KR20170122150A - The Monitoring System for Photovoltaic Power Generation and the Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전의 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로써, 특히 서로 다른 종류의 통신 프로토콜을 사용하는 서버 사이의 호환이 가능하도록 메타모델을 기반으로 데이터를 통합하는 태양광 발전의 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar monitoring system and method thereof, and more particularly, to a solar monitoring system for integrating data based on a meta model so as to be compatible with servers using different types of communication protocols, It is about the method.
최근 국제사회는 세계 인구의 지속적인 증가와 유가 불안, 한정된 자원으로 에너지 고갈의 문제에 직면해 있어 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. Recently, the international community is facing increasing problems of energy depletion due to the continuous increase of the world population, oil price instability and limited resources, and the interest in renewable energy is increasing.
신재생에너지는 연료전지, 수소, 석탄액화, 가스와 같은 신에너지와 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 지열과 같은 재생에너지를 통틀어 말하는 것으로써 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하여 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 말한다.Renewable energy refers to renewable energy such as fuel cells, hydrogen, coal liquefaction, and gas, and renewable energy such as solar, solar, bio, wind, hydro, marine, and geothermal. It refers to the energy that transforms and uses renewable energy including sunlight, water, geothermal, precipitation, and biological organisms.
특히, 태양광의 모듈 가격이 하락하고 태양광 에너지 기술의 발전으로 효율이 높아져 경제성이 확보되었기 때문에 신재생에너지 중 태양광 발전이 주목 받고 있다.In particular, PV modules are attracting attention as new and renewable energy sources have been attracting attention because the price of solar modules has fallen and the efficiency has been enhanced due to the development of solar energy technology.
하지만, 태양광 발전은 에너지를 전기로 저장하기 때문에 화재의 위험이 있고, 구조물의 크기가 크기 때문에 자연재해로 인한 구조물 파손시 인명피해가 발생할 수 있다. 또한, 태양광 발전은 햇빛 등의 기후변화에 따라 전력생산량이 급변하기 때문에 효율적인 발전율을 위해서는 지속적인 관리가 필요하다. 한국에서는 의무적으로 태양광 발전 설비의 에너지 생산량 및 가동현황과 이용률 향상 등을 위한 통합모니터링시스템을 서비스하고 있으나, 읍/면/동 단위의 발전 설비들은 관리되지 않는 경우가 많다. 또한, 태양광 에너지 관련 설비들은 유지보수 기간이 끝나면 운용할 수 없어 방치되거나, 개발사 및 시공사가 도산하거나 국내 지사를 철수한 경우, 더 이상의 기술적 지원과 유지보수 등을 수행할 수 없게 된다.However, because solar energy stores energy as electricity, there is a risk of fire, and due to the large size of the structure, damage to structures caused by natural disasters can cause damage to people. In addition, solar power generation requires rapid management in order to achieve an efficient power generation rate because of rapid change of power production due to the change of climate such as sunshine. In Korea, it is mandatory to provide an integrated monitoring system for improving the energy production, operation status and utilization rate of photovoltaic power generation facilities. However, the power generation facilities in the unit of Eup / Myeon / Dong are often not managed. In addition, solar energy facilities can not be operated after the maintenance period is over, and if the developers or constructors are bankrupt or withdrawn from the domestic branch office, they will no longer be able to perform technical support and maintenance.
이와 같이 태양광 발전 시스템의 유지, 보수 및 관리를 위한 개발이 최근에 활발하게 이루어지고 있는데, 예를 들어 한국 등록특허 제 10-1415163 호(이하, "특허문헌 1"이라함.)는 태양광 발전 모니터링 시스템을 개시하고 있다.For example, Korean Patent No. 10-1415163 (hereinafter referred to as "
상기 특허문헌 1은 각 지역에 설치된 태양광 발전시스템의 발전 형황을 네트워크를 통해 전달받아 실시간으로 모니터링하여 유지 관리를 원활하게 하도록 한 태양광 발전 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈을 포함하여 이루어진 복수개의 태양광 발전부와, 상기 각 태양광 발전부에 설치되는 태양광 발전 측정부와, 상기 태양광 발전 측정부에서 측정된 각종 정보를 네트워크를 통해 전달받아 모니터링하는 태양광 발전 모니터링부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The
하지만, 상기 특허문헌 1은 네트워크를 통한 모니터링으로써, 상기 태양광 발전부와 발전 측정부 사이에서 사용되는 프로토콜의 종류가 상이할 수 있다. 이러한 경우, 이종의 프로토콜을 호환하거나 통합하는 방법에 관한 기재는 상기 특허문헌 1에 기재되어 있지 않다.However, in the above-described
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안한 것으로, 메타모델을 기반으로 서로 다른 종류의 프로토콜을 사용하는 모니터링 시스템 사이의 데이터 통합을 가능하게 하여 기존 레가시 시스템과의 호환성을 향상시킬 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is possible to integrate data between monitoring systems using different types of protocols based on a meta model, thereby improving compatibility with existing legacy systems.
또한, 본 발명은 데이터를 처리할 수 있는 코드를 자동으로 생성하여, 생성된 코드를 통해서 프로토콜을 처리할 수 있는 프로그램 또한 자동으로 생성되어 프로토콜을 잘 모르는 사용자도 쉽게 장치들을 연결할 수 있다.In addition, the present invention can automatically generate a code capable of processing data, and a program capable of processing a protocol through the generated code is also automatically generated, so that even a user who does not know the protocol can easily connect the devices.
본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 지역별로 분산 설치된 복수개의 태양광 발전 설비와 상기 태양광 발전 설비를 통합 관리하는 통합서버를 이용하는 태양광 발전의 모니터링 방법에 있어서, 상기 복수개의 태양광 발전 설비와 상기 통합서버 모두에 적용하는 통합 통신 프로토콜을 생성하는 단계는, 각 태양광 발전설비에서 수집된 모니터링 데이터를 통합서버로 제공하기 위해, 상기 각각의 태양광 발전 설비에서 개별적으로 사용하는 이종 통신 프로토콜을 메타모델을 기반으로 개별적으로 모델링하는 프로토콜 모델링 단계; 상기 메타모델을 기반으로 개별적으로 모델링 된 통신 프로토콜을 상기 각 태양광 발전설비의 이종 프로토콜의 해석이 가능한 프로그램 코드로 자동 생성하는 코드 생성 단계; 및 상기 생성된 프로그램 코드를 수행하여 상기 수집된 모니터링 데이터를 상기 통합서버에 설계된 통합 메타모델의 엘리먼트와 연결하여 매핑하는 통합 메타모델 매핑 단계;를 포함하며, 상기 코드 생성단계는, 상기 모델링된 통신 프로토콜을 유틸클래스의 코드 발생수단이 상기 유틸클래스에 저장되고 설정된 규칙에 대응하여 프로그램 코드로 자동 생성시켜 데이터 클래스에 저장하고, 상기 통합 메타모델 매핑 단계는, 상기 코드 생성 단계에서 생성된 프로그램 코드를 실행시켜 상기 이종 프로토콜을 해석한 후 상기 각 태양광 발전설비에서 수집된 모니터링 데이터를 상기 해석된 이종 프로토콜을 통해 상기 통합서버에서 수신받아 상기 데이터 클래스에 저장하고, 상기 데이터 클래스에 저장된 모니터링 데이터를 상기 데이터 클래스의 getter 함수를 이용하여 상기 통합서버의 통합 메타모델의 엘리먼트와 연결하여 매핑하는 것을 특징으로 한다.A monitoring method for solar power generation according to the present invention is a monitoring method for a solar power generation using a plurality of solar power generation facilities distributed in each region and an integrated server for integrally managing the solar power generation facilities, Wherein the step of generating an integrated communication protocol to be applied to both the facility and the integrated server comprises the steps of: A protocol modeling step of individually modeling protocols based on a meta model; A code generation step of automatically generating a communication protocol individually modeled based on the meta model with a program code capable of analyzing a disparate protocol of each photovoltaic power generation facility; And an integrated metamodel mapping step of performing the generated program code and mapping the collected monitoring data to elements of an integrated metamodel designed in the integration server, and mapping the collected monitoring data to the integrated metamodel, The protocol generating unit automatically generates a protocol code corresponding to a rule stored in the utility class and stores the program in a data class, and the integrated metamodel mapping step includes: Analyzing the heterogeneous protocol, receiving the monitoring data collected from each solar power generation facility through the analyzed heterogeneous protocol, storing the received monitoring data in the data class, Getter of data class Using the mapping is characterized in that in connection with the elements of the integrated metamodel of the Integration Server.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 복수개의 각 태양광 발전설비의 발전부에 위치한 부대설비에서 이루어지며, 각 태양광 발전설비의 이종 통신 프로토콜을 개별적으로 모델링하는 상기 프로토콜 모델링 단계는, 상기 이종 프로토콜의 데이터의 형식 및 순서를 판단하고, 상기 데이터의 종류 및 크기를 기입하여 상기 이종 프로토콜의 데이터 순서에 맞추어 배치된 블록형태의 엘리먼트로 모델링한 후 상기 모델링 한 블록형태의 엘리먼트를 기반으로 형성된 저장데이터가 각 태양광 발전설비의 로컬서버에 저장되며, 상기 이종 프로토콜의 데이터의 모든 구성요소는 블록형태의 엘리먼트로 모델링 시, 좌에서 우를 기본 순서로 하되, 하위블록이 있는 경우 하위 블록을 모두 수행한 후 우측의 상위 첫 블록으로 이동하는 것을 특징으로 한다.The monitoring method of solar power generation according to the present invention may be implemented in an auxiliary facility located in a power generation section of each of the plurality of solar power generation facilities, and may include the protocol modeling step of individually modeling heterogeneous communication protocols of the solar power generation facilities And the data type and size of the heterogeneous protocol are written, and the data is modeled into block-shaped elements arranged in accordance with the data order of the heterogeneous protocol, and the modeled block-shaped elements Stored data is stored in a local server of each photovoltaic power generation facility, and all components of the data of the heterogeneous protocol are modeled by block elements, After performing all the sub-blocks, move to the first block on the right side. It is gong.