KR101270977B1

KR101270977B1 - Clustering hybrid streetlight system

Info

Publication number: KR101270977B1
Application number: KR1020120136312A
Authority: KR
Inventors: 변형준; 이순영; 박일순; 고영석; 정근열
Original assignee: 박일순; (주)세화에너지산업
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-06-11

Abstract

PURPOSE: A clustering hybrid street light system is provided to enable charging and discharging of street lights by connecting the street lights using a DC microgrid, thereby facilitating smooth electricity flow. CONSTITUTION: A plurality of street light posts is connected to each other forming a DC microgrid. A SMPS(Switching Mode Power Supply)(110) is connected to a AC power system and converts AC power to DC power. The SMPS supplies the converted DC power to the street light posts. An inverter(120) delivers surplus power to the AC power system. A power control device controls the connection between the street light posts and the inverter. [Reference numerals] (120) Inverter; (140) Storing device; (AA) Streetlight 1(CCTV); (BB) Streetlight 2; (CC) Streetlight 3; (DD) Streetlight 4; (EE) Streetlight 5; (FF) Streetlight 6(CCTV); (GG) Connect to the AC power system; (HH) Power line; (II) Receive CCTV image information

Description

Clustering hybrid streetlight system

본 발명은 하이브리드 가로등 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력 및 태양광을 이용하는 하이브리드 가로등 시스템의 전력 운영에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid street light system, and more particularly to the power operation of a hybrid street light system using wind and solar light.

에너지 문제는 문명이 발전할수록 인류가 크게 고민해야 하는 문제이다. 게다가 20세기에 화석 연료를 과도하게 사용하여 인류 아니 지구는 에너지 문제뿐만 아니라 환경 문제도 동시에 고려해야만 했다. 전 세계적으로 기후 변화 협약, 교토 의정서, 탄소 배출권 등 환경을 고려하면서 청정 에너지 개발에도 심혈을 기울이고 있다. ‘대체 에너지 개발 이용 보급 촉진법’에 따르면, 기존의 화석 연료를 대체한다는 의미인 “대체 에너지”의 범주를 넘어 고갈되지 않고 끊임없이 순환한다는 “재생가능한 에너지”를 “신 재생에너지”로 정의하는데, 이는 신에너지(수소, 연료전지, 액화 및 가스화 에너지)와 재생에너지(태양열, 태양광, 바이오, 풍력, 소수력, 해양, 지열, 폐기물 에너지)로 구분한다.The energy problem is a problem that humanity must consider as the civilization develops. Moreover, in the twentieth century, the excessive use of fossil fuels required both humans and the earth to consider not only energy but also environmental issues. The world is also committed to developing clean energy, taking into account the environment, including the Climate Change Convention, the Kyoto Protocol and carbon credits. According to the Alternative Energy Development Utilization and Promotion Act, "renewable energy" is defined as "renewable energy" that circulates continuously without being exhausted beyond the scope of "alternative energy", which means replacing existing fossil fuels. It is divided into new energy (hydrogen, fuel cell, liquefied and gasified energy) and renewable energy (solar, solar, bio, wind, hydropower, ocean, geothermal, waste energy).

이 중에서 재생에너지는 자연의 힘을 이용하기 때문에 반영구적인데, 공급량으로 따졌을 때 태양광 에너지가 가장 무한한 가능성과 영구성을 가지고 있다. Among these, renewable energy is semi-permanent because it uses the power of nature. Solar energy has the most limitless possibilities and permanence when it comes to supply.

다음으로 풍력이 공급량이 많기에 실제 가장 많이 사용하는 태양광과 풍력을 활용한 하이브리드 가로등이 많이 설치되고 있는 추세이다.Next, as wind power is supplied, hybrid street lamps using solar power and wind power, which are used most frequently, are being installed.

그러나, 이러한 하이브리드 가로등은, 설치후에 관리 및 운영에 문제점이 발생하며, 발전량이 부족해 가로등의 의미성을 잃을 수 있기에 전력을 항상 공급할 수 있는 운영 시스템을 구축하여야 할 필요성이 있다.However, such a hybrid street light, there is a problem in management and operation after installation, there is a need to build an operating system that can always supply power because the amount of power generation lacks the meaning of the street light.

최근 발전 및 변전소의 입지 문제, 송전 및 배전선로의 건설 투자 문제, 환경 문제 등에 따라 태양광, 연료전지, 마이크로터빈, 에너지 저장장치, 디젤 엔진 발전 등과 같은 여러 가지 형태의 마이크로전원들이 한전과 같은 전력회사의 전력 계통에 많이 도입되고 있다.Recently, various types of micro power sources such as photovoltaic, fuel cells, microturbines, energy storage devices, diesel engine power generation, etc. It is widely used in the company's power system.

