KR102540462B1 - System to establish a transportation plan for floating wind turbine based on forecasting of marine conditions - Google Patents

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Abstract

해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템이 개시된다. 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템은, 풍력 설비의 설치 작업 조건을 입력받는 작업 조건 입력부와, 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측하는 해상 상태 예보부와, 지도 데이터에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출하는 수심 산출부와, 작업조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 설치 일정을 생성하는 운송 계획 수립부를 포함한다. 정확한 해상 상태를 예측하고 수심을 고려하여, 안정적으로 풍력 설비를 운송 설치할 수 있다.A system for establishing a transport plan for floating wind power equipment based on sea state prediction is disclosed. The wind power facility transportation planning system determines the wind power facility installation location through a correlation analysis between a work condition input unit that receives wind power facility installation work conditions and real-time measurement data and long-term meteorological data in the vicinity of the wind power facility installation location stored in the database. A sea state forecasting unit that predicts sea conditions; a water depth calculation unit that calculates water depth information by reflecting the tidal level and wave height to the water depth of the wind power facility installation location obtained from map data; It includes a transport planning unit that creates a facility installation schedule. It is possible to stably transport and install wind power facilities by accurately predicting sea conditions and considering water depth.

Description

해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템{System to establish a transportation plan for floating wind turbine based on forecasting of marine conditions}System to establish a transportation plan for floating wind turbine based on forecasting of marine conditions}

데이터 처리 기술, 실시간 측정 데이터와 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비를 운송 설치하는 계획을 수립하는 시스템에 관한 데이터 처리 기술이 개시된다.A data processing technology for a system for establishing a plan for transporting and installing wind power facilities through correlation analysis between data processing technology and real-time measurement data and meteorological data is disclosed.

산업화가 진행될수록 에너지 소비가 증가하고 있으며, 종래 사용하는 화석에너지에 의해 환경오염의 문제가 발생하여, 신재생 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 신재생 에너지로는 태양광, 풍력, 지열 등의 에너지가 활발히 연구되고 있으며, 최근 날씨의 영향을 덜 받으며 지속적으로 발전 가능한 풍력 에너지에 대한 연구가 확대되고 있다.As industrialization progresses, energy consumption increases, and a problem of environmental pollution occurs due to conventionally used fossil energy, and interest in new and renewable energy is increasing. As new and renewable energy, energy such as solar light, wind power, and geothermal heat is being actively researched, and recently, research on wind energy that is less affected by weather and can be continuously generated is expanding.

풍력 에너지 중에서 해상풍력은 육상풍력과 달리 풍력 자원이 풍부하고 대단지 조성이 가능하고 터빈의 대형화로 높은 이용률 확보가 가능하다. 또한 대형 터빈의 소음이나 전파 방해 등의 민원이 발생하지 않으므로, 여러 나라에서 대단위 해상 풍력 발전 단지를 설치하고 있다.Among wind energy, offshore wind power, unlike onshore wind power, has abundant wind resources and can be built on a large site, and it is possible to secure a high utilization rate due to large-sized turbines. In addition, since there are no civil complaints such as noise or radio interference from large turbines, many countries are installing large-scale offshore wind farms.

다만, 고정식 해상풍력 발전은 대형 구조물인 발전기를 해저에 단단히 박아 넣기 위해 상당한 시일이 소요되어 육상풍력보다 설치비용이 많이 들고, 연안 바다의 생태계 훼손 및 어업권 제한의 문제점이 있다.However, fixed offshore wind power generation has problems in that it takes a considerable amount of time to firmly embed a generator, which is a large structure, into the seabed, resulting in higher installation costs than onshore wind power, damage to the ecosystem of the coastal sea and restrictions on fishing rights.

따라서, 풍력 터빈을 먼 바다에 부유식으로 설치하는 방법이 개발되고 있다. 이 경우 해안에서 멀어지므로 케이블 설치 등이 문제가 되기도 하나, 먼 바다에서는 바람이 더욱 균일하고 세게 불어서 이용률이 높으며, 주민의 반발이 적으므로 장기적으로 설치가 증가할 것으로 예상된다.Therefore, a floating method of installing a wind turbine in a distant sea is being developed. In this case, since it is far from the coast, cable installation may be a problem, but in the far sea, the wind blows more uniformly and strongly, so the utilization rate is high, and since there is little resistance from residents, installation is expected to increase in the long term.

현재 대부분의 해상풍력발전기들이 해저에 고정형 지지대 위에 세워져 수심이 50m 안팎으로 제한된다. 반면 부유식 터빈은 계류용 밧줄로 해저에 고정되므로 수심 100m 이상인 바다에도 설치할 수 있다. 구조물은 육지에서 조립한 후 배에 실어 바다로 나를 수도 있다.Currently, most offshore wind turbines are built on fixed supports on the seabed, and the water depth is limited to around 50m. On the other hand, the floating turbine is fixed to the seabed with a mooring rope, so it can be installed in the sea at a depth of more than 100m. Structures can be assembled on land and then loaded onto ships and transported by sea.

2019.05.27.에 공고된 등록특허 제10-1982470호는 해상활동 위험도 예보 시스템에 관한 것으로, 해상 특정구역의 기상을 예측하는 모델을 구축하고, 해상활동에 영향을 끼치는 인자들을 이용해 각 해상활동별 위험도를 산정하여, 기상 예보 및 활동 위험도 예보를 통해 해상풍력단지 운영에 관련된 해상활동을 스케쥴링 하고, 해상풍력단지를 효율적으로 운영 및 관리하는 시스템을 개시하고 있다.Registered Patent No. 10-1982470, announced on May 27, 2019, relates to a maritime activity risk forecasting system, which builds a model that predicts the weather in a specific area of the maritime area, and uses factors affecting maritime activities to predict the risk of each maritime activity. By calculating the risk level, we are launching a system that schedules offshore activities related to the operation of offshore wind farms through weather forecasts and activity risk forecasts, and efficiently operates and manages offshore wind farms.