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 코드 생성 단계는 상기 이종 통신 프로토콜을 보내고 받는 송수신 클래스를 포함하되, 상기 송수신 클래스는 송신 API와 수신 API를 포함하며, 상기 송신 API는 프로토콜을 보낼 때, 시리얼 포트에 쓰일 byte 데이터를 상기 데이터 클래스에서 얻어오며, 상기 수신 API는 프로토콜을 받을 때, 수신된 byte 데이터를 순차적으로 읽어서 상기 데이터 클래스에 입력하는 것을 특징으로 한다.In the monitoring method of solar power generation according to the present invention, the code generation step includes a transmission / reception class for transmitting / receiving the dissimilar communication protocol, wherein the transmission / reception class includes a transmission API and a reception API, The receiving API obtains byte data to be used for the serial port in the data class, and the receiving API reads the received byte data sequentially when receiving the protocol, and inputs the byte data to the data class.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 데이터 클래스는 상기 데이터 프로토콜 모델에 입력된 순서대로 데이터를 만들어내는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring method of solar power generation according to the present invention is characterized in that the data class generates data in the order inputted in the data protocol model.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 유틸 클래스는 미리 만들어진 유틸 API를 포함하며, 상기 데이터 프로토콜 모델에 입력된 데이터의 타입에 따라서 유틸 API가 결정되어 상기 코드 생성 단계의 프로토콜 해석에 활용되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of monitoring solar power generation, wherein the utility class includes a pre-built utility API, the utility API is determined according to the type of data input to the data protocol model, .
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 통합 서버의 통합 메타모델은,통합 메타모델 엘리먼트로서 PlatDisplay 엘리먼트, Inverters 엘리먼트, Sensors 엘리먼트, JunctionBoxes 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of monitoring solar power generation according to the present invention, the integrated metamodel of the integrated server includes a PlatDisplay element, an Inverters element, a Sensors element, and a JunctionBoxes element as an integrated metamodel element.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 방법은 상기 PlatDisplay 엘리먼트는 전체 모니터링 결과를 볼 수 있는 현재 출력량, 당일, 전일, 당월, 전월, 전체 발전량 정보를 포함하며, 상기 Inverters 엘리먼트는 inverter에서 얻을 수 있는 현재, 당일, 전일, 전체 발전량과 출력 전류, 전압, 입력 전력, 전류, 전압, 주파수, 인버터의 경고 정보를 포함하고, 상기 Sensors 엘리먼트는 상기 태양광 발전 설비의 센서에서 측정된 정보들로써 수평 일사량, 경사 일사량, 모듈 온도, 외부 온도, co2의 농도, 기울기를 포함하며, 상기 JunctionBoxes 엘리먼트는 상기 태양광 발전 설비의 전압과 전류를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.Further, in the monitoring method of solar power generation according to the present invention, the PlatDisplay element includes the current output amount, the current day, the previous day, the current month, the previous month, and the total generation amount information in which the overall monitoring result can be seen, And the warning information of the inverter, and the Sensors element includes information measured by the sensor of the photovoltaic power generation system, such as horizontal solar radiation amount An inclined solar irradiance, a module temperature, an external temperature, a concentration of co2, and a slope, and the JunctionBoxes element can obtain the voltage and current of the photovoltaic power generation facility.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 지역별로 분산되어 복수개가 설치되며, 발전부와 로컬서버를 포함하는 태양광 발전 설비와 상기 분산된 복수개의 태양광 발전 설비를 통합하여 관리하는 통합서버를 포함하되, 해당 지역에 설치된 각각의 상기 태양광 발전 설비의 상기 로컬 서버에 수집된 모니터링 데이터를 성공적으로 제공받기 위해, 상기 각 태양광 발전 설비의 발전부는 이종의 통신 프로토콜을 모델링하고 상기 모델링된 통신 프로토콜을 프로그램 코드로 생성하는 코드발생수단을 구비하고, 상기 생성된 프로그램 코드에서 상기 이종의 통신 프로토콜을 해석하며, 상기 통합서버는 상기 해석된 이종의 통신 프로토콜을 통해 수신된 상기 로컬 서버 모니터링 데이터를 상기 통합서버에 형성된 통합 메타모델의 엘리먼트에 매핑하는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring system of solar power generation according to the present invention is dispersed and installed in a plurality of regions, and a solar power generation facility including a power generation unit and a local server, and an integrated management system for integrating and managing the plurality of distributed solar power generation facilities Wherein the power generation unit of each solar power generation facility models a different communication protocol to successfully receive the monitoring data collected at the local server of each of the solar power generation facilities installed in the area, And a code generating means for generating a communication protocol that is different from the received communication protocol by program code, wherein the integrated server interprets the heterogeneous communication protocol in the generated program code, Data into an element of an integrated metamodel formed in the integration server Characterized in that the ping.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 상기 발전부는 태양광을 받는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈에서 발생된 에너지와 측정 데이터를 수집 및 변환하는 부대설비를 포함하되, 상기 부대설비는 상기 발전부의 어레이를 접속하는 접속함과, 상기 접속함으로부터 데이터를 수신하여 상기 로컬서버로 전송하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring system of the solar power generation according to the present invention is characterized in that the power generation unit includes a solar cell module that receives sunlight, and an auxiliary facility that collects and converts energy and measurement data generated in the solar cell module, A connection box for connecting the array of the power generation units, and an inverter for receiving data from the connection box and transmitting the data to the local server.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 상기 각각의 태양광 발전 설비를 구성하는 내부 장치를 모니터링하기 위한 프로토콜로서 고유의 기존 레가시 시스템을 이용하되, 상기 로컬 서버가 상기 레가시 시스템을 이용하여 상기 발전부의 상기 접속함 및 상기 인버터를 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring system of the solar power generation according to the present invention uses an existing legacy system unique to a protocol for monitoring an internal apparatus constituting each solar power generation facility, wherein the local server uses the legacy system And monitors the connection box and the inverter of the power generation unit.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 상기 통합서버는 상기 로컬서버로부터 데이터를 수신하는 데이터 수집기, 상기 데이터 수집기에 수신된 데이터를 데이터베이스에 저장하는 데이터저장기, 통합 생성된 통신 프로토콜에 따라 상기 데이터저장기의 데이터를 분석하는 데이터 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar power generation monitoring system according to the present invention is characterized in that the integration server includes a data collector for receiving data from the local server, a data storage for storing data received in the data collector in a database, And a data analyzer for analyzing the data stored in the data storage.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 상기 데이터 분석기는 목표부하 수요 예측 서비스, 실시간 태양광에너지 예측 서비스, 통합 제어 서비스, 최적 제어 상태, 운영 서비스, 및 통합 모니터링 서비스를 수행하기 위한 하둡 기반의 빅데이터 시스템이 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar power generation monitoring system according to the present invention is characterized in that the data analyzer is configured to perform the target load demand forecasting service, the real-time solar energy prediction service, the integrated control service, the optimal control state, Based big data system is used.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템은 상기 통합서버는 외부에서 상기 데이터저장기에 접속이 가능하게 하는 웹 어플리케이션을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring system of the solar power generation according to the present invention is characterized in that the integrated server further comprises a web application that enables access to the data storage device from the outside.
