KR102428602B1 - Apparatus and method for automatically monitoring the condition of facilities by integrated management of the data collected from the solar power generation system - Google Patents
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Abstract
일 개시에 의하여 태양광 발전 시스템에 포함된 센서부로부터 기 정해진 주기마다 복수개의 기상 요소를 획득하고, 인버터로부터 인버터 상태 정보를 획득하는 단계, 인버터 상태 정보에 대하여 복수개의 기상 요소 각각을 선형 분석한 결과에 기초하여, 인버터 효율을 모델링할 수 있는 기상 요소를 제 1 매개변수로 선택하는 단계, 제 1 매개변수와 인버터 상태 정보의 선형 상관관계(Correlation)를 이용하여 선형회귀모델을 생성하는 단계, 선형회귀모델을 이용한 모델링 결과에 기초하여 인버터 효율 분석에 따른 잔차(Residue)를 계산하고, 인버터의 효율을 판단하는 기준값으로서 판단 임계값(Threshold)를 설정하는 단계, 및 판단 임계값 및 잔차를 이용하여 태양광 발전 시스템의 이상 상황을 예측하는 단계를 포함하는, 선형회귀모델을 이용하여 태양광 발전에서의 인버터 효율 정보를 도출하는 방법을 제공할 수 있다.According to one disclosure, obtaining a plurality of meteorological elements every predetermined period from a sensor unit included in the photovoltaic system, obtaining inverter state information from an inverter, linearly analyzing each of a plurality of meteorological elements with respect to inverter state information Based on the result, selecting a weather element capable of modeling inverter efficiency as a first parameter, generating a linear regression model using a linear correlation between the first parameter and inverter state information; Calculating the residual according to the inverter efficiency analysis based on the modeling result using the linear regression model, setting a judgment threshold as a reference value for judging the efficiency of the inverter, and using the judgment threshold and the residual Thus, it is possible to provide a method of deriving inverter efficiency information in photovoltaic power generation using a linear regression model, including predicting an abnormal situation of the photovoltaic power generation system.
Description
일 개시에 의하여, 소형화된 임베디드 모듈을 사용하여 태양광 설비 데이터를 모니터링하여 자동으로 유지 및 보수를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.According to one disclosure, an apparatus and method capable of automatically performing maintenance and repair by monitoring photovoltaic equipment data using a miniaturized embedded module are provided.
태양광 발전은 태양으로부터의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 발전 방식이다. 태양광 발전의 핵심은 PN접합 구조를 가진 솔라셀(solar cell)을 가지는 셀 모듈에 있다. 셀모듈에 빛이 조사되어, 외부로부터 광자(photon)가 흡수되면, 광자가 지닌 에너지에 의해 셀모듈 내부에서 전자(electron)와 정공(hole)의 쌍(ehpair)이 생성된다. 이때, 생성된 전자-정공 쌍은 PN접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 N형 반도체로 이동하고 정공은 P형 반도체로 이동해서, 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 된다.Solar power generation is a power generation method that converts light energy from the sun into electrical energy. The core of photovoltaic power generation lies in a cell module having a solar cell with a PN junction structure. When light is irradiated to the cell module and photons are absorbed from the outside, an ehpair of electrons and holes is generated inside the cell module by the energy of the photons. At this time, the generated electron-hole pair moves to the N-type semiconductor and the hole moves to the P-type semiconductor by the electric field generated at the PN junction, and is collected by electrodes on each surface. When a load is connected to an external circuit, the charge collected from each electrode is a current flowing through the load and becomes a source of energy for operating the load.
태양광 발전장치의 품질은 발전효율과 내구성, 안전성 등으로 결정된다고 할 수 있을 것이며 초기 태양광 산업계 관심의 초점은 발전효율을 극대화하는 것에 맞춰져 있었으나 점차 내구성과 안전성 확대에도 관심이 높아지고 있다.It can be said that the quality of solar power generation devices is determined by power generation efficiency, durability, and safety, and the initial focus of the solar industry's attention was on maximizing power generation efficiency, but interest in durability and safety is gradually increasing.
이와 함께 산업 고도화와 기술 발달에 따라 태양광 발전의 유형도 다양해지고 있으며 이로 인해 셀 모듈의 고장에 따른 피해도 갈수록 늘어나고 있다. 특히 대부분의 발전 설비가 옥외, 사람들의 시야 밖에 설치되어 있으므로 고장여부나 청소필요여부를 육안으로밖에 확인할 수 없었기 때문에 선제적인 예방 작업에 나서기 어려운 특성이 있다.At the same time, the types of photovoltaic power generation are diversifying along with industrial advancement and technological development, and as a result, damage caused by cell module failure is also increasing. In particular, since most power generation facilities are installed outdoors and outside the field of view of people, it is difficult to preemptively take preventive actions because it is only possible to check whether there is a malfunction or whether cleaning is necessary with the naked eye.
이를 위해 고장이나 청소시기를 알려주는 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 기술의 예로 태양광 셀 모듈의 작동상태를 무선 통신으로 알려주는 장치가 이용되고 있다.For this purpose, research on a device for notifying a failure or cleaning time is being actively conducted, and an example of such a technology is a device for notifying the operating state of a photovoltaic cell module through wireless communication.
그러나, 일반적으로는 다수개로 이루어진 태양광 셀 모듈들 중 어떠한 셀모듈이 고장이 났는지를 관리자가 직접 일일이 모든 셀 모듈을 확인하여 유지보수해야 함으로써 인력의 비효율성이 증가하고, 관리자의 관리소홀로 셀 모듈을 유지보수하지 못하였을 경우에는 복수의 어레이로 이루어진 태양광 발전장치의 발전효율이 낮아지게 되어 에너지 효율성이 저감되는 문제점이 있었다.However, in general, the inefficiency of manpower increases as the manager has to check and maintain all the cell modules one by one to see which cell module among the photovoltaic cell modules is broken, and the manager's negligence in managing the cell module If the maintenance is not possible, there is a problem in that the energy efficiency is reduced because the power generation efficiency of the photovoltaic device composed of a plurality of arrays is lowered.
일 개시에 의한 기술적 과제는 복수의 태양광 발전 시스템에서 생성되는 모든 데이터를 수집하고, 표준화된 프로토콜로 변환하여 통합적으로 관리 및 저장함으로써, 태양광 설비의 데이터 출력 형태에 관계없이 설비의 상태를 파악하여 적시에 유지보수 여부를 알릴 수 있는 모니터링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The technical task of the disclosure is to collect all data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems, convert it into a standardized protocol, and manage and store it in an integrated way, thereby identifying the status of the facility regardless of the data output form of the photovoltaic facility Thus, it is possible to provide a monitoring device and method capable of notifying maintenance or not in a timely manner.
일 개시에 의하여 적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계, 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하는 단계, 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하는 단계, 및 분류된 상태 데이터를 저장하는 단계를 포함하고, 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계는, 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법을 제공할 수 있다.Acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems including at least two or more different types by one disclosure, converting different protocols of the plurality of state data into a predetermined standard protocol, conversion According to the property of the time at which the state data is acquired, classifying it into any one of a device manufacturer, a device type, a device power generation status, a device power generation status, and a device error status, and storing the classified status data. The step of obtaining the state data of the photovoltaic cell module includes measuring the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature, and outdoor temperature according to the position of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic power generation system, and the photovoltaic cell module Data collected from the photovoltaic system, characterized in that the average output power of each photovoltaic cell module is calculated with respect to the total amount of output power, and fault diagnosis information is obtained according to whether the average output power reaches a reference value It is possible to provide a method for automatically monitoring the status of equipment by managing the equipment in an integrated manner.
