KR102126577B1 - A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors - Google Patents
A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 태양광발전 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광패널의 상태를 측정하는 모듈센서와 모듈센서의 상태값을 수집하여 전달하는 중계장치가 지그비 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 하면서, 다채널의 모듈센서를 통해 복수의 태양광패널에 대한 상태값을 측정하여 전달할 수 있도록 하고, 중계장치는 모듈센서로부터 전송되는 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하며, 모듈센서의 채널수에 따라 상태값의 패킷 데이터의 형식을 지정하여 모니터링서버로 전송하도록 함으로써, 모듈센서의 사양 및 채널수에 관계없이 상태값의 전달이 가능하도록 하여 다양한 환경에도 최적의 모듈센서 구성이 가능하고 모듈센서의 시공과 운영이 쉽고 경제적으로 이루어질 수 있도록 하는 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic power generation monitoring system, and more specifically, while allowing a module sensor that measures the state of the solar panel and a relay device that collects and transmits the state values of the module sensor to transmit and receive data through Zigbee wireless communication, Through the multi-channel module sensor, it is possible to measure and transmit status values for a plurality of photovoltaic panels, and the relay device determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value transmitted from the module sensor. By specifying the format of the packet data of the status value and sending it to the monitoring server according to the number of channels of the sensor, it is possible to deliver the status value regardless of the specification of the module sensor and the number of channels, so that the optimal module sensor configuration can be configured for various environments. The present invention relates to a photovoltaic power generation monitoring system using a multi-channel module sensor, which is possible and enables easy and economical construction and operation of the module sensor.
신재생에너지의 한 분야인 태양광 발전은 많은 장점으로 인해 최근 그 수요가 급증하고 있으며, 발전 효율을 높이기 위한 기술도 많이 발전해오고 있다. 이러한 태양광 발전장치들은 운영 과정에서 음영, 고장, 노화 등 다양한 원인으로 태양광모듈에 정상 발전 출력이 이루어지지 않게 되면, 이를 신속하게 진단하고 대응하도록 하는 유지보수의 중요성이 더욱 증대되고 있다. Photovoltaic power generation, a field of new and renewable energy, has recently increased in demand due to its many advantages, and many technologies have been developed to increase power generation efficiency. When the normal power output is not made to the photovoltaic module due to various causes such as shading, failure, and aging in the operation process, the importance of maintenance to promptly diagnose and respond to it is increasing.
태양광 발전장치의 효과적인 유지 보수를 위해서는 태양광 발전모듈의 상태를 신속·정확하게 측정하여 이상을 진단하도록 하는 것이 무엇보다 중요한데, 특히 대규모 태양광 발전시설의 경우 다수의 태양광 발전장치가 대규모로 설치되고 각 태양광 발전장치 또한 다수의 태양광모듈이 어레이, 스트링을 이루면서 설치되는바, 각 태양광모듈의 상태를 측정하기 위해서는 많은 수의 측정센서가 필요하고 측정센서에서 측정된 정보를 서버로 전달하기 위해 복잡한 통신수단이 마련되어야 하며 대규모의 데이터 송수신을 위해 과도한 통신 트래픽이 발생하게 된다. For effective maintenance of the photovoltaic device, it is most important to quickly and accurately measure the state of the photovoltaic module to diagnose an abnormality. In particular, in the case of a large-scale photovoltaic facility, a large number of photovoltaic devices are installed on a large scale. In addition, each photovoltaic power generation device is also installed with a plurality of photovoltaic modules in an array or string. A large number of measurement sensors are required to measure the state of each photovoltaic module, and the information measured by the measurement sensor is transmitted to the server. In order to do this, complicated communication means must be provided, and excessive communication traffic is generated for large-scale data transmission and reception.
또한, 최근에는 다양한 위치에 다양한 사양의 태양광 발전장치를 설치하도록 하고 이를 통합하여 운영하도록 함으로써, 태양광 발전장치에 대한 운영 및 관리가 원활하게 이루어지도록 하고 이를 통해 태양광 발전장치의 효율을 높이도록 하는 시도가 계속되고 있으나, 통합적인 통신 환경을 구성하고 데이터를 취합하는데 어려움을 겪고 있는 실정이다. In addition, recently, by installing and operating the photovoltaic devices of various specifications in various locations and operating them together, the operation and management of the photovoltaic devices can be smoothly performed, thereby increasing the efficiency of the photovoltaic devices. Attempts are being made to continue, but it is difficult to compose an integrated communication environment and collect data.
따라서, 아래 특허문헌과 같이 통신 트래픽이 적은 지그비모듈을 이용하고, 하나의 지그비모듈을 이용하여 다수의 태양광패널에 대한 상태를 측정하여 전송하는 시스템이 개발되어 사용되고 있으나, 이러한 경우에도 태양광 패널의 상태를 측정하는 다양한 센싱장치의 데이터를 통합적으로 취득하여 관리하는 것이 어려웠으며, 동일한 사양, 특히 도 1에서 보는 바와 같이 동일한 채널을 가진 센싱장치(200)를 이용하여 태양광패널(100)에 대한 상태값 데이터를 취득하는 것만이 가능하였다. Therefore, as shown in the patent document below, a system using a ZigBee module with low communication traffic and measuring and transmitting states of a plurality of photovoltaic panels using one ZigBee module has been developed and used. It was difficult to acquire and manage data of various sensing devices to measure the state of the integrated, and the
(특허문헌)(Patent literature)
등록특허공보 제10-1434803호(2014.08.20. 등록)"단일 지그비 통신에 기반한 다채널 태양광 모듈별 감시 및 누설전류 감시 기능을 가지는 태양광 발전 시스템"Registered Patent Publication No. 10-1434803 (registered on August 20, 2014) "Solar power generation system with monitoring and leakage current monitoring for each multi-channel solar module based on a single Zigbee communication"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, The present invention was made to solve the above problems,
본 발명은 태양광패널의 상태를 측정하는 모듈센서와 모듈센서의 상태값을 수집하여 전달하는 중계장치가 지그비 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 하면서, 다채널의 모듈센서를 통해 복수의 태양광패널에 대한 상태값을 측정하여 전달할 수 있도록 하고, 중계장치는 모듈센서로부터 전송되는 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하며, 모듈센서의 채널수에 따라 상태값의 패킷 데이터의 형식을 지정하여 모니터링서버로 전송하도록 함으로써, 모듈센서의 사양 및 채널수에 관계없이 상태값의 전달이 가능하도록 하여 다양한 환경에도 최적의 모듈센서 구성이 가능하고 모듈센서의 시공과 운영이 쉽고 경제적으로 이루어질 수 있도록 하는 태양광발전 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention allows a module sensor that measures the state of the solar panel and a relay device that collects and transmits the state values of the module sensor to transmit and receive data through a Zigbee wireless communication, and to a plurality of solar panels through a multi-channel module sensor. The status value of the module is measured and transmitted, and the relay device determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value transmitted from the module sensor, and the format of the packet data of the status value according to the number of channels of the module sensor By designating and transmitting to the monitoring server, it is possible to transmit the status value regardless of the specification and number of channels of the module sensor, so that the optimal module sensor can be configured in various environments, and the construction and operation of the module sensor is easy and economical. The aim is to provide a photovoltaic power generation monitoring system.
본 발명은 중계장치에서 모듈센서 또는 통신 이상을 판별할 수 있도록 하여 이에 대한 대처가 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 태양광발전 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation monitoring system that enables a module device or a communication error to be discriminated in a relay device so that a response to it can be quickly achieved.
본 발명은 중계장치에서 유효하지 않은 상태값을 미리 필터링하여 저장하고 이를 모니터링서버로 전송하도록 함으로써 통신망, 중계장치 및 모니터링서버의 부하를 줄이면서 정확한 모니터링이 가능하도록 하는 태양광발전 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention provides a photovoltaic power generation monitoring system that enables accurate monitoring while reducing the load on a communication network, a relay device, and a monitoring server by filtering and storing an invalid state value in advance in a relay device and transmitting it to a monitoring server. There is a purpose.
본 발명은 특정 태양광 발전장치의 산출된 발전량 예측치 대비 실제 발전량 비교를 통한 상태진단이 아닌, 인공지능을 이용하는 머신러닝(Machine learning) 등을 통해 과거 동일 기간의 발전량 추세분석을 통한 그룹화된 태양광 발전장치들 내에서 발전량 차이를 비교하여 특정 태양광 발전장치의 상태를 진단함으로써 상태진단의 정확성을 높이도록 하고, 각 태양광 발전장치의 고장·유지보수 이력, 주변 기상 및 환경정보, 설비 특성을 고려하여 발전량 데이터를 가공, 정제, 보정한 후 그룹의 형성이 이루어지도록 함으로써 정밀한 그룹화를 통한 상태 진단 정확성의 향상이 가능하도록 하는 태양광발전 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention is a grouped photovoltaic through trend analysis of power generation during the same period in the past through machine learning using artificial intelligence, rather than state diagnosis through comparison of actual power generation compared to the calculated power generation forecast of a specific photovoltaic device. By comparing the difference in the amount of power generated within the power generation devices, the state of a specific photovoltaic device is diagnosed to improve the accuracy of the condition diagnosis, and the failure/maintenance history of each photovoltaic device, ambient weather and environmental information, and facility characteristics It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation monitoring system capable of improving the accuracy of state diagnosis through precise grouping by processing, refining, and correcting power generation data in consideration to form a group.
