KR102082488B1 - Apparatus and method for supplying emergency power of wind power generation system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계통 전원이 상실되었을 경우, 풍력 발전 단지의 변전소 내에 설치된 하나의 비상 발전기에서 통합적으로 풍력 발전 시스템에 비상 전원을 공급할 수 있도록 하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 계통 전원이 상실되어 있는 동안, 풍력 발전기 측으로 계통 전원 상실 신호를 전송하는 비상 발전기; 및 계통 전원이 상실된 상태에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하는 복수의 풍력 발전기를 포함하며, 상기 비상 발전기는 발전부를 오프(OFF)하고 있다가 상기 풍력 발전기로부터 전력 요구 신호를 수신하면, 발전부를 온(ON)시켜 상기 풍력 발전기에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급하되, 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 풍력 발전기 측에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 비상 전원을 공급하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 비상 발전기를 각각의 풍력 발전기에 설치하지 않아도 되므로, 비상 발전기에 낮은 보호등급을 적용할 수 있으며, 설치 비용을 줄일 수 있고, 풍력 발전 단지의 변전소 내에 설치된 하나의 비상 발전기를 이용하여 풍력 발전 시스템에 비상 전원을 공급하므로, 비상 발전기의 부하율을 높일 수 있고, 연료 공급 등의 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.The present invention relates to an emergency power supply apparatus and method for a wind power generation system that enables the emergency power supply to the wind power generation system integrated in one emergency generator installed in the substation of the wind farm when the system power is lost.
To this end, the present invention provides an emergency generator for transmitting a system power loss signal to the wind generator side, while the system power is lost; And a plurality of wind generators that transmit a power request signal for requesting power to the emergency generator when emergency power is required in a state in which system power is lost, wherein the emergency generator is turned off. Receiving a power request signal from the wind generator, the power generation unit (ON) to produce and supply the power required by the wind generator, if the power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator, wind power It is desirable to supply emergency power in accordance with the priority of power required by the generator.
Accordingly, the present invention does not need to install the emergency generator in each wind generator, it is possible to apply a low protection class to the emergency generator, to reduce the installation cost, and to install one emergency generator in the substation of the wind farm By supplying emergency power to the wind power generation system, the load ratio of the emergency generator can be increased, and maintenance costs such as fuel supply can be reduced.
Description
본 발명은 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 계통 전원이 상실되었을 경우, 풍력 발전 단지의 변전소 내에 설치된 하나의 비상 발전기에서 통합적으로 풍력 발전 시스템에 비상 전원을 공급할 수 있도록 하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency power supply device and method of the wind power generation system, in particular, when the system power is lost, it is possible to supply the emergency power to the wind power generation system integrated in one emergency generator installed in the substation of the wind farm An emergency power supply and method for a wind power generation system.
자연 바람에 의해 풍력 에너지를 얻는 풍력 발전 시스템은 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람의 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템으로, 환경 친화적이고, 무한정의 자원을 이용하는 등 여러 가지 이점이 많은 신 재생에너지원이라 할 수 있다.Wind power generation system that obtains wind energy by natural wind is a system that converts the kinetic energy of wind into mechanical energy by using various types of windmills, and obtains power by driving generator with mechanical energy. Renewable energy sources have many advantages, including the use of resources.
이러한, 풍력 발전 시스템은 일반적으로 풍력 발전기를 대규모 병렬 연계하는 대규모 단지를 조성하여 전력을 생산하고, 이를 전력계통(Power Grid)에 연계하여 운영한다.Such a wind power generation system generally generates electric power by forming a large-scale complex in which wind generators are connected in parallel, and operates the power generation system in connection with a power grid.
한편, 계통의 이상 등으로 계통 전원이 상실(Grid Loss)되었을 경우, 요(Yaw), 유압 장치(Hydraulic Unit), 제어부 등의 주요 부하에 전원을 공급할 수 없게 되어, 갑작스런 돌풍과 같은 상황에서 시스템 하중이 증가할 수 있다.On the other hand, if the grid power is lost due to a system failure, power cannot be supplied to main loads such as yaw, hydraulic unit, and control unit. The load may increase.
따라서, 계통 전원 상실시에도 풍력 발전 시스템의 주요 부하에 전원을 공급할 수 있는 비상 전원 공급 장치가 요구된다.Therefore, there is a need for an emergency power supply capable of supplying power to the main load of the wind power generation system even when the system power is lost.
도 1은 종래 기술에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an emergency power supply of a wind power generation system according to the prior art.
