KR20160091094A - 풍력발전단지의 유지 보수 방법 - Google Patents

풍력발전단지의 유지 보수 방법 Download PDF

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KR20160091094A
KR20160091094A KR1020150011328A KR20150011328A KR20160091094A KR 20160091094 A KR20160091094 A KR 20160091094A KR 1020150011328 A KR1020150011328 A KR 1020150011328A KR 20150011328 A KR20150011328 A KR 20150011328A KR 20160091094 A KR20160091094 A KR 20160091094A
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Abstract

본 발명은 풍력발전단지의 유지 보수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍력발전단지의 기상 정보를 수신하는 단계, 수신된 기상 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하는 단계, 상기 분석된 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계 및 도출된 유지 보수 시기를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하고, 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법에 관한 것이다.

Description

풍력발전단지의 유지 보수 방법{Method for repairing wind farm}
본 발명은 풍력발전단지의 유지 보수 방법으로, 보다 상세하게는 안전하고 효율적으로 풍력발전단지 유지 보수 작업을 진행할 수 있는 시기를 산출하는 방법 및 이러한 방법을 실행하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전단지(Wind farm) 내에 설치된 복수의 풍력발전기에 대한 관리는 중앙 제어소에서 중앙 집중적인 형태의 모니터링 및 제어를 통해 시행되고 있다. 그리고, 풍력발전기의 유지보수 등을 목적으로 하는 현장 제어는 작업자가 특정 풍력발전기 내부에서 유선을 통해 모니터링 및 제어를 행하고 있다.
한편, 풍력발전기는 거대한 기계설비와 고전력 전기설비가 설치되므로 유지 보수를 위해 출동한 현장 작업자가 풍력발전기의 모니터링 및 제어를 수행하는 동안에는 다음과 같이 다양한 안전상의 문제가 발생될 소지가 있다.
예를 들면, 현장에서 작업자가 모니터링 및 제어를 수행하는 도중에 운전동작을 확인하기 위하여 풍력발전기 밖으로 나와 상황을 관찰해야 하는데 겨울에는 블레이드의 회전으로 빙결된 얼음 조각이 떨어지는 등의 안전상의 문제가 발생될 소지가 있다.
또한, 풍속이 강한 바람이 부는 경우 풍력발전기의 블레이드를 고정하기 어려워 유지 보수를 시행할 수 없는 문제가 있다. 즉, 풍력발전단지의 유지 보수는 기상 상황에 밀접하게 관련되어 있다.
풍력발전기의 유지 보수를 위한 출동은 다양한 유지 보수 장비를 동원해야 한다. 특히, 해상 풍력발전단지의 경우, 유지 보수를 위한 장비, 예를 들어 블레이드를 교체한다면, 블레이드 및 교체에 필요한 다양한 장비를 바다로 싣고 나가야 하는데, 이는 상당한 비용이 소요된다. 따라서, 풍력발전단지를 유지 보수하기 위해 현장에 도달하더라도, 기상 조건 등에 의해 유지 보수를 할 수 없다면, 현장에 장비와 함께 도달하는데 소요되는 비용은 고스란히 막대한 손해로 남게 된다.
한국공개특허공보 2013-0109403호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 풍력발전단지의 유지 보수 작업에 최적화된 시기를 산출하는 것을 목적으로 한다.
또한, 풍력발전단지의 입지를 반영하여 유지 보수 시기를 산출하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 풍력발전단지의 일 실시예는 풍력발전단지의 기상 정보를 수신하는 단계, 수신된 기상 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하는 단계, 상기 분석된 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계 및 도출된 유지 보수 시기를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하고, 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출할 수 있다.
이 때, 기상 정보 수신 단계는 월 단위, 시간 단위 기상 정보는 측정된 기상 정보를 수신하고, 일 단위 기상 정보는 기상 예보 정보를 수신할 수 있고, 상기 기상 정보 분석 단계는 측정된 월 단위, 시간 단위 기상 정보를 누적 분석하여, 월별, 시간별 풍속 패턴을 추출할 수 있다. 또한 유지 보수 시기 도출 단계는 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 월별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 월 단위를 추출하는 단계, 상기 추출된 월 단위에서 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 시간별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 시간 단위를 추출하는 단계 및 수신된 일 단위 기상 예보 정보에서 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 날을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 상기 월 단위를 추출하는 단계는 1년 당 유지 보수 횟수에 따른 유지 보수 시기 간격을 설정하고, 상기 설정된 유지 보수 시기 간격에 따른 복수의 유지 보수 시기 월 단위 중 평균 풍속이 최저가 되는 복수의 월 단위를 추출할 수 있다.
