KR102522789B1 - 자가진단 기능에 의한 스티어링 별 차단장치 및 사용자단말기를 이용한 태양광발전 감시 제어시스템 - Google Patents

자가진단 기능에 의한 스티어링 별 차단장치 및 사용자단말기를 이용한 태양광발전 감시 제어시스템 Download PDF

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Abstract

태양광 발전 감시 제어시스템은 복수의 태양광 모듈이 직렬로 배치된 복수의 태양광 어레이로 이루어진 태양광 어레이부, 태양광 어레이부에서 생성된 전력을 변환하여 공급처로 공급하는 인버터, 복수의 태양광 어레이 각각과 인버터 사이에 배치되어 태양광 어레이부에서 생성된 전력의 이동을 단속하는 복수의 전력차단부, 복수의 태양광 어레이 각각의 전력에 대한 전압을 검출하는 복수의 전압전류검출부 및 복수의 태양광 어레이 각각에서 생성되는 전력에 대한 정상전압전류범위를 저장하며, 복수의 전압전류검출부에서 검출된 복수의 태양광 어레이 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 정상전압범위를 벗어나는 것으로 판단되면 복수의 전력차단부 중 적어도 하나의 해당 전력차단부를 차단하도록 제어하는 모니터링서버를 포함한다.

Description

자가진단 기능에 의한 스티어링 별 차단장치 및 사용자단말기를 이용한 태양광발전 감시 제어시스템{Solar Power Generation Monitoring and Control System with a self-diagnosis function and a blocking device for each steering and user terminal}
본 발명은 태양광 발전 감시 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자가진단 기능에 의한 스티어링 별 차단장치 및 사용자단말기를 이용한 태양광 발전 감시 제어시스템에 관한 것이다.
태양광 발전시스템은 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 발전시설로 복수의 태양광 모듈을 연결하여 이루어진 복수의 어레이를 이용하여 생산된 전기를 축전기 등과 같은 저장장치에 저장하거나 한전계통에 송전한다. 관리자는 복수의 어레이에 대한 이상유무를 파악하기 위하여 태양광 어레이 별로 하나씩 순차적으로 전류량 및 전압을 측정하여 이루어지고 있다.
그러나 태양광 발전 시 주변상황 즉, 외부의 충격 등으로 인하여 전압 또는 전류값이 갑자기 상승 또는 낮게 생산되기도 하는데 이로 인하여 인버터 등의 구성이 예상 수명보다 빨리 고장나 전력을 축적하는데 문제가 있으며, 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 발전설비에서의 공급될 수 있는 이상전압 및 이상전류로 인한 피해를 최소화할 수 있는 태양광 발전 감시 제어시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 감시 제어시스템은, 복수의 태양광 모듈이 직렬로 배치된 복수의 태양광 어레이로 이루어진 태양광 어레이부; 상기 태양광 어레이부에서 생성된 전력을 변환하여 공급처로 공급하는 인버터; 상기 복수의 태양광 어레이 각각과 상기 인버터 사이에 배치되어 상기 태양광 어레이부에서 생성된 전력의 이동을 단속하는 복수의 전력차단부; 상기 복수의 태양광 어레이 각각의 전력에 대한 전압 및 전류를 검출하는 복수의 전압전류검출부; 및 상기 복수의 태양광 어레이 각각에서 생성되는 전력에 대한 정상전압전류범위를 저장하며, 상기 복수의 전압전류검출부에서 검출된 상기 복수의 태양광 어레이 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 상기 정상전압전류범위를 벗어나는 것으로 판단되면 상기 복수의 전력차단부 중 적어도 하나의 해당 전력차단부를 차단하도록 제어하는 모니터링서버를 포함한다. 복수의 태양광 어레이에서 정상전압전류범위보다 높거나 낮은 전압 및 전류가 감지되면 해당 태양광 어레이의 전력차단부를 차단하여 해당 태양광 어레이에서 이동되는 전력이 단속되도록 함으로써 내부 구성의 수명을 증가시킬 수 있으며 전력을 축적할 수 있는 경제성과 전력축적에 대한 원활성이 향상될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전력차단부와 상기 인버터 사이에 배치되어 상기 인버터로 이동되는 전력을 차단하는 메인차단부를 더 포함하며, 상기 모니터링서버는, 상기 복수의 전압전류검출부에서 검출된 상기 복수의 태양광 어레이 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 