도 1에 도시하는 바와 같이, 종래에는 디젤 발전기로 구현된 비상 발전기(1)를 이용하여 계통 전원이 상실되었을 때 풍력 발전 시스템으로 비상 전원을 공급하는데, 종래에는 비상 발전기(1)가 각각의 풍력 발전기(5) 하부 구조물 외부 플랫폼에 설치되므로, 비상 발전기(1)의 무게로 인해 외부 플랫폼의 하중이 증가되고, 해수 해풍에 직접적으로 노출되어 높은 보호등급이 요구되는 문제점이 있다.As shown in FIG. 1, conventionally, emergency power is supplied to a wind power generation system when the system power is lost by using the
또한, 각각의 풍력 발전기(5)를 위한 비상 발전기(1)로 인해 최대 공급 가능 전력량 대비 평균사용 전력량이 낮아 부하율이 낮게 되어 요구 부하량 대비 과설비가 요구되는 문제점이 있다.In addition, due to the emergency generator (1) for each wind generator (5) has a problem in that the load ratio is low because the average amount of power used compared to the maximum amount of power supply can be low, so that the over-installation of the required load amount is required.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 계통 전원이 상실되었을 경우, 풍력 발전 단지의 변전소 내에 설치된 하나의 비상 발전기에서 통합적으로 풍력 발전 시스템에 비상 전원을 공급할 수 있도록 하고, 비상 발전기와 풍력 발전 시스템 간의 전력 요구량에 따른 비상 전원 공급 제어를 수행할 수 있도록 하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, when the system power is lost, it is possible to supply emergency power to the wind power generation system integrated in one emergency generator installed in the substation of the wind farm, It is an object of the present invention to provide an emergency power supply apparatus and method for a wind power generation system that can perform emergency power supply control according to the power demand between the wind power generation systems.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치는, 계통 전원이 상실되어 있는 동안, 풍력 발전기 측으로 계통 전원 상실 신호를 전송하는 비상 발전기; 및 계통 전원이 상실된 상태에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하는 복수의 풍력 발전기를 포함하며, 상기 비상 발전기는 발전부를 오프(OFF)하고 있다가 상기 풍력 발전기로부터 전력 요구 신호를 수신하면, 발전부를 온(ON)시켜 상기 풍력 발전기에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급하되, 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 풍력 발전기 측에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 비상 전원을 공급하는 것이 바람직하다.Emergency power supply apparatus for a wind power generation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an emergency generator for transmitting a system power loss signal to the wind generator side, while the system power is lost; And a plurality of wind generators that transmit a power request signal for requesting power to the emergency generator when emergency power is required in a state in which system power is lost, wherein the emergency generator is turned off. Receiving a power request signal from the wind generator, the power generation unit (ON) to produce and supply the power required by the wind generator, if the power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator, wind power It is desirable to supply emergency power in accordance with the priority of power required by the generator.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법은, 비상 발전기에서 계통 전원의 상실이 감지되는 동안, 풍력 발전기 측으로 계통 전원 상실 신호를 전송하는 과정; 상기 계통 전원의 상실을 감지한 풍력 발전기에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하는 과정; 상기 비상 발전기가 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하는 지를 확인하는 과정; 및 상기 확인결과 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 각각의 풍력 발전기에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기에만 전력을 공급하는 전력 공급 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the emergency power supply method of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention, the process of transmitting the system power loss signal to the wind generator side, while the loss of the system power in the emergency generator; Transmitting an electric power request signal requesting electric power to the emergency generator when an emergency power source is required in the wind power generator which senses the loss of the system power; Confirming, by the emergency generator, whether the amount of power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator; And when the amount of power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator, the power supplying power only to the wind generators, which should be supplied preferentially according to the priority of the power required by each wind generator. It is preferable to include a supply process.
본 발명의 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법에 따르면, 비상 발전기를 각각의 풍력 발전기에 설치하지 않아도 되므로, 비상 발전기에 낮은 보호등급을 적용할 수 있으며, 설치 비용을 줄일 수 있다.According to the emergency power supply device and method of the wind power generation system of the present invention, it is not necessary to install the emergency generator in each wind generator, it is possible to apply a low degree of protection to the emergency generator, it is possible to reduce the installation cost.
또한, 풍력 발전 단지의 변전소 내에 설치된 하나의 비상 발전기를 이용하여 풍력 발전 시스템에 비상 전원을 공급하고, 전력 공급 제어를 실시하므로, 비상 발전기의 부하율을 높일 수 있으며, 연료 공급 등의 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.In addition, by using an emergency generator installed in the substation of the wind farm, emergency power is supplied to the wind power generation system and power supply control is performed to increase the load ratio of the emergency generator and to maintain maintenance costs such as fuel supply. Can be saved.
도 1은 종래 기술에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 전기적인 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법을 설명하기 위한 처리도.1 is a view schematically showing the configuration of an emergency power supply of the wind power generation system according to the prior art.
Figure 2 is a schematic view showing the configuration of an emergency power supply of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic view showing the electrical configuration of the emergency power supply of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of the emergency power supply of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 is a process for explaining the emergency power supply method of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the emergency power supply and method of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치의 전기적인 구성을 개략적으로 보인 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of the emergency power supply of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an electrical power of the emergency power supply of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention Figure is a schematic view of the configuration.