상기와 같은 마이크로전원들은 현재 전력 계통에 설치되어 전력을 공급함에 있어서, 전력 계통과 분리되어 마이크로전원들만이 단독으로 운전하는 것과 마이크로전원의 단자 전압을 제어하는 것이 허용되지 않고 있으며, 마이크로전원의 무효전력 출력이 제한되고 있다.Such micro-power sources are currently installed in the power system to supply power, and are separated from the power system, and only the micro-power sources are not allowed to operate alone and control the terminal voltage of the micro-power source. Power output is limited.

마이크로전원들은 전력계통의 일부를 전체 전력시스템과 독립적(independently)으로 운전할 수 있는 새로운 운전 방법의 잠재적인 가능성을 가지고 있다. 이것은 수용가의 전력 품질(power quality)을 향상시키는 과제 및 노력과 함께 마이크로그리드(microgrid)라 불리는 새로운 개념을 가져왔다.Micro-power sources have the potential of new modes of operation that can operate parts of the power system independently of the entire power system. This has brought a new concept called microgrid with the challenges and efforts to improve the power quality of consumers.

일반적으로 마이크로그리드(Micro-Grid)라 함은 배전계통의 일정 지역에 설치되어 있는 다수의 분산전원과 에너지 저장장치를 활용하여 전체 네트워크의 경제적/기술적 가치를 극대화시키기 위한 기술이자 전력 생산/소비 모델이다.In general, micro-grid is a technology and power generation / consumption model for maximizing the economic / technical value of the entire network by utilizing a number of distributed power and energy storage devices installed in a certain area of the distribution system. to be.

마이크로그리드는 다수의 분산전원과 에너지 저장장치 및 전력을 사용하는 다양한 형태의 부하를 포함하는데, 분산전원은 태양광이나 풍력과 같은 신재생 에너지 발전설비, 마이크로터빈, 연료전지, 디젤발전기 등을 포함하여 구성된다. 그리고 에너지 저장장치는 대용량 배터리로 이루어진다.Microgrids include a large number of distributed power sources, energy storage devices, and various types of loads that use them. Distributed power sources include renewable energy generation facilities such as solar and wind power, microturbines, fuel cells, and diesel generators. It is configured by. And the energy storage device consists of a large capacity battery.

마이크로그리드는 여러 가지 형태의 마이크로전원들과 소비자 및 소비자 단체인 수용가로 구성되고 단독 운전(islanded operation)이 가능한 소규모 전력망으로 정의될 수 있다. 즉, 마이크로그리드는 짧은 시간의 정전시 전력을 공급할 수 있는 무정전전원공급장치(uninterruptible power supply)와 다르게 하나 또는 그 이상의 마이크로전원들에 의해 지속적인 단독 운전이 가능하며, 마이크로전원에 의해 전력을 공급받는 소비자 및 소비자 단체인 수용가는 높은 신뢰도 및 품질의 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라 다양한 서비스를 제공받을 수 있다.A microgrid can be defined as a small grid that consists of various types of micropowers and consumers, consumers and consumer groups, capable of islanded operation. In other words, unlike an uninterruptible power supply that can supply power during a short power outage, the microgrid can be continuously operated independently by one or more micro power supplies and is powered by the micro power supply. Consumers, consumers and consumer groups, can be provided with a variety of services as well as high reliability and quality power.

일반적으로 도로, 시가지, 부두, 공항 및 터미널 등 같이 사람과 차량의 통행이 붐비는 곳에 설치된 가로등은 한전 전원을 사용하여 구동한다. 그러나, 한전 전원을 사용하는 가로등은 전원이 공급되지 않는 환경적으로 열악한 장소에서는 설치할 수 없다는 문제점이 있었다.Generally, street lights installed in crowded places such as roads, towns, docks, airports, and terminals are driven by KEPCO power. However, there was a problem in that streetlights using KEPCO power cannot be installed in environmentally poor places where power is not supplied.

상기와 같은 문제점으로 인해, 최근에는 자가발전 방식에 의한 가로등이 다수 제안된 바 있으며, 그 발전방식으로는 태양광 발전방식, 풍력 발전방식, 또는 태양광 발전 및 풍력 발전의 복합적 사용 방식 등이 적용되고 있다.Due to the above problems, a number of street lamps have been recently proposed by self-power generation methods, and the power generation method includes a solar power generation method, a wind power generation method, or a combined use method of solar power generation and wind power generation. It is becoming.

