KR102480440B1 - 태양광 발전시설의 관리 시스템 - Google Patents
태양광 발전시설의 관리 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102480440B1 KR102480440B1 KR1020200122637A KR20200122637A KR102480440B1 KR 102480440 B1 KR102480440 B1 KR 102480440B1 KR 1020200122637 A KR1020200122637 A KR 1020200122637A KR 20200122637 A KR20200122637 A KR 20200122637A KR 102480440 B1 KR102480440 B1 KR 102480440B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- data
- power generation
- server
- analysis
- manager
- Prior art date
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 141
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 41
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007418 data mining Methods 0.000 claims description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
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
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
- G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/30—Monitoring
- G06F11/3065—Monitoring arrangements determined by the means or processing involved in reporting the monitored data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/21—Design, administration or maintenance of databases
- G06F16/215—Improving data quality; Data cleansing, e.g. de-duplication, removing invalid entries or correcting typographical errors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems
- G06F16/258—Data format conversion from or to a database
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
IoT(Internet of Things) 기반 태양광 발전시설의 관리 시스템을 개시한다. 본 발명의 태양광 발전시설 관리 시스템은 하나 이상의 태양광 발전시설과 서버, 그리고 상기 서버 및 상기 하나 이상의 태양광 발전시설과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되며, 또한 공중의 전기통신망과 유선 또는 무선으로 연결되는 서버측 게이트웨이와 상기 서버측 게이트웨이와 공중의 전기통신망을 통해 통신 가능하게 연결되는 하나 이상의 관리자 단말기를 포함하는 태양광 발전시설의 관리 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IoT(Internet of Things) 기반 태양광 발전시설의 관리 시스템에 관한 것이다.
약 20년의 수명을 가진 태양광 발전시설은 약 10여년 전부터 보급이 확대되기 시작하여 현재 점차적으로 체계를 갖추어가고 있고, 그 체계속에는 태양광 유지보수 관련 부분도 태양광 사업의 한 분야로서 포함되어 있다.
상기한 태양광 발전시설의 핵심인 태양전지(Solar Cell)는 외부 설치가 기본이기 때문에 자연의 눈, 비, 먼지 등 각종 이물질에 노출되어 있다. 이러한 이물질이 태양전지 위에 쌓이기 쉽고, 이렇게 쌓인 이물질은 태양광을 물리적으로 차단하여 태양전지의 발전량이 줄어들고, 종국적으로 태양광 발전시설의 전체적인 발전 저하로 이어지며, 또한 이러한 이물질로 인한 오염은 여러 개의 태양전지가 연결된 태양광 발전 시설의 개별적인 고장이 일어날 가능성도 높아지게 된다.
따라서 태양광 발전시설의 가동 전, 후 유지보수는 필수적이며, 이러한 태양광 발전시설의 유지보수에서는 관리자가 태양광 발전시설에 대한 이상이나 고장을 감지하는 것이 가장 중요하다.
특히 태양광 발전시설 내에 포함되어 있는 다수의 태양전지 중 어느 것이 이상이 있고 어느 것이 고장났는지 개별적으로 판단하는 것이 중요한데, 태양광 발전시설은 그 특성상 산기슭이나 건물 옥상, 유휴지 등 사람이 접근하기 어려운 야외의 광범위한 면적의 대지에 설치되고, 또한 이러한 시설들이 무인으로 운영되기 때문이다.
따라서 각각의 태양전지들의 고장진단이나 동작이상 유무 및 상태를 원격지에서 진단할 수 있는 수단이 요구되고 있으며, 이러한 태양전지의 고장진단이나 동작이상 유무를 진단할 수 있는 수단들은 다양한 형태로 개발, 제공되고 있다. 예를 들어 등록특허 10-1023445호는 태양전지모듈 원격 감시 및 제어시스템을 제공하고 있다. 상기 등록특허는 전압과 전류를 감지하는 센서감지부와 스위칭부를 포함하는 태양전지모듈 제어장치와, 상기 태양전지모듈 제어장치가 장착된 접속단자함, 그리고 중앙제어시스템을 포함하여, 상기 중앙제어시스템의 데이터 송출명령에 따라 상기 태양전지모듈의 상태를 측정하고 이에 따라 상기 중앙제어시스템이 각부의 동작상태를 제어하는 태양전지모듈 원격 감시 및 제어시스템을 제공한다.
또한 공개특허 10-2014-0111744호는 태양광 발전 모니터링 시스템의 무선 통신 네트워크 설정 방법을 제공한다.
상기 공개특허는 PAN ID로 구별되는 복수개의 독립된 디지털 무선 통신 네트워크를 결합하여, 상위에 슈퍼네트워크를 설치, 거대한 단일 네트워크로 동작하도록 디지털 무선 네트워크를 구성하는 방법을 제시하고 있다.
그리고 공개특허 10-2016-0126844호는 태양광 발전설비 모니터링 데이터의 순차식 무선 전송 시스템을, 등록특허 10-1777195호는 태양광발전 고장진단 원격감시 모니터링 시스템을 갖는 태양광 발전장치용 접속반을 개시하고 있다.
이러한 상기의 등록특허들 및 공개특허들은 본 발명과는 구체적인 구성요소나 동작방식들이 상이한 것으로 판단되었으며, 그 외에도 다양한 방식으로 개시되어 있는 태양전지의 감시 및 제어방법들 역시 본 발명과는 구성 및 동작 등에서 상이한 것으로 판단되었다.