본 발명은 태양광 발전장치의 고장뿐만 아니라 일정 기간 내 고장의 예측 및 열화의 진단이 가능하도록 하는 태양광발전 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation monitoring system that enables prediction of failure and diagnosis of deterioration within a certain period as well as failure of a photovoltaic device.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.The present invention is implemented by an embodiment having the following configuration in order to achieve the above object.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템은 태양광을 이용하여 발전하며, 복수의 태양광패널로 형성되는 태양광 발전장치와; 복수의 태양광패널 각각에 대해 측정된 상태정보를 지그비 무선통신을 통해 전달받아 모니터링서버로 전달하는 중계기와; 상기 중계기로부터 태양광패널에 관한 상태정보를 전달받아 실시간으로 태양광 발전장치의 상태를 모니터링하는 모니터링서버;를 포함하고, 상기 태양광 발전장치는 하나 이상의 태양광패널에 대한 상태값을 측정하는 모듈센서를 포함하며, 상기 중계장치는 상기 모듈센서로부터 측정되어 전송되는 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하여 상태값을 저장하고, 모듈센서의 채널수에 따라 패킷 데이터 형식을 지정하여 모니터링서버로 전송하도록 함으로써, 모듈센서의 사양 및 채널수에 관계없이 상태값의 전달이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention is a photovoltaic device that generates power using sunlight, and is formed of a plurality of photovoltaic panels; A repeater configured to receive status information measured for each of the plurality of solar panels through ZigBee wireless communication and transmit the status information to a monitoring server; Includes; monitoring server for receiving the status information about the photovoltaic panel from the repeater to monitor the state of the photovoltaic device in real time; including, wherein the photovoltaic device is a module for measuring the state value for one or more photovoltaic panels It includes a sensor, and the relay device determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value measured and transmitted from the module sensor, stores the status value, and formats the packet data according to the number of channels of the module sensor. By designating and transmitting to the monitoring server, it is characterized in that the status value can be transmitted regardless of the specification of the module sensor and the number of channels.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 중계장치는 상기 모듈센서를 식별할 수 있는 어드레스 정보를 저장하는 식별정보저장부와, 상기 모듈센서로부터 태양광패널에 대해 측정된 상태정보를 획득하는 측정정보획득부와, 획득된 상태정보를 모니터링서버로 전송하는 데이터전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the relay device includes an identification information storage unit for storing address information capable of identifying the module sensor, and sunlight from the module sensor Characterized in that it comprises a measurement information acquisition unit for acquiring the measured status information for the panel, and a data transmission unit for transmitting the acquired status information to the monitoring server.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 측정정보획득부는 일정 시간 간격으로 다수의 모듈센서에 측정된 상태값의 전송을 요청하는 측정값요청모듈과, 모듈센서로부터 요청한 상태값을 수신하는 요청데이터수신모듈과, 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하는 센서채널판별모듈과, 각 모듈센서에 대해 판별된 채널수와 함께 측정된 상태값을 저장하는 센싱값저장모듈을 포함하고, 상기 데이터전송부는 상기 센싱값저장모듈에 의해 저장된 정보에 따라 각 모듈센서의 채널수를 식별하는 센서채널식별모듈과, 식별된 채널수에 따라 모니터링서버로 전송할 데이터의 패킷형식을 지정하는 패킷형식지정모듈과, 지정된 형식의 패킷으로 데이터를 전송하는 패킷전송모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the measurement information acquisition unit and a measurement value request module for requesting the transmission of the measured state value to a plurality of module sensors at regular time intervals , A request data receiving module that receives the requested status value from the module sensor, a sensor channel discrimination module that determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value, and the number of channels determined for each module sensor It includes a sensing value storage module for storing the status value, the data transmission unit according to the information stored by the sensing value storage module sensor channel identification module for identifying the number of channels of each module sensor, and according to the identified number of channels It is characterized by including a packet format designation module for designating a packet format of data to be transmitted to a monitoring server, and a packet transmission module for transmitting data in a packet of a specified format.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 패킷형식지정모듈은 상기 모듈센서의 채널수에 따라 구분자를 지정하여 패킷을 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the packet format designating module is characterized in that a packet is formed by designating a delimiter according to the number of channels of the module sensor.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 패킷형식지정모듈은 상기 중계장치와 연결된 모듈센서 중 가장 많은 채널을 갖는 모듈센서를 기준으로 패킷 형식을 지정하도록 하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the packet format designating module designates a packet format based on the module sensor having the most channels among the module sensors connected to the relay device. It is characterized by doing.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 중계장치는 상기 모듈센서로부터 상태값이 정상적으로 수신되고 있는지 여부를 판별하는 측정이상판별부를 포함하고, 상기 측정이상판별부는 상기 측정값요청모듈에 의해 요청된 정보와 모듈센서로부터 전송되어 저장된 상태값 정보를 비교하는 저장정보대비모듈과, 측정값요청모듈에 의해 요청이 이루어졌으나 상태값이 수신되지 않은 빈도를 산출하는 누락빈도산출모듈과, 누락빈도산출모듈에 의해 산출되는 누락 빈도가 기준값을 초과하는 경우 모듈센서 또는 통신의 이상으로 판단하여 경보를 발생시키는 측정이상경보모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the relay device includes a measurement abnormality determination unit to determine whether a status value is normally received from the module sensor, and the measurement The abnormality determining unit compares the information requested by the measured value request module with the stored information comparison module that compares the stored and stored status value information from the module sensor, and the frequency by which the request was made by the measured value request module but the status value was not received. It is characterized in that it comprises a missing frequency calculation module to calculate, and a measurement abnormality alarm module that generates an alarm by determining an abnormality in the module sensor or communication when the missed frequency calculated by the missing frequency calculation module exceeds a reference value.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 중계장치는 상기 모듈센서로부터 수신되는 상태값 중에서 비정상적인 값을 제거하는 비정상판별부를 포함하고, 상기 비정상판별부는 상기 측정값요청모듈에 의해 모듈센서로 요청되는 상태값의 카테고리를 분류하는 카테고리분류모듈과, 분류된 카테고리에 따른 최대값, 최소값, 평균값을 지정하는 기준설정모듈과, 지정된 기준 데이터를 통해 모듈센서로부터 수집되는 데이터에서 오류 데이터를 제거하는 오류제거모듈과, 일정 주기별 또는 주변 데이터를 토대로 지정된 기준 데이터를 업데이트하는 기준갱신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the relay device includes an abnormality determining unit that removes an abnormal value from among the state values received from the module sensor, and the abnormality determining unit A category classification module that classifies categories of status values requested by the measured value request module to the module sensor, a reference setting module that designates a maximum value, a minimum value, and an average value according to the classified category, and a module sensor through the specified reference data It characterized in that it comprises an error removal module for removing the error data from the data collected from the, and a reference update module for updating the specified reference data based on a periodic or peripheral data.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 모니터링서버는 과거 동일기간의 발전량 추세가 유사한 태양광 발전장치들을 그룹화하는 그룹부와, 해당 그룹 내에서의 발전량 차이를 비교하여 오차 범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치를 선별하는 이상감시부를 포함하고, 상기 그룹부는 태양광 발전장치의 발전량 정보를 산출하는 발전량산출모듈과; 각 태양광 발전장치의 고장이력, 유지보수이력과 같은 정보를 통해 발전량 정보를 가공하는 가공모듈과; 각 태양광 발전장치들이 위치하는 지역의 기상정보, 환경정보에 따라 가공된 발전량 정보를 정제하는 정제모듈과; 각 태양광 발전장치의 설비 특성에 따라 정제된 발전데이터를 보정하는 보정모듈과; 보정된 발전량 데이터에 군집화 알고리즘을 적용하여 태양광 발전장치들을 그룹화하는 그룹모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the monitoring server includes a group unit for grouping photovoltaic power generation devices having similar power generation trends in the same period in the past, and within the group. And an abnormality monitoring unit that selects a specific photovoltaic power generation device that compares the difference in the amount of power generation and represents the amount of power generation outside the error range, and the group unit calculates a power generation amount of the photovoltaic power generation unit; A processing module for processing power generation information through information such as a failure history and maintenance history of each photovoltaic device; A purification module that refines processed power generation information according to weather information and environmental information of a region where each photovoltaic device is located; A correction module for correcting refined power generation data according to the facility characteristics of each photovoltaic device; It characterized in that it comprises a group module for grouping the photovoltaic devices by applying a clustering algorithm to the corrected power generation data.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 그룹부는 상기 이상감시부의 진단 결과를 피드백하여 그룹을 최적화하는 그룹최적화모듈을 포함하고, 상기 그룹최적화모듈은 상기 이상감시부에서 이상으로 진단된 태양광 발전장치와 실제 이상이 발생한 태양광 발전장치의 정보를 비교하여 이상 진단의 정확성을 검증하는 진단검증모듈과; 이상 진단이 일치하지 않는 태양광 발전장치에 대해 이상 진단과 실제 이상 여부가 일치하도록 상기 가공모듈, 정제모듈, 보정모듈에 의해 발전량 데이터가 수정된 정도를 조절하는 지수조절모듈과; 상기 지수조절모듈에 의해 조절된 정도에 따라 그룹을 변경하는 그룹자동변경모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the group unit includes a group optimization module that optimizes a group by feeding back the diagnosis result of the abnormality monitoring unit, and the group optimization module A diagnostic verification module that verifies the accuracy of the abnormality diagnosis by comparing information of the photovoltaic device diagnosed as abnormal in the abnormality monitoring unit and the photovoltaic device having an actual abnormality; An exponential adjustment module for adjusting the degree to which the power generation data is corrected by the processing module, the refining module, and the correction module so that the abnormality diagnosis and the actual abnormality coincide with respect to the photovoltaic device having no abnormality diagnosis; And a group automatic changing module for changing a group according to the degree adjusted by the index adjusting module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템에 있어서, 상기 이상감시부는 동일 그룹 내에서 일정 오차범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치를 고장으로 진단하는 고장진단부와; 고장으로 진단되는 오차범위를 벗어나지는 않았으나 특정 범위 오차의 발전량이 일정 시간 지속되는 경우, 오차 정도와 지속시간을 이용하여 위험지수를 산출하고 위험지수에 따라 고장이 발생할 것으로 예측되는 시간을 산정하여 알리는 고장위험예측부와; 고장에 관한 신호가 출력되지는 않았으나 발전량 오차의 변화율을 분석하여 특정 태양광 발전장치의 열화를 감지하는 열화감지부;를 포함하고, 상기 고장위험예측부는 일정 정도 이상의 오차범위를 갖는 태양광 발전장치 발전량의 오차를 감시하는 오차감시모듈과, 오차의 지속시간을 측정하는 지속시간계측모듈과, 오차의 정도 및 지속시간에 따라 위험지수를 산출하는 위험지수산출모듈과, 위험지수에 따른 고장예측시점을 산출하여 알리는 고장예측정보알림모듈을 포함하며, 상기 열화감지부는 일정 기간 동안 오차의 변화 정도에 따른 기울기를 산출하는 기울기산출모듈과, 기울기가 설정된 임계치를 벗어나는지 정도를 측정하는 임계확인모듈과, 임계치를 벗어나는 시간을 측정하는 시간정보측정모듈과, 기울기가 임계치를 벗어나는 정도 및 지속시간에 따라 열화 정도를 산출하여 열화 정도가 일정 범위를 벗어나는 경우 이를 알리는 열화경보모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention, the abnormality monitoring unit diagnoses a failure that diagnoses a specific photovoltaic device indicating a power generation amount out of a certain error range within the same group as a failure. Wealth; If the power generation amount of a specific range error persists for a certain period of time, although it is not within the error range diagnosed as a failure, the risk index is calculated using the error level and duration, and the time predicted to occur according to the risk index is calculated and notified. A failure risk prediction unit; A deterioration detection unit that detects a deterioration of a specific photovoltaic device by analyzing a rate of change in power generation error, although a signal regarding a failure is not output, and the failure risk prediction unit is a photovoltaic device having an error range of a certain degree or more. An error monitoring module that monitors the power generation error, a duration measurement module that measures the duration of the error, a risk index calculation module that calculates a risk index according to the degree and duration of the error, and a failure prediction point according to the risk index. And a failure prediction information notification module for calculating and notifying, and the deterioration detection unit comprises a slope calculation module for calculating a slope according to a change in error for a certain period of time, and a threshold checking module for measuring the degree of slope out of a set threshold. , A time information measuring module for measuring the time out of the threshold, and a deterioration alarm module for calculating the degree of deterioration according to the degree and duration of the inclination out of the threshold and informing the deterioration degree outside the predetermined range. .