도 2 및 도 3에서, 비상 발전기(10)는 계통 전원이 상실되면, 이를 감지하여 풍력 발전기(20) 측으로 계통 전원 상실 신호(Grid Loss Signal)를 전송하기 시작한다.2 and 3, the
전술한, 계통 전원 상실 신호는 계통 전원 상실을 감지한 순간부터 계통 전원이 회복될 때까지 비상 발전기(10)에서 풍력 발전기(20) 측으로 전송하는 신호로서, 계통 전원이 상실되었을 때, 비상 발전기(10)에서 풍력 발전기(20) 측으로 공급하는 전원을 계통 전원으로 잘못 인식되는 것을 방지하기 위해 보내는 신호이다. 이에 따라, 풍력 발전기(20)는 비상 발전기(10)로부터 계통 전원 상실 신호가 인가되고 있는 동안에 전원이 공급되면, 해당 전원을 비상 발전기(10)에서 공급하는 전원으로 판단한다.The above-described system power loss signal is a signal transmitted from the
전술한, 비상 발전기(10)는 통신부(11), 계통 전원 상실 감지부(13), 메모리부(15), 발전부(17), 제어부(19)를 포함한다.The
통신부(11)는 제어부(19)의 제어하에 풍력 발전기(20)와의 통신을 담당하는 것으로, 각 풍력 발전기(20)의 통신부(21)와 통신망을 통해 연결되어 있다.The
이러한, 통신부(11)는 배터리(미도시)로부터 전원을 공급받아 구동되는 것이 바람직하다.Such a
계통 전원 상실 감지부(13)는 계통 전원이 상실되면, 이를 감지하여 제어부(19)로 계통 전원이 상실되었음을 통보한다.The system power
메모리부(15)는 풍력 발전기(20) 측으로 공급할 전력의 우선 순위에 대한 정보와, 각각의 풍력 발전기(20)에 고유하게 할당되어 있는 발전기 식별 정보(예를 들어, 제1풍력 발전기-0001, 제2풍력 발전기-0002, 제3풍력 발전기-0003, 제4풍력 발전기-0004, …)와, 풍력 발전기(20) 측에서 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보(예를 들어, 배터리 충전 전력-01, 요잉 모터 구동 전력-02, 유압 장치 구동 전력-03, 히터 구동 전력-04, …)를 저장하고 있다.The
발전부(17)는 제어부(19)의 제어하에 구동되어 전력을 생산한다.The
제어부(19)는 계통 전원 상실 감지부(13)를 통해 계통 전원 상실이 감지되면, 비상 발전기(10)의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 전환하고, 통신부(11)를 통해 풍력 발전기(20)로 계통 전원 상실 신호를 전송하기 시작한다. 그리고, 발전부(17)를 오프(OFF)하고 있다가 풍력 발전기(20)로부터 전력 요구 신호(Power Demand Signal)를 수신하게 되면, 발전부(17)를 온(ON)시켜 풍력 발전기(20)에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급한다.When the system power loss detection is detected through the system power
또한, 제어부(19)는 복수의 풍력 발전기(20)로부터 전력 요구 신호를 수신하는 경우, 복수의 풍력 발전기(20)에서 요구하는 전력량이 비상 발전기(10)의 정격출력을 초과하면, 풍력 발전기(20) 측에서 요구한 전력의 우선 순위에 따라 일부 풍력 발전기(20)에 우선 전력을 공급하고, 나머지 풍력 발전기(20)는 대기시켰다가 전력을 공급한다. 즉, 제어부(19)는 풍력 발전기(20) 측에서 요구한 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기(20)와 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기(20)를 선정하여 전력을 공급한다.In addition, when the
예를 들어, 전력의 우선 순위가 배터리 충전 전력, 요잉 모터 구동 전력, 유압 장치 구동 전력, 히터 구동 전력 순으로 되어 있다고 가정했을 때, 제1풍력 발전기(20)가 요잉 모터 구동 전력을 요구하고, 제2풍력 발전기(20)가 배터리 충전 전력을 요구하고, 제3풍력 발전기(20)가 히터 구동 전력을 요구하면, 전력의 우선 순위에 따라 제2풍력 발전기(20), 제1풍력 발전기(20), 제3풍력 발전기(20) 순으로 전력을 공급하되, 비상 발전기(10)의 정격출력이 제2풍력 발전기(20)와 제1풍력 발전기(20)로는 전력을 공급할 수 있지만, 제3풍력 발전기(20)로는 전력을 공급할 수 없을 경우에는 도 4에 도시하는 바와 같이 제2풍력 발전기(20)와 제1풍력 발전기(20)로는 전력 공급 신호(Connection OK Signal)를 전송하고, 제3풍력 발전기(20)로는 전력 대기 신호(Power Wait Signal)를 전송한다.For example, assuming that the priority of the power is in the order of battery charging power, yawing motor driving power, hydraulic device driving power, heater driving power, the first
전술한, 비상 발전기(10)는 풍력 발전 단지의 변전소 건물 내에 설치되어, 해수 및 해풍에 직접적으로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the
한편, 풍력 발전기(20)는 계통 전원이 상실되었을 때, 배터리 전원으로는 구동하기 어려운 요잉 모터(Yawing Motor), 히터(Heater), 유압 장치(Hydraulic Unit) 등의 보조 기기를 구동할 필요가 있는 경우, 비상 발전기(10)로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송한다.On the other hand, the
전술한, 풍력 발전기(20)는 통신부(21), 계통 전원 상실 감지부(23), 메모리부(25), 전원 스위치(26), 보조 기기(27), 제어부(29)를 포함하여 이루어진다.The
통신부(21)는 제어부(29)의 제어하에 비상 발전기(10)와의 통신을 담당하는 것으로, 비상 발전기(10)의 통신부(11)와 통신망을 통해 연결되어 있다.The
이러한, 통신부(21)는 배터리(미도시)로부터 전원을 공급받아 구동되는 것이 바람직하다.Such a
계통 전원 상실 감지부(23)는 계통 전원이 상실되면, 이를 감지하여 제어부(29)로 계통 전원이 상실되었음을 통보한다.The system power