본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템 및 그 방법은 메타모델을 기반으로 서로 다른 종류의 프로토콜을 사용하는 모니터링 시스템 사이의 데이터 통합을 가능하게 하여 이미 사용하고 있던 기존 모니터링 시스템을 변경하거나 새로 구축하지 않아도 되므로 방치되었던 모니터링 시스템의 이용률 향상을 도모하고 예산을 절약할 수 있다.The monitoring system and method of the photovoltaic generation according to the present invention can integrate data between monitoring systems using different kinds of protocols based on meta-model and change or modify the existing monitoring system that has been already used It is possible to save the budget by improving utilization rate of the neglected monitoring system.
또한, 본 발명에 의한 태양광 발전의 모니터링 시스템 및 그 방법은 발전설비를 원거리에서도 통합적으로 관리할 수 있게 되어 문제가 발생했을 경우 빠르게 대처가 가능하며, 설비의 생산량 및 가동현황등을 실시간으로 모니터링이 가능하므로 설비에 의해 발생되는 신재생에너지의 전력 생산량 관리에 유용하다.In addition, the monitoring system and method of the photovoltaic power generation according to the present invention can manage the power generation facilities in a long distance and can cope with the problems quickly, and can monitor the production amount and operation status of the facilities in real time It is useful for managing the power generation amount of renewable energy generated by the facility.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템 중 제 N 발전부와 통합서버의 구성을 구체적으로 나타낸 도면.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템 방법에 관한 소프트웨어 플랫폼의 구조를 나타낸 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템 방법에 관한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 메타모델 기반 프로토콜 모델의 메타모델을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메타모델 기반 프로토콜 모델을 통해 생성된 코드의 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통합 모델의 메타모델을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 메타모델 기반의 프로토콜 처리 구조를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a monitoring system for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention. Fig.
FIG. 2 is a diagram specifically illustrating a configuration of a Nth power generation unit and an integration server of a monitoring system for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a diagram illustrating a structure of a software platform relating to a monitoring system method of photovoltaic generation according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart of a method of monitoring a solar power generation system according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a metamodel of a metamodel-based protocol model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of a code generated through a metamodel-based protocol model according to an embodiment of the present invention; FIG.
7 illustrates a metamodel of an integrated model according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a meta model-based protocol processing structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템은 태양광 셀로부터 수집된 전력의 양과 온도, 기울기 센서의 정보 등을 모니터링하고 관리할 수 있다. 태양광으로부터 수집된 에너지가 전기적인 특성을 가지고 있기 때문에 화재의 위험이 있고 구조물이 파손될 경우 인명피해의 우려가 있어, 항시 모니터링 시스템에 의한 관리가 필요하다.The solar power generation monitoring system according to the embodiment of the present invention can monitor and manage the amount of power collected from the solar cell, the temperature, and information of the tilt sensor. Since the energy collected from the sunlight has electrical characteristics, there is a risk of fire, and if the structure is broken, there is a fear of human injury.
이하에서는 도 1 내지 도 2를 참고로 하여, 본 발명에 따른 태양광 발전 모니터링 시스템에 관하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전의 모니터링 시스템 중 제 N 발전부와 통합서버의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이다.Hereinafter, a solar photovoltaic generation monitoring system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a view illustrating a configuration of a solar power generation monitoring system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a Nth power generation unit and an integration server of a solar power generation monitoring system according to an embodiment of the present invention. Fig.
먼저, 도 1을 참조하여 보면, 태양광 발전 모니터링 시스템(1)은 발전부(110-1,...,110-N)와 로컬서버(120-1,...,120-N)를 각각 구비하는 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)와, 상기 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)에서 수집된 데이터를 토대로 태양광 발전 상황을 관리하는 통합서버(220)로 구성되어 있다.1, the photovoltaic power
상기 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)는 지역적으로 분산 설치되어 있다. 따라서, 분산 설치된 상기 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)에서 측정되거나 수집되는 데이터를 한 곳에서 통합 관리할 필요성이 있다.The photovoltaic power generation facilities 100-1, ..., 100-N are locally distributed. Therefore, it is necessary to integrally manage the data measured or collected in the distributed photovoltaic power generation facilities 100-1, ..., 100-N in one place.
지역적으로 분산 배치되어 있는 복수개의 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)를 각각 살펴보면, 발전부(110-1,...,110-N)와 로컬 서버(120-1,...,120-N)로 구성되어 있으며, 상기 각 발전부(110-1,...,110-N)에서 수집된 모니터링 데이터를 상기 각 로컬 서버(120-1,...,120-N)의 데이터베이스에 구축한다. 이 때, 상기 발전부(110-1,...,110-N)와 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)는 비교적 근거리에 위치하고 있으므로, 근거리에서 이용가능한 RS232 또는 RS422/485 통신을 이용한다.The power generation units 110-1 to 110-N and the local servers 120-1 to 110-N are disposed in the vicinity of the solar power generation facilities 100-1 to 100- 1,..., 120-N, and the monitoring data collected by the respective power generation units 110-1, ..., 110-N is transmitted to the local servers 120-1, ..., , 120-N. Since the power generation units 110-1 to 110-N and the local servers 120-1 to 120-N are located relatively close to each other, RS232 or RS422 / 485 communication.
각 지역에서 수집되어 구축된 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)의 데이터베이스는 상기 통합 서버(200)에 전송되어 분산된 지역에서 수집된 상기 각 태양광 발전 설비(100-1,...,100-N)의 데이터를 한 곳에서 통합하며, 상기 각 태양광 발전설비(100-1,...,100-N)와 상기 통합 서버(200)는 상대적으로 원거리에 위치하고 있으므로 TCP/IP 통신을 이용하는 것이 바람직하다.A database of the local servers 120-1, ..., and 120-N collected and configured in each area is transmitted to the
다음으로는, 각각의 태양광 발전설비(100-1,...,100-N)는 기본적으로 동일한 구성을 구비한다. 이하에서는 도 2에 도시된 제 N 태양광 발전설비(100-N)와 통합서버(200)를 참고로 하여 구체적으로 설명한다.Next, each of the solar power generation facilities 100-1, ..., 100-N has basically the same configuration. Hereinafter, the N solar power generation facility 100-N and the
먼저, 제 N 태양광 발전설비(100-N)는 제 N 발전부(110-N)와 제 N 로컬서버(120-N)로 구성되어 있다.First, the Nth solar power generation facility 100-N includes an Nth power generation unit 110-N and an Nth local server 120-N.
상기 제 N 발전부(110-N)는 구체적으로 직접 태양빛을 받는 제 N 태양전지 모듈(111-N)과, 상기 제 N 태양전지에서 발생된 에너지와 측정된 데이터를 수집하고 변환하는 제 N 부대설비(112-N)로 구성된다.The Nth power generation unit 110-N includes an Nth solar cell module 111-N that specifically receives direct sunlight, an Nth solar cell module 111-N that collects and converts energy generated from the Nth solar cell and measured data, And an auxiliary equipment 112-N.
또한, 상기 제 N 부대설비(112-N)는 상기 제 N 발전부(110-N)의 어레이를 접속하는 제 N 접속함(113-N)과, 상기 제 N 접속함(113-N)으로부터 데이터를 수신하여 상기 제 N 로컬서버(120-N)로 전송하는 제 N 인버터(114-N)로 구성된다.The Nth auxiliary facility 112-N includes an Nth connection box 113-N for connecting the array of the Nth power generator 110-N, and an Nth connection box 113- And an Nth inverter (114-N) for receiving data and transmitting the data to the Nth local server (120-N).
구체적으로, 상기 제 N 인버터(114-N)는 상기 제 N 접속함(113-N)으로부터 상기 제 N 태양전지모듈(111-N)의 아날로그 데이터를 수집하여 수신하고, 이를 상기 제 N 로컬서버(120-N)로 전송하며 상기 제 N 태양전지모듈(111-N)에 의해 생성된 직류 전기 에너지를 교류 전기 에너지로 변환한다.The Nth inverter 114-N collects and receives analog data of the Nth solar cell module 111-N from the Nth connection box 113-N, (120-N) and converts the DC electric energy generated by the Nth solar cell module (111-N) into AC electrical energy.