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained according to the configuration, combination, and use relationship described above with respect to the present embodiment.
본 발명은 태양광패널의 상태를 측정하는 모듈센서와 모듈센서의 상태값을 수집하여 전달하는 중계장치가 지그비 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 하면서, 다채널의 모듈센서를 통해 복수의 태양광패널에 대한 상태값을 측정하여 전달할 수 있도록 하고, 중계장치는 모듈센서로부터 전송되는 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하며, 모듈센서의 채널수에 따라 상태값의 패킷 데이터의 형식을 지정하여 모니터링서버로 전송하도록 함으로써, 모듈센서의 사양 및 채널수에 관계없이 상태값의 전달이 가능하도록 하여 다양한 환경에도 최적의 모듈센서 구성이 가능하고 모듈센서의 시공과 운영이 쉽고 경제적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention allows a module sensor that measures the state of the solar panel and a relay device that collects and transmits the state values of the module sensor to transmit and receive data through a Zigbee wireless communication, and to a plurality of solar panels through a multi-channel module sensor. The status value of the module is measured and transmitted, and the relay device determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value transmitted from the module sensor, and the format of the packet data of the status value according to the number of channels of the module sensor By designating and transmitting to the monitoring server, it is possible to transmit the status value regardless of the specification and number of channels of the module sensor, so that the optimal module sensor can be configured in various environments, and the construction and operation of the module sensor is easy and economical. It has the effect of making it possible.
본 발명은 중계장치에서 모듈센서 또는 통신 이상을 판별할 수 있도록 하여 이에 대한 대처가 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention has an effect of allowing a module sensor or a communication error to be discriminated in a relay device so that a response to this can be quickly achieved.
본 발명은 중계장치에서 유효하지 않은 상태값을 미리 필터링하여 저장하고 이를 모니터링서버로 전송하도록 함으로써 통신망, 중계장치 및 모니터링서버의 부하를 줄이면서 정확한 모니터링이 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention has an effect of enabling accurate monitoring while reducing the load on the communication network, the relay device and the monitoring server by filtering and storing the invalid state value in advance in the relay device and transmitting it to the monitoring server.
본 발명은 특정 태양광 발전장치의 산출된 발전량 예측치 대비 실제 발전량 비교를 통한 상태진단이 아닌, 인공지능을 이용하는 머신러닝(Machine learning) 등을 통해 과거 동일 기간의 발전량 추세분석을 통한 그룹화된 태양광 발전장치들 내에서 발전량 차이를 비교하여 특정 태양광 발전장치의 상태를 진단함으로써 상태진단의 정확성을 높이도록 하고, 각 태양광 발전장치의 고장·유지보수 이력, 주변 기상 및 환경정보, 설비 특성을 고려하여 발전량 데이터를 가공, 정제, 보정한 후 그룹의 형성이 이루어지도록 함으로써 정밀한 그룹화를 통한 상태 진단 정확성의 향상이 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention is a grouped photovoltaic through trend analysis of power generation during the same period in the past through machine learning using artificial intelligence, rather than state diagnosis through comparison of actual power generation compared to the calculated power generation forecast of a specific photovoltaic device. By comparing the difference in the amount of power generated within the power generation devices, the state of a specific photovoltaic device is diagnosed to improve the accuracy of the condition diagnosis, and the failure/maintenance history of each photovoltaic device, ambient weather and environmental information, and facility characteristics By considering, generating, processing, refining, and correcting the power generation data to form a group, it is possible to improve the accuracy of state diagnosis through precise grouping.
본 발명은 태양광 발전장치의 고장뿐만 아니라 일정 기간 내 고장의 예측 및 열화의 진단이 가능하도록 하는 효과가 있다.The present invention has an effect of enabling prediction of a failure within a certain period and diagnosis of deterioration as well as a failure of the photovoltaic device.
도 1은 종래 태양광 발전장치의 상태값 측정 시스템을 나타내는 참고도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템의 구성도
도 3은 도 2의 모듈센서의 구성을 나타내는 블럭도
도 4는 도 2의 중계장치의 구성을 나타내는 블럭도
도 5는 도 4의 식별정보저장부의 구성을 나타내는 블럭도
도 6은 도 4의 측정정보획득부의 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 도 4의 데이터전송부의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 도 4의 오류판별부의 구성을 나타내는 블럭도
도 9는 도 2의 모니터링서버의 구성을 나타내는 블럭도
도 10은 도 9의 그룹부의 구성을 나타내는 블럭도
도 11은 도 9의 이상감시부의 구성을 나타내는 블럭도1 is a reference diagram showing a state value measurement system of a conventional photovoltaic device
2 is a block diagram of a solar power monitoring system using a multi-channel module sensor according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the module sensor of Figure 2
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the relay device of Figure 2
Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the identification information storage unit of Figure 4
Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the measurement information acquisition unit of Figure 4
7 is a block diagram showing the configuration of the data transmission unit of FIG. 4;
8 is a block diagram showing the configuration of the error determination unit of FIG. 4;
9 is a block diagram showing the configuration of the monitoring server of FIG. 2;
10 is a block diagram showing the configuration of the group part of FIG. 9;
11 is a block diagram showing the configuration of the abnormality monitoring unit of FIG. 9;
이하에서는 본 발명에 따른 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of a photovoltaic power generation monitoring system using a multi-channel module sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not exclude other components, unless otherwise stated. The terms "... unit", "... module", etc. refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템을 도 2 내지 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 태양광발전 모니터링 시스템은 태양광을 이용하여 발전하며, 복수의 태양광패널(11)로 형성되는 태양광 발전장치(1)와; 상기 태양광패널(11)에 대해 측정된 상태정보를 지그비 무선통신을 통해 전달받아 모니터링서버(5)로 전달하는 중계장치(3)와; 상기 중계장치(3)로부터 태양광패널(11)에 관한 상태정보를 전달받아 실시간으로 태양광 발전장치(1)의 상태를 모니터링하는 모니터링서버(5);를 포함한다. Referring to the solar power monitoring system using a multi-channel module sensor according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 2 to 11, the solar power monitoring system generates power using sunlight, and a plurality of solar power A
본 발명에 따른 태양광발전 모니터링 시스템은 태양광 발전장치(1)에 복수개로 포함되는 태양광패널(11)로부터 각 태양광패널(11)에 대한 전압, 전류 등의 상태값 정보를 모니터링서버(5)로 전달하여 태양광 발전장치(1)의 각 태양광패널(11)들에 대한 상태감시가 이루어지도록 하는데, 통신 부하를 낮추고 원활한 상태값의 수집을 위해 지그비 무선통신을 이용하도록 한다. The photovoltaic power generation monitoring system according to the present invention monitors state value information such as voltage and current for each
