KR101505640B1 - Testing system for wind turbine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력 발전용 터빈의 시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 터빈 제조공장에서 제조된 풍력 터빈이나 실험실의 풍력 터빈을 네트워크 장치를 통해 접속하고, 어느 위치에서든지 자유롭게 감시 및 제어할 수 있도록 한 풍력 발전용 터빈의 시험시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
풍력(바람의 힘)을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 풍력 발전은 산업의 발달과 인구 증가에 의한 석유, 석탄, 천연가스 등의 천연자원의 고갈에 따라 대체 에너지원으로 많은 연구가 진행되고 있다.Wind power, which generates electric energy using wind power (wind power), is being studied as an alternative energy source due to depletion of natural resources such as petroleum, coal and natural gas due to development of industry and population increase.
풍력발전이란 공기 유동이 갖는 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시킨 후 다시 전기에너지를 생산하는 기술로서, 자연에 존재하는 바람을 에너지원으로 이용하므로 비용이 들지 않으면서도 친환경적인 바, 점차 사용 범위가 증가하고 있다.Wind power generation is a technology to convert kinetic energy of air flow into mechanical energy and then to produce electric energy again. Since it uses natural wind as an energy source, it is eco-friendly without increasing cost. .
일반적인 풍력 발전용 터빈에 대한 구성이 도 1에 도시되어 있다.A configuration for a typical wind turbine is shown in Fig.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 풍력 발전용 터빈(1)은 나셀(nacelle)(2), 타워(tower)(3) 및 허브(6) 및 로터(4)로 구성된다.1, a
타워(3)는 지면에 세워지는 고층의 구조물로서, 타워(3) 상단에 증속기, 발전기 등을 포함하는 발전장치 및 제어장치를 포함하는 나셀(2)이 설치되고, 나셀(2)에는 복수의 블레이드(5) 및 이 블레이드(5)가 결합되는 허브(6)로 구성되는 로터(4)가 장착된다.The
이러한 풍력 발전용 터빈은 제조 공장 내에서 각각의 부품을 조립하고, 조립체의 정상작동을 위한 테스트(검사 및 감시)를 실행한다.These wind turbines assemble each component within the manufacturing plant and perform tests (inspection and monitoring) for normal operation of the assembly.
풍력 발전용 터빈을 검사 및 제어하기 위한 일반적인 시험장치가 도 2에 도시되었다.A general test apparatus for inspecting and controlling wind turbines is shown in Fig.
도 2에 도시된 바와 같이, 풍력 발전용 터빈의 시험장치는, 제조 공장이나 실험실 내에서 풍력 발전용 터빈을 테스트하기 위해, 테스트 벤치(Test bench)(10)위에 풍력 발전용 터빈을 이루는 타워 컨트롤 캐비닛(20), 나셀 컨트롤 캐비닛(30), 허브 컨트롤 캐비닛(40)을 정해진 위치에 설치하고, 감시 및 제어장치(50)를 상기 타워 컨트롤 캐비닛(20), 나셀 컨트롤 캐비닛(30) 및 허브 컨트롤 캐비닛(40)의 특정 위치에 직접 유선(60)으로 연결한다. 그런 후 감시 및 제어장치(50)에서 테스트하고자 하는 장비를 테스트하게 된다. 여기서 유선(60)은 UPT(universal personal telecommunication) 라인을 이용하며, 각각의 장비 간에는 내부 통신라인으로 접속된다. 여기서 각각의 캐비닛은 실제 터빈을 이루는 타워, 나셀, 허브 등의 장비의 집합체 또는 장비를 운용하는 장비를 의미한다.As shown in FIG. 2, a test apparatus for a turbine for a wind turbine is provided with a tower control (not shown) constituting a turbine for a wind turbine on a
이러한 풍력 발전용 터빈 테스트 방식은 하나의 풍력 발전용 터빈에 대해서 하나의 감시 및 제어장치(50)를 연결하는 방식이다. 따라서 다른 터빈을 검사하고자 할 경우, 별도의 감시 및 제어장치를 다른 풍력 발전용 터빈에 상기와 같은 방식으로 직접 유선으로 연결하고 해당 터빈을 테스트하거나, 상기 감시 및 제어장치(50)를 이전 시험용 터빈으로부터 해체한 후, 다시 새로이 테스트하고자 하는 터빈에 유선으로 결합하여 새로운 풍력 발전용 터빈을 시험하게 된다.Such a turbine test method for a wind turbine is a method of connecting one monitoring and
한편, 풍력발전기용 터빈을 검사하기 위한 종래기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2013-0025608(2013.03.12. 공개)에 개시되었다.On the other hand, a conventional technique for inspecting a turbine for a wind power generator is disclosed in the following Patent Document 1: Korean Published Patent Application No. 10-2013-0025608 (published on Mar. 13, 2013).
