KR20120059874A - 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법이 개시된다.
모바일 연동 장치로서 동작하는 풍력 진단 서버는 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 유효성 검사를 수행한 후 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여한다. 모바일 데이터 서버는 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 탑재하고, 이동전화가 이동통신망을 통해 접근을 요청하는 경우 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신한다. 이동전화는 이동통신망을 통해 모바일 데이터 서버로 접근하여 인증 작업을 수행하고, 암호화된 상태의 풍력 상태 데이터를 수신한 후 복호화하여 제공함으로써 클라이언트가 풍력 상태의 진단 및 유지보수 조치를 수행할 수 있도록 한다.
이러한 구성에 따르면, 이동전화와 모바일 관련 기술을 산업 기술에 접목함으로써 시간/장소, 시스템에 구애되지 않고 풍력 발전 시스템의 감시, 진단, 제어를 수행할 수 있고, 그에 따라 풍력 발전 시스템의 유지보수 비용이나 인적, 물적 자원 등을 절약할 수 있다.

Description

풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법{Mobile Link Apparatus, System and Method for Diagnosis of Wind Turbine System}
본 발명은 풍력 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
풍력 발전은 공기 역학에 의해 날개처럼 생긴 로터(Rotor)가 돌아가면서 발생하는 기계적 운동 에너지를 발전기를 통해 전기 에너지로 변화시켜 전기를 얻는 기술이다.
풍력 발전 시스템은 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되며, 이를 구성하는 요소로는 블레이드(Blade)와 허브(Hub)로 구성된 회전자, 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치(Gear box), 전기를 생산하는 발전기(Generator), 각 구성요소의 동작 온도를 적정하게 조절하여 주는 냉각 및 난방 시스템(Cooling/Heating System), 전력 제어 시스템(Power Converter System), 철탑 등이 있다.
전술한 풍력 발전 시스템을 효율적이고 안전하게 운영하기 위해서는, 기술적 오동적이나 환경적 요인에 의한 위험 상황 등을 바로 검출하여 극단적인 상황에 이르기 전에 위험요소를 분석하여 제거할 수 있어야 하나, 종래에는 풍력 발전 설비를 감시할 수 있는 방식이 제한적이어서 위험요소의 사전 인지 및 원인 규명이 어렵고, 그에 따라 즉각적인 대처가 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 최근 들어 광범위하게 보급되어 있는 이동전화와 모바일 관련 기술을 산업 기술에 접목함으로써 시간/장소, 시스템에 구애되지 않고 풍력 발전 시스템의 감시, 진단, 제어를 수행할 수 있고, 그에 따라 풍력 발전 시스템의 유지보수 비용이나 인적, 물적 자원 등을 절약할 수 있는 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 시스템은, 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 유효성 검사를 수행한 후 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하는 풍력 진단 서버; 상기 풍력 진단 서버를 거쳐 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 탑재하고, 이동전화가 이동통신망을 통해 접근을 요청하는 경우 상기 이동전화에서 입력되는 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신하는 모바일 데이터 서버; 및 이동통신망을 통해 상기 모바일 데이터 서버로 접근하여 인증 작업을 수행하고, 상기 모바일 데이터 서버로부터 암호화된 상태의 풍력 상태 데이터를 수신한 후 복호화하여 제공함으로써 클라이언트가 풍력 상태의 진단 및 유지보수 조치를 수행할 수 있도록 하는 이동전화를 포함한다.
본 발명에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치는, 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하는 센싱 데이터 수집부; 상기 센싱 데이터 수집부에서 획득한 풍력 상태 데이터에 대한 유효성 검사를 수행하는 풍력 진단 수행부; 및 상기 풍력 진단 수행부를 통해 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버로 등록함으로써 이동통신망의 이동전화가 접근할 수 있도록 하는 모바일 서비스 연동부를 포함한다.
본 발명에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법은, 풍력 진단 서버가 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 내부 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 풍력 진단 서버가 상기 획득한 풍력 상태 데이터에 대한 유효성 검사를 수행하는 단계; 및 상기 풍력 진단 서버가 상기 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버로 등록함으로써 이동통신망의 이동전화가 접근할 수 있도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법에 따르면, 최근 들어 광범위하게 보급되어 있는 이동전화와 모바일 관련 기술을 산업 기술에 접목함으로써 시간/장소, 시스템에 구애되지 않고 풍력 발전 시스템의 감시, 진단, 제어를 수행할 수 있고, 그에 따라 풍력 발전 시스템의 유지보수 비용이나 인적, 물적 자원 등을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법의 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 시스템의 구성도이다.
일 실시예의 모바일 연동 시스템은 모바일을 이용한 풍력 발전 시스템(100)의 원격 감시 및 제어를 구현한 것으로, 풍력 발전 시스템(100)에 설치된 각 센서로부터 풍력 상태 데이터를 취득하여 감시하되, 센서들을 통해 획득된 풍력 상태 데이터를 처리한 후, 기간통신망의 풍력 진단 서버(200) 및 모바일 데이터 서버(320)를 통해 이동전화(320)로 송신하여 이동전화(320) 상에서 풍력 발전 시스템의 주요 설비 상태를 감시, 진단 및 제어할 수 있도록 한다.