특히, 최근에는 태양광 발전장치(1)의 효율적인 운영을 위해 다양한 위치에 형성되는 태양광패널(11)들의 상태값 정보를 취합하여 통합적인 관리와 운영이 이루어지도록 하고 있는데, 대규모 태양광 발전설비에서는 태양광패널(11)이 다양한 위치에서 다양한 사양과 개수로 형성됨에 따라 태양광패널(11)의 상태를 측정하는 모듈센서(12)도 다양한 사양과 개수로 형성될 수밖에 없으며, 종래와 같이(도 1 참조) 동일한 사양과 채널의 센서장치(200)만으로 상태값을 측정하여 취합하도록 하는 것은 매우 비효율적이고 그 설치 및 운영에 많은 비용이 발생하게 된다. In particular, recently, for efficient operation of the
따라서, 본 발명에서는 모듈센서(12)의 사양과 채널수에 관계없이 모듈센서(12)로부터 측정되는 상태값정보를 취합하여 전달할 수 있도록 하고, 이를 통해 태양광패널(11)의 설치 환경에 맞추어 모듈센서(12)의 사양 및 채널수를 최적화하여 설치하도록 함으로써 경제적인 모니터링 시스템의 설치가 가능하도록 한다. Therefore, in the present invention, regardless of the specification of the
상기 태양광 발전장치(1)는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 장치로 복수의 태양광패널(11)들이 모여 태양광 발전장치(1)를 형성하게 된다. 본 발명에서 의미하는 태양광 발전장치(1)는 지상에 설치되는 태양광 발전소만을 의미하는 것이 아니라, 건물 옥상, 수상 내지 건물 외벽 등에 설치되는 건물일체형 태양광 발전장치(BIPV) 등을 포함한 다양한 형태의 태양광 발전장치(1) 등을 포함한다. 상기 태양광 발전장치(1)는 태양광모듈들이 모여 하나의 어레이를 형성하는 태양광패널(11)을 포함하며, 하나의 모니터링서버(5)에 연결되는 모든 태양광패널(11)을 의미하고, 태양광패널(11)은 다양한 위치에서 다양한 사양으로 형성될 수 있다. 또한, 각 태양광패널(11)은 모듈센서(12)에 연결되어 태양광패널(11)에서 출력되는 전압, 전류값 등의 상태값이 측정되며, 모듈센서(12)에 의해 측정된 상태값은 중계장치(3)를 통해 모니터링서버(5)로 전달된다. The
상기 모듈센서(12)는 태양광패널(11)에 연결되어 태양광패널(11)에 의해 출력되는 전압, 전류값 등의 상태값을 측정하는 구성으로, 중계장치(3)의 요청에 따라 상태값을 측정하여 전송하도록 한다. 상기 모듈센서(12)는 지그비 무선통신을 통해 측정된 상태값을 전송하도록 하며, 측정된 아날로그값을 데이터 패킷의 디지털 형태로 변환하여 전송한다. 상기 모듈센서(12)는 설치 환경에 따라 다양한 개수의 채널과 사양으로 형성될 수 있으며, 복수의 태양광패널(11)에 대해 측정된 상태값을 그대로 데이터 패킷으로 변환하여 전송하도록 한다. 이를 위해, 상기 모듈센서(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 지그비라우터모듈(121), 요청정보수신모듈(122), 출력값측정모듈(123), 측정정보전송모듈(124)을 포함할 수 있다. The
상기 지그비라우터모듈(121)은 지그비 무선통신 방식으로 디지털 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 구성으로, 각 모듈센서(12)가 지그비 방식의 라우터로 사용될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 지그비라우터모듈(121)은 모듈센서(12) 사이의 데이터송수신도 가능하도록 하며, 중계장치(3)로부터 전달되는 특정 모듈센서(12)의 상태값 측정에 대한 요청을 모듈센서(12) 서로 전달하여 특정 모듈센서(12)를 찾고, 특정 모듈센서(12)로부터 측정된 상태값이 다시 중계장치(3)로 전송될 수 있도록 한다. 이때, 각 모듈센서(12)의 지그비라우터모듈(121)은 고유의 식별정보를 가지며 일반적으로 64비트의 어드레스를 갖는다. 또한, 상기 지그비라우터모듈(121)은 연결된 시스템 상에서 중계장치(3)로부터 16비트의 식별 어드레스를 지정받도록 할 수 있으며, 16비트의 어드레스를 이용하여 중계장치(3) 및 다른 모듈센서(12)와의 통신이 이루어지도록 함으로써 통신망의 부하를 낮출 수 있도록 한다. The
상기 요청정보수신모듈(122)은 상기 중계장치(3)로부터 상태값 측정에 대한 요청을 수신하는 구성으로, 상태값 측정을 요청받은 모듈센서(12)에서 상태값을 측정하여 중계장치(3)로 전송하도록 한다. 이때, 상기 중계장치(3)는 상태값을 측정하고자 하는 모듈센서(12)에 대해 지정된 16비트의 식별 어드레스를 이용하여 요청정보를 전송하도록 하며, 요청된 정보는 지그비라우터모듈(121)을 통해 모듈센서(12) 사이로 전달되고, 해당 식별 어드레스와 일치하는 모듈센서(12)에서 상태값을 측정하여 전송하게 된다. The request
상기 출력값측정모듈(123)은 상태값 측정을 요청받은 모듈센서(12)에서 태양광패널(11)의 출력값을 측정하는 구성으로, 태양광패널(11)의 전압값, 전류값 등을 측정하도록 할 수 있으며, 모듈센서(12)가 복수의 태양광패널(11)에 연결되는 경우에는 복수의 태양광패널(11) 모두에 대한 상태값을 측정하도록 한다. 이러한 상태값을 통해 태양광패널(11)에서 생산되는 전력뿐만 아니라 태양광패널(11)의 고장, 이상 등을 진단할 수 있도록 한다. The output
상기 측정정보전송모듈(124)은 출력값측정모듈(123)에 의해 측정된 상태값 정보를 중계장치(3)로 전송하는 구성으로, 아날로그 전압값, 전류값 등을 디지털 형태의 데이터 패킷으로 전환하여 전송하도록 한다. 상기 측정정보전송모듈(124)은 복수의 태양광패널(11)의 상태값을 측정하는 경우 측정된 정보를 순차적으로 그대로 데이터 패킷으로 변환하여 전송하도록 하며, 중계장치(3)에서는 데이터 패킷의 길이로 모듈센서(12)의 채널수가 몇 개인지, 즉 해당 모듈센서(12)에 몇 개의 태양광패널(11)이 연결되고, 몇 개의 태양광패널(11)에 대한 상태값 데이터인지를 판별하게 된다. The measurement
상기 중계장치(3)는 복수의 모듈센서(12)와 연결되어 모듈센서(12)로 태양광패널(11)에 대한 상태값의 측정을 요청하고 모듈센서(12)에 의해 측정되는 상태값 정보를 수신하여 모니터링서버(5)로 전달하는 구성으로, 모듈센서(12)와는 지그비 무선통신 방식에 의해 연결된다. 상기 중계장치(3)는 각 모듈센서(12)의 지그비라우터모듈(121)에 대한 식별정보를 저장하며, 저장된 식별정보를 이용하여 상태값의 측정을 요청하고 요청된 상태값 정보를 수신할 수 있도록 한다. 또한, 상기 중계장치(3)는 수신된 상태값의 길이에 따라 모듈센서(12)의 채널수를 판별하여 판별된 채널수 정보와 함께 수신된 상태값 정보를 저장하도록 하며, 모듈센서(12)의 채널수에 따라 데이터 패킷 형식이 지정되어 모니터링서버(5)로 전달되도록 한다. 따라서, 상기 중계장치(3)는 모듈센서(12)의 채널수나 사양에 관계없이 상태값 정보를 구분하여 모니터링서버(5)로 전송할 수 있으므로 모듈센서(12)의 구성이 효율적이고 경제적으로 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 중계장치(3)는 통신 또는 모듈센서(12)의 이상을 판별하여 이에 대한 신속한 대처가 이루어질 수 있도록 하고, 비정상적인 데이터의 수신을 판별하여 제거하도록 함으로써 통신망 및 중계장치(3)의 부하를 줄이도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 중계장치(3)는 도 4에 도시된 바와 같이 통신부(31), 식별정보저장부(32), 측정정보획득부(33), 데이터전송부(34), 오류판별부(35)를 포함할 수 있다. The
상기 통신부(31)는 상기 모듈센서(12)와 지그비 방식의 무선통신을 실시하는 구성으로, 지그비코디네이터모듈(311)을 포함한다. 상기 지그비코디네이터모듈(311)을 중계장치(3)가 지그비 통신방식의 코디네이터로 기능할 수 있도록 하는 구성으로, 모듈센서(12)에 대해 데이터를 읽거나 쓸 수 있는 기능을 갖도록 한다. 따라서, 상기 중계장치(3)는 모듈센서(12)에 대해 상태값 측정을 요청하고 이를 수신할 수 있으며, 각 모듈센서(12)에 대해 식별정보를 지정하여 이를 이용한 통신이 이루어지도록 할 수 있다. The
상기 식별정보저장부(32)는 각 모듈센서(12), 더욱 정확하게는 각 모듈센서(12)에 형성되는 지그비라우터모듈(121)에 대한 식별정보를 저장하는 구성으로, 지그비라우터모듈(121) 자체의 고유한 식별정보를 저장하는 모듈센서정보저장모듈(321), 각 모듈센서(12)에 대해 통신망 내에서만 사용되는 식별정보를 지정하는 식별어드레스지정모듈(322), 지정된 식별정보를 저장하는 지정어드레스저장모듈(323)을 포함할 수 있다. The identification
상기 모듈센서정보저장모듈(321)은 각 모듈센서(12)에 형성되는 지그비라우터모듈(121)의 고유한 식별정보를 저장하는 구성으로, 일반적으로 64비트의 어드레스를 갖는다. 이를 통해 상기 중계장치(3)는 각 모듈센서(12)를 구분하여 상태값의 측정을 요청하고 요청된 정보를 저장할 수 있게 된다. The module sensor
상기 식별어드레스지정모듈(322)은 상기 모듈센서(12)의 지그비라우터모듈(121)과 연결되는 통신망 내에서 사용되는 식별 어드레스를 지정하는 구성으로, 바람직하게는 16비트의 어드레스를 지정하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 식별어드레스지정모듈(322)은 각 지그비라우터모듈(121) 고유의 64비트 어드레스 대신 16비트 어드레스를 이용하여 상태값 측정을 요청하고 요청된 정보를 수신하도록 하여 통신망의 부하를 줄이고 신속한 데이터의 송수신이 이루어지도록 할 수 있다. The identification
상기 지정어드레스저장모듈(323)은 식별어드레스지정모듈(322)에 의해 지정된 식별 어드레스를 저장하는 구성으로, 지그비라우터모듈(121) 고유의 식별정보와 함께 지정된 식별 어드레스를 저장하여 지그비라우터모듈(121)과의 통신은 지정된 식별 어드레스를 통해 이루어지도록 하면서 상태값 측정의 요청과 요청된 상태값의 저장은 각 모듈센서(12) 별로 이루어질 수 있도록 한다. The designated
상기 측정정보획득부(33)는 각 모듈센서(12)에 대해 태양광패널(11)의 상태값 측정을 요청하고 요청된 정보를 획득하여 저장하는 구성으로, 일정 시간 간격으로 상태값의 측정을 요청하도록 하며 요청된 데이터를 수신하여 각 모듈센서(12)의 채널수를 식별하고 이에 따른 상태값 데이터의 저장이 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 측정정보획득부(33)는 측정값요청모듈(331), 요청데이터수신모듈(332), 센서채널판별모듈(333), 센싱값저장모듈(334)을 포함할 수 있다. The measurement
상기 측정값요청모듈(331)은 상태값을 얻고자 하는 모듈센서(12)에 대해 상태값의 측정을 요청하는 구성으로, 모듈센서(12)의 식별정보를 이용하여 요청 정보를 전송하도록 한다. 상기 측정값요청모듈(331)에 의해 전송된 정보는 모듈센서(12)들 사이에서 지그비 통신에 의해 전달되며 해당 식별정보를 가진 모듈센서(12)로부터 상태값이 측정되어 중계장치(3)로 다시 전송된다. The measurement
상기 요청데이터수신모듈(332)은 측정값요청모듈(331)에 의해 요청된 상태값 정보를 수신하는 구성으로, 디지털로 변환된 데이터 패킷 형태의 상태가 정보를 수신하도록 한다. The request
상기 센서채널판별모듈(333)은 수신된 상태값 정보를 이용하여 모듈센서(12)의 채널수를 판별하는 구성으로, 데이터 패킷의 길이에 따라 채널수를 판별하도록 한다. 데이터 패킷에는 모듈센서(12)를 식별할 수 있는 정보와 상태값에 대한 정보 등이 포함될 수 있는데 채널수, 즉 모듈센서(12)에 연결된 태양광패널(11)의 수가 늘어날 수록 데이터 패킷의 길이가 길어지게 되므로 상기 센서채널판별모듈(333)은 모듈센서(12)로부터 수신되는 데이터 패킷의 길이에 따라 채널수를 판별하도록 한다. The sensor
상기 센싱값저장모듈(334)은 요청데이터수신모듈(332)에 의해 수신된 모듈센서(12)의 상태값 정보, 모듈센서(12)의 식별정보, 채널수 등에 관한 정보를 저장하는 구성으로, 저장된 정보는 상기 데이터전송부(34)에 의해 모니터링서버(5)로 전송된다. The sensing
상기 데이터전송부(34)는 모듈센서(12)로부터 전송되어 저장된 태양광패널(11)의 상태값 정보를 모니터링서버(5)로 전달하는 구성으로, 일정 시간 간격으로 저장된 정보를 전송하도록 할 수 있다. 이때 상기 데이터전송부(34)는 모듈센서(12)의 채널수에 따라 데이터 패킷의 형식을 지정하여 전송하도록 한다. 이를 위해, 상기 데이터전송부(34)는 센서채널식별모듈(341), 패킷형식지정모듈(342), 패킷전송모듈(343)을 포함할 수 있다. The
상기 센서채널식별모듈(341)은 모니터링서버(5)로 전송하고자 하는 상태값에 대한 모듈센서(12)의 채널수를 식별하는 구성으로, 상기 센싱값저장모듈(334)에 의해 저장된 채널수에 관한 정보를 이용하여 식별하도록 한다. The sensor