상기 제 N 태양광 발전 설비(100-N)는 상기 제 N 인버터(114-N)를 통해서 전력의 양과 온도, 기울기 센서의 정보 등을 상기 제 N 로컬 서버(120-N)에 설치될 수 있는 모니터에 표시해 주거나, 상기 제 N 태양전지모듈(111-N)에 설치된 다양한 종류의 센서들에 의해 측정된 값을 상기 제 N 로컬 서버(120-N)에 전송할 수 있다.The Nth solar power generation facility 100-N may transmit information such as the amount of power, temperature, tilt sensor, and the like to the Nth local server 120-N through the Nth inverter 114- Or may transmit a value measured by various kinds of sensors installed in the Nth solar cell module 111-N to the Nth local server 120-N.
다음으로, 상기 통합서버(200)의 구성요소에 관하여 설명한다. 상기 통합서버(200)는 상기 제 N 로컬 서버(120-N)로부터 전송된 데이터를 받는 데이터 수집기(210), 수집된 데이터를 저장하는 데이터저장기(220), 필요에 따라 상기 데이터저장기(220)의 데이터 분석을 수행하는 데이터 분석기(230), 그리고 외부에서 상기 데이터저장기(220)에 접속이 가능한 웹 어플리케이션(240)으로 구성된다.Next, the components of the
상기 통합서버(200)의 구성요소를 더욱 구체적으로 살펴보면, 상기 데이터 수집기(210)는 상기 제 N 로컬 서버(120-N)로부터 전송된 데이터를 모아서 상기 데이터저장기(220)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 상기 통합서버(200)는 분산되어 있는 각 지역에 설치된 상기 태양광 발전설비(110-1,...,110-N)를 모니터링하기 위하여 설치되며, 상기 각 로컬 서버(120-1,...120-N)로부터 전송된 모든 데이터를 상기 데이터 수집기(210)가 수집할 수 있다.The
또한, 상기 데이터저장기(220)는 상기 데이터 수집기(210)로부터 전송된 데이터를 모아서 저장하며, 상기 데이터 분석기(230)에서 분석한다. 상기 데이터 분석기(230)는 필요한 경우에 상기 데이터 수집기(210)에 저장되어 있는 데이터를 이용하여 분석을 수행하며, 이때 빅데이터 시스템을 이용하여 분석하기 위하여 하둡(Hadoop)을 사용한다.The
상기 데이터 분석기(230)에서는 목표부하 수요 예측 서비스, 실시간 태양광 에너지 예측 서비스, 통합 제어 서비스, 최적 제어 상태 및 운영 서비스, 통합 모니터링 서비스 중 어느 하나를 수행할 수 있으며, 필요할 경우 상기 데이터 분석기(230)에서 수행할 수 있는 서비스의 종류를 추가하거나 삭제할 수 있다.The data analyzer 230 can perform any one of a target load demand forecasting service, a real time solar energy prediction service, an integrated control service, an optimal control state and an operation service, and an integrated monitoring service, ) Can be added or deleted.
또한, 상기 데이터저장기(220)에 저장된 데이터를 이용하여 여러가지 정보를 분석하고, 판단하기 위하여 외부에서 사용자가 직접 상기 데이터저장기(220)에 접속하여 조회가 가능하도록 하기 위하여 상기 웹 어플리케이션(240)이 구비된다. 상기 웹 어플리케이션(240)은 인터넷 상에서 사용자가 조회하고자 하는 데이터를 서비스하며, 필요에 따라 조회된 데이터를 저장하거나 프린트할 수 있다.In order to enable the user to directly access the
상기와 같은 태양광 발전 모니터링 시스템(1)은 서로 다른 지역에 설치된 서로 다른 종류의 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)로부터 데이터를 하나의 통합 서버(200)로 전송받아야 한다. 그러나 다른 종류의 서버는 다른 종류의 프로토콜을 사용하기 때문에 데이터 송수신이 매끄럽지 않거나 불가능하다. 따라서, 서로 다른 종류의 프로토콜의 호환이 가능하도록 하는 방법이 필요하다.The solar power
상기 서로 다른 종류의 프로토콜이 호환 가능하도록 하는 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째 방법은 상기 발전부(110-1,...,110-N)와 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)를 연결하는 자체 통신 프로토콜을 모두 같은 종류로 통합하는 것이며, 두 번째 방법은 상기 태양광 발전설비(100-1,...,100-N)는 기존의 것을 사용하고, 상기 통합 서버(200)와의 통신 프로토콜을 통합화하는 방법이다.There are two ways to make the different kinds of protocols compatible. The first method integrates all the communication protocols connecting the power generation units 110-1, ..., 110-N and the local servers 120-1, ..., 120-N into the same type . The second method is a method of integrating communication protocols with the
상기 첫 번째 방법은 기존에 사용하던 장치 및 설비를 모두 같은 통신 프로토콜을 사용하는 것으로 교체해야 하는 번거로움이 따르므로, 본 발명의 실시예에서는 기존의 상기 태양광 발전설비(100-1,...,100-N)를 그대로 사용하고, 상기 발전부(110-1,...,110-N)와 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)를 연결하는 자체 통신 프로토콜의 종류에 관계없이, 상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)와 상기 통합 서버(200) 사이의 통신을 통합하는 방법의 실시예를 개시하고자 한다.In the first method, it is troublesome to replace all existing apparatuses and facilities using the same communication protocol. Therefore, in the embodiment of the present invention, the existing solar power generation facilities 100-1, ..., 120-N), and a self-communication protocol for connecting the power generators 110-1, ..., 110-N and the local servers 120-1, ..., An embodiment of a method for integrating communication between the local server 120-1, ..., 120-N and the
상기 로컬 서버(120-1,...,120-N)와 상기 통합 서버(200)의 통신을 통합하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같은 소프트웨어 플랫폼(300)이 구축되어야 한다. 상기 소프트웨어 플랫폼(300)은 메타모델 프레임워크(320), 시리얼통신 미들웨어(330), TCP/IP 통신 미들웨어(340), 하둡(350), 및 가시화 미들웨어(390)로 구성한다.In order to integrate communication between the local servers 120-1,..., 120-N and the
상기 메타모델 프레임워크(320)는 이종의 데이터 프로토콜(310-1,...,310-N)을 메타모델을 기반으로 통합하기 위해 구축된다. 상기와 같이 구성된 프로토콜은 메타모델을 기반으로 상기 시리얼 통신 미들웨어(330)를 통합한다. 이렇게 수집된 프로토콜 데이터들은 데이터베이스(360)에 저장되며, 필요할 경우에 분석을 하기 위해서는 상기 하둡(350) 기반의 빅데이터 분석을 시도한다. 또한, 웹 모니터링을 위해서는 PC(370)와 웹(380)을 이용하여 상기 가시화 미들웨어(390)를 통해서 수행하는 구조로 구성된다.The
상기와 같이 서로 다른 종류의 프로토콜이 서로 호환이 가능하도록 하기 위해서는 표준을 사용하는 방법, 어댑터를 만드는 방법, 모델변환을 사용하는 방법이 있다. 상기 표준을 사용하는 방법은 하나의 통일된 버전을 사용하기 때문에 쉽게 연계가 가능하지만, 기존에 만들어진 시스템에 적용하기는 어렵다. 또한, 상기 어댑터를 이용하는 방법은 각 변환 프로토콜이 생성될 때마다 어댑터를 만들어서 이를 처리할 수 있는 시스템을 계속적으로 추가하는 방법으로 연결하고자 하는 시스템이 많아질수록 어댑터의 수가 기하급수적으로 늘어날 수 있다.In order to make different protocols compatible with each other as described above, there is a method of using a standard, a method of creating an adapter, and a method of using a model conversion. The method using the standard is easy to link because it uses one unified version, but it is difficult to apply it to the existing system. In addition, the method using the adapters is a method of continuously creating an adapter and generating a system capable of processing the adapter each time the conversion protocol is created. As the number of systems to be connected increases, the number of adapters may increase exponentially.
상기 모델변환은 메타모델을 기반으로 하나의 모델을 만들고 그 모델을 통해서 이종의 모델을 생성하는 방법으로써, 본 발명의 실시예에서는 상기 모델변환 방법을 이용하여 기존에 만들어진 이종의 시스템들과 성공적으로 연동 될 수 있도록 한다.The model conversion is a method of creating a single model based on a meta model and generating a heterogeneous model through the model. In the embodiment of the present invention, the model conversion method is used to successfully So that they can be interlocked.
따라서, 본 발명에서는 상기 모델변환을 사용하여 메타모델을 기반으로 이종 프로토콜의 데이터를 통합하는 방법에 관한 실시예를 구체적으로 설명한다.Therefore, in the present invention, a method of integrating heterogeneous protocol data based on a meta model using the model conversion will be described in detail.
