KR101203573B1 - 열병합발전기 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열병합발전기 제어 시스템에 관한 것으로서, 하나 이상의 열병합발전기를 포함하며, 상기 열병합발전기는 에러 발생 시 경고신호를 출력하고, 다른 열병합발전기로 동작 데이터를 전송함으로써, 별도의 서버 시스템을 필요로 하지 않아 시스템 구현의 편리성 및 서버 구축에 따른 비용 절감의 효과가 있다. 또한, 어느 하나의 열병합 발전기로부터 발생된 에러 패턴을 다른 열병합발전기와 공유함으로써 추후의 에러 발생을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

열병합발전기, 에러 패턴, 고장 이력, 토큰링 네트워크, 매쉬 네트워크

Description

열병합발전기 제어 시스템 및 방법{ Steam supply and power generator controlling system and method }

도 1 은 본 발명에 따른 열병합발전기의 구성이 도시된 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 열병합발전기의 구성이 도시된 블럭도,

도 3 은 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 시스템의 실시예가 도시된 예시도,

도 4 는 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 시스템의 다른 실시예가 도시된 예시도,

도 5 는 본 발명에 따른 열병합발전기의 동작방법이 도시된 순서도,

도 6 은 본 발명에 따른 열병합발전기의 다른 동작방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10, 10a, 10b, 10c : 열병합발전기

11: 제어부 12: 메모리

13: 출력부

본 발명은 열병합발전기 제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 특히 하나 이상 구비된 열병합발전기 간 데이터 공유가 가능하도록 하는 열병합발전기 제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열병합발전기는 엔진에서 출력된 회전력으로 전력을 생산하고, 엔진의 폐열을 급탕이나 공기조화기 등의 열수요처로 공급하는 장치이다.

그러나, 종래의 열병합발전기는 기 설정된 자체 운전 데이터에 의해서만 동작 가능한 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해서는 별도의 서버 시스템을 구비하여 열병합발전기와 서버 시스템 간 데이터를 공유하는 것이 가능하다.

서버 시스템은 열병합발전기가 운전되는 상태에서의 온도, 유량, 전력 및 연료 등에 관한 정보를 사용자에게 알려주고, 사용자는 그 정보에 따라 원동기 구동형 열병합발전기의 동작을 적절히 제어함으로써 효율적인 운전상태가 되도록 한다.

하지만, 열병합발전기는 별도로 구비된 서버 시스템을 통해서만 데이터 공유가 가능하므로, 서버 구축에 따른 어려움이 있을 뿐만 아니라, 서버 구축 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수 열병합발전기 간 호환성을 가지며, 네트워크로 연결된 다른 열병합발전기로부터 수신된 에러 패턴 정보에 따라 저장된 데이터를 갱신함으로써, 별도의 서버 시스템을 구비하지 않아도 되는 열병합발전기 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 시스템은 전력을 생산함과 아울러 폐열을 열수요처로 공급하는 복수개의 열병합발전기를 포함하고, 상기 열병합발전기 각각은 경고신호가 출력되는 출력부와; 에러 발생 시 상기 출력부를 통해 경고신호가 출력되도록 하고, 상기 에러의 패턴을 감지하여 다른 열병합발전기로 감지된 에러 패턴 정보가 전송되도록 하는 제어부를 포함하며, 상기 열병합발전기는 에러 발생 시, 우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여 상기 에러 패턴 정보가 포함된 동작 상태 데이터를 다른 열병합발전기로 전송하고, 상기 에러 패턴 정보를 전송받은 다른 열병합발전기는 수신된 에러 패턴 정보에 따라 에러 패턴을 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열병합발전기 제어 방법은 전력을 생산함과 아울러 폐열을 열수요처로 공급하는 열병합발전기의 복수개를 제어하는 열병합발전기 제어 방법에 있어서, 상기 열병합발전기에 에러 발생 시 경고신호를 출력하는 단계와; 상기 발생된 에러 패턴을 감지하는 단계와; 우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여 감지된 에러 패턴 정보를 각각의 다른 열병합발전기로 전송하는 단계와; 에러 패턴 정보를 전송받은 열병합발전기가 수신된 에러 패턴 정보에 따라 에러 패턴을 저장하는 단계를 포함한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 열병합발전기의 구성이 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열병합발전기의 구성이 도시된 블록도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 시스템의 실시예가 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 열병합발전기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 열병합발전기(10a, 10b, 10c)를 포함하며, 열병합발전기(10)는 에러 발생 시 경고신호를 출력하고, 다른 열병합발전기(10)로 동작 상태 데이터를 전송한다.