본 발명은 상기한 기술들과는 다른 형태의 태양광 발전 고장진단 시스템에 관한 것으로서, 연기 및 온도, 습도센서와 전류, 전압센서 각각의 센서모듈에 통신기술을 융합하여 구현한 복합센서 모듈에서 획득한 데이터를 유무선 통신모듈을 통해 서버로 전송하고, 발전시스템별 정보를 공유하여 전체 데이터를 모니터링하는 태양광 발전 관리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
하나 이상의 태양광 발전시설과 서버, 그리고 상기 서버 및 상기 하나 이상의 태양광 발전시설과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되며, 또한 공중의 전기통신망과 유선 또는 무선으로 연결되는 서버측 게이트웨이와 상기 서버측 게이트웨이와 공중의 전기통신망을 통해 통신 가능하게 연결되는 하나 이상의 관리자 단말기를 포함하는 태양광 발전시설의 관리 시스템으로서,
상기 하나 이상의 태양광 발전시설은 각각 하나 이상의 태양전지; 상기 하나 이상의 태양전지와 하나 이상 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어 있는 접속반; 그리고 상기 접속반과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어 있는 발전측 게이트웨이를 포함하고, 상기 서버는 상기 서버측 게이트웨이와 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되는 통신부; 상기 통신부를 통해 수신된 하나 이상의 데이터를 분류하여 저장하는 데이터베이스부; 그리고 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 하나 이상의 데이터들을 이용하여 고장진단 및 분석을 실시하고 결과물을 생성하여 상기 관리자 단말기에 전송하는 제어부를 포함하며,
상기 하나 이상의 관리자 단말기는 각각 사용자에게 정보를 가시적으로 제공하고 또한 사용자가 입출력에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이; 제어 어플리케이션; 그리고 상기 서버측 게이트웨이와의 통신을 위한 단말기 통신부를 포함하는 태양광 발전시설의 관리 시스템을 제공한다.
상기에서, 하나 이상의 태양전지는 각각 해당 태양전지의 발전량을 측정하는 발전량 측정기; 전압을 측정하는 전압 측정기; 그리고 전류를 측정하는 전류 측정기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 데이터베이스부는 공중의 전기통신망을 통하여 제공된 데이터를 구분하여 저장하는 외부DB; 상기 태양광 발전시설에서 제공하는 데이터를 구분하여 저장하는 발전DB; 그리고 상기 제어부에서 가공한 데이터를 저장하는 가공DB를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 제어부는 상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 정해진 결함 기준에 따라 결함이 있거나 누락된 데이터를 제거하거나 보정하는 데이터 클리닝 프로그램; 상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 분석하기 용이하게 변환하고 가공하여 새로운 데이터를 생성하고, 이를 상기 데이터베이스부에 저장하는 데이터 정형화 프로그램; 상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 정해진 고장 기준에 따라 상기 태양광 발전시설 내 태양전지의 고장 여부를 판단하는 고장진단 프로그램; 그리고 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 하나 이상의 데이터를 사용하여 분석 및 예측하여 목표 데이터를 생성하고 이를 상기 관리자 단말기에 제공하는 분석 및 예측 프로그램을 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 정해진 고장 기준 중 어느 하나는, 발전량 임계치(Pn)에 대하여, 미리 설정되어 있는 최소 임계치(Pmin) 및 최대 임계치(Pmax)와 비교하여 상기 발전량 임계치(Pn)가 상기 최소 임계치(Pmin) 미만이거나 상기 최대 임계치(Pmax) 초과일 경우 고장으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 정상 작동인 것으로 판단하는 것일 수 있다.
상기에서, 정해진 고장 기준 중 어느 하나는, 상기 발전량(Pw)이 누적되어 구해지는 누적발전량에 대하여, 상기 누적발전량이 0이거나 감소할 경우 고장으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 정상 작동인 것으로 판단하는 것일 수 있다.
상기에서, 분석 및 예측 프로그램은 실제로 관리자 원하는 데이터를 생성하기 위하여 데이터를 분석하고 예측하여 상기 목표 데이터를 산출하는 기능과, 예측한 데이터 및 상기 데이터베이스부에 누적되어 저장되는 데이터에 대한 데이터마이닝을 실시하여 예측의 정확도를 높이는 기능의 두 가지 기능을 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서의 분석 및 예측 프로그램은 신경망 알고리즘을 포함하고, 또한 상기 분석 및 예측 프로그램은 상기 관리자가 원하는 데이터를 산출하기 위하여, 관리자가 상기 관리자 단말기를 통해 상기 분석 및 예측 프로그램에 미리 정해진 특정의 데이터의 생성을 요청하는 데이터 생성요청 단계(S1); 상기 단계(S1) 이후, 상기 분석 및 예측 프로그램이 입력층과 출력층으로 구분되는 신경망을 구성하는 신경망 구성단계(S2); 상기 단계(S2)에서 생성된 신경망을 바탕으로 데이터를 분석하는 데이터 분석단계(S3); 상기 단계(S3) 이후, 상기 목표 데이터와 부산물 데이터를 포함하는, 적어도 둘 이상의 데이터를 생성하고, 상기 부산물 데이터는 상기 외부DB에 저장하는 데이터 생성단계(S4); 그리고 상기 목표 데이터를 상기 관리자의 단말기에 송신하는 단말기 전송단계(S5)를 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 관리자가 개별 태양전지에 대한 고장여부를 빠르고 효과적으로 인지할 수 있으며, 또한 관리자가 원하는 데이터를 효과적으로 제공받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 시스템의 개략 구조도.
도 2는 본 발명의 시스템의 통신 연결 개략 구조도.
도 3은 본 발명의 태양광 발전시설 내 통신 연결 개략 구조도.
도 4는 본 발명의 서버 및 단말기의 구체적인 구조도.
도 5는 본 발명의 서버 내에서 목표 데이터를 생성하는 단계 순서도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 단말기 제어 어플리케이션의 예시 그림.
도 2는 본 발명의 시스템의 통신 연결 개략 구조도.
도 3은 본 발명의 태양광 발전시설 내 통신 연결 개략 구조도.
도 4는 본 발명의 서버 및 단말기의 구체적인 구조도.
도 5는 본 발명의 서버 내에서 목표 데이터를 생성하는 단계 순서도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 단말기 제어 어플리케이션의 예시 그림.
이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형이나 수정 또는 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전시설의 관리 시스템의 전체적인 간략 구조도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 태양광 발전시설의 관리 시스템에 사용되는 구성요소들에 대하여 간략히 설명한다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광 발전시설의 관리 시스템은 하나 이상의 태양광 발전시설(10)을 포함한다. 상기 태양광 발전시설(10)은 현재 일반적으로 사용되고 있는 태양광 발전시설들의 구성요소, 즉 실제로 발전을 실시하는 하나 이상의 태양전지(100)와 접속반(200), 이외에도 하나 이상의 인버터 및 컨버터 등을 모두 포함하고 있다.