2021.02.15.에 공고된 등록특허 제10-2215520호는 연안 기상 정보를 포함하는 선박의 항로 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 복수의 해양 수치 예보 모델 각각으로부터 수신된 실시간 관측지에 기초하여 선박의 출발지 및 목적지 각각에 해당하는 연안 기상 정보를 생성하여 사용자 단말에게 제공하고, 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 표준 항로를 결정하고, 사용자로부터 수신된 필터링 정보, 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 적어도 하나의 대체 항로를 결정하고, 표준 항로 및 적어도 하나의 대체 항로에 대한 정보를 사용자 단말로 제공하여 사용자 단말의 화면에서 비교 출력되도록 하는 방법을 개시하고 있다.Registered Patent No. 10-2215520, published on February 15, 2021, relates to a method for providing route information of a ship including coastal weather information, based on real-time observations received from each of a plurality of marine numerical forecast models. Coastal meteorological information corresponding to each departure point and destination is generated and provided to the user terminal, a standard route is determined based on the information on the departure point and destination, and based on filtering information received from the user and information on the departure point and destination Disclosed is a method of determining at least one alternative route and providing information on a standard route and at least one alternative route to a user terminal so that they are compared and displayed on a screen of the user terminal.

그러나, 상기 선행기술들은 풍력 설비 설치를 위해 해상 상태 및 수심 정보를 이용한 계획 수립에 대해서는 아직 개시하고 있지 않다.However, the above prior arts have not yet disclosed planning establishment using sea state and water depth information for wind power facility installation.

제안된 발명은 장기간 기상 데이터와 실시간 측정 데이터를 이용하여 풍력 발전 설비 설치가 가능한 해상 상태를 정확하게 파악하는 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the proposed invention is to provide a floating wind power facility transport planning system that accurately grasps the sea conditions in which wind power facilities can be installed using long-term meteorological data and real-time measurement data.

나아가 제안된 발명은 수심 정보를 이용하여 선박 운용을 고려한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Furthermore, an object of the proposed invention is to provide a floating wind power facility transport planning system considering ship operation using water depth information.

제안된 발명의 일 양상에 따르면, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템은, 프로세서와, 상기 프로세서에서 수행 가능한 프로그램 명령어가 저장된 메모리를 포함한다.According to one aspect of the proposed invention, a system for establishing a transport plan for floating wind turbines based on sea state prediction includes a processor and a memory in which program instructions executable by the processor are stored.

추가적인 양상에 따르면, 상기 시스템은, 작업 조건 입력부와, 실시간 데이터 수집부와, 해상 상태 예보부와, 수심 산출부와, 운송 계획 수립부를 포함한다.According to a further aspect, the system includes a working condition input unit, a real-time data collection unit, a sea state forecast unit, a water depth calculation unit, and a transportation planning unit.

작업 조건 입력부는 풍력 설비의 설치 위치, 설치 방법, 설치 일정을 포함하는 작업 조건을 입력받는다. 실시간 데이터 수집부는 풍력 설비 설치 위치의 해상에 설치된 기상관측 부이에서 측정한 실시간 해상 상태 측정 데이터를 수집한다. 해상 상태 예보부는 상기 실시간 데이터 수집부에서 수집된 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측한다. 수심 산출부는 지도 데이터에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출한다. 운송 계획 수립부는 상기 작업 조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 설치 일정을 생성한다.The working condition input unit receives working conditions including an installation location, an installation method, and an installation schedule of the wind power facility. The real-time data collection unit collects real-time sea condition measurement data measured from a meteorological observation buoy installed on the sea at the installation location of the wind power facility. The sea state forecasting unit predicts the sea state of the wind power installation location through correlation analysis between the real-time measurement data collected by the real-time data collection unit and long-term meteorological data in the vicinity of the wind power facility installation location stored in the database. The water depth calculation unit calculates water depth information by reflecting the tidal level and wave height to the water depth of the wind power facility installation location obtained from the map data. The transport planning unit creates an installation schedule for wind power facilities by reflecting the working conditions, sea conditions, and water depth information.

추가적인 양상에 따르면, 상기 작업 조건은, 하부 구조물 형태, 계류 시스템의 형태, 사용 선박의 종류 중 어느 하나 이상을 포함한다.According to a further aspect, the working condition includes any one or more of a substructure type, a mooring system type, and a type of vessel used.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태는, 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 중 어느 하나 이상을 포함한다. According to an additional aspect, the sea state includes any one or more of wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, current direction, and current speed.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태 예보부는, 과거 기상 데이터에서 오류 데이터를 제거하는 전처리 모듈과, 다음 수학식 1을 이용하여 추정값(n+1)을 구하는 추정값 계산 모듈을 더 포함한다.According to an additional aspect, the sea condition forecasting unit further includes a preprocessing module for removing error data from past meteorological data, and an estimated value calculation module for obtaining an estimated value (n+1) using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

추정값(n+1) = 추정값(n) + 추정 적용 비율 * [실측값(n) - 예측값(n-1)]Estimated value(n+1) = estimated value(n) + estimated application rate * [measured value(n) - predicted value(n-1)]

여기에서, 추정값(n)은 n번째 추정값이고, 추정 적용 비율은 추정 값을 적용하기 위한 구간에 대한 실측값과 예측값의 오차 변동량의 비율이며, 예측값(n-1)은 추정값(n-1)과 관측지점 상태적용 비율을 곱한값이다. Here, the estimated value (n) is the n-th estimated value, the estimated application rate is the ratio of the error variance between the measured value and the predicted value for the interval for applying the estimated value, and the predicted value (n-1) is the estimated value (n-1) It is the value multiplied by the observation point state application rate.

추가적인 양상에 따르면, 상기 전처리 모듈은, 과거의 기상데이터에서 태풍, 해일, 지진, 관측 오류 데이터를 제외한다.According to an additional aspect, the pre-processing module excludes typhoon, tsunami, earthquake, and observation error data from past meteorological data.

추가적인 양상에 따르면, 상기 수심 산출부는, 지도 데이터의 수심에 조위를 더하고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 잠수 깊이를 빼서 수심을 결정한다.According to an additional aspect, the water depth calculation unit determines the water depth by adding the tidal level to the water depth of the map data and subtracting the diving depth determined for each size and capacity of the floating body and vessel.

추가적인 양상에 따르면, 상기 운송 계획 수립부는, 상기 해상 상태, 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립 장소와 운송 계획을 설정한다.According to an additional aspect, the transportation plan establishment unit sets a wind turbine assembly site and transportation plan that satisfy the working conditions by using the sea state and water depth information.

제안된 발명에 따라, 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 정확하게 예측할 수 있다. According to the proposed invention, it is possible to accurately predict the sea state of the installation location of wind power facilities through correlation analysis between real-time measurement data and long-term meteorological data in the vicinity of the installation location of wind power facilities stored in a database.

나아가 제안된 발명은 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출하여 선박 운용을 고려한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템을 제공한다.Furthermore, the proposed invention provides a floating wind power facility transport planning system considering ship operation by calculating water depth information by reflecting the tide level and wave height to the water depth of the wind power facility installation location.