여기서, 동작 상태 데이터는 하나 이상의 열병합발전기(10) 중 에러 발생된 열병합 발전기(10)를 제외한 다른 열병합발전기(10)로 전송되며, 이때 동작 상태 데이터는 에러 발생 시 감지된 에러 패턴 정보를 포함한다.

열병합발전기(10)는 토큰 링 네트워크(Token Ring Network) 구조로 연결 가능하다. 이때, 토큰 링 네트워크(Token Ring Network) 구조는 구내 정보 통신망(LAN) 방식의 하나로, 송신자 결정에 토큰 통과 방식을 채용한 고리형의 통신망. 항상 1개의 토큰이라고 불리는 신호가 고리에 연결된 각 단말을 포착하는 구조로서, 열병합발전기(10)에 에러 발생 시, 우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여, 동작 상태 데이터를 전송한다.

한편, 열병합발전기(10)는 매쉬 네트워크(Mesh Network) 구조로도 연결 가능하며, 여기서 매쉬 네트워크(Mesh Network) 구조는 다른 국을 향하는 모든 호출이 중계에 의하지 않고 직통 회선으로 직접 접속되는 그물 모양의 통신망 구조이다. 이때, 열병합발전기(10)에 에러 발생 시, 연결된 다른 열병합발전기(10)로 동작 상태 데이터를 전송한다.

열병합발전기(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 경고신호가 출력되는 출력부(13)와, 에러 발생 시, 출력부(13)를 통해 경고신호가 출력되도록 하고, 에러 패턴 정보를 감지하여, 다른 열병합발전기(10)로 감지된 에러 패턴 정보가 전송되도록 하는 제어부(11)를 포함한다. 또한, 열병합발전기(10)로부터 발생된 에러 패턴 및 그에 따른 고장 이력이 저장되는 메모리(12)를 더 포함한다.

이때, 경고신호는 경고음 또는 경고 메시지 형태로 출력된다.

메모리(12)는 동일 네트워크 내에 연결된 열병합발전기(10)의 고장 이력이 저장되며, 다른 열병합발전기(10)로부터 수신된 에러 패턴 정보 및 그에 따라 생성된 에러 패턴이 저장된다.

제어부(11)는 다른 열병합발전기(10)로부터 에러 패턴 정보 수신 시, 상기 수신된 에러 패턴 정보와 메모리(12)에 저장된 에러 패턴을 비교하여, 상기 에러 패턴 정보와 유사한 에러 패턴이 존재하면, 해당 에러 패턴에 가중치를 적용하여 메모리(12)에 저장된 고장 이력을 갱신한다. 여기서, 가중치는 해당 에러 패턴의 에러 발생률에 대한 가중치인 것으로 한다.

한편, 제어부(11)는 다른 열병합발전기(10)로부터 에러 패턴 정보 수신 시, 상기 수신된 에러 패턴 정보와 메모리(12)에 저장된 에러 패턴을 비교하여, 수신된 에러 패턴 정보와 유사한 에러 패턴이 존재하지 않으면, 수신된 에러 패턴 정보에 따라 새로운 에러 패턴이 메모리(12)에 추가로 저장되도록 하며, 이 또한 메모리 (12)에 저장된 고장 이력을 갱신한다.

도 3은 하나 이상의 열병합발전기(10)가 토큰 링 네트워크(Token Ring Network) 방식으로 구축되는 실시예를 도시한 사시도이다. 특히, 도 3a는 6개의 열병합발전기(10)가 토큰 링 네트워크(Token Ring Network) 구조로 연결된 구조를 도시한 사시도이고, 도 3b는 다수의 열병합발전기(10)가 토큰 링 네트워크(Token Ring Network) 구조로 연결된 경우의 동작을 나타낸 사시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 열병합발전기(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)는 하나의 입력노드와 출력노드가 구비되며, 이때 열병합발전기(10) 간 데이터 통신은 IEEE 802.5 규약과 유사하게 수행된다.

이때, 네트워크 내의 열병합발전기(10) 중 어느 하나의 열병합발전기(10)로부터 에러 등의 특이사항이 발생하면, 우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여 네트워크 내의 모든 열병합발전기(10)로 에러 패턴 정보를 전송한다. 또한, 열병합발전기(10)는 에러 발생 시, 경고음 또는 경고 메시지 등의 경고신호를 출력하여, 열병합발전기(10)에 에러가 발생했음을 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 동일 네트워크 내의 열병합발전기(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, ...) 중 하나의 열병합발전기(10a)로부터 에러 발생 시, IEEE 802.5 프로토콜 방식을 통해 연결된 열병합발전기(10b, 10c, 10d, 10e, 10f, ...)로 에러 패턴 정보를 전송한다.