메모리부(25)는 풍력 발전기(20) 자신에게 고유하게 할당되어 있는 발전기 식별 정보와 비상 발전기(10)로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보(예를 들어, 배터리 충전 전력-01, 요잉 모터 구동 전력-02, 유압 장치 구동 전력-03, 히터 구동 전력-04, …)를 저장하고 있다.The
전원 스위치(26)는 제어부(29)의 제어하에 개폐되어 비상 발전기(10)로부터 공급되는 전력을 배터리 충전 장치, 요잉 모터, 히터, 유압 장치 등의 보조 기기(27)로 인가 또는 차단한다.The
제어부(29)는 계통 전원 상실 감지부(23)를 통해 계통 전원 상실이 감지되면, 계통 전원 상실 이외에 다른 에러가 발생했는 지를 확인하여, 다른 에러가 발생하지 않은 경우에는 자신의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 전환하고, 비상 발전기(10)로부터 계통 전원 상실 신호가 수신되고 있는 상태에서, 즉 계통 전원이 상실된 상태에서 배터리 충전 장치, 요잉 모터, 히터, 유압 장치 등의 보조 기기(27)를 구동하기 위한 전력이 요구되는 지를 체크하고, 보조 기기(27)를 구동하기 위한 전력이 요구되는 경우에는, 통신부(21)를 통해 비상 발전기(10)로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송한다.When the system power
전술한 바와 같이, 비상 발전기(10)로 전력 요구 신호를 전송할 때, 제어부(29)는 전력 요구 신호에 비상 발전기(10)로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보와 풍력 발전기(20) 자신에게 고유하게 할당되어 있는 발전기 식별 정보를 포함시켜 전송하는 것이 바람직하다.As described above, when transmitting the power request signal to the
예를 들어, 요구 전력 식별 정보로 배터리 충전에 필요한 배터리 충전 전력은 01, 요잉 모터 구동에 필요한 요잉 모터 구동 전력은 02, 유압 장치 구동에 필요한 유압 장치 구동 전력은 03, 히터 구동에 필요한 히터 구동 전력은 04로 설정되어 있다고 가정했을 때, 제2풍력 발전기(20)가 비상 발전기(10)로 배터리 충전 전력을 요구하는 경우, 제2풍력 발전기(20)의 제어부(29)는 전력 요구 신호에 배터리 충전 전력을 나타내는 01과 제2풍력 발전기(20) 자신의 식별 정보(예를 들어, 0002)를 포함시켜 전송한다.For example, the required power identification information indicates that the battery charging power required to charge the battery is 01, the yawing motor drive power required to drive the yawing motor is 02, the hydraulic drive power required to drive the hydraulic device is 03, the heater drive power required to drive the heater. Is set to 04, when the second
또한, 제어부(29)는 비상 발전기(10)로 전력 요구 신호를 전송한 후, 비상 발전기(10)로부터 전력 공급 신호를 수신하면, 전원 스위치(26)를 폐쇄시켜 비상 발전기(10)로부터 공급되는 전력이 보조 기기(27)로 인가되도록 하고, 비상 발전기(10)로부터 전력 대기 신호를 수신하면, 전원 스위치(26)를 개방시켜 비상 발전기(10)로부터 공급되는 전력이 보조 기기(27)로 인가되지 않도록 한다.In addition, when the control unit 29 transmits the power request signal to the
또한, 제어부(29)는 계통 전원이 상실된 상태에서 전력이 공급되면, 비상 발전기(10)로부터 계통 전원 상실 신호가 수신되고 있는 상태인지를 확인하여, 계통 전원 상실 신호가 수신되고 있는 상태이면, 공급되는 전력을 비상 발전기(10)에서 공급되는 전력으로 판단하고, 계통 전원 상실 신호가 수신되고 있지 않으면, 계통 전원이 살아난 것으로 판단하여 정상 운전을 수행한다.In addition, when power is supplied in a state where system power is lost, the control unit 29 checks whether a system power loss signal is being received from the
한편, 중계기(30)는 비상 발전기(10)와 복수의 풍력 발전기(20) 간의 신호 중계를 수행하는 것으로, 중계기(30)는 비상 발전기(10)에서 전송한 계통 전원 상실 신호를 수신하여 풍력 발전기(20) 측으로 전송하거나, 복수의 풍력 발전기(20)에서 전송한 전력 요구 신호를 수신하여 비상 발전기(10) 측으로 전송한다.On the other hand, the
전술한, 중계기(30)는 비상 발전기(10)와 복수의 풍력 발전기(20) 사이를 연결하는 통신망의 구성에 따라 선택적으로 설치될 수 있다.As described above, the
한편, 도 2 내지 도 4에서 스위치(S/W)는 풍력 발전기(20) 측으로 계통 전원으로부터 정상적으로 전원이 공급되는 평상시에는 개방되어 있고, 풍력 발전기(20) 측으로 계통 전원이 공급되지 않는 비상시, 즉 계통 전원이 상실된 경우에는 폐쇄되어 비상 발전기(10)에서 생산된 전력이 풍력 발전기(20) 측으로 공급되도록 한다.On the other hand, the switch (S / W) in Figures 2 to 4 is normally open when power is normally supplied from the grid power to the
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법을 설명하기 위한 처리도이다.5 to 7 is a process for explaining the emergency power supply method of the wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 5에 도시하는 바와 같이 비상 발전기(10)의 제어부(19)는 '대기' 상태로 있다가(S10), 계통 전원 상실 감지부(13)를 통해 계통 전원 상실이 감지되면(S12:예), 통신부(11)를 통해 풍력 발전기(20)로 계통 전원 상실 신호를 전송하기 시작하고(S14), 비상 발전기(10)의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 전환한다(S16).First, as shown in FIG. 5, the
