KR101802720B1 - Compression and Minimization of the PV Inverter communication data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광발전용 인버터와 디바이스간 통신 데이터의 압축 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 인버터에서 제공하는 태양광발전량 등의 실시간 데이터들을 연속적으로 송수신하는데 있어서, Relative Encoding과 ASCII Encoding, Pattern Substitution 기법을 동시 적용하여 송수신 데이터를 최소화시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명으로 인해 압축된 태양광 인버터 송수신 데이터는 빠르게 전송될 수 있고, 작은 공간에 저장될 수 있으며, 시설비나 통신비를 절감하여 효율적인 통신이 가능하다.The present invention relates to a method of compressing communication data between an inverter for solar power generation and a device, and more particularly, to a method and apparatus for continuously transmitting and receiving real-time data such as solar power generated by a solar inverter, And a method of minimizing transmission / reception data by simultaneously applying the Pattern Substitution technique. According to the present invention, the transmission / reception data of the compressed solar inverter can be transmitted quickly, can be stored in a small space, and efficient communication can be achieved by reducing facility cost and communication cost.
Description
본 발명은 태양광발전용 인버터와 디바이스간 통신 데이터의 압축 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 인버터에서 제공하는 여러 데이터들을 송수신하는데 있어서, 특정 압축 알고리즘을 이용하여 최소화시켜 정확하고, 최단시간 및 저비용으로 간편하게 통신할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of compressing communication data between an inverter for solar power generation and a device, and more particularly, to a method for transmitting and receiving various data provided by a solar inverter, And a method for easily communicating at a low cost.
태양광 발전 시스템에서 모니터링을 위해 송수신하는 계측 데이터는 보통 수초에 한 번씩 특정 디바이스나 서버로 전송된다. 여기서 사용되는 프로토콜은 정형화 되어있지 않고, 인버터 등의 회사마다 자체 규격을 사용하고 있는 게 현실이다. 태양광 발전 실시간 데이터는 느리게 변화하는 태양을 이용하는 태양광발전시스템의 특성상 순간적으로 크게 변동하지 않고, 일정간격으로 일정한 항목의 데이터를 송수신하기 때문에 특정 규칙을 적용할 수 있다. Instrumentation data sent and received for monitoring in PV systems is typically sent to a specific device or server every few seconds. The protocol used here is not standardized, and it is a reality that each company such as an inverter uses its own standard. Solar power generation real-time data does not fluctuate instantaneously due to the characteristics of solar power generation system that uses a slowly changing sun, and certain rules can be applied since data of certain items are transmitted and received at regular intervals.
이 데이터가 효과적으로 압축되고 부호화 되고, 체계적인 형식을 갖추고 있다면, 그 정보는 적은 용량의 공간에 저장될 수 있고, 작은 비용으로 빠르게 전송될 수 있을 것이다. If this data is effectively compressed and encoded and has a structured format, the information can be stored in a small amount of space and transmitted quickly at a small cost.
여기서 사용되는 데이터의 압축은 복원한 데이터가 압축전의 데이터와 완전히 일치하는 Lossless compression algorithms(무손실 기법)을 사용해야 하고, 데이터의 검증을 위한 규칙이나 Terminator의 사용은 최소한으로 하여야 한다. 그렇기 때문에 Relative Encoding(특정 기준 값과의 차이만을 구별하는 알고리즘)과 ASCII Encoding을 사용한 BCD(Binary-Coded-Decimal)을 사용하여 데이터를 1차 압축하고, Pattern Substitution(패턴대치)을 동시 적용하여 전송 데이터를 최소화하는 방법을 제시한다.The compression of the data used here requires the use of lossless compression algorithms in which the reconstructed data is completely consistent with the data before compression, and the rules for data validation and the use of terminators should be minimized. For this reason, data is first compressed using Relative Encoding (an algorithm that distinguishes only differences from specific reference values) and BCD (Binary-Coded-Decimal) using ASCII Encoding, and then transmitted by applying Pattern Substitution We suggest a method to minimize the data.
일반적으로 태양광발전시스템은 태양광 인버터에서 제공하는 전기적 데이터를 실시간으로 원격지의 PC나 서버로 전송하여 감시 및 관리한다.Generally, the PV system monitors and manages the electrical data provided by the solar inverter in real time to a remote PC or server.