그러나, 종래기술에 의한 태양광 발전방식을 이용한 가로등은 태양광을 수집하는 집광판이 어느 일 방향으로만 향해 있기 때문에 태양의 위치변화에 따라 구동전원을 충전함에 있어서 효율적이지 못하다는 문제점이 있었다.However, the street lamp using the solar power generation method according to the prior art has a problem in that it is not efficient in charging the driving power according to the change in the position of the sun because the light collecting plate is directed toward only one direction.

또한, 풍력 발전방식을 이용한 가로등은 대형 수평축에 결합되어 회전하는 프로펠러 형태의 회전날개를 이용한 것으로 풍향에 따라 축과 발전기 전체가 회전 및 요잉(yawing, 상하방향을 향한 축회전의 진동)하는 구조로 되어 있다.In addition, the street lamp using the wind power generation system uses a propeller-type rotating blade that is coupled to a large horizontal axis and rotates, and the entire shaft and the generator rotate and yaw (vibration of shaft rotation toward the vertical direction) according to the wind direction. It is.

그러나, 이와 같은 종래의 풍력발전 방식은 거대한 회전날개가 도심의 고압전선 등 도심의 주변 많은 시설물과의 충돌할 수 있는 문제점이 있었으며, 소음이 많이 발생할 뿐만 아니라 도시 미관상 좋지 않고 조류와 같은 생물과의 충돌로 파손될 수 있는 문제점도 있었다. 뿐만 아니라, 태풍과 같이 과다 풍속이 발생할 때에는 구조적으로 파손될 뿐만 아니라, 과전류가 흘러 전기적으로 장치가 파손될 수 있다는 문제점도 있었다.
However, such a conventional wind power generation method has a problem that the huge rotor blades can collide with many facilities around the city, such as high-voltage wire in the city, not only generates a lot of noise, but also does not look good in the city and with the living creatures such as birds There was also a problem that can be broken by collision. In addition, when excessive wind speeds such as typhoons occur, not only are structurally damaged, but also there is a problem that the electric current may be damaged due to an overcurrent flow.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하이브리드 가로등 간의 전력이 효율적으로 배분될 수 있는 하이브리드 가로등 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid street light system that can be efficiently distributed between the hybrid street light.

본 발명의 다른 목적은 보안용 카메라를 하이브리드 가로등에 설치하여 보안성을 강화한 하이브리드 가로등 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a hybrid street light system with security enhanced by installing a security camera on the hybrid street light.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 가로등에 날씨 환경으로 인한 전력 생산이 어려울 경우 전력회사로부터 전력을 받아 각각의 가로등에 전력을 공급해 줄 수 있도록 하는 하이브리드 가로등 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a hybrid street light system that can supply power to each street light by receiving power from a power company when it is difficult to produce power due to a weather environment.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 가로등에 제공하고 남는 전력을 전력을 공급하는 전력회사에 제공하여 전력을 판매할 수 있도록 하는 하이브리드 가로등 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a hybrid street light system for providing power to a hybrid street light and supplying the remaining power to a power company that supplies power to sell power.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력 및 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원으로 사용하는 하이브리드 가로등 시스템에서, 상기 풍력 및 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원으로 사용하며, DC 마이크로그리드(Microgrid) 방식으로 서로 연결되어 있는 다수의 가로등 등주, AC 전원을 공급하는 전력회사의 AC 전력계통에 연결되어, 상기 AC 전원을 상기 가로등 등주에 적용 가능한 DC 전원으로 변환하여 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply), 상기 가로등 등주를 포함하는 부하에서 전력 소모 후 남는 전력인 잉여 전력이 발생하는 경우, 상기 잉여 전력을 상기 전력회사의 AC 전력계통에 전달하는 인버터(inverter) 및 상기 하이브리드 가로등 시스템의 전반적인 전력 공급을 제어하며, 상기 다수의 가로등 등주의 전력 상황을 체크하여, 상기 다수의 가로등 등주에 공급되는 전력이 부족하면 상기 다수의 가로등 등주와 상기 SMPS가 연결되도록 하고, 상기 잉여 전력이 발생하면 상기 다수의 가로등 등주와 상기 인버터가 연결되도록 제어하는 전력 제어 장치를 포함한다.In the hybrid street light system using the wind and solar light of the present invention for converting the electrical energy into electrical energy to achieve the above object, and converting the wind and solar light into electrical energy to use as a power source, DC microgrid (Microgrid SMPS (Switching Mode Power Supply), which is connected to a plurality of street lamps that are connected to each other in a manner, is connected to an AC power system of a power company that supplies AC power, and converts the AC power into a DC power applicable to the street lamps. ), When the surplus power that is the remaining power after power consumption occurs in the load including the street lamp light, the inverter (inverter) for delivering the surplus power to the AC power system of the power company and the overall power supply of the hybrid street light system By controlling the power conditions of the state, such as the plurality of street lights, When electric power is supplied to the lack of such a deungju it includes a power control unit for controlling so that the plurality of street lights and deungju and so that the SMPS is connected, when the surplus electric power generated with the inverter is connected to the plurality of street lights deungju.