상기 패킷형식지정모듈(342)은 모듈센서(12)의 채널수에 따라 패킷 형식을 지정하는 구성으로, 채널수에 따라 구분자를 달리하여 패킷 형식을 지정하도록 할 수 있다. 상기 모듈센서(12)에 의해 측정된 상태값 정보는 상기 센싱값저장모듈(334)에 의해 모듈센서(12)의 채널수에 관한 정보와 함께 저장되는데, 상기 패킷형식지정모듈(342)은 그 채널수에 따라 구분자를 지정하여 상태값 정보를 그대로 모니터링서버(5)로 전송할 수 있도록 함으로써, 모듈센서(12)의 채널수 및 사양 등에 관계없이 상태값 정보의 전송이 가능해진다. 또한, 상기 패킷형식지정모듈(342)은 중계장치(3)에 연결된 모듈센서(12)들의 채널수를 비교하여 채널수가 가장 많은 모듈센서(12)를 기준으로 패킷 데이터 형식이 지정되도록 하여 모든 모듈센서(12)에 대한 상태값 데이터가 동일한 형식으로 모니터링서버(5)에 전송될 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 패킷형식지정모듈(342)은 각 태양광패널(11)의 상태값 사이에 구분자를 삽입하여 데이터 패킷을 형성하도록 할 수 있으며, 중계장치(3)에 연결된 가장 많은 채널을 가진 모듈센서(12)가 5채널인 경우 5개의 상태값 사이에 4개의 구분자를 삽입하여 패킷을 표현하도록 하고, 이때 4채널의 모듈센서(12)는 앞에서부터 순차적으로 4개의 상태값 데이터만 표시하도록 하며, 3채널 모듈센서(12)는 앞세서부터 3개의 상태값 데이터를 표시하는 등의 방식으로 상태값 데이터를 전송하도록 함으로써 다양한 채널수의 모듈센서(12)가 혼합되어 중계장치(3)에 연결된 경우에도 상태값 정보를 정확하게 모니터링서버(5)로 전달하도록 할 수 있다. The packet
상기 패킷전송모듈(343)은 패킷형식지정모듈(342)에 의해 지정된 형식에 따라 상태값 데이터를 모니터링서버(5)로 전송하는 구성으로, 일정 시간 간격으로 저장된 상태값들을 전송하도록 할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 가장 높은 채널수에 맞추어 데이터 형식을 지정하여 전송하므로, 다양한 채널의 모듈센서(12)에 대한 데이터를 함께 전송하도록 할 수 있으며, 각 데이터에는 모듈센서(12)의 식별정보도 함께 포함되어 각 모듈센서(12)의 데이터를 구분할 수 있도록 한다. The
상기 오류판별부(35)는 상태값 데이터의 오류를 판별하는 구성으로, 통신 또는 모듈센서(12)의 이상을 감지하는 측정이상판별부(351)와 비정상적인 상태값 데이터를 제거하는 비정상판별부(352)를 포함할 수 있다. The
상기 측정이상판별부(351)는 모듈센서(12)와 중계장치(3) 사이의 통신망 또는 모듈센서(12) 자체의 이상을 감지하여 이에 대한 대처가 이루어질 수 있도록 하는 구성으로, 상태값의 측정을 요청하였으나 상태값의 수신이 이루어지지 않은 경우 이를 감지하여 경보할 수 있도록 한다. 다만, 일시적인 이상에 의해 상태값 측정이 누락되는 경우에는 경보 발생을 배제하기 위해, 상기 측정이상판별부(351)는 상태값의 누락이 일정 빈도 이상 발생하는 경우에만 경보를 발생시키도록 한다. 이를 위해, 상기 측정이상판별부(351)는 저장정보대비모듈(351a), 누락빈도산정모듈(351b), 측정이상경보모듈(351c)을 포함할 수 있다. The measurement
상기 저장정보대비모듈(351a)은 모듈센서(12)에 대해 상태값 측정을 요청한 정보와 모듈센서(12)로부터 전송되어 저장된 상태값 정보를 비교하는 구성으로, 상태값의 요청이 이루어졌으나 상태값이 저장되지 않은 경우 누락빈도산정모듈(351b)에 의해 그 빈도가 산정되도록 한다. The storage
상기 누락빈도산정모듈(351b)은 중계장치(3)에 의해 상태값 측정의 요청이 전송되었으나 상태값이 수신되지 않은 빈도를 산출하는 구성으로, 상기 저장정보대비모듈(351a)에 의해 대비된 정보에 따라 그 횟수를 산출하여 빈도가 산정되도록 한다. The missing frequency calculation module 351b is configured to calculate the frequency at which the request for the measurement of the status value has been transmitted by the
상기 측정이상경보모듈(351c)은 통신 또는 모듈센서(12)에 이상이 발생했다는 경보 신호를 발생시키는 구성으로, 모니터링서버(5)로 경보신호가 전송되도록 할 수 있다. 상기 측정이상경보모듈(351c)은 상기 누락빈도산정모듈(351b)에 의해 산정되는 상태값 측정의 누락빈도가 기준값을 초과하는 경우 경보를 발생시키도록 할 수 있으며, 이를 통해 일시적인 이상에 따라 경보가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다. The measurement
상기 비정상판별부(352)는 상기 모듈센서(12)로부터 수집된 상태값 정보에서 오류 정보를 필터링하여 정제된 데이터만 중계장치(3)에 저장하고 모니터링서버(5)로 전송될 수 있도록 하는 구성으로, 이를 통해 중계장치(3)의 저장 부담을 덜고 중계장치(3)와 모니터링서버(5) 사이의 통신 부하를 줄일 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 비정상판별부(352)는 카테고리분류모듈(352a), 기준설정모듈(352b), 오류제거모듈(352c), 기준갱신모듈(352d)을 포함할 수 있다. The
상기 카테고리분류모듈(352a)은 상태값의 종류를 구분하는 구성으로, 측정되어 전송되는 상태값 데이터가 전류값인지 전압값인지 등을 구분하여 데이터 종류에 따라 기준데이터에 근거하여 노이즈 등이 필터링될 수 있도록 한다. The
상기 기준설정모듈(352b)은 데이터 종류에 따라 노이즈 등을 제거하는 기준이 되는 데이터, 즉 최대값, 최소값, 평균값 등을 지정하는 구성으로, 이러한 편차범위를 벗어나는 데이터를 노이즈로 제거할 수 있도록 한다. 상기 기준설정모듈(352b)은 태양광패널(11)의 사양, 주변환경 등으로부터 출력의 전압값, 전류값 등의 범위를 특정하도록 하며, 이러한 범위를 벗어나는 상태값에 대해서는 유효하지 않은 데이터로 분류할 수 있도록 한다. The reference setting module 352b is configured to designate reference data for removing noise and the like according to data types, that is, a maximum value, a minimum value, and an average value, so that data outside of the deviation range can be removed with noise. . The reference setting module 352b specifies the range of the output voltage value, current value, etc. from the specifications of the
상기 오류제거모듈(352c)은 상기 기준설정모듈(352b)에 의해 설정되는 범위를 벗어나는 데이터들을 오류 데이터로 판단하여 이를 제거하도록 하는 구성으로, 오류 데이터에 의해 고장진단 등의 부정확하게 이루어지는 것을 방지하도록 한다. The
상기 기준갱신모듈(352d)은 상기 기준설정모듈(352b)에 의해 설정되는 기준데이터를 그 이후에 축적되는 일정 주기별 데이터 또는 주변 데이터 등에 따라 업데이트하는 구성이다. 즉 태양광패널(11)의 출력에 관한 데이터들은 그 사용기간, 주변환경, 노후 등에 따라 변화하게 되므로 이러한 변화 추세를 반영하여 기준데이터가 갱신되도록 함으로써 오류 정보의 제거가 정확하게 이루어질 수 있도록 한다. The
상기 모니터링서버(5)는 상기 중계장치(3)로부터 태양광패널(11)들의 상태정보를 수신하여 태양광 발전장치(1)의 감시가 이루어질 수 있도록 하는 구성으로, 태양광 발전장치(1)의 고장 및 이상을 진단하도록 할 수 있다. 상기 모니터링서버(5)는 상기 모듈센서(12)를 통해 수집되는 상태값들을 누적 저장하여 태양광 발전장치(1)의 발전량을 산출하도록 하고 이를 토대로 태양광 발전장치(1)의 고장 및 이상을 진단하도록 한다. 특히, 상기 모니터링서버(5)는 진단의 정확성을 높이기 위해 일정기간 동안 발전량 추세가 유세한 태양광 발전장치(1)들을 동일한 그룹으로 묶어 동일한 그룹 내에서 발전량의 오차가 발생하는 경우 이상으로 진단하도록 한다. 종래 태양광 발전장치의 이상을 진단하는 시스템에 있어서는 여러 가지 예측 기법들을 이용하여 태양광발전 시설 내에서 발전할 수 있는 예상 발전량을 산출한 다음, 해당 예상발전량 대비 실제 발전량이 일정 범위를 벗어나게 되면 이를 이상으로 판단하여 정밀 진단 내지 유지보수가 이루어지도록 하는 개념으로 접근하고 있는데, 이러한 예상 발전량은 아직까지 태양광발전에 미치는 다양한 요인들을 모두 정확하게 반영할 수 없는 한계 때문에 발전량 예측치에서 이미 정확성이 많이 떨어지는 문제가 있으며 따라서, 이러한 오차 범위가 큰 예상 발전량을 기준으로 한 고장 진단 기술 역시 판단의 오진율이 높아지게 되는 한계를 갖는다. 이에 따라, 상기 모니터링서버(5)는 과거 동일 기간의 발전량 추세가 유세한 태양광 발전장치(1)들을 그룹화하는 그룹부(51)와, 그룹화된 동일 그룹의 태양광 발전장치(1)들 내에서 오차 범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치(1)를 선별하는 이상감시부(53)를 포함한다. The
상기 그룹부(51)는 태양광 발전장치(1)들 중 과거 동일 기간의 발전량 추세가 유사한 태양광 발전장치(1)들을 그룹화하는 구성으로, 바람직하게는 인공지능을 소프트웨어적으로 구현하는 머신러닝(Machine learning) 등을 통해 과거 동일 기간의 발전량 데이터를 토대로 추세가 유사한 태양광 발전장치(1)들별로 군집화를 수행하게 된다. 상기 그룹부(51)는 모듈센서(12)로부터 수집된 상태값들을 누적·저장하여 발전량 추세를 분석하며, 각 태양광 발전장치(1)의 고장 이력 내지 보수 이력, 주변 기상정보 내지 환경정보, 설비 특성 등을 고려하여 각 태양광 발전장치(1)의 발전량 데이터를 가공, 정제, 보정하도록 하고 이렇게 수정된 발전량 데이터를 이용하여 더욱 정확하게 그룹을 분류할 수 있도록 한다. 또한, 상기 그룹부(51)는 설정된 그룹별로 상기 이상감시부(53)에 의해 이상이 진단된 결과와 실제 발생한 이상에 대한 정보를 비교하여 그 정확성을 검증하도록 하고, 검증된 결과에 따라 그룹을 자동으로 갱신하여 최적화하도록 함으로써 시간이 지날수록 이상 진단의 정확성이 더욱 향상될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 그룹부(51)는 도 10에 도시된 바와 같이 발전량산출모듈(511), 가공모듈(512), 정제모듈(513), 보정모듈(514), 그룹모듈(515), 그룹최적화모듈(516)을 포함할 수 있다. The
상기 발전량산출모듈(511)은 각 태양광 발전장치(1)의 일발전량, 일발전량편차 등과 같은 정보를 산출하는 구성으로, 상기 모듈센서(12)를 통해 측정되는 상태값정보들을 누적하여 발전량을 산출하도록 하고, 이를 통해 그룹화가 이루어지도록 한다. The
상기 가공모듈(512)은 각 태양광 발전장치(1)의 고장이력, 유지보수이력과 같은 정보를 통해 상기 발전량산출모듈(511)에서 산출된 정보를 가공하는 구성이다. 즉, 특정 태양광 발전장치(1)의 특정 기간의 발전량이 급격히 저하된 경우라도, 그 기간 동안 해당 태양광 발전장치(1)의 일부 또는 대부분이 정기점검 또는 고장 등의 이유로 유지보수 진행된 상태라면, 상기 가공모듈(512)에서 이를 반영하여 해당 태양광 발전장치(1)의 발전량 정보를 수정, 가공함으로써 해당 태양광 발전장치(1)에 대한 정확한 발전량 추세 정보를 획득할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 가공모듈(512)은 고장보수정도수신모듈(512a), 고장보수시간정보수신모듈(512b), 고장보수지수산출모듈(512c), 가공연산모듈(512d)을 포함할 수 있다. The
상기 고장보수정도수신모듈(512a)은 각 태양광 발전장치(1)에 대한 고장 또는 유지보수의 정도에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 각 태양광 발전장치(1)의 전부에 대해 고장 또는 유지보수가 이루어졌는지, 어느 정도의 비율로 고장 또는 유지보수가 이루어져 작동이 중단되었는지에 관한 정보를 수신하도록 한다. 일 예로, 상기 태양광 발전장치(1)는 복수의 태양광패널(11)이 하나의 단위로 형성될 수 있으며, 그 중 일부에 대해서만 고장, 유지보수 작업이 이루어지는 경우 그 비율에 대한 정보를 수신하도록 할 수 있다. 상기 고장보수정도수신모듈(512a)은 고장 또는 유지보수가 이루어지는 경우 작업자의 별도 입력에 의한 정보를 수신하도록 할 수 있다. The failure maintenance
상기 고장보수시간정보수신모듈(512b)은 고장 또는 유지보수가 이루어진 시간에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 역시 작업자의 별도 입력에 의한 정보를 수신하도록 할 수 있다. The failure maintenance time information receiving module 512b is configured to receive information regarding a time when a failure or maintenance is performed, and may also receive information by a separate input from an operator.
