KR20150068600A - 풍력발전 시스템 모니터링 장치 - Google Patents

풍력발전 시스템 모니터링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150068600A
KR20150068600A KR1020130154408A KR20130154408A KR20150068600A KR 20150068600 A KR20150068600 A KR 20150068600A KR 1020130154408 A KR1020130154408 A KR 1020130154408A KR 20130154408 A KR20130154408 A KR 20130154408A KR 20150068600 A KR20150068600 A KR 20150068600A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
time
data
monitoring
image
change
Prior art date
Application number
KR1020130154408A
Other languages
English (en)
Inventor
오승열
송성근
신덕식
이상택
조주희
최정식
차대석
박병철
김수용
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020130154408A priority Critical patent/KR20150068600A/ko
Publication of KR20150068600A publication Critical patent/KR20150068600A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • 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
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

풍력발전 시스템 모니터링 장치가 개시된다. 본 발명의 장치는, 풍력발전 시스템의 기계적 구성품에 대한 영상을 획득하는 카메라부, 풍력발전 시스템의 전력변환부의 각 소자에 대한 감시정보를 검출하는 센서부, 및 카메라부로부터 수신한 영상이 정상상태시 영상과 대비하여 변화가 있는 경우, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터를 저장하고, 센서부로부터 수신한 감시 데이터에 변화가 있는 경우, 변화가 발생하는 시점의 감시 데이터를 저장하는 제어부를 포함한다.

