KR102396454B1 - 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템 - Google Patents

진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102396454B1
KR102396454B1 KR1020200087433A KR20200087433A KR102396454B1 KR 102396454 B1 KR102396454 B1 KR 102396454B1 KR 1020200087433 A KR1020200087433 A KR 1020200087433A KR 20200087433 A KR20200087433 A KR 20200087433A KR 102396454 B1 KR102396454 B1 KR 102396454B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
identifier
unit
demodulator
generator
Prior art date
Application number
KR1020200087433A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220009118A (ko
Inventor
박용희
최성곤
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020200087433A priority Critical patent/KR102396454B1/ko
Publication of KR20220009118A publication Critical patent/KR20220009118A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102396454B1 publication Critical patent/KR102396454B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06—Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/127—Arrangements for measuring electric power or power factor by using pulse modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/12—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into phase shift
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템에 관한 것으로서, 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전기들의 집합인 PV 팜(Farm), 상기 PV 팜의 태양광 발전기가 생산한 전력을 저장하기 위한 ESS(Energy Storage System), 상기 PV 팜의 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 단일 노드에서 해석할 수 있도록, 주파수 특성을 기반으로 전력의 일부를 변조하고 식별자를 부여하기 위한 식별자 변조부, 상기 식별자 변조부에서 변조한 신호를 단일 노드에서 해석하여, 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 측정하기 위한 식별자 복조부 및 상기 식별자 복조부에서 해석한 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 저장하기 위한 PV 팜 DB를 포함한다.
본 발명에 의하면 전력의 진폭과 주파수를 변조해 단일 노드에서 개별 태양광 발전기의 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

진폭 및 주파수 변조를 통한 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템 {The System that Measuring Power of Individual Solar Generator at PV Farm Using Amplitude and Frequency Modulation}
본 발명은 PV(Photovoltaics)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PV 팜(Farm)에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 기술에 관한 것이다.
PV(Photovoltaics)는 태양광을 직류 전기로 변환해 전력을 생산하는 발전 방법이다. 에너지원이 무한한 태양광의 특성에 따라 PV는 재생에너지로 각광받고 있으며, 에너지 분야에서 빠르게 성장하고 있다. PV는 높은 안정성과 장기적 수익률을 기대할 수 있기 때문에, 대량의 태양광 발전기를 설치하여 생산된 전력을 판매하는 PV 팜(Farm) 사업이 이루어지고 있다.
PV는 태양광에 의존하기 때문에 생산되는 전력이 불안정하다는 특성을 가지고 있다. 공급의 불안정성을 극복하기 위해 일반적으로 PV는 ESS(Energy Storage System)과 연계하여, 공급이 수요를 초과할 경우 전력을 저장하고, 수요가 공급을 초과할 경우 다시 공급한다.
전력 데이터 수집 기술은 오랫동안 연구되어온 기술이다. 대표적으로 전력 소비 데이터를 수집하는 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 등으로 전력 소비량을 측정해 정보를 통신망을 통해 전달한다. 따라서 전력 소비 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있고, 데이터를 저장해 전력 소비 패턴을 분석할 수 있다. PV의 경우도 마찬가지로 전력 생산 정보를 측정하고 통신망을 통해 전달할 수 있다. PV 팜(Farm)에서는 전체 생산 전력을 측정하여 모니터링하고, 전력을 판매하기 위해 데이터를 사용하기도 한다.
전력 정보를 측정하기 위해서는 전력 측정 장치와 통신 장치, 컨트롤러 등이 필요하다. PV의 경우에는 생산된 전력을 모니터링하고 데이터를 추출해 통신 장치를 통해 정보를 전달해야 한다. 특히 전력 측정 장치는 전압과 전류를 동시에 측정해 전류 값을 산출하여 생산 비용이 저렴하지 않고, 높은 정확도를 요구할 수록 비용 또한 증가한다.
PV 팜(Farm)은 대규모 태양광 발전기의 집합으로 각각의 태양광 발전기 생산 전력을 측정하기 위해서는 모든 태양광 발전기에 전력 측정 장치와 통신 장치를 설치해야 한다. 이것은 PV 팜(Farm) 사업자에게 투자비용에 대한 부담을 증가시킨다. 일반적으로 PV 팜(Farm)에서 개별 태양광 발전기에 대한 전력 측정의 어려움으로 인해 전체 생산 전력만을 측정하는 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1440984
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비교적 저렴한 비용으로 개별 태양광 발전기의 생산 전력을 측정할 수 있도록, 진폭 및 주파수 변조를 통해 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템에 관한 것으로서, 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전기들의 집합인 PV 팜(Farm), 상기 PV 팜의 태양광 발전기가 생산한 전력을 저장하기 위한 ESS(Energy Storage System), 상기 PV 팜의 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 단일 노드에서 해석할 수 있도록, 주파수 특성을 기반으로 전력의 일부를 변조하고 식별자를 부여하기 위한 식별자 변조부, 상기 식별자 변조부에서 변조한 신호를 단일 노드에서 해석하여, 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 측정하기 위한 식별자 복조부 및 상기 식별자 복조부에서 해석한 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 저장하기 위한 PV 팜 DB를 포함한다.