일반적으로 프로토콜의 데이터는 전송할 때와 수신할 때를 구분할 수 있다. 보통 전송할 때는 데이터를 해석하지 않고 명령어를 그대로 입력하게 된다. 하지만, 수신할 때는 데이터를 읽어서 처리해야 하므로 데이터를 읽고 파싱해야 한다. 상기 각 전송할 때와 수신할 때의 데이터 프로토콜은 다음과 같다.Generally, protocol data can be distinguished between transmission and reception. Usually, when you transmit data, you do not interpret the data, but input the command as it is. However, since data must be read and processed at the time of reception, data must be read and parsed. The data protocol for each transmission and reception is as follows.
예) 전송: #1NQ110000$Example) Send: # 1NQ110000 $
응답: #1NR1100010004000A00290000000000000384000000000000$ Response: # 1NR1100010004000A00290000000000000384000000000000 $
상기와 같은 작업을 프로그램 코드로 작성할 때에 각각 다른 종류의 프로토콜을 이해하여 프로그램 코드를 개별적으로 작성해야 하는 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 메타모델을 기반으로 이종의 프로토콜을 모델링하는 과정을 선행하여 별도의 개별적 코드 작성 없이 상기 모델링된 프로토콜의 데이터를 처리할 수 있는 코드를 자동으로 생성함으로써 빠른 개발을 도모한다.There is a difficulty in separately writing the program codes by understanding the different kinds of protocols when writing the above-mentioned operations in the program code. Accordingly, in the present invention, a process of modeling heterogeneous protocols based on a meta model is preceded, and a code capable of processing the data of the modeled protocol is automatically generated without separately generating individual codes, thereby facilitating rapid development.
특히, 메타모델을 기반으로 하여 프로토콜을 모델링하게 되면 복잡한 이종의 프로토콜을 이해하지 않고도 원하는 정보만 입력하여 모델링을 수행할 수 있어 효과적이다.In particular, modeling a protocol based on a metamodel is effective because it enables modeling by inputting only desired information without understanding the complex heterogeneous protocol.
이에 따라, 도 4를 참고로 하면 본 발명에서는, 메타모델을 기반으로 하여 각 상기 태양광 발전설비(100-1,...,100-N)와 상기 통합 서버(200)와의 통신 프로토콜을 모델링하고(S1), 상기 모델링된 각 프로토콜의 데이터를 처리 가능한 프로그램 코드를 자동으로 생성하여(S2), 상기 생성된 프로그램 코드를 상기 통합 서버(200)의 통합 메타모델에 매핑하여(S3) 이종 시스템의 연동을 자유롭도록 한다.4, a communication protocol between each of the solar power generation facilities 100-1, ..., 100-N and the
이와 같은 메타모델기반 이종 통신 프로토콜 통합 방법의 각 단계를 도 4 내지 도 8을 참고로 하여 이하에서 자세하게 설명한다.Each step of the metamodel-based heterogeneous communication protocol integration method will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 8. FIG.
(1) 메타모델 기반 프로토콜 모델링(S1)(1) Metamodel-based protocol modeling (S1)
메타모델 기반 프로토콜 모델링 과정(S1)은 상기 기술한 바와 같이, 후술하는 코드 생성을 자동으로 수행할 수 있도록 하기 위하여 선행되는 과정으로써, 특히 상기 태양광 발전설비에 설계된 메타모델을 기반으로 모델링하며, 그 구체적인 과정은 아래와 같다.As described above, the metamodel-based protocol modeling process S1 is performed in order to automatically perform code generation, which will be described later. In particular, the metamodel-based protocol modeling process S1 is modeled based on a metamodel designed in the photovoltaic power generation facility, The concrete procedure is as follows.
이하에서는, 도 5를 참고로 하여 상기 메타모델 기반 프로토콜 모델링(S1) 단계를 자세하게 설명한다. 도 5는 메타모델 기반 프로토콜 모델의 메타모델(400)을 도시한 도면이다.Hereinafter, the metamodel-based protocol modeling (S1) will be described in detail with reference to FIG. 5 is a diagram illustrating a
ProtocolModel(410)은 최상위 노드로 모델의 이름 정보를 입력받을 수 있다. Packet은 프로토콜에서 정의한 하나의 묶음 단위로 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 단위이다. 그러므로 모델에는 하나의 Packet이 존재해야 한다.The
상기 Packet에는 여러 개의 Type들이 올 수 있다. 상기 Type은 Start, Header, Command, Data, ParityBit, End로 구성되어 있고 각각의 Type은 크기 정보를 가진다. 상기 크기 정보는 데이터의 크기로 단위는 byte이다. 예를 들어, 4byte의 크기는 4라고 입력한다. The Packet may have several types. The Type is composed of Start, Header, Command, Data, Parity Bit, and End, and each Type has size information. The size information is the size of data, and the unit is byte. For example, a size of 4 bytes is entered as 4.
상기 메타모델기반 프로토콜 모델의 메타모델(400)은 전송을 위한 SendPacket(420)과 수신을 위한 RecvPacket(430)으로 구분한다. 상기 두 종류의 Packet은 Type을 가지게 되는데 상기 SendPacket(420)은 SendType(421), 상기RecvPacket(430)은 RecvType(431)으로 각각 구분되어 포함한다.The metamodel-based
상기 두 종류의 Type은 CoreType(440)을 포함하는데, 상기 CoreType(440)은 상기 SendPacket(420)과 RecvPacket(430)Type이 공동적으로 사용하는 Start(441), End(442), ParityBit(443)를 가진다.The
상기 ParityBit(443)는 전송된 데이터 값이 중간에 오류 없이 전송되었는지 확인하는 용도로 사용하며, 확인을 위해서 전송하고자 하는 값을 모두 더한 값을 보내고 받는 측에서도 이를 더해서 같은 값이 나오면 전송한 데이터는 무결하다고 판단하는 것이다.The
상기 SendType(421)에는 상기 CoreType(440)과 더불어 Command(422)를 가진다. 상기 RecvType(431)은 상기 CoreType(440)과 더불어 Header(432)와 Data(433)를 포함한다.The
상기 Header(432), 상기 Data(433)는 NameElement(460)의 정보를 입력할 수 있다. 상기 NameElement(460)는 이름과 데이터타입을 가진다. 상기 데이터타입은 실제 데이터의 종류로 데이터를 파싱할 때 문자열인지 숫자인지를 구분하기 위해서 사용한다. The
상기 Command(422), 상기 Start(441), 및 상기 End(442)는 TokenElement(450)의 정보를 입력할 수 있다. 상기 TokenElement(450)는 고유의 문자를 가질 수 있다. 예를 들어, $로 시작하여 #으로 끝나는 프로토콜의 토큰은 Start는 $, End는 #이 된다. 토큰타입은 토큰이 어떤 타입으로 데이터가 표현되어야 하는지를 나타내는 값으로 상기 데이터타입과 같이 문자열인지 숫자인지 구분하기 위해서 사용한다. The
상기 메타모델기반 프로토콜 모델을 만들기 위하여 사용되는 표기법은 표 1과 같다. 상기 이종 프로토콜의 데이터 순서에 맞추어 배치된 블록 형태의 엘리먼트로 모델링 한 후 상기 모델링 한 블록 형태의 엘리먼트를 기반으로 저장데이터를 형성한다.Table 1 shows the notation used to create the metamodel-based protocol model. The data is modeled as block-shaped elements arranged in accordance with the data order of the heterogeneous protocol, and then stored data is formed based on the modeled block-shaped elements.
즉, 상기 블록형태의 엘리먼트에 데이터의 종류를 기입하게 되어 어떤 데이터 타입인지 확인할 수 있다. 이름 옆에 "{1}"은 데이터의 크기를 나타낸 것으로 1 byte를 나타낸다.That is, the type of the data is written in the element of the block type, so that it is possible to confirm which data type. "{1}" next to the name indicates the size of the data, which represents 1 byte.
[표 1] 메타모델기반 프로토콜 모델의 표기법[Table 1] Metamodel-based protocol model notation
상기 메타모델기반 프로토콜 모델의 메타모델(400)을 이용하여 아래의 데이터 프로토콜 예시 1의 모델링을 표 2에 도시하였다.Table 2 shows the modeling of the following data protocol example 1 using the metamodel-based protocol model metamodel (400).
예시 1) 전송: #1NQ110000$Example 1) Send: # 1NQ110000 $
응답: #1NR1100010004000A00290000000000000384000000000000 Response: # 1NR1100010004000A00290000000000000384000000000000
[표 2] 메타모델기반 프로토콜 모델링의 예시 1[Table 2] Example of metamodel-based
상기 표 2에 도시된 메타모델 기반 프로토콜 모델링의 저장데이터 형식을 표 3에 도시하였다. 상기 표 3는 상기 예시 1의 프로토콜이 저장되는 파일의 구조를 보여준다.Table 3 shows the stored data format of the metamodel-based protocol modeling shown in Table 2 above. Table 3 shows the structure of the file in which the protocol of Example 1 is stored.