상기 다수의 가로등 등주 중에서 일부 가로등 등주에 설치되어, 사물을 촬영하기 위한 카메라 및 상기 카메라로부터 영상 정보를 수신하여 저장하기 위한 저장장치를 더 포함할 수 있다.It may further include a camera for photographing an object, and a storage device for receiving and storing image information from the camera.

상기 전력 제어 장치는, 상기 다수의 가로등 등주와 상기 SMPS가 연결되도록 하거나, 또는 상기 다수의 가로등 등주와 상기 인버터가 연결되도록 스위칭하기 위한 스위칭부, 상기 다수의 가로등 등주에 공급되는 전류 및 전압을 모니터하기 위한 전류-전압 모니터부 및 상기 전류-전압 모니터부에서 모니터되는 전류 및 전압을 이용하여 상기 다수의 가로등 등주의 전력 상황을 확인하고, 상기 다수의 가로등 등주에 공급되는 전력이 부족하면 상기 다수의 가로등 등주와 상기 SMPS가 연결되도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 다수의 가로등 등주에 공급되는 전력이 초과하여 상기 잉여 전력이 발생하면 상기 다수의 가로등 등주와 상기 인버터가 연결되도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.The power control apparatus may include: a switching unit configured to connect the plurality of street lamps and the SMPSs or to switch the plurality of street lamps and the inverters to be connected, and to monitor current and voltage supplied to the plurality of street lamps. The current-voltage monitor unit and the current and voltage monitored by the current-voltage monitor unit to check the power situation of the plurality of street lamps, and if the power supplied to the plurality of street lamps is insufficient And a controller configured to control the switching unit to connect the street lamps and the SMPS, and to control the plurality of street lamps and the inverter when the excess power is generated because the power supplied to the plurality of street lamps is exceeded. Can be.

상기 가로등 등주는, 풍력 및 태양광을 전기에너지로 변환하고, 변환된 전기에너지를 배터리에 충전시키며, 전원을 관리하는 컨트롤러, 상기 배터리의 충전 및 방전 상태를 제어하여 미리 정해진 최적의 전압 상태로 유지하고, 전압을 평준화하여 관리하는 BMS(Battery Management System), 상기 가로등 등주의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 컨트롤러에서 제공되는 전원을 발광부에 제공하여 발광하도록 제어하는 등주 제어기 및 상기 전력 제어 장치의 제어에 따라 상기 컨트롤러에서 제공되는 DC 전원을 다른 가로등 등주에 분배하기 위한 DC 분배기를 포함하여 이루어질 수 있다.
The street lamp, converts the wind and solar light into electrical energy, charges the converted electrical energy to the battery, and controls the power management, the charge and discharge state of the battery to maintain a predetermined optimal voltage state Control of the lamp controller and the power controller to control the overall operation of the battery management system (BMS), the street lamp lamp, and the like, and to provide light to the light emitting unit to provide light to the light emitting unit. According to the present invention may be made by including a DC distributor for distributing the DC power provided from the controller to other street lamps.

본 발명에 의하면, 기존 하이브리드 가로등 설치 장소를 활용하여 가로등 간에 서로 DC 마이크로그리드(microgrid) 방식으로 연결하여 가로등 간 전력의 흐름을 원활하게 함으로써, 가로등 간 충방전이 이루어져서 전력의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using the existing hybrid street light installation site between the street lamps connected to each other in a DC microgrid (smooth) method to smooth the flow of power between the street lights, charging and discharging between the street lamps can be improved the power efficiency It works.

또한, 하이브리드 가로등에 보안용 카메라가 설치됨으로써, 보안성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the security camera is installed in the hybrid street light, there is an effect that can improve the security.

또한, 하이브리드 가로등에 설치한 배터리 용량이 100A 정도의 낮은 수준이기 때문에 낮에 배터리 충전 후, 자체 가로등 완충 후 같은 전력망에 연결 되어진 가로등에 충전을 도와주는 효과가 있다. In addition, since the battery capacity installed in the hybrid street light is a low level of about 100A, it is effective to help charge the street lamp connected to the same power grid after charging the battery during the day, and then fully buffering the street lamp.