상술한 기상 정보 수신 단계는 풍력발전단지 주변의 복수의 관측지로부터 기상 정보를 수신할 수 있고, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하고, 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 상기 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지 사이의 상대적 거리와 음의 상관 관계를 갖는 가중치 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 기상 정보에 반영하는 단계 및 가중치가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하고, 유지 보수 시기 도출 단계는 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지의 상대적 위치와, 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정된 풍향이 일치하는 정도인 풍향 변수를 연산하는 단계, 상기 연산된 풍향 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 풍속 정보에 반영하는 단계 및 풍향 변수가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 풍력발전단지가 해상 풍력발전단지인 경우, 기상 정보를 수신하는 단계는 상기 해상 풍력발전단지의 파고 정보 또는 조수간만 정보를 더 포함하여 수신하고, 기상 정보 분석 단계는 수신된 파고 정보 또는 조수간만 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하며, 유지 보수 시기 도출 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 파고 또는 조수간만의 차가 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기상 정보의 특성을 반영하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 정확하게 도출할 수 있다.
이에 따라, 풍력발전단지 유지 보수에 소요되는 비용을 절약할 수 있으며, 효과적으로 풍력발전단지를 운영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 월 단위 기상 정보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 시간 단위 기상 정보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 일 단위 기상 예보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 풍력발전단지와 관측지의 위치에 따른 지역을 예시적으로 나타낸 그림이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 어떤 구성 요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제 1, 제 2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용되는 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
본 실시예는 풍력발전단지의 기상 정보를 수신하는 단계, 수신된 기상 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하는 단계, 상기 분석된 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계 및 도출된 유지 보수 시기를 사용자에게 제공하는 단계를 포함한다.
풍력발전단지의 기상 정보를 수신하는 단계는 풍력발전단지의 내부/외부로부터 풍력발전단지의 풍속, 풍향, 파고, 조수 정보를 수신하는 단계이다. 풍력발전단지 내에 포함된 측정 장비에서 측정한 정보를 수신할 수도 있고, 풍력발전단지 내/외부에 배치된 기상 예보 장치를 통해 예측/측정한 정보를 수신할 수도 있다. 본 발명의 유지 보수 방법을 실행하기 위한 시스템(풍력발전단지 내부에 포함될 수도, 외부에 배치될 수도 있다.)이 외부의 장치, 예를 들어 측정 장치 또는 기상 예보 시스템 등으로부터, 기상 정보를 수신한다.
수신된 기상 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하는 단계는 상술한 단계에서 측정한 기상 정보를 다양한 시간 단위로 패턴화하여 분석하는 단계이다. 월 단위, 일 단위, 시간 단위 별로, 평균 풍속, 최대 풍속, 최소 풍속, 풍속의 편차와 같은 다양한 통계 정보를 연산하고, 수신, 연산된 기상 정보를 누적하여 저장, 관리하는 단계이다. 앞서 언급한 시스템 내에서 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 통계적으로 연산, 추출함으로써 본 단계를 수행할 수 있다.
분석된 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계는 상술한 시간 단위로 분석된 기상 정보를 이용하여, 풍력발전단지의 유지 보수 공사를 진행하기 위한 최적의 시기를 도출하는 단계이다. 풍속 특성, 풍향 특성, 기상 정보의 정확도 등을 분석하고, 분석 결과에 따라 풍력발전단지에 적합한 유지 보수 시기를 도출한다. 구체적인 실시예에 대해서는 후술한다.
한편, 상술한 단계를 통해 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출한 이후에는 이를 사용자에게 제공한다. 보다 상세하게는 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하기 위한 분석, 연산을 수행하는 시스템을 사용하는 주체인 사용자에게 다양한 사용자 인터페이스 또는 표시/출력 수단(예를 들어, 디스플레이, 스피커와 같은 다양한 출력 수단)을 통해 연산 결과를 사용자가 확인 가능한 형태로 제공하는 단계이다. 위에서 언급한 수단 외에도 시스템에서 도출한 결과를 사용자에게 제공할 수 있는 다양한 형태를 모두 포함한다고 보아야 한다.