상기 식별자 변조부는, 상기 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 일정한 비율로 분배하기 위한 전력 분배부, 상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진시키기 위한 발진부, 상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력과 상기 발진부에서 발진한 전력을 결합하기 위한 전력 결합부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 식별자 복조부는, 상기 식별자 변조부에서 변조된 신호를 이용하여 태양광 발전기가 생산한 전압 및 전류를 포함하는 전력 데이터를 측정하기 위한 전력 측정부, 상기 전력 측정부에서 측정된 전력 데이터를 각 시간에 대한 주파수 영역으로 변환하기 위한 STFT(Short Time Fourier Transform), 상기 STFT에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터를 통해 주파수 성분을 해석하기 위한 주파수 해석부, 상기 STFT에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터에서 특정 태양광 발전기에 대한 정보를 추출하기 위한 FIR(Finite Impulse Response) 필터, 상기 FIR 필터를 통해 특정 태양광 발전기에 대한 진폭 정보를 해석하기 위한 진폭 해석부, 상기 주파수 해석부에서 해석된 주파수 성분과 상기 진폭 해석부에서 해석된 진폭 크기를 통해 각 태양광 발전기에 대한 전력 정보를 분석하는 전력 데이터 분석부 및 상기 전력 데이터 분석부에서 분석된 각 태양광 발전기에 대한 전력 데이터를 상기 PV 팜 DB로 송신하기 위한 전력 데이터 송신부를 포함하여 이루어질 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00001
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배된 후 발진되지 않은 값이고,
Figure 112020073572268-pat00002
는 단위 시간 t에서 k번 째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통해 발진된 값일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부가 변조한 전력
Figure 112020073572268-pat00003
을
Figure 112020073572268-pat00004
(수학식 1)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00005
는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감쇠되는 진폭의 비이고,
Figure 112020073572268-pat00006
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통과하기 전의 값이고,
Figure 112020073572268-pat00007
는 단위 시간 t에서 k번째 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 파형의 주파수일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 복조부의 발진기가 발진한 전력
Figure 112020073572268-pat00008
을
Figure 112020073572268-pat00009
(수학식 2)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00010
는 k번째 식별자 복조기의 주파수 대역에서 최소 주파수이고,
Figure 112020073572268-pat00011
는 k번째 식별자 복조부에서 ICO의 이득을 나타내는 고유상수이고,
Figure 112020073572268-pat00012
는 k번째 식별자 복조부에서 VCO의 이득을 나타내는 고유상수이고,
Figure 112020073572268-pat00013
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전류 값이고,
Figure 112020073572268-pat00014
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전압 값일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 주파수의 크기
Figure 112020073572268-pat00015
를
Figure 112020073572268-pat00016
(수학식 3)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00017
는 k번째 ICO의 전압 진폭 감소 비율이이고,
Figure 112020073572268-pat00018
는 k번째 VCO의 전류 진폭 감소 비율일 때, k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비
Figure 112020073572268-pat00019
를
Figure 112020073572268-pat00020
(수학식 4)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00021
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
Figure 112020073572268-pat00022
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기로부터 발진되지 않은 전력
Figure 112020073572268-pat00023
을
Figure 112020073572268-pat00024
(수학식 5)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00025
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
Figure 112020073572268-pat00026
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부에 의해 발진되기 전의 전력
Figure 112020073572268-pat00027
를
Figure 112020073572268-pat00028
(수학식 6)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00029
는 k번째 전력 분배기의 전압 분배 비율이고,
Figure 112020073572268-pat00030
는 k번째 전력 분배기의 전류 분배 비율일 때, k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율
Figure 112020073572268-pat00031
을
Figure 112020073572268-pat00032
(수학식 7)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00033
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이고,
Figure 112020073572268-pat00034
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값
Figure 112020073572268-pat00035
를
Figure 112020073572268-pat00036
(수학식 8)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00037
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이고,
Figure 112020073572268-pat00038
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 크기
Figure 112020073572268-pat00039
를
Figure 112020073572268-pat00040
(수학식 9)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00041
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량일 때, 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량
Figure 112020073572268-pat00042
를
Figure 112020073572268-pat00043
(수학식 10)로 나타낼 수 있고,
Figure 112020073572268-pat00044
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압이고,
Figure 112020073572268-pat00045
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전류일 때, 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량
Figure 112020073572268-pat00046
를
Figure 112020073572268-pat00047
(수학식 11)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00048
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이고,
Figure 112020073572268-pat00049
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수일 때, 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기
Figure 112020073572268-pat00050
를
Figure 112020073572268-pat00051
(수학식 12)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00052
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이고,
Figure 112020073572268-pat00053
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수일 때, 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기
Figure 112020073572268-pat00054
를
Figure 112020073572268-pat00055
(수학식 13)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00056
은 식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터이고,
Figure 112020073572268-pat00057
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
Figure 112020073572268-pat00058
는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비이고,
Figure 112020073572268-pat00059
는 k번째 태양광 발전기에서 생산된 전력량이 변·복조에 의해 감소된 감소 비율일 때, 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 해석한 진폭
Figure 112020073572268-pat00060
를
Figure 112020073572268-pat00061
(수학식 14)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00062
는 단위 샘플 범위 m에서 주파수 영역에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터일 때, 식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터
Figure 112020073572268-pat00063
를
Figure 112020073572268-pat00064
(수학식 15)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00065
는 k번째의 식별자 복조부에 할당한 주파수 대역에 해당하는 FIR BPF이고,
Figure 112020073572268-pat00066
는 수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터일 때, 주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터
Figure 112020073572268-pat00067
를
Figure 112020073572268-pat00068
(수학식 16)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00069
는 단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터일 때, 수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터
Figure 112020073572268-pat00070
를
Figure 112020073572268-pat00071
(수학식 17)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00072
는 단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합일 때, 단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터
Figure 112020073572268-pat00073
를
Figure 112020073572268-pat00074
(수학식 18)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00075
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 식별자 변조부에 의해 변조된 값일 때, 단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합
Figure 112020073572268-pat00076
를
Figure 112020073572268-pat00077
(수학식 19)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00078
은 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram일 때, 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수
Figure 112020073572268-pat00079
를
Figure 112020073572268-pat00080
(수학식 20)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020073572268-pat00081
는 주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터일 때, 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram
Figure 112020073572268-pat00082
를
Figure 112020073572268-pat00083
(수학식 21)로 나타낼 수 있다.
본 발명에 의하면 전력의 진폭과 주파수를 변조해 단일 노드에서 개별 태양광 발전기의 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다.
기존 기술은 모든 태양광 발전기에 전력 측정 장치와 통신 장치를 추가해야 하지만, 본 발명이 제시한 시스템을 통해 저가의 전력 분배부, 발진기, 전력 결합부로 대체하고, 단 하나만의 전력 측정 장치와 통신 장치를 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 기존에 PV 팜 사업자가 투자비용 부담으로 어려웠던 개별 태양광 발전기의 생산 전력 측정을 실현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 PV 팜에서 개별 태양광 발전기의 생산 전력 데이터를 수집할 경우 활용할 수 있는 수단이 증가한다는 장점이 있다. 즉, 실시간 모니터링을 통해 특정 태양광 발전기의 고장을 확인할 수 있어 기존에 태양광 발전기를 인력으로 점검하는 방식을 대체할 수 있다. 또한 모든 태양광 발전기의 데이터를 수집해 빅데이터를 활용하여 효율 분석 등 추가적인 가치를 창출할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 측정 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 병렬로 연결했을 경우, 각 태양광 발전기와 식별자 변조부의 연결을 보여주는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 병렬로 연결했을 경우, 식별자 변조부의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 직렬로 연결했을 경우, 각 태양광 발전기와 식별자 변조부의 연결을 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 직렬로 연결했을 경우, 식별자 변조부의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식별자 복조부의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 명세서에서 개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시에서 제안하고자 하는 실시예는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 실시예들의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 개시된 실시예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 상세한 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 개별 태양광 발전기의 전력 측정을 위해 생산 전력을 변조하고 단일 노드에서 복조하는 방법을 제시한다. 개별 태양광 발전기의 전력 변조는 전력 측정 장치 및 통신 장치 대비 비교적 비용 부담이 적은 소자를 사용한다. 또한 단일 노드에서 개별 태양광 발전기의 전력을 분석하기 때문에 하나의 전력 측정 장치와 통신 장치만을 사용한다.