<특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 풍력발전기의 타워를 형성하는 각 타워 세그먼트를 상호 결합시키는 복수의 결합부재의 체결상태를 모니터링하는 헤더부; 헤더부를 지지하는 다관절 형태의 관절부를 포함하는 몸체, 몸체를 타워의 내측 벽면에 고정시키는 고정부; 관절부의 동작을 제어하여 헤더부를 결합 부재가 체결된 위치에 근접하게 이동시키거나 타워의 중심부로 이동시키고, 헤더부의 동작을 제어하여 결합부재의 체결상태에 대한 모니터링을 수행하는 제어부를 구비하고, 풍력발전기 타워 세그먼트 결합부재의 체결상태를 모니터링하게 된다.
The prior art disclosed in
그러나 상기와 같은 일반적인 풍력발전기 시험장치는 터빈을 테스트하는 감시 및 제어장치를 터빈의 각 부품에 직접 유선으로 연결해야하므로, 접속을 위한 통신선 연결, 이동에 의한 접속 등의 불편함이 있으며, 터빈을 검사하는 데 많은 시간이 소요되고, 인력 낭비가 발생하는 등의 문제점이 있었다. 특히, 풍력 발전용 터빈은 제조 공장 내의 상당히 넓은 공간을 차지하므로, 넓은 공간에서 검사자가 직접 이동하면서 통신 케이블을 접속하는 것은 시간적 및 인적 자원의 낭비가 발생한다.However, since the general wind turbine testing device as described above requires a wired connection of the monitoring and control device for testing the turbine to each part of the turbine, there is inconvenience such as connection of a communication line for connection and connection by movement, It takes a lot of time to inspect, and there is a problem that waste of manpower occurs. Particularly, since the turbine for wind turbine occupies a considerably large space in the manufacturing plant, connecting the communication cable while moving the inspectors directly in a large space causes waste of time and human resources.
또한, 하나의 검사 및 제어장치를 이용하여 하나의 터빈을 검사하는 방식이므로, 하나의 검사 및 제어장치로 여러 대의 터빈을 동시에 검사하는 것은 불가능하다는 문제점도 있었다.Also, since one turbine is inspected using one inspection and control device, there is a problem that it is impossible to simultaneously inspect multiple turbines with one inspection and control device.
또한, 종래기술은 풍력발전기의 타워 세그먼트 결합부재의 체결상태를 감시하는 것은 가능하지만, 풍력발전기의 부품 전체를 검사하는 것은 불가능하다는 단점이 있다.
In addition, although the prior art can monitor the fastening state of the tower segment coupling member of the wind power generator, there is a disadvantage that it is impossible to inspect the entire part of the wind power generator.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 일반적인 풍력 발전용 터빈의 시험장치와 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 풍력 터빈 제조공장에서 제조된 풍력 터빈이나 실험실의 풍력 터빈을 네트워크 장치를 통해 접속하고, 어느 위치에서든지 자유롭게 감시 및 제어할 수 있도록 한 풍력 발전용 터빈의 시험시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wind turbine and a wind turbine manufactured by a wind turbine manufacturing factory or a laboratory through a network device to solve the above- And to provide a test system for a turbine for wind turbines that can be freely monitored and controlled at any position.
본 발명의 다른 목적은 하나의 감시 및 제어장치를 이용하여 다수의 터빈을 동시에 검사할 수 있도록 한 풍력 발전용 터빈의 시험시스템을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a test system for a turbine for a wind turbine that can simultaneously test a plurality of turbines using one monitoring and control device.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력 발전용 터빈의 시험시스템은 내부 구조물 간에는 광 포트를 통해 통신 라인으로 연결되어 데이터를 통신하고, 다른 터빈과는 광케이블을 통해 링 방식으로 통신을 연결하며, 시험 데이터를 출력하거나 다른 터빈의 시험 데이터를 중계해주는 메인 터빈; 상기 메인 터빈 또는 다른 터빈과는 광케이블로 연결되어, 시험 데이터를 출력하거나 시험 데이터를 중계해주는 복수의 서브 터빈; 상기 메인 터빈과 UPT 라인으로 연결되어 복수 터빈의 시험데이터를 인터페이스 해주는 네트워크 장치; 상기 네트워크 장치와 통신으로 접속되어, 상기 복수의 터빈을 시험 및 제어하는 감시 및 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a test system for a wind turbine according to the present invention is configured to communicate data between internal structures via a communication port through an optical port, and to communicate with other turbines through a fiber cable in a ring manner A main turbine connecting test data or relaying test data of another turbine; A plurality of sub-turbines connected to the main turbine or another turbine by an optical cable for outputting test data or relaying test data; A network device connected to the main turbine by an UPT line to interface test data of a plurality of turbines; And a monitoring and control device connected to the network device by communication to test and control the plurality of turbines.