Description

풍력발전 시스템 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING WIND POWER GENERATION SYSTEM}
본 발명은 풍력발전 시스템 모니터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전 시스템이란, 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템을 말한다.
도 1은 풍력발전 시스템을 개략적으로 설명하는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 블레이드(100)에 의해 발생된 전압 및 전류는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter; ADC)(200)에 의해 직류로 변환되고, 다시 디지털-아날로그 컨버터(Digital-Analog Converter; DAC)(300)에 의해 소정 전압 및 주파수를 가지는 교류로 변환되어, 계통으로 공급될 수 있다.
이때, 블레이드(100)와 ADC(200), ADC(200)와 DAC(300), DAC(300)와 계통의 사이에 각각 배치되는 센서에 의해, 블레이드(100)와 ADC(200)간 전압 및 전류(A), ADC(200)와 DAC(300)간 전압 및 전류(B), DAC(300)와 계통간 전압 및 전류(C)가 각각 검출된다.
종래의 풍력발전 시스템의 경우, 이러한 구성요소간 배치되는 센서에 의해 전압 및 전류를 검출하고, 이에 대한 정보가 상위 제어부(도시되지 않음)에 제공되어, 과전압 또는 과전류가 발생한 경우 풍력발전 시스템을 트립(trip)하여, 풍력발전 시스템을 보호하고 있다.
그러나, 위와 같은 종래의 풍력발전 시스템에서는, 트립이 발생한 경우, 어떠한 원인에 의해 사고가 발생하였는지에 대한 파악이 어렵고, 이에 따라 안정적인 풍력발전 시스템의 운영이 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 풍력발전 시스템에 이상이 발생하는 경우, 해당 이상에 대한 원인규명을 명확하게 하는 모니터링 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 모니터링 장치는, 풍력발전 시스템의 기계적 구성품에 대한 영상을 획득하는 카메라부; 상기 풍력발전 시스템의 전력변환부의 각 소자에 대한 감시정보를 검출하는 센서부; 및 상기 카메라부로부터 수신한 영상이 정상상태시 영상과 대비하여 변화가 있는 경우, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터를 저장하고, 상기 센서부로부터 수신한 감시 데이터에 변화가 있는 경우, 변화가 발생하는 시점의 감시 데이터를 저장하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 모니터링 장치는, 상기 센서부가 검출한 아날로그 신호인 감시정보를 디지털인 감시 데이터로 변환하여 상기 제어부에 제공하는 변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 모니터링 장치는, 상기 제어부의 제어에 의해, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터와 변화가 발생한 시점의 감시 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 메모리는, 정상상태시 상기 풍력발전 시스템의 기계적 구성품에 대한 영상을 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 패턴인식을 통해 정상상태시 영상으로부터 변화가 발생한 시점의 영상 데이터를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 감시 데이터는, 전압, 전류 및 온도 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전력변환부에서 트립신호가 발생하는 경우, 트립신호 발생시점의 각 소자에 대한 감시 데이터를 상기 트립신호와 연동하여 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터와 변화가 발생한 시점의 감시 데이터를 해당 발생시점에 매핑하여 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 변화가 발생한 시점의 시각확인을 위한 시각 제공부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 모니터링 장치는, 저장된 영상 데이터 및 감시 데이터를 관리자 단말에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 풍력발전 시스템에 사고가 발생한 경우, 제어부로부터 수신되는 기계적 구성품에 대한 영상 데이터, 전기적 구성품에 대한 감시 데이터 및 트립신호에 연동한 감시 데이터 등을 수신하여, 사고의 원인을 용이하게 규명하게 하는 효과가 있다.
도 1은 풍력발전 시스템을 개략적으로 설명하는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 센서부의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 장치의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모니터링 장치는, 카메라부(10), 센서부(20), 제어부(30), 메모리(40) 및 통신부(50)를 포함할 수 있다.
카메라부(10)는 풍력발전 시스템의 기계적인 구성품인, 블레이드, 타워, 증속기 또는 감속기에 대한 영상을 획득할 수 있다. 본 발명의 일예에서는 하나의 카메라부(10)를 도시하였으나, 풍력발전 시스템에서 기계적인 구성품의 크기가 매우 큰 것을 감안하면, 복수의 카메라가 각각 기계적인 구성품에 대해 배치되어, 해당 구성품의 영상을 획득할 수도 있다. 또한, 본 발명의 풍력발전 시스템의 기계적인 구성품은, 위에 열거되는 것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 기계적 구성품에 대해 영상획득이 가능하다.