이후, 비상 발전기(10)의 제어부(19)는 계통 전원이 회복되는 지를 확인하여 계통 전원이 회복되면(S18:예), 풍력 발전기(20)로의 계통 전원 상실 신호 전송을 중단하고(S20), 상기한 과정 S10으로 진행하여 현재 상태를 다시 '대기' 상태로 전환한다.Thereafter, the
그리고, 계통 전원이 회복되지 않으면(S18:아니오), 적어도 하나 이상의 풍력 발전기(20) 측으로부터 전력 요구 신호가 수신되는 지를 확인한다(S22).If the system power is not restored (S18: No), it is checked whether a power request signal is received from at least one
상기한 과정 S22의 확인결과 풍력 발전기(20) 측으로부터 전력 요구 신호가 수신되지 않으면(S22:아니오), 발전부(17)를 계속 오프(OFF)하고 있고(S24), 적어도 하나 이상의 풍력 발전기(20) 측으로부터 전력 요구 신호가 수신되면(S22:예), 발전부(17)를 온(ON)시켜 풍력 발전기(20)에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급한다(S26).If the power request signal is not received from the
상기한 과정 S26에서 전력 요구 신호에 따라 발전부(17)를 온(ON)시켜 풍력 발전기(20)에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급할 때, 적어도 하나 이상의 풍력 발전기(20)에서 요구하는 전력량이 비상 발전기(10)의 정격출력을 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(19)는 풍력 발전기(20) 측에서 요구한 전력의 우선 순위에 따라 일부 풍력 발전기(20)에 우선 전력을 공급하고, 나머지 풍력 발전기(20)는 대기시켰다가 전력을 공급한다.When the
이에 대해 도 6을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
적어도 하나 이상의 풍력 발전기(20) 측으로부터 전력 요구 신호가 수신되면(S22:예), 제어부(19)는 발전부(17)를 온(ON)시켜 풍력 발전기(20)에서 필요로 하는 전력을 생산하도록 하고(S26-1), 적어도 하나 이상의 풍력 발전기(20)에서 요구하는 전력량이 비상 발전기(10)의 정격출력(Rated Power)을 초과하는 지를 확인한다(S26-2).When a power request signal is received from at least one
상기한 과정 S26-2의 확인결과 풍력 발전기(20)에서 요구하는 전력량이 비상 발전기(10)의 정격출력을 초과하지 않는 경우에는(S26-2:아니오), 전력 요구 신호를 전송한 모든 풍력 발전기(20)로 전력 공급 신호를 전송한다(S26-3).If the result of the check of the above step S26-2 does not exceed the rated output of the
한편, 상기한 과정 S26-2의 확인결과 풍력 발전기(20)에서 요구하는 전력량이 비상 발전기(10)의 정격출력을 초과하는 경우에는(S26-2:예), 비상 발전기(10)의 정격출력과 풍력 발전기(20)로부터 수신한 전력 요구 신호에 포함되어 있는 요구 전력 식별 정보를 이용하여 요구 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기(20)와 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기(20)를 선정한다(S26-4).On the other hand, if the amount of power required by the
상기한 과정 S26-4를 통해 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기(20)와 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기(20)가 선정되면, 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기(20)로 선정된 풍력 발전기(20)로는 전력 공급 신호를 전송하고, 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기(20)로 선정된 풍력 발전기(20)로는 전력 대기 신호를 전송한다(S26-5).If the
예를 들어, 전력의 우선 순위가 배터리 충전 전력, 요잉 모터 구동 전력, 유압 장치 구동 전력, 히터 구동 전력 순으로 되어 있고, 제1풍력 발전기(20)가 요잉 모터 구동 전력을 요구하고, 제2풍력 발전기(20)가 배터리 충전 전력을 요구하고, 제3풍력 발전기(20)가 히터 구동 전력을 요구한 경우, 상기한 과정 S26-4에서 제어부(19)는 전력의 우선 순위에 따라 제2풍력 발전기(20), 제1풍력 발전기(20), 제3풍력 발전기(20) 순으로 우선 순위를 정한다. 이와 같이 결정된 우선 순위와 비상 발전기(10)의 정격출력에 따라 제2풍력 발전기(20)와 제1풍력 발전기(20)로는 전력을 공급할 수 있지만, 제3풍력 발전기(20)로는 전력을 공급할 수 없을 경우, 제2풍력 발전기(20)와 제1풍력 발전기(20)로는 전력 공급 신호를 전송하고, 제3풍력 발전기(20)로는 전력 대기 신호를 전송한다.For example, the priority of the power is battery charging power, yawing motor driving power, hydraulic device driving power, heater driving power, and the first
한편, 도 7에 도시하는 바와 같이 풍력 발전기(20)의 제어부(29)는 풍력 발전기(20)를 정상적으로 운전하고 있다가(S30), 계통 전원 상실 감지부(23)를 통해 계통 전원이 상실되는지를 확인한다(S32).Meanwhile, as shown in FIG. 7, the control unit 29 of the
상기한 과정 S32의 확인결과 계통 전원이 상실되지 않은 경우에는 상기한 과정 S30으로 진행하여 풍력 발전기(20)를 정상적으로 운전하고, 계통 전원이 상실된 경우에는 계통 전원 상실 이외에 다른 에러가 발생했는 지를 확인한다(S34).If the system power is not lost as a result of the check of the above process S32, the process proceeds to the above process S30 to operate the