모바일 연동 시스템은 도 1에 도시된 것처럼, 풍력 발전 시스템(100)의 주 제어기와 통신하여 데이터를 획득하고, 이를 기간통신망을 통해 접속된 여러 로컬 서버(110)들에게 주기적으로 제공하는 풍력 진단 서버(200), 풍력 진단 서버(200)에서 수신되는 데이터를 등록한 후 이동통신망을 통해 이동전화(320)를 소지한 클라이언트가 해당 데이터로의 접근을 요청하여 인증에 성공하면 요청된 데이터를 전달하는 모바일 데이터 서버(320), 모바일 데이터 서버(320)에 접속하여 인증 절차를 거친 후 풍력 상태 데이터를 제공받는 클라이언트의 이동전화(320)를 포함한다.
풍력 발전 시스템(100)의 주 제어기가 각 부분에 설치된 센서들을 통해 풍력 상태 데이터를 수집하여 풍력 진단 서버(200)로 전달하면, 모바일 연동 장치로서 동작하는 풍력 진단 서버(200)는 주 제어기로부터 풍력 상태 데이터를 획득하여 유효성 검사를 수행한 후 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치(Weighting)를 부여한다.
전술한 풍력 진단 서버(200)는 센싱 데이터 수집부(210), 풍력 진단 수행부(220) 및 모바일 서비스 연동부(230)를 포함한다. 센싱 데이터 수집부(210)는 풍력 발전 시스템(100)의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 내부 데이터베이스로 저장한다. 풍력 진단 수행부(220)는 센싱 데이터 수집부(210)에서 획득한 풍력 상태 데이터에 대한 유효성 검사를 수행하여 유효성 검사와 관련된 정보들을 모바일 서비스 연동부(230)로 제공한다. 풍력 진단 수행부(220)는 유효성 검사 과정에서, 데이터 유무 검사, 형 변환 검사, 무결성(Integrity) 검사, 타당성(Plausibility) 검사, 한계값 검사 등을 수행할 수 있다.
모바일 서비스 연동부(230)는 풍력 진단 수행부(220)를 통해 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버(320)로 등록함으로써 이동통신망의 이동전화(320)가 인증 작업을 거쳐 해당 데이터에 접근할 수 있도록 한다.
모바일 데이터 서버(320)는 풍력 진단 서버(200)를 거쳐 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 탑재하고, 이동전화(320)가 이동통신망을 통해 접근을 요청하는 경우 이동전화(320)로 아이디 및 패스워드의 입력을 요청한다. 클라이언트가 이동전화(320)에서 아이디 및 패스워드를 입력하여 송신하면, 모바일 데이터 서버(320)가 입력된 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 클라이언트의 접근 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신한다. 모바일 데이터 서버(320)는 이동통신망과의 사이에 방화벽을 구축하여 접근 자격을 가진 클라이언트들만이 특정 아이디 및 패스워드를 등록하여 로그온할 수 있도록 구성된다.
즉, 모바일 데이터 서버(320)는 이동전화(320)가 접근을 요청함에 따라 이동전화(320)에서 입력되는 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신하는 것이다.
이동전화(320)는 이동통신망을 통해 모바일 데이터 서버(320)로 접근하여 인증 작업을 수행하고, 인증 절차가 성공하면 모바일 데이터 서버(320)로부터 암호화된 상태의 풍력 상태 데이터를 수신한 후 복호화하여 제공함으로써 클라이언트가 풍력 상태의 진단 및 유지보수 조치를 수행할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법의 흐름도로서, 풍력 발전 시스템(100)의 풍력 상태 데이터를 취득하여 이를 처리하는 과정(S110 내지 S170), 그리고 처리된 풍력 상태 데이터를 이동통신망을 이용하여 클라이언트의 이동전화(320)에 송신하여 활용하는 과정(S200 내지 S240)을 포함한다.
풍력 진단 서버(200)는 풍력 발전 시스템(100)의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집한 풍력 상태 데이터를 수신하여 내부 데이터베이스에 저장한다(S110). 이후, 풍력 진단 서버(200)로 수신된 풍력 상태 데이터에 대한 유/무효성 검사가 수행되며(S120 내지 S150), 검사 항목으로는 데이터 유무 검사, 형 변환 검사, 무결성(Integrity) 검사, 타당성(Plausibility) 검사, 한계값 검사 등이 있다.
구체적으로, 풍력 진단 서버(200)는 데이터 유무 검사, 형 변환 검사, 무결성(Integrity) 검사, 타당성(Plausibility) 검사 등을 통해 유효성을 검증하고, 풍력 발전 시스템(100)에서 획득한 풍력 상태 데이터를 처리하여 지정된 형식으로 변환한다(S120).
이후, 변환된 데이터가 미리 지정된 2차 한계값 범위 내에 존재하면(S130) 풍력 진단 서버(200)가 1차 한계값 범위 내 포함 여부를 다시 검사하고(S150), 2차 한계값 범위를 벗어나는 경우(S130) 해당 데이터와 관련된 진단 내용을 알리는 알람(Alarm)정보를 생성하여 클라이언트의 이동전화(320)로 송신한다(S140).
변환된 데이터가 2차 한계값 범위 내에 있으면서(S130) 1차 한계값 범위에도 포함되는 경우에는(S150) 풍력 발전 시스템(100)의 상태에 대한 진단 위험도가 더욱 높은 것으로 보아서 풍력 진단 서버(200)가 해당 데이터와 관련된 진단 내용을 알리고, 위험을 경고하는 경고(Warning)정보를 생성하여 클라이언트의 이동전화(320)로 송신하게 된다(S160).
유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터는 데이터 검사 등급에 따라 가중치(Weighting)를 두며(S170), 이렇게 처리된 풍력 상태 데이터는 모바일 데이터 서버(320)에 저장된다(S200). 즉, 풍력 진단 서버(200)가 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하여(S170) 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버(320)로 등록(S200, S210)함으로써 차후 이동통신망의 이동전화(320)가 접근할 수 있도록 한다.
이후, 이동전화(320)가 접근을 요청함에 따라, 모바일 데이터 서버(320)는 풍력 상태 데이터를 요청하는 클라이언트에 대하여 아이디 및 패스워드를 확인하는 인증 작업을 거친 후(S220), 자격이 있는 클라이언트에 한해서 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 송신하게 된다(S230). 송신될 데이터는 보안을 위해 암호화 작업을 거친 후 송신된다.
클라이언트는 풍력 진단 서버(200) 및 모바일 데이터 서버(320)로부터 이동전화(320)로 전송되는 알람정보(S140)나 경고정보(S160), 또는 복호화된 풍력 상태 데이터(S230)를 확인하고, 이를 통해 풍력 상태의 진단, 문제점 처리나 유지보수 조치 등을 수행할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치, 시스템 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100: 풍력 발전 시스템
200: 풍력 진단 서버
210: 센싱 데이터 수집부
220: 풍력 진단 수행부
230: 모바일 서비스 연동부
310: 모바일 데이터 서버
320: 이동전화

Claims (7)

  1. 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 유효성 검사를 수행한 후 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하는 풍력 진단 서버;
    상기 풍력 진단 서버를 거쳐 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 탑재하고, 이동전화가 이동통신망을 통해 접근을 요청하는 경우 상기 이동전화에서 입력되는 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신하는 모바일 데이터 서버; 및
    이동통신망을 통해 상기 모바일 데이터 서버로 접근하여 인증 작업을 수행하고, 상기 모바일 데이터 서버로부터 암호화된 상태의 풍력 상태 데이터를 수신한 후 복호화하여 제공함으로써 클라이언트가 풍력 상태의 진단 및 유지보수 조치를 수행할 수 있도록 하는 이동전화를 포함하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 시스템.
  2. 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하는 센싱 데이터 수집부;
    상기 센싱 데이터 수집부에서 획득한 풍력 상태 데이터에 대한 유효성 검사를 수행하는 풍력 진단 수행부; 및
    상기 풍력 진단 수행부를 통해 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버로 등록함으로써 이동통신망의 이동전화가 접근할 수 있도록 하는 모바일 서비스 연동부를 포함하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 풍력 진단 수행부는,
    데이터 유무 검사, 형 변환 검사, 무결성(Integrity) 검사, 타당성(Plausibility) 검사, 한계값 검사 중 하나 이상의 검사를 통해 유효성 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 모바일 데이터 서버는,
    이동전화가 접근을 요청함에 따라 상기 이동전화에서 입력되는 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 장치.
  5. 풍력 진단 서버가 풍력 발전 시스템의 주 제어기로부터 센서들을 통해 수집된 풍력 상태 데이터를 획득하여 내부 데이터베이스에 저장하는 단계;
    상기 풍력 진단 서버가 상기 획득한 풍력 상태 데이터에 대한 유효성 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 풍력 진단 서버가 상기 유효성 검사를 거친 풍력 상태 데이터에 대하여 데이터 검사 등급에 따른 가중치를 부여하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 이동통신망의 모바일 데이터 서버로 등록함으로써 이동통신망의 이동전화가 접근할 수 있도록 하는 단계를 포함하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유효성 검사 단계에서,
    상기 풍력 진단 서버는 데이터 유무 검사, 형 변환 검사, 무결성(Integrity) 검사, 타당성(Plausibility) 검사, 한계값 검사 중 하나 이상의 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    이동전화가 접근을 요청함에 따라 상기 모바일 데이터 서버가 상기 이동전화에서 입력되는 아이디 및 패스워드를 통해 인증 작업을 수행하여 자격 여부를 확인한 후 자격이 있는 클라이언트에 한하여 가중치가 부여된 풍력 상태 데이터를 암호화된 상태로 송신하는 단계를 더 포함하는 풍력 발전 진단을 위한 모바일 연동 방법.
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