카메라부(10)가 획득하는 영상은 동영상일 수도 있고, 정지영상일 수도 있다. 카메라부(10)가 정지영상을 획득하는 경우, 소정 주기 간격으로 각각 정지영상을 획득하여, 이를 제어부(30)에 제공할 수 있을 것이다.
제어부(30)는, 기계적인 구성품의 정상상태시 영상을 각각 메모리(40)에 저장하고, 카메라부(10)로부터 수신되는 영상의 변화가 있는 경우, 이를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(30)는 패턴인식을 통해 영상의 변화를 검출할 수도 있을 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식으로 영상의 변화를 검출할 수 있을 것이다.
또한, 제어부(30)는, 영상의 변화가 있는 시점의 영상 데이터를 메모리(40)에 저장할 수 있을 것이다.
센서부(20)는 풍력발전 시스템의 전기적 구성품인 전력변환부를 구성하는 각 소자에 대해 전압, 전류 및 온도를 검출할 수 있다.
도 3은 도 2의 센서부의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 풍력발전 시스템은, 블레이드(1)의 회전에 의해 제너레이터(2)가 전력을 생성하면, 이를 전력변환부(3)가 변환하여 계통(4)으로 공급하는 구조이다.
전력변환부(3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 소자로 구성되며, 본 발명의 일실시예의 센서부(20)는, 전력변환부의 각 소자의 전압, 전류 및 온도(감시정보)를 상시 검출하여, 이를 제어부(30)에 제공할 수 있다. 센서부(20)는, 지속적으로 또는 주기적으로 전압, 전류 및 온도(감시정보)를 검출하여, 이를 제어부(30)에 제공할 수 있을 것이다.
카메라부(10)와 마찬가지로, 전력변환부(3)는 복수의 소자로 구성되므로, 도 3에서 하나의 센서부(20)가 정보를 수집하는 것처럼 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 각 소자에 대해 센서부가 배치되어 각각의 정보를 수집할 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.
센서부(20)가 출력하는 정보는 아날로그 신호이므로, 본 발명의 모니터링 장치는, ADC(25)를 더 포함하여, 센서부(20)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어부(30)에 제공할 수 있다.
제어부(30)는 ADC(25)로부터 감시정보를 디지털로 변환한 감시 데이터를 수신하여, 데이터가 급격히 변화하는 시점의 감시 데이터를 시간별로 메모리(40)에 저장할 수 있다.
즉, 제어부(30)는, 카메라부(10)로부터 수신하는 영상(동영상 또는 정지영상을 포함함)이 정상상태 영상과 비교하여 변화가 검출되는 경우, 해당 변화가 검출되는 시점에서의 영상을 메모리(40)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(30)는, 센서부(20)로부터 수신하는 감시 데이터(전압, 전류 및 온도를 포함함)가 급격하게 변화하는 시점의 해당 감시 데이터를 메모리(40)에 저장할 수 있다.
이때, 제어부(30)는, 이상이 검출되는 시점의 영상 또는 급격한 변화가 발생한 시점의 감시 데이터를 해당 발생 시점에 매핑하여 저장할 수 있으며, 발생 시점의 시각 확인을 위해 시각 제공부(60)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 제어부(30)는, 전력변환부(3)에서 트립신호가 발생하는 경우, 트립신호 발생시점의 각 소자에 대한 감시 데이터를 해당 트립신호와 연동하여 메모리(40)에 저장할 수 있다.
한편, 제어부(30)는 이와 같이 메모리(40)에 저장된 데이터를 통신부(50)를 통해 관리자 단말(도시되지 않음)에 전송하여, 관리자가 제어부(10)로부터 전송된 데이터를 확인하여, 고장원의 파악이 가능하게 할 수 있다. 이때, 제어부(30)는 주기적으로 메모리(40)에 저장된 데이터를 관리자 단말로 전송할 수도 있고, 이상상태가 발생한 경우 메모리(40)에 저장된 데이터를 관리자 단말로 전송할 수도 있다.
즉, 관리자는, 관리자 단말에 수신된 시각별로 저장된 이상이 발생한 영상 데이터, 변화가 발생한 감시 데이터 및 트립신호 발생시점의 감시 데이터를 확인하고, 고장원인에 대한 파악을 수행할 수 있다.
통신부(50)는, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 관리자 단말로 위 데이터를 전송할 수 있으며, 예를 들어 무선 네트워크를 통해 전송하는 경우에는 3G, LTE(Long Term Evolution), Wi-Fi(Wireless Fidelity) 등과 같은 다양한 데이터 통신 방식을 통해 관리자 단말로 위 데이터를 전송할 수 있을 것이다. 다만, 본 발명이 위에서 열거한 통신방식에 한정되는 아니며, 더욱 다양한 통신방식에 의해 데이터 전송이 수행될 수도 있음은, 본 발명이 속하는 기술분양에서 자명하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 풍력발전 시스템에 사고가 발생한 경우, 제어부로부터 수신되는 기계적 구성품에 대한 영상 데이터, 전기적 구성품에 대한 감시 데이터 및 트립신호에 연동한 감시 데이터 등을 수신하여, 사고의 원인을 용이하게 규명하게 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 카메라부 20: 센서부
25: ADC 30: 제어부
40: 메모리 50: 통신부
60: 시각 제공부