상기한 과정 S34의 확인결과 계통 전원 상실 이외에 다른 에러가 발생한 경우에는(S34;예), 풍력 발전기(20)의 모든 구동을 멈추고(S36), 해당 에러가 복구되었는지를 확인한다(S38).As a result of the check of step S34, if an error other than the loss of the system power occurs (S34; YES), all driving of the
상기한 과정 S38의 확인결과 해당 에러가 복구되지 않은 경우에는(S38:아니오), 해당 에러가 복구될 때까지 풍력 발전기(20)의 모든 구동을 멈추고(S36), 해당 에러가 복구된 경우에는(S38:예), 풍력 발전기(20)의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 전환한다(S40).If the error is not recovered (S38: No) as a result of the check of the process S38 (S38: No), and stops all driving of the
한편, 상기한 과정 S34의 확인결과 계통 전원 상실 이외에 다른 에러가 발생하지 않은 경우에는(S34:아니오), 상기한 과정 S40으로 진행하여 풍력 발전기(20)의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 전환한다.On the other hand, if no error occurs other than the system power loss as a result of the check of the above step S34 (S34: No), the process proceeds to the above step S40 to change the current state of the
이후, 풍력 발전기(20)의 제어부(29)는 계통 전원이 회복되는 지를 확인한다(S42).Then, the control unit 29 of the
상기한 과정 S42에서 제어부(29)는 비상 발전기(10)로부터 수신되던 계통 전원 상실 신호가 끊기고 전력이 공급되면, 계통 전원이 회복된 것으로 판단한다.In the process S42, the control unit 29 determines that the system power is restored when the system power loss signal received from the
상기한 과정 S42의 확인결과 계통 전원이 회복되면(S42:예), 상기한 과정 S30으로 진행하여 풍력 발전기(20)를 정상 운전시키고, 계통 전원이 회복되지 않은 것으로 확인되면(S42:아니오), 비상 발전기(10) 측으로 전력을 요구해야 하는 상황인지를 확인한다(S44).When the system power is restored (S42: YES) as a result of the check of the process S42, the process proceeds to S30 above to operate the
상기한 과정 S44에서 풍력 발전기(20)의 제어부(29)는 배터리 충전 장치, 요잉 모터, 히터, 유압 장치 등과 같이 배터리 전원으로는 구동하기 어려운 장치들을 구동할 필요가 있는 경우 등을 비상 발전기(10) 측으로 전력을 요구해야 하는 상황으로 판단할 수 있다.In the process S44, the control unit 29 of the
상기한 과정 S44의 확인결과 비상 발전기(10) 측으로 전력을 요구하지 않아도 되는 상황인 경우에는(S44:아니오), 상기한 과정 S40으로 진행하여 풍력 발전기(20)의 현재 상태를 '계통 전원 상실' 상태로 유지한다.In the case where the check result of the process S44 does not require the power to the
한편, 상기한 과정 S44의 확인결과 비상 발전기(10) 측으로 전력을 요구해야 하는 상황인 경우에는(S44:예), 비상 발전기(10)로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송한다(S46).On the other hand, in the case of the situation that the power generator to request the power to the
상기한 과정 S46에서 비상 발전기(10)로 전력 요구 신호를 전송할 때, 제어부(29)는 전력 요구 신호에 비상 발전기(10)로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보(예를 들어, 배터리 충전 전력-01, 요잉 모터 구동 전력-02, 유압 장치 구동 전력-03, 히터 구동 전력-04, …)와 각각의 풍력 발전기(20)에 고유하게 할당된 발전기 식별 정보(예를 들어, 제1풍력 발전기-0001, 제2풍력 발전기-0002, 제3풍력 발전기-0003, 제4풍력 발전기-0004, …)를 포함시켜 전송하는 것이 바람직하다.When the power request signal is transmitted to the
상기한 과정 S46을 통해 비상 발전기(10)로 전력 요구 신호를 전송한 후, 비상 발전기(10)로부터 전력 공급 신호를 수신하면(S48:예), 전원 스위치(26)를 폐쇄시켜 비상 발전기(10)로부터 공급되는 전력이 보조 기기(27)로 인가되도록 하고(S50), 비상 발전기(10)로부터 전력 대기 신호를 수신하면(S48:아니오), 전원 스위치(26)를 개방시켜 비상 발전기(10)로부터 공급되는 전력이 보조 기기(27)로 인가되지 않도록 한다(S52).After transmitting the power request signal to the
본 발명의 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Emergency power supply apparatus and method of the wind power generation system of the present invention is not limited to the above-described embodiment can be carried out in various modifications within the scope of the technical idea of the present invention.
10. 비상 발전기, 11, 21.통신부,
13. 계통 전원 상실 감지부, 15. 발전부,
17, 23. 제어부, 20. 풍력 발전기,
30. 중계기10. emergency generators, 11, 21.