상기 고장보수지수산출모듈(512c)은 고장보수정도수신모듈(512a) 및 고장보수시간정보수신모듈(512b)에 의해 수신되는 고장 또는 유지보수에 대한 정도와 시간정보를 이용하여 고장보수에 대한 지수(이하 '고장보수지수'라 함)를 산출하는 구성으로, 여기서 고장보수지수라 함은 각 태양광 발전장치(1)에 대해 고장 또는 유지보수로 인해 작동이 불능된 정도를 의미한다. The failure maintenance
상기 가공연산모듈(512d)은 고장보수지수산출모듈(512c)에 의해 산출된 고장보수지수를 이용하여 발전량 데이터를 가공하는 구성으로, 고장 또는 유지보수에 의해 작동되지 못했던 만큼 발전량 데이터를 증가시켜 수정할 수 있도록 한다. 일 예로, 특정 태양광 발전장치(1)의 전체 태양광패널(11) 중 1/3에 대해 24시간 동안 고장 또는 유지보수로 전력 생산이 중단되었던 경우에는 고장보수지수를 1/3로 산출할 수 있으며, 수집된 해당 태양광 발전장치(1)의 일 발전량 데이터에 대해 3/2(1.5배)를 곱하여 가공된 발전량 데이터가 산출될 수 있도록 한다. The
상기 정제모듈(513)은 각 태양광 발전장치(1)들이 위치하는 지역기상정보, 환경정보와 같은 정보를 통해 발전량 추세에 대한 오류 정보를 최소화하는 구성이다. 즉, 특정 기간의 태양광 발전장치(1)들 중 발전량이 비슷한 경우라도 해당 태양광 발전장치(1) 각각이 위치한 환경 즉, 일사량 정보나 온도, 습도 등이 차이나는 상황인 경우라면 이러한 경우까지 동일한 발전량을 보이는 그룹으로 묶게 되면 그룹화 결과에 신뢰성이 저하되게 된다. 따라서, 상기 정제모듈(513)에서는 상기 발전량산출모듈(511) 내지 가공모듈(512)에서 제공된 정보에 더해 각 태양광 발전장치(1)들이 위치하는 지역기상정보, 환경정보와 같은 정보를 반영함으로써 각 태양광 발전장치(1)들의 발전량 추세에 대한 오류 정보를 최소화하게 되고, 이를 통해 후술할 그룹모듈(515)에서 신뢰성 있는 그룹화가 진행될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 정제모듈(513)은 환경정보수신모듈(513a), 환경지수산출모듈(513b), 정제연산모듈(513c)을 포함할 수 있다. The
상기 환경정보수신모듈(513a)은 각 태양광 발전장치(1)가 위치하는 지역의 기상, 환경정보를 수집하는 구성으로, 일사량, 온도, 습도 등의 정보가 수신될 수 있도록 한다. The environmental
상기 환경지수산출모듈(513b)은 환경정보수신모듈(513a)에 의해 수신된 환경정보에 따른 환경지수를 산출하는 구성으로, 일사량, 온도, 습도 등의 정보를 일정 구간으로 해당 구간에 따라 환경지수를 산출할 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 환경지수산출모듈(513b)은 일사량이 높거나 온도가 높을수록 높은 환경지수를 갖도록 설정할 수 있으며, 과거 발전량 데이터를 바탕으로 각 환경정보와 발전량의 상관관계를 분석하여 환경지수가 결정되도록 할 수 있다. 또한, 본 발명은 이상 진단 결과의 검증에 의해 환경지수 등이 지속적으로 갱신되므로, 시스템의 사용에 따라 환경지수 등의 값은 지속적으로 갱신되어 그 정확성이 높아지게 된다. The environmental index calculation module 513b is configured to calculate an environmental index according to the environmental information received by the environmental
상기 정제연산모듈(513c)은 환경지수산출모듈(513b)에 의해 산출된 환경지수를 적용하여 가공된 발전량 데이터를 정제하는 구성으로, 예를 들어 정제된 발전량 데이터가 동일한 환경조건이라는 가정하에서 비교될 수 있도록 각각의 환경지수의 역수를 가공된 발전량 데이터에 곱하여 정제된 발전량 데이터가 산출되도록 할 수 있다. The
상기 보정모듈(514)은 각 태양광 발전장치의 설비특성에 따라 정제된 발전량 데이터를 보정하는 구성으로, 태양광모듈의 개수, 설치각도, 모듈의 종류 등에 따른 설비 특성을 반영하여 보정하도록 한다. 이를 위해, 상기 보정모듈(514)은 설비정보수신모듈(514a), 특성지수산출모듈(514b), 보정연산모듈(514c)을 포함할 수 있다. The
상기 설비정보수신모듈(514a)은 각 태양광 발전장치(1)별 설비 정보를 수집하는 구성으로, 태양광모듈의 개수, 설치각도 내지 방향, 모듈의 종류 등의 정보를 수집하도록 하며, 모니터링서버(5)에 등록된 정보를 불러오도록 할 수 있다. 구체적으로 각 태양광 발전장치(1)는 설치방향이 모두 동일하다고 할 수 없고, 모듈의 종류나 개수가 상이할 수 있으므로, 다른 조건이 동일하다 하더라도 발전량이 상이하게 된다. 따라서, 각 태양광 발전장치(1)의 설비정보를 이용하여 발전량 데이터를 보정할 수 있도록 한다. The facility
상기 특성지수산출모듈(514b)은 발전량에 영향을 미치는 태양광 발전장치(1)의 설비 특성에 따른 지수를 산출하는 구성으로, 예를 들어 모듈의 개수, 설치 방향에 따른 발전량의 비율 등을 설정하도록 한다. 예를 들어 모듈의 개수 기준을 100개로 할 경우에는 400개의 태양광모듈이 설치된 태양광 발전장치(1)에 대해서는 발전량 데이터에 0.25를 곱하도록 하고, 남향을 기준으로 할 경우 북향이 남향에 비해 발전량이 50%에 불과한 경우에는 북향의 태양광 발전장치(1)에 대해서는 발전량 데이터를 2배 할 수 있도록 하며, 태양광모듈이 400개고 북향인 태양광 발전장치(1)에 대해 0.25 X 2 = 0.5의 특성지수가 산출되도록 할 수 있다. The characteristic index calculation module 514b is configured to calculate an index according to the facility characteristics of the
상기 보정연산모듈(514c)은 특성지수산출모듈(514b)에 의해 산출된 특성지수에 따라 발전량 데이터를 보정하는 구성으로, 모듈의 개수, 설치 방향 등을 고려하여 산출된 특성지수를 발전량 데이터에 적용하도록 한다. 따라서, 상기와 같이 특성지수가 0.5로 산출되는 경우에는 발전량 데이터에 0.5를 곱하는 방식으로 보정 데이터를 산출하도록 할 수 있으며, 그 밖에 다양한 산식과 기준에 따라 발전량 데이터를 보정하도록 할 수 있다. The
상기 그룹모듈(515)은 상기 보정모듈(514)에서 산출된 데이터에 군집화 알고리즘(군집화 기준을 토대로 군집화하는 프로그램)을 적용하여 태양광 발전장치(1)들을 유사한 발전량 추세를 보이는 그룹별로 그룹화하는 구성이다. The
일 예로, 상기 그룹모듈(515)은 각 태양광 발전장치(1)들에 대해 일정기간 동안의 일 누적 발전량 데이터를 기준으로 일간 편차가 가장 유사한 태양광 발전장치(1)들별로 발전소 그룹화를 진행할 수 있다. 이는 각 태양광 발전장치(1)의 해당 환경정보나 유지보수 이력정보, 설비특성 등을 반영하여 가장 유사한 일 발전량 패턴을 보이는 태양광 발전장치(1)들별로 그룹화를 함으로써, 해당 그룹화된 태양광 발전장치(1)들 중 어느 하나가 다른 태양광 발전장치(1)들과 다르게 오차 범위를 벗어나는 일 발전량 패턴을 보이는 경우라면 상기 이상감시부(53)에서 이상 여부를 진단하게 될 것이다. For example, the
다른 예로, 상기 그룹모듈(515)은 각 태양광 발전장치(1)들에 대해 일정기간 동안의 평균발전율 추세(데이터)를 기준으로 평균발전율이 가장 유사한 태양광 발전장치(1)들별로 발전소 그룹화를 진행할 수 있다. 이는 일정기간 동안의 가장 유사한 발전량 패턴을 보이는 태양광 발전장치(1)들별로 그룹화함으로써, 해당 그룹화된 태양광 발전장치(1)들 중 어느 하나가 다른 태양광 발전장치(1)들과 다르게 평균 발전율 대비 오차 범위를 벗어나는 전일 발전량을 보이는 경우라면 이상감시부(53)에서 이상 여부를 진단하게 될 것이다. As another example, the
또 다른 예로, 상기 그룹모듈(515)은 일정기간 동안의 설치용량 대비 일 최대발전량 추세(데이터)를 기준으로 설치용량을 감안한 일 최대 발전량 편차가 가장 유사한 태양광 발전장치(1)들별로 발전소 그룹화를 진행할 수 있다. 이는 누적 데이터나 평균 데이터 대비 가장 짧은 기간의 데이터를 토대로 그룹화하고 또한 이를 토대로 그룹 내 타 태양광 발전장치(1)들 대비 일 최대 발전량 편차가 오차 범위를 벗어나는 경우를 이상감시부(53)에서 이상 여부로 진단함으로써 상대적으로 신속하게 진단이 가능한 특징을 갖게 된다. As another example, the
상기 그룹최적화모듈(516)은 그룹모듈(515)에 의해 설정된 그룹을 사용에 따라 갱신하여 최적화하는 구성으로, 상기 이상감시부(53)에 의해 진단된 태양광 발전장치(1)의 이상 정보와 실제 발생한 이상 정보를 비교하여 정확성을 검증하고, 이에 따라 각 지수들을 수정하여 재그룹화가 이루어질 수 있도록 한다. 상기 그룹최적화모듈(516)은 진단 결과가 실제와 일치하지 않는 경우 고장보수지수, 환경지수, 특성지수를 수정하여 진단 결과가 실제와 일치하도록 하며, 이때 각 지수의 수정은 발전량 데이터에 대한 반영 정도가 큰 지수부터 조절이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 그룹최적화모듈(516)은 진단검증모듈(516a), 지수비교모듈(516b), 지수조절모듈(516c), 그룹자동변경모듈(516d)을 포함할 수 있다. The
상기 진단검증모듈(516a)은 이상 진단의 정확성 여부를 검증하는 구성으로, 이상감시부(53)에 의한 태양광 발전장치(1)의 이상 진단, 더욱 정확하게는 후술할 고장진단부(531)에 의한 태양광 발전장치(1)의 고장 여부와 실제 태양광 발전장치(1)의 고장 발생 여부를 비교하여 검증하도록 한다. 따라서, 상기 진단검증모듈(516a)은 진단된 고장 여부와 실제 고장 발생이 일치하지 않는 경우 결과가 일치할 수 있도록 각 지수들을 조절하고 재그룹화를 진행할 수 있도록 한다. The
상기 지수비교모듈(516b)은 진단 결과가 실제와 일치하지 않는 경우 각 지수들을 비교하는 구성으로, 고장보수지수, 환경지수, 특성지수를 비교하도록 하여 발전량 데이터를 가장 큰 비율로 변경시키는 지수부터 지수조절모듈(516c)에 의한 지수의 조절이 이루어질 수 있도록 한다. The index comparison module 516b is configured to compare each index when the diagnosis result does not match the actual index, starting from the index that changes the power generation data at the largest rate by comparing the failure maintenance index, the environmental index, and the characteristic index. The index can be adjusted by the
상기 지수조절모듈(516c)은 각 지수를 조절하여 이상감시부(53)에 의한 고장의 진단 결과와 실제 고장 결과를 일치시키도록 하는 구성으로, 지수비교모듈(516b)에 의해 비교된 결과에 따라 발전량 데이터에 가장 큰 영향을 미치는 지수부터 조절이 이루어지도록 한다. 다만, 상기 지수조절모듈(516c)은 각 지수에 대해 조절될 수 있는 범위를 미리 정할 수 있도록 하며, 해당 범위까지의 조절에도 고장 결과가 일치하지 않는 경우에는 그 다음 큰 영향을 미치는 지수를 조절하여 결과를 일치시킬 수 있도록 한다. 따라서, 상기 지수조절모듈(516c)은 각 지수에 대해 순차적으로 조절이 이루어질 수 있도록 하며, 결과가 일치할 때까지 설정된 범위를 변경하여 조절이 이루어지도록 할 수도 있다. The
상기 그룹자동변경모듈(516d)은 상기 지수조절모듈(516c)에 의해 조절된 지수에 따라 그룹을 자동으로 변경하여 재그룹화하는 하도록 한다. 따라서, 상기 그룹자동변경모듈(516d)은 시간이 지날수록 그룹화의 정확성이 자동으로 향상될 수 있도록 하여 이상 진단의 정확성을 높일 수 있게 된다. The group
상기 이상감시부(53)는 그룹화된 태양광 발전장치(1)들 내에서 오차 범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치(1)를 선별하는 구성으로, 단순히 고장의 발생을 진단하는 것에 더하여 고장이 발생하지는 않았으나 일정 기간 내에 고장이 발생할 위험을 진단하여 예측할 수 있도록 하고, 또한 고장 위험까지는 아니더라도 태양광 발전장치(1)의 출력이 저하되고 있음을 감지하여 이를 알리도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 이상감시부(53)는 도 11에 도시된 바와 같이 고장진단부(531), 고장위험예측부(532), 열화감지부(533)를 포함할 수 있다. The
상기 고장진단부(531)는 태양광 발전장치(1)의 고장을 진단하는 구성으로, 상기 그룹부(51)에 의해 동일한 그룹으로 지정된 태양광 발전장치(1)들 내에서 발전량 편차가 일정 오차범위를 벗어나는 태양광 발전장치(1)에 대해 고장으로 진단하도록 한다. 따라서, 상기 고장진단부(531)는 그룹화의 기준에 따라 전일 발전량과 금일 발전량을 비교하여 일 누적 발전량, 평균 발전율, 최대 발전량 중 어느 하나가 오차 범위를 벗어난 경우 해당 태양광 발전장치(1)를 고장으로 진단하도록 한다. The
상기 고장위험예측부(532)는 오차 범위가 고장으로 진단될 정도로 발생하지는 않았으나 일정 범위의 오차가 일정 시간 이상 지속되는 경우 일정 기간 내에 고장 발생 위험이 존재하는 것으로 예측하여 이를 알릴 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 고장위험예측부(532)는 오차 범위와 시간에 따라 위험지수를 산정하도록 하며, 위험지수에 따라 고장이 발생할 위험이 높은 기간을 설정하여 알리도록 할 수 있다. 상기 고장위험예측부(532)는 오차감시모듈(532a), 지속시간계측모듈(532b), 위험지수산출모듈(532c), 고장예측정보알림모듈(532d)을 포함한다. The failure
상기 오차감시모듈(532a)은 동일한 그룹 내에서 특정 태양광 발전장치(1)의 발전량 편차가 설정된 범위에 존재하는 경우 이를 지속적으로 감시하는 구성으로, 그 오차 정도와 시간에 따라 위험지수를 산출할 수 있도록 한다. 여기서 발전량의 편차는 고장 진단시와 동일하게 일 누적 발전량, 평균 발전율, 최대 발전량 중 어느 하나일 수 있으며, 설정된 범위는 고장으로 진단되는 오차범위보다는 낮은 값이나 일정 시간 이상 지속되면 고장이 발생할 위험이 높은 범위를 의미한다. The
상기 지속시간계측모듈(532b)은 오차감시모듈(532a)에 의해 설정된 범위에 해당하는 오차가 감지되는 경우 그 지속시간을 계측하는 구성으로, 그 지속시간에 따라 위험지수가 산출될 수 있도록 한다. The duration measurement module 532b is configured to measure the duration when an error corresponding to the range set by the
상기 위험지수산출모듈(532c)은 오차 정도 및 지속시간에 따라 위험지수를 산출하는 구성으로, 위험지수는 오차가 클수록, 지속시간이 길수록 높은 값을 나타내도록 할 수 있다. 따라서, 상기 위험지수산출모듈(532c)에 의해 산출되는 위험지수가 높을수록 빠른 시일 내에 고장이 발생할 위험이 높다는 것을 의미하게 된다. The risk
상기 고장예측정보알림모듈(532d)은 위험지수산출모듈(532c)에 의해 산출되는 위험지수에 따라 고장이 발생할 가능성이 높은 시점에 관한 정보를 제공하는 구성으로, 위험지수에 따라 고장이 발생할 가능성이 높은 시점을 미리 설정하여 두고 이에 따라 정보의 제공이 이루어질 수 있도록 한다. 위험지수에 따른 시점 정보는 실험적 또는 과거 데이터를 기반으로 설정될 수 있으며, 예를 들어 위험지수를 10개 구간으로 나누어 가장 높은 1구간일 경우에는 10일 내, 2구간일 경우에는 20일 내 등 위험지수의 각 구간에 따라 고장이 발생할 위험이 높은 시점을 예측하여 제공하도록 할 수 있다. The failure prediction
상기 열화감지부(533)는 고장 진단 또는 고장위험 예측에도 해당되지 않으나 발전량 오차의 변화율이 일정값을 초과하여 일정 시간 이상 지속되는 경우 태양광 발전장치(1)의 출력이 저하되고 있음을 감지하여 이를 경보할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 열화감지부(533)는 기울기산출모듈(533a), 임계확인모듈(533b), 시간정보측정모듈(533c), 열화경보모듈(533d)을 포함할 수 있다. The
상기 기울기산출모듈(533a)은 태양광 발전장치(1) 발전량 오차의 변화율에 따라 기울기를 산출하는 구성으로, 고장진단부(531), 고장위험예측부(532)와 같이 동일한 그룹 내에서 특정 태양광 발전장치(1) 발전량 오차의 변화율을 산출하도록 한다. 역시 상기 기울기산출모듈(533a)도 그룹화 기준에 따라 발전량 오차의 변화율을 산출하도록 하며, 그 기울기가 임계값을 초과하는 경우 그 지속시간을 측정하여 열화에 대한 경보가 이루어질 수 있도록 한다. The
상기 임계확인모듈(533b)은 기울기산출모듈(533a)에 의해 산출된 기울기가 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인하는 구성으로, 임계값이 초과되는 경우 그 지속시간이 계측될 수 있도록 한다. The threshold checking module 533b is configured to check whether the slope calculated by the
상기 시간정보측정모듈(533c)은 임계확인모듈(533b)에서 오차의 변화율이 임계값을 초과하는 것으로 확인되는 경우 초과되는 기울기의 지속시간을 측정할 수 있도록 한다. The time
상기 열화경보모듈(533d)은 임계값을 초과하는 기울기가 일정 시간 이상 지속되는 경우 해당 태양광 발전장치(1)의 열화가 진행되고 있는 것으로 판단하여 이를 작업자 등에게 알릴 수 있도록 하고, 이에 대한 관리가 이루어질 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 고장이 발생하기 전에도 미리 고장을 예측하거나 열화를 감지할 수 있도록 하여 태양광 발전장치(1)의 운영 및 유지를 편하게 하고 그 비용이 절약되도록 할 수 있다. The
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the applicant has described various embodiments of the present invention, but these embodiments are only one embodiment of implementing the technical idea of the present invention, and any modification or modification of the invention as long as the technical idea of the present invention is implemented It should be interpreted as being within the scope of.