[표 3] 메타모델기반 프로토콜 모델링의 예시 1의 저장데이터 형식[Table 3] Example of Metamodel-based Protocol Modeling The stored data format
상기 표 2의 메타모델 기반 프로토콜 모델링은 ProtocolModel과 상기 Packet을 제외한 모든 구성요소는 순서를 가지게 된다. 따라서, 모델링 시에 순서를 반드시 지켜주어야 한다.In the metamodel-based protocol modeling of Table 2, all the components except the ProtocolModel and the packet are in order. Therefore, the order must be observed at the time of modeling.
즉, 상기 메타모델 기반 프로토콜 모델링은 블록형태의 엘리먼트가 트리형태로 배치되는 것이며, 일정한 순서를 갖는다.That is, in the metamodel-based protocol modeling, block-shaped elements are arranged in a tree form and have a predetermined order.
상기 순서는 좌에서 우를 기본으로 하며 하위에 블록이 있을 경우, 하위의 블록을 모두 수행한 다음에 우측의 첫번째 블록으로 이동하는 순서를 가지고 있다. 이는 상기 모델링을 순차적으로 옆으로 나열했을 경우에 너무 길어지는 것을 방지할 수 있다.The above procedure is based on left to right, and if there is a lower block, it carries out all the lower blocks and then moves to the first block on the right side. This can prevent the modeling from becoming too long when the modeling is sequentially arranged side by side.
(2) 프로토콜 처리 코드 생성(S2)(2) Generate protocol processing code (S2)
이하에서는, 도 6을 참조하여 상기 S1과정에서 형성된 메타모델 기반 프로토콜 모델의 데이터를 처리하는 프로그램 코드를 자동으로 생성하는 방법(S2)에 관하여 구체적으로 설명한다. 도 6은 메타모델 기반 프로토콜 모델을 통해 생성된 코드의 구조를 도시한 도면이다.Hereinafter, a method (S2) for automatically generating program code for processing data of a metamodel-based protocol model formed in step S1 will be described in detail with reference to FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of a code generated through a metamodel-based protocol model.
상기 프로그램 코드는 코드 발생수단에 상기 모델링된 프로토콜을 입력하여 자동으로 생성한다. 이와 같이 자동으로 생성된 프로그램 코드는 후술하는 상기 통합서버(200)의 통합 메타모델에 매핑하는 과정을 위한 것이며, 상기 코드 발생수단이 모든 프로토콜을 해석하는데 사용된다.The program code automatically generates the modeled protocol by inputting the modeled protocol to the code generation means. The automatically generated program code is used for mapping to an integrated meta model of the
도 6을 살펴보면, 생성된 코드(500)는 3개의 클래스로 구분되어 생성된다. 첫 번째는 프로토콜을 보내고 받을 때 처리할 수 있도록 제공하는 송수신 클래스(510)이고, 두 번째는 프로토콜에서 생성된 데이터가 저장되는 Data 클래스(520)이고, 세 번째는 모든 프로토콜 해석에 사용되는 API가 저장된 Util 클래스(530)이다.Referring to FIG. 6, the generated
상기 송수신 클래스(510)는 데이터를 읽고 처리하기 위해서 내부에 상기 Data 클래스(520)를 포함하고 있고, 상기 송수신 클래스(510)가 코드 생성시 생성될 때 상기 Data 클래스(520)를 받을 수 있도록 한다.The transmission /
또한, 상기 송수신 클래스(510)는 send API(511)와 recv API(512)의 두 가지 API를 가지고 있다. 상기 send API(511)는 데이터를 보낼 경우 시리얼 포트에 쓰일 byte 데이터를 얻어올 수 있고, 상기 recv API(512)는 수신된 byte 데이터를 읽어서 상기 Data 클래스(520)에 데이터를 입력한다.The send / receive
이러한 구성에 따라, 상기 생성된 코드에 형성된 3개의 클래스의 동작 메커니즘을 각각 예시와 함께 이하에서 자세히 설명한다.In accordance with this configuration, the operation mechanisms of the three classes formed in the generated code will be described in detail below with examples respectively.
먼저, send API(511)는 메타모델기반 프로토콜 모델(410)에서 형성된 트리형태의 블록 엘리먼트의 요소 및 속성에 따라 처리된다. 예를 들어, 아래 표 4에 도시된 메타모델기반 프로토콜 모델의 전송 예시가 있다면 표 5와 같이 자동적으로 생성된다.First, the
[표 4] 메타모델기반 프로토콜 모델의 전송 예[Table 4] Example of Transmission of Metamodel-based Protocol Model
[표 5] send API 코드 생성 예[Table 5] Example of generating send API code
상기 send API(511)의 내용을 자세히 살펴보면, 먼저 byte 데이터 형태로 출력해야하기 때문에 ArrayList를 이용하여 데이터를 수집하고 최종적으로 상기 ArrayList를 byte 배열로 변환하여 리턴한다. 상기와 같은 변환 처리는 모두 상기 Util 클래스(530)에서 처리한다.The contents of the
상기 표 5에서 상기 send API(511)의 코드는 앞에 SEND 키워드가 붙게 되는데, 이것은 상기 recv API(512)의 데이터와의 충돌을 방지하기 위해서 추가된 키워드이다.In Table 5, the code of the
상기 send API(511)에서 데이터를 전송하기 위해서, 상기 표 4의 메타모델기반 프로토콜 모델의 전송 예에서 처음에 START가 사용되었다. 상기 START는 상기 Data 클래스(520)에서 가져와 ArrayList로 입력한다. 이때 입력은 문자열 값이 될 수도 있고 byte 값이 될 수도 있는데 이것은 상기 Util 클래스(530)에서 두 가지 타입에 대해서 모두 처리가 가능하기 때문에 타입에 관계없이 표 4에 도시된 바와 같이 모델의 순서대로 코드가 자동 생성되게 된다. 더불어 표 4의 마지막에 기재된 PARITY BIT 또한 상기 Util 클래스(530)의 API를 통해서 처리가 가능하다.In order to transmit the data in the
다음으로, 상기 recv API(512)는 수신된 데이터를 순차적으로 읽어서 각각 데이터에 입력한다. 예를 들어, 아래 표 6와 같은 모델이 정의되어 있을 때 상기 recv API(512) 코드 생성은 표 7과 같이 생성된다.Next, the
[표 6] 메타모델기반 프로토콜 모델의 수신 예[Table 6] Example of receiving meta-model-based protocol model
[표 7] recv API의 코드 생성 예[Table 7] Code generation example of recv API
상기 표 6에서 상기 recv API(512)는 순차적으로 데이터를 읽어야 하기 때문에 _index 변수를 가지게 된다. 상기 표 6와 표 7에서 START와 END와 같이 토큰 값을 가지는 데이터는, 데이터를 읽는데 사용되는 것이 아니라 입력된 데이터의 오류를 체크하는데 사용된다. 따라서, 상기 START와 상기 END는 데이터 값을 가져와 현재 입력된 데이터 값과 다른 경우 false를 리턴하게 되어 전송된 데이터 값이 잘못된 것을 확인할 수 있다.In the above table 6, since the
상기 recv API(512)의 데이터 입력은 상기 Data 클래스(520)의 setter 함수를 이용하여 순차적으로 처리하게 되며 상기 데이터의 처리는 상기 Util 클래스(530)에서 처리해주므로 상기 recv API(512)에서는 별도의 처리 없이 데이터를 입력만 하면 된다.The data input of the recv
상기 recv API(512) 코드는 순차적으로 실행되기 때문에 상기 메타모델기반 프로토콜 모델(400)의 사이즈 값(470)에 따라 _index 값의 증감 값이 달라진다. 또한, 어떤 데이터들은 1 byte가 아닌 2 byte 씩 읽어서 처리해줘야 하는데 이 또한 상기 Util 클래스(530)에 미리 만들어진 API를 활용해 처리한다.Since the recv API (512) code is sequentially executed, the increment / decrement value of the index value changes according to the
다음으로, 상기 Data 클래스(520)는 상기 메타모델기반 프로토콜 모델(400)에 입력된 순서대로 데이터를 만들어낸다. 이때 데이터 타입이 STRING인 경우에는 문자열 데이터로 만들어주고, 데이터 타입이 토큰일 경우에는 변경 불가능하며 읽기만 가능한 데이터로 만들어 준다. 또한, 그 외의 경우에는 int로 데이터를 선언한다.Next, the
예를 들어, 상기 도시된 표 6의 메타모델기반 프로토콜 모델의 수신 예는 아래에 도시된 표 8과 같은 Data 클래스(520)를 만든다.For example, an example of receiving the metamodel-based protocol model of Table 6 above creates a
[표 8] Data 클래스의 예[Table 8] Example of Data class
상기 모델링된 프로토콜에 입력된 데이터의 타입에 따라서 상기 Util API가 결정되는데, 그 경우는 아래 기재된 표 9와 같이 변환되며, 이때 상기 Util 클래스에서 사용되는 API 리스트는 표 10과 같다.The Util API is determined according to the type of data input to the modeled protocol. The Util API is converted as shown in Table 9 below, and the API list used in the Util class is shown in Table 10.