13. System power loss detection unit, 15. Power generation unit,
17, 23. control unit, 20. wind generator,
30. Repeater
Claims (10)
복수의 풍력 발전기;를 포함하며,
상기 비상 발전기는 계통 전원의 상실을 감지하는 계통 전원 상실 감지부를 포함하여 계통 전원 상실 신호를 전송하며,
상기 풍력 발전기는 계통 전원이 상실된 상태에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기에 전력 요구 신호를 전송하고,
상기 비상 발전기는 상기 발전부를 오프(OFF)하고 있다가 상기 풍력 발전기로부터 전력 요구 신호를 수신하면, 발전부를 온(ON)시켜 상기 풍력 발전기에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급하며,
상기 비상 발전기는, 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 풍력 발전기 측에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 비상 전원을 공급하는 제어부를 포함하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치.An emergency generator including a power generation unit generating power; And
It includes a plurality of wind generators,
The emergency generator transmits a system power loss signal, including a system power loss detection unit for detecting a loss of system power.
When the wind power generator needs emergency power in a state where system power is lost, the wind generator transmits a power request signal to the emergency power generator,
When the emergency power generator is turned off and receives a power request signal from the wind generator, the emergency generator turns on the power generator to produce and supply power required by the wind generator.
The emergency generator, the emergency power of the wind power generation system including a control unit for supplying emergency power according to the priority of the power required by the wind generator side, when the amount of power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator Feeding device.
풍력 발전기와의 통신을 담당하는 통신부; 및
풍력 발전기로 공급할 전력의 우선 순위에 대한 정보, 풍력 발전기 측에서 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보를 저장하는 메모리부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 계통 전원 상실 감지부를 통해 계통 전원 상실이 감지되는 동안, 상기 통신부를 통해 상기 풍력 발전기로 계통 전원 상실 신호를 전송하고, 상기 풍력 발전기로부터 전력 요구 신호를 수신하면, 발전부를 온시켜 상기 풍력 발전기에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급하되, 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 풍력 발전기 측에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급할 풍력 발전기와 나중에 전력을 공급할 풍력 발전기를 선정한 후, 우선적으로 전력을 공급할 풍력 발전기로는 전력 공급 신호를 전송하고, 나중에 전력을 공급할 풍력 발전기로는 전력 대기 신호를 전송하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치.According to claim 1, wherein the emergency generator,
Communication unit in charge of communication with the wind generator; And
And a memory unit configured to store information on priority of power to be supplied to the wind generator, and required power identification information indicating where the power required by the wind generator is to be used.
The control unit,
While the system power loss is detected through the system power loss detecting unit, the system power loss signal is transmitted to the wind generator through the communication unit, and when the power request signal is received from the wind generator, the power generator is turned on to turn on the power generator. If the power required by a plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator, the wind generator to supply power preferentially in accordance with the priority of the power required by the wind generator side, and the later power. After selecting the wind power generator to supply power to the wind power generator to supply power first, the power supply signal to the wind generator to supply power later, the power standby signal of the wind power system to transmit the power standby signal.
복수의 풍력 발전기;를 포함하며,
상기 비상 발전기는 계통 전원의 상실을 감지하는 계통 전원 상실 감지부를 포함하여 계통 전원 상실 신호를 전송하며,
상기 풍력 발전기는 계통 전원이 상실된 상태에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기에 전력 요구 신호를 전송하고,
상기 비상 발전기는 상기 발전부를 오프(OFF)하고 있다가 상기 풍력 발전기로부터 전력 요구 신호를 수신하면, 발전부를 온(ON)시켜 상기 풍력 발전기에서 필요로 하는 전력을 생산하여 공급하며,
상기 풍력 발전기는,
비상 발전기와의 통신을 담당하는 통신부;
계통 전원이 상실된 경우, 이를 감지하는 계통 전원 상실 감지부;
풍력 발전기에 할당된 발전기 식별 정보, 비상 발전기로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보를 저장하는 메모리부; 및
비상 전원이 필요하면, 상기 통신부를 통해 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하되,
상기 전력 요구 신호에 발전기 식별 정보와 요구 전력 식별 정보를 포함시켜 전송하는 제어부를 포함하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치.An emergency generator including a power generation unit generating power; And
It includes a plurality of wind generators,
The emergency generator transmits a system power loss signal, including a system power loss detection unit for detecting a loss of system power.
When the wind power generator needs emergency power in a state where system power is lost, the wind generator transmits a power request signal to the emergency power generator,
When the emergency power generator is turned off and receives a power request signal from the wind generator, the emergency generator turns on the power generator to produce and supply power required by the wind generator.
The wind generator,
Communication unit in charge of communication with the emergency generator;
A system power loss detecting unit detecting a system power loss when the system power is lost;
A memory unit configured to store generator identification information assigned to the wind generator and required power identification information indicating where the power required by the emergency generator is the power to be used; And
If emergency power is required, the power request signal for transmitting power to the emergency generator through the communication unit,
Emergency power supply of the wind power generation system including a control unit for transmitting the power request signal including the generator identification information and the required power identification information.