본 발명의 일 실시예에서 유지 보수 시기를 도출하는 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출한다. 본 실시예에서는 다양한 기상 정보 중 풍속을 이용하여 유지 보수 시기를 도출한다. 다양한 시간 단위로 분석되어 패턴화된 기상 정보 중, 풍속을 제 1 기준으로 활용하여 풍력발전단지에 적합한 유지 보수 시기를 도출한다.
본 발명의 일 실시예에서는 각 시간 단위별로 분석된 기상 정보를 이용하여 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출하여 유지 보수 시기를 산정하기 위해 기상 정보를 수신하는 단계에서 월 단위, 시간 단위 기상 정보는 측정된 기상 정보를 수신하고, 일 단위 기상 정보는 기상 예보 정보를 수신한다. 즉, 월 단위/시간 단위 기상 정보는 누적적으로 측정, 관리한 기상 정보를 이용하고, 일 단위 기상 정보는 기상 예보 정보를 통해 예측된 기상 예보 정보를 이용하는 것이다.
본 실시예는 기상 정보가 가지는 패턴, 특성을 고려하여 유지 보수 시기 도출 결과의 적합도를 높이기 위한 것이다.
기상 정보는 특성 상, 1년 단위로 반복한다. 즉, 계절의 변화에 따른 경향성을 가지고 있다. 뿐만 아니라 하루 안에서도 낮과 밤, 구체적으로는 태양의 위치에 따라 일정한 경향성을 가진다. 따라서, 이러한 경향성을 가지는 시간 단위에 대해서는 누적적으로 측정하여 분석된 기상 정보를 이용한다. 즉, 기상 정보 분석 단계는 측정된 월 단위, 시간 단위 기상 정보를 누적 분석하여, 월별, 시간별 풍속 패턴을 추출하는 것이다.
한편, 기상 상태가 연 단위, 시간 단위로 일정한 패턴을 가지더라도 시점에 따라 특성이 달라질 수 있다. 즉 2013년 3월 30일의 기상 상태와 2014년 3월 30일의 기상 상태는 연 단위, 시간 단위 패턴이 유사하더라도 그 시점의 전반적인 기상 상황에 따라 구체적인 기상 정보가 달라질 수 있는 것이다. 예를 들어 2013년과 2014년 모두 3월의 풍속이 2월의 풍속보다 낮은 점에서 동일한 풍속 패턴을 가지고 있을 수 있으나, 실제 풍속은 2014년 3월의 풍속이 2014년 2월의 풍속보다 높을 수 있다. 한편, 2013년과 2014년의 3월의 시간별 풍속 패턴을 분석한 결과 모두 오전 8시에서 12시 사이에 풍속이 최저가 된다고 시간 단위 기상 정보가 분석될 수 있으나, 2014년 3월에는 8 ~ 12시의 풍속이 풍력발전단지의 유지 보수에는 적합하지 않을 수 있다.
기상 정보는 월 단위, 시간 단위는 일정한 패턴을 가지더라도 해당 월, 시간에서의 기상 정보 절대값은 달라질 수 있으므로, 이러한 절대값을 반영하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서는일 단위 기상 정보는 기상 예보 정보를 수신하여, 분석된 월 단위, 시간 단위를 고려한 상태에서 일 단위 기상 정보에 따라 풍력발전단지의 유지 보수에 적합한 절대적인 날짜, 시간대를 결정할 수 있다.
본 발명은 이와 같이 월 단위, 일 단위, 시간 단위로 기상 정보가 갖는 특성을 고려하여 기상 정보를 분석하고 이를 기초로 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출한다. 이로써 풍력발전단지의 유지 보수에 적합한 최적의 시기를 정확도 높게 도출할 수 있다.