도 1은 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템 중 해상 상태 예보부의 세부 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템 중 운송 계획 수립부의 세부 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a system for establishing a transport plan for floating wind power facilities based on prediction of sea conditions according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram showing the configuration of a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.
3 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a sea state forecasting unit in a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.
4 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a transportation planning unit in a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a method for establishing a transport plan for floating wind power facilities based on sea state prediction according to an exemplary embodiment.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 또는 타 실시예의 구성 요소들과 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 기재 내용 혹은 제안된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 명세서에서 모듈 또는 부분은, 컴퓨터 또는 프로세서에서 실행가능한 프로그램 명령어의 집합이거나, 이러한 명령들을 수행할 수 있는 전자 부품 또는 회로의 집합으로 구현할 수 있다. 또한, 각 모듈 또는 부분의 동작은 하나 또는 복수의 프로세서 또는 장치에 의해 수행될 수 있다. The foregoing and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that the elements of each embodiment can be combined in various ways within one embodiment or with elements of another embodiment without contradiction with each other or other references. Based on the principle that the inventor can properly define the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way, the terms used in this specification and claims have meanings consistent with the description or proposed technical idea. and should be interpreted as a concept. In this specification, a module or part may be implemented as a set of program instructions executable by a computer or processor, or a set of electronic components or circuits capable of executing these instructions. Also, the operation of each module or part may be performed by one or a plurality of processors or devices.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a system for establishing a transport plan for floating wind power facilities based on prediction of sea conditions according to an exemplary embodiment.

부유식 해상풍력발전 시설은 풍력 터빈(110)과, 풍력 터빈을 지지하는 풍력터빈 지지구조물(120)과 하부 구조물로 해상에 떠 있는 부유식 지지구조물(125)을 포함한다. 부유식 지지구조물의 표류를 방지하기 위해 지지구조물을 계류시스템(130)에 연결한다. The floating offshore wind power plant includes a wind turbine 110, a wind turbine support structure 120 supporting the wind turbine, and a floating support structure 125 floating on the sea as a lower structure. In order to prevent the floating support structure from drifting, the support structure is connected to the mooring system 130.

부유식 지지구조물(125)의 형태로는 설치 수심에 따라 인장계류형(Tension Leg Platform; TLP), 반잠수형(Semi-submersible), 원통형(Spar) 등을 사용한다. As the form of the floating support structure 125, a tension mooring type (Tension Leg Platform; TLP), a semi-submersible type, a cylindrical shape (Spar), etc. are used according to the installation water depth.

계류시스템(130)은 부유식 지지구조물의 형태에 따라 그 형태를 달리하는데 일반적으로 TLP형은 계류용 줄(Tendon)의 장력을 이용한다. 반잠수형은 부유체의 부력과 계류시스템을 이용하고, 원통형은 홀수(Draft)를 깊게 적용하여 안정성을 확보하므로, 현수식(Catenary) 계류방식을 사용한다. 계류방식에 따라 해저면의 앵커링(135)도 달라지게 되는데 일반적으로 현수식(Catenary)은 수평력이 강한 Drag방식의 닻(Anchor)을 사용하고, Tendon 방식은 수직력이 강한 Pile방식을 사용한다.The mooring system 130 has a different shape depending on the shape of the floating support structure. In general, the TLP type uses the tension of the mooring line (Tendon). The semi-submersible type uses the buoyancy of a floating body and a mooring system, and the cylindrical type uses a catenary mooring method because it secures stability by applying a deep draft. Depending on the mooring method, the anchoring 135 on the seabed also changes. Generally, the catenary uses a drag-type anchor with strong horizontal force, and the tendon method uses a pile method with strong vertical force.

도면에서는 부유식 지지구조물(125)로 원통형을 사용하고, 계류시스템(130)으로 현수식 계류삭을 이용한 부유식 해상 풍력 발전 설비를 나타낸다.In the drawing, a floating support structure 125 uses a cylindrical shape and a mooring system 130 shows a floating offshore wind power generation facility using a suspended mooring line.

해상 풍력 발전 설비 설치 해상에는 기상측정 부이(140)를 설치할 수 있다. 기상측정 부이(140)는 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 등을 측정한다.Installation of Offshore Wind Power Generation Facility A meteorological measurement buoy 140 may be installed on the sea. The meteorological measurement buoy 140 measures wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, flow direction, and current velocity.

해상 풍력 발전 설비 설치를 위해 풍력터빈 조립부재(150) 등을 적재하고 운반하는 선박(160)은 적당한 해상 상태 및 수위를 유지해야 해상 풍력 발전 설비를 안정적으로 설치할 수 있다.The ship 160 that loads and transports the wind turbine assembly members 150 and the like to install the offshore wind power generation facility must maintain an appropriate sea state and water level to stably install the offshore wind power generation facility.

표 1은 해상 풍력 발전 설비를 설치하는 선박의 운송 및 작업 조건을 나타낸다. 파고가 2.5m를 넘거나 풍속이 16m/s를 초과하는 경우, 기립 작업 또는 블레이드 탑재 작업이 불가능해 진다.Table 1 shows the transportation and working conditions of ships installing offshore wind power generation facilities. When the wave height exceeds 2.5 m or the wind speed exceeds 16 m/s, standing work or blade mounting work becomes impossible.

선박 종류vessel type 작업 가능 파고 (m)Workable digging height (m) 작업 가능 풍속 (m/s)Working wind speed (m/s) VTIVVTIV 2.502.50 1616 잭업 바지선jack up barge 1.651.65 1616 크레인 바지선crane barge 1.001.00 1010 화물 바지선cargo barge 1.501.50 1414 예인선tug 1.651.65 1414

그 외에도 해저에서 수행하는 지지기반 고정 작업 등에는 해류속도가 1.2m/s 이하인 경우에만 작업이 가능하다. In addition, support-based fixing work performed on the seabed can only be performed when the current speed is 1.2 m/s or less.

도 2는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.

제안된 발명의 일 양상에 따르면, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템(200)은, 프로세서와, 상기 프로세서에서 수행 가능한 프로그램 명령어 및 기상 데이터, 지도 데이터 등이 저장된 저장장치를 포함한다. 프로세서는 CPU, 마이크로 컨트롤러, ASIC, FPGA, 등의 전자회로로 구현할 수 있다 저장장치로는 메모리, HDD, SSD 등을 사용할 수 있다.According to one aspect of the proposed invention, the floating wind power plant transportation planning system 200 based on sea state prediction includes a processor, and a storage device in which program commands executable by the processor, weather data, map data, and the like are stored. do. Processors can be implemented with electronic circuits such as CPUs, microcontrollers, ASICs, FPGAs, etc. Memory, HDDs, SSDs, etc. can be used as storage devices.