상기 정상전압전류범위보다 기설정값 이상 벗어나는 것으로 판단되면 상기 인버터로 이동되는 전력이 차단되도록 상기 메인차단부를 제어하면 복수의 태양광 어레이에서 정상전압전류범위보다 일정 이상 높거나 낮은 전압전류값이 감지되면 외부 회로의 이상에 의한 전력생산저하 또는 내부 구성의 손상이 될 가능성이 증가하므로 이를 방지하기 위하여 메인차단부를 차단할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 메인차단부와 상기 복수의 전력차단부를 수용하는 수용공간을 갖는 접속반; 상기 접속반의 수용공간의 온도, 습도, 연기, 충격 및 진동을 감지하는 센서부; 및 알람부를 더 포함하며, 상기 모니터링서버는, 상기 접속반의 정상온도범위, 정상습도범위, 정상연기농도범위, 정상진동범위 및 누설전류범위를 저장하고, 상기 센서부로부터 감지되는 온도, 습도, 연기, 충격, 진동 및 누설전류범위에 대한 감지값이 상기 정상온도범위, 상기 정상습도범위, 상기 정상연기농도범위, 상기 정상진동범위 및 누설전류범위 중 적어도 하나를 벗어나는 것으로 판단되면 알람이 출력되도록 상기 알람부를 제어하며, 상기 메인차단부와 상기 복수의 전력차단부가 차단되도록 제어하면 접속반에 화재위험성이 발견되면 메인차단부와 복수의 전력차단부를 모두 차단할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 모니터링서버와 통신하는 복수의 사용자단말기를 더 포함하며, 상기 모니터링서버는 통신 가능하도록 기설정된 상기 복수의 사용자단말기를 저장하며, 상기 복수의 태양광 어레이의 실시간 발전량 정보, 환경정보, 전력, 전압, 전류를 포함하는 태양광발전정보에 기초하여 상기 복수의 태양광 어레이 별 경보신호를 상기 기설정된 복수의 사용자단말기로 전송하도록 제어하면 태양광발전정보를 사용자단말기로 전송하여 신속하게 조치를 할 수 있도록 할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 기설정된 복수의 사용자단말기는 상기 모니터링서버를 제어할 수 있는 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 저장하며, 저장된 상기 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 이용하여 태양광 발전에 대한 감시 및 제어를 수행하면 지정된 장소 이외의 장소에서도 태양광 발전 감시 제어를 수행할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따르면 복수의 태양광 어레이에서 정상전압전류범위보다 높거나 낮은 전압 및 전류가 감지되면 해당 태양광 어레이의 전력차단부를 차단하여 해당 태양광 어레이에서 이동되는 전력이 단속되도록 함으로써 내부 구성의 수명을 증가시킬 수 있으며 전력을 축적할 수 있는 경제성과 전력축적에 대한 원활성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 태양광 발전 감시 제어시스템의 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 발전 감시 제어시스템(1)을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 태양광 발전 감시 제어시스템(1)의 제어블록도이다.
도 1을 참조하여 태양광 발전 감시 제어시스템(1)의 구성을 설명한다.
태양광 발전 감시 제어시스템(1)은 태양광 어레이부(10), 접속반(20), 센서부(30), 메인차단부(40), 전력차단부(42), 인버터(50), 전압전류검출부(60), 모니터링서버(70), 사용자단말기(80), 알람부(90) 및 클리닝부(100)를 포함한다.
태양광 어레이부(10)는 복수의 태양광 모듈(111 내지 113)이 직렬로 배치된 복수의 태양광 어레이(11 내지 13)로 이루어진다.
복수의 태양광 어레이(11 내지 13)은 제1 태양광 어레이(11), 제2 태양광 어레이(12) 및 제3 태양광 어레이(13)으로 이루어지며, 제1 태양광 어레이(11), 제2 태양광 어레이(12) 및 제3 태양광 어레이(13)은 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 제1 태양광 어레이(11)는 제1태양광 모듈(111), 제2태양광 모듈(112) 및 제3 태양광 모듈(113)로 구성될 수 있다. 여기서는 3개의 태양광 모듈(111 내지 113)과 3개의 태양광 어레이(11 내지 13)로 이루어진 것으로 표현되었지만, 그 수는 한정되지 않는다.