상기에서 메인 터빈은 내부 구조물 간에 내부 통신을 위한 네트워크 스위치를 구비한 허브 컨트롤 캐비닛 및 나셀 컨트롤 캐비닛; 상기 나셀 컨트롤 캐비닛 및 상기 서브 터빈의 타워 컨트롤 캐비닛에 구비된 네트워크 스위치와 광 통신을 통해 접속되어 데이터를 인터페이스 하며, 상기 네트워크 장치와는 UPT 라인으로 데이터를 인터페이스 하는 네트워크 스위치를 구비한 타워 컨트롤 캐비닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The main turbine includes a hub control cabinet and a nacelle control cabinet having a network switch for internal communication between internal structures; A tower control cabinet having a network switch connected to the network switch through the optical communication with the network switch provided in the nacelle control cabinet and the tower control cabinet of the sub turbine to interface data with the network device through an UPT line, .
상기에서 나셀 컨트롤 캐비닛의 네트워크 스위치는 상기 타워 컨트롤 캐비닛과 광케이블로 연결되어 광통신을 하는 광 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.The network switch of the nacelle control cabinet includes an optical port connected to the tower control cabinet through an optical cable for optical communication.
상기에서 타워 컨트롤 캐비닛의 네트워크 스위치는 상기 나셀 컨트롤 캐비닛과 광통신을 위한 제1광 포트; 상기 서브 터빈의 타워 컨트롤 캐비닛과 시험 데이터를 인터페이스 해주기 위한 상기 제1광 포트를 제외한 복수의 광 포트; 상기 제1광 포트 및 복수의 광 포트를 통해 인터페이스 되는 데이터를 상기 네트워크 장치와 인터페이스 하기 위한 메인 UPT 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the network switch of the tower control cabinet comprises a first optical port for optical communication with the nacelle control cabinet; A plurality of optical ports other than said first optical port for interfacing test data with a tower control cabinet of said sub turbine; And a main UPT port for interfacing data interfaced through the first optical port and the plurality of optical ports to the network device.
상기에서 타워 컨트롤 캐비닛의 네트워크 스위치는 상기 메인 UPT 포트의 에러에 대응하여 지속적인 데이터 인터페이스를 위해 구비된 서브 UPT 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the network switch of the tower control cabinet includes a sub UPT port provided for a continuous data interface in response to an error of the main UPT port.
상기에서 네트워크 장치는 상기 감시 및 제어장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 인터페이스 하는 것을 특징으로 한다.The network device is characterized by interfacing data with the monitoring and control device in a wired or wireless manner.
상기에서 네트워크 장치는 상기 감시 및 제어 장치와 데이터를 인터페이스 하기 위한 유무선 공유기를 구비한 것을 특징으로 한다.The network device includes a wired / wireless router for interfacing data with the monitoring and control device.
상기에서 네트워크 장치는 상기 메인 터빈과 데이터를 인터페이스 하기 위한 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 한다.The network device may include a gateway for interfacing data with the main turbine.
상기에서 네트워크 장치는 보안성 향상을 위해 보안 접속 기능을 통해 접속하며, 상기 보안 접속 기능은 맥 어드레스(Mac address) 또는 네트워크 키(key)를 통해 구현하는 것을 특징으로 한다.The network device is connected through a secure connection function to improve security, and the secure connection function is implemented through a MAC address or a network key.
상기에서 감시 및 제어 장치는 상기 네트워크 장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 인터페이스 하는 것을 특징으로 한다.In this case, the monitoring and control device interfaces data with the network device in a wired or wireless manner.
상기에서 감시 및 제어장치는 각각의 터빈마다 할당된 네트워크 IP를 이용하여 시험하고자 하는 터빈을 선택하는 것을 특징으로 한다.
The monitoring and control device selects a turbine to be tested using the network IP allocated to each turbine.
본 발명에 따르면 풍력 터빈 제조공장에서 제조된 풍력 터빈이나 실험실의 풍력 터빈을 네트워크 장치를 통해 연결함으로써, 로컬 내 설치된 시험하고자 하는 터빈에 가지 않고도 어느 위치에서든지 자유롭게 터빈을 감시 및 제어할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by connecting a wind turbine manufactured by a wind turbine manufacturing factory or a wind turbine of a laboratory through a network device, it is possible to monitor and control the turbine freely at any position without having to go to a locally installed turbine have.