비상 발전기로 전력 요구 신호를 전송한 후, 비상 발전기로부터 전력 공급 신호를 수신하면, 전원 스위치를 폐쇄시켜 비상 발전기로부터 공급되는 전력을 보조 기기로 인가시키고, 비상 발전기로부터 전력 대기 신호를 수신하면, 전원 스위치를 개방시켜 비상 발전기로부터 공급되는 전력이 보조 기기로 인가되지 않도록 하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 장치.The method of claim 4, wherein the control unit,
After transmitting the power request signal to the emergency generator, and receiving the power supply signal from the emergency generator, closes the power switch to apply the power supplied from the emergency generator to the auxiliary device, when receiving the power standby signal from the emergency generator, Emergency power supply in a wind turbine system that opens a switch to prevent the power supplied from the emergency generator from being applied to auxiliary equipment.
상기 계통 전원의 상실을 감지한 풍력 발전기에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하는 과정;
상기 비상 발전기가 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하는 지를 확인하는 과정; 및
상기 확인결과 복수의 풍력 발전기에서 요구하는 전력량이 비상 발전기의 정격출력을 초과하면, 각각의 풍력 발전기에서 요구하는 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기에만 전력을 공급하는 전력 공급 과정을 포함하여 이루어지는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법.Transmitting a system power loss signal to the wind power generator while the emergency power generator detects a loss of system power;
Transmitting an electric power request signal requesting electric power to the emergency generator when an emergency power source is required in the wind power generator which senses the loss of the system power;
Confirming, by the emergency generator, whether the amount of power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator; And
If the amount of power required by the plurality of wind generators exceeds the rated output of the emergency generator as a result of the check, the power supply for supplying power only to the wind generator that must be supplied first according to the priority of the power required by each wind generator Emergency power supply method of wind power generation system comprising a process.
전력을 요구하는 풍력 발전기의 발전기 식별 정보와 비상 발전기로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보를 포함하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법.The method of claim 7, wherein the power request signal,
An emergency power supply method of a wind power generation system including generator identification information of a wind generator requiring electric power and demand power identification information indicating where electric power required by the emergency generator is to be used.
상기 전력 공급 과정은,
각각의 풍력 발전기로부터 수신한 전력 요구 신호에 포함되어 있는 요구 전력 식별 정보를 이용하여 요구 전력의 우선 순위에 따라 우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기와 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기를 선정하는 과정;
우선적으로 전력을 공급해야 하는 풍력 발전기로는 전력 공급 신호를 전송하고, 나중에 전력을 공급해도 되는 풍력 발전기로는 전력 대기 신호를 전송하는 과정; 및
상기 풍력 발전기가 비상 발전기로부터 전력 공급 신호를 수신하면, 전원 스위치를 폐쇄시켜 비상 발전기로부터 공급되는 전력을 보조 기기로 인가시키고, 비상 발전기로부터 전력 대기 신호를 수신하면, 전원 스위치를 개방시켜 비상 발전기로부터 공급되는 전력이 보조 기기로 인가되는 것을 차단하는 과정을 포함하는 풍력 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법.The method of claim 7, wherein
The power supply process,
The process of selecting the wind power generator which should be supplied first according to the priority of the power demand and the wind power generator which may be supplied later using the required power identification information included in the power demand signal received from each wind power generator. ;
Transmitting a power supply signal to a wind generator that needs to supply power first, and a power standby signal to a wind generator that may supply power later; And
When the wind generator receives the power supply signal from the emergency generator, the power switch is closed to apply power supplied from the emergency generator to the auxiliary device, and when the wind generator receives the power standby signal from the emergency generator, the power switch is opened to open the power generator from the emergency generator. Emergency power supply method of the wind power generation system comprising the step of blocking the power supplied to the auxiliary device.
상기 풍력 발전기에서 계통 전원의 상실 여부를 확인하여 계통 전원 상실 상태로 전환하고, 비상 발전기에서 계통 전원 상실 신호가 수신되고 있는 상태에서, 풍력 발전기에서 비상 전원이 필요하게 되면, 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하는 과정;
상기 전력 요구 신호를 수신한 비상 발전기가 풍력 발전기들에 전력을 공급하는 과정을 포함하며,
상기 풍력 발전기에는 할당된 발전기 식별 정보, 비상 발전기로 요구하는 전력이 어디에 사용될 전력인 지를 나타내는 요구 전력 식별 정보를 저장하는 메모리부가 설치되고,
상기 전력 요구 신호를 전송하는 과정은 상기 비상 발전기로 전력을 요구하는 전력 요구 신호를 전송하되, 상기 전력 요구 신호에 발전기 식별 정보와 요구 전력 식별 정보를 포함시켜 전송하는 발전 시스템의 비상 전원 공급 방법.
Transmitting a system power loss signal to the plurality of wind generators while the emergency power generator is detected to lose system power;
When the wind power generator checks whether the system power is lost and switches to the system power loss state, and when the system power loss signal is received from the emergency generator, emergency power is required from the wind generator, power is supplied to the emergency generator. Transmitting a required power request signal;
The emergency generator receiving the power request signal includes the step of supplying power to the wind generators,
The wind generator is provided with a memory unit for storing the allocated power generator identification information, the required power identification information indicating where the power required by the emergency power generator is to be used,
The transmitting of the power request signal may include transmitting a power request signal for requesting power to the emergency generator and including the generator identification information and the required power identification information in the power request signal.
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