일 개시에 의하여, 태양광 발전 시스템의 상태 데이터를 센싱하는 센서부,상태 데이터를 송수신하는 통신부, 적어도 하나의 프로세서, 및 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리를 포함하고, 적어도 하나의 프로세서는, 적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하고, 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하고 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하고, 분류된 상태 데이터를 저장하며, 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치를 제공할 수 있다.According to one disclosure, a sensor unit for sensing state data of a photovoltaic system, a communication unit for transmitting and receiving state data, at least one processor, and instructions for instructing the at least one processor to perform at least one step and a memory for storing the at least one processor, acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems including at least two or more different types, and writing different protocols of the plurality of state data. According to the property of the time when the converted state data is converted into a set standard protocol and acquired, it is classified into any one of the device manufacturer, the device type, the device power generation status, the device power generation status, and the device error status, and the classified status data is stored, Measures the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature, and external temperature according to the location of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic system, and each solar cell module for the total output power It calculates the average output wattage of the photovoltaic module and acquires fault diagnosis information according to whether the average output wattage reaches a reference value. A device for automatic monitoring may be provided.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치는, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 개시된 실시 예에 따른 방법을 수행한다.An apparatus for automatically monitoring the state of a facility by integrally managing the data collected in the photovoltaic power generation system of the present invention for solving the above-mentioned problems, a memory storing one or more instructions, and the one or more instructions stored in the memory and a processor executing the method, wherein the processor executes the one or more instructions to perform the method according to the disclosed embodiment.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 개시된 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있도록 컴퓨터에서 독출가능한 기록매체에 저장된다.A program for automatically monitoring the state of a facility by integrated management of data collected in a photovoltaic power generation system according to an aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is combined with a computer that is hardware, according to the disclosed embodiment It is stored in a computer-readable recording medium so that the method can be performed.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명은 소형화된 임베디드 모듈을 사용함으로써 장치의 소형화 및 합리적인 가격에 이용자들에게 제공할 수 있다는 장점이 있다.The present invention has advantages in that the device can be miniaturized and provided to users at a reasonable price by using a miniaturized embedded module.
일 개시에 의하면 태양광 발전량에 대해 기상 요인에 대한 인버터 효율정보를 실시간으로 제공하여 이용자에게 경보하여 적시에 조치가 이루어질 수 있도록 이상상황 경보 체계를 구축할 수 있는 장점이 있다. According to one disclosure, there is an advantage in that it is possible to construct an abnormal situation warning system so that the inverter efficiency information on the meteorological factors for the amount of solar power generation can be provided in real time to alert the user so that the action can be taken in a timely manner.
일 개시에 의하여 태양광 발전소의 현재 발전 상태를 효율적으로 모니터링하고 오류를 검출할 수 있다.It is possible to efficiently monitor the current power generation state of the photovoltaic power plant and detect an error by the start.
본 발명은 특정 기기에 국한되지 않고 국내외 다양한 기종의 태양광 설비의 데이터를 출력 형태에 상관없이 표준화된 형태로 변환하여 설비의 상태를 파악하여 적시에 유지보수를 수행할 수 있도록 체계를 구축할 수 있는 장점이 있다.The present invention is not limited to a specific device and converts data of various domestic and foreign types of photovoltaic facilities into a standardized form regardless of the output form to understand the state of the facility and build a system so that maintenance can be performed in a timely manner. there are advantages to
도 1은 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템을 효과적으로 관리하기 위한 데이터 포맷 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 개시에 의한 태양광 발전의 설비 별로 고장 진단 정보를 생성하기 위한 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 개시에 의한 태양광 발전의 예상 출력 전력량을 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for automatically monitoring the state of a facility by integrated management of data collected from a photovoltaic power generation system according to the disclosure.
2 is a flowchart illustrating a method of automatically monitoring the state of a facility by integrally managing data collected from a photovoltaic power generation system according to one disclosure.
3 is a view for explaining a data format process for effectively managing a photovoltaic power generation system according to one disclosure.
4 is a view for explaining a characteristic for generating fault diagnosis information for each solar power generation facility according to the disclosure.
5 is a graph for explaining a process of calculating an expected output power amount of photovoltaic power generation by one start.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 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 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the embodiments of the present disclosure have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, but this may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, etc. . In addition, in specific cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding disclosure. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In the present specification, expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part). and does not exclude the presence of additional features.
A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.The expression “at least one of A and/or B” is to be understood as indicating either “A” or “B” or “A and B”.
본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수학식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.As used herein, expressions such as "first," "second," "first," or "second," may modify various elements, regardless of order and/or importance, and may refer to one element. It is used only to distinguish it from other components, and does not limit the components.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.A component (eg, a first component) is "coupled with/to (operatively or communicatively)" to another component (eg, a second component) When referring to "connected to", it should be understood that a component may be directly connected to another component or may be connected through another component (eg, a third component).
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "consisting of" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and are intended to indicate that one or more other It is to be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.In the present disclosure, a "module" or "unit" performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or a plurality of “units” are integrated into at least one module and implemented with at least one processor (not shown) except for “modules” or “units” that need to be implemented with specific hardware. can be
도 1은 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for automatically monitoring the state of a facility by integrated management of data collected from a photovoltaic power generation system according to the disclosure.
이하에서, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치(100)는 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)로 축약하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the
도 1은 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for automatically monitoring the state of a facility by integrated management of data collected from a photovoltaic power generation system according to the disclosure.
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 센서부(130) 프로세서(140), 통신부(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.The solar power generation
일 개시에 의하여, 센서부(130)는 태양광 발전 시스템의 상태 데이터를 센싱할 수 있다. 센서부(130)는 태양광 발전 시스템의 셀 모듈을 포함하는 태양광 패널(200)에서 발생하는 모든 상태 데이터를 센싱할 수 있다.According to one disclosure, the
보다 구체적으로, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2), 상기 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)에 부착된 복수의 센서 모듈들(SS1, SS2), 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)로부터 수신되는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하여 출력하는 인버터(IVT), 인버터(IVT)와 전력선 통신(PLC communication)을 수행하고 센서 모듈들(SS1, SS2)과 무선 통신을 수행함으로써, 각종 발전소 모니터링 정보를 획득할 수 있다.More specifically, the photovoltaic
태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2) 각각은, 다수의 태양 전지들(solar cells)이 직렬 및 병렬로 연결되어 어레이(Array)를 구성할 수 있다. 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2) 각각에는 역류 방지 다이오드(blocking diode), 차단 스위치, 전류측정용 분로기(shunt)가 부착될 수 있다.Each of the photovoltaic cell arrays SARRY1 and SARRY2 may include a plurality of solar cells connected in series and in parallel to form an array. A blocking diode, a blocking switch, and a shunt for measuring current may be attached to each of the photovoltaic cell arrays SARRY1 and SARRY2 .
센세부(130)는 태양광 패널에 포함되는 센서 모듈들로 수현될 수 있다. 센서 모듈들(SS1, SS2)은, 태양광 셀 어레이들(SARRY, SARRY2)에 직접 부착되거나 인접하게 배치됨으로써, 태양광 셀 어레이들(SARRY, SARRY2)의 상태 정보를 수집하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈들(SS1, SS2)은 태양광 셀 어레이들(SARRY, SARRY2)의 대기 온도를 측정하는 온도 센서, 태양광 셀 어레이들(SARRY, SARRY2)로부터 반사되는 태양광을 감지하는 조도 센서(CDS)를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게 센서 모듈들(SS1, SS2)은 풍향 센서, 풍속 센서, 일사량 감지 센서 등을 더 포함할 수도 있다. 센서 모듈의 종류는 제한되지 않는다.The
인버터(IVT)는, 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)로부터 발생되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 출력할 수 있다. 인버터(IVT)의 출력 전력은 계통선을 통해 외부 송전탑(PTT)과 연결되거나, 내부 분전반과 연결되어 내부 부하로 공급될 수도 있다. 인버터(IVT)에는 부하에 전원을 공급하기 위한 각종 보호 계전기나 보호 장치가 추가로 장착될 수 있다. 인버터(IVT)는 전력 변환 장치(Power Conversion System, PCS)로 지칭될 수도 있다.The inverter IVT may convert DC power generated from the photovoltaic cell arrays SARRY1 and SARRY2 into AC power and output the converted DC power. The output power of the inverter (IVT) may be connected to an external transmission tower (PTT) through a grid line or may be connected to an internal distribution board and supplied to an internal load. Various protective relays or protective devices for supplying power to the load may be additionally mounted to the inverter (IVT). The inverter IVT may also be referred to as a power conversion system (PCS).
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 인버터(IVT)와(더욱 상세하게는 인버터(IVT)의 내부 컨트롤러 또는 인버터(IVT)를 제어하는 별도의 제어 장치)와 전력선 통신을 수행하여 인버터(IVT) 또는 태양광 셀 어레이들에 관한 계통 데이터를 수신할 수 있다. 계통 데이터는 인버터(IVT)의 변환 효율, 입력 전압, 입력 전류, 입력 전력(KW), 출력 전압, 출력 전류, 출력 전력(KW)을 포함할 수 있다. 또한, 계통 데이터는, 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)로부터 발생되는 직류 전력, 전압, 및 전류를 더 포함할 수 있다.The photovoltaic power generation
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 복수의 센서 모듈들(SS1, SS2)과 무선 통신을 수행하여 센싱 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 복수의 센서 모듈들과 블루투스 통신을 수행하여 센싱 정보를 수신할 수 있다.The solar power generation
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 외부의 클라우드 서버와 연동하여 외부 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전소를 모니터링하는 장치(100)는, 기상청 서버 또는 또는 신재생에너지 데이터센터로부터 외부 데이터를 수집할 수 있다. 여기서 외부 데이터는, 대기 온도, 경사면 일사강도(또는 일사량), 날씨(비, 눈), 풍속, 풍향에 관한 정보를 포함할 수 있다.The solar power generation
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 계통 데이터, 센싱 데이터, 외부 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 순시 발전 효율과 실제 발전량을 산출할 수 있다.The photovoltaic power generation
태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 순시 발전 효율과 실제 발전량을 포함하는 발전소 모니터링 정보를 기 등록된 사용자 단말 또는 관리자 단말에 전송할 수 있다.The photovoltaic power generation
여기서 사용자 단말 또는 관리자 단말은 예를 들면, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다.Here, the user terminal or the manager terminal is, for example, a communicable desktop computer, a laptop computer, a notebook, a smart phone, a tablet PC, and a mobile phone. phone), smart watch, smart glass, e-book reader, PMP (portable multimedia player), portable game console, navigation device, digital camera, DMB (digital multimedia broadcasting) ) player, digital audio recorder, digital audio player, digital video recorder, digital video player, PDA (Personal Digital Assistant), and the like.
일 개시에 의한 프로세서(140)는, 통상적으로 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(140)는, 메모리(160)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)에 포함된 다른 구성들을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 메모리(160)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)의 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(140)는 적어도 하나의 프로세서를 구비할 수 있다. 프로세서(140)는 그 기능 및 역할에 따라, 복수의 프로세서들을 포함하거나, 통합된 형태의 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(140)는 메모리(160)에 저장된 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 알림 메시지를 제공하도록 하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.The
메모리(160)는, 프로세서(140)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)로 입력되거나 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. The
메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리(160) 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. The
메모리(160)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수 개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서, 기능적으로 동작하는 모듈을 의미한다.Programs stored in the
메모리(160)는, 프로세서(140)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)로 입력되는 이미지 또는 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)로부터 출력되는 가이드 정보를 저장할 수도 있다. 또한, 메모리(1100)는 가이드 정보의 출력 여부 판단을 위한 특정 정보를 저장할 수 있다.The
메모리(1100)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The memory 1100 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory), and a RAM. (RAM, Random Access Memory) SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk , may include at least one type of storage medium among optical disks.
메모리(1100)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, UI 모듈, 터치 스크린 모듈, 알림 모듈 등으로 분류될 수 있다. Programs stored in the memory 1100 may be classified into a plurality of modules according to their functions, for example, may be classified into a UI module, a touch screen module, a notification module, and the like.
UI 모듈은, 애플리케이션 별로 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)와 연동되는 특화된 UI, GUI 등을 제공할 수 있다. 터치 스크린 모듈은 사용자의 터치 스크린 상의 터치 제스처를 감지하고, 터치 제스처에 관한 정보를 프로세서(140)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따른 터치 스크린 모듈은 터치 코드를 인식하고 분석할 수 있다. 터치 스크린 모듈은 컨트롤러를 포함하는 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있다.The UI module may provide a specialized UI, GUI, etc. that is interlocked with the solar power generation
알림 모듈은 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 발생할 수 있다. 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 일정 알림 등이 있다.The notification module may generate a signal for notifying the occurrence of an event of the solar power generation
프로세서(140)는, 통상적으로 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(140)는, 메모리(1100)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 다른 모듈 들의 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 메모리(1100)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)의 기능을 수행할 수 있다.The
또한, 프로세서(140)는 통신부(150)를 이용하여 다른 장치 및 다른 서버와 통신할 수 있다. 통신부는, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)가 다른 장치(미도시) 및 서버(미도시)와 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 장치(미도시)는 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)와 같은 컴퓨팅 장치이거나, 센싱 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 통신부는, 근거리 통신부, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다. In addition, the
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Short-range wireless communication unit, Bluetooth communication unit, BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, near field communication unit (Near Field Communication unit), WLAN (Wi-Fi) communication unit, Zigbee communication unit, infrared (IrDA, infrared) It may include a data association) communication unit, a Wi-Fi Direct (WFD) communication unit, an ultra wideband (UWB) communication unit, an Ant+ communication unit, and the like, but is not limited thereto.
이동 통신부는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.The mobile communication unit transmits/receives a radio signal to and from at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network. Here, the wireless signal may include various types of data according to transmission/reception of a voice call signal, a video call signal, or a text/multimedia message.
방송 수신부는, 방송 채널을 통하여 외부로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 구현 예에 따라서 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)가 방송 수신부를 포함하지 않을 수도 있다.The broadcast receiver receives a broadcast signal and/or broadcast-related information from the outside through a broadcast channel. The broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel. Depending on the embodiment, the solar power generation
일 개시에 의한 프로세서(140)는, 적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하고, 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하고 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하고, 분류된 상태 데이터를 저장하며, 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치를 제공할 수 있다.The
도 2는 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of automatically monitoring the state of a facility by integrally managing data collected from a photovoltaic power generation system according to one disclosure.
블록 201에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득할 수 있다.In
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득할 수 있다.The photovoltaic power generation
블록 202에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환할 수 있다.In
서로 다른 설비에서 생성된 데이터들은 각각의 설비에서 필요한 통신 프로토콜을 가지고 있기 때문에 호환이 되지 않는 프로토콜을 사용하는 통신 모듈을 사용할 경우 데이터 송수신 및 호환이 용이하지 않은 문제점이 발생한다.Since data generated in different facilities have communication protocols required by each facility, when a communication module using an incompatible protocol is used, data transmission/reception and compatibility are not easy.
본원에서는 복수의 태양광 설비 시스템, 복수의 태양광 패널, 복수의 태양광 설비 등에서 획득한 다양한 프로토콜의 정보를 통합적으로 관리하기 위하여, 프로토콜 형식을 변환하고 저장함으로써 통신 장애를 해소할 수 있다.In the present application, in order to integrally manage information of various protocols obtained from a plurality of photovoltaic system systems, a plurality of photovoltaic panels, a plurality of photovoltaic facilities, etc., it is possible to solve the communication obstacle by converting and storing the protocol format.
이때, 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 외부 서버, 클라우드 등에 저장할 수 있다.In this case, the solar power generation
블록 203에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류할 수 있다. In
블록 204에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 분류된 상태 데이터를 저장할 수 있다.In
도 3은 일 개시에 의한 태양광 발전 시스템을 효과적으로 관리하기 위한 데이터 포맷 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a data format process for effectively managing a photovoltaic power generation system according to one disclosure.
블록 301에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 태양광 발전 시스템에 포함된 복수개의 설비 별로 획득되는 상태 데이터를Start Bit와 End Bit의 식별자를 이용하여 정의하고, 복수개의 설비의 속성에 따라 상태 데이터를 1차적으로 분류할 수 있다.In
블록 302에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 설비의 속성에 따라 1차적으로 분류된 제 1 항목의 모든 상태 데이터를 데이터의 원래 포맷에 따라 n개의 항목으로 2차적으로 분류할 수 있다.In
블록 303에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 2차적으로 n개의 항목의 상태 데이터를 데이터 분석 목적에 따라 요구되는 표준 데이터 포맷으로 변환할 수 있다.In
블록 304에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 1 항목의 모든 상태 데이터가 표준 데이터 포맷으로 변환된 후, 외부 서버에 저장할 수 있다. In
도 4는 일 개시에 의한 태양광 발전의 설비 별로 고장 진단 정보를 생성하기 위한 특징을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a characteristic for generating fault diagnosis information for each solar power generation facility according to the disclosure.
블록 401에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 복수의 태양광 발전시스템에 포함된 각각의 제 1 설비에서 획득된 상태 데이터의 평균 동작값들으로부터 표준 동작값의 범위를 결정할 수 있다.In
블록 402에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 1 태양광 발전시스템의 제 1 설비에서 실시간으로 획득한 제 1 상태 데이터가 표준 동작값 범위에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.In
블록 403에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 1 상태 데이터가 표준 동작값 범위를 벗어나는 경우, 제 1 태양광 발전 시스템의 셀 모듈에서 측정된 수평 일사량, 수직 일사량, 조도, 대기 온도, 외부 습도 및 외부 공기질을 포함하는 주변환경정보를 획득할 수 있다.In
블록 404에서 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 주변환경정보를 반영하여 계산한 제 1 태양광 발전시스템의 전력량이 기 정해진 정상 범위를 벗어나는 경우, 제 1 설비의 고장 진단 정보를 생성할 수 있다.In
도 5는 일 개시에 의한 태양광 발전의 예상 출력 전력량을 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph for explaining a process of calculating an expected output power amount of photovoltaic power generation by one start.
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 2 태양광 발전 시스템의 인버터로부터 획득한 상태 데이터로부터 실제 출력 전력량을 산출할 수 있다.The photovoltaic power generation
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 2 태양광 발전 시스템의 인버터로부터 획득한 상태 데이터로부터 하기 수학식 1을 이용하여 제 2 태양광 발전 시스템의 발전 효율(Es)을 계산할 수 있다.The photovoltaic power generation
[수학식 1][Equation 1]
여기서, Ef는 인버터가 셀 모듈로부터 수신한 데이터에 기반하여 산출된 출력 전력을 나타내며, Ei는 경사면 일사강도, k는 태양의 위상 변화에 따른 보정계수, A는 셀 모듈들의 면적을 나타낸다.Here, E f represents the output power calculated based on data received by the inverter from the cell module, E i represents the solar intensity of the slope, k represents a correction factor according to the phase change of the sun, and A represents the area of the cell modules.
상기 수학식 1을 참조하면, 순시 발전 효율(Es)은 인버터(IVT)의 순시 출력 전력(Ef)을, 경사면 일사강도(Ei), 태양의 위상 변화에 따른 보정 계수(k), 및 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)의 면적(A)을 서로 곱한 값으로 나누어 산출될 수 있다. 인버터(IVT)의 순시 출력 전력은 계통 데이터로부터 획득되거나 계통 데이터를 이용하 여 산출될 수 있다. 경사면 일사강도(Ei)는 각 위도 별로 경사에 따른 일사강도로서, 면적(m 2 )에 대한 일사량 (kW)의 단위를 가질 수 있고, 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)이 설치된 위도와 경사각에 따라 결정되며, 외부 데이터로부터 획득될 수 있다. 보정 계수(k)는 경사면 일사강도(Ei)를 태양의 위상 변화에 따라 보정하는 계수일 수 있다. 동일한 위도에서 태양은 하루에 한번씩 일주 경로를 따라 이동하므로, 경사면 일사 강도를 그 대로 사용할 경우, 오차가 수반될 수 있다. 따라서, 보정 계수(k)는 태양의 일주 경로에 따른 위상각 변화를 보정하기 위한 계수일 수 있다.Referring to Equation 1 above, the instantaneous power generation efficiency (Es) is the instantaneous output power (Ef) of the inverter (IVT), the slope solar intensity (Ei), the correction coefficient (k) according to the phase change of the sun, and the sunlight It may be calculated by dividing the area A of the cell arrays SARRY1 and SARRY2 by a value multiplied by each other. The instantaneous output power of the inverter (IVT) may be obtained from grid data or calculated using grid data. The insolation intensity (Ei) of the inclined plane is the solar intensity according to the inclination for each latitude, and may have a unit of insolation (kW) for the area (m 2 ), and the latitude and inclination angle at which the solar cell arrays (SARRY1, SARRY2) are installed. , and may be obtained from external data. The correction coefficient k may be a coefficient for correcting the insolation intensity Ei of the inclined surface according to the phase change of the sun. At the same latitude, the sun moves along a diurnal path once a day, so errors may be involved if the insolation intensity of the slope is used as it is. Accordingly, the correction coefficient k may be a coefficient for correcting the phase angle change according to the sun's diurnal path.
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 계통 데이터를 기초로 현재 태양광 발전소에서 출력하는 실제 발전량을 산출할 수 있다. 더욱 상세하게 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 계통 데이터를 기초로 인버터(IVT)에서 출력되는 출력 전력 또는 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)에서 생성되는 전력을 산출할 수 있다. 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 산출된 실제 발전량들을 수집하고, 수집된 실제 발전량들을 기초로 예측 시점(tx) 에 대한 예상 발전량(EGF)을 추가로 산출할 수 있다. 발전량 산출부(104)는 예상 발전량 (EGF)을 산출하기 위해 손실 오차(ERR)를 산출할 수 있다. 오류 검출부(105)는 발전량 산출부(104)에서 산출한 손실 오차(ERR)를 기초로 현재 발전하고 있는 태양광 발전소의 오류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 손실 오차(ERR)가 기준 표준 편차보다 큰 경우 태양광 발전소의 오류가 있는 것으로 결정할 수 있다.The photovoltaic power generation
저장소는, 계통 데이터, 센싱 데이터, 외부 데이터를 수집하여 저장할 수 있고, 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 산출한 실제 발전량을 수집하여 저장할 수 있다.The storage may collect and store system data, sensing data, and external data, and the solar power generation
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 2 태양광 발전 시스템의 실제 출력 전력량 및 시스템의 발전 효율로부터 소정의 예측 시점에서의 예상 출력 전력량을 산출할 수 있다.The solar power generation
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 2 태양광 발전 시스템으로부터 획득한 상태 데이터로부터 획득한 온도손실계수, 선로 손실 계수, 인버터 손실 계수를 이용하여 하기 수학식 2에 의한 손실오차(EPR)을 결정할 수 있다.The photovoltaic power generation
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 예상 발전량을 산출하기 위해 먼저 시간에 따른 실제 발전량(TGF)을 산출할 수 있다. 다 음으로, 시간에 따른 실제 발전량(TGF)을 나타낸 그래프로부터 선형 추세선(TL)을 산출하고, 예측 시점(tx)에서 선형 추세선(TL)에 의해 지시되는 예상 발전량(EGF)를 산출할 수 있다. 여기서 선형 추세선(TL)은 시간에 따른 실제 발전량(TGF)에 대하여 가우시안 프로세스 회귀 분석(Gaussian process regression, GPR)을 적용하거나, 그 밖에 단순한 선형 근사화(linear approximation)을 적용하여 산출될 수 있다. In order to calculate the expected power generation amount, the photovoltaic power generation
선형 추세선(TL)에 의해 지시되는 예상 발전량(EGF)은, 발전량에 영향을 미치는 변수들 중에서 노후화 정도와 같이 시간에 따라 서서히 변화하는 변수를 반영하고 있으나, 발전량에 즉각적이고 큰폭의 변화를 줄수 있는 변 수는 반영하지 못할 수 있다. The expected generation amount (EGF) indicated by the linear trend line (TL) reflects the variables that change gradually over time, such as the degree of aging, among the variables affecting the generation amount, but Variables may not be reflected.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 손실 오차(ERR)를 산출하고, 산출된 손실 오차(ERR)만큼 예상 발전량(EGF)을 보정할 수 있다. 예를 들어, 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 산출된 손실 오차(ERR)를 선형 추세선 (TL)에 따른 예상 발전량(EGF)에 더함으로써, 보정된 예상 발전량(EGF`)을 산출할 수 있다. 여기서 손실 오차(ERR)는 발전량에 즉각적인 영향을 미치는 손실 계수들을 이용하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 손실 계수들은 전력이 선로를 따라 전달되는 과정에서 발생되는 선로 손실 계수, 온도 증가에 따른 발전 효율 저하를 나타내는 온도 손실 계수, 및 인버터(IVT)의 변환 효율을 나타내는 인버터 손실 계수를 포함할 수 있다.In order to solve this problem, the solar power generation
[수학식 2][Equation 2]
여기서, Ll 은 선로 손실 계수, Tl은 온도 손실 계수, Il은 인버터 손실계수, a는 제 1 비례상수, b는 제 2 비례상수를 나타낸다.Here, L 1 is a line loss coefficient, T 1 is a temperature loss coefficient, I 1 is an inverter loss coefficient, a is a first proportionality constant, and b is a second proportional constant.
선로 손실 계수는 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)에서 생산되는 전력과 인버터(IVT)에 입력되는 전력 사이의 차분 전력을 대상으로, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 산출한 표준 편차일 수 있다.The line loss coefficient is a standard calculated for a preset period before the prediction time (tx) with respect to the difference power between the power produced by the photovoltaic cell arrays (SARRY1, SARRY2) and the power input to the inverter (IVT) may be a deviation.
인버터 손실 계수는, 인버터(IVT)에 입력되는 전력과 인버터(IVT)의 출력 전력 사이의 차분 전력을 대상으로, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 산출한 표준 편차일 수 있다.The inverter loss coefficient may be a standard deviation calculated for a preset period before the prediction time tx with respect to the difference power between the power input to the inverter IVT and the output power of the inverter IVT.
온도 손실 계수는, 기준 온도를 넘을수록 발생하는 태양 전지의 발전량 저하를 반영하기 위한 계수로서, 센싱데이터로부터 수집된 대기 온도가 기준 온도를 초과하는 초과 온도를 대상으로, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 0과 1 사이의 값으로 표준화한 값일 수 있다. 예를 들어, 기준 온도는 섭씨 25 도일 수 있다.The temperature loss coefficient is a coefficient to reflect the decrease in the amount of power generation of the solar cell that occurs as the reference temperature is exceeded. It may be a value normalized to a value between 0 and 1 for a preset period. For example, the reference temperature may be 25 degrees Celsius.
이때, 센싱 데이터로부터 수집된 대기 온도는 태양광 셀 어레이들(SARRY1, SARRY2)의 표면 온도와 반드시 일치하지 않을 수 있다. 따라서, 센싱 데이터로부터 수집된 대기 온도를 외부 데이터로부터 수집된 풍속을 이용하여 보정하고, 보정된 대기 온도를 이용하여 온도 손실 계수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 센싱 데이터에서 수집된 대기 온도에서 외부 데이터로부터 수집된 풍속과 기준 풍속 사이의 차분 풍속을 산출하고, 산출된 차분 풍속을 미리 설정된 구간으로 나눈 값만큼 대기 온도를 낮게 보정할 수 있다.In this case, the atmospheric temperature collected from the sensing data may not necessarily match the surface temperature of the photovoltaic cell arrays SARRY1 and SARRY2. Accordingly, the atmospheric temperature collected from the sensing data may be corrected using the wind speed collected from the external data, and a temperature loss coefficient may be determined using the corrected atmospheric temperature. For example, the differential wind speed between the wind speed collected from external data and the reference wind speed may be calculated at the atmospheric temperature collected from the sensing data, and the atmospheric temperature may be lowered by a value obtained by dividing the calculated differential wind speed by a preset section.
선로 손실 계수, 온도 손실 계수, 인버터 손실 계수가 결정되면, 손실 오차(ERR)은 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.When the line loss coefficient, the temperature loss coefficient, and the inverter loss coefficient are determined, the loss error (ERR) may be determined as in Equation (2).
손실 오차(ERR)는 선로 손실 계수(Ll)와 온도 손실 계수(Tl)를 곱한 값에 제1 비례 상수(a)를 곱한 후, 인버터 손실 계수(Il)에 제2 비례 상수(b)를 곱한 값을 더함으로써 산출될 수 있다. 즉, 손실 오차(ERR)는 선로 손실 계수(Ll)와 온도 손실 계수(Tl)를 곱한 값에 비례하고, 인버터 손실 계수와 비례할 수 있다. 제1 비례 상수(a)와 제2 비례 상수(b)는 초기값으로 1이 설정될 수 있고, 추후 실제 발전량과 예상 발전 량 사이의 차이를 수학식 2에 따른 손실 오차(ERR)와 비교하여 보정될 수 있다.The loss error (ERR) is obtained by multiplying the value obtained by multiplying the line loss coefficient (Ll) and the temperature loss coefficient (Tl) by the first proportional constant (a), and then multiplying the inverter loss coefficient (Il) by the second proportional constant (b). It can be calculated by adding the values. That is, the loss error ERR is proportional to a value obtained by multiplying the line loss coefficient Ll by the temperature loss coefficient Tl, and may be proportional to the inverter loss coefficient. The first proportional constant (a) and the second proportional constant (b) may be set to 1 as an initial value, and the difference between the actual power generation and the expected power generation amount is later compared with the loss error (ERR) according to
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제 2 태양광 발전 시스템의 손실오차(EPR)가 하기 수학식 3에 의해 산출된 기준 표준편차(μ)보다 큰 경우 제 2 태양광 발전 시스템의 고장 진단 정보를 생성할 수 있다.The solar power generation
손실 오차(ERR)가 기준 표준 편차보다 큰 경우 태양광 발전 소의 오류가 있는 것으로 결정할 수 있다. 여기서 기준 표준 편차는, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동 안에 대하여 선형 추세선(TL)과 실제 발전량(TGF) 사이의 차분값을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 표준 편차는 다음의 수학식 3과 같이 결정될 수 있다.If the loss error (ERR) is greater than the reference standard deviation, it can be determined that there is an error in the solar power plant. Here, the reference standard deviation may be determined using a difference value between the linear trend line TL and the actual generation amount TGF for a preset period before the prediction time tx. For example, the reference standard deviation may be determined as in Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
여기서, μ는 기준 표준 편차, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 얻은 n개의 실제 출력 전력량(TGF) 데이터, TL은 선형 추세선(TL)을 나타낸다.Here, μ is the reference standard deviation, n actual output wattage (TGF) data obtained for a preset period before the prediction time (t x ), and TL is a linear trend line (TL).
기준 표준 편차(μ)는, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 얻은 n개의 실제 발전량(TGF) 데이터를 대상으로, 선형 추세선(TL)과 실제 발전량(TGF) 사이의 평균 제곱근 오차 (root mean squared error, RMSE)를 산출한 값일 수 있다. 일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 오류가 있는 것으로 결정하면, 통신부를 통해 외부의 사용자 단말 또는 관리자 단말로 오류 메시지를 전송할 수 있다The reference standard deviation (μ) is the root mean square error ( root mean squared error (RMSE) may be a calculated value. When the solar power generation
일 개시에 의하여 적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계, 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하는 단계, 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하는 단계, 및 분류된 상태 데이터를 저장하는 단계를 포함하고, 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계는, 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법을 제공할 수 있다.Acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems including at least two or more different types by one disclosure, converting different protocols of the plurality of state data into a predetermined standard protocol, conversion According to the property of the time at which the state data is acquired, classifying it into any one of a device manufacturer, a device type, a device power generation status, a device power generation status, and a device error status, and storing the classified status data. The step of obtaining the state data of the photovoltaic cell module includes measuring the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature, and outdoor temperature according to the position of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic power generation system, and the photovoltaic cell module Data collected from the photovoltaic system, characterized in that the average output power of each photovoltaic cell module is calculated with respect to the total amount of output power, and fault diagnosis information is obtained according to whether the average output power reaches a reference value It is possible to provide a method for automatically monitoring the status of equipment by managing the equipment in an integrated manner.
일 개시에 의한 클라우드는 사용자 단말로부터 오류에 대한 제어 정보를 수신함에 대응하여, 제어 정보의 대상이 되는 적어도 하나의 설비로 제어 신호를 전송할 수 있다.The cloud according to one disclosure may transmit a control signal to at least one facility that is a target of the control information in response to receiving the control information on the error from the user terminal.
일 개시에 의한 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 설비들의 구동 상태에 대한 정보를 실시간 모니터링하고, 소정의 주기마다 클라우드 또는 클라우드를 이용하여 사용자 단말로 전송할 수 있다. 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 제품을 생산하는 공정에 포함된 모든 설비의 현재 상태에 대한 정보를 기 설정된 주기마다 보고할 수 있으며, json, XML등의 형태로 SCADA, Databese 등과 연동할 수 있는 데이터를 전송할 수 있다. The solar power generation
일 개시에 의하여, 사용자는 통신 네트워크를 통해 클라우드에 접속하며, 상기 클라우드는 획득한 통신 네트워크 정보로부터 상기 통신 네트워크의 대역폭을 산출하고, 상기 산출된 대역폭에 기초하여 상기 통신 네트워크의 오류 여부를 결정할 수 있다.According to one disclosure, the user accesses the cloud through the communication network, the cloud calculates the bandwidth of the communication network from the obtained communication network information, and determines whether the communication network has an error based on the calculated bandwidth. have.
일 개시에 의하여, 클라우드는 모드 팩터, 링크 스피드 팩터, 링크 퀄리티 비율 팩터, 간섭 비율 팩터 및 재시도 레이트 비율 팩터를 모두 고려하여 통신 네트워크의 대역폭을 추정할 수 있다. According to one disclosure, the cloud may estimate the bandwidth of the communication network in consideration of all of a mode factor, a link speed factor, a link quality ratio factor, an interference ratio factor, and a retry rate ratio factor.
특히, 태양광 발전 설비 모니터링 장치(100)는 이하 수학식 4에 의한 재시도 레이트 비율 팩터에 기초하여 통신 네트워크의 대역폭을 추정할 수 있다. 일 개시에 의한 재시도 레이트 비율(Retry rate ratio(RR_ratio)) 팩터는 초 단위로 재시도되는 전송 패킷(TX packets)의 퍼센티지를 나타낸다. 예를 들어, Wi-Fi 대역폭은 재시도 레이터에 반비례할 수 있다.In particular, the solar power generation
[수학식 4][Equation 4]
여기서, 전송되는 Tx 패킷의 개수 및 재시도되는 Tx 패킷의 개수는 재시도 레이트를 위한 iw command를 이용하여 획득될 수 있다.Here, the number of transmitted Tx packets and the number of retried Tx packets may be obtained using the iw command for the retry rate.
RR factor는 재시도 레이트 정보, 통신 프로토콜 모드 정보 중 RSSI 정보 중 적어도 하나에 기초하여 할당된 수치 값이 될 수 있다. 예를 들어, 프로토콜이 802.11a/b/g이면, RR factor = 0.7이고, HT mode가 HT20이면, RR factor = 0.7일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11n이고 RSSI> -60 이면, RR factor = 2.1일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11n이고 RSSI < -60 이면, RR factor = 0.9일 수 있다. HT mode가 HT40이고 프로토콜이 802.11ac이고 RSSI> -60 이면, RR factor = 1.2일 수 있다. HT mode가 HT80이고 프로토콜이 802.11ac이고 RSSI> -60 이면, RR factor = 2.1일 수 있다. HT mode가 HT40/HT80, 프로토콜이 802.11ac, RSSI < -60 이면, RR factor = 0.4일 수 있다.The RR factor may be a numerical value assigned based on at least one of RSSI information among retry rate information and communication protocol mode information. For example, if the protocol is 802.11a/b/g, RR factor = 0.7, and if the HT mode is HT20, RR factor = 0.7. If the HT mode is HT40, the protocol is 802.11n, and RSSI > -60, RR factor = 2.1. If the HT mode is HT40, the protocol is 802.11n, and RSSI < -60, RR factor = 0.9. If the HT mode is HT40, the protocol is 802.11ac, and RSSI > -60, RR factor = 1.2. If the HT mode is HT80, the protocol is 802.11ac, and RSSI > -60, RR factor = 2.1. If HT mode is HT40/HT80, protocol is 802.11ac, RSSI < -60, RR factor = 0.4.
RSSI 정보는, 무선 통신 환경에서 수신 신호 강도를 의미한다. dBm 단위로 나타내어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. RSSI는 무선 수신기에 수신되는 신호 전력을 의미하므로, 안테나의 이득이나 회로 내부의 손실, 케이블 손실 등을 고려하지 않는다. 이에 따라 RSSI 수치가 높을수록 수신 신호 강도는 강하게 된다.RSSI information means received signal strength in a wireless communication environment. It may be expressed in units of dBm, but is not limited thereto. Since RSSI means signal power received by a wireless receiver, gain of an antenna, loss inside a circuit, cable loss, etc. are not taken into consideration. Accordingly, the higher the RSSI value, the stronger the received signal strength.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of the method or algorithm described in relation to the embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.The components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed in combination with a computer, which is hardware, and stored in a medium. Components of the present invention may be implemented as software programming or software components, and similarly, embodiments may include various algorithms implemented as data structures, processes, routines, or combinations of other programming constructs, including C, C++ , Java, assembler, etc. may be implemented in a programming or scripting language. Functional aspects may be implemented in an algorithm running on one or more processors.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (5)
적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계;
상기 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하는 단계;
상기 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하는 단계; 및
상기 분류된 상태 데이터를 저장하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계는,
상기 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 상기 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 상기 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하되,
상기 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법은,
상기 태양광 발전 시스템에 포함된 복수개의 설비 별로 획득되는 상태 데이터를 Start Bit와 End Bit의 식별자를 이용하여 정의하고, 상기 복수개의 설비의 속성에 따라 상태 데이터를 1차적으로 분류하는 단계;
상기 설비의 속성에 따라 1차적으로 분류된 제 1 항목의 모든 상태 데이터를 데이터의 원래 포맷에 따라 n개의 항목으로 2차적으로 분류하는 단계;
상기 2차적으로 n개의 항목의 상태 데이터를 데이터 분석 목적에 따라 요구되는 표준 데이터 포맷으로 변환하는 단계; 및
상기 제 1 항목의 모든 상태 데이터가 표준 데이터 포맷으로 변환된 후, 외부 서버에 저장하는 단계를 더 포함하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법.In the method of automatically monitoring the state of the facility by integrated management of the data collected from the photovoltaic power generation system,
acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems including at least two or more different types;
converting different protocols of the plurality of state data into a predetermined standard protocol;
classifying the converted state data into any one of a device manufacturer, a device type, a device power generation status, a device power generation status, and a device error status according to the property of the time when the converted status data is acquired; and
storing the classified state data;
The obtaining of the plurality of state data includes:
Measure the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature and external temperature according to the position of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic system, and each of the total output power of the photovoltaic cell modules Calculating the average output power of the solar cell module of , and acquiring fault diagnosis information according to whether the average output power reaches a reference value,
The method of automatically monitoring the status of the equipment,
defining state data obtained for each of the plurality of facilities included in the photovoltaic system using identifiers of Start Bit and End Bit, and first classifying the state data according to the properties of the plurality of facilities;
secondarily classifying all state data of the first item classified primarily according to the properties of the equipment into n items according to the original format of the data;
converting the secondarily state data of n items into a standard data format required according to the purpose of data analysis; and
After all the state data of the first item is converted into a standard data format, the method of automatically monitoring the state of the facility by integrated management of the data collected in the photovoltaic system, further comprising the step of storing it in an external server .
적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계;
상기 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하는 단계;
상기 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하는 단계; 및
상기 분류된 상태 데이터를 저장하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 상태 데이터를 획득하는 단계는,
상기 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 상기 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 상기 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하되,
상기 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법은,
상기 복수의 태양광 발전시스템에 포함된 각각의 제 1 설비에서 획득된 상태 데이터의 평균 동작값들으로부터 표준 동작값의 범위를 결정하는 단계;
제 1 태양광 발전시스템의 제 1 설비에서 실시간으로 획득한 제 1 상태 데이터가 표준 동작값 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 제 1 상태 데이터가 표준 동작값 범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 태양광 발전 시스템의 셀 모듈에서 측정된 수평 일사량, 수직 일사량, 조도, 대기 온도, 외부 습도 및 외부 공기질을 포함하는 주변환경정보를 획득하는 단계;및
상기 주변환경정보를 반영하여 계산한 제 1 태양광 발전시스템의 전력량이 기 정해진 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 설비의 고장 진단 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법.In the method of automatically monitoring the state of the facility by integrated management of the data collected from the photovoltaic power generation system,
acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic power generation systems including at least two or more different types;
converting different protocols of the plurality of state data into a predetermined standard protocol;
classifying the converted state data into any one of a device manufacturer, a device type, a device power generation status, a device power generation status, and a device error status according to the property of the time when the converted status data is acquired; and
storing the classified state data;
The obtaining of the plurality of state data includes:
Measure the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature and external temperature according to the position of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic system, and each of the total output power of the photovoltaic cell modules Calculating the average output power of the solar cell module of , and acquiring fault diagnosis information according to whether the average output power reaches a reference value,
The method of automatically monitoring the status of the equipment,
determining a range of a standard operating value from average operating values of state data obtained from each of the first facilities included in the plurality of photovoltaic power generation systems;
determining whether the first state data obtained in real time from the first facility of the first photovoltaic power generation system is included in the standard operating value range;
When the first state data is out of the standard operating value range, the ambient environment information including horizontal insolation, vertical insolation, illuminance, ambient temperature, external humidity and external air quality measured in the cell module of the first solar power generation system obtaining; and
When the amount of power of the first photovoltaic power generation system calculated by reflecting the surrounding environment information is out of a predetermined normal range, further comprising the step of generating fault diagnosis information of the first facility, collected from the photovoltaic power generation system A method to automatically monitor the status of equipment through integrated data management.
제 2 태양광 발전 시스템의 인버터로부터 획득한 상태 데이터로부터 실제 출력 전력량을 산출하는 단계;
상기 제 2 태양광 발전 시스템의 인버터로부터 획득한 상태 데이터로부터 하기 수학식 1을 이용하여 상기 제 2 태양광 발전 시스템의 발전 효율(Es)을 계산하는 단계;
상기 제 2 태양광 발전 시스템의 실제 출력 전력량 및 시스템의 발전 효율로부터 소정의 예측 시점에서의 예상 출력 전력량을 산출하는 단계;
상기 제 2 태양광 발전 시스템으로부터 획득한 상태 데이터로부터 획득한 온도손실계수, 선로 손실 계수, 인버터 손실 계수를 이용하여 하기 수학식 2에 의한 손실오차(ERR)을 결정하는 단계; 및
상기 제 2 태양광 발전 시스템의 손실오차(ERR)가 하기 수학식 3에 의해 산출된 기준 표준편차(μ)보다 큰 경우 상기 제 2 태양광 발전 시스템의 고장 진단 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
[수학식 1]
(여기서, Ef는 인버터가 셀 모듈로부터 수신한 데이터에 기반하여 산출된 출력 전력을 나타내며, Ei는 경사면 일사강도, k는 태양의 위상 변화에 따른 보정계수, A는 셀 모듈들의 면적을 나타냄)
[수학식 2]
(여기서, Ll 은 선로 손실 계수, Tl은 온도 손실 계수, Il은 인버터 손실계수, a는 제 1 비례상수, b는 제 2 비례상수를 나타냄)
[수학식 3]
(여기서, μ는 기준 표준 편차, 예측 시점(tx) 이전의 미리 설정된 기간동안에 대하여 얻은 n개의 실제 출력 전력량(TGF) 데이터, TL은 선형 추세선(TL)을 나타냄), 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 방법.The method of claim 1,
calculating an actual output power amount from the state data obtained from the inverter of the second photovoltaic system;
calculating the power generation efficiency (E s ) of the second photovoltaic system by using Equation 1 below from the state data obtained from the inverter of the second photovoltaic system;
calculating an expected output power amount at a predetermined predicted time from the actual output power amount of the second photovoltaic power generation system and the power generation efficiency of the system;
determining a loss error (ERR) according to Equation 2 below by using a temperature loss coefficient, a line loss coefficient, and an inverter loss coefficient obtained from the state data obtained from the second solar power generation system; and
When the loss error (ERR) of the second photovoltaic system is greater than the reference standard deviation (μ) calculated by Equation 3 below, generating fault diagnosis information of the second photovoltaic power generation system,
[Equation 1]
(Here, E f represents the output power calculated based on the data received by the inverter from the cell module, E i is the insolation intensity of the slope, k is the correction factor according to the phase change of the sun, and A represents the area of the cell modules )
[Equation 2]
(Where L l is the line loss coefficient, T l is the temperature loss coefficient, I l is the inverter loss coefficient, a is the first proportionality constant, and b is the second proportional constant)
[Equation 3]
(where μ is the reference standard deviation, n actual output wattage (TGF) data obtained for a preset period before the prediction time (t x ), TL is the linear trend line (TL)), collected from the solar power system A method to automatically monitor the status of equipment by managing one data in an integrated way.
상기 상태 데이터를 송수신하는 통신부;
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
적어도 두 개 이상의 다른 유형을 포함하는 복수의 태양광 발전 시스템으로부터 생성되는 복수의 상태 데이터를 획득하고,
상기 복수의 상태 데이터의 서로 다른 프로토콜을 기 정해진 표준 프로토콜로 변환하고
상기 변환된 상태 데이터를 획득한 시기의 속성에 따라, 기기제작사, 기기종류, 기기발전상태, 기기발전현황 및 기기오류상태 중 어느 하나로 분류하고,
상기 분류된 상태 데이터를 저장하며,
상기 태양광 발전 시스템에 포함된 태양광 셀 모듈들 각각의 위치에 따른 수직 일사량, 수평 일사량, 모듈의 온도 및 외기의 온도를 고려한 전력량을 측정하고, 상기 태양광 셀 모듈들 전체 출력 전력량에 대한 각각의 태양광 셀 모듈의 평균 출력 전력량을 계산하고, 상기 평균 출력 전력량이 기준치에 도달하는지 여부에 따른 고장 진단 정보를 획득하는 것을 특징으로 하되,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 태양광 발전 시스템에 포함된 복수개의 설비 별로 획득되는 상태 데이터를 Start Bit와 End Bit의 식별자를 이용하여 정의하고, 상기 복수개의 설비의 속성에 따라 상태 데이터를 1차적으로 분류하고,
상기 설비의 속성에 따라 1차적으로 분류된 제 1 항목의 모든 상태 데이터를 데이터의 원래 포맷에 따라 n개의 항목으로 2차적으로 분류하며,
상기 2차적으로 n개의 항목의 상태 데이터를 데이터 분석 목적에 따라 요구되는 표준 데이터 포맷으로 변환하고,
상기 제 1 항목의 모든 상태 데이터가 표준 데이터 포맷으로 변환된 후, 외부 서버에 저장하는 것인, 태양광 발전 시스템에서 수집한 데이터를 통합적으로 관리하여 설비의 상태를 자동으로 모니터링하는 장치.
a sensor unit for sensing state data of the solar power generation system;
a communication unit for transmitting and receiving the state data;
at least one processor; and
a memory for storing instructions instructing the at least one processor to perform at least one step;
The at least one processor,
acquiring a plurality of state data generated from a plurality of photovoltaic systems comprising at least two or more different types;
converting different protocols of the plurality of state data into a predetermined standard protocol,
Classifying the converted state data into any one of a device manufacturer, a device type, a device power generation status, a device power generation status, and a device error status according to the property of the time when the converted status data was acquired,
Storing the classified state data,
Measure the amount of power in consideration of vertical insolation, horizontal insolation, module temperature and external temperature according to the position of each of the photovoltaic cell modules included in the photovoltaic system, and each of the total output power of the photovoltaic cell modules Calculating the average output power of the solar cell module of , and acquiring fault diagnosis information according to whether the average output power reaches a reference value,
The at least one processor,
The state data obtained for each of the plurality of facilities included in the photovoltaic system is defined using the identifier of the Start Bit and the End Bit, and the state data is primarily classified according to the properties of the plurality of facilities,
All state data of the first item classified primarily according to the properties of the equipment is secondarily classified into n items according to the original format of the data,
The secondarily converts the state data of n items into a standard data format required according to the purpose of data analysis,
After all the state data of the first item is converted into a standard data format, it is stored in an external server, a device for automatically monitoring the state of the facility by integrated management of the data collected from the photovoltaic system.
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