에는 가로등섹터(40)를 점등 시키거나 점등된 상태를 유지시키게 된다(S9).

[도5]를 참조하여 가로등제어부(90)의 구체적인 구성을 설명한다.

[도5]는 가로등제어부의 내부구성을 도시한 블록도로서, 상기 가로등제어부(90)는 상기 관리컴퓨터(100)로부터 제어신호를 수신하고 관리컴퓨터(100)로 디지털 검출신호를 송신하기 위한 무선 송수신부(51) 및 통신모뎀(54)과, 상기 제어신호에 따라 해당 분기회로의 마그네틱 s/w(62)를 온/오프시켜 복수개 가로등의 점소등을 제어하기 위한 릴레이 구동회로(64) 및 릴레이(63)와, 각 분기회로의 실효전력량 및 공급전압 변동량을 검출하여 하기 마이크로프로세서(65)에 디지털신호로서 제공하는 디지털 검출수단(56, 57, 58, 59)과, 가로등제어부(90)의 상태를 감시하고 각 분기회로에 대한 가로등수, 부하량, 실효전력량, 공급전압 등에 대한 설정 환경을 리셋하기 위한 시스템 감시 및 리셋회로(61)와, 상기 검출된 실효전력량을 누적하여 저장하는 전력계량값 저장수단(52)과, 고장상태를 표시하기 위한 다수의 상태표시 LED(53)와, 정전압 공급부(55)와, 가로등제어부(90)에 내장된 상기 수단들을 제어하여 가로등의 고장검출 및 제어를 위해 필요한 전반적인 동작을 중앙처리하는 마이크로 프로세서(65)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 마이크로프로세서(65)는 상기 디지털검출수단(56, 57, 58, 59)에 의해 일정시간(약10분)마다 검출되는 측정값을 상기 시스템 리셋회로(61)의 설정값과 상호 비교하여 그 허용 변동범위를 초과할 경우 상기 측정값 정보를 상기 무선 송수신부(51) 및 통신모뎀(54)을 제어하여 관리컴퓨터(100)로 송출하고, 상기 관리컴퓨터(100)의 제어명령 신호에 따라 상기 전력계량값 저장수단(52)의 적산전력량정보를 송출하고, 릴레이 구동회로(64)를 제어하여 각 분기회로의 가로등을 점소등 제어한다.

또한 상기 디지털검출수단(56, 57, 58, 59)은 각 분기회로별로 설치되는 CT센서(56)로부터 회로전류값과 전원입력단의 전압센서(58)로부터의 공급전압을 이용하여 실효전력량을 검출하고 이를 디지털신호로 출력하는 실효전력 검출부(57)와, 상기 전압센서(58)로부터 측정된 공급전압을 필요에 따라 적정한 디지털 정보로 변환하여 출력하는 공급전압 검출부(59)로 이뤄진다.

또한, 상기 실효전력 검출부(57)는 각 분기회로의 소비전력값을 디지털 신호로 자동 산출하여 이를 상기 마이크로프로세서(65)에 제공하기 위한 것으로서, CT센서(56)로부터 검출된 아날로그값을 A/D변환 회로를 통해 디지털신호로 변환한 후 고역통과필터 회로를 거쳐 고주파수 값만을 통과시키고, 전압센서(58)로부터 검출 된 아날로그신호를 디지털신호로 변환한 후, 상기 변환된 전류 및 전압에 대한 디지털신호를 멀티플라이어회로에 의해 곱하여 실효전력에 대한 디지털신호를 산출하고 이를 저역통과필터에 의해 필터링을 한다.

또한, 공급전압 검출부(59)는 상기 전압센서(58)로부터 검출된 아날로그신호를 A/D변환회로에 의해 디지털신호로 변환한 다음 고역통과 필터링을 하여 저주파값을 제거하고, 상기 전압센서(58)로부터의 아날로그신호를 또 다른 A/D변환회로에 의해 디지털신호로 변환한 후, 이들 디지털 전압신호를 멀티플라이어회로에 의해 곱하여 전압제곱값(V^2)을 산출하고 이를 저역통과필터로 필터링함으로써 공급전압에 대한 디지털신호를 출력하여 상기 마이크로프로세서(65)에 제공하게 된다.