여기서, 본 발명의 태양광 발전시설(10)은 상기와 같은 일반적인 태양광 발전시설의 구성요소 외에, 유선 또는 무선으로 외부와 통신을 실시하여 정보나 데이터를 송신하기 위한 발전측 게이트웨이(310)를 하나 이상 포함하여야 한다.
그리고 본 발명의 시스템은 상기 발전측 게이트웨이(310)와 유선 또는 무선으로 연결되어 통신을 실시할 수 있는 하나 이상의 서버측 게이트웨이(320)와, 상기 서버측 게이트웨이(320)와 유선 또는 무선으로 정보 또는 데이터를 송수신할 수 있는 서버(400)를 포함한다. 따라서 상기 태양광 발전시설(10)에서 상기 발전측 게이트웨이(310)를 통해 정보를 송신하면, 상기 서버측 게이트웨이(320)가 이를 수신하여 상기 서버(400)에 전달할 수 있게 된다.
또한 상기 서버측 게이트웨이(320)는 인터넷, 즉 공중의 전기통신망과 유선 또는 무선으로 연결되어 있어서, 공중의 전기통신망의 특정 사이트 또는 서버에 자료를 요청 신호를 송신하거나, 또는 제공하는 정보 또는 자료를 수신하여 상기 서버(400)에 전달할 수 있다.
그리고 본 발명의 시스템은 본 발명의 시스템을 사용하는 관리자가 사용하는 하나 이상의 단말기(500)를 포함한다. 상기 단말기(500)는 연산장치와 프로그램을 설치할 수 있는 저장장치, 유선 또는 무선으로 공중의 전기통신망과 연결될 수 있는 통신장치, 그리고 제공되는 정보나 데이터 또는 출력 결과물 등을 가시적으로 관리자에게 제공할 수 있는 디스플레이를 포함하는 모든 종류의 기기들 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 데스크탑 컴퓨터나 노트북, 태블릿, 스마트폰 등을 사용하면 될 것이다.
도 2는 본 발명의 시스템에서 상기 태양광 발전단지(10)와 상기 서버(400) 및 단말기(500) 그리고 공중의 전기통신망간의 통신 연결상태를 간략하게 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 시스템에서 상기 태양광 발전단지(10)와 상기 서버(400)간의 통신 연결상태를 구체적으로 도시한 것이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 통해서 본 발명의 시스템에서의 통신 형태에 대하여 간략히 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 태양광 발전단지(10)는 자신의 발전측 게이트웨이(310)를 통하여 서버(400)에 데이터를 제공할 수 있는데, 이때 제공되는 데이터는 발전량(Pw) 및 측정된 전압(V) 및 전류(I)다.
상기 태양광 발전단지(10) 내 각각의 태양전지(100)들은 도 3에서 도시된 바와 같이, 자신의 발전으로 인해 생산된 전기에너지의 발전량(Pw), 전압(V) 및 전류(I)를 측정하기 위해, 각각 발전량 측정기(110), 전압 측정기(120), 전류 측정기(130)가 설치된다.
여기서 상기 측정기(110, 120, 130)들이 각각 발전량(Pw), 전압(V) 및 전류(I)를 측정하기 위한 각각의 구성 등은 현재 일반적으로 사용하고 있는 센서 등을 사용하면 되며, 또한 그 측정 방법 또한 종래에 일반적으로 사용되고 있는 방식을 사용하면 되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한 상기 측정기(110, 120, 130)들은 각각의 태양전지(100) 내에 개별적으로 장착된다. 예를 들어, 태양전지 1(100) 외에 또 다른 태양전지 2(100a)가 상기 태양광 발전시설(10)에 포함되어 있다면, 상기 태양전지 2(100a) 또한 각각의 발전량 측정기 및 전압 측정기, 전류 측정기가 설치되어 있는 것이다.
상기와 같이 태양전지(100) 내에 개별적으로 설치되어 있는 각각의 측정기(110, 120, 130)들은 자신들이 측정한 개별 발전량(Pw1, Pw2...), 전압(V1, V2...), 전류(I1, I2...)를 상기 접속반(200)에 보낸다.
이때 상기 개별 발전량(Pw1, Pw2...), 전압(V1, V2...) 및 전류(I1, I2...)를 상기 접속반(200)으로 전송하는 유선 또는 무선 회선은 서로 중복되지 않도록 구성하여, 서로간에 중첩되어 신호 간에 이상이 발생하도록 하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 각각의 발전량(Pw), 전압(V) 및 전류(I1)이 접속반(200)에 전송되면, 상기 접속반(200)은 상기 발전측 게이트웨이(310)에 이를 전송하고, 상기 발전측 게이트웨이(310)는 연결된 서버측 게이트웨이(320)에 이를 전송하며, 상기 서버측 게이트웨이(320)가 수신된 상기 발전량(Pw), 전압(V) 및 전류(I)데이터를 상기 서버(400)로 송신함으로서, 상기 태양광 발전시설(10)에서의 각각의 발전 데이터(Pw, V, I)들이 상기 서버(400)에 송신되는 것이다.
또한 상기 서버(400)는 해당 태양광 발전시설의 화재감지, 고장진단 및 데이터 분석을 위하여, 외부의 전기통신망으로부터 각종의 데이터를 수집하여 제공받을 수 있다. 바람직하게는 상기와 같은 태양광 발전시설의 화재감지, 고장진단 및 데이터 분석을 위하여 상기 태양광 발전시설(10)이 설치되어 있는 지역의 온도(t), 대기압(p), 습도(wt), 일사량(wq), 바람(wn), 전운량(c), 일출시간(sr) 및 일몰시간(ss) 데이터를 기상청 데이터 및 OpenWeather 등의 공개된 API(Application Programming Interface)를 통하여 제공받을 수 있다.
예를 들어, 상기 태양광 발전시설(10)이 세종시에 설치되어 있다면, 세종시의 기상 데이터(t, p, wt, wq, wn, c, sr, ss)를 기상청 데이터 및 OpenWeather API를 통해 제공받으면 된다.