복수의 태양광 모듈(111 내지 113)은 태양광을 이용하여 발전을 하는 구성이다. 생산된 전기에너지는 태양광 접속반(20)을 통하여 인버터(50)로 전달되도록 할 수 있다. 인버터(50)에서 변환된 전력은 공급처(2)로 공급될 수 있다.
접속반(20)은 태양광 어레이부(10)와 인버터(50) 사이에 배치되어 전력의 이동을 단속 제어한다. 접속반(20)은 후술할 메인차단부(40)와 복수의 전력차단부(42)를 수용하는 수용공간을 갖는다.
센서부(30)는 접속반(20)의 수용공간의 온도, 습도, 연기, 충격 및 진동을 감지하는 복수의 센서로 구성된다. 센서부(30)는 온도센서, 습도센서, 연기감지센서, 진동감지센서 등으로 마련되어 접속반(20) 내의 화재 및 지진 등의 재해를 감지한다.
메인차단부(40)는 복수의 전력차단부(42)와 인버터 사이(50)에 배치되어 인버터(50)로 이동되는 전력을 차단 및 연결한다. 메인차단부(40)는 스위치로 마련될 수 있다.
전력차단부(42)는 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 각각과 인버터(50) 사이에 배치되어 태양광 어레이부(10)에서 생성된 전력의 이동을 단속한다. 전력차단부(42)도 스위치로 마련될 수 있다.
인버터(50)는 복수의 태양광 모듈(111 내지 113)에서 생산된 전력을 변환하여 공급처(2)로 분배 및 공급한다.
전압전류검출부(60)는 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 각각의 전력에 대한 전압, 전류 및 누설전류를 검출한다. 전압전류검출부(60)는 복수의 태양광 어레이(11 내지 13)의 측정값을 계측할 수 있으며 설치는 접속반(20) 내에 설치될 수 있다.
모니터링서버(70)는 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 각각에서 생성되는 전력에 대한 정상전압전류범위를 저장하며, 복수의 전압전류검출부(60)에서 검출된 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 정상전압전류범위를 벗어나는 것으로 판단되면 복수의 전력차단부(42) 중 적어도 하나의 해당 전력차단부를 차단하도록 제어한다.
모니터링서버(70)는 복수의 전압전류검출부(60)에서 검출된 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 정상전압전류범위보다 기설정값 이상 벗어나는 것으로 판단되면 인버터(50)로 이동되는 전력이 차단되도록 메인차단부(40)를 제어한다.
모니터링서버(70)는 접속반(20)의 정상온도범위, 정상습도범위, 정상연기농도범위, 정상진동범위를 저장하고, 센서부로부터 감지되는 온도, 습도, 연기, 충격 및 진동에 대한 감지값이 정상온도범위, 정상습도범위, 정상연기농도범위, 정상진동범위 중 적어도 하나를 벗어나는 것으로 판단되면 알람이 출력되도록 알람부(90)를 제어하며, 메인차단부(40)와 복수의 전력차단부(42)가 차단되도록 제어한다.
모니터링서버(70)는 통신 가능하도록 기설정된 복수의 사용자단말기(80)를 저장하며, 복수의 태양광 어레이(11 내지 13)의 실시간 발전량 정보, 환경정보, 전력, 전압, 전류를 포함하는 태양광발전정보에 기초하여 복수의 태양광 어레이(11 내지 13) 별 경보신호를 기설정된 복수의 사용자단말기(80)로 전송하도록 제어한다.
사용자단말기(80)는 모니터링서버와 통신한다. 기설정된 복수의 사용자단말기(80)는 모니터링서버(70)를 제어할 수 있는 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 저장하며, 저장된 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 이용하여 사용자의 지시에 따라 태양광 발전에 대한 감시 및 제어를 수행한다.
알람부(90)는 알람을 출력한다.
상기 태양광 발전 감시 제어시스템(1)으로 인하여, 복수의 태양광 어레이에서 정상전압전류범위보다 높거나 낮은 전압 및 전류가 감지되면 해당 태양광 어레이의 전력차단부를 차단하여 해당 태양광 어레이에서 이동되는 전력이 단속되도록 함으로써 내부 구성의 수명을 증가시킬 수 있으며 전력을 축적할 수 있는 경제성과 전력축적에 대한 원활성이 향상될 수 있다.
1: 태양광 발전 감시 제어시스템 2: 공급처
10: 태양광 어레이부 11: 제1태양광 어레이
111: 제1태양광 모듈 112: 제2태양광 모듈
113: 제3태양광 모듈 12: 제2태양광 어레이
13: 제3태양광 어레이 20: 접속반
30: 센서부 40: 메인차단부
42: 전력차단부 50: 인버터
60: 전압전류검출부 70: 모니터링서버
72: 카메라 80: 사용자단말기
90: 알람부