또한, 본 발명에 따르면 하나의 감시 및 제어장치를 이용하여 다수의 터빈을 동시에 검사할 수 있어, 터빈 검사 시간을 줄이고, 인적 자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, a plurality of turbines can be inspected at the same time using one monitoring and control device, thereby reducing a turbine inspection time and preventing waste of human resources.
또한, 본 발명에 따르면 동시에 여러 터빈을 감시 및 제어할 수 있으므로, 터빈 검사에 있어서 정확성을 높일 수 있으며, 이로 인해 터빈의 품질 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to monitor and control several turbines at the same time, thereby improving the accuracy of the turbine inspection and thereby improving the quality of the turbine.
도 1은 일반적인 풍력 발전용 터빈의 개략 사시도,
도 2는 일반적인 풍력 발전용 시험장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템 구성도,
도 4는 도 3의 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템의 네트워크 구성도.1 is a schematic perspective view of a general wind turbine,
2 is a block diagram of a general wind turbine test apparatus,
3 is a configuration diagram of a test system for a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a network configuration diagram of a test system for a wind turbine of FIG. 3;
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a test system for a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템의 구성도이고, 도 4는 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템의 네트워크 구성도로서, 메인 터빈(201), 복수의 서브 터빈(202 ~ 201+N), 네트워크 장치(150), 감시 및 제어장치(160)를 포함한다.FIG. 3 is a configuration diagram of a test system for a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a network configuration diagram of a test system for a wind turbine for turbine. The
상기 메인 터빈(201)은 내부 구조물 간에는 광 포트를 통해 통신 라인으로 연결되어 데이터를 통신하고, 다른 터빈과는 광케이블을 통해 링 방식으로 통신을 연결하며, 시험 데이터를 출력하거나 다른 터빈의 시험 데이터를 중계해주는 역할을 한다.The
상기 메인 터빈(201)은 내부 구조물 간에 내부 통신을 위한 네트워크 스위치를 구비한 허브 컨트롤 캐비닛(140) 및 나셀 컨트롤 캐비닛(130); 상기 나셀 컨트롤 캐비닛(130) 및 상기 서브 터빈(202)의 타워 컨트롤 캐비닛(220)에 구비된 네트워크 스위치(220)와 광 통신을 통해 접속되어 데이터를 인터페이스 하며, 상기 네트워크 장치(150)와는 UPT 라인(171)으로 데이터를 인터페이스 하는 네트워크 스위치(121)를 구비한 타워 컨트롤 캐비닛(120)을 포함한다.The
여기서 메인 터빈(201)은 다수의 서브 터빈과 연결되는 데, 설명의 편의를 위해 이하 하나의 서브 터빈(202)과 연결되는 것만을 설명하기로 한다.Here, the
상기 나셀 컨트롤 캐비닛(130)의 네트워크 스위치(131)는 상기 타워 컨트롤 캐비닛(120)과 광케이블(173)로 연결되어 광통신을 하는 광 포트(132)를 포함하는 것이 바람직하다.The
상기 타워 컨트롤 캐비닛(120)의 네트워크 스위치(121)는 상기 나셀 컨트롤 캐비닛(130)과 광통신을 위한 제1광 포트(122), 상기 서브 터빈(202)의 타워 컨트롤 캐비닛(220)과 시험 데이터를 인터페이스 해주기 위한 상기 제1광 포트(122)를 제외한 복수의 광 포트(123)(124); 상기 제1광 포트(122) 및 복수의 광 포트(123)(124)를 통해 인터페이스 되는 데이터를 상기 네트워크 장치(150)와 인터페이스하기 위한 메인 UPT 포트(125)를 포함한다. 여기서 타워 컨트롤 캐비닛(120)의 네트워크 스위치(121)는 상기 메인 UPT 포트(125)의 에러에 대응하여 지속적인 데이터 인터페이스를 위해 구비된 서브 UPT 포트(126)를 포함하는 것이 바람직하다.The
상기 서브 터빈(202)은 상기 메인 터빈(201) 또는 다른 터빈과는 광케이블로 연결되어, 시험 데이터를 출력하거나 시험 데이터를 중계해주는 역할을 한다.The
상기 네트워크 장치(150)는 상기 메인 터빈(201)과 UPT 라인(171)으로 연결되어 복수 터빈의 시험데이터를 인터페이스 해주는 역할을 한다.The
이러한 네트워크 장치(150)는 상기 감시 및 제어장치(160)와 유선 또는 무선으로 데이터를 인터페이스하며, 상기 감시 및 제어 장치(160)와 데이터를 인터페이스 하기 위한 유무선 공유기를 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the
또한, 상기 네트워크 장치(150)는 상기 메인 터빈(201)과 데이터를 인터페이스 하기 위한 게이트웨이를 포함하며, 이러한 네트워크 장치(150)는 보안성 향상을 위해 보안 접속 기능을 통해 접속하며, 상기 보안 접속 기능은 맥 어드레스(Mac address) 또는 네트워크 키(key)를 통해 구현하는 것이 바람직하다.The
상기 감시 및 제어장치(160)는 상기 네트워크 장치(150)와 통신으로 접속되어, 상기 복수의 터빈을 시험 및 제어하는 역할을 한다.The monitoring and
이러한 감시 및 제어 장치(160)는 상기 네트워크 장치(150)와 유선 또는 무선으로 데이터를 인터페이스하며, 각각의 터빈마다 할당된 네트워크 IP를 이용하여 시험하고자 하는 터빈을 선택하는 것이 바람직하다.The monitoring and
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력 발전용 터빈의 시험 시스템에 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the test system for a wind turbine according to the present invention will be described in detail as follows.
먼저, 본 발명은 하나의 감시 및 제어 장치(160)를 이용하여 제조 공장(조립공장)에서 조립된 다수의 터빈 또는 실험실 내에 위치하는 터빈을 동시에 그리고 지정된 위치가 아닌 임의의 위치에서 언제든지 감시 및 제어할 수 있도록 네트워크를 구성한다.First, the present invention can be used to monitor and control a plurality of turbines assembled in a manufacturing plant (assembly factory) or a turbine located in the laboratory at the same time and at any position other than the designated position by using one monitoring and
예컨대, 메인 터빈(201)을 이루는 구조물인 허브 컨트롤 캐비닛(140), 나셀 컨트롤 캐비닛(130) 및 타워 컨트롤 캐비닛(12) 간에는 내부 통신 라인(173)을 통해 네트워크 연결을 한다. 즉, 허브 컨트롤 캐비닛(140) 및 나셀 컨트롤 캐비닛(130)에는 각각 네트워크 연결을 위한 네트워크 스위치를 이용하여 네트워크 연결을 한다. 여기서 도 4에 도시한 바와 같이, 나셀 컨트롤 캐비닛(130)에 적용되는 네트워크 스위치(131)는 하나의 광 포트(132)와 2개의 UPT 포트(133)(134)가 구비되며, 1개의 광 포트(132)를 통해 다른 구조물의 네트워크 스위치와 광케이블로 접속하여 네트워크를 구성한다. 도 4에서는 편의상 허브 컨트롤 캐비닛(140)과 나셀 컨트롤 캐비닛(130) 간의 네트워크 구성은 생략하였다.For example, a network connection is established between the
다음으로, 나셀 컨트롤 캐비닛(130)에 구비된 네트워크 스위치(131)의 광 포트(132)를 통해 타워 컨트롤 캐비닛(120)에 구비된 네트워크 스위치(121)의 제1광 포트(122)를 광케이블(173)로 연결하여, 네트워크를 구성한다. 여기서 타워 컨트롤 캐비닛(120) 내의 네트워크 스위치(121)는 3개의 광 포트(122 ~ 124)와 2개의 UPT 포트(125)(126)를 구비한다.The first
이로써 하나의 터빈 내에 존재하는 구조물 간의 네트워크 구성이 완성된다.This completes the network configuration between the structures in one turbine.
다음으로, 메인 터빈(201)과 서브 터빈(202) 간의 네트워크 구성을 살펴보면 다음과 같다.Next, the network configuration between the
메인 터빈(201) 내의 타워 컨트롤 캐비닛(120) 내의 네트워크 스위치(121)는 상기와 같이 3개의 광 포트(122 ~ 124)가 구비되며, 그 중 제1광 포트(122)는 내부 구조물 간의 네트워크 구성을 위한 포트로 사용하고 나머지 2개의 광 포트(123)(124)는 다른 터빈 즉, 서브 터빈들과의 네트워크 구성에 이용한다.The
예컨대, 광 포트(124)와 서브 터빈(202) 내의 타워 컨트롤 캐비닛(220) 내의 네트워크 스위치(221)의 광 포트(223)와 광케이블(172)을 통해 접속하여, 네트워크 구성을 이룬다. 아울러 상기 서브 터빈(202) 내의 타워 컨트롤 캐비닛(220) 내의 네트워크 스위치(221)의 광 포트(224)와 다른 서브 터빈 내의 타워 컨트롤 캐비닛 내의 네트워크 스위치의 광 포트와 광케이블을 통해 네트워크를 구성한다.For example, the
즉, 본 발명은 다수의 터빈 간에 네트워크 스위치와 광케이블을 이용하여 링 방식으로 상호 연결을 하게 된다.That is, in the present invention, a plurality of turbines are interconnected in a ring manner using a network switch and an optical cable.
이러한 링 방식으로 시험하고자 하는 모든 터빈을 네트워크로 연결한 상태에서, 터빈 네트워크의 시작 또는 최종 위치에 있는 메인 터빈(201)의 타워 컨트롤 캐비닛(120) 내의 네트워크 스위치(121)에 구비된 UPT 포트(125)와 네트워크 장치(150)를 UPT 라인(171)으로 연결하여, 네트워크 장치(150)와 터빈들 간의 네트워크를 구성한다. 여기서 타워 컨트롤 캐비닛(120) 내의 네트워크 스위치(121)에는 2개의 UPT포트(125)(126)가 있는데, 하나의 UPT포트(125)는 상기 네트워크 장치(150)와 통신 네트워크를 구축하는 데 사용하고, 나머지 하나의 UPT포트(126)는 한 라인의 에러시 지속적으로 네트워크를 이루기 위한 리던던시(redundancy)로 사용한다. 여기서 네트워크 장치(150)는 네트워크 구축을 위한 유무선 공유기 및 게이트웨이를 포함한다.The UPT port (not shown) provided in the
다음으로, 네트워크 장치(150)와 시험을 전반적으로 제어하는 감시 및 제어장치(160) 간에는 유선 또는 무선으로 네트워크가 연결되는 데, 본 발명에서는 설명의 편의상 무선 네트워크로 연결되는 것으로 가정을 한다.Next, a network is connected between the
이와 같이 본 발명은 터빈과 터빈 간에는 광케이블을 이용한 링 구조 방식으로 네트워크를 형성하고, 터빈과 네트워크 장치 간에는 UPT 라인으로 연결하여 네트워크를 구성한다. 그리고 네트워크 장치와 감시 및 제어장치 간에는 무선 통신을 통해 네트워크를 형성한다. 이를 위해 네트워크 장치와 감시 및 제어장치(160) 간에는 무선 통신 모듈이 구비되는 것이 바람직하다. 무선 통신 모듈은 블루투스나 와이-파이 같은 근거리 통신 모듈, RF와 같은 원거리 통신 모듈을 이용할 수 있다.As described above, the present invention forms a network between a turbine and a turbine by a ring structure method using an optical cable, and connects the turbine and a network device by an UPT line to form a network. A network is formed between the network device and the monitoring and control device through wireless communication. For this, a wireless communication module is preferably provided between the network device and the monitoring and
상기와 같은 과정으로 다수의 터빈을 동시에 원격에서 시험하기 위한 네트워크를 구축한 상태에서, 시험자는 감시 및 제어장치(160)를 이용하여 시험(감시 및 제어 포함) 하고자 하는 터빈을 선택한다.In the above process, the tester selects a turbine to be tested (including monitoring and control) by using the monitoring and
여기서 시험하고자 하는 터빈의 선택은 네트워크 IP를 이용하여, 선택할 수 있다. 본 발명에서 나셀 컨트롤 캐비닛 내의 네트워크 스위치는 10.X.Y.101의 IP를 갖게 되며(X;farm number, Y;turbine number), 타워 컨트롤 캐비닛에 구비되는 네트워크 스위치는 10.X.Y.1의 IP를 갖는다. farm 내부에서 링 네트워크를 구성하기 위하여 제1광 포트를 제외한 나머지 광 포트는 링 IN/OUT 포트로 설정된다.Here, the choice of the turbine to be tested can be selected using the network IP. In the present invention, the network switch in the nacelle control cabinet has the IP of 10.X.Y.101 (X; farm number, Y; turbine number) and the network switch in the tower control cabinet has the IP of 10.X.Y.1. In order to configure the ring network in the farm, the remaining optical ports except the first optical port are set as ring IN / OUT ports.
그리고 네트워크 장치(150)의 내부에 구비되는 유무선 공유기의 내부 네트워크 IP는 10.X.0.1로 설정하고, 무선으로 접속하는 장비에 할당하는 네트워크 어드레스의 범위는 10.X.0.0/24로 설정하고, 게이트웨이는 10.X.Y.1(첫 번째 터빈의 IP)로 설정한다.The internal network IP of the wired / wireless router in the
즉, 상기와 같이 네트워크 IP인 10.X.Y.1를 할당하여 감시 및 제어장치(160)는 메인 터빈(201)과의 통신 네트워크를 설정한다.That is, the network IP of 10.X.Y.1 is assigned as described above, and the monitoring and
통신 네트워크가 설정되면, 감시 및 제어장치(160)에서 전송된 시험 및 감시를 위한 제어 데이터는 네트워크 장치(150)의 게이트웨이를 통해 메인 터빈(201) 내의 타워 컨트롤 캐비닛(120)에 전달된다. 이때, 네트워크 장치(150)의 보안접속기능을 위해 맥 어드레스(mac address) 또는 네트워크 키 등을 이용함으로써, 허락된 사용자만이 네트워크에 접근하도록 하여, 네트워크 보안성을 강화하는 것이 바람직하다.Control data for testing and monitoring transmitted from the monitoring and
상기 타워 컨트롤 캐비닛(120) 내의 제어장치(도면에는 도시하지 않았음)는 수신된 네트워크 IP 어드레스를 기반으로 자신이 선택되었음을 인지하고, 수신한 시험 및 감시 제어 데이터를 분석하여, 그에 대응하는 시험 동작을 하여 결과 데이터를 생성하거나, 감시 제어 데이터를 생성한다. 이때, 시험 및 감시 제어 대상이 자신이 아니고 나셀 컨트롤 캐비닛이거나 허브 컨트롤 캐비닛일 경우에는 내부 통신라인으로 데이터 통신을 하여, 해당 구조물에 시험 및 제어 데이터를 전달하고, 해당 구조물로부터 획득한 결과 데이터는 내부 통신라인을 통해 수신한다.A control device (not shown in the figure) in the
다른 구조물로부터 결과 데이터를 획득하거나 자신이 획득한 결과 데이터는 UPT 라인(171)을 통해 네트워크 장치(150)로 전송하게 되고, 네트워크 장치(160)는 유무선 공유기를 이용하여 이를 무선 신호로 만들어 감시 및 제어장치(160)로 전송한다. The result data is acquired from another structure or the result data obtained by the other structure is transmitted to the
따라서 시험자는 감시 및 제어장치(160)를 실제 터빈의 구조물에 연결하지 않고서도, 원하는 위치에서 편리하게 시험하거나 해당 터빈을 감시하거나 제어를 할 수 있게 되는 것이다.Thus, the tester can easily test or monitor or control the turbine at a desired location without connecting the monitoring and
한편, 감시 및 제어장치(160)는 메인 터빈이 나이고 다른 서브 터빈을 선택하고자 하면, 해당 서브 터빈을 지시하는 네트워크 IP를 통해 해당 서브 터빈을 선택한다. 여기서 각각의 터빈에 대한 네트워크 IP는 미리 설정되어 있다고 가정을 한다. 이후 해당 서브 터빈을 감시 및 제어하기 위한 데이터는 네트워크 장치(150)를 통해 메인 터빈(201)에 전달되고, 다시 메인 터빈(201)에서 링 구조 방식으로 연결된 통신 네트워크를 통해 다른 서브 터빈으로 해당 데이터를 전송한다. 그리고 해당 서브 터빈은 감시 및 감시 제어 데이터에 대응하게 동작을 하고, 해당 동작을 수행한 후 획득한 결과 데이터는 전단의 서브 터빈으로 전송한다. 전단의 서브 터빈을 경유한 결과 데이터는 메인 터빈으로 전송되며, UPT 라인을 통해 네트워크 장치(150)로 전송된다, 그리고 네트워크 장치(150)를 통해 감시 및 제어장치(160)로 전송된다. 이로써 시험자는 로컬의 해당 서브 터빈에 감시 및 제어장치를 직접 연결하지 않고서도, 편리하게 원하는 위치에서 모든 터빈의 시험을 수행할 수 있게 되는 것이다.On the other hand, the monitoring and
이상과 같이 본 발명은 모든 터빈과 네트워크 장치를 통해 네트워크를 구성함으로써, 로컬 내 터빈에 직접 가서 유선을 이용하여 통신 연결을 하거나 지정된 위치가 아닌 어느 장소에서든지 제약 없이 다수의 터빈을 동시에 감시 및 시험할 수 있게 된다. 이러한 장점으로 인해 터빈 검사에 정확성을 도모하고, 터빈의 품질을 높일 수 있으며, 터빈 검사 시간을 줄이면서도 인적 자원의 낭비를 줄일 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, by configuring the network through all of the turbines and network devices, it is possible to directly connect to a local in-turbine and make communication connection using a wire, or simultaneously monitor and test a large number of turbines at any place . These advantages make it possible to improve the accuracy of the turbine inspection, improve the quality of the turbine, reduce the turbine inspection time, and reduce the waste of human resources.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명은 풍력 발전용 터빈의 시험하고 감시하며 제어하는 기술에 적용된다. 특히, 풍력 발전용 터빈을 네트워크로 연결하여, 다수의 풍력 터빈을 동시에 검사할 수 있는 기술에 적용된다.
The present invention is applied to techniques for testing, monitoring and controlling wind turbines. In particular, it is applied to a technology that enables simultaneous inspection of multiple wind turbines by connecting a turbine for wind power generation to a network.
201: 메인 터빈
202 ~ 201+N: 서브 터빈
120: 타워 컨트롤 캐비닛
130: 나셀 컨트롤 캐비닛
140: 허브 컨트롤 캐비닛
150: 네트워크 장치
160: 감시 및 제어장치201: Main turbine
202 to 201 + N: sub-turbine
120: Tower control cabinet
130: Nacelle control cabinet
140: Hub control cabinet
150: Network device
160: Monitoring and control device
Claims (11)
상기 메인 터빈 또는 다른 터빈과는 광케이블로 연결되어, 시험 데이터를 출력하거나 시험 데이터를 중계해주는 복수의 서브 터빈;
상기 메인 터빈과 UPT 라인으로 연결되어 복수 터빈의 시험데이터를 인터페이스 해주는 네트워크 장치; 및
상기 네트워크 장치와 통신으로 접속되어, 상기 복수의 터빈을 시험 및 제어하는 감시 및 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 터빈의 시험시스템.
A main turbine connected between the internal structure and the communication line through the optical port for communicating data, a main turbine for connecting the communication with other turbines through a fiber cable in a ring manner, outputting test data or relaying test data of another turbine;
A plurality of sub-turbines connected to the main turbine or another turbine by an optical cable for outputting test data or relaying test data;
A network device connected to the main turbine by an UPT line to interface test data of a plurality of turbines; And
And a monitoring and control device connected to the network device by communication to test and control the plurality of turbines.
The turbine of claim 1, wherein the main turbine comprises: a hub control cabinet having a network switch for internal communication between internal structures; a nacelle control cabinet; A tower control cabinet having a network switch connected to the network switch through the optical communication with the network switch provided in the nacelle control cabinet and the tower control cabinet of the sub turbine to interface data with the network device through an UPT line, Wherein the turbine is a turbine.
[3] The system of claim 2, wherein the network switch of the nacelle control cabinet includes an optical port connected to the tower control cabinet through an optical cable for optical communication.
상기 제1광 포트 및 복수의 광 포트를 통해 인터페이스 되는 데이터를 상기 네트워크 장치와 인터페이스 하기 위한 메인 UPT 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 터빈의 시험시스템.
The system of claim 2, wherein the network switch of the tower control cabinet comprises: a first optical port for optical communication with the nacelle control cabinet; A plurality of optical ports other than said first optical port for interfacing test data with a tower control cabinet of said sub turbine;
And a main UPT port for interfacing data interfaced through the first optical port and the plurality of optical ports to the network device.
5. The system of claim 4, wherein the network switch of the tower control cabinet includes a sub UPT port provided for a continuous data interface in response to an error of the main UPT port.
The test system of a turbine for wind power generation according to claim 1, wherein the network device interfaces data with the monitoring and control device in a wired or wireless manner.
The test system for a wind turbine according to claim 1, wherein the network device comprises a wired / wireless router for interfacing data with the monitoring and control device.
The test system for a wind turbine according to claim 1, wherein the network device comprises a gateway for interfacing data with the main turbine.
The network device according to claim 1, wherein the network device is connected through a security connection function to improve security, and the security connection function is implemented through a Mac address or a network key. Test system for turbines.
The test system for a turbine for wind power generation according to claim 1, wherein the monitoring and control device interfaces data with the network device by wire or wirelessly.
The test system for a turbine for wind power generation according to claim 1, wherein the monitoring and control device selects a turbine to be tested using the network IP allocated to each turbine.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (3)
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KR100687628B1 (en) | 2006-10-10 | 2007-02-27 | 탑시스템주식회사 | Integrated supervisory control/monitoring system and operating method of duplex system thereof |
JP2008153010A (en) | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toko Electric Corp | Blade-thunderstroke monitoring device and thunderstroke monitoring system |
KR101318167B1 (en) | 2012-05-09 | 2013-10-15 | 주식회사 엘시스 | System and method for controlling wind power generator |
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- 2013-11-01 KR KR1020130132177A patent/KR101505640B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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