추가적인 양상에 따르면, 상기 시스템(200)은, 작업 조건 입력부(210)와, 실시간 데이터 수집부(230)와, 해상 상태 예보부(250)와, 수심 산출부(270)와, 운송 계획 수립부(290)를 포함한다.According to an additional aspect, the system 200 includes a working condition input unit 210, a real-time data collection unit 230, a sea condition forecasting unit 250, a water depth calculation unit 270, and a transportation planning unit. (290).

작업 조건 입력부(210)는 풍력 설비의 설치 위치, 설치 방법, 설치 일정을 포함하는 작업 조건을 입력받는다. 작업 조건은 별도의 입력 장치 또는 통신부(220)를 통해 입력받을 수 있다.The working condition input unit 210 receives working conditions including the installation location, installation method, and installation schedule of the wind power plant. Working conditions may be input through a separate input device or the communication unit 220 .

실시간 데이터 수집부(230)는 풍력 설비 설치 위치의 해상에 설치된 기상관측 부이(140)에서 측정한 실시간 해상 상태 측정 데이터를 수집한다. 실시간 측정 데이터는 통신부(220)를 통해 실시간 데이터 수집부로 전달될 수 있다. 실시간 데이터 수집부(230)는 수집된 해상 상태 측정 데이터를 메모리, HDD, SSD 등의 저장장치에 저장할 수 있다.The real-time data collection unit 230 collects real-time sea state measurement data measured by the meteorological observation buoy 140 installed on the sea at the installation location of the wind power facility. Real-time measurement data may be transmitted to the real-time data collection unit through the communication unit 220 . The real-time data collection unit 230 may store the collected sea state measurement data in a storage device such as a memory, HDD, or SSD.

해상 상태 예보부(250)는 상기 실시간 데이터 수집부에서 수집된 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터(260)와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측한다. The sea state forecasting unit 250 predicts the sea state of the wind power facility installation location through correlation analysis between the real-time measurement data collected by the real-time data collection unit and the long-term meteorological data 260 near the wind power facility installation location stored in the database. do.

수심 산출부(270)는 지도 데이터(280)에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출한다. The water depth calculation unit 270 calculates water depth information by reflecting the tidal level and wave height to the water depth of the wind power facility installation location obtained from the map data 280 .

운송 계획 수립부(290)는 상기 작업조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 운송 및 설치 일정을 생성한다. 생성된 풍력 설비의 운송 및 설치 일정은 출력부(299)를 통해 외부 디스플레이, 프린터, 유무선 네트웍에 연결된 단말 등으로 전송할 수 있다.The transport plan establishment unit 290 reflects the working conditions, sea conditions, and water depth information to create a transport and installation schedule for wind power facilities. The transport and installation schedules of the generated wind power facilities may be transmitted to an external display, a printer, or a terminal connected to a wired/wireless network through the output unit 299 .

추가적인 양상에 따르면, 상기 작업 조건은, 하부 구조물 형태, 계류 시스템의 형태, 사용 선박의 종류 중 어느 하나 이상을 포함한다.According to a further aspect, the working condition includes any one or more of a substructure type, a mooring system type, and a type of vessel used.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태는, 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 중 어느 하나 이상을 포함한다. According to an additional aspect, the sea state includes any one or more of wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, current direction, and current speed.

도 3은 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템 중 해상 상태 예보부의 세부 구성을 나타내는 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a sea state forecasting unit in a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태 예보부(250)는, 전처리 모듈(310)과, 추정값 계산 모듈(330)과, 상태적용 비율 설정 모듈(350)과, 해상 상태 예측 모듈(370)을 포함한다.According to an additional aspect, the sea state forecasting unit 250 includes a preprocessing module 310, an estimated value calculation module 330, a state application rate setting module 350, and a sea state prediction module 370. .

전처리 모듈(310)은 과거 기상 데이터에서 태풍, 해일, 지진, 관측 오류 등의 데이터를 제외한다. 추정값 계산 모듈(330)은 과거 측정 데이터에서 미래의 상태값을 예측한다.The preprocessing module 310 excludes data such as typhoons, tidal waves, earthquakes, and observation errors from past meteorological data. The estimated value calculation module 330 predicts a future state value from past measurement data.

상태적용 비율 설정 모듈(330)은 설치 위치에 근접한 과거의 관측 지점의 기상 데이터를 이용하여 현재 설치 위치의 기상상태를 예측하는 경우에 필요한 상태적용 비율을 설정한다. 해상 상태 예측 모듈(350)은 설정된 상태적용 비율을 사용하여 과거의 관측 지점의 기상 데이터를 이용하여 현재 설치 위치의 해상 상태를 예측한다.The condition application ratio setting module 330 sets a condition application ratio required when predicting the weather condition of the current installation location using weather data of past observation points close to the installation location. The sea state prediction module 350 predicts the sea state of the current installation location using meteorological data of past observation points using a set state application rate.

해상 상태 예보부(250)는, 측정 부이(140)에서 측정된 설치 위치의 실시간 데이터와, DB에 저장된 설치 위치 주변의 장기간 기상 데이터의 상관관계 분석을 통해 풍속이나 파고, 조류 등을 예측한다. 공공 데이터인 기상 데이터는 측정 간격이 멀어서 설치 지역의 정확한 기상 데이터를 알기 어려운 경우가 많다. 따라서 기상 측정 부이(140) 등을 설치하여 풍력 발전 설비의 설치 위치의 실시간 기상 정보를 얻을 필요가 있다. 한편, 과거의 설치 해역 부근의 기상 데이터를 설치 위치의 실시간 기상 정보에 적용하여 설치 위치의 기상 정보를 예측할 수 있다.The sea state forecasting unit 250 predicts wind speed, wave height, current, etc. through correlation analysis between real-time data of the installation location measured by the measurement buoy 140 and long-term meteorological data around the installation location stored in the DB. Meteorological data, which is public data, often has a long measurement interval, making it difficult to obtain accurate meteorological data in the installation area. Therefore, it is necessary to obtain real-time weather information of the installation location of the wind power generation facility by installing a weather measurement buoy 140 or the like. Meanwhile, weather information of the installation location may be predicted by applying weather data near the installation sea area in the past to real-time weather information of the installation location.