상기된 바와 같이, 본 발명은 공급전원의 전류 및 전압의 변동에 무관하게 일정한 값을 갖는 가로등(또는 분기회로)의 부하저항을 통해 고장상태 또는 고장등수 등을 판단하기 때문에 공급전원의 변동 또는 전류역류현상에 의한 검출판정의 오류를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 각 분기회로에 대한 실효전력(P) 및 전압의 제곱값(V^2)을 검출함에 있어서, 검출되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환한 후 적정의 필터링과정을 거침으로써 검출정보로부터 전류역류 현상에 의한 값을 제거하게 된다.

[도6]은 본 발명에 따른 가로등 감시 방법을 도시한 흐름도이다.

먼저, 중앙 관제실에 설치된 관리컴퓨터(100)를 조작하여 특정 지역의 가로등 분기회로에 대한 점소등 제어명령을 자동 또는 수동적으로 실행하게 되면, 상기 제어명령 신호는 무선통신망을 통해 해당 가로등제어부(90)로 전송된다(S61).

이에 따라 상기 가로등제어부(90)는 마이크로프로세서(65)에 의해 제어명령 신호를 해석한 후 릴레이구동회로(64)를 제어하여 분기회로의 스위치를 온하거나 오프함으로써 가로등들을 분기회로별로 일괄 점소등하게 된다. 또한, 상기 가로등제어부(90)는 각 분기회로를 온하거나 오프한 후 일정기간(초 단위)동안 상기 실효전력 검출부(57)에서의 실효전력 발생여부를 통해 가로등 점소등의 정상동작 여부를 판단하고 이를 상기 관리컴퓨터(100)로 전송한다(S62). 이에 따라 관리컴퓨터(100)는 가로등의 점소등을 모니터에 표시한다.

또한, 상기 제어명령 신호에 소비전력량 검출명령이 포함될 경우 상기 전력계량값 저장수단(52)에 누적된 실효전력량 값을 독출하여 상기 관리컴퓨터(100)로 무선송출한다.

상기에서 가로등이 정상적으로 점등되면, 상기 가로등 제어부(90)는 일정주기(약 10분)로 각 분기회로별 실효전력량 및 공급전압을 디지털적으로 자동 검출한다(S63).

또한, 상기 가로등제어부(90)는 상기 검출된 값과 정상 동작에 대한 설정값(실효전력량)을 상호 비교하여(S64), 그 편차가 허용범위내인지 여부를 판단하게 된다(S65).

이때, 상기 편차가 허용범위내일 경우 상기 가로등제어부(90)는 계속하여 일정주기로 분기회로의 전력량 및 전압을 검출하면서 감시하게 되고, 허용범위를 초과할 경우는 상기 검출된 실효전력량 및 전압에 대한 정보를 무선통신망을 통해 상 기 관리컴퓨터(100)로 무선 송출하게 된다(S66).

상기 관리컴퓨터(100)는 이를 수신한 후 부하산출식(R=V^2/P)을 이용하여 해당 분기회로의 이상부하량을 산출하게 된다(S67). 또한, 고장발생 분기회로에 대한 정상부하량(분기회로에 연결된 가로등수에 따름)과 상기 이상부하량을 상호 비교하여 부하변동량의 범위를 판단하게 된다(S68).

이때, 상기 이상부하량이 정상부하량에 비해 클 경우, 상기 관리컴퓨터(100)는 과부하 상태로 추정하여 이에 대한 메시지를 모니터에 표시하게 된다(S69).

또한, 상기 이상부하량이 정상부하량보다 적게 되면, 상기 관리컴퓨터(100)는 하나의 가로등의 부하량과 비교하여 고장가로등의 수를 용이하게 판단하게 되고 이에 대한 정보를 모니터에 표시한다(S70).

또한, 상기 판단결과에 따른 일별, 기간별 가로등 점등 및 고장현황, 이에 준한 보수작업 지시서 등을 자동 출력하게 된다.

한편, 상기 관리컴퓨터(100)가 고장 추정신호를 전송함에 따라, 상기 가로등제어부(90)는 해당 상태표시 LED(53)를 점등하여 고장수리를 용이하게 한다(S72).

또한 정상복구 작업시, 상기 수리업체는 자신의 단말(110)을 이용하여 고장분전함에 대한 점소등 제어신호를 상기 관리컴퓨터(100)로 송출하여 관리컴퓨터(100)에 의한 분전함의 분기회로에 대한 점소등 제어를 실행함에 따라 정상복구 작업 및 고장 점검을 원활하게 할 수 있다.