또한, 하이브리드 가로등에 설치한 배터리 용량이 100A 정도의 낮은 수준이기 때문에 낮에 배터리 충전 후, 가로등의 남는 전력을 모아서 전력회사인 한전에 전력을 판매할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the battery capacity installed in the hybrid street light is a low level of about 100A, after charging the battery during the day, there is an effect that can collect the remaining power of the street light to sell electricity to KEPCO, a power company.

또한, 환경요인에 의한 하이브리드 가로등에 전력 공급이 어려울 경우 전력회사로부터 전력을 공급받아 하이브리드 가로등 운영에 문제 발생을 미연에 방지하는 효과가 있다.
In addition, when it is difficult to supply power to the hybrid street light due to environmental factors, the power supply from the power company is effective in preventing the occurrence of problems in the hybrid street light operation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 전력운영에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 집단 하이브리드 가로등의 최종단에서 전력 입력 및 출력에 대한 제어를 따른 하이브리드 가로등 시스템의 부분 구성도이다.
도 3은 본 발명의 집단 하이브리드 가로등의 전력운영의 모니터링 가로등 등에 대한 모니터부 전력선의 구성에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 연결 관계를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 집단 하이브리드 가로등의 전력운영을 위한 개별 하이브리드 가로등에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 내부 전력 제어 장치의 내부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 집단 하이브리드 가로등의 전력운영을 위한 개별 하이브리드 가로등에 따른 따른 하이브리드 가로등 시스템의 가로등 등주의 내부 구성도이다.1 is a configuration diagram for power operation of a hybrid street light system according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial configuration diagram of a hybrid street light system according to the control of the power input and output at the final stage of the collective hybrid street light of the present invention.
3 is a diagram illustrating a connection relationship between a hybrid street light system according to a configuration of a monitor power line to a monitoring street light of power operation of a collective hybrid street light of the present invention.
Figure 4 is an internal configuration of the internal power control device of the hybrid street light system according to the individual hybrid street light for the power operation of the collective hybrid street light of the present invention.
5 is an internal configuration diagram of a lamppost of a hybrid street light system according to an individual hybrid street light for power operation of a collective hybrid street light of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. .

본 발명에서 하이브리드 가로등 시스템은 풍력 및 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원으로 사용하는 시스템을 말한다. Hybrid street light system in the present invention refers to a system for converting wind and solar light into electrical energy to use as a power source.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 연결 관계를 도시한 구성도이다.3 is a diagram illustrating a connection relationship of a hybrid street light system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 가로등 시스템은 SMPS(110), 인버터(inverter)(120), 전력 제어 장치(300), 가로등 등주(600)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the hybrid street light system of the present invention includes an SMPS 110, an inverter 120, a power control device 300, and a street lamp 600.

SMPS(Switching Mode Power Supply)(110)는 AC 전원을 공급하는 전력회사의 AC 전력계통에 연결되어, AC 전원을 가로등 등주(600)에 적용 가능한 DC 전원으로 변환하여 공급한다.Switching Mode Power Supply (SMPS) 110 is connected to the AC power system of the power company that supplies AC power, converts the AC power to a DC power supply applicable to the street lamp 600.

인버터(inverter)(120)는 가로등 등주(600)를 포함하는 부하에서 전력 소모 후 남는 전력인 잉여 전력이 발생하는 경우, 잉여 전력을 전력회사의 AC 전력계통에 전달한다.The inverter 120 delivers the surplus power to the AC power system of the power company when surplus power, which is the remaining power after power consumption, occurs in the load including the street lamp 600.

전력 제어 장치(300)는 하이브리드 가로등 시스템의 전반적인 전력 공급을 제어하며, 다수의 가로등 등주(600)의 전력 상황을 체크하여, 다수의 가로등 등주(600)에 공급되는 전력이 부족하면 다수의 가로등 등주(600)와 SMPS(110)가 연결되도록 하고, 잉여 전력이 발생하면 다수의 가로등 등주(600)와 인버터(120)가 연결되도록 제어한다.The power control device 300 controls the overall power supply of the hybrid street light system, and checks the power situation of the plurality of street lamps 600, if there is insufficient power supplied to the plurality of street lamps 600, a plurality of street lamps The 600 and the SMPS 110 are connected to each other, and when a surplus power is generated, the plurality of street lamps 600 and the inverter 120 are controlled to be connected.

전력 모니터부(400)는 전력 제어 장치(300)에서 수집되는 전력을 모니터링하는 역할을 한다.The power monitor 400 serves to monitor the power collected by the power control device 300.

광 모니터부(500)는 가로등 등주(600)의 광을 모니터링하는 역할을 한다.The optical monitor 500 serves to monitor the light of the street lamp 600.