이때, 열병합발전기(10a)로부터 에러 패턴 정보를 수신한 다른 열병합발전기(10b, 10c, 10d, 10e, 10f, ...)는 수신된 에러 패턴 정보를 감지하여, 메모리(12) 에 저장된 에러 패턴과 비교한다.

만일, 저장된 에러 패턴 중 수신된 에러 패턴 정보와 동일하거나, 유사한 에러패턴이 존재하지 않는 경우, 열병합발전기(10)는 수신된 에러 패턴 정보에 따라 새로운 에러 패턴을 메모리(12)에 추가 저장하고, 고장 이력 또한 수신된 에러 패턴 정보를 기초로하여 갱신함으로써, 향후 동일하거나 유사한 에러 발생 시 이에 대비하도록 한다.

또한, 저장된 에러 패턴 중 수신된 에러 패턴 정보와 동일한 에러패턴이 존재하는 경우, 열병합발전기(10)는 해당 에러 패턴에 대해 가중치를 적용하여 고장 이력을 갱신함으로써, 해당 에러 패턴에 대한 에러 발생율을 가중시킨다.

도 4는 하나 이상의 열병합발전기(10)가 매쉬 네트워크(Mesh Network) 방식으로 구축되는 실시예를 도시한 사시도이다. 특히, 도 4a는 5개의 열병합발전기가 매쉬 네트워크(Token Ring Network) 구조로 연결된 구조를 도시한 사시도이고, 도 4b는 다수의 열병합발전기가 매쉬 네트워크(Mesh Network) 구조로 연결된 경우의 동작을 나타낸 사시도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 각각의 열병합발전기(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)는 하나의 입력노드와 출력노드가 구비되며, 이때 열병합발전기(10) 간 데이터 통신은 전체 노드(node)에 대한 브로드캐스트(broadcast)를 통해 수행된다.

이때, 네트워크 내의 열병합발전기(10) 중 어느 하나의 열병합발전기(10)로부터 에러 등의 특이사항이 발생하면, 열병합발전기(10)는 네트워크 내의 다른 열병합발전기(10)로 에러 패턴 정보를 전송한다. 또한, 열병합발전기(10)는 에러 발 생 시, 경고음 또는 경고 메시지 등의 경고신호를 출력하여, 열병합발전기(10)에 에러가 발생했음을 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 동일 네트워크 내의 열병합발전기(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, ...) 중 하나의 열병합발전기(10a)로부터 에러 발생 시, 브로드캐스트(broadcast)를 통해 연결된 다른 열병합발전기(10b, 10c, 10d, 10e, ...)로 에러 패턴 정보를 각각 전송한다.

이때, 열병합발전기(10a)로부터 에러 패턴 정보를 수신한 다른 열병합발전기(10b, 10c, 10d, 10e, ...)는 수신된 에러 패턴 정보를 감지하여, 메모리(12)에 저장된 에러 패턴과 비교한다.

만일, 저장된 에러 패턴 중 수신된 에러 패턴 정보와 동일하거나, 유사한 에러패턴이 존재하지 않는 경우, 열병합발전기(10)는 수신된 에러 패턴 정보에 따라 새로운 에러 패턴이 메모리(12)에 추가 저장되도록 하고, 고장 이력을 갱신하여, 향후 동일하거나 유사한 에러 발생 시 이에 대비하도록 한다.

또한, 저장된 에러 패턴 중 수신된 에러 패턴 정보와 동일한 에러패턴이 존재하는 경우, 열병합발전기(10)는 저장된 에러 패턴에 대해 가중치를 적용하여 고장 이력을 갱신함으로써, 해당 에러 패턴에 대한 에러 발생율을 가중시킨다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 열병합발전기가 온(ON) 동작하면(S100), 동일 네 트워크 내의 다른 열병합발전기로 동작 상태 데이터를 전송한다(S110). 이때, 특정 이벤트 발생 없이 정상 동작되는 경우, 설정에 따라 전력부하 및 열부하 동작을 수행한다(S170).

만일, 열병합발전기에 에러가 발생되면(S120), 경고신호를 출력한다(S130). 이때, 스피커를 통해 경고음을 출력하거나, 모니터를 통해 경고 메시지를 출력한다.

또한, 발생된 에러 패턴에 대한 정보를 감지하여(S140), 다른 열병합발전기로 감지된 에러 패턴 정보를 네트워크 내의 다른 열병합발전기로 전송하고(S150), 동작을 종료한다.

반면, 도 6에 도시된 바와 같이, 네트워크 내의 다른 열병합발전기로부터 동작 상태 데이터가 수신되면(S200), 다른 열병합발전기의 동작 상태 데이터에 따라 저장된 데이터를 갱신한다(S210). 만일, 수신된 동작 상태 데이터가 에러 패턴 정보를 포함하는 경우 수신된 다른 열병합발전기의 에러 패턴 정보를 판독한다(S220, 230).