[표 9] 입력된 데이터 타입에 따른 Util API[Table 9] Util API according to input data type
[표 10] Util 클래스의 API[Table 10] Util class API
(3) 통합 메타모델에 매핑(S3)(3) mapping to the integrated metamodel (S3)
상기 프로토콜 처리 코드 생성 과정(S2)을 통하여, 상기 메타모델기반 프로토콜 모델(400)을 통해 생성된 코드(500)를 이용하면 데이터를 상기 Data 클래스(520)에 수집할 수 있다. 따라서 이종의 프로토콜에서 생성된 데이터를 통합 모델에 간단하게 수집이 가능하다.Data can be collected in the
이에 따라 수집된 데이터를 도 7에 도시된 통합 모델의 메타모델에 매핑(S3)하여 각 지역에 분산된 복수개의 상기 로컬서버(120-1,...,120-N)에서 서로 다른 종류의 프로토콜에 의해 생성된 데이터를 통합함으로 인하여 기존 레가시 시스템의 변경이 없이도 상기 통합서버(200)를 통한 원거리 모니터링이 가능하게 된다.The collected data is mapped to a metamodel of the integrated model shown in FIG. 7 (S3), and a plurality of different types of local servers (120-1, ..., 120-N) By integrating the data generated by the protocol, it is possible to monitor remotely through the
도 7을 참고로 하여, 상기 통합 모델의 메타모델이 포함하고 있는 엘리먼트를 살펴보면, SolarEnergyModel(610) 엘리먼트는 최상위 모델로 발전소의 아이디와 전송 시간을 속성으로 가진다. 상기 SolarEnergyModel(610) 엘리먼트는 하위 엘리먼트로 PlatDisplay(620), Invertes(630), Sensors(640), JunctionBoxes(650)를 포함한다.Referring to FIG. 7, an element included in the meta model of the integrated model is a SolarEnergyModel (610) element having an ID and a transmission time of the power plant as attributes. The
상기 PlatDisplay(620) 엘리먼트는 전체 모니터링 결과를 볼 수 있는 현재 출력량, 당일, 전일, 당월, 전월, 전체 발전량 정보를 보낸다. 또한, 상기 Inverters(630) 엘리먼트는 Inverter(631)에서 얻을 수 있는 정보들을 보낸다. 상기 Inverter(631)는 현재, 당일, 전일, 전체 발전량과 출력 전류, 전압, 입력 전력, 전류, 전압, 주파수, 인버터의 경고 정보를 알 수 있다.The
또한, 상기 Sersors(640) 엘리먼트는 센서들의 정보로 수평 일사량, 경사 일사량, 모듈 온도, 외부 온도, co2의 농도, 기울기를 보낸다. 또한, 상기 JunctionBoxes(650) 엘리먼트는 JunctionBox(651)에 연결되는 태양광 모듈의 전압과 전류 들을 얻을 수 있다. In addition, the
상기 살펴본 바와 같이, 도 4에 도시된 세 단계의 과정을 거쳐 메타모델로 구현된 통합 모델은, 서로 송수신할 수 있는 방법이 필요하다. 즉, 상기 로컬서버(120-1,...,120-N)와 상기 통합 서버(200)는 모두 통신 프로토콜의 메타모델 규칙에 맞게 작성하고 보낼 수 있으며 이는 도 8에 도시되어 있다. 즉, 메타모델의 모델 데이터는 XMI를 사용하고, 이는 근본적으로 문자열 데이터이기 때문에 상기 메타모델 데이터를 TCP/IP를 통해 주고받을 수 있다.As described above, the integrated model implemented as a meta model through the three steps shown in FIG. 4 requires a method capable of transmitting and receiving with each other. That is, both the local servers 120-1,..., 120-N and the
1 태양광 발전 모니터링 시스템
100-1,...,100-N 태양광 발전설비 110-1,...,110-N 발전부
111-1,...,111-N 태양전지모듈 112-1,...,112-N 부대설비
113-1,...,113-N 접속함 114-1,...,114-N 인버터
120-1,...,120-N 로컬서버 200 통합서버
210 데이터수집기 220 데이터저장기
230 데이터분석기 240 웹 어플리케이션
300 태양광 발전 모니터링 시스템 소프트웨어 플랫폼 구조
400 메타모델기반 프로토콜 모델의 메타모델
500 메타모델 기반 프로토콜 모델을 통해 생성된 코드의 구조
600 통합 모델의 메타모델1 PV monitoring system
100-1, ..., 100-N solar power generation facilities 110-1, ..., 110-
111-1, ..., 111-N solar battery modules 112-1, ..., 112-N auxiliary facilities
113-1, ..., 113-N connection boxes 114-1, ..., 114-
120-1, ..., 120-N
210
230
300 PV monitoring system software platform structure
400 metamodel-based protocol model
500 structure of code generated through metamodel-based protocol model
Metamodel of 600 integrated model
Claims (13)
상기 복수개의 태양광 발전 설비와 상기 통합서버 모두에 적용하는 통합 통신 프로토콜을 생성하는 단계는,
각 태양광 발전설비에서 수집된 모니터링 데이터를 통합서버로 제공하기 위해, 상기 각각의 태양광 발전 설비에서 개별적으로 사용하는 이종 통신 프로토콜을 메타모델을 기반으로 개별적으로 모델링하는 프로토콜 모델링 단계;
상기 메타모델을 기반으로 개별적으로 모델링 된 통신 프로토콜을 상기 각 태양광 발전설비의 이종 프로토콜의 해석이 가능한 프로그램 코드로 자동 생성하는 코드 생성 단계; 및
상기 생성된 프로그램 코드를 수행하여 상기 수집된 모니터링 데이터를 상기 통합서버에 설계된 통합 메타모델의 엘리먼트와 연결하여 매핑하는 통합 메타모델 매핑 단계;를 포함하며,
상기 코드 생성단계는, 상기 모델링된 통신 프로토콜을 유틸클래스의 코드 발생수단이 상기 유틸클래스에 저장되고 설정된 규칙에 대응하여 프로그램 코드로 자동 생성시켜 데이터 클래스에 저장하고,
상기 통합 메타모델 매핑 단계는, 상기 코드 생성 단계에서 생성된 프로그램 코드를 실행시켜 상기 이종 프로토콜을 해석한 후 상기 각 태양광 발전설비에서 수집된 모니터링 데이터를 상기 해석된 이종 프로토콜을 통해 상기 통합서버에서 수신받아 상기 데이터 클래스에 저장하고,
상기 데이터 클래스에 저장된 모니터링 데이터를 상기 데이터 클래스의 getter 함수를 이용하여 상기 통합서버의 통합 메타모델의 엘리먼트와 연결하여 매핑하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
1. A monitoring method of solar power generation using a plurality of solar power generation facilities distributed in each region and an integrated server for integrally managing the solar power generation facilities,
Wherein the step of generating an integrated communication protocol to be applied to both the plurality of photovoltaic power generation facilities and the integration server comprises:
A protocol modeling step of separately modeling heterogeneous communication protocols used individually in each of the photovoltaic power generation facilities based on a metamodel in order to provide monitoring data collected from each photovoltaic power generation facility to an integrated server;
A code generation step of automatically generating a communication protocol individually modeled based on the meta model with a program code capable of analyzing a disparate protocol of each photovoltaic power generation facility; And
And mapping the collected monitoring data to an element of the integrated meta model designed in the integration server by performing the generated program code,
Wherein the code generation step automatically generates the modeled communication protocol as a program code corresponding to a rule stored in the utility class by the code generation means of the utility class and stores the generated communication protocol in the data class,
The integrated meta-model mapping step may include analyzing the heterogeneous protocol by executing the program code generated in the code generation step, and analyzing the monitoring data collected from the respective solar power generation facilities through the analyzed heterogeneous protocol Stores the received data in the data class,
Wherein the monitoring data stored in the data class is mapped to an element of the integrated metamodel of the integrated server using a getter function of the data class.