가로등 등주(600)는 풍력 및 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원으로 사용한다. 본 발명에서 다수의 가로등 등주(600)가 DC 마이크로그리드(Microgrid) 방식으로 서로 연결되어 있다.
Street lamp 600 is used as a power source to convert the wind and solar light into electrical energy. In the present invention, a plurality of street lamps 600 are connected to each other by a DC microgrid method.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 전력 제어 장치의 내부 구성도이다.4 is an internal configuration diagram of a power control device of a hybrid street light system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 전력 제어 장치(300)는 스위칭부(130), 제어부(150), 스위치 제어부(310), DC-DC 컨버터(320), 전류-전압 모니터부(330), 터미널(340), 통신 단자(350)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the power control device 300 of the present invention includes a switching unit 130, a control unit 150, a switch control unit 310, a DC-DC converter 320, a current-voltage monitor unit 330, The terminal 340 and the communication terminal 350.

스위칭부(130)는 다수의 가로등 등주(600)와 SMPS(110)가 연결되도록 하거나, 또는 다수의 가로등 등주(600)와 인버터(120)가 연결되도록 스위칭하는 역할을 한다. The switching unit 130 serves to connect the plurality of street lamps 600 and the SMPS 110 or to switch the plurality of street lamps 600 and the inverter 120 to be connected.

전류-전압 모니터부(330)는 다수의 가로등 등주(600)에 공급되는 전류 및 전압을 모니터하는 역할을 한다. The current-voltage monitor unit 330 monitors current and voltage supplied to the plurality of street lamps 600.

제어부(150)는 전류-전압 모니터부(330)에서 모니터되는 전류 및 전압을 이용하여 다수의 가로등 등주(600)의 전력 상황을 확인하고, 다수의 가로등 등주(600)에 공급되는 전력이 부족하면 다수의 가로등 등주(600)와 SMPS(110)가 연결되도록 스위칭부(130)를 제어하고, 다수의 가로등 등주(600)에 공급되는 전력이 초과하여 잉여 전력이 발생하면 다수의 가로등 등주(600)와 인버터(120)가 연결되도록 제어한다.The controller 150 checks the power situation of the plurality of street lamps 600 using the current and voltage monitored by the current-voltage monitor 330, and if the power supplied to the plurality of street lamps 600 is insufficient. The switching unit 130 is controlled so that the plurality of street lamps 600 and the SMPS 110 are connected, and when the power supplied to the plurality of street lamps 600 exceeds, a plurality of street lamps 600 are generated. And the inverter 120 is controlled to be connected.

스위치 제어부(310)는 제어부(150)의 제어에 따라 스위칭부(130)의 스위칭 동작을 구동시키는 역할을 한다. The switch controller 310 drives the switching operation of the switching unit 130 under the control of the controller 150.

DC-DC 컨버터부(320)는 DC 전압을 특정 DC 전압으로 변압하는 역할을 한다.The DC-DC converter 320 serves to transform a DC voltage into a specific DC voltage.

터미널(340)은 로컬 스테이지(local stage)라고 할 수 있는 가로등 등주(600)가 연결되는 부분이다. The terminal 340 is a portion to which the street lamp 600 is connected, which may be called a local stage.

통신단자(350)는 PC 또는 가로등 등주(600) 등과 통신을 위해 연결되는 단자로서, RS485 포트(port)가 사용될 수 있다.
The communication terminal 350 is a terminal connected for communication with a PC or a lamp lamp 600 and the like, and an RS485 port may be used.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 가로등 등주의 내부 구성도이다.5 is an internal configuration diagram of a lamppost of the hybrid streetlight system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에서 가로등 등주(600)는 컨트롤러(610), 등주 제어기(620), DC 분배기(630), BMS(640)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the streetlight lamp 600 in the present invention includes a controller 610, a lamp controller 620, a DC divider 630, and a BMS 640.

컨트롤러(610)는 풍력 및 태양광을 전기에너지로 변환하고, 변환된 전기에너지를 배터리에 충전시키며, 가로등 등주(600)의 전원을 관리하는 역할을 한다.The controller 610 converts wind and solar light into electrical energy, charges the converted electrical energy into a battery, and manages the power of the street lamp 600.

등주 제어기(620)는 가로등 등주(600)의 전반적인 동작을 제어하며, 컨트롤러(610)에서 제공되는 전원을 발광부에 제공하여 발광하도록 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서 발광부는 LED 등(710)으로 구현될 수 있다.The column controller 620 controls the overall operation of the street lamp column 600, and provides power to the light emitting unit provided by the controller 610 to emit light. In one embodiment of the present invention, the light emitting unit may be implemented as an LED lamp 710.