이하에서는 도 2를 통해 본 실시예에 대하여 상세하게 살펴본다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다. 본 실시예에서는 유지 보수 시기를 도출하는 데에 있어서, 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 월별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 월 단위를 추출하는 단계, 상기 추출된 월 단위에서 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 시간별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 시간 단위를 추출하는 단계 및 수신된 일 단위 기상 예보 정보에서 풍속이 기설정된 3 기준 이하가 되는 날을 추출하는 단계를 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 먼저 1년 중에 월 단위로 분석된 월별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 최저인 월 단위를 추출한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에서 월 단위 기상 정보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다. 월별 풍속 패턴을 분석하여, 풍속이 기설정된 기준(예, 연 평균 풍속보다 낮은 월 또는 연 평균 풍속이 6.5m/s 이하인 월)을 충족하는 시기를 판단한다.
한편, 풍력발전단지는 각 설비의 특성에 따라 유지 보수의 주기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 1년에 1회 수리가 필요한 장비가 있고, 2회 내지 4회 수리가 필요한 장비가 있을 수 있다. 따라서, 만약 유지 보수 시기를 연 2회 선정한다고 했을 때, 도 3과 같은 풍속 패턴에서 5, 6월을 연속으로 유지 보수 시기로 결정하는 것은 풍력발전단지의 운영 측면에서 보았을 때 효율적이지 않다. 따라서, 월별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 월 단위를 추출하는 데에 있어서, 복수의 월 단위를 추출하는 경우에는, 추출된 각 월 단위가 1년 내에 고르게 분포될 필요가 있다. 도 3의 예에서는 평균 풍속만을 고려하여 연 2회 유지 보수 시기를 결정하는 때에는 5월과 7월이 가장 적합한 시기이지만, 2회의 유지 보수 시기를 6개월 간격으로 설정하는 것이 풍력발전단지 운영에 적합하므로, 상대적으로 기설정된 기준에 적합한 5, 6, 7월 및 이들의 6개월 후 풍속(11, 12, 1월의 풍속) 또한 고려하여 유지 보수 시기를 결정할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 월 단위를 추출하는 단계는 1년 당 유지 보수 횟수에 따른 유지 보수 시기 간격을 설정하고, 상기 설정된 유지 보수 시기 간격에 따른 복수의 유지 보수 시기 월 단위 중 평균 풍속이 최저가 되는 복수의 월 단위를 추출할 수 있다. 도 3에 나타난 예에서는 5월과 11월을 유지 보수 시기로 결정하는 것이 최적의 결과가 된다.
한편, 월별 풍속 패턴에 따라 기설정된 기준 이하인 월 단위를 추출한 후에는, 추출된 월 단위에서 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 시간별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 시간 단위를 추출한다. 본 단계는 도 4를 통해 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 시간 단위 기상 정보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타난 것처럼 시간 단위 기상 정보 또한 일정한 패턴을 가진다. 도 4의 예에서는 추출된 월 단위(5월)에 오전 8시에서 12시 사이가 평균 풍속이 최저가 된다. 이러한 패턴 분석을 통해 5월(및 11월) 중 오전 8시에서 12시 사이에 유지 보수가 진행될 수 있도록 한다.
상술한 과정을 거쳐 월 단위와 시간 단위를 추출한 후에는, 기상 예보 정보에 근거하여 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 일자를 추출한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 일 단위 기상 예보를 분석한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
앞서 언급한 대로, 월 단위, 시간 단위의 상대적인 기상 패턴은 일정한 경향성을 가지나, 매일 매일의 기상 상황은 이러한 상대적인 기상 패턴을 반영하면서 동시에 절대적인 차이를 가질 수 있다. 5월 21일과 24일 모두 오전 8시 ~ 12시에 평균 풍속이 가장 낮으나, 21일에는 기설정된 기준을 초과할 수 있고 24일에는 기설정된 기준 이하가 될 수 있다.
따라서, 정확한 유지 보수 날짜를 결정하기 위해서는 상대적인 기상 정보 패턴 외에도 절대적인 측정/예상 정보를 반영해야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 수신한 기상 예보 정보에 따라 풍속을 예측하고, 예측된 풍속 정보가 기설정된 기준 이하가 되는 날을 추출하여 최종적으로 유지 보수를 진행할 날짜를 결정한다.