상기 복수개의 각 태양광 발전설비의 발전부에 위치한 부대설비에서 이루어지며, 각 태양광 발전설비의 이종 통신 프로토콜을 개별적으로 모델링하는 상기 프로토콜 모델링 단계는,
상기 이종 프로토콜의 데이터의 형식 및 순서를 판단하고, 상기 데이터의 종류 및 크기를 기입하여 상기 이종 프로토콜의 데이터 순서에 맞추어 배치된 블록형태의 엘리먼트로 모델링한 후 상기 모델링 한 블록형태의 엘리먼트를 기반으로 형성된 저장데이터가 각 태양광 발전설비의 로컬서버에 저장되며,
상기 이종 프로토콜의 데이터의 모든 구성요소는 블록형태의 엘리먼트로 모델링 시, 좌에서 우를 기본 순서로 하되, 하위블록이 있는 경우 하위 블록을 모두 수행한 후 우측의 상위 첫 블록으로 이동하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the protocol modeling step of separately modeling heterogeneous communication protocols of the solar power generation facilities is performed in an auxiliary facility located in a power generation section of each of the plurality of solar power generation facilities,
The data format and order of the heterogeneous protocol are determined, the type and size of the data are written, and the data is modeled into block-shaped elements arranged in accordance with the data order of the heterogeneous protocol, and based on the modeled block- The formed storage data is stored in a local server of each photovoltaic power generation facility,
All the components of the data of the heterogeneous protocol are modeled as block elements, and left to right in the basic order. When there is a sub-block, all the sub-blocks are performed and then moved to the upper first block on the right side. How to monitor solar power generation.
상기 코드 생성 단계는 상기 이종 통신 프로토콜을 보내고 받는 송수신 클래스를 포함하되,
상기 송수신 클래스는 송신 API와 수신 API를 포함하며,
상기 송신 API는 프로토콜을 보낼 때, 시리얼 포트에 쓰일 byte 데이터를 상기 데이터 클래스에서 얻어오며,
상기 수신 API는 프로토콜을 받을 때, 수신된 byte 데이터를 순차적으로 읽어서 상기 데이터 클래스에 입력하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the code generation step includes a transmission / reception class for sending and receiving the heterogeneous communication protocol,
Wherein the transmission / reception class includes a transmission API and a reception API,
The sending API obtains byte data to be used for a serial port from the data class when sending a protocol,
Wherein the receiving API sequentially reads the received byte data when receiving the protocol and inputs the read byte data to the data class.
상기 데이터 클래스는 상기 데이터 프로토콜 모델에 입력된 순서대로 데이터를 만들어내는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the data class generates data in the order entered in the data protocol model.
상기 유틸 클래스는 미리 만들어진 유틸 API를 포함하며,
상기 데이터 프로토콜 모델에 입력된 데이터의 타입에 따라서 유틸 API가 결정되어 상기 코드 생성 단계의 프로토콜 해석에 활용되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The utility class includes a pre-built utility API,
Wherein the utility API is determined according to the type of data input to the data protocol model and utilized for protocol analysis of the code generation step.
상기 통합 서버의 통합 메타모델은,
통합 메타모델 엘리먼트로서 PlatDisplay 엘리먼트, Inverters 엘리먼트, Sensors 엘리먼트, JunctionBoxes 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The integrated metamodel of the integration server includes:
A PlatDisplay element, an Inverters element, a Sensors element, and a JunctionBoxes element as an integrated metamodel element.
상기 PlatDisplay 엘리먼트는 전체 모니터링 결과를 볼 수 있는 현재 출력량, 당일, 전일, 당월, 전월, 전체 발전량 정보를 포함하며,
상기 Inverters 엘리먼트는 inverter에서 얻을 수 있는 현재, 당일, 전일, 전체 발전량과 출력 전류, 전압, 입력 전력, 전류, 전압, 주파수, 인버터의 경고 정보를 포함하고,
상기 Sensors 엘리먼트는 상기 태양광 발전 설비의 센서에서 측정된 정보들로써 수평 일사량, 경사 일사량, 모듈 온도, 외부 온도, co2의 농도, 기울기를 포함하며,
상기 JunctionBoxes 엘리먼트는 상기 태양광 발전 설비의 전압과 전류를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 방법.
The method according to claim 6,
The PlatDisplay element includes the current output amount, the current day, the previous day, the current month, the previous month,
The Inverters element includes current, current, current, total power, output current, voltage, input power, current, voltage, frequency and warning information of the inverter,
The Sensors element includes information on the measured values of the sensor of the photovoltaic power generation system, including a horizontal solar radiation amount, an oblique solar radiation amount, a module temperature, an external temperature, a concentration of co2,
Wherein the JunctionBoxes element is capable of obtaining voltage and current of the photovoltaic power generation facility.
상기 분산된 복수개의 태양광 발전 설비를 통합하여 관리하는 통합서버를 포함하되,
해당 지역에 설치된 각각의 상기 태양광 발전 설비의 상기 로컬 서버에 수집된 모니터링 데이터를 성공적으로 제공받기 위해, 상기 각 태양광 발전 설비의 발전부는 이종의 통신 프로토콜을 모델링하고 상기 모델링된 통신 프로토콜을 프로그램 코드로 생성하는 코드발생수단을 구비하고, 상기 생성된 프로그램 코드에서 상기 이종의 통신 프로토콜을 해석하며,
상기 통합서버는 상기 해석된 이종의 통신 프로토콜을 통해 수신된 상기 로컬 서버 모니터링 데이터를 상기 통합서버에 형성된 통합 메타모델의 엘리먼트에 매핑하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.
A plurality of solar power generation facilities including a power generation unit and a local server,
And an integration server for integrating and managing the plurality of distributed photovoltaic power generation facilities,
In order to successfully receive the monitoring data collected at the local server of each of the photovoltaic power generation facilities installed in the area, the power generation unit of each photovoltaic power generation facility models the different communication protocol and programs the modeled communication protocol And code generation means for generating code from the generated program code,
Wherein the integration server maps the local server monitoring data received through the analyzed heterogeneous communication protocol to an element of the integrated metamodel formed in the integration server.
상기 발전부는 태양광을 받는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈에서 발생된 에너지와 측정 데이터를 수집 및 변환하는 부대설비를 포함하되,
상기 부대설비는 상기 발전부의 어레이를 접속하는 접속함과, 상기 접속함으로부터 데이터를 수신하여 상기 로컬서버로 전송하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.
9. The method of claim 8,
The power generation unit includes a solar cell module receiving sunlight and an auxiliary equipment for collecting and converting energy and measurement data generated in the solar cell module,
Wherein the accessory includes a connection box for connecting the array of the power generation units, and an inverter for receiving data from the connection box and transmitting the data to the local server.
상기 각각의 태양광 발전 설비를 구성하는 내부 장치를 모니터링하기 위한 프로토콜로서 고유의 기존 레가시 시스템을 이용하되,
상기 로컬 서버가 상기 레가시 시스템을 이용하여 상기 발전부의 상기 접속함 및 상기 인버터를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.
10. The method of claim 9,
The existing legacy system is used as a protocol for monitoring the internal devices constituting each solar power generation facility,
Wherein the local server monitors the connection box and the inverter of the power generation unit using the legacy system.
상기 통합서버는 상기 로컬서버로부터 데이터를 수신하는 데이터 수집기,
상기 데이터 수집기에 수신된 데이터를 데이터베이스에 저장하는 데이터저장기,
통합 생성된 통신 프로토콜에 따라 상기 데이터저장기의 데이터를 분석하는 데이터 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the integration server comprises a data collector for receiving data from the local server,
A data store for storing data received in the data collector in a database,
And a data analyzer for analyzing the data of the data store according to the integrated communication protocol.
상기 데이터 분석기는 목표부하 수요 예측 서비스, 실시간 태양광에너지 예측 서비스, 통합 제어 서비스, 최적 제어 상태, 운영 서비스, 및 통합 모니터링 서비스를 수행하기 위한 하둡 기반의 빅데이터 시스템이 사용되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The data analyzer is characterized in that a Hadoop-based Big Data System is used for performing a target load demand forecasting service, a real-time solar energy forecasting service, an integrated control service, an optimal control status, an operation service, Photovoltaic monitoring system.
상기 통합서버는 외부에서 상기 데이터저장기에 접속이 가능하게 하는 웹 어플리케이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전의 모니터링 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the integration server further comprises a web application for enabling the external to access the data storage device.
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