1: 태양광 발전장치
11: 태양광패널 12: 모듈센서 121: 지그비라우터모듈
122: 요청정보수신모듈 123: 출력값측정모듈 124: 측정정보전송모듈
3: 중계장치
31: 통신부 311: 지그비코디네이터모듈 32: 식별정보저장부
321: 모듈센서정보저장모듈 322: 식별어드레스지정모듈
323: 지정어드레스저장모듈 33: 측정정보획득부
331: 측정값요청모듈 332: 요청데이터수신모듈
333: 센서채널판별모듈 334: 센싱값저장모듈 34: 데이터전송부
341: 센서채널식별모듈 342: 패킷형식지정모듈 343: 패킷전송모듈
35: 오류판별부 351: 측정이상판별부 351a: 저장정보대비모듈
351b: 누락빈도산정모듈 351c: 측정이상경보모듈 352: 비정상판별부
352a: 카테고리분류모듈 352b: 기준설정모듈 352c: 오류제거모듈
352d: 기준갱신모듈
5: 모니터링서버
51: 그룹부 511: 발전량산출모듈 512: 가공모듈
513: 정제모듈 514: 보정모듈 515: 그룹모듈
516: 그룹최적화모듈 53: 이상감시부 531: 고장진단부
532: 고장위험예측부 533: 열화감지부1: Solar power generator
11: Solar panel 12: Module sensor 121: Zigbee router module
122: request information receiving module 123: output value measurement module 124: measurement information transmission module
3: Relay device
31: communication unit 311: Zigbee coordinator module 32: identification information storage unit
321: module sensor information storage module 322: identification address designation module
323: designated address storage module 33: measurement information acquisition unit
331: Measurement value request module 332: Request data receiving module
333: sensor channel identification module 334: sensing value storage module 34: data transmission unit
341: sensor channel identification module 342: packet format designation module 343: packet transmission module
35: error determination unit 351: measurement
351b: Missing
352a: Category classification module 352b:
352d: reference update module
5: Monitoring server
51: group unit 511: power generation calculation module 512: processing module
513: refining module 514: correction module 515: group module
516: group optimization module 53: abnormal monitoring unit 531: fault diagnosis unit
532: failure risk prediction unit 533: deterioration detection unit
Claims (10)
상기 태양광 발전장치는 하나 이상의 태양광패널에 대한 상태값을 측정하는 모듈센서를 포함하며,
상기 중계장치는 상기 모듈센서로부터 측정되어 전송되는 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하여 상태값을 저장하고, 모듈센서의 채널수에 따라 패킷 데이터 형식을 지정하여 모니터링서버로 전송하도록 함으로써, 모듈센서의 사양 및 채널수에 관계없이 상태값의 전달이 가능하도록 하며,
상기 중계장치는, 상기 모듈센서를 식별할 수 있는 어드레스 정보를 저장하는 식별정보저장부와, 상기 모듈센서로부터 태양광패널에 대해 측정된 상태정보를 획득하는 측정정보획득부와, 획득된 상태정보를 모니터링서버로 전송하는 데이터전송부를 포함하고,
상기 측정정보획득부는, 일정 시간 간격으로 다수의 모듈센서에 측정된 상태값의 전송을 요청하는 측정값요청모듈과, 모듈센서로부터 요청한 상태값을 수신하는 요청데이터수신모듈과, 상태값의 패킷 데이터 길이에 따라 모듈센서의 채널수를 판별하는 센서채널판별모듈과, 각 모듈센서에 대해 판별된 채널수와 함께 측정된 상태값을 저장하는 센싱값저장모듈을 포함하고,
상기 데이터전송부는, 상기 센싱값저장모듈에 의해 저장된 정보에 따라 각 모듈센서의 채널수를 식별하는 센서채널식별모듈과, 식별된 채널수에 따라 모니터링서버로 전송할 데이터의 패킷형식을 지정하는 패킷형식지정모듈과, 지정된 형식의 패킷으로 데이터를 전송하는 패킷전송모듈을 포함하며,
상기 모니터링서버는, 과거 동일기간의 발전량 추세가 유사한 태양광 발전장치들을 그룹화하는 그룹부와, 해당 그룹 내에서의 발전량 차이를 비교하여 오차 범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치를 선별하는 이상감시부를 포함하고,
상기 그룹부는,
태양광 발전장치의 발전량 정보를 산출하는 발전량산출모듈과; 각 태양광 발전장치의 고장이력, 유지보수이력과 같은 정보를 통해 발전량 정보를 가공하는 가공모듈과; 각 태양광 발전장치들이 위치하는 지역의 기상정보, 환경정보에 따라 가공된 발전량 정보를 정제하는 정제모듈과; 각 태양광 발전장치의 설비 특성에 따라 정제된 발전데이터를 보정하는 보정모듈과; 보정된 발전량 데이터에 군집화 알고리즘을 적용하여 태양광 발전장치들을 그룹화하는 그룹모듈;을 포함하며,
상기 이상감시부는,
동일 그룹 내에서 일정 오차범위를 벗어난 발전량을 나타내는 특정 태양광 발전장치를 고장으로 진단하는 고장진단부와; 고장으로 진단되는 오차범위를 벗어나지는 않았으나 특정 범위 오차의 발전량이 일정 시간 지속되는 경우, 오차 정도와 지속시간을 이용하여 위험지수를 산출하고 위험지수에 따라 고장이 발생할 것으로 예측되는 시간을 산정하여 알리는 고장위험예측부와; 고장에 관한 신호가 출력되지는 않았으나 발전량 오차의 변화율을 분석하여 특정 태양광 발전장치의 열화를 감지하는 열화감지부;를 포함하고,
상기 고장위험예측부는,
일정 정도 이상의 오차범위를 갖는 태양광 발전장치 발전량의 오차를 감시하는 오차감시모듈과, 오차의 지속시간을 측정하는 지속시간계측모듈과, 오차의 정도 및 지속시간에 따라 위험지수를 산출하는 위험지수산출모듈과, 위험지수에 따른 고장예측시점을 산출하여 알리는 고장예측정보알림모듈을 포함하며,
상기 열화감지부는,
일정 기간 동안 오차의 변화 정도에 따른 기울기를 산출하는 기울기산출모듈과, 기울기가 설정된 임계치를 벗어나는지 정도를 측정하는 임계확인모듈과, 임계치를 벗어나는 시간을 측정하는 시간정보측정모듈과, 기울기가 임계치를 벗어나는 정도 및 지속시간에 따라 열화 정도를 산출하여 열화 정도가 일정 범위를 벗어나는 경우 이를 알리는 열화경보모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 모니터링 시스템.
A photovoltaic power generation device that generates power using solar light and is formed of a plurality of photovoltaic panels; A relay device receiving the status information measured for each of the plurality of photovoltaic panels through a ZigBee wireless communication and transmitting them to a monitoring server; It includes; a monitoring server for receiving the status information about the solar panel from the relay device and monitoring the status of the photovoltaic device in real time;
The photovoltaic device includes a module sensor for measuring a state value for one or more solar panels,
The relay device determines the number of channels of the module sensor according to the packet data length of the status value measured and transmitted from the module sensor, stores the status value, and designates the packet data format according to the number of channels of the module sensor to the monitoring server By transmitting, the status value can be transmitted regardless of the module sensor specification and the number of channels.
The relay device includes an identification information storage unit for storing address information capable of identifying the module sensor, a measurement information acquisition unit for obtaining the measured state information for the solar panel from the module sensor, and the acquired status information It includes a data transmission unit for transmitting to the monitoring server,
The measurement information acquisition unit, the measurement value request module for requesting the transmission of the measured state values to a plurality of module sensors at regular time intervals, the request data receiving module for receiving the requested state value from the module sensor, and the packet data of the state value A sensor channel discrimination module for determining the number of channels of the module sensor according to the length, and a sensing value storage module for storing the measured state value together with the number of channels determined for each module sensor,
The data transmission unit, a sensor channel identification module for identifying the number of channels of each module sensor according to the information stored by the sensing value storage module, and a packet format for specifying a packet format of data to be transmitted to the monitoring server according to the identified number of channels It includes a designated module and a packet transmission module that transmits data in packets of a specified format.
The monitoring server, the group unit for grouping the photovoltaic devices having a similar trend in the amount of power generation in the same period in the past, and comparing the difference in the amount of power generation within the group to select a specific photovoltaic device indicating the amount of power out of the error range Includes a surveillance unit,
The group portion,
A power generation amount calculation module for calculating power generation information of the photovoltaic device; A processing module for processing power generation information through information such as a failure history and maintenance history of each photovoltaic device; A purification module that refines processed power generation information according to weather information and environmental information of a region where each photovoltaic device is located; A correction module for correcting refined power generation data according to the facility characteristics of each photovoltaic device; Includes a group module for grouping photovoltaic devices by applying a clustering algorithm to the corrected power generation data.
The abnormality monitoring unit,
A fault diagnosis unit for diagnosing a specific photovoltaic device indicating a power generation amount exceeding a predetermined error range within the same group as a fault; If the power generation amount of a specific range error persists for a certain period of time, although it is not within the error range that is diagnosed as a fault, the risk index is calculated using the error degree and duration, and the time predicted to occur according to the risk index is calculated and notified. A failure risk prediction unit; It includes a deterioration detection unit that detects the deterioration of a specific photovoltaic device by analyzing the rate of change in the amount of power generation error, although a signal regarding a failure is not output.
The failure risk prediction unit,
An error monitoring module that monitors errors in the amount of power generated by photovoltaic devices with a certain or more error range, a duration measurement module that measures the duration of errors, and a risk index that calculates a risk index according to the degree and duration of errors It includes a calculation module and a fault prediction information notification module that calculates and notifies the point of failure prediction according to the risk index.
The deterioration detection unit,
A slope calculation module that calculates a slope according to the degree of change in error for a certain period of time, a threshold checking module that measures the degree of slope deviation, and a time information measurement module that measures the time beyond the threshold, and a slope threshold Solar power monitoring system, characterized in that it comprises a deterioration alarm module for calculating the degree of deterioration according to the degree of deviation and duration, and notifying when the degree of deterioration exceeds a certain range.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190135022A KR102126577B1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190135022A KR102126577B1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102126577B1 true KR102126577B1 (en) | 2020-06-25 |
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ID=71400518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190135022A KR102126577B1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102126577B1 (en) |
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2019
- 2019-10-29 KR KR1020190135022A patent/KR102126577B1/en active IP Right Grant
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