이때, 메모리에 저장된 고장 이력 및 에러 패턴을 감지하여, 수신된 에러 패턴 정보와 비교 판단한다(S240). 만일, 수신된 에러 패턴 정보와 동일하거나 혹은 유사한 고장 이력 및 에러 패턴이 존재하는 경우(S250), 해당 고장 이력 및 에러 패턴에 대해 가중치를 적용하여 데이터를 갱신한다(S260). 한편, 수신된 에러 패턴 정보와 동일하거나 유사한 고장 이력 및 에러 패턴이 메모리에 존재하지 않는 경우(S250), 수신된 에러 패턴 정보에 따라 고장 이력을 업데이트 하고, 새로운 에러 패턴을 메모리에 추가로 저장한다(S270).

이상과 같이 본 발명에 의한 열병합발전기 제어 시스템 및 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합발전기 제어 시스템 및 방법은 다수의 열병합발전기가 네트워크로 연결되어, 에러 발생 시 네트워크로 연결된 다른 열병합발전기로 에러 패턴 정보를 전송함으로써, 다른 열병합발전기를 통해 향후 같은 에러에 대한 발생율을 미리 인지하고 이를 대처 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 네트워크를 통해 다른 열병합발전기와 데이터를 송수신함으로써 다수 열병합발전기 간 호환성을 가짐에 따라, 별도의 서버 시스템을 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라, 그에 따른 서버 구축 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 전력을 생산함과 아울러 폐열을 열수요처로 공급하는 복수개의 열병합발전기를 포함하고,

   상기 열병합발전기 각각은 경고신호가 출력되는 출력부와; 에러 발생 시 상기 출력부를 통해 경고신호가 출력되도록 하고, 상기 에러의 패턴을 감지하여 다른 열병합발전기로 감지된 에러 패턴 정보가 전송되도록 하는 제어부를 포함하며,

   상기 열병합발전기는 에러 발생 시, 우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여 상기 에러 패턴 정보가 포함된 동작 상태 데이터를 다른 열병합발전기로 전송하고,

   상기 에러 패턴 정보를 전송받은 다른 열병합발전기는 수신된 에러 패턴 정보에 따라 에러 패턴을 저장하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기 제어 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 열병합발전기는 상기 에러 패턴 정보가 저장되는 메모리를 더 포함하는 열병합발전기 제어 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제어부는 다른 열병합발전기로부터 에러 패턴 정보 수신 시, 상기 수신된 에러 패턴 정보와 상기 메모리에 저장된 에러 패턴을 비교하여, 상기 에러 패턴 정보와 동일한 에러 패턴이 존재하면, 해당 에러 패턴에 가중치를 적용하여 데이터를 갱신하는 열병합발전기 제어 시스템.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 제어부는 다른 열병합발전기로부터 에러 패턴 정보 수신 시, 상기 수신된 에러 패턴 정보와 상기 메모리에 저장된 에러 패턴을 비교하여, 상기 에러 패턴 정보와 동일한 에러 패턴이 존재하지 않으면, 상기 에러 패턴이 상기 메모리에 추가로 저장되도록 하는 열병합발전기 제어 시스템.
8. 전력을 생산함과 아울러 폐열을 열수요처로 공급하는 복수개의 열병합발전기를 제어하는 열병합발전기 제어 방법에 있어서,

   상기 열병합발전기에 에러 발생 시 경고신호를 출력하는 단계;

   상기 에러의 패턴을 감지하는 단계;

   우선순위를 갖는 토큰(Token)을 발행하여 감지된 에러 패턴 정보를 각각의 다른 열병합발전기로 전송하는 단계; 및

   상기 에러 패턴 정보를 전송받은 열병합발전기가 수신된 상기 에러 패턴 정보에 따라 에러 패턴을 저장하는 단계를 포함하는 열병합발전기 제어 방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 경고신호는 경고음 또는 경고 메시지 형태로 출력되는 열병합발전기 제어 방법.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 에러 패턴 정보에 따라 에러 패턴을 저장하는 경우, 기 저장된 에러 패턴을 판독하고, 수신된 상기 에러 패턴 정보와 비교하여,

    비교 결과에 따라, 상기 에러 패턴 정보와 동일한 에러 패턴이 존재하는 경우, 저장된 에러 패턴에 대해 가중치를 적용시켜 데이터를 갱신하고,

    상기 에러 패턴 정보와 동일한 에러 패턴이 존재하지 않는 경우, 상기 에러 패턴 정보에 따라 새로운 에러 패턴을 추가로 저장하는 열병합발전기 제어 방법.
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