Claims (10)

  1. 풍력발전 시스템의 기계적 구성품에 대한 영상을 획득하는 카메라부;
    상기 풍력발전 시스템의 전력변환부의 각 소자에 대한 감시정보를 검출하는 센서부; 및
    상기 카메라부로부터 수신한 영상이 정상상태시 영상과 대비하여 변화가 있는 경우, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터를 저장하고, 상기 센서부로부터 수신한 감시 데이터에 변화가 있는 경우, 변화가 발생하는 시점의 감시 데이터를 저장하는 제어부를 포함하는 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부가 검출한 아날로그 신호인 감시정보를 디지털인 감시 데이터로 변환하여 상기 제어부에 제공하는 변환부를 더 포함하는 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 의해, 변화가 발생한 시점의 영상 데이터와 변화가 발생한 시점의 감시 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함하는 모니터링 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메모리는,
    정상상태시 상기 풍력발전 시스템의 기계적 구성품에 대한 영상을 저장하는 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    패턴인식을 통해 정상상태시 영상으로부터 변화가 발생한 시점의 영상 데이터를 결정하는 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 감시 데이터는,
    전압, 전류 및 온도 데이터를 포함하는 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전력변환부에서 트립신호가 발생하는 경우, 트립신호 발생시점의 각 소자에 대한 감시 데이터를 상기 트립신호와 연동하여 저장하는 모니터링 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    변화가 발생한 시점의 영상 데이터와 변화가 발생한 시점의 감시 데이터를 해당 발생시점에 매핑하여 저장하는 모니터링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    변화가 발생한 시점의 시각확인을 위한 시각 제공부를 더 포함하는 모니터링 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    저장된 영상 데이터 및 감시 데이터를 관리자 단말에 전송하는 통신부를 더 포함하는 모니터링 장치.
KR1020130154408A 2013-12-12 2013-12-12 풍력발전 시스템 모니터링 장치 KR20150068600A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154408A KR20150068600A (ko) 2013-12-12 2013-12-12 풍력발전 시스템 모니터링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154408A KR20150068600A (ko) 2013-12-12 2013-12-12 풍력발전 시스템 모니터링 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150068600A true KR20150068600A (ko) 2015-06-22

Family

ID=53515992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130154408A KR20150068600A (ko) 2013-12-12 2013-12-12 풍력발전 시스템 모니터링 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150068600A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102031121B1 (ko) 2018-06-05 2019-10-11 한남대학교 산학협력단 레이더를 이용한 풍력발전기 모니터링 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102031121B1 (ko) 2018-06-05 2019-10-11 한남대학교 산학협력단 레이더를 이용한 풍력발전기 모니터링 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR200457335Y1 (ko) 스마트 태양광 발전시스템
DK2131038T3 (en) Trigger event data acquisition and wind turbine system and method incorporating the same
US10337502B2 (en) Early detection of wind turbine degradation using acoustical monitoring
US10400755B2 (en) State monitoring system
KR101674019B1 (ko) 태양광발전 장비 감시 디바이스 서버
SE1551351A1 (en) Methods, systems, and computer readable media for monitoring and management of a power distribution system
JP2020118141A (ja) 風力発電装置のブレード点検システム、風力発電システム、ウィンドファームの遠隔統合監視システム
CN104734362A (zh) 一种光伏逆变器健康状态监控与告警系统
US11204388B2 (en) Power generation equipment monitoring system, power generation equipment monitoring method and program
KR101884268B1 (ko) 무선통신 기반의 제어장치를 이용한 송전철탑 지진감지 시스템 및 방법
CN105208334A (zh) 一种采用无人机进行电力线巡检的装置和方法
JP2017032275A (ja) センサ情報無線送信装置
JP2005228732A (ja) 故障検出装置
KR102004337B1 (ko) 사물인터넷(IoT) 기반의 전기안전 감시 장치 및 그 제어 방법
CN111555776A (zh) 一种输电线路融合感知及联合诊断方法、系统及装置
JP2012204610A (ja) 太陽光発電故障診断システム
CN102288911B (zh) 火力发电机组监控诊断系统及方法
KR20150068600A (ko) 풍력발전 시스템 모니터링 장치
CN105471278A (zh) 应用于变流器中的辅助控制装置及变流器系统
CN108663970B (zh) 一种电力操作安全监控系统
JP6132829B2 (ja) 計測装置及び計測方法
KR102186908B1 (ko) 스마트 커플링
CN111630268A (zh) 用于检测风能设备转子叶片中的雷击的方法和雷击测量系统
KR101054945B1 (ko) 고장 감시 시스템
KR20160106395A (ko) 태양광 모듈 자가진단 모니터링 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application