DC 분배기(630)는 전력 제어 장치(300)의 제어에 따라 컨트롤러(610)에서 제공되는 DC 전원을 다른 가로등 등주에 분배하는 역할을 한다.The DC distributor 630 distributes the DC power provided from the controller 610 to other street lamps under the control of the power control device 300.

BMS(Battery Management System)(640)는 배터리의 충전 및 방전 상태를 제어하여 미리 정해진 최적의 전압 상태로 유지하고, 전압을 평준화하여 관리한다.The battery management system (BMS) 640 controls the charging and discharging states of the battery to maintain the predetermined optimal voltage state, and equalizes and manages the voltage.

본 발명의 일 실시예에서 하이브리드 가로등 시스템은 가로등 등주에 설치되어 사물을 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라는 CCTV(720)로 구현될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the hybrid street light system may be installed in a street lamp, and may include a camera for photographing an object. For example, the camera may be implemented with CCTV 720.

본 발명의 일 실시예에서 DC 분배기(630)는 자체 태양광 발전 전력과 외부 구매 전력 관리에 의한 효율적 전력 운영과, 부하 소모 후 잉여 전력 발생 시 자동적 외부 판매와, 발전량 부족에 의한 전력 부족 시 외부 전력 구매를 위해 사용된다.In one embodiment of the present invention, the DC divider 630 is an efficient power operation by managing its own photovoltaic power generation and externally purchased power, automatic external sales when surplus power occurs after load consumption, and external power shortage due to insufficient power generation. Used for power purchase.

본 발명에서 DC 분배기(630)의 특장점을 열거하면 다음과 같다.When enumerating the features of the DC divider 630 in the present invention.

첫째, 전압 레벨에 따른 자동 릴레이 전환으로 전력 운영효율 극대화할 수 있다.First, the automatic relay switching according to the voltage level can maximize the power operating efficiency.

둘째, 축전지 종류(리튬 전지/납 축전지)를 선택할 수 있다.Second, the type of storage battery (lithium battery / lead storage battery) can be selected.

셋째, 축전지 종류에 따른 상이한 전압 레벨 컨트롤이 가능하다.Third, different voltage levels can be controlled depending on the type of battery.

넷째, 부하(축전지)전원을 선택할 수 있다. 예를 들어, 12V 또는 24V 중에서 하나의 부하 전원을 선택할 수 있다.Fourth, a load (storage battery) power source can be selected. For example, one of the 12V or 24V load power sources can be selected.

다섯째, 하나의 전력 운영 스위치에 최대 n개(n은 자연수)의 로컬 전력을 연결할 수 있다.Fifth, up to n local powers can be connected to one power operating switch.

여섯째, 시리얼 통신을 통한 전력 운영 현황 모니터링(전력운영 스위치/로컬 전력운영 스위치)할 수 있다.Sixth, power operation status monitoring (power operation switch / local power operation switch) through serial communication can be performed.

일곱째, 개별 운영 스위치 전류/전압/온도를 모니터링할 수 있다.Seventh, individual operating switch current / voltage / temperature can be monitored.

여덟째, ON Board LED에 의한 현장에서 동작 상태 및 밧데리 상태 체크가 가능하다.
Eighth, it is possible to check the operation status and battery status on site by the ON Board LED.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a hybrid street light system according to an embodiment of the present invention.

도 1의 실시예에서, 본 발명의 하이브리드 가로등 시스템은 6개의 가로등으로 구성되어 있으며, 가로등은 DC 마이크로그리드 방식으로 연결되어 있다. In the embodiment of Figure 1, the hybrid street light system of the present invention is composed of six street lights, the street lamp is connected in a DC microgrid method.

도 1의 실시예에서 6개의 가로등으로 구성되는 하이브리드 가로등 시스템은 일 실시예에 불과하며, n(n은 자연수)개의 가로등으로 구성될 수 있음은 당연하다.In the embodiment of Figure 1 is a hybrid street light system consisting of six street lights is only one embodiment, it is natural that n (n is a natural number) can be composed of street lights.

그리고, 가로등 1 및 가로등 6에는 CCTV가 설치되어 있다. In addition, CCTVs are installed in the street lamps 1 and 6.

본 발명의 하이브리드 가로등 시스템은 설치된 CCTV로부터 영상 정보를 수신하여 저장하기 위한 저장장치(140)를 포함한다.
Hybrid street light system of the present invention includes a storage device 140 for receiving and storing image information from the installed CCTV.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 가로등 시스템의 부분 구성도이다. 2 is a partial configuration diagram of a hybrid street light system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제어부(150)는 전류 센서(160)로부터 가로등 측의 전류 정보를 수신하고, 전압 센서(170)로부터 가로등 측의 전압 정보를 수신하여 가로등 측의 전력 상태를 확인하고, 이에 따라 스위칭부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.Referring to FIG. 2, the controller 150 receives current information of the street lamp side from the current sensor 160, and receives voltage information of the street lamp side from the voltage sensor 170 to check the power state of the street lamp side. Accordingly, the switching operation of the switching unit 130 is controlled.