Claims (5)

  1. 태양광 발전 감시 제어시스템에 있어서,
    복수의 태양광 모듈이 직렬로 배치된 복수의 태양광 어레이로 이루어진 태양광 어레이부;
    상기 태양광 어레이부에서 생성된 전력을 변환하여 공급처로 공급하는 인버터;
    상기 복수의 태양광 어레이 각각과 상기 인버터 사이에 배치되어 상기 태양광 어레이부에서 생성된 전력의 이동을 단속하는 복수의 전력차단부;
    상기 복수의 태양광 어레이 각각의 전력에 대한 전압 및 전류를 검출하는 복수의 전압전류검출부;
    상기 복수의 태양광 어레이 각각에서 생성되는 전력에 대한 정상전압전류범위를 저장하며, 상기 복수의 전압전류검출부에서 검출된 상기 복수의 태양광 어레이 중 적어도 하나의 전압이 상기 정상전압전류범위를 벗어나는 것으로 판단되면 상기 복수의 전력차단부 중 적어도 하나의 해당 전력차단부를 차단하도록 제어하는 모니터링서버;
    상기 복수의 전력차단부와 상기 인버터 사이에 배치되어 상기 인버터로 이동되는 전력을 차단하는 메인차단부;
    상기 메인차단부와 상기 복수의 전력차단부를 수용하는 수용공간을 갖는 접속반;
    상기 접속반의 수용공간의 온도, 습도, 연기, 충격, 누설전류 및 진동을 감지하는 센서부; 및
    알람부를 포함하며,
    상기 모니터링서버는,
    상기 복수의 전압전류검출부에서 검출된 상기 복수의 태양광 어레이 중 적어도 하나의 전압 및 전류가 상기 정상전압전류범위보다 기설정값 이상 벗어나는 것으로 판단되면 상기 인버터로 이동되는 전력이 차단되도록 상기 메인차단부를 제어하고, 상기 접속반의 정상온도범위, 정상습도범위, 정상연기농도범위, 정상진동범위 및 누설전류범위를 저장하고, 상기 센서부로부터 감지되는 온도, 습도, 연기, 충격, 누설전류 및 진동에 대한 감지값이 상기 저장된 정상온도범위, 정상습도범위, 정상연기농도범위, 정상진동범위 및 누설전류범위를 벗어나는 것으로 판단되면 알람이 출력되도록 상기 알람부를 제어하며, 상기 메인차단부와 상기 복수의 전력차단부가 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 감시 제어시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링서버와 통신하는 복수의 사용자단말기를 더 포함하며,
    상기 모니터링서버는 통신 가능하도록 기설정된 상기 복수의 사용자단말기를 저장하며, 상기 복수의 태양광 어레이의 실시간 발전량 정보, 환경정보, 전력, 전압, 전류를 포함하는 태양광발전정보에 기초하여 상기 복수의 태양광 어레이 별 경보신호를 상기 기설정된 복수의 사용자단말기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 감시 제어시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 기설정된 복수의 사용자단말기는 상기 모니터링서버를 제어할 수 있는 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 저장하며, 저장된 상기 태양광 발전 감시 제어 애플리케이션을 이용하여 태양광 발전에 대한 감시 및 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 감시 제어시스템.
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