또한 상기 관리자의 단말기(500) 또한 서버(400)로부터 가공된 데이터를 인터넷과 같은 공중의 전기통신회선을 통해 제공받을 수 있다.
도 4는 상기 서버(400)와 단말기(500)의 구체적인 구성요소들을 도시한 구조도이다. 이하에서는 도 4를 통하여 상기 서버(400) 및 단말기(500)의 구체적인 구성요소 및 동작에 대하여 설명한다.
설명에 앞서, 상기 서버(400)는 이하에서 설명하는 기능 및 동작들을 수행하기 위한 하나 이상의 연산장치 및 기억장치 등을 포함하며, 이는 일반적인 서버 컴퓨터 내지는 기타 컴퓨터 장치를 이용하여 달성할 수 있으므로 이에 대한 구성요소 및 동작에 대한 설명은 생략한다.
상기 서버(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서버측 게이트웨이(320)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 서버측 게이트웨이(320)에서 송신하는 데이터를 수신할 수 있는 통신부(410), 그리고 상기 통신부(410)를 통하여 수신된, 상기 태양광 발전시설(10) 및 인터넷 등 공중의 전기통신회선으로부터 제공되는 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스부(420)를 포함한다.
이때 상기 데이터베이스부(420)는 외부DB(421)와 발전DB(422), 그리고 가공DB(423)을 포함하는 것이 바람직한데, 상기 외부DB(421)는 상기 공중의 전기통신회선을 제공받는 데이터, 바람직하게는 상기 기상 데이터(t, p, wt, wq, wn, c, sr, ss)들을 날짜별로 구분하여 저장하도록 하는 것이 바람직하다.
만약 상기 태양광 발전시설(10)이 둘 이상이어서, 둘 이상의 지역의 기상 데이터(t, p, wt, wq, wn, c, sr, ss)들을 저장해야 할 필요가 있을 경우, 상기 날씨 DB(421) 내에 지역별로 구분된 하위 데이터베이스들을 구성하여, 개별적으로 저장하는 것이 바람직하다.
또한 상기 발전DB(422)는 상기 태양광 발전시설(10)에서 제공하는 상기 발전 데이터(Pw, V, I)들을 날짜별로 구분하여 저장하도록 하는 것이 바람직하다.
만약 상기 태양광 발전시설(10)이 둘 이상이어서, 둘 이상의 태양광 발전시설(10)에서 제공되는 각각의 발전 데이터(Pw, V, I)들을 저장해야 할 필요가 있을 경우, 상기 발전DB(421) 내에 시설별로 구분된 하위 데이터베이스들을 구성하여, 개별적으로 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발전 데이터(Pw, V, I)는 상술한 바와 같이 상기 태양광 발전시설(10) 내에서도 각각의 태양전지(100)들이 자신의 개별적인 발전량(Pw1, Pw2...), 전암(V1, V2...) 및 전류(I1, I2...)들이 개별적으로 상기 서버(400)에 보내지게 되는데, 상기 발전DB(422)는 상기 태양광 발전시설(10) 내에서도 각각의 태양전지(10)들별로 각각의 발전 데이터(Pw, V, I)들을 구분하여 저장하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 태양전지 1(100)에 대한 발전 데이터(Pw1, V1, I1)들을 개별적으로 저장하기 위하여, 상기 발전DB(421)은 3개 계층으로 구분되어 저장하는 것이 바람직한데 예를 들어 최상위 계층인 전체 발전DB(421) 내에 태양광 발전시설(10)에 대한 계층, 그 하위 계층으로 개별 태양전지(100)에 대한 계층으로 구분되어, 상기 태양전지(100)들의 발전 데이터(Pw1, V1, I1)들이 개별적으로 구분되어 저장되는 것이 바람직하다.
이와 같이 하는 이유는, 태양광 발전시설(10) 내에서도 각각의 태양전지(100)들에 대하여 개별적인 화재감지 및 고장진단을 할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고 상기 서버(400)는 상기 데이터베이스부(420)에 저장되어 있는 각종의 데이터들을 이용하여 화재감지 및 고장진단, 분석을 실시하여 데이터를 생산하기 위한 제어부(430)를 포함한다.
상기 제어부(430)는 상기와 같은 동작을 수행하기 위하여, 데이터 클리닝 프로그램(431), 데이터 정형화 프로그램(432), 고장진단 프로그램(433), 분석 및 예측 프로그램(434)을 포함한다.
상기 제어부(430) 내 구성요소들에 대하여 설명하면, 상기 데이터 클리닝 프로그램(431)은 상기 데이터베이스부(420)에 저장된 각종의 데이터에 대하여 정해진 기준에 따라 결함이 있거나 누락된 데이터를 제거하고 보정하여 데이터 분석에 사용하도록 하는 프로그램이다.
이때 상기 데이터 클리닝 프로그램(431)에서 설정된 정해진 기준은 관리자가 정하여 입력하면 된다. 예를 들어, 상기 데이터 중 어느 태양전지의 발전량(Pw)에 대하여, 지나치게 낮거나 높은 수치가 계속된다면 이는 해당 태양전지의 고장이거나 또는 측정기의 고장일 테지만, 지나치게 낮거나 높은 수치가 잠깐 동안만 이루어졌다면 이는 노이즈로 판단되어 상기 데이터 클리닝 프로그램(431)이 이를 제거하고 또한 상기 정해진 기준에 따라 보정된다.
상기와 같이 상기 데이터 클리닝 프로그램(431)을 거친 데이터는 자신이 저장되었던 상기 데이터베이스부(420)에 갱신 저장된다.
또한 상기 데이터 정형화 프로그램(432)은 상기 데이터베이스부(420)에 저장되어 있는 각종의 데이터를 분석하기 용이하게 변환하고 가공하는 프로그램이다.
여기서 상기 데이터 정형화 프로그램(432)을 통하여 가공되어 새로이 생산된 데이터는 상기 데이터베이스부(420)에서 하위 계층으로 할당된 어느 하나의 별도의 데이터베이스, 예를 들어 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 별도의 가공DB(423) 내에 저장되면 된다.
그리고 상기 고장진단 프로그램(433)은 상기 데이터베이스부(420)에 저장된 각종의 데이터에 대하여 정해진 기준에 따라 고장 여부를 판단하여 상기 관리자의 단말기(500)에 통보하도록 하는 프로그램이다.