해상 상태 예보부(250)에서 기상 정보를 예측하는 방법을 살펴보면, 다음과 같다. 우선, 과거의 기상 데이터에서 관측지점 상태적용 비율을 생성한다. 사용하는 과거의 기상 데이터 중 태풍, 해일, 지진, 관측 오류와 같은 데이터를 전처리 모듈을 이용하여 제외한다. A method of predicting weather information in the sea state forecasting unit 250 is as follows. First of all, the observation point condition application rate is generated from the past meteorological data. Among the past meteorological data used, data such as typhoons, tidal waves, earthquakes, and observation errors are excluded using a preprocessing module.

해상 상태 예보부(250)에서 관측지점 상태적용 비율은 과거 데이터에서 추정 값을 계산하여 실측 값의 오차 변동량을 비율로 계산하여 생성할 수 있다. 관측 값은 관측 데이터에서 연속된 시간 대역과 일별 동일 시간 대역의 값들을 사용한다. In the sea state forecasting unit 250, the observation point condition application rate may be generated by calculating an estimated value from past data and calculating an error variance of the measured value as a rate. Observation values use values in the same time band for each day as well as consecutive time bands in the observation data.

추정값 계산 모듈(330)은 다음 수학식 1을 이용하여 추정값(n+1)을 구한다.The estimated value calculation module 330 calculates the estimated value (n+1) using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

추정값(n+1) = 추정값(n) + 추정 적용 비율 * [실측값(n) - 예측값(n-1)]Estimated value(n+1) = estimated value(n) + estimated application rate * [measured value(n) - predicted value(n-1)]

여기에서, 추정값(n)은 n번째 추정값이고, 추정 적용 비율은 추정 값을 적용하기 위한 구간에 대한 실측값과 예측값의 오차 변동 비율이며, 예측값(n-1)은 n-1번째 추정값인 추정값(n-1)과 관측지점 상태적용 비율을 곱한 값이다. 추정 적용 비율은, 추정 구간을 추정값(n-1)로 계산하는 경우 실측값(n)과 실측값(n-1)의 차이와 이전 예측값(n-1)과 이전 예측값(n-2)의 오차 변동량의 비율 값으로 구할 수 있다. 미리 설정된 관측지점 상태적용 비율을 이용하여, 간단한 계산으로 추정값(n+1)을 구할 수 있다.Here, the estimated value (n) is the n-th estimated value, the estimated application rate is the error change ratio between the measured value and the predicted value for the interval for applying the estimated value, and the predicted value (n-1) is the estimated value that is the n-1th estimated value. It is the value multiplied by (n-1) and the observation point state application rate. The estimated application rate is the difference between the measured value (n) and the measured value (n-1) and the previous predicted value (n-1) and the previous predicted value (n-2) when the estimation interval is calculated as the estimated value (n-1). It can be obtained as a ratio value of the error variance. An estimated value (n+1) can be obtained by a simple calculation using a pre-set observation point state application rate.

추가적인 양상에 따르면, 상기 수심 산출부(270)는, 지도 데이터의 수심에 조위를 더하고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 잠수 깊이를 빼서 수심을 결정한다.According to an additional aspect, the water depth calculation unit 270 determines the water depth by adding the tidal level to the water depth of the map data and subtracting the diving depth determined for each size and capacity of the floating body and vessel.

수심 산출부(270)는, 지도 상의 특정한 지점의 수심을 수심 map DB에서 읽어 들이고, 해상상태 예보부로 그 지점의 해상 상태 중 파고, 조류 정보를 요청하고 입력 받아(입력 : 지점 좌표, 출력 : 파고, 조류 정보), 수심에 조위 및 파고를 반영하여 해당 지점의 실질 수위를 산출한다. The water depth calculation unit 270 reads the water depth of a specific point on the map from the depth map DB, requests and receives wave height and tide information among the sea conditions of that point to the sea state forecasting unit, and receives input (input: point coordinates, output: wave height , tidal information), the actual water level at the point is calculated by reflecting the tide level and wave height in the water depth.

수심 산출부(270)는, 파고 값이 존재하므로 적용 비율로 수심에 반영한다. 파고의 수심 적용 비율은 부유체 및 선박의 크기 및 용량 별로 정해진 값을 적용한다. 실측되는 파고의 변동률을 반영하여 단위 시간 내에 설치 제한 상태 값에 수렴 여부를 추정한다.Since the water depth calculation unit 270 has a wave height value, it is reflected in the water depth at an application rate. The water depth application ratio of wave height applies the value determined by the size and capacity of the floating body and vessel. Estimate whether or not to converge to the installation limit state value within unit time by reflecting the fluctuation rate of the measured wave height.

추가적인 양상에 따르면, 상기 운송 계획 수립부(290)는 상기 해상 상태, 수심 정보를 이용하여 상기 작업조건을 만족하는 풍력 설비 조립장소와 운송 계획을 설정한다. 즉, 운송 계획 수립 부는 설치 장소에서 작업 조건을 만족하는 시기를 파악하여 운송 계획을 수립할 수 있다.According to an additional aspect, the transportation plan establishment unit 290 sets a wind power facility assembly site and transportation plan that satisfy the working conditions by using the sea state and water depth information. That is, the transportation planning unit can establish a transportation plan by identifying the time when the working conditions are satisfied at the installation site.

도 4는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템 중 운송 계획 수립부의 세부 구성을 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a transportation planning unit in a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction according to an embodiment.

운송 계획 수립부(290)는 풍력 설비 설치 예정 위치와, 조립 예정 위치에 대해 기상 상태, 조류 상태 등의 해상 상태와 수심 데이터를 해상 상태 예보부(250)와 수심 산출부(270)로부터 전달받는다.The transport plan establishment unit 290 receives sea state and water depth data such as weather conditions and tidal conditions for the expected installation location of wind power facilities and the expected assembly location from the sea state forecasting unit 250 and the water depth calculation unit 270. .

운송 계획 수립부(290)는 풍력 발전 설비를 설치하기 위해 조립할 수 있는 지역이 있는지 검토하여, 조립 및 운송하는 계획을 수립할 수 있다. 이때, 조립 예정 위치에 기상측정 부이(140)를 설치하여, 실측 데이터를 입수한다.The transportation plan establishment unit 290 may review whether there is an assembly area for installing wind power generation equipment, and may establish a plan for assembly and transportation. At this time, the meteorological measurement buoy 140 is installed at the expected assembly location to obtain actual measurement data.

추가적인 양상에 따르면, 운송 계획 수립부(290)는 설치 가능일 결정 모듈(450)과, 조립 가능일 결정 모듈(470)과, 최적 일정 설정 모듈(490)을 포함한다. According to an additional aspect, the transportation plan establishment unit 290 includes an installation feasible date determination module 450 , an assembly feasible date determination module 470 , and an optimum schedule setting module 490 .

설치 가능일 결정 모듈(450)은 설치 위치에서 입력된 설치 작업 조건에 맞는 해상 상태와 수심 데이터를 반영하여 설치 가능일을 결정한다. 조립 가능일 결정 모듈(470)은 조립 예정 위치에서 조립 작업 조건에 맞는 해상 상태와 수심 데이터를 반영하여 조립 가능일을 결정한다.The installation feasible day determination module 450 determines the possible installation date by reflecting the sea state and water depth data suitable for the installation work condition input from the installation location. The assembly feasible date determination module 470 determines an assembly feasible date by reflecting sea conditions and water depth data suitable for assembly work conditions at an assembly scheduled location.

최적 일정 설정 모듈(490)은 설치 위치로의 운반 일정을 고려하여 조립에서 설치까지 최단 시간이 소요되는 일정을 최적 일정으로 설정한다.The optimal schedule setting module 490 sets a schedule that takes the shortest time from assembly to installation as an optimal schedule in consideration of a transportation schedule to an installation location.

도 5는 일 실시예에 따른 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method for establishing a transport plan for floating wind power facilities based on sea state prediction according to an exemplary embodiment.

제안된 발명의 다른 양상에 따르면, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력설비 운송 계획 수립 방법은, 풍력 설비의 설치 위치, 설치 방법, 설치 일정을 포함하는 작업 조건을 입력받는 작업 조건 입력 단계(S510)와, 풍력 설비 설치 위치의 해상에 설치된 기상관측 부이에서 측정한 실시간 해상 상태 측정 데이터를 수집하는 실시간 데이터 수집 단계(S520)와, 상기 실시간 데이터 수집부에서 수집된 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터(S525)와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측하는 해상 상태 예보 단계(S530)와, 지도 데이터에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출하는 수심 산출 단계(S540)와, 상기 작업조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 설치 일정을 생성하는 운송 계획 수립 단계(S550)를 포함한다.According to another aspect of the proposed invention, a method for establishing a transport plan for floating wind power facilities based on prediction of sea conditions includes a task condition input step of receiving work conditions including an installation location, an installation method, and an installation schedule of wind power facilities (S510). And, a real-time data collection step (S520) of collecting real-time sea state measurement data measured from a weather observation buoy installed on the sea at the location where the wind power facility is installed, and real-time measurement data collected by the real-time data collection unit and wind power facilities stored in a database A sea state forecasting step (S530) of predicting the sea state of the wind power facility installation location through correlation analysis with long-term meteorological data (S525) near the installation location, and the tide level and wave height at the water depth of the wind power facility installation location obtained from the map data A water depth calculation step (S540) of calculating water depth information by reflection and a transport plan establishment step (S550) of generating an installation schedule for wind power facilities by reflecting the working conditions, sea conditions, and water depth information are included.

추가적인 양상에 따르면, 상기 작업 조건은 하부 구조물 형태, 계류 시스템의 형태, 사용 선박의 종류 중 어느 하나 이상을 포함한다.According to a further aspect, the working condition includes any one or more of a substructure type, a mooring system type, and a type of vessel used.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태는 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 중 어느 하나 이상을 포함한다.According to an additional aspect, the sea state includes any one or more of wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, current direction, and current speed.

추가적인 양상에 따르면, 상기 해상 상태 예보 단계(S530)는 과거 기상 데이터(S525)에서 오류 데이터를 제거하는 전처리 단계와, 상기 수학식 1을 이용하여 추정값(n+1)을 구하는 추정값 계산 단계를 더 포함한다.According to an additional aspect, the sea state forecasting step (S530) further includes a preprocessing step of removing error data from the past meteorological data (S525) and an estimated value calculation step of obtaining an estimated value (n+1) using Equation 1 above. include

추가적인 양상에 따르면, 상기 전처리 단계는 과거의 기상데이터에서 태풍, 해일, 지진, 관측 오류 데이터를 제외한다.According to a further aspect, the preprocessing step excludes typhoon, tsunami, earthquake, and observation error data from past meteorological data.

추가적인 양상에 따르면, 상기 수심 산출 단계(S540)는, 지도 데이터(S535)의 수심에 조위를 더하고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 잠수 깊이를 빼서 수심을 결정한다.According to an additional aspect, in the water depth calculation step (S540), the water depth is determined by adding the tidal level to the water depth of the map data (S535) and subtracting the diving depth determined for each size and capacity of the floating body and vessel.

추가적인 양상에 따르면, 상기 운송 계획 수립 단계(S550)는 상기 해상 상태, 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립 장소와 운송 계획을 설정한다. 즉, 운송 계획 수립 단계는 설치 장소에서 작업 조건을 만족하는 시기를 파악하여 운송 계획을 수립할 수 있다.According to an additional aspect, in the transport plan establishment step (S550), a wind power facility assembly site and a transport plan that satisfy the working conditions are set using the sea state and water depth information. That is, in the step of establishing a transport plan, a transport plan may be established by figuring out when the working conditions are satisfied at the installation site.

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다. In the above, the present invention has been described through embodiments with reference to the accompanying drawings, but is not limited thereto, and should be interpreted to cover various modifications that can be obviously derived by those skilled in the art. The claims are intended to cover these variations.

110 : 풍력 터빈(110) 120 : 지지구조물(120)
125 : 부유식 지지구조물(125) 130 : 계류시스템(130)
135 : 앵커링(135) 140 : 기상측정 부이(140)
150 : 풍력터빈 조립부재(150) 160 : 선박(160)
200 : 운송계획 수립 시스템(200) 210 : 작업 조건 입력부(210)
220 : 통신부(220) 230 : 실시간 데이터 수집부(230)
240 : 기상 데이터 수집부(240) 250 : 해상 상태 예보부(250)
260 : 기상 데이터 저장부(260) 270 : 수심 산출부(270)
280 : 지도/수심 데이터 저장부(280) 290 : 운송 계획 수립부(290)
299 : 출력부(299)
310 : 전처리 모듈(310) 330 : 추정값 계산 모듈(330)
350 : 상태 적용 비율 설정 모듈(350) 370 : 해상 상태 예측 모듈(370)
450 : 설치 가능일 결정 모듈(450) 470 : 조립 가능일 결정 모듈(470)
490 : 최적 일정 설정 모듈(490)110: wind turbine 110 120: support structure 120
125: floating support structure (125) 130: mooring system (130)
135: anchoring (135) 140: weather measurement buoy (140)
150: wind turbine assembly member (150) 160: ship (160)
200: transport planning system (200) 210: work condition input unit (210)
220: communication unit 220 230: real-time data collection unit 230
240: weather data collection unit 240 250: sea state forecasting unit 250
260: Weather data storage unit 260 270: Water depth calculation unit 270
280: map/water depth data storage unit 280 290: transportation planning unit 290
299: output unit 299
310: pre-processing module 310 330: estimated value calculation module 330
350: state application rate setting module (350) 370: sea state prediction module (370)
450: installable date determination module (450) 470: assembly possible date determination module (470)
490: optimal schedule setting module (490)

Claims (14)

프로세서와, 상기 프로세서에서 수행 가능한 프로그램 명령어가 저장된 메모리를 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템에 있어서,
풍력 설비의 설치 위치, 설치 방법, 설치 일정을 포함하는 작업 조건을 입력받는 작업 조건 입력부;
풍력 설비 설치 위치의 해상에 설치된 기상관측 부이에서 측정한 실시간 해상 상태 측정 데이터를 수집하는 실시간 데이터 수집부;
상기 실시간 데이터 수집부에서 수집된 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측하는 해상 상태 예보부;
지도 데이터에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출하는 수심 산출부; 및
상기 작업 조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 설치 일정을 생성하는 운송 계획 수립부;
를 포함하고,
상기 운송 계획 수립부는, 상기 해상 상태와 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립장소를 결정하고,
상기 수심 산출부는, 지도 데이터의 수심에 조위를 더하고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 잠수 깊이를 빼고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 파고의 수심 적용비율 적용하여 수심을 결정하고,
상기 해상 상태 예보부는,
과거 기상 데이터에서 오류 데이터를 제거하는 전처리 모듈;
과거의 관측 지점의 기상 데이터를 이용하여 현재 설치 위치의 기상 상태를 예측하기 위한 상태적용 비율을 설정하는 상태적용 비율 설정 모듈; 및
과거 측정 데이터에서 미래의 상태값을 예측하되, 추정값(n+1)을 다음 수학식 1을 이용하여 구하는 추정값 계산 모듈;
을 더 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템.
[수학식 1]
추정값(n+1) = 추정값(n) + 추정 적용 비율 * [실측값(n) - 예측값(n-1)]
여기에서, 추정값(n)은 n번째 추정값이고,
추정 적용 비율은, 추정 값을 적용하기 위한 구간에 대한 실측값과 예측값의 오차 변동량의 비율로, 추정 구간을 추정값(n-1)로 계산하는 경우 실측값(n)과 실측값(n-1)의 차이와 이전 예측값(n-1)과 이전 예측값(n-2)의 오차 변동량의 비율 값으로 구해지고,
예측값(n-1)은 n-1번째 추정값인 추정값(n-1)과 관측지점 상태적용 비율을 곱한 값이다. In the floating wind power facility transport planning system based on sea state prediction, including a processor and a memory in which program instructions executable by the processor are stored,
a working condition input unit that receives working conditions including an installation location, an installation method, and an installation schedule of the wind power plant;
A real-time data collection unit that collects real-time sea condition measurement data measured from a weather observation buoy installed on the sea at a location where wind power facilities are installed;
a sea state forecasting unit that predicts the sea state of the wind power facility installation location through a correlation analysis between the real-time measurement data collected by the real-time data collection unit and long-term meteorological data in the vicinity of the wind power facility installation location stored in a database;
a water depth calculation unit that calculates water depth information by reflecting the tidal level and wave height to the water depth of the wind power facility installation location obtained from the map data; and
a transportation planning unit generating an installation schedule for wind power facilities by reflecting the working conditions, sea conditions, and water depth information;
including,
The transportation planning unit determines a wind power facility assembly site that satisfies the working condition using the sea state and water depth information,
The water depth calculation unit adds the tidal level to the water depth of the map data, subtracts the diving depth determined for each size and capacity of the floating body and vessel, and determines the water depth by applying the depth application rate of the wave height determined for each size and capacity of the floating body and vessel ,
The sea state forecasting unit,
A pre-processing module that removes erroneous data from past meteorological data;
A condition application ratio setting module for setting a condition application ratio for predicting a weather condition of a current installation location using weather data of a past observation point; and
An estimated value calculation module that predicts a future state value from past measurement data and obtains an estimated value (n+1) using Equation 1 below;
Further comprising, a floating wind power plant transportation planning system based on sea state prediction.
[Equation 1]
Estimated value(n+1) = estimated value(n) + estimated application rate * [measured value(n) - predicted value(n-1)]
Here, the estimated value (n) is the nth estimated value,
The estimated application rate is the ratio of the error variance between the measured value and the predicted value for the interval to which the estimated value is applied. ) and the ratio of the error variance between the previous predicted value (n-1) and the previous predicted value (n-2),
The predicted value (n-1) is the value obtained by multiplying the estimated value (n-1), which is the n-1st estimated value, by the observation point state application rate. 청구항 1에 있어서,
상기 작업 조건은, 하부 구조물 형태, 계류 시스템의 형태, 사용 선박의 종류 중 어느 하나 이상을 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템.The method of claim 1,
The operating condition includes any one or more of the type of substructure, the type of mooring system, and the type of vessel used. 청구항 1에 있어서,
상기 해상 상태는, 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 중 어느 하나 이상을 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템.The method of claim 1,
The sea state includes any one or more of wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, current direction, and flow speed. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전처리 모듈은, 과거의 기상데이터에서 태풍, 해일, 지진, 관측 오류 데이터를 제외하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템.The method of claim 1,
The pre-processing module is a floating wind power facility transportation planning system based on sea state prediction, excluding typhoons, tsunamis, earthquakes, and observation error data from past weather data. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 운송 계획 수립부는, 상기 해상 상태, 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립 장소와 운송 계획을 설정하는,
해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템.The method of claim 1,
The transport plan establishment unit sets a wind turbine assembly site and transport plan that satisfies the working condition using the sea state and water depth information,
Floating wind power facility transportation planning system based on sea condition prediction. 프로세서와, 상기 프로세서에서 수행 가능한 프로그램 명령어가 저장된 메모리를 포함하는, 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 시스템에서 수행되는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력설비 운송 계획 수립 방법에 있어서,
풍력 설비의 설치 위치, 설치 방법, 설치 일정을 포함하는 작업 조건을 입력받는 작업 조건 입력 단계;
풍력 설비 설치 위치의 해상에 설치된 기상관측 부이에서 측정한 실시간 해상 상태 측정 데이터를 수집하는 실시간 데이터 수집 단계;
상기 실시간 데이터 수집 단계에서 수집된 실시간 측정 데이터와 데이터베이스에 저장된 풍력 설비 설치 위치 인근의 장기간 기상 데이터와의 상관관계 분석을 통해 풍력 설비 설치 위치의 해상 상태를 예측하는 해상 상태 예보 단계;
지도 데이터에서 구한 풍력 설비 설치 위치의 수심에 조위와 파고를 반영하여 수심 정보를 산출하는 수심 산출 단계; 및
상기 작업 조건, 해상 상태, 수심 정보를 반영하여 풍력 설비의 설치 일정을 생성하는 운송 계획 수립 단계;
를 포함하고,
상기 운송 계획 수립 단계는, 상기 해상 상태와 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립장소를 결정하고,
상기 수심 산출 단계는, 지도 데이터의 수심에 조위를 더하고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 잠수 깊이를 빼고, 부유체 및 선박의 크기 및 용량별로 정해진 파고의 수심 적용비율 적용하여 수심을 결정하고,
상기 해상 상태 예보 단계는,
과거 기상 데이터에서 오류 데이터를 제거하는 전처리 단계;
과거의 관측 지점의 기상 데이터를 이용하여 현재 설치 위치의 기상 상태를 예측하기 위한 상태적용 비율을 설정하는 상태적용 비율 설정 단계; 및
과거 측정 데이터에서 미래의 상태값을 예측하되, 추정값(n+1)을 다음 수학식 1을 이용하여 구하는 추정값 계산 단계;
를 더 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법.
[수학식 1]
추정값(n+1) = 추정값(n) + 추정 적용 비율 * [실측값(n) - 예측값(n-1)]
여기에서, 추정값(n)은 n번째 추정값이고,
추정 적용 비율은, 추정 값을 적용하기 위한 구간에 대한 실측값과 예측값의 오차 변동량의 비율로, 추정 구간을 추정값(n-1)로 계산하는 경우 실측값(n)과 실측값(n-1)의 차이와 이전 예측값(n-1)과 이전 예측값(n-2)의 오차 변동량의 비율 값으로 구해지고,
예측값(n-1)은 n-1번째 추정값인 추정값(n-1)과 관측지점 상태적용 비율을 곱한 값이다.In the floating wind power plant transportation planning method based on sea state prediction, performed in a floating wind power plant transportation planning system including a processor and a memory storing program instructions executable by the processor,
A work condition input step of receiving work conditions including an installation location, an installation method, and an installation schedule of wind power facilities;
A real-time data collection step of collecting real-time sea state measurement data measured from a meteorological observation buoy installed on the sea at a location where wind power facilities are installed;
A sea state forecasting step of predicting the sea state of the wind power facility installation location through correlation analysis between the real-time measurement data collected in the real-time data collection step and long-term meteorological data in the vicinity of the wind power facility installation location stored in a database;
a water depth calculation step of calculating water depth information by reflecting the tidal level and the wave height to the water depth of the wind power facility installation location obtained from the map data; and
A transport plan establishment step of generating an installation schedule for wind power facilities by reflecting the working conditions, sea conditions, and water depth information;
including,
In the transport planning step, a wind power facility assembly site that satisfies the working condition is determined using the sea state and water depth information,
In the water depth calculation step, the water depth is determined by adding the tide level to the water depth of the map data, subtracting the diving depth determined for each size and capacity of the floating body and vessel, and applying the depth application ratio of the wave height determined for each size and capacity of the floating body and vessel. do,
The sea condition forecasting step,
A pre-processing step of removing erroneous data from past meteorological data;
A condition application ratio setting step of setting a condition application ratio for predicting a weather condition of a current installation location using weather data of a past observation point; and
An estimated value calculation step of predicting a future state value from past measurement data and obtaining an estimated value (n+1) using Equation 1 below;
Further comprising, a floating wind power plant transportation planning method based on sea state prediction.
[Equation 1]
Estimated value(n+1) = estimated value(n) + estimated application rate * [measured value(n) - predicted value(n-1)]
Here, the estimated value (n) is the nth estimated value,
The estimated application rate is the ratio of the error variance between the measured value and the predicted value for the interval to which the estimated value is applied. ) and the ratio of the error variance between the previous predicted value (n-1) and the previous predicted value (n-2),
The predicted value (n-1) is the value obtained by multiplying the estimated value (n-1), which is the n-1st estimated value, by the observation point state application rate. 청구항 8에 있어서,
상기 작업 조건은, 하부 구조물 형태, 계류 시스템의 형태, 사용 선박의 종류 중 어느 하나 이상을 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법.The method of claim 8,
The method of establishing a floating wind power facility transportation plan based on sea state prediction, wherein the working condition includes any one or more of a substructure type, a mooring system type, and a type of vessel used. 청구항 8에 있어서,
상기 해상 상태는, 풍향, 풍속, 기온, 파고, 파주기, 파향, 유향, 유속 중 어느 하나 이상을 포함하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법.The method of claim 8,
Wherein the sea state includes any one or more of wind direction, wind speed, temperature, wave height, wave period, wave direction, current direction, and flow speed, and a floating wind power facility transportation planning method based on sea state prediction. 삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 전처리 단계는, 과거의 기상데이터에서 태풍, 해일, 지진, 관측 오류 데이터를 제외하는, 해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법.The method of claim 8,
The preprocessing step is a floating wind power facility transportation plan establishment method based on sea state prediction, excluding typhoons, tidal waves, earthquakes, and observation error data from past meteorological data. 삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 운송 계획 수립 단계는, 상기 해상 상태, 수심 정보를 이용하여 상기 작업 조건을 만족하는 풍력 설비 조립 장소와 운송 계획을 설정하는,
해상 상태 예측에 기초한 부유식 풍력 설비 운송 계획 수립 방법.The method of claim 8,
In the transport plan establishment step, setting a wind power facility assembly site and transport plan that satisfies the working conditions using the sea state and water depth information,
A method for establishing a transport plan for floating wind power equipment based on sea condition prediction.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040091845A (en) * 2003-04-22 2004-11-02 박종수 Buoy for making meteorological observation on the sea
KR101908865B1 (en) * 2017-11-15 2018-12-10 한국건설기술연구원 Method for data quality analysis of observed temperature
KR102020745B1 (en) * 2019-03-22 2019-09-10 유하상 Method and device of providing construction schedule of ocean construction

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