위와 같은 단계에 따라 유지 보수를 진행할 월, 일, 시간을 결정하는 경우, 적합한 유지 보수 시기를 결정할 수 있다. 유지 보수를 위해서는 다양한 고가의 장비를 준비해야 하는데, 본 발명의 실시예들을 적용하는 경우, 유지 보수에 동원되는 다양한 장비를 적시에 효율적으로 준비시키고 사용할 수 있으므로 보다 경제적으로 풍력발전단지를 관리할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
본 실시예에서 기상 정보 수신 단계는 풍력발전단지 주변의 복수의 관측지로부터 기상 정보를 수신한다. 이 때 상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하고, 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 상기 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지 사이의 상대적 거리와 음의 상관 관계를 갖는 가중치 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 기상 정보에 반영하는 단계 및 가중치가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계를 포함한다.
본 실시예는 기상 관측지와 풍력발전단지의 상대적인 거리에 따라 기상 정보 수신 단계에서 수신하는 기상 정보의 정확도를 반영하기 위한 실시예이다. 본 실시예는 도 8을 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.
도 8과 같이 3개의 관측지로부터 기상 정보를 수신하는 경우, 관측지와 풍력발전단지의 거리가 멀수록 해당 관측지에서 측정한 또는 예측한 풍력발전단지의 기상 정보의 신뢰도는 다소 하락할 수 있다. 따라서 본 발명은 복수의 관측지와 풍력발전단지 사이의 상대적 거리와 음의 상관 관계를 가지는 가중치 변수를 반영하여 기상 정보를 수신한다.
도 8의 예에서, 풍력발전단지에서 용인 관측지까지의 거리는 a이고, 수원 관측지까지의 거리는 b이고, 군포 관측지까지의 거리는 c이며 a < b < c 인 경우, 용인, 수원, 군포 관측지에서 분석한 기상 정보는 각각 1/a, 1/b, 1/c의 가중치 변수를 반영할 수 있다(1/a > 1/b > 1/c). 예를 들어, 풍력발전단지와 용인 관측지까지의 거리는 12km, 수원 관측지까지는 18km, 군포 관측지까지는 30km인 경우 각각 0.5, 0.3, 0.2가 가중치 변수로 반영될 수 있다. 다만 이는 일 예에 불과하며 상대적 거리와 음의 상관 관계를 갖는 가중치 변수는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 보아야 한다. 본 실시예에 따르면 근거리에서 측정한 정확한 정보가 높은 비율로 반영됨으로써 기상 정보의 신뢰도를 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전단지의 유지 보수 방법을 나타낸 순서도이다.
본 실시예에서 기상 정보 수신 단계는 풍력발전단지 주변의 복수의 관측지로부터 기상 정보를 수신하고, 상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하며, 이 때 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지의 상대적 위치와, 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정된 풍향이 일치하는 정도인 풍향 변수를 연산하는 단계, 상기 연산된 풍향 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 풍속 정보에 반영하는 단계 및 풍향 변수가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계를 포함한다.
본 실시예는 복수의 관측지에서 측정한 기상 정보에 풍향 특성을 반영한 가중치인 풍향 변수를 연산한다. 즉, 바람이 불어오는 방향과, 풍력발전단지 - 관측지의 방향이 일치하는 정도를 반영하여, 풍속에 가중치를 부여하는 것이다.
도 8의 예에서, 동풍이 부는 경우, 용인과 풍력발전단지의 방향은 풍향과 상당히 일치한다. 이에 반해, 군포, 수원과 풍력발전단지의 방향은 풍향과 상대적으로 덜 일치한다. 이 때, 풍력발전단지에 영향을 미치는 바람은 상대적으로 풍향이 일치할수록 높은 정확도를 갖는다. 따라서 본 실시예는 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지의 상대적 위치, 그리고 풍향을 고려하여 가중치를 반영한다.
도 8의 예에서 동풍이 부는 경우에는 풍력발전단지의 동쪽 방향에 위치한 용인에서 측정한 기상 정보는 가중치가 0.7, 수원은 0.2, 상대적으로 서쪽에 위치한 군포의 풍향 변수는 0.1로 설정할 수 있다. 반대로 남풍일 경우에는 용인은 0.3, 수원은 0.6, 군포는 0.1의 풍향 변수를 가질 수 있다. 이와 같이 복수의 관측지와 풍력발전단지의 상대적 위치 및 풍향이 일치하는 정도를 이용하여 풍향 변수를 연산하고 이를 반영하여 풍속을 측정하는 경우, 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 데에 있어서 정확도를 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 풍력발전단지가 해상 풍력발전단지인 경우, 상기 기상 정보를 수신하는 단계는 상기 해상 풍력발전단지의 파고 정보 또는 조수간만 정보를 더 포함하여 수신할 수 있다. 해상 풍력발전단지의 경우, 기상 상황뿐만 아니라, 해상 상황이 유지 보수 작업에 있어서 중요한 변수로 작용한다. 따라서, 기상 정보 수신 시 풍력발전단지의 파고, 조수간만 정보를 포함하여 수신한다.