이를 위해 개별 태양광 발전기의 생산 전력 변조는 진폭과 주파수를 기반으로 이루어지고, 전력 정보를 해석하기 위해 주파수 영역에서 분석한다.
본 발명에서는 동일 시간에 복수의 주파수가 존재할 경우, 푸리에 변환 및 필터를 통해 원하는 주파수 성분을 추출할 수 있는 주파수 특성을 활용한다. 개별 태양광 발전기가 생산한 전력의 일부를 분배하여 고유의 주파수 대역을 부여하고, 전압 또는 전류의 크기만큼 주파수의 진폭을 비례시켜 증가시킨다. 최종적으로 단일 노드에서 원하는 주파수 성분의 전압 또는 전류의 진폭을 분석할 수 있다.
태양광 발전기는 직렬로 연결할 경우 전체 전류가 최소 전류를 출력하는 태양광 발전기의 전류에 수렴하고, 병렬로 연결할 경우 전체 전압이 최소 전압을 출력하는 태양광 발전기의 전압에 수렴한다. 이를 해결하기 위해 주파수 영역에서 전류를 해석할 수 없을 경우, ICO(Current Control Oscillator)를 활용해 전압의 주파수를 시프트하고, 전압을 해석할 수 없을 경우, VCO(Voltage Control Oscillator)를 활용해 전류의 주파수를 시프트한다.
변조된 신호의 진폭 성분을 분석하기 위해 BPF(Band Pass Filter)를 사용하여 특정 주파수 대역의 성분만 통과한다. BPF를 통해 필터링된 데이터에서 특정 주파수 대역의 진폭 성분을 확인할 수 있다. 수집된 전력 데이터는 디지털 기반이므로 디지털 필터인 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 사용한다.
변조된 신호의 주파수 성분을 분석하기 위해 입력 신호를 주파수 영역으로 변환한다. 본 발명의 시스템에서 전력 정보 수집은 디지털 기반으로 이루어지기 때문에 DFT(Discrete Fourier Transform)을 기반으로 주파수 성분을 분석한다. 주파수 성분은 전압 또는 전류를 의미하므로 각 시간에 따른 주파수 값을 분석해야 한다. 하지만 일반적인 DFT는 일정 시간 범위에 대한 주파수 성분만을 분석하므로 시간에 따라 변화하는 주파수의 값을 알 수 없다. 따라서 STFT(Short Time Fourier Transform)을 통해 일정 시간의 구간을 나누어 각 구간의 주파수 성분을 분석한다.
이를 통해 단일 노드에서 직렬 및 병렬 구분 없이 개별 태양광 발전기의 전압과 전류를 해석할 수 있으며, 마찬가지로 전력 또한 해석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 측정 시스템의 전체적인 구성도로서, PV 팜(Farm)(100)에서 개별의 태양광 발전기에 대한 전력을 측정하기 위한 전력 측정 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전력 측정 시스템은 PV 팜(Farm)(100), ESS(Energy Storage System)(110), 식별자 변조부(200), 식별자 복조부(300), PV 팜(Farm) DB(Database)(400)를 포함한다.
PV 팜(100)은 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전기들의 집합이다.
ESS(110)는 PV 팜(100)의 태양광 발전기가 생산한 전력을 저장하는 역할을 한다.
식별자 변조부(200)는 PV 팜(100)의 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 단일 노드에서 해석할 수 있도록, 주파수 특성을 기반으로 전력의 일부를 변조하고 식별자를 부여한다.
식별자 복조부(300)는 식별자 변조부(200)에서 변조한 신호를 단일 노드에서 해석하여, 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 측정한다.
PV 팜 DB(400)는 식별자 복조부(300)에서 해석한 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 저장하는 역할을 한다.
PV 팜(Farm)(100)에서 생성된 전력은 ESS(Energy Storage System)(110)에 저장된다.
PV 팜(Farm)(100)의 태양광 발전기가 식별자 변조부(200)와 연결되어 발전량의 일부를 특정 주파수로 발진하고, 식별자 복조부(300)에서 주파수를 분석한다.
식별자 변조부(200)는 개별 태양광 발전기에 대한 일정 주파수 대역을 할당한다.
본 발명에서 식별자 변조부(200)는 단일 노드에서 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 측정하기 위해 전력을 특정 주파수 대역만큼 발진하고, 식별자 복조부(300)에서 전력량을 산출할 수 있도록 특정 진폭과 주파수를 조절하여 발진한다.
식별자 복조부(300)는 개별 태양광 발전기에 대한 발전량을 해석할 수 있다.
식별자 복조부(300)에서 해석된 개별 태양광 발전기의 발전 정보는 PV 팜(Farm) DB(400)에 저장된다.
본 발명의 일 실시예에서 식별자 변조부(200)는 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 일정한 비율로 분배하기 위한 전력 분배부, 상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진시키기 위한 발진부, 상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력과 상기 발진부에서 발진한 전력을 결합하기 위한 전력 결합부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 PV 팜(100)의 각 태양광 발전기와 식별자 변조부(200)가 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다. 이때, PV 팜(100)의 각 태양광 발전기와 식별자 변조부(200)가 병렬로 연결된 경우에는 발진부로 VCO(Voltage Control Oscillator)가 사용되고, 직렬로 연결된 경우에는 발진부로 ICO(Current Control Oscillator)가 사용될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도면과 함께 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 병렬로 연결했을 경우, 각 태양광 발전기와 식별자 변조부의 연결을 보여주는 블럭도이다. 즉, 도 2는 태양광 발전기와 식별자 변조부(200)가 병렬로 연결되었을 경우의 연결을 보여주는 블록도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 각 태양광 발전기(101, 102, 103, 104)는 각각의 식별자 변조부(201, 202, 203, 204)와 병렬로 연결된다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 병렬로 연결했을 경우, 식별자 변조부의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 3은 태양광 발전기가 병렬로 연결되었을 경우, 식별자 변조부(200)의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 태양광 발전기는 식별자 변조부(200)의 전력 분배부(210)과 연결된다. 전력 분배부(210)는 태양광 발전기가 생성한 전력을 일정한 비율로 분배한다. 전력 분배부(210)에서 분배된 전력의 한 쪽은 전력 결합부(230)로 송전하고, 다른 한 쪽은 VCO(Voltage Control Oscillator)(220)로 송전한다. VCO(220)는 분배된 일정 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진하여 전력 결합부(230)로 송전한다.