*인버터에서 제공하는 데이터는 입력측 전력데이터, 출력측 전력데이터, 접속반, 환경데이터 등 그 종류가 많고, 정형화된 방법이 없기 때문에 데이터의 길이가 길고, 데이터 전송이나 데이터를 처리하는데 있어 시간이 오래 걸리며, 오류의 가능성이 많을 뿐 아니라, 무선전송의 경우, 패킷당 요금이 산정되어 있기 때문에 전송에 필요한 비용이 많이 소모된다. * The data provided by the inverter is long in data length because it has many types such as input side power data, output side power data, connection side, and environmental data, and there is no formalized method, , There is a high possibility of errors, and in the case of wireless transmission, the cost per packet is estimated because the cost per packet is estimated.
최근에는 더 다양한 장비가 연동되고, 사용자는 원하는 대로 시스템이 제어되기를 원하기 때문에 데이터는 더 다양해졌고, 길이가 더 길어졌으며, 모든 산업현장에 공사비를 절감하기 위해 무선장비를 도입하는 추세이다. 그렇기 때문에 데이터 압축 및 최소한의 데이터 전송에 관련한 이 방법이 꼭 필요하다.In recent years, data is becoming more diverse, longer and longer, and wireless equipment is being introduced to reduce construction costs in all industrial sites, as more diverse devices work together and users want the system to be controlled as desired. Therefore, this method of data compression and minimal data transfer is essential.
전술한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 태양광 인버터 송수신 데이터의 압축 및 최소화하는 방법을 제시하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for compressing and minimizing photovoltaic inverter transmission / reception data.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시 예에 따른 태양광 인버터 송수신 데이터의 압축 및 최소화 방법은, 연속적으로 전송하는 데이터에서 Relative Encoding 방법으로 차이값을 추출하는 단계, ASCII Encoding을 적용한 BCD(Binary-Coded-Decimal)을 사용하여 데이터를 압축하는 단계, Pattern Substitution(패턴대치)을 적용하여 데이터를 최소화하는 단계를 포함한다.The method of compressing and minimizing the photovoltaic inverter transmission / reception data according to the embodiment of the present invention includes extracting a difference value by a relative encoding method from continuously transmitted data, using BCD (Binary-Coded-Decimal) using ASCII encoding Compressing the data, and minimizing the data by applying a Pattern Substitution (pattern substitution).
본 발명에 따른 태양광 인버터 송수신 데이터의 압축 및 최소화 방법에 의하여, 모니터링이나 제어를 위해 지불했던 통신비용이 절약되고, 각 디바이스와 서버 및 통신선로의 부하를 최소화하며, 더욱 신뢰성 있고, 빠른 통신으로 인해 태양광발전시스템의 원격관리에 대한 불안감이 해소되었으며, 운영 효율을 높일 수 있다. According to the method of compressing and minimizing the transmission / reception data of the solar inverter according to the present invention, it is possible to save the communication cost paid for monitoring or control, minimize the load on each device, the server and the communication line, As a result, the anxiety about the remote management of the photovoltaic system is solved and the operating efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광발전시스템 내의 태양광 인버터가 제공하는 데이터를 2초 간격으로 측정한 데이터이며, 이를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에서 측정한 데이터를 Relative Encoding 과 ASCII Encoding을 사용하여 압축한 것을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 데이터가 Pattern Substitution을 통해 최소화된 것을 나타낸 것이다.FIG. 1 is a graphical representation of data provided by a solar inverter in a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention, measured at intervals of 2 seconds.
FIG. 2 shows the data measured in FIG. 1 compressed using Relative Encoding and ASCII Encoding.
FIG. 3 shows that the data of FIG. 2 is minimized through Pattern Substitution.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전시스템 내의 태양광 인버터가 제공하는 실시간데이터를 2초 간격으로 구분해 나타낸다. FIG. 1 shows real-time data provided by a solar inverter in a solar photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention at intervals of 2 seconds.
그 구성은, 태양광 인버터에서 12시에 측정한 데이터(100)와 2초 후에 측정한 데이터(200)로 대별된다. The configuration is roughly divided into
상기 두 데이터는 각각 동일한 항목을 포함하고 있으며, 그 구성은 시간, 누적발전량, 입력측 전압, 입력측 전류, 입력측 전력, 출력측 전압, 출력측 전류, 출력측 전력, 주파수, 역률, 그리고 인버터 상태 정보(인버터 정지, 태양전지저전압, 태양전지과전압, 인버터과열, 인버터과전류, 인버터출력전압이상, 계통저전압, 계통과전압, 주파수이상, 인버터MC이상 등) 등이 포함된다.The two data items include the same items. The configuration includes time, cumulative generation amount, input voltage, input current, input power, output voltage, output current, output power, frequency, power factor, Solar cell undervoltage, solar cell overvoltage, inverter overheat, inverter overcurrent, inverter output voltage abnormality, system low voltage, system overvoltage, frequency abnormality, inverter MC abnormality, etc.).