또한, 가로등이 정상적으로 복구될 경우, 가로등제어부(90)는 이를 관리컴퓨터(100)로 송출하여 수리업체의 단말(110)로 복구상황이 통보됨으로써 중복작업을 방지하고 작업완료 여부를 용이하게 확인할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 절전형 가로등 전력공급장치 및 제어 장치로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 의한 센서부 및 가로등섹터를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3은 본 발명에 의한 전력제어부를 나타내기 위한 블록도이다.

도 4는 본 발명에 의한 작용을 나타내기 위한 순서도이다.

도 5는 가로등제어부의 내부구성을 도시한 블록도이다.

도 6은 본 발명에 따른 가로등 감시 방법을 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 진입센서부 20: 진출센서부

30: 전력제어부 40: 가로등섹터

50: 발전부 60: 변환부

70: 전력저장부 80: 공급제어부

90: 가로등제어부

Claims (3)

1. 자동차 도로를 따라 다수 구비된 가로등으로 구성되는 가로등 섹터;

   상기 가로등 섹터의 입구 및 출구를 포함하여 상기 가로등 섹터를 따라 다수 구비되고, 자동차의 주행 하중에 의하여 눌림으로써 전기를 발생시키는 발전부;

   가로등 섹터의 입구에 위치한 발전부에 구비되고, 상기 발전부에 의하여 발생하는 전압 또는 전류를 감지하여 차량의 섹터 진입을 감지하는 진입센서부;

   가로등 섹터의 출구에 위치한 발전부에 구비되고, 상기 발전부에 의하여 발생하는 전압 또는 전류를 감지하여 차량의 섹터 진출을 감지하는 진출센서부;

   초기값 0을 갖는 카운터를 구비하고, 진입센서의 감지신호를 받아 카운터값을 정량적으로 증가시키며, 진출센서의 감지신호를 받아 카운터값을 정량적으로 감소시키고, 작동시를 기준으로 현 시각이 일몰시간 이후 일출시간 이전의 시간이며 카운터의 값이 0이 아닌 경우에만 상기 가로등 섹터내의 가로등 각각을 점등시키는 전력제어부;

   상기 발전부로부터 전달받은 AC전력을 DC전력으로 변환하는 변환부;

   다수의 직렬 및 병렬로 연결된 전기이중층커패시터로 구성되는 전력저장부; 및

   상기 전력저장부의 저장된 전력이 기준치 이하인 경우 일반 전력을 상기 전력제어부에 공급하고, 상기 전력저장부의 저장된 전력이 기준치 이상인 경우 상기 전력저장부에 저장된 전력을 상기 전력제어부에 공급하는 공급제어부; 를 구비하되,

   상기 가로등 섹터는,

   하기 마이크로프로세서의 제어에 의해 분기회로를 온/오프시켜 복수개 가로등의 점소등을 제어하는 릴레이 구동수단과,

   각 분기회로별로 설치되는 전류센서로부터의 회로전류값과 전원입력단의 전압센서로부터의 공급전압을 디지털신호로 변환한 후 소정의 필터링 회로 및 멀티플라이어회로를 거쳐 실효전력에 대한 디지털신호를 출력하는 실효전력검출부와,

   상기 전압센서로부터의 아날로그값을 디지털 신호로 변환한 후 소정의 필터링 회로 및 멀티플라이어회로를 거쳐 공급전압의 제곱에 대한 디지털신호를 출력하는 공급전압 검출부로 이루어진 디지털검출수단과,

   각 분기회로의 설정환경을 적정값으로 설정하기 위한 시스템 리셋수단과, 및

   관리컴퓨터의 제어명령 신호에 따라 상기 릴레이구동수단을 동작시켜 가로등 분기회로를 온/오프 제어하고, 일정 주기로 상기 디지털 검출수단으로부터 실효전력량 및 공급전압에 대한 측정정보를 입수하여 상기 시스템 리셋수단의 설정값과 비교한 후 소정의 허용변동 범위를 초과할 경우 상기 측정정보를 관리 컴퓨터로 송출하는 마이크로프로세서를 포함하는 가로등제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가로등 절전 및 감시 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전력제어부는,

   위성으로부터 시간정보를 수신받는 수신부; 및

   상기 수신부로부터 전달받은 시간정보를 기 저장된 일몰 및 일출 데이터와 비교하여 해가 떠있는 상태인지 또는 해가 진 상태인지 여부를 판단하는 판단부; 를 더 구비하는 가로등 절전 및 감시 시스템.
3. 삭제

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