한편, 이 때 기상 정보 분석 단계는 수신된 파고 정보 또는 조수간만 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하고, 상기 유지 보수 시기 도출 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 파고 또는 조수간만의 차가 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출할 수 있다. 따라서, 유지 보수를 수행하기 위한 최적의 시기를 도출할 수 있다.
뿐만 아니라, 이 때에도 월 단위, 시간 단위는 누적 측정된 정보를 이용하고 일 단위는 예보 정보를 이용하여 최적의 유지 보수 시기를 도출할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것으로 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 수정, 변경, 부가가 가능한 부분까지 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 풍력발전단지의 기상 정보를 수신하는 단계;
    수신된 기상 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하는 단계;
    상기 분석된 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계;
    및
    도출된 유지 보수 시기를 사용자에게 제공하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 유지 보수 시기 도출 단계는
    월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  2. 청구항 1에 있어서, 기상 정보 수신 단계는
    월 단위, 시간 단위 기상 정보는 측정된 기상 정보를 수신하고, 일 단위 기상 정보는 기상 예보 정보를 수신하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 기상 정보 분석 단계는
    측정된 월 단위, 시간 단위 기상 정보를 누적 분석하여, 월별, 시간별 풍속 패턴을 추출하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  4. 청구항 3에 있어서, 유지 보수 시기 도출 단계는
    측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 월별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 월 단위를 추출하는 단계;
    상기 추출된 월 단위에서 측정된 기상 정보를 근거로 누적 분석된 시간별 풍속 패턴 중 평균 풍속이 기설정된 기준 이하인 시간 단위를 추출하는 단계; 및
    수신된 일 단위 기상 예보 정보에서 풍속이 기설정된 기준 이하가 되는 날을 추출하는 단계;
    를 포함하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 월 단위를 추출하는 단계는
    1년 당 유지 보수 횟수에 따른 유지 보수 시기 간격을 설정하고,
    상기 설정된 유지 보수 시기 간격에 따른 복수의 유지 보수 시기 월 단위 중 평균 풍속이 최저가 되는 복수의 월 단위를 추출하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  6. 청구항 1에 있어서, 기상 정보 수신 단계는
    풍력발전단지 주변의 복수의 관측지로부터 기상 정보를 수신하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하고,
    상기 유지 보수 시기 도출 단계는,
    상기 제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지 사이의 상대적 거리와 음의 상관 관계를 갖는 가중치 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 기상 정보에 반영하는 단계; 및
    가중치 변수가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계;
    를 포함하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 관측지는 제 1 내지 제 n 관측지를 포함하고,
    상기 유지 보수 시기 도출 단계는,
    제 1 내지 제 n 관측지와 풍력발전단지의 상대적 위치와, 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정된 풍향이 일치하는 정도인 풍향 변수를 연산하는 단계;
    상기 연산된 풍향 변수를 상기 제 1 내지 제 n 관측지에서 측정한 풍속 정보에 반영하는 단계; 및
    풍향 변수가 반영된 기상 정보를 이용하여 풍력발전단지의 유지 보수 시기를 도출하는 단계;
    를 포함하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 풍력발전단지가 해상 풍력발전단지인 경우,
    상기 기상 정보를 수신하는 단계는 상기 해상 풍력발전단지의 파고 정보 또는 조수간만 정보를 더 포함하여 수신하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기상 정보 분석 단계는 수신된 파고 정보 또는 조수간만 정보를 월, 일, 또는 시간 단위로 분석하고,
    상기 유지 보수 시기 도출 단계는 월, 일 또는 시간 단위로 분석된 기상 정보에서, 파고 또는 조수간만의 차가 기설정된 기준 이하가 되는 시기를 도출하는 풍력발전단지의 유지 보수 방법
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