가로등 측의 전력이 부족한 경우, 제어부(150)는 가로등 등주(600)와 SMPS(110)가 연결되도록 스위칭부(130)를 제어하여, 전력 회사에서 제공하는 전력이 가로등 등주(600)에 제공되도록 한다. 이때 제공되는 소비 전력량은 양방향 계량기(180)에서 계측된다.When the power of the street light side is insufficient, the controller 150 controls the switching unit 130 to connect the street lamp 600 and the SMPS 110, so that the power provided by the power company is provided to the street lamp 600 do. In this case, the amount of power consumption provided is measured by the bidirectional meter 180.

반대로, 가로등 측의 전력이 남아서 잉여 전력이 발생하는 경우, 제어부(150)는 가로등 등주(600)와 인버터(120)가 연결되도록 스위칭부(130)를 제어하여, 잉여 전력을 전력회사에 공급하도록 한다. 이때 공급되는 판매 전력량은 양방향 계량기(180)에서 계측된다.
On the contrary, when surplus power is generated due to the remaining power of the street light, the controller 150 controls the switching unit 130 to connect the street lamp 600 and the inverter 120 to supply surplus power to the power company. do. The sales power supplied at this time is measured by the bidirectional meter 180.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
While the invention has been described using some preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the rights set forth in the appended claims.

110 SMPS 120 인버터
130 스위칭부 140 저장장치
150 제어부 160 전류 센서
170 전압 센서 180 계량기
300 전력 제어 장치 400 전력 모니터부
500 광 모니터부 600 가로등 등주
310 스위칭 제어부 320 DC-DC 컨버터
330 전류-전압 모니터부 340 터미널
350 통신단자 610 컨트롤러
620 등주 제어기 630 DC 분배기
640 BMS 710 LED 등
720 CCTV110 SMPS 120 Inverter
130 Switching 140 Storage
150 controller 160 current sensor
170 Voltage Sensor 180 Meter
300 power control unit 400 power monitor
500 light monitor 600 street lamp light
310 switching controller 320 DC-DC converter
330 Current-voltage monitor 340 terminal
350 communication terminal 610 controller
620 Column Controller 630 DC Splitter
640 BMS 710 LED Light
720 CCTV

Claims

In a hybrid street light system that converts wind and solar into electrical energy and uses it as a power source,
A plurality of street lamps that are used as a power source by converting the wind and sunlight into electrical energy and connected to each other by a DC microgrid method;
A Switching Mode Power Supply (SMPS) connected to an AC power system of a power company that supplies AC power, and converts the AC power into a DC power applicable to the street lamp lamp;
An inverter for transferring the surplus power to an AC power system of the electric power company when surplus power that is power remaining after power consumption occurs in a load including the street lamp;
Controls the overall power supply of the hybrid street light system, and checks the power situation of the plurality of street lamps, so that the plurality of street lamps and the SMPS is connected when there is insufficient power supplied to the plurality of street lamps, A power control device for controlling the plurality of street lamps and the inverter to be connected when surplus power is generated;
A power monitor unit for monitoring the power collected by the power control device;
An optical monitor unit for monitoring light of the lamppost;
A camera installed on some of the street lamps among the plurality of street lamps to photograph an object; And
A storage device for receiving and storing image information from the camera,
The power control device,
A switching unit configured to connect the plurality of street lamps and the SMPS or to switch the plurality of street lamps and the inverter to be connected;
A current-voltage monitor unit for monitoring current and voltage supplied to the plurality of lamp posts; And
Check the power situation of the plurality of street lamps, etc. using the current and voltage monitored by the current-voltage monitor unit, and if the power supplied to the plurality of street lamps is insufficient, the plurality of street lamps and the SMPS are connected. And a controller for controlling the switching unit and controlling the plurality of street lamps and the inverter to be connected when the excess power is generated because the power supplied to the plurality of street lamps is exceeded.

delete

The method of claim 1,
The street lamp lanterns,
A controller for converting wind and solar light into electrical energy, charging the converted electrical energy to a battery, and managing power;
A battery management system (BMS) for controlling the charging and discharging states of the battery to maintain a predetermined voltage state and leveling and managing the battery;
A controller for controlling the overall operation of the street lamp and controlling the lamp to emit light by providing power provided from the controller; And
And a DC distributor for distributing the DC power provided from the controller to other street lamps according to the control of the power control device.