VCO(220)는 각각의 태양광 발전기마다 일정 주파수 대역만큼 주파수를 발진할 수 있다.
VCO(220)에서 발진한 전류의 진폭은 태양광 발전기의 전류로 나타낼 수 있고, 발진한 전류의 주파수 대역은 태양광 발전기의 전압으로 나타낼 수 있다.
VCO(220)는 전압의 크기만큼 전류의 주파수를 시프트하고 전류의 크기만큼 전류의 진폭이 비례하여 증가하도록 한다.
VCO(220)는 전력 분배부(210)에서 분배된 일부 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진하되, 전압의 크기만큼 전류의 주파수를 시프트하고 전류의 크기만큼 전류의 진폭이 비례하여 증가하도록 발진한다.
전력 결합부(230)는 전력 분배부(210)로부터 분배된 전력을 다시 결합한다.
식별자 복조부(300)는 각 태양광 발전기의 전력 정보를 분석하기 위하여 진폭과 주파수 시프트를 통해 전력 데이터를 복조한다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 직렬로 연결했을 경우, 각 태양광 발전기와 식별자 변조부의 연결을 보여주는 블럭도이다. 즉, 도 4는 태양광 발전기와 식별자 변조부(200)가 직렬로 연결되었을 경우의 연결을 보여주는 블록도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 각 태양광 발전기(101, 102, 103, 104)는 각각의 식별자 변조부(201, 202, 203, 204)와 직렬로 연결된다.
도 4를 참조하면, 각 태양광 발전기가 각 식별자 변조부로 송신하고, 각 식별자 변조부는 다음 태양광 발전기로 송신하며, 마지막 식별자 변조부를 통해 전력을 공급하는 구조이다. 예를 들어, 태양광 발전기(101)가 식별자 변조부(201)로 송신하고, 식별자 변조부(201)는 다음 태양광 발전기(102)로 송신하는 식이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 태양광 발전기를 직렬로 연결했을 경우, 식별자 변조부의 구성을 보여주는 블럭도이다. 즉, 도 5는 태양광 발전기가 식별자 변조부(200)와 직렬로 연결되었을 경우의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 태양광 발전기는 식별자 변조부(200)의 전력 분배부(210)과 연결된다. 전력 분배부(210)는 태양광 발전기가 생성한 전력을 일정한 비율로 분배한다. 전력 분배부(210)에서 분배된 전력의 한 쪽은 전력 결합부(230)로 송전하고, 다른 한 쪽은 ICO(Current Control Oscillator)(240)로 송전한다. ICO(240)는 분배된 일정 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진하여 전력 결합부(230)로 송전한다.
ICO(240)에서 발진한 전압 진폭은 태양광 발전기의 전압으로 나타낼 수 있고, 발진한 전압의 주파수 대역은 태양광 발전기의 전류로 나타낼 수 있다.
ICO(240)는 전류의 크기만큼 전압의 주파수를 시프트하고 전압의 크기만큼 전압의 진폭이 비례하여 증가하도록 한다.
ICO(240)는 전력 분배부(210)에서 분배된 일부 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진하되, 전류의 크기만큼 전압의 주파수를 시프트하고 전압의 크기만큼 전압의 진폭이 비례하여 증가하도록 발진한다.
전력 결합부(230)는 전력 분배부(210)로부터 분배된 전력을 다시 결합한다.
식별자 복조부(300)는 각 태양광 발전기의 전력 정보를 분석하기 위하여 진폭과 주파수 시프트를 통해 전력 데이터를 복조한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식별자 복조부의 구성을 보여주는 블록도이다. 즉, 도 6은 식별자 변조부(200)에서 변조된 주파수를 해석하기 위한 식별자 복조부(300)의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 식별자 복조부(300)는 전력 측정부(310), STFT(Short Time Fourier Transform)(320), 주파수 해석부(330), FIR(Finite Impulse Response) 필터(340), 진폭 해석부(350), 전력 데이터 분석부(360), 전력 데이터 송신부(370)를 포함한다.
전력 측정부(310)는 식별자 변조부(200)에서 변조된 신호를 이용하여 태양광 발전기가 생산한 전압 및 전류를 포함하는 전력 데이터를 측정하는 역할을 한다.
STFT(320)는 전력 측정부(310)에서 측정된 전력 데이터를 각 시간에 대한 주파수 영역으로 변환하는 역할을 한다.
주파수 해석부(330)는 STFT(320)에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터를 통해 주파수 성분을 해석한다.
FIR 필터(340)는 STFT(320)에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터에서 특정 태양광 발전기에 대한 정보를 추출하는 역할을 한다.
진폭 해석부(350)는 FIR 필터(340)를 통해 특정 태양광 발전기에 대한 진폭 정보를 해석한다.
전력 데이터 분석부(360)는 주파수 해석부(330)에서 해석된 주파수 성분과 진폭 해석부(350)에서 해석된 진폭 크기를 통해 각 태양광 발전기에 대한 전력 정보를 분석한다.
전력 데이터 송신부(370)는 전력 데이터 분석부(360)에서 분석된 각 태양광 발전기에 대한 전력 데이터를 PV 팜 DB(400)로 송신하는 역할을 한다.
전력 측정부(310)는 식별자 변조부(200)를 통해 변조된 신호를 포함하여, PV 팜(Farm)(100)에서 발전한 전력의 전압과 전류를 측정한다.
식별자 복조부(300)의 전력 측정부(310)로부터 측정된 전압과 전류는 STFT(320)를 통해 시간에 따른 주파수 성분을 분석한다.
STFT(320)를 통해 분석된 주파수 성분으로 주파수 해석부(330)에서는 각 시간에 따라 어떤 주파수가 발진이 되었는지 알 수 있다. 여기서 주파수 특성에 따라 동시에 다른 주파수 성분이 있을 경우, 이를 구분할 수 있다. 예를 들어, Spectrogram을 통해 시간에 따른 개별 주파수를 dB로 구분할 수 있다.
주파수 해석부(330)는 주파수 성분이 전압일 경우 직렬 연결된 각 태양광 발전기의 전류로 분류하고, 주파수 성분이 전류일 경우 병렬 연결된 각 태양광 발전기의 전압으로 분류한다.
식별자 변조부(200)에서 할당된 주파수 대역과 주파수 해석부(330)에서 해석된 주파수 성분을 통해 전류와 전압의 크기를 알 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전기 병렬 연결시, 어떤 태양광 발전기에 장착된 식별자 복조부의 VCO 주파수 변조 대역이 10kHz에서 20kHz이고, 전압의 범위가 0V에서 12V일 경우, 10kHz는 0V이고 20kHz는 12V로 주파수가 증가함에 따라 전압도 선형적으로 증가한다. 본 예시에서 설정한 VCO의 주파수 대역 10kHz, 20kHz는 발명의 설명을 위한 것으로 실제 VCO의 주파수 대역을 kHz 단위로 제한하지 않는다.
STFT(320)을 통해 분석된 주파수 성분에 대한 정보는 FIR 필터(340)를 통해 일정 대역만을 통과할 수 있다.
FIR 필터(340)의 통과 대역을 식별자 변조부(200)의 주파수 발진 대역으로 설정하면, 식별자 변조부(200)에 연결된 태양광 발전기의 전압 또는 전류에 대한 정보를 알 수 있다.
FIR 필터(340)를 통과한 주파수 성분은 진폭 해석부(350)를 통해 진폭의 크기를 알 수 있다.
진폭 해석부(350)을 통해 해석된 진폭이 전압일 경우 직렬 연결된 각 태양광 발전기의 전압을 의미하고, 전류일 경우 병렬 연결된 각 태양광 발전기의 전류를 의미한다. 즉, 진폭 해석부(350)를 통해 해석된 진폭의 크기로 전압과 전류의 크기를 알 수 있다.
주파수 해석부(330)와 진폭 해석부(350)를 통해 각 태양광 발전기의 전압과 전류를 알 수 있고, 이를 통해 전력 데이터 분석부(360)에서는 각 태양광 발전기가 발전한 전력을 산출할 수 있다.
전력 데이터 분석부(360)에서 산출된 각 태양광 발전기의 발전 전력량은 전력 데이터 송신부(370)를 통해 PV 팜(Farm) DB(400)로 저장된다.
본 발명에서 식별자 변조부(200)과 식별자 복조부(300)에 의한 변·복조 과정은 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.
태양광 발전기가 생산한 전력을 식별자 변조부가 변조하는 과정은 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure 112020073572268-pat00084
여기서,
Figure 112020073572268-pat00085
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 식별자 변조부에 의해 변조된 값이고,
Figure 112020073572268-pat00086
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배된 후 발진되지 않은 값이고,
Figure 112020073572268-pat00087
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통해 발진된 값이다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 식별자 변조부에 의해 변조된 값(
Figure 112020073572268-pat00088
)은 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고, 한 편은 발진되지 않은 값(
Figure 112020073572268-pat00089
), 다른 한 편은 발진기를 통해 발진된 값(
Figure 112020073572268-pat00090
)의 합으로 결정된다.
[수학식 2]
Figure 112020073572268-pat00091
여기서,
Figure 112020073572268-pat00092
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통해 발진된 값이고,
Figure 112020073572268-pat00093
는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감쇠되는 진폭의 비이다.
Figure 112020073572268-pat00094
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통과하기 전의 값이다.
Figure 112020073572268-pat00095
는 단위 시간 t에서 k번째 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 파형의 주파수다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통해 발진된 값(
Figure 112020073572268-pat00096
)은 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통과하기 전의 값(
Figure 112020073572268-pat00097
)이 발진기에 의해 발진된 값으로 결정된다.
발진된 파형의 주파수는
Figure 112020073572268-pat00098
로 VCO와 ICO의 특성에 의해 일정 주파수 대역을 가지며 시간에 따라 변화한다.
발진기에 의해 발진된 파형의 최대 진폭은 입력 전력의 크기에 비해 일정 비율로 감소되며, 그 감소폭은 발진기의 감소비율(
Figure 112020073572268-pat00099
)에 의해 결정된다.
[수학식 3]
Figure 112020073572268-pat00100
Figure 112020073572268-pat00101
는 단위 시간 t에서 k번째 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 파형의 주파수다.
Figure 112020073572268-pat00102
는 k번째 식별자 복조기의 주파수 대역에서 최소 주파수다.
Figure 112020073572268-pat00103
는 k번째 식별자 복조부에서 ICO의 이득을 나타내는 고유상수이다.
Figure 112020073572268-pat00104
는 k번째 식별자 복조부에서 VCO의 이득을 나타내는 고유상수이다.
Figure 112020073572268-pat00105
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전류 값이다.
Figure 112020073572268-pat00106
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전압 값이다.
단위 시간 t에서 k번째 식별자 변조부가 발진하는 파형의 주파수(
Figure 112020073572268-pat00107
)는 직렬일 경우 전류, 병렬일 경우 전압의 크기에 따라 조절이 가능하다.
k번째 식별자 복조부는 고유 주파수 대역을 할당받으며 해당 대역폭 내에서 주파수를 발진한다. k번째 식별자 복조부가 발진하는 주파수(
Figure 112020073572268-pat00108
)는 최소 주파수(
Figure 112020073572268-pat00109
)에서 직렬일 경우 전류의 크기(
Figure 112020073572268-pat00110
), 병렬일 경우 전압의 크기(
Figure 112020073572268-pat00111
)에 따라 선형적으로 증가한다. 발진되는 주파수는 직렬일 경우 ICO의 이득(
Figure 112020073572268-pat00112
)과 전류의 크기(
Figure 112020073572268-pat00113
)의 곱, 병렬일 경우 VCO의 이득(
Figure 112020073572268-pat00114
)과 전압의 크기(
Figure 112020073572268-pat00115
)의 곱에 따라 결정된다.
[수학식 4]
Figure 112020073572268-pat00116
Figure 112020073572268-pat00117
는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비이다.
Figure 112020073572268-pat00118
는 k번째 ICO의 전압 진폭 감소 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00119
는 k번째 VCO의 전류 진폭 감소 비율이다.
발진기는 손실 등의 이유로 입력 전압 대비 발진 진폭이 감소 진폭 비율(
Figure 112020073572268-pat00120
)에 따라 감소한다. 감소되는 진폭의 비율은 직렬일 경우 ICO의 전압 진폭 감소 비율(
Figure 112020073572268-pat00121
)이고, 병렬일 경우 VCO의 전류 진폭 감소 비율(
Figure 112020073572268-pat00122
)이다.
[수학식 5]
Figure 112020073572268-pat00123
Figure 112020073572268-pat00124
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진되지 않은 값이다.
Figure 112020073572268-pat00125
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00126
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값이다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력은 전력 분배부를 통해 일정 비율로 나뉜다. 그 중 한쪽은 전력 손실 최소화를 위해 발진을 하지 않고 일정 비율만큼 감소된 값(
Figure 112020073572268-pat00127
)을 가진다. 전력 분배기에 의해 발진되지 않은 전력(
Figure 112020073572268-pat00128
)은 전력 분배기의 분배 비율(
Figure 112020073572268-pat00129
)에 의해 결정된다.
전력 분배기의 분배 비율(
Figure 112020073572268-pat00130
)이 적을수록 발진기에 의한 발진 손실을 감소시킬 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112020073572268-pat00131
Figure 112020073572268-pat00132
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부에 의해 발진되기 전의 값이다.
Figure 112020073572268-pat00133
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00134
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값이다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력은 전력 분배부를 통해 일정 비율로 나뉜다. 그 중 한쪽은 발진기에 의해 발진되며, 전력 분배부에 의해 일정 비율만큼 감소된 값(
Figure 112020073572268-pat00135
)을 가진다. 전력 분배기에 의해 발진되지 않은 전력(
Figure 112020073572268-pat00136
)은 전력 분배기의 분배 비율(
Figure 112020073572268-pat00137
)에 의해 결정된다.
[수학식 7]
Figure 112020073572268-pat00138
Figure 112020073572268-pat00139
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00140
는 k번째 전력 분배기의 전압 분배 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00141
는 k번째 전력 분배기의 전류 분배 비율이다.
[수학식 8]
Figure 112020073572268-pat00142
Figure 112020073572268-pat00143
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값이다.
Figure 112020073572268-pat00144
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이다.
Figure 112020073572268-pat00145
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기이다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값(
Figure 112020073572268-pat00146
)은 직렬일 경우 전압의 크기(
Figure 112020073572268-pat00147
), 병렬일 경우 전류의 크기(
Figure 112020073572268-pat00148
)이다.
[수학식 9]
Figure 112020073572268-pat00149
Figure 112020073572268-pat00150
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 크기이다.
Figure 112020073572268-pat00151
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이다.
Figure 112020073572268-pat00152
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기이다.
식별자 복조부에서 식별자 변조부가 변조한 태양광 발전기의 생산 전력을 해석하는 과정은 다음과 같다.
[수학식 10]
Figure 112020073572268-pat00153
Figure 112020073572268-pat00154
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량이다.
Figure 112020073572268-pat00155
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량이다.
단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전략량(
Figure 112020073572268-pat00156
)은 식별자 복조부를 통해 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량(
Figure 112020073572268-pat00157
)을 통해 분석될 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112020073572268-pat00158
Figure 112020073572268-pat00159
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량이다.
Figure 112020073572268-pat00160
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압이다.
Figure 112020073572268-pat00161
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전류이다.
식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량(
Figure 112020073572268-pat00162
)은 식별자 복조부가 해석한 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기(
Figure 112020073572268-pat00163
)과 전류의 크기(
Figure 112020073572268-pat00164
)로 인해 결정된다.
[수학식 12]
Figure 112020073572268-pat00165
Figure 112020073572268-pat00166
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기이다.
Figure 112020073572268-pat00167
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이다.
Figure 112020073572268-pat00168
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수이다.
식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 변조부가 변조한 전력의 전압(
Figure 112020073572268-pat00169
)은 직렬일 경우 식별자 복조부에서 해석한 진폭(
Figure 112020073572268-pat00170
), 병렬일 경우 식별자 복조부에서 해석한 주파수(
Figure 112020073572268-pat00171
)로 인해 결정된다.
[수학식 13]
Figure 112020073572268-pat00172
Figure 112020073572268-pat00173
는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기이다.
Figure 112020073572268-pat00174
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이다.
Figure 112020073572268-pat00175
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수이다.
식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 변조부가 변조한 전력의 전압(
Figure 112020073572268-pat00176
)은 직렬일 경우 식별자 복조부에서 해석한 주파수(
Figure 112020073572268-pat00177
), 병렬일 경우 식별자 복조부에서 해석한 진폭(
Figure 112020073572268-pat00178
)으로 인해 결정된다.
[수학식 14]
Figure 112020073572268-pat00179
Figure 112020073572268-pat00180
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 해석한 진폭이다.
Figure 112020073572268-pat00181
은 식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터이다.
Figure 112020073572268-pat00182
은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이다.
Figure 112020073572268-pat00183
는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비이다.
Figure 112020073572268-pat00184
는 k번째 태양광 발전기에서 생산된 전력량이 변·복조에 의해 감소된 감소 비율이다.
단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 해석한 진폭(
Figure 112020073572268-pat00185
)은 수집된 전력 데이터에서 FIR 필터를 통해 경우 구할 수 있다. k번째 태양광 발전기에 해당하는 진폭을 구하기 위해 k번 식별자 복조부의 주파수 대역에 맞는 FIR LPF를 설계하여 통과하면 원하는 주파수 대역의 데이터를 구할 수 있다.
식별자 변조 과정에서 진폭에 대한 감소 비율(
Figure 112020073572268-pat00186
,
Figure 112020073572268-pat00187
)과 주파수 영역으로 변환·역변환을 하는 과정에서의 손실 비율(
Figure 112020073572268-pat00188
)이 있기 때문에, 필터링된 데이터를 감소된 만큼 증가시킨다.
[수학식 15]
Figure 112020073572268-pat00189
Figure 112020073572268-pat00190
은 식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터이다.
Figure 112020073572268-pat00191
는 단위 샘플 범위 m에서 주파수 영역에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터이다.
식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터(
Figure 112020073572268-pat00192
)는 STFT를 통해 일정 시간 단위로 주파수 영역으로 변환된 수집 데이터가 k번째 FIR BRF를 통과한 데이터를 역 STFT 변환을 하여 구할 수 있다.
[수학식 16]
Figure 112020073572268-pat00193
Figure 112020073572268-pat00194
는 주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터이다.
Figure 112020073572268-pat00195
는 k번째의 식별자 복조부에 할당한 주파수 대역에 해당하는 FIR BPF이다.
Figure 112020073572268-pat00196
는 수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터이다.
주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터(
Figure 112020073572268-pat00197
)는 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 수집 데이터(
Figure 112020073572268-pat00198
)와 k번째의 FIR BPF(
Figure 112020073572268-pat00199
)를 통해 구할 수 있다.
[수학식 17]
Figure 112020073572268-pat00200
Figure 112020073572268-pat00201
는 수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터이다.
Figure 112020073572268-pat00202
는 단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터이다.
STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 수집 데이터(
Figure 112020073572268-pat00203
)는 전력 측정부에서 수집된 데이터(
Figure 112020073572268-pat00204
)를 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환하여 구할 수 있다.
[수학식 18]
Figure 112020073572268-pat00205
Figure 112020073572268-pat00206
는 단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터이다.
Figure 112020073572268-pat00207
는 단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합이다.
[수학식 19]
Figure 112020073572268-pat00208
Figure 112020073572268-pat00209
는 단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합이다.
Figure 112020073572268-pat00210
는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 식별자 변조부에 의해 변조된 값이다.
[수학식 20]
Figure 112020073572268-pat00211
Figure 112020073572268-pat00212
은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수이다.
Figure 112020073572268-pat00213
은 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram이다.
식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수(
Figure 112020073572268-pat00214
)는 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram(
Figure 112020073572268-pat00215
)에서 최대의 dB을 가진 주파수이다.
[수학식 21]
Figure 112020073572268-pat00216
Figure 112020073572268-pat00217
은 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram이다.
Figure 112020073572268-pat00218
는 주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터이다.
신호를 주파수 영역으로 변환할 경우 시간에 대한 주파수 성분을 알 수 없게 된다. 주파수 성분을 STFT를 통해 일정 구간만 변환하면 샘플 범위 m에서의 주파수 성분(
Figure 112020073572268-pat00219
)을 나타낼 수 있다.
신호를 주파수 영역으로 변환할 경우 단위 샘플 범위 m에서 복수의 주파수 성분이 동시에 나타날 수 있다. 이를 구분하기 위해 각 주파수를 dB로 표현하는 spectrogram을 사용한다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 PV 팜 200 식별자 변조부
300 식별자 복조부 400 PV 팜 DB
110 ESS

Claims (23)

  1. 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전기들의 집합인 PV 팜(Farm);
    상기 PV 팜의 태양광 발전기가 생산한 전력을 저장하기 위한 ESS(Energy Storage System);
    상기 PV 팜의 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 단일 노드에서 해석할 수 있도록, 주파수 특성을 기반으로 전력의 일부를 변조하고 식별자를 부여하기 위한 식별자 변조부;
    상기 식별자 변조부에서 변조한 신호를 단일 노드에서 해석하여, 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 측정하기 위한 식별자 복조부; 및
    상기 식별자 복조부에서 해석한 각 태양광 발전기의 생산 전력량을 저장하기 위한 PV 팜 DB를 포함하며,
    상기 식별자 변조부는,
    상기 각 태양광 발전기가 생산하는 전력을 일정한 비율로 분배하기 위한 전력 분배부;
    상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력을 일정 주파수 대역만큼 발진시키기 위한 발진부;
    상기 전력 분배부에서 분배된 일부 전력과 상기 발진부에서 발진한 전력을 결합하기 위한 전력 결합부
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 식별자 복조부는,
    상기 식별자 변조부에서 변조된 신호를 이용하여 태양광 발전기가 생산한 전압 및 전류를 포함하는 전력 데이터를 측정하기 위한 전력 측정부;
    상기 전력 측정부에서 측정된 전력 데이터를 각 시간에 대한 주파수 영역으로 변환하기 위한 STFT(Short Time Fourier Transform);
    상기 STFT에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터를 통해 주파수 성분을 해석하기 위한 주파수 해석부;
    상기 STFT에서 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터에서 특정 태양광 발전기에 대한 정보를 추출하기 위한 FIR(Finite Impulse Response) 필터;
    상기 FIR 필터를 통해 특정 태양광 발전기에 대한 진폭 정보를 해석하기 위한 진폭 해석부;
    상기 주파수 해석부에서 해석된 주파수 성분과 상기 진폭 해석부에서 해석된 진폭 크기를 통해 각 태양광 발전기에 대한 전력 정보를 분석하는 전력 데이터 분석부; 및
    상기 전력 데이터 분석부에서 분석된 각 태양광 발전기에 대한 전력 데이터를 상기 PV 팜 DB로 송신하기 위한 전력 데이터 송신부
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    Figure 112022008485463-pat00220
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배된 후 발진되지 않은 값이고,
    Figure 112022008485463-pat00221
    는 단위 시간 t에서 k번 째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통해 발진된 값일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부가 변조한 전력
    Figure 112022008485463-pat00222
    을
    Figure 112022008485463-pat00223
    (수학식 1)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00224
    는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감쇠되는 진폭의 비이고,
    Figure 112020073572268-pat00225
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기를 통과하기 전의 값이고,
    Figure 112020073572268-pat00226
    는 단위 시간 t에서 k번째 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 파형의 주파수일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 복조부의 발진기가 발진한 전력
    Figure 112020073572268-pat00227
    을
    Figure 112020073572268-pat00228
    (수학식 2)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00229
    는 k번째 식별자 복조기의 주파수 대역에서 최소 주파수이고,
    Figure 112020073572268-pat00230
    는 k번째 식별자 복조부에서 ICO의 이득을 나타내는 고유상수이고,
    Figure 112020073572268-pat00231
    는 k번째 식별자 복조부에서 VCO의 이득을 나타내는 고유상수이고,
    Figure 112020073572268-pat00232
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전류 값이고,
    Figure 112020073572268-pat00233
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전하는 전력의 전압 값일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기에 대해 식별자 복조부의 발진기가 발진하는 주파수의 크기
    Figure 112020073572268-pat00234
    를
    Figure 112020073572268-pat00235
    (수학식 3)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00236
    는 k번째 ICO의 전압 진폭 감소 비율이이고,
    Figure 112020073572268-pat00237
    는 k번째 VCO의 전류 진폭 감소 비율일 때,
    k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비
    Figure 112020073572268-pat00238
    를
    Figure 112020073572268-pat00239
    (수학식 4)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00240
    은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
    Figure 112020073572268-pat00241
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부로부터 분배되고 발진기로부터 발진되지 않은 전력
    Figure 112020073572268-pat00242
    을
    Figure 112020073572268-pat00243
    (수학식 5)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00244
    은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
    Figure 112020073572268-pat00245
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 전력 분배부에 의해 발진되기 전의 전력
    Figure 112020073572268-pat00246
    를
    Figure 112020073572268-pat00247
    (수학식 6)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00248
    는 k번째 전력 분배기의 전압 분배 비율이고,
    Figure 112020073572268-pat00249
    는 k번째 전력 분배기의 전류 분배 비율일 때,
    k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율
    Figure 112020073572268-pat00250
    을
    Figure 112020073572268-pat00251
    (수학식 7)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00252
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이고,
    Figure 112020073572268-pat00253
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 값
    Figure 112020073572268-pat00254
    를
    Figure 112020073572268-pat00255
    (수학식 8)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00256
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전압 크기이고,
    Figure 112020073572268-pat00257
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 전류 크기일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력의 크기
    Figure 112020073572268-pat00258
    를
    Figure 112020073572268-pat00259
    (수학식 9)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00260
    은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량일 때,
    단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량
    Figure 112020073572268-pat00261
    를
    Figure 112020073572268-pat00262
    (수학식 10)
    로 나타낼 수 있고,
    Figure 112020073572268-pat00263
    는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압이고,
    Figure 112020073572268-pat00264
    는 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전류일 때,
    식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력량
    Figure 112020073572268-pat00265
    를
    Figure 112020073572268-pat00266
    (수학식 11)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00267
    은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이고,
    Figure 112020073572268-pat00268
    은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수일 때,
    식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기
    Figure 112020073572268-pat00269
    를
    Figure 112020073572268-pat00270
    (수학식 12)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00271
    은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 진폭이고,
    Figure 112020073572268-pat00272
    은 식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수일 때,
    식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전압의 크기
    Figure 112020073572268-pat00273
    를
    Figure 112020073572268-pat00274
    (수학식 13)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00275
    은 식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터이고,
    Figure 112020073572268-pat00276
    은 k번째 식별자 복조부에서 전력 분배기의 전력 분배 비율이고,
    Figure 112020073572268-pat00277
    는 k번째 태양광 발전기에서 발진기를 통해 발진했을 경우 감소되는 진폭의 비이고,
    Figure 112020073572268-pat00278
    는 k번째 태양광 발전기에서 생산된 전력량이 변·복조에 의해 감소된 감소 비율일 때,
    식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 해석한 진폭
    Figure 112020073572268-pat00279
    를
    Figure 112020073572268-pat00280
    (수학식 14)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00281
    는 단위 샘플 범위 m에서 주파수 영역에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터일 때,
    식별자 복조부에서 FIR 필터를 통해 필터링 된 단위 샘플 n에서 k번째 태양광 발전기의 전력 데이터
    Figure 112020073572268-pat00282
    를
    Figure 112020073572268-pat00283
    (수학식 15)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00284
    는 k번째의 식별자 복조부에 할당한 주파수 대역에 해당하는 FIR BPF이고,
    Figure 112020073572268-pat00285
    는 수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터일 때,
    주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터
    Figure 112020073572268-pat00286
    를
    Figure 112020073572268-pat00287
    (수학식 16)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00288
    는 단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터일 때,
    수집된 전력 데이터가 STFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 전력 데이터
    Figure 112020073572268-pat00289
    를
    Figure 112020073572268-pat00290
    (수학식 17)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00291
    는 단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합일 때,
    단위 샘플 n에서 식별자 복조부의 전력 측정부에서 측정한 전력 데이터
    Figure 112020073572268-pat00292
    를
    Figure 112020073572268-pat00293
    (수학식 18)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00294
    는 단위 시간 t에서 k번째 태양광 발전기가 발전한 전력이 식별자 변조부에 의해 변조된 값일 때,
    단위 시간 t에서 모든 태양광 발전기에 대해 식별자 변조부에서 변조한 전력 데이터의 합
    Figure 112020073572268-pat00295
    를
    Figure 112020073572268-pat00296
    (수학식 19)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  22. 청구항 21에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00297
    은 단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram일 때,
    식별자 복조부에서 해석된 단위 샘플 n에서 k번째 식별자 복조부가 변조한 주파수
    Figure 112020073572268-pat00298
    를
    Figure 112020073572268-pat00299
    (수학식 20)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서,
    Figure 112020073572268-pat00300
    는 주파수 영역 내 단위 샘플 범위 m에서 수집된 데이터가 k번째 FIR BPF를 통과한 데이터일 때,
    단위 샘플 n에서 모든 주파수에 대한 dB를 알기 위한 spectrogram
    Figure 112020073572268-pat00301
    를
    Figure 112020073572268-pat00302
    (수학식 21)
    로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 PV 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템.
KR1020200087433A 2020-07-15 2020-07-15 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템 KR102396454B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200087433A KR102396454B1 (ko) 2020-07-15 2020-07-15 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200087433A KR102396454B1 (ko) 2020-07-15 2020-07-15 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220009118A KR20220009118A (ko) 2022-01-24
KR102396454B1 true KR102396454B1 (ko) 2022-05-09

Family

ID=80049870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200087433A KR102396454B1 (ko) 2020-07-15 2020-07-15 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102396454B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100930132B1 (ko) * 2009-03-10 2009-12-08 ㈜코리아에너텍 모니터링 기능이 구비된 태양광 접속반
JP2018007382A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 国立大学法人 東京大学 太陽光ストリングにおける電流信号の送信装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070038068A (ko) * 2007-03-13 2007-04-09 (주)이안테크놀로지 태양에너지 이용 설비의 설치 최적화 시스템
KR101440984B1 (ko) 2012-07-19 2014-09-17 한국교통연구원 전력 에너지 저장 시스템, 전력 에너지 저장 방법, 전기차 충전용 전력 제공 시스템, 및 전기차 충전용 전력의 과금 방법 및 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100930132B1 (ko) * 2009-03-10 2009-12-08 ㈜코리아에너텍 모니터링 기능이 구비된 태양광 접속반
JP2018007382A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 国立大学法人 東京大学 太陽光ストリングにおける電流信号の送信装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220009118A (ko) 2022-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107132027B (zh) 光器件宽带频率响应值的测量方法及装置
CN102305891B (zh) 一种电力系统低频振荡在线监测方法
CN102798750B (zh) 一种电光调制器的半波电压的测量方法及测量系统
CN106685871A (zh) 一种iq调制器的控制方法及系统
CN103759841A (zh) 激光器频率稳定度测试装置
CN106959388B (zh) 一种基于光学频率梳的微波频率测量方法及装置
CN104655185B (zh) 一种基于强度调制探测光的相干布里渊光时域分析传感系统
CN105229984A (zh) 易位调制系统、方法和设备
CN102323480A (zh) 一种基于Hilbert-Huang变换的电能质量分析方法
CN107782972B (zh) 一种基于变pwm载波频率的电网阻抗测量方法
CN103823356A (zh) 基于pxi系统的被动型cpt原子钟实验装置及方法
CN109004649A (zh) 一种基于有源阻尼的lcl滤波器谐振抑制装置及方法
CN104243018B (zh) 一种色散测量系统
CN104458650A (zh) 用于测量试样气体的气体成分浓度的气体分析仪和方法
CN103229062A (zh) 总谐波失真的测量方法
CN102368384A (zh) 一种语音模块测试方法及语音模块测试设备
CN105547654A (zh) 一种基于光双边带调制的光器件测量方法及测量系统
KR102396454B1 (ko) 진폭 및 주파수 변조를 통한 pv 팜에서의 개별 태양광 발전기 전력 측정 시스템
CN109150781A (zh) 一种基于k-k相干接收的调制格式识别方法
CN104426606A (zh) 一种光相干接收机时延和相位差测试方法及测试系统
CN111678611B (zh) 基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统和方法
CN106532948B (zh) 分布式电源远程监控系统和方法
CN107255627A (zh) 一种基于级数展开的气体浓度测量方法及其检测装置
CN103512607B (zh) 检波器频率响应测量系统
CN206042005U (zh) 基于宽带矢量信号的测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant