KR20130098569A - 계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치 - Google Patents

계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치 Download PDF

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Abstract

계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치가 개시된다.
가로등 제어 장치는 태양광 및 풍력 발전을 통해 DC 전원을 생산하는 발전 장치가 설치된 가로등을 제어하기 위한 것으로서, 현재 시간정보를 미리 지정된 야간 시간 조건과 비교하여, 현재 시간정보가 야간 시간 조건을 만족하면 외부의 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 이용해 가로등을 점등하고, 야간 시간 조건을 벗어나면 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 차단하여 가로등을 소등하며, 가로등의 태양광 및 풍력 발전에 의한 발전 전력량, 소모 전력량과, 누전 여부를 모니터링한다. 해당 장치의 저장부는 야간 시간 조건과, 제어부에서 제공하는 모니터링 결과, 가로등이 속하는 그룹 어드레스와 가로등의 개별 어드레스를 포함하는 식별정보를 저장하며, 표시부는 제어부에서 제공하는 모니터링 결과를 가로등의 식별정보와 함께 표시한다.
이에 따르면, 자연 에너지를 이용해 효율적으로 전력을 공급하되, 전력의 공백 없이 가로등을 안정적으로 운용할 수 있으며, 가로등에서 생산/소모되는 전력량을 모니터링하여 점/소등 제어와, 날씨 및 발전 고장 추적에 활용할 수 있다.

Description

계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치{Apparatus for Street Light Control in Grid-Connected Street Light System}
본 발명은 가로등 제어 기술에 관한 것으로, 특히, 태양광 또는 풍력 발전을 이용하는 가로등 시스템 내에 포함되는 가로등 제어 장치에 관한 것이다.
초기에 가로등은 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 수동 온/오프 시키는 방식으로 운용되었으나, 자동화가 이루어지면서 발전소 전력, 즉, 상용 전원에 의해 일괄적으로 점등하는 방식으로 발전하였다.
그런데, 상용 전원을 이용한 일괄적 점등 방식을 적용하게 되면, 야간에 거리를 밝히는 가로등 본연의 역할을 수행하기 위하여 막대한 전력 손실이 발생하고, 가로등의 개별적인 고장을 감지하여 적절히 대처하기가 어려운 문제점이 있다.
한편, 태양광이나 풍력을 이용한 대체 에너지 기술이 발전하고, 태양광 및 풍력 에너지 생산량이 늘어나면서, 가로등에 대체 에너지를 접목하는 기술이 도입된 바 있다.
종래의 태양광 발전 가로등이나 풍력 발전 가로등은 축전지형으로서, 주간에 받은 태양광 및 풍력을 전기 에너지로 변환하여 축전지에 저장해 두었다가 야간에 사용하는 방식이다.
그런데, 이러한 축전지형 태양광/풍력 발전 가로등의 경우 축전지의 잦은 고장과 교체에 필요한 유지관리 비용이 지속적으로 소요된다.
또한, 고가의 축전지 구매로 인해 초기 비용이 상승되고, 흐린 날씨와 같이 발전량이 부족할 경우에는, 축전지가 충분히 충전되지 못하여 밤에 가로등이 작동하지 않는 문제점이 있다.
그리고, 저용량의 축전지를 사용하게 되면, 고출력 램프의 사용이 불가능하다. 만약, 이를 해결하기 위하여, 조도가 낮은 삼파장 램프나 LED(Light Emitting Diode) 등을 조명원으로 사용하면, 축전지의 저장 전력 한계 때문에 가로등이 어두워지게 되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1025222호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 자연 에너지를 이용해 효율적인 전력 공급을 수행함과 더불어, 전력의 공백 없이 가로등을 안정적으로 운용할 수 있는 계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가로등에서 생산/소모되는 전력량을 모니터링하여 점/소등 제어와, 날씨 및 발전 고장 추적에 활용할 수 있는 계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 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 가로등 제어 장치는, 태양광 및 풍력 발전을 통해 DC 전원을 생산하는 발전 장치가 설치된 가로등을 제어하기 위한 장치에 있어서, RTC(Real Time Clock) 회로부; 상기 RTC 회로부로부터 제공되는 현재 시간정보를 미리 지정된 야간 시간 조건과 비교하여, 현재 시간정보가 야간 시간 조건을 만족하면 외부의 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 이용해 상기 가로등을 점등하고, 야간 시간 조건을 벗어나면 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 차단하여 상기 가로등을 소등하며, 상기 가로등의 태양광 및 풍력 발전에 의한 발전 전력량, 소모 전력량과, 누전 여부를 모니터링하는 제어부; 야간 시간 조건과, 상기 제어부에서 제공하는 모니터링 결과, 상기 가로등이 속하는 그룹 어드레스와 상기 가로등의 개별 어드레스를 포함하는 식별정보를 저장하는 저장부; 상기 제어부에서 제공하는 모니터링 결과를 상기 가로등의 식별정보와 함께 표시하는 표시부; 및 상기 제어부의 장애를 감지하여 자체적으로 리셋 기능을 수행하는 와치독 타이머(Watchdog Timer) 회로부를 포함한다.
상기 가로등 제어 장치는, 상기 가로등의 발전 전력량과 소모 전력량을 측정하여 상기 제어부로 제공하는 전력 측정부; 및 상기 가로등의 램프 또는 선로의 누전을 감지하여 상기 제어부에 알리는 누전 감시부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 전력 측정부는, 상기 가로등의 램프에서 사용되는 소모 전력량을 측정하는 램프 소비전력 측정부; 상기 가로등의 태양 전지를 통해 생성되는 발전전력을 측정하는 태양광 발전전력 측정부; 및 상기 가로등의 풍력 발전기를 통해 생성되는 발전전력을 측정하는 풍력 발전전력 측정부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가로등의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하인 경우 어두운 날씨로 판단하여, 시간에 관계없이 상용 계통으로부터의 AC 전원을 공급하여 상기 가로등을 점등할 수 있다.
상기 가로등 제어 장치는, 복수의 가로등 제어 장치들과 연결되어 가로등들에 대한 개별 제어, 그룹 제어, 통합 제어를 선택적으로 수행하는 상위 시스템과의, PLC(Programmable Logic Control) 통신을 수행하기 위한 PLC 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, PLC 통신부를 통해 상위 시스템에 접속하여, 상기 가로등에 인접한 인접 가로등의 발전 전력량을 함께 모니터링하고, 상기 가로등의 발전 전력량과 상기 가로등에 인접한 인접 가로등의 발전 전력량 간의 차이를 통해 발전 기능의 고장을 추적할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가로등의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하이고, 상기 가로등의 태양광 발전 전력량과 상기 인접 가로등의 태양광 발전 전력량 간의 차이가 일정 표준편차 이내인 경우, 어두운 날씨로 판단하여, 시간에 관계없이 상용 계통으로부터의 AC 전원을 공급하여 가로등을 점등할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가로등의 태양광 발전 전력량에 근거하여 가로등 설치 지역의 밝기를 추적하고, 추적한 밝기에 따라 상기 표시부에 구비된 LED(Light Emitting Diode)의 디밍(dimming)을 제어할 수 있다.
상기 가로등 제어 장치에서, 네트워크를 통해 상위 시스템에 접속하지 않고 독립형으로 동작하는 경우, 가로등 설치 지역의 일출 데이터 및 일몰 데이터에 근거하여 야간 시간 조건이 설정될 수 있다.
상기 가로등 제어 장치는 GPS(Global Positioning System)와 통신하는 GPS 통신부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 GPS 통신부를 통해 현재 시간정보를 주기적으로 보정할 수 있다.
이와 같은 계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치에 따르면, 자연 에너지를 이용해 효율적인 전력 공급을 수행함과 더불어, 전력의 공백 없이 가로등을 안정적으로 운용할 수 있다.
또한, 가로등에서 생산/소모되는 전력량을 모니터링하여 점/소등 제어와, 날씨 및 발전 고장 추적에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 가로등 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 가로등 시스템 내 가로등 제어 장치의 구성도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계통 연계형 가로등 시스템과, 그 시스템 내의 가로등 제어 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 가로등 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 가로등 시스템은 크게, 현장에 설치된 가로등(100), 가로등(100)에서 생산된 전력을 변환하여 상용 계통(500)으로 송전하기 위한 계통 연계형 인버터(200), 가로등(100)을 제어하는 가로등 제어 장치(300)와, 그에 연결된 분전함 제어 장치(400)를 포함한다.
또한, 일 실시예에 따르면, 태양광 및 풍력 발전을 이용해 가로등(100)에서 얻어진 전력이 상용 계통(500) 방향으로 송전되며, 가로등(100)이 점등되는 야간 시간 동안에는 상용 계통(500)으로부터 가로등(100) 방향으로 전력이 공급되어 가로등(100)의 전원으로 이용된다.
각 가로등(100)에는 도 1에 도시된 것처럼, 발전 장치(120)와 계통 연계형 인버터(200)가 설치되어 있다.
또한, 각 가로등(100)은 개별적으로 가로등 제어 장치(300)를 구비하며, 분전함 제어 장치(400)는 PLC(Programmable Logic Control) 통신으로 가로등(100) 마다 구비되는 복수의 가로등 제어 장치(300)들에 연결된다.
PLC 통신을 수행함에 따라, 분전함 제어 장치(400)와 복수 개의 가로등 제어 장치(300)들은 상용 계통(500)으로부터 AC 전원을 공급받기 위한 전력 공급선에 의해 서로 연결된다. 각각의 가로등 제어 장치(300)와 분전함 제어 장치(400)가 전력 공급선을 이용한 PLC 통신을 수행하게 되면, 추가적인 망 구축비나 통신비를 절감할 수 있어 효율적이다.
도 1에서는, 가로등(100)의 램프부(110)에 2개의 램프(111, 112)가 구비된 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 램프부(110)에 포함되는 램프의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
가로등(100)의 상단에는, 태양광 및 풍력 발전을 통해 DC 전원을 생산하기 위한 발전 장치(120)가 설치된다. 일 실시예에서, 발전 장치(120)는 태양 전지(122) 및 풍력 발전기(121)로서, 주로 가로등(100)이 소등되어 있는 주간 시간 동안에 태양광 발전 및 풍력 발전을 이용해 DC 전원을 생산하게 된다.
가로등(100)의 발전 장치(120)에서 태양광 및 풍력을 이용해 발전된 DC 전원은 계통 연계형 인버터(200)를 통해 AC 전원으로 변환되어 상용 계통(500)으로 송전된다.
계통 연계형 인버터(200)는 가로등(100)에 설치된 발전 장치(120)에서 태양광 및 풍력을 이용해 생산한 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 상용 계통(500) 방향으로 송전하는 역할을 한다.
가로등 제어 장치(300)는 연결된 가로등(100)의 점등 및 소등을 제어하기 위한 것으로, 야간 시간 동안에 상용 계통(500)으로부터 가로등(100) 방향으로 공급되는 AC 전원을 이용해 가로등(100)의 램프부(110)를 점등시킨다. 이때, 가로등 제어 장치(300)는 램프부(110)의 각 램프(111, 112)에 연결된 릴레이 스위치부(371, 372)를 통해 각 램프(111, 112)의 점등 및 소등을 제어할 수 있다.
또한, 가로등 제어 장치(300)는 연결된 가로등(100)의 개별적인 발전 전력량, 소모 전력량 및 누전 여부를 측정하여 모니터링하고, 해당 정보들을 PCL 통신으로 분전함 제어 장치(400)로 통보한다.
이를 위하여, 도 1에 도시된 것처럼, 가로등(100)의 발전 장치(120) 및 램프부(110)와 연결되는 선로의 각 위치에 발전 전력량 감시용 CT(Current Transformer)(301, 302), 소모 전력량 감시용 CT(Current Transformer)(303, 304) 및 누전 감지 ZCT(Zero phase Current Transformer)(305)가 설치될 수 있다.
가로등 제어 장치(300)는 가로등(100)의 발전 장치(120)에서 계통 연계형 인버터(200)로 전달되는 신호를 통과시키는 발전 전력량 감시용 CT(301, 302)를 통해 가로등(100)의 발전 전력량을 측정하며, 측정된 발전 전력량을 이용해 발전 기능의 이상 유무를 감지한다.
이때, 태양광 발전 및 풍력 발전을 통한 발전 전력량을 감시하기 위한 CT(301, 302)의 위치는 도 1과 같이 계통 연계형 인버터(200)의 전단이 될 수도 있고, 혹은 계통 연계형 인버터(200)의 후단이 될 수도 있다.
마찬가지로, 가로등 제어 장치(300)는 상용 계통(500)에서 가로등(100)의 램프부(110)로 전달되는 신호를 통과시키는 소모 전력량 감시용 CT(303, 304)와 누전 감지 ZCT(305)를 통해 가로등(100)의 소모 전력량 및 누전 여부를 감지한다.
일 실시예에서와 같이, 가로등(100)의 램프부(110)에 포함된 램프가 2개인 경우에는, 각 램프(111, 112)에 연결된 2개의 소모 전력량 감시용 CT(303, 304)가 구비된다. 누전 감지 ZCT(305)는 2개의 램프(111, 112)에서 발생하는 누전을 감지할 수 있다. 가로등 제어 장치(300)는 누전 감지 ZCT(305)를 통해 선로나, 2개 램프(111, 112)의 누전을 감지하며, 어느 일측에서 누전이 감지되면 바로 가로등(100)의 램프(111, 112)를 모두 소등한다.
분전함 제어 장치(400)는 PLC 통신을 통해 가로등 제어 장치(300)를 제어하는 상위 시스템으로서, 복수의 가로등 제어 장치(300)들과 연결되어 가로등(100)들에 대한 개별 제어, 그룹 제어, 통합 제어를 선택적으로 수행한다.
예컨대, 통합 제어의 경우, 분전함 제어 장치(400)는 모든 가로등 제어 장치(300)들을 일괄 제어하여 동일한 주간 시간 및 야간 시간의 기준을 적용함으로써, 모든 가로등(100)들을 동시에 점등하고, 동시에 소등하게 된다. 이때, 모든 가로등(100)들은 동일한 야간 시간 동안 점등되어 상용 계통(500)으로부터 전력을 공급받는다.
혹은, 분전함 제어 장치(400)는 개별 제어를 통해, 각 가로등(100)마다 주간 시간 및 야간 시간의 기준을 개별적으로 적용할 수 있다.
혹은, 분전함 제어 장치(400)는 그룹 제어를 통해, 대상 가로등(100)들을 몇 개의 그룹(예컨대, 지역 기준)으로 그룹화하여 각 그룹마다 주간 시간 및 야간 시간을 다르게 설정할 수 있다. 이러한 경우, 각 그룹의 점/소등과, 상용 계통(500)으로부터 전력을 공급받는 기준이 되는 주간 시간 및 야간 시간의 범위는 가로등 점멸 스케줄이나, 지역별 일출 시간과 일몰 시간 등에 의해 결정될 수 있을 것이다.
태양광을 이용하기 위해 가로등에 축전지를 구비하는 종래 방식의 경우, 가로등의 축전지나 DC-DC 컨버터로 공급되는 충전 전압이 과부족 전압으로 판별되면, 외부로부터 공급되는 AC 전원을 스위칭시켜 사용한다.
그런데, 전술한 바와 같이, 이러한 축전지 방식은 축전지 설치에 필요한 초기 비용, 유지관리 비용, 축전지의 발전량 확보, 저장 용량 등에 있어서 일정한 한계를 가진다.
이러한 한계를 극복하기 위하여, 일 실시예는 과부족 전압을 측정하여 외부의 전원을 공급해 주는 대신, 가로등(100)이 소등되는 주간 동안에는 태양광 발전 및 풍력 발전을 위해 설치된 발전 장치(120)에 의해 얻어진 전력을 무조건 외부로 송전하고, 가로등(100)이 점등되는 야간 동안에는 비교적 값싼 심야 전력을 가로등(100)에 공급한다.
즉, 일 실시예는, 태양 에너지로 축전지를 충전하지 못하는 경우 상용 전원을 이용하는 종래 방식을 대신하여, 발전 장치(120)에서 발생되는 전기 에너지는 상용 전원으로 공급하고, 축전지의 충전 여부를 떠나서 야간에는 외부에서 공급되는 상용 전원을 이용하여 가로등(100)을 점등시키는 방식을 구현한다.
이러한 구성에 따르면, 주간에 소등되는 가로등(100)의 특성을 이용하여 주간 동안에 주로 생성되는 발전전력을 상용전력으로 공급하여 에너지를 절감할 수 있고, 가로등(100)이 점등되어야 하는 야간에는 비교적 값싼 심야 전력을 이용할 수 있다. 그러므로, 전력의 운용 측면에서 매우 효율적이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 가로등 시스템 내 가로등 제어 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 가로등 제어 장치(300)는 제어부(310), RTC(Real Time Clock) 회로부(320), 저장부(325), 전력 측정부(330), 누전 감시부(340), 통신부(350), 와치독 타이머(Watchdog Timer) 회로부(360), 스위치부(370) 및 표시부(380)를 포함한다.
RTC 회로부(310)는 별도의 전원에 의해 메인 전원이 꺼지더라도 동작이 유지될 수 있도록 구성된 시계로서, 외부 클럭(예컨대, 32KHz)을 입력받아 단위 클럭(예컨대, 1Hz)으로 분주하여 기준이 되는 RTC 클럭을 생성하며, 이를 이용해 년, 월, 일, 시, 분, 초, 요일 등의 시간/달력값을 생성 및 조정한다. 제어부(310)는 RTC 회로부(310)를 통해 현재 시간정보를 제공받는다.
여기서, 현재 시간정보는 RTC 회로부(310)에서 얻을 수 있는 시간/달력값의 일부[예컨대, 월(月), 시(時)]로서, 야간 시간 조건을 판단하는 기준으로 사용된다.
제어부(310)는 RTC 회로부(310)로부터 제공되는 현재 시간정보를 미리 지정된 야간 시간 조건과 비교하여, 현재 시간정보가 야간 시간 조건을 만족하면 외부의 상용 계통(500)으로부터 공급되는 AC 전원을 이용해 연결된 가로등(100)을 점등하고, 야간 시간 조건을 벗어나면 상용 계통(500)으로부터 공급되는 AC 전원을 차단하여 해당 가로등(100)을 소등한다.
이때, 제어부(310)는 가로등(100)의 제1 램프(111)에 연결된 제1 릴레이 스위치부(371)와, 제2 램프(112)에 연결된 제2 릴레이 스위치부(372)를 온/오프 하는 방식으로, 가로등(100)을 점등하거나 소등할 수 있다.
또한, 제어부(310)는 전력 측정부(330) 및 누전 감시부(340)와 연동하여, 가로등(100)의 태양광 및 풍력 발전에 의한 발전 전력량, 소모 전력량과, 누전 여부를 모니터링한다.
저장부(325)에는 야간 시간 조건과, 제어부(310)에서 제공하는 모니터링 결과, 가로등(100)이 속하는 그룹 어드레스와 해당 가로등(100)의 그룹 내 개별 어드레스를 포함하는 식별정보 등이 저장된다.
표시부(380)는 제어부(310)에서 제공하는 모니터링 결과를 가로등(100)의 식별정보와 함께 표시한다.
가로등(100)의 점/소등 기준이 되는 야간 시간 조건은 가로등(100)이 설치된 지역과 현재 날짜 등에 따라 조금씩 달리 설정될 수 있다. 예컨대, 6~8월의 여름에는 야간 시간이 좀더 짧게 설정되고, 9~12월의 겨울에는 야간 시간이 좀더 길게 설정된다.
와치독 타이머(Watchdog Timer) 회로부(360)는 제어부(310)의 장애를 감지하여, 장애가 감지되면 자체적으로 리셋 기능을 수행하는 역할을 한다. 와치독 타이머는 미리 규정된 조건이 정해진 시간 내에서 만족되는지를 판별하는 방식, 예컨대, 타이머를 카운팅하여 일정 시간마다 제어부(310)로부터 토글 신호가 수신되는지 여부를 확인하는 등의 방식으로, 제어부(310)의 장애를 감지할 수 있다.
전력 측정부(330)는 주기적으로, 혹은 일정 시점마다, 혹은 제어부(310)의 명령에 따라, 가로등(100)의 발전 전력량과 소모 전력량을 측정하여 제어부(310)에 제공하기 위한 것이다.
일 실시예의 전력 측정부(330)는 제1 램프 소비전력 측정부(331), 제2 램프 소비전력 측정부(332), 태양광 발전전력 측정부(333) 및 풍력 발전전력 측정부(334)를 포함한다.
제1 램프 소비전력 측정부(331)는 가로등(100)의 램프부(110)에 설치된 제1 램프(111)에서 사용되는 소모 전력량을 측정하여 제어부(310)로 제공한다. 제2 램프 소비전력 측정부(332)는 가로등(100)의 램프부(110)에 설치된 제2 램프(112)에서 사용되는 소모 전력량을 측정한다.
태양광 발전전력 측정부(333)는 가로등(100)에 설치된 태양 전지(122)를 통해 생성되는 발전전력을 측정한다. 풍력 발전전력 측정부(334)는 가로등(100)에 설치된 풍력 발전기(121)를 통해 생성되는 발전전력을 측정한다.
누전 감시부(340)는 가로등(100)의 램프(111, 112), 또는 램프(111, 112)가 연결된 선로의 누전을 감지하여 제어부(310)에 알리는 역할을 한다.
통신부(350)는 PLC 통신부(351), GPS 통신부(352) 및 근거리 통신부(353)를 포함한다.
PLC 통신부(351)는 제어부(310)가 가로등 제어 장치(300)의 상위 시스템인 분전함 제어 장치(400)와의 PLC 통신을 수행할 수 있도록 지원한다.
GPS 통신부(352)는 GPS(Global Positioning System)와 통신하기 위한 부분으로, 제어부(310)는 GPS 통신부(352)를 통해 RTC 회로부(310)의 시간/달력값, RTC 회로부(310)가 제공하는 현재 시간정보를 주기적으로 보정할 수 있다.
근거리 통신부(353)는 외부 리모콘과의 통신을 위한 것으로, 적외선 센서 등을 이용해 구현될 수 있다. 작업자는 리모콘을 조작함으로써, 근거리 통신부(353)를 통해 가로등 제어 장치(300) 상에서, 가로등(100)이 속하는 그룹 어드레스(예컨대, 설치지역 코드)와, 그룹 내 개별 어드레스를 포함하는 가로등 식별정보를 수동 설정할 수 있다. 혹은, 가로등(100)의 램프(111, 112)의 점/소등을 수동으로 제어할 수 있다.
전술한 통신부(350)의 각 부분은 실시예에 따라 생략되거나, 통합될 수 있다.
일 실시예에서, 전술한 표시부(380)는 발전 전력량, 소모 전력량과, 그룹 및 개별 어드레스를 표시하는 제1 LED(Light Emitting Diode) 부와, PLC 전송/수신 모드, 제1, 제2 램프(111, 112)의 점/소등 여부, GPS 상태, 전원 온/오프 여부를 표시하는 제2 LED 부를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예의 제어부(310)는 가로등(100)의 태양광 발전 전력량에 근거하여 가로등 설치 지역의 밝기를 추적하고, 추적한 밝기에 따라 표시부(380)에 구비된 LED의 디밍(dimming)을 제어할 수 있다. 예컨대, 태양광 발전 전력량이 임계값 이하이면, 표시부(380)의 LED의 디밍을 표준보다 일정 정도만큼 밝게 제어하고, 반대의 경우 표준보다 일정 정도만큼 어둡게 제어한다.
또한, 가로등 제어 장치(300)가 네트워크를 통해 상위 시스템에 접속하지 않고 독립형으로 동작하는 경우, 가로등 설치 지역의 일출 데이터 및 일몰 데이터에 근거하여 야간 시간 조건이 설정될 수 있다. 예컨대, 작업자가 리모콘을 이용해 가로등(100)이 설치된 지역의 최근 일출 데이터 및 일몰 데이터를 입력하면, 제어부(310)는 입력된 일출/일몰 데이터를 경계로 야간 시간 조건을 설정하여 저장부(325)에 저장하고, 이를 기준으로 가로등(100)의 점등 및 소등을 관할할 수 있을 것이다.
한편, 분전함 제어 장치(400)는 일정 지역 내의 가로등(100)들에 대한 모니터링 정보, 제어 정보 등을 통합적으로 관리한다. 그러므로, 제어부(310)는 PLC 통신부(351)를 통해 분전함 제어 장치(400)에 접속하여, 가로등(100)에 인접한 인접 가로등(들)의 발전 전력량을 함께 모니터링하고, 가로등(100)의 발전 전력량과 해당 가로등(100)에 인접한 인접 가로등(들)의 발전 전력량 간의 차이를 통해 발전 기능의 고장을 추적할 수 있다.
단, 1개 가로등(100)의 발전 전력량만을 기준으로 하는 경우, 날씨의 영향인지, 혹은 발전 기능의 고장인지 여부를 확실히 판단하기 어려울 수 있다.
따라서, 가로등(100)의 개별적인 발전 전력량과 인접 가로등(들)의 발전 전력량에 대한 정보를 함께 취합하면, 가로등별 발전 전력량 간의 차이를 통해 특정 가로등(100)의 발전 기능 고장을 추적할 수 있다.
일 실시예에서, 태양광 발전전력 측정부(333)를 통해 측정된 가로등(100)의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하인 경우, 제어부(310)는 어두운 날씨(예컨대, 흐림, 눈, 비 등)로 판단하여 현재 시간에 관계없이 상용 계통(500)으로부터의 AC 전원을 공급하여 가로등(100)을 제어할 수 있다.
예컨대, 날씨가 흐려져 태양광 발전 전력량이 적어질 경우, 주간 시간인 경우에도 가로등(100)을 점등하여 날씨와 발전 전력량 간의 관계를 통한 가로등 제어를 구현하는 것이다.
다른 실시예에서, 가로등(100)의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하이고, 가로등(100)의 태양광 발전 전력량과 인접 가로등(들)의 태양광 발전 전력량 간의 차이가 일정 표준편차 이내인 경우, 제어부(310)는 어두운 날씨로 판단하여, 시간에 관계없이 상용 계통(500)으로부터의 AC 전원을 공급하여 가로등(100)을 점등할 수 있다.
만약, 가로등(100)의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하이고, 해당 가로등(100)과 인접 가로등(들)의 태양광 발전 전력량 차이가 일정 표준편차를 벗어난 경우라면, 해당 가로등(100)의 발전 기능 고장으로 판단하게 된다.
본 발명에 따른 계통 연계형 가로등 시스템 내의 가로등 제어 장치의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100: 가로등, 110: 램프부,
120: 발전 장치, 200: 계통 연계형 인버터,
300: 가로등 제어 장치, 310: 제어부,
320: RTC 회로부, 330: 전력 측정부,
340: 누전 감시부, 350: 통신부,
360: 와치독 타이머 회로부, 370: 스위치부,
380: 표시부, 400: 분전함 제어 장치,
500: 상용 계통

Claims (9)

  1. 태양광 및 풍력 발전을 통해 DC 전원을 생산하는 발전 장치가 설치된 가로등을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    RTC(Real Time Clock) 회로부;
    상기 RTC 회로부로부터 제공되는 현재 시간정보를 미리 지정된 야간 시간 조건과 비교하여, 현재 시간정보가 야간 시간 조건을 만족하면 외부의 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 이용해 상기 가로등을 점등하고, 야간 시간 조건을 벗어나면 상용 계통으로부터 공급되는 AC 전원을 차단하여 상기 가로등을 소등하며, 상기 가로등의 태양광 및 풍력 발전에 의한 발전 전력량, 소모 전력량과, 누전 여부를 모니터링하는 제어부;
    야간 시간 조건과, 상기 제어부에서 제공하는 모니터링 결과, 상기 가로등이 속하는 그룹 어드레스와 상기 가로등의 개별 어드레스를 포함하는 식별정보를 저장하는 저장부;
    상기 제어부에서 제공하는 모니터링 결과를 상기 가로등의 식별정보와 함께 표시하는 표시부; 및
    상기 제어부의 장애를 감지하여 자체적으로 리셋 기능을 수행하는 와치독 타이머(Watchdog Timer) 회로부를 포함하는 가로등 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가로등의 발전 전력량과 소모 전력량을 측정하여 상기 제어부로 제공하는 전력 측정부; 및
    상기 가로등의 램프 또는 선로의 누전을 감지하여 상기 제어부에 알리는 누전 감시부를 더 포함하되,
    상기 전력 측정부는,
    상기 가로등의 램프에서 사용되는 소모 전력량을 측정하는 램프 소비전력 측정부;
    상기 가로등의 태양 전지를 통해 생성되는 발전전력을 측정하는 태양광 발전전력 측정부; 및
    상기 가로등의 풍력 발전기를 통해 생성되는 발전전력을 측정하는 풍력 발전전력 측정부를 포함하는 가로등 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 가로등의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하인 경우 어두운 날씨로 판단하여, 시간에 관계없이 상용 계통으로부터의 AC 전원을 공급하여 상기 가로등을 점등하는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 가로등 제어 장치들과 연결되어 가로등들에 대한 개별 제어, 그룹 제어, 통합 제어를 선택적으로 수행하는 상위 시스템과의, PLC(Programmable Logic Control) 통신을 수행하기 위한 PLC 통신부를 더 포함하는 가로등 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    PLC 통신부를 통해 상위 시스템에 접속하여, 상기 가로등에 인접한 인접 가로등의 발전 전력량을 함께 모니터링하고, 상기 가로등의 발전 전력량과 상기 가로등에 인접한 인접 가로등의 발전 전력량 간의 차이를 통해 발전 기능의 고장을 추적하는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 가로등의 태양광 발전 전력량이 임계값 이하이고, 상기 가로등의 태양광 발전 전력량과 상기 인접 가로등의 태양광 발전 전력량 간의 차이가 일정 표준편차 이내인 경우, 어두운 날씨로 판단하여, 시간에 관계없이 상용 계통으로부터의 AC 전원을 공급하여 가로등을 점등하는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 가로등의 태양광 발전 전력량에 근거하여 가로등 설치 지역의 밝기를 추적하고, 추적한 밝기에 따라 상기 표시부에 구비된 LED(Light Emitting Diode)의 디밍(dimming)을 제어하는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    네트워크를 통해 상위 시스템에 접속하지 않고 독립형으로 동작하는 경우, 가로등 설치 지역의 일출 데이터 및 일몰 데이터에 근거하여 야간 시간 조건이 설정되는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    GPS(Global Positioning System)와 통신하는 GPS 통신부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 GPS 통신부를 통해 현재 시간정보를 주기적으로 보정하는 것을 특징으로 하는 가로등 제어 장치.
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