이때 상기 고장진단 프로그램(433)에서 설정된 정해진 기준은 관리자가 정하여 입력하면 된다. 예를 들어, 상기 데이터 중 어느 태양전지의 발전량(Pw)에 대하여, 지나치게 낮거나 높은 수치가 계속된다면 이는 해당 태양전지의 고장이거나 또는 측정기가 고장난 상태일 것이므로 이에 대하여 통보함으로서 관리자가 조치를 취할 수 있도록 하는 것이다.
이하 표 1은 상기 고장진단 프로그램(433)에서 사용할 수 있는 고장진단 기준의 일예시이다.
| 데이터상태 | 설명 | |
| 정상 | 데이터 수신 원활, 고장상태가 아닌 경우 "정상" 판단. | |
| 고장 | 발전량 임계치 초과 | (설비용량 비례) 1. 현재 발전량 임계치(Pn) = 마지막 데이터 시간과 현재 데이터 시간차×분당 발전량 2. 분당 발전량(Pw/m) = 발전용량(Pw) / min 3. 최소 임계치와 최대 임계치 설정, 현재 발전량 임계치가 최소 임계치 미만이거나 최대 임계치 초과 시 고장 판정 |
| 프로토콜 에러 | 1. 통신장치에서 데이터가 정해진 프로토콜에 부합하지 않는 경우 (데이터크기가 맞지 않을 때 또는 역률이 100% 초과일 때) 2. 누적발전량(혹은 생산량)이 Null인 경우 |
|
| 누적값 0 | 1. 누적발전량(혹은 생산량)이 0인 경우 | |
| 누적값 감소 | 1. 누적발전량(혹은 생산량)이 이전값 대비 감소한 경우 | |
| 전송값 오류 | 1. 전송되어야 할 값이 오지 않을 경우 | |
상기 표 1에서의 고장기준을 가지고 예를 들어 설명하면, 먼저 상기 발전량(Pw)에 대한 오류 판정이 있을 수 있는데, 상기 제어부(430) 또는 상기 데이터 정형화 프로그램(432)은 제공 받은 각 태양전지(100)들의 발전량(Pw)에 대하여 분당 발전량(Pw/m) 및 현재 발전량 임계치(Pn)을 산출할 수 있다.
여기서 상기 현재 발전량 임계치(Pn)을 가지고 고장 여부를 판정하기 위하여, 상기 최소 임계치(Pmin)와 최대 임계치(Pmax)가 설정되어 있는데, 이는 관리자가 본 발명의 시스템이 구축될 때 미리 계산하여 입력한 값이다. 상기 제어부(430)는 상기 현재 발전량 임계치(Pn)를 상기 최소 임계치(Pmin)와 최대 임계치(Pmax)와 비교하여, 만약 상기 현재 발전량 임계치(Pn)이 상기 최소 임계치(Pmin) 미만이거나 또는 상기 최대 임계치(Pmax)를 초과하는 값을 가진다면 이는 고장으로 판정하여 관리자의 단말기(500)에게 통보하고, 그렇지 않다면 정상으로 판정한다.
또 하나의 고장 기준에 대해 설명하면 통신 프로토콜 오류가 있다. 만약 상기한 통신장치들(140)간의 오류로 인하여 상기 단계(S12)가 실시되거나, 또는 다른 통신상의 오류가 감지되었을 경우 통신장치의 고장으로 판정할 수 있을 것이다.
다른 일예시로서의 고장 기준은 발전량의 누적값에 관한 것이 있다. 상기 데이터베이스부(420)에는 어느 태양전지에 대하여 지속적으로 측정된 그날의 발전량(Pw)이 시간별로 저장될 것이고, 이것들의 합인 그날의 누적발전량(또는 생산량)은 편차는 있을지언정 지속적으로 증가하는 추세를 보여야만 정상작동한 것이라고 볼 수 있을 것이다. 그런데 만약 상기 누적발전량(또는 생산량)이 0이거나, 감소한다면 이는 측정된 상기 발전량(Pw)이 0이거나 또는 음(-)의 값을 가지고 있다는 뜻을 의미하므로, 이는 해당 태양전지가 고장이거나 또는 측정기의 고장 등의 가능성이 있기 때문에 고장으로 판단하여 상기 단말기(500)에 이를 통보할 수 있다.
또는, 상기 데이터베이스부(420)에 시간마다 수신되어 저장되야 할 데이터가 수신되지 않았을 경우, 측정기나 데이터 송수신 구성요소 중 어느 하나 이상이 고장나 있을 가능성이 있으므로 고장으로 판단하여 상기 단말기(500)에 이를 통보하게 되는 것이다.
그리고 상기와 같은 고장기준에 포함되지 않는다면, 정상 작동 상태로 판단하면 된다.
그리고 분석 및 예측 프로그램(434)은 상기 데이터베이스부(420)에 저장되어 있는 각종 데이터 및 상기 가공DB(423)에 저장되어 있는 각종 데이터를 사용하여 분석하고 예측하여 관리자가 필요로 하는 데이터를 생성하여 이를 상기 단말기(500)에 제공하는 기능을 한다.
이때, 상기 관리자가 필요로 하는 데이터는 상기 관리자가 본 발명의 시스템을 구축할 때 미리 상기 제어부(430)에 설정하는 것이다. 또한 상기 관리자가 필요로 하는 데이터를 상기 분석 및 예측 프로그램(434)이 생성하기 위하여, 상기 데이터 정형화 프로그램(432)는 상기 관리자가 필요로 하는 데이터를 산출하기 위한 기반이 되는 데이터들을 가공 데이터로서 생성하여 상기 가공DB(423)에 저장한다.
따라서, 상기 태양광 발전시설(10)에서 상기 서버(400)로 송신하는 데이터, 그리고 인터넷과 같은 공중의 전기통신망으로부터 제공받는 데이터, 그리고 상기 데이터 정형화 프로그램(432)이 생성하여 저장되는 데이터는 모두 본 발명의 시스템 구축 시 관리자가 정하는 것으로, 상술한 설명들에 나오는 데이터는 모두 바람직한 일예시이다. 마찬가지로, 하기에서 나오는 데이터들 또한 일예시이며, 당업자들은 이러한 과정 및 산출물에 대하여 이해할 수 있을 것이다.