상기 12시 데이터(100)를 측정하고, 2초 후 데이터(200)를 측정할 때, 누적전력량은 5kWh 증가하였고, 입력전압은 1V 변동하였다. 그리고 인버터상태는 인버터과열이 해제 되었고, 인버터는 정지상태가 유지되었다. 이 내용은 도 2에서 압축 데이터(300)와 함께 자세히 설명한다. 그 외, 실제로 태양광 인버터에서 제공하는 많은 항목이 있지만, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 크게 관계없는 부분은 생략한다.When measuring the 12-
도 2는 도 1에서 나열한 데이터들을 압축하기 위해 Relative Encoding 기법을 사용하여 각 동일 항목의 차이값(310) 만을 추출한 것을 표현하였고, 인버터 상태는 ASCII Encoding을 사용하여 4bit의 Binary로 표현하였다. FIG. 2 expresses that the
실시 예에서 표현한 "fffe"를 4bit의 Binary로 변환한 인버터 상태는 16개까지 표현할 수 있으며, 데이터자리수를 늘려 계속 추가가 가능하다. Binary의 각 상태값이 1이면 정상, 0이면 이상상태를 나타낸다. (320)에서 보여주는 것은 마지막 bit가 0일 때 “인버터정지상태”를 표현한 예이다. The inverter state in which "fffe" expressed in the embodiment is converted into a 4-bit binary can represent up to 16 states, and it is possible to continuously add data by increasing the number of digits. If each state value of Binary is 1, it is normal, and if it is 0, it indicates abnormal state. (320) is an example of expressing the "inverter stopped state" when the last bit is "0".
이 단계에서 표현된 압축데이터(300)는 짧은 시간에 변동된 데이터의 차이를 추출하기 때문에 그 값이 크지 않으며, 변동하지 않는 경우도 많다. 이 데이터의 실제 송수신 형식은 도 3에서 자세히 설명한다.Since the
도 3은 태양광 인버터에서 2초간 계측한 데이터를 도 2를 통해 Relative Encoding + ASCII Encoding 압축한 결과(410)를 나타내고, 그 데이터를 Pattern Substitution 기법(400)으로 최소화 시킨 것(430)을 보여준다.FIG. 3 shows a
(300)에서 Relative Encoding된 데이터는 (410)과 같이 각 항목의 순서대로 나열하고, 각 데이터를 구분하기 위해 데이터 앞에 Terminator로 “,”(컷마)를 사용한다. Relative-encoded data in (300) are listed in order of each item as shown in (410). In order to distinguish each data, a "," (a cutma) is used as a terminator in front of data.
그리고 (420)과 같이 Terminator를 포함하여 미리 패턴을 정해놓았기 때문에, (410)의 데이터는 (430)과 같이 최소 1/2로 최소화 된다.Since the pattern including the terminator is set in advance as shown in (420), the data of (410) is minimized to at least 1/2 as in (430).
최소화된 데이터는 기존 데이터보다 월등히 간결해 진 것을 확인할 수 있으며, 데이터 송수신시 각 디바이스와 서버 및 통신선로의 부하가 줄어 통신비 절감과 속도 등 운영효율을 극대화 할 수 있을 것이다.It can be seen that minimized data is much simpler than existing data, and the load on each device, server, and communication line is reduced when data is transmitted and received, which will maximize operation efficiency such as communication cost reduction and speed.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The disclosed embodiments should, therefore, be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100 : 태양광 인버터 12시 데이터
200 : 태양광 인버터 2초후 데이터
300 : Relative Encoding + ASCII Encoding
310 : 실시간데이터의 각 항목에 대한 차이값
320 : 인버터상태표현데이터
400 : Pattern Substitution
410 : 패턴 적용전 데이터
420 : 패턴 규칙
430 : 최종 압축결과100: solar inverter 12 o'clock data
200: Data after 2 seconds of solar inverter
300: Relative Encoding + ASCII Encoding
310: Difference value for each item of real-time data
320: inverter status representation data
400: Pattern Substitution
410: Data before pattern application
420: Pattern rules
430: Final compression result
Claims (1)
A method for compressing and minimizing transmission / reception data of a solar inverter, the method comprising the steps of: determining whether a relative value of Relative (100, 200) The difference values 300 between the same items of the previously measured real-time measurement data 100 and the currently-measured real-time measurement data 200 are extracted using the encoding of the currently measured real-time measurement data 200, (BCD) to which the ASCII Encoding is applied, to the inverter state representation data 320; And applying (430) pattern substitution (400) to the difference value (310) and the inverter state representation data (320) of each of the same items to minimize the difference Lt; / RTI >
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