상기 분석 및 예측 프로그램(434)의 동작 및 산출물에 대하여 일예시로서 설명하면, 상기 분석 및 예측 프로그램(434)은 크게 두 가지 기능을 포함하는데 하나는 실제로 관리자가 원하는 데이터를 생성하기 위하여 데이터를 분석하고 예측하여 상기 관리자가 원하는 데이터를 산출하는 것이고, 다른 하나는 예측한 데이터 및 기존의 상기 데이터베이스부(420)에 누적되어 저장되는 데이터에 대한 데이터마이닝을 실시하여 예측의 정확도를 높이는 것이다.
따라서, 상기 후자의 기능을 위하여 상기 분석 및 예측 프로그램(434)은 학습에 용이한 신경망 알고리즘을 포함하는 것이 바람직하고, 또한 상기 분석 및 예측 프로그램(434)은 상기 가공DB(423)에 예측에 따른 결과 데이터를 누적하여 별도로 저장하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 두 가지 기능을 바탕으로 상기 분석 및 예측 알고리즘(434)의 동작에 대하여 일예시로서 설명하면, 상기 분석 및 예측 알고리즘(434)이 생산하여 상기 단말기(500)에 제공할 수 있는 데이터 중 어느 하나는 발전량 추세분석 및 예측데이터(Power Estimate Data; PED)가 될 수 있다.
상기와 같이 발전량 추세분석 데이터(PED)를 생산하기 위한 순서가 도 5에 도시되어 있다. 이하에서는 도 5를 통하여 상기 발전량 추세분석 데이터(PED)가 상기 분석 및 예측 프로그램(434) 내에서 어떻게 생성되는지 설명한다.
상기 발전량 추세분석 데이터(PED)를 생성하기 위하여, 관리자가 자신의 단말기(500)를 통하여 상기 발전량 추세분석 데이터(PED)의 생성을 요청하는 PED 생성요청 단계(S1)를 실시한다.
상기 단계(S1)가 실시되면, 상기 분석 및 예측 프로그램(434)은 목표한 데이터(PED)를 생성하기 위하여, 신경망을 구성하는 신경망 구성단계(S2)를 실시한다.
상기 단계(S2)에서 생성되는 신경망에서, 입력층은 기상 데이터가 되고, 출력층은 발전량 데이터가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 단계(S2) 실시 후, 상기 단계(S2)에서 생성된 신경망을 바탕으로 데이터를 분석하는 데이터 분석 단계(S3)를 실시한다.
여기서 상술한 바와 같이, 상기 단계(S2)에서 생성된 신경망에서의 입력층은 기상 데이터가 되는데, 이때 상기 기상 데이터는 상기 외부DB(421)에 저장되어 있는 각종 기상 데이터들, 예를 들어 상술한 기상 데이터(t, p, wt, wq, wn, c, sr, ss) 중 어느 하나일 수 있다.
또한 상기 기상 데이터는 인터넷 등 공중의 전기통신망에서 제공하는 기상예보 데이터가 될 수 있는데, 상기 외부DB(321)에 저장되는 기상 데이터는 일반적으로 과거의 확정된 기상 데이터이므로, 예보 데이터는 기상청 등 공중의 전기통신망을 통해 제공받는 것이 바람직하다.
또한 상기 단계(S3)에서 사용할 수 있는 데이터는, 상기 가공DB(423)에 저장되어 있는, 과거에 생산된 예측발전량 데이터이다. 상기 과거에 생산된 예측발전량 데이터는 과거에 도 5에 도시된 단계들을 거치며 상기 목표한 발전량 추세분석 데이터(PED)를 생산하면서 부산물로 생성된 예측발전량 데이터를 구분하여 저장해 놓은 것으로, 그 당시의 기상예측 및 이에 따라 계산된 예측발전량, 그리고 기상 및 발전량 예측에 따른 적중률이 표시되어 도출된 기상 및 발전량 데이터가 어느 정도 정확성을 가지고 있었는지 확인할 수 있다. 상기 분석 및 예측 프로그램(434)은 상기 가공DB(423) 내 다수의 예측발전량 데이터를 사용하고 적중률을 높이기 위하여 관련 변수들을 조정하게 된다.
상기와 같이 상기 예측발전량 데이터를 지속적으로 생성하고, 이에 따라 오차를 측정하여 적중률을 산출하는 과정을 반복함으로서, 결과적으로 예측발전량 데이터 내 기상예측 및 계산된 예측발전량의 적중률을 높일 수 있다.
상기 단계(S3)를 통해서 데이터를 도출하는 데이터 생성 단계(S4)를 실시하게 되는데, 이때 생산되는 데이터는 이번 단계에서 생산되는 예측발전량 데이터와, 목표 데이터인 발전량 추세분석 데이터이다.
상기 예측발전량 데이터는 외부DB(421)에 별도의 공간을 할애하여 저장하고, 차후에 시간이 지난 후 상기 단계(S4)를 통해 생성된 예측발전량 데이터 내 기상예측 및 계산된 예측발전량의 적중률이 어느 정도인지 계산하여, 상기 외부DB(421) 내 추가하여 저장한다. 이렇게 완성된 상기 단계(S4)를 통해 생성된 예측발전량 데이터는 다음 차 상기 분석 및 예측 프로그램(434)의 동작에 사용할 수 있다.
또한 생성된 발전량 추세분석 데이터(PED)는 목표한 데이터이므로, 이를 단말기(500)에 전송하는 단말기 전송단계(S5)를 실시하여 모든 단계를 종료하도록 한다.
상기와 같은 단계(S1~S5)를 통해 발전량 추세분석 데이터(PED)를 생성할 수 있는데, 다른 데이터들도 상기와 같은 단계(S1~S5)를 통하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 역송전비 예측 데이터를 생성하고자 한다면, 상기 발전DB(422)에 매 시간마다 변동되는 계통한계가격값(SMP)이 시간별로 누적 저장되어 있는 상태에서, 요청이 있을때 상기 계통한계가격값(SMP) 및 발전량(Pw) 등 상기 발전DB(422)에 저장되어 있는 어느 하나 이상의 데이터를 입력층으로 하고, 역송전비 예측값을 출력층으로 하여 상기 역송전비 예측 데이터를 생성할 수 있으며, 여기에는 상기 가공DB(423)에 누적 저장되어 있는, 과거에 구해진 역송전비 예측 데이터를 사용할 수 있으며 또한 이번에 생성된 역송전비 예측 데이터를 상기 가공DB(423)에 저장할 수도 있을 것이다.
그리고 상기 단말기(500)는 상기와 같이 상기 서버(400)에서 제공되는 데이터를 수신하여 가시적으로 관리자에게 제공해 주며, 또한 관리자가 상기 서버(400)에게 필요한 특정 데이터를 요구하도록 하기 위한 입력 인터페이스를 제공해 주기 위해, 가시적으로 사용자에게 정보를 제공하며 또한 사용자가 입출력에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이(510) 및 제어 어플리케이션(520), 그리고 상기 서버측 게이트웨이(320)와의 통신을 위한 단말기 통신부(530)를 포함한다.
도 6 내지 도 8은 상기 제어 어플리케이션(520)의 일예시 화면이다. 도 6은 전체적인 운영 현황을 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 속하는 태양광 발전시설(10)의 고장 분포 및 장소, 도 8은 본 발명에 속하는 태양광 발전시설(10)의 설치 위치를 나타내고 있는 것이다.
10 : 태양광 발전시설. 100 : 태양전지.
200 : 접속반. 310 : 발전측 게이트웨이.
320 : 서버측 게이트웨이. 400 : 서버.
410 : 통신부. 420 : 데이터베이스부.
421 : 외부DB. 422 : 발전DB.
423 : 가공DB. 430 : 제어부.
431 : 데이터 클리닝 프로그램. 432 : 데이터 정형화 프로그램.
433 : 고장진단 프로그램. 434 : 분석 및 예측 프로그램.
500 : 단말기. 510 : 디스플레이.
520 : 제어 어플리케이션. 530 : 단말기 통신부.
200 : 접속반. 310 : 발전측 게이트웨이.
320 : 서버측 게이트웨이. 400 : 서버.
410 : 통신부. 420 : 데이터베이스부.
421 : 외부DB. 422 : 발전DB.
423 : 가공DB. 430 : 제어부.
431 : 데이터 클리닝 프로그램. 432 : 데이터 정형화 프로그램.
433 : 고장진단 프로그램. 434 : 분석 및 예측 프로그램.
500 : 단말기. 510 : 디스플레이.
520 : 제어 어플리케이션. 530 : 단말기 통신부.
Claims (8)
- 하나 이상의 태양광 발전시설과 서버, 그리고 상기 서버 및 상기 하나 이상의 태양광 발전시설과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되며, 또한 공중의 전기통신망과 유선 또는 무선으로 연결되는 서버측 게이트웨이와 상기 서버측 게이트웨이와 공중의 전기통신망을 통해 통신 가능하게 연결되는 하나 이상의 관리자 단말기를 포함하는 태양광 발전시설의 관리 시스템으로서,
상기 하나 이상의 태양광 발전시설은 각각 하나 이상의 태양전지;
상기 하나 이상의 태양전지와 하나 이상 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어 있는 접속반;
그리고 상기 접속반과 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어 있는 발전측 게이트웨이를 포함하고,
상기 서버는 상기 서버측 게이트웨이와 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되는 통신부;
상기 통신부를 통해 수신된 하나 이상의 데이터를 분류하여 저장하는 데이터베이스부;
그리고 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 하나 이상의 데이터들을 이용하여 고장진단 및 분석을 실시하고 결과물을 생성하여 상기 관리자 단말기에 전송하는 제어부를 포함하며,
상기 하나 이상의 관리자 단말기는 각각 사용자에게 정보를 가시적으로 제공하고 또한 사용자가 입출력에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이; 제어 어플리케이션; 그리고 상기 서버측 게이트웨이와의 통신을 위한 단말기 통신부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 정해진 결함 기준에 따라 결함이 있거나 누락된 데이터를 제거하거나 보정하는 데이터 클리닝 프로그램;
상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 분석하기 용이하게 변환하고 가공하여 새로운 데이터를 생성하고, 이를 상기 데이터베이스부에 저장하는 데이터 정형화 프로그램;
상기 데이터베이스부에 저장된 하나 이상의 데이터에 대하여 정해진 고장 기준에 따라 상기 태양광 발전시설 내 태양전지의 고장 여부를 판단하는 고장진단 프로그램;
그리고 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 하나 이상의 데이터를 사용하여 분석 및 예측하여 목표 데이터를 생성하고 이를 상기 관리자 단말기에 제공하는 분석 및 예측 프로그램을 포함하며,
상기 정해진 고장 기준 중 어느 하나는, 발전량 임계치(Pn)에 대하여, 미리 설정되어 있는 최소 임계치(Pmin) 및 최대 임계치(Pmax)와 비교하여 상기 발전량 임계치(Pn)가 상기 최소 임계치(Pmin) 미만이거나 상기 최대 임계치(Pmax) 초과일 경우 고장으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 정상 작동인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전시설의 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 태양전지는 각각 해당 태양전지의 발전량을 측정하는 발전량 측정기; 전압을 측정하는 전압 측정기; 그리고 전류를 측정하는 전류 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시설의 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 데이터베이스부는 공중의 전기통신망을 통하여 제공된 데이터를 구분하여 저장하는 외부DB; 상기 태양광 발전시설에서 제공하는 데이터를 구분하여 저장하는 발전DB; 그리고 상기 제어부에서 가공한 데이터를 저장하는 가공DB를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전시설의 관리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 정해진 고장 기준 중 어느 하나는, 발전으로 인해 생산된 전기에너지의 발전량(Pw)이 누적되어 구해지는 누적발전량에 대하여, 상기 누적발전량이 0이거나 감소할 경우 고장으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 정상 작동인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전시설의 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 분석 및 예측 프로그램은 실제로 관리자 원하는 데이터를 생성하기 위하여 데이터를 분석하고 예측하여 상기 목표 데이터를 산출하는 기능과, 예측한 데이터 및 상기 데이터베이스부에 누적되어 저장되는 데이터에 대한 데이터마이닝을 실시하여 예측의 정확도를 높이는 기능의 두 가지 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전시설의 관리 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 분석 및 예측 프로그램은 신경망 알고리즘을 포함하고,
상기 분석 및 예측 프로그램은 상기 관리자가 원하는 데이터를 산출하기 위하여,
관리자가 상기 관리자 단말기를 통해 상기 분석 및 예측 프로그램에 미리 정해진 특정의 데이터의 생성을 요청하는 데이터 생성요청 단계(S1);
상기 단계(S1) 이후, 상기 분석 및 예측 프로그램이 입력층과 출력층으로 구분되는 신경망을 구성하는 신경망 구성단계(S2);
상기 단계(S2)에서 생성된 신경망을 바탕으로 데이터를 분석하는 데이터 분석단계(S3);
상기 단계(S3) 이후, 상기 목표 데이터와 부산물 데이터를 포함하는, 적어도 둘 이상의 데이터를 생성하고, 상기 부산물 데이터는 상기 외부DB에 저장하는 데이터 생성단계(S4);
그리고 상기 목표 데이터를 상기 관리자의 단말기에 송신하는 단말기 전송단계(S5)를 실시하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전시설의 관리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200122637A KR102480440B1 (ko) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 태양광 발전시설의 관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200122637A KR102480440B1 (ko) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 태양광 발전시설의 관리 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220039990A KR20220039990A (ko) | 2022-03-30 |
| KR102480440B1 true KR102480440B1 (ko) | 2022-12-30 |
Family
ID=80948070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200122637A KR102480440B1 (ko) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 태양광 발전시설의 관리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102480440B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101516603B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-05-04 | (주) 파이시스네트웍스 | 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템 |
| KR101971156B1 (ko) * | 2018-10-30 | 2019-04-22 | 주식회사 케이디티 | 유무선 하이브리드형 태양광 발전 모니터링 시스템 |
| KR102023465B1 (ko) * | 2019-02-12 | 2019-09-20 | 강남욱 | 사물인터넷을 이용한 태양광 발전장치의 고장진단시스템 및 그 방법 |
| KR102126577B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2020-06-25 | (주)대은 | 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템 |
| KR102155576B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-09-14 | (주)에이비엠 | 확장식접속반이 구비된 태양광 발전시스템 |
-
2020
- 2020-09-22 KR KR1020200122637A patent/KR102480440B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101516603B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-05-04 | (주) 파이시스네트웍스 | 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템 |
| KR101971156B1 (ko) * | 2018-10-30 | 2019-04-22 | 주식회사 케이디티 | 유무선 하이브리드형 태양광 발전 모니터링 시스템 |
| KR102023465B1 (ko) * | 2019-02-12 | 2019-09-20 | 강남욱 | 사물인터넷을 이용한 태양광 발전장치의 고장진단시스템 및 그 방법 |
| KR102126577B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2020-06-25 | (주)대은 | 다채널 모듈센서를 이용한 태양광발전 모니터링 시스템 |
| KR102155576B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-09-14 | (주)에이비엠 | 확장식접속반이 구비된 태양광 발전시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220039990A (ko) | 2022-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109146093B (zh) | 一种基于学习的电力设备现场勘查方法 | |
| EP2412074B1 (en) | Systems and methods for predicting power electronics failure | |
| KR102144350B1 (ko) | 태양광 발전시스템의 고장 진단 시스템 | |
| KR101295529B1 (ko) | 태양전지판의 고장진단 원격감시 시스템 | |
| JP7289995B2 (ja) | 太陽光発電ストリングの動作状態を認識する方法および装置ならびに記憶媒体 | |
| CN105337575B (zh) | 光伏电站状态预测及故障诊断方法和系统 | |
| WO2016164718A1 (en) | Real-time series resistance monitoring in photovoltaic systems | |
| WO2016166991A1 (ja) | 太陽光発電設備の診断システムおよびプログラム | |
| KR102352588B1 (ko) | 선형회귀모델을 이용하여 태양광 발전에서의 인버터 효율 정보를 도출하는 장치 및 방법 | |
| CN113049142A (zh) | 温度传感器的告警方法、装置、设备及存储介质 | |
| KR102230548B1 (ko) | Frbfnn 모델을 이용한 태양광 발전설비의 발전예측 및 효율진단 시스템 | |
| CN113169709A (zh) | 基于机器学习的太阳能发电控制系统及方法 | |
| KR102182820B1 (ko) | 태양광 모듈의 고장 및 열화 상태 진단 기능을 갖는 태양광 발전장치 및 그 발전 관리방법 | |
| KR102266752B1 (ko) | 자기 반추 및 머신러닝을 이용한 태양광 발전 접속반 및 태양광 발전 접속반의 예측진단 방법 | |
| KR102475374B1 (ko) | 휴지시간대를 활용한 스트링 단위의 태양광 발전시스템 능동형 고장예지 진단장치 및 그 방법 | |
| US11086278B2 (en) | Adaptive system monitoring using incremental regression model development | |
| KR102321181B1 (ko) | 태양광 발전 시스템의 지락 발생 감시 장치 및 그 방법 | |
| CN103246939A (zh) | 基于安全稳定裕度的电网运行安全风险事件在线辨识方法 | |
| CN116845878B (zh) | 一种用于微电网用电负荷预测方法 | |
| JP2015198485A (ja) | 異常検出装置、異常検出システム、及び異常検出方法 | |
| KR20210025361A (ko) | 안전기능이 강화된 pv-ess 통합솔루션시스템 | |
| CN109842372A (zh) | 一种光伏组件故障检测方法和系统 | |
| KR101410333B1 (ko) | 태양전지 모듈 모니터링 방법 | |
| CN117674249A (zh) | 一种含分布式光伏的配电网故障自愈控制与评价方法 | |
| KR102228512B1 (ko) | 머신러닝을 이용한 태양광 발전설비의 고장 및 접속함 화재 감시기능과 원격제어기능을 구비한 태양광 발전장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |