KR20190096119A - 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템 - Google Patents

전력 변환 시스템의 상태 알림 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 상태 알림 장치는, 상기 태양광 발전 시스템에 포함된 장치들 중 적어도 하나가 수용된 컨테이너의 외부에 배치되는 상태 표시부, 상기 컨테이너의 내부 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서, 및 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 감지되는 내부 환경 또는 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태를 포함하는 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 상기 상태 표시부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

전력 변환 시스템의 상태 알림 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템{STATUS NOTIFICATION APPARATUS FOR POWER CONVERSION SYSTEM AND MANAGEMENT SYSTEM INCLUDING THE APPARATUS}
본 발명은 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치에 관한 것으로, 구체적으로 상기 전력 변환 시스템에 포함된 각종 장치들이 수용되는 컨테이너들의 내부 상태를 외부로 알리는 상태 알림 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템에 관한 것이다.
전력 변환 시스템은 태양광이나 풍력 등의 발전 전력이나 배터리의 전력 등 각종 전력을 변환하는 시스템으로서, 전력 변환 장치(PCS), 에너지 저장 장치, 배터리 등 각종 장치 및 설비를 포함할 수 있다.
예컨대, 전력 변환 시스템은 태양광발전 시스템으로서 구현될 수 있다. 태양광발전은 태양전지를 부착한 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용, 전기를 대규모로 생산하는 발전 방식이다. 태양광발전은 무한정, 무공해의 태양광 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없다는 장점이 있다.
태양광 에너지 발전 방식에는 독립형 방식과 계통 연계형 방식이 있다.
독립형 방식은 태양광발전 장치를 계통에 연결되지 않은 독립된 부하에 연결하여 사용한다.
계통 연계형 방식은 태양광발전 장치를 기존의 전력 계통에 연결하여 사용한다.
이러한 계통 연계형 방식의 경우, 태양광 발전 시스템은 태양광 패널에 의해 발전되는 전력을 변환하는 PCU, 배터리의 충/방전 시 전력을 변환하는 PCS, 전력계통과의 연계를 위한 장치, 전력의 송전량이나 수전량을 계량하기 위한 계량설비, 및 상술한 각종 장치 및 설비의 보호를 위한 보호설비 등을 포함할 수 있다.
이러한 각종 설비는 실제 필드에 설치될 때, 복수의 컨테이너들에 서로 구분되어 설치될 수 있다. 이후, 설비 간의 전력 케이블이나 통신 케이블 등을 결선하는 방식을 통해, 태양광 발전 시스템이 구성될 수 있다.
이러한 종래의 방식에 따르면, 태양광 발전 시스템의 면적에 따라 컨테이너들은 서로 멀리 떨어져 배치될 수 있다. 이 경우, 컨테이너 내 설비들과 통신하여 설비들의 상태를 감지하거나 설비들의 동작을 제어할 수 있는 제어 시스템이 구비되지 않은 태양광 발전 시스템이나, 상기 제어 시스템이 구비되어 있더라도 통신 이상 등으로 인해 설비들의 상태를 감지할 수 없는 상황에서, 관리자는 설비들의 상태를 용이하게 확인하거나 관리하기 어려울 수 있다. 이는 태양광 발전 시스템 뿐만 아니라, 각종 전력 변환 시스템에 대해서도 마찬가지일 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전력 변환 시스템을 구성하는 장치들이 수용되는 컨테이너들의 내부 환경 또는 설비의 상태를 감지하여 외부로 알릴 수 있는 전력 변환 시스템의 관리 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치는, 상기 전력 변환 시스템에 포함된 장치들 중 적어도 일부가 수용된 컨테이너의 외부에 배치되는 상태 표시부, 상기 컨테이너의 내부 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서, 및 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 감지되는 내부 환경 또는 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태를 포함하는 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 상기 상태 표시부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
상기 상태 표시부는 복수의 발광 소자들을 포함하고, 상기 복수의 발광 소자들은 상기 컨테이너의 상부에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 발광 소자들은, 상기 내부 상태에 기초하여 설정된 표시 방식에 따라 광을 방출하는 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자, 및 상기 컨테이너의 식별을 위한 식별 광을 방출하는 컨테이너 식별 발광 소자를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 컨테이너는 복수의 컨테이너들을 포함하고, 상기 상태 알림 장치는 상기 복수의 컨테이너들 각각에 구비되고, 상기 복수의 컨테이너들 각각에 구비된 컨테이너 식별 발광 소자는 서로 다른 식별 광을 방출할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 발광 소자들은, 상기 컨테이너의 상면을 제외한 일 면에 배치되는 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 방식은, 상기 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자 중 광을 방출할 상태 알림 발광 소자, 점멸 속도, 및 광의 밝기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 컨테이너는 복수의 컨테이너들을 포함하고, 상기 상태 알림 장치는, 상기 복수의 컨테이너들 중 제1 컨테이너에 대응하고, 상기 복수의 컨테이너들 중 제2 컨테이너에 구비된 통신부로부터 내부 상태에 대한 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 수신된 정보에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 광을 방출하도록 상기 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자를 제어하고, 상기 제2 컨테이너에 대응하는 식별 광을 방출하도록 상기 컨테이너 식별 발광 소자를 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 컨트롤러 또는 상기 상태 표시부의 이상 발생 시, 상기 제2 컨테이너에 대응하는 상태 알림 장치로 상기 제1 컨테이너의 내부 상태에 대한 정보를 전송할 수 있다.
상기 내부 환경은, 상기 컨테이너의 내부 온도, 습도, 진동, 및 화재 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태는, 상기 장치들 각각의 동작 상태, 에러 발생 여부, 및 고장 발생 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 관리 시스템은, 상기 태양광 발전 시스템에 포함된 장치들이 수용된 컨테이너의 외부에 배치되어 광을 방출하는 상태 표시부, 상기 컨테이너의 내부 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서, 및 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 감지되는 내부 환경 또는 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태를 포함하는 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 상기 상태 표시부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 상태 알림 장치, 및 상기 상태 표시부로부터 방출되는 광을 포함하는 영상을 획득하는 모니터링 장치를 포함한다.
실시 예에 따라, 상기 모니터링 장치는, 상기 컨테이너의 상부를 촬영하도록 고정 배치되는 CCTV 또는 상기 컨테이너가 설치된 영역을 비행하면서 상기 컨테이너의 상부를 촬영하는 무인비행장치를 포함할 수 있다.
상기 관리 시스템은, 상기 모니터링 장치로부터 상기 획득된 영상을 수신하고, 수신된 영상에 포함된 상기 상태 표시부의 표시 방식에 기초하여, 상기 컨테이너의 내부 상태를 확인하는 서버 또는 단말기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상태 알림 장치 및 그를 포함하는 관리 시스템은 전력 변환 시스템의 컨테이너 별로, 내부 환경 또는 컨테이너에 포함된 구성들의 상태 등과 같은 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태를 발광 소자 등의 상태 표시부를 이용하여 알릴 수 있다. 이에 따라, 관리자는 외부에서 육안으로 확인하기 어려운 컨테이너의 내부 상태를 용이하게 확인할 수 있고, 이에 따른 적절한 조치를 보다 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 전력 변환 시스템의 일 예로서 태양광 발전 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치 및 관리 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 상태 표시부 및 모니터링 장치의 구현 예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 상태 알림 장치의 동작과 관련된 일 실시 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시 예와 관련된 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 관리 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 관리 시스템의 동작과 관련된 일 실시 예를 나타내는 래더 다이어그램이다.
도 9는 도 8에 도시된 실시 예와 관련된 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 전력 변환 시스템의 일 예로서 태양광 발전 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
이하 도면들에서는 설명의 편의를 위해 태양광 발전 시스템(1)을 이용하여 본 발명의 실시 예들을 설명하나, 본 발명의 실시 예들이 태양광 발전 시스템(1)에만 한정되어 적용되는 것은 아니고, 각종 전력 변환 시스템에도 유사 또는 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템(1)은 태양광 패널(40)로부터 발전되는전력을 변환하는 전력변환장치뿐만 아니라 계통연계를 위한 장치까지도 포함하는 계통연계 시스템으로서 구성될 수 있다.
이러한 태양광 발전 시스템(1)은, 태양광 패널(40)로부터 발전된 전력의 변환과 관련된 구성들로서 PCU(11), ACB(12), 및 변압기(13)를 포함할 수 있다.
PCU(power conversion unit; 11)는, 복수의 인버터 및 컨버터를 포함할 수 있다. PCU(11)는 태양광 패널(40)의 태양광 발전에 따라 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 변환된 교류 전력은 전력 계통(60)으로 제공(판매)되거나, 배터리(BATT1~BATTn)에 저장(충전)될 수 있다.
ACB(air circuit breaker; 12)는 PCU(11)와 변압기(13) 사이에 구비되어, 선로의 단락 등의 사고나 이상의 발생 시 선로를 차단할 수 있다. ACB(12)는 선로에 이상 상태가 발생하는 경우, 압축공기를 사용하여 선로를 차단시킬 수 있다. ACB(12)는 보호 계전기와 연계하여 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소를 신속히 검출하여 선로를 차단함으로써, 태양광 발전 시스템(1)을 보호할 수 있다. 도 1에서는 선로의 차단을 수행하는 구성으로서 ACB(12)가 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 VCB(vaccum circuit breaker) 등 유사한 역할을 수행하는 구성(이를 총칭하여 스위치기어(switchgear(SWGR)) 또는 저압 스위치기어(low voltage(LV) SWGR)라 함)으로 대체될 수 있다.
변압기(transformer; 13)는, PCU(11)에 의해 변환된 저압의 교류 전력을 전력계통(60)의 전압에 해당하는 고압의 교류 전력으로 변환할 수 있다. 예컨대, 변압기(15)는 유입변압기 또는 몰드변압기로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, PCU(11), ACB(12), 및 변압기(13)는 제1 컨테이너(10; 이하 'PV 컨테이너'라 함)에 수용되어 필드(field)에 설치될 수 있다.
태양광 발전 시스템(1)은, 배터리(BATT1~BATTn)의 충/방전 시 전력 변환과 관련된 구성들로서 PCS(21), ACB(22), 및 변압기(23)를 포함할 수 있다.
PCS(power conversion system; 21)는, 복수의 인버터 및 컨버터를 포함할 수 있다. 예컨대, PCS(21)는 배터리(BATT1~BATTn)에 저장된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 계통(60)으로 송전할 수 있다. 실시 예에 따라, PCS(21)는 전력 계통(60) 또는 PCU(11)로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(BATT1~BATTn)에 저장할 수도 있다.
ACB(22)는 PCS(21)와 변압기(23) 사이에 구비되어, 선로의 단락 등의 사고나 이상의 발생 시 선로를 차단할 수 있다.
변압기(23)는 전력 계통(60)으로부터 공급되는 고압의 교류 전력을 저압의 교류 전력으로 변환하거나, PCS(21)로부터 공급되는 저압의 교류 전력을 전력계통(60)의 전압에 해당하는 고압의 교류 전력으로 변환할 수 있다.
한편, PCS(21), ACB(22), 및 변압기(23)는 제2 컨테이너(20; 이하 'ESS 컨테이너'라 함)에 수용되어 필드에 설치될 수 있다.
배터리(BATT1~BATTn)는 PCS(21)로부터 공급되는 직류 전력을 저장하거나(충전), 저장된 직류 전력을 PCS(21)로 공급할 수 있다(방전). 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(BATT1~BATTn)는 복수의 배터리 모듈들을 포함할 수 있고, 배터리 (BATT1~BATTn)는 제3 컨테이너(30; 이하 '배터리 컨테이너'라 함)에 수용되어 설치될 수 있다.
미터(50)는 PV 컨테이너(10), ESS 컨테이너(20), 전력계통(60) 사이에 연결될 수 있다. 미터(50)는, PV 컨테이너(10)로부터 전력계통(60)으로 제공되는 전력량(즉, 태양광 발전된 전력의 판매량)과, PV 컨테이너(10)로부터 ESS 컨테이너(20)로 제공되는 전력량(즉, 태양광 발전된 전력이 배터리에 저장되는 양)을 측정할 수 있다. 또한, 미터(50)는, ESS 컨테이너(20)로부터 전력계통(60)으로 제공되는 전력량(즉, 배터리에 저장된 전력의 판매량)과, 전력계통(60)으로부터 ESS 컨테이너(20)로 제공되는 전력량(즉, 전력계통으로부터의 전력 구매량)을 측정할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 시스템(1)은 복수의 컨테이너들(10, 20, 30)에 구성들이 구분되어 수용된 상태로 설치될 수 있다. 컨테이너들(10, 20, 30) 간에는 송전 또는 수전을 위한 전력 케이블이 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 상태 알림 장치 및 관리 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 관리 시스템은 컨테이너들(10, 20, 30) 각각에 구비되는 센서부(14, 24, 34), 컨트롤러(15, 25, 35), 상태 표시부(100, 200, 300)와, 컨테이너들(10, 20, 30)과 별개로 구비되는 모니터링 장치(70)를 포함할 수 있다. 여기서, 센서부(14, 24, 34), 컨트롤러(15, 25, 35), 및 상태 표시부(100, 200, 300)은 태양광 발전 시스템(1)의 상태 알림 장치에 해당할 수 있다.
컨트롤러(15, 25)와 관련하여, 도 2에서는 컨트롤러(15, 25)가 각각 PCU(11), PCS(21)과 별개의 구성 요소인 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 컨트롤러(15, 25)는 각각 PCU(11), PCS(21)에 포함된 구성 요소일 수도 있다.
센서부(14, 24, 34)는 각각 컨테이너(10, 20, 30) 내부의 환경을 감지할 수 있다. 예컨대, 센서부(14, 24, 34)는 컨테이너(10, 20, 30) 내부의 온도를 감지하는 온도 센서, 습도를 감지하는 습도 센서, 진동을 감지하는 진동 센서, 화재를 감지하는 화재 감지 센서 등 다양한 센서로 구현될 수 있다. 컨트롤러(15, 25, 35)는 센서부(14, 24, 34)를 이용하여 컨테이너(10, 20, 30)의 내부 상태(온도, 습도, 진동, 화재 발생 등)를 감지할 수 있다.
컨트롤러(15, 25, 35)는 센서부(14, 24, 34)를 이용하거나, 컨테이너들(10, 20, 30) 각각에 구비된 구성 요소들의 상태(동작 상태, 에러나 고장 발생 여부 등)를 확인함으로써 컨테이너들(10, 20, 30)의 내부 상태를 각각 감지할 수 있다. 컨트롤러(15, 25, 35)는 감지된 내부 상태를 나타내도록 상태 표시부(100, 200, 300)를 제어할 수 있다.
이러한 컨트롤러(15, 25, 35)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서 (processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
상태 표시부(100, 200, 300)는 컨트롤러(15, 25, 35)의 제어에 따라 컨테이너(10, 20, 30)의 내부 상태를 나타낼 수 있다. 예컨대, 상태 표시부(100, 200, 300)는 컨테이너(10, 20, 30)의 외부에 배치되어 광을 방출하는 적어도 하나의 발광 소자로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상태 표시부(100, 200, 300)는 적외선 광을 방출하는 적어도 하나의 적외선 LED로 구현될 수 있다.
상태 표시부(100, 200, 300)는 상기 내부 상태에 따라 표시 방식이 설정되고, 설정된 표시 방식에 따라 광을 방출할 수 있다. 상태 표시부(100, 200, 300)의 배치 및 동작과 관련된 실시 예에 대해서는 추후 도 3 내지 도 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
모니터링 장치(70)는 상태 표시부(100, 200, 300)로부터 방출되는 광을 수신할 수 있다. 예컨대, 모니터링 장치(70)는 상태 표시부(100, 200, 300)로부터 방출되는 광이 포함되는 영상을 획득하는 카메라(예컨대, 적외선 카메라 등)를 포함할 수 있다.
이러한 모니터링 장치(70)는 컨테이너(10, 20, 30)를 향하도록 특정 위치에 고정되는 CCTV로 구현될 수 있으나, 실시 예에 따라서는 컨테이너들(10, 20, 30)이 설치된 영역을 비행하고 카메라를 포함하는 무인비행장치로 구현될 수도 있다. 모니터링 장치(70)는 획득된 영상을 서버나 관리자의 단말기 등으로 전송할 수 있다. 상기 서버나 상기 단말기는, 획득된 영상에 포함된 광의 방출 형태(표시 방식)를 분석하여, 컨테이너의 내부 상태를 확인할 수 있다. 실시 예에 따라서는, 모니터링 장치(70)가 상기 표시 방식을 직접 분석하여 내부 상태를 확인할 수도 있다.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 상태 표시부 및 모니터링 장치의 구현 예들을 나타내는 도면이다.
이하 도면들에서, 상태 표시부는 복수의 적외선 LED를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.
또한, 도 3과 도 4에는 PV 컨테이너(10)와 ESS 컨테이너(20)에 배치된 상태 표시부(100, 200)에 대해 설명하고 있으나, 이는 배터리 컨테이너(30)에 배치되는 상태 표시부(300)에 대해서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, PV 컨테이너(10)의 상태 표시부(100)는, PV 컨테이너(10)의 외부에 배치되는 복수의 적외선 LED(101A~101E, 102)를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 복수의 적외선 LED는 PV 컨테이너(10)의 상부에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 적외선 LED(101A~101E, 102)는 컨테이너(10)의 상부에 위치한 꼭지점 및 모서리에 각각 배치될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
복수의 적외선 LED(101A~101E, 102)는 PV 컨테이너(10)의 내부 상태를 알리기 위한 적어도 하나의 내부 상태 알림 LED(101A~101E)와, 컨테이너의 종류를 식별하기 위한 컨테이너 식별 LED(102)를 포함할 수 있다. 즉, 상태 표시부(100, 200, 300)는 적어도 하나의 내부 상태 알림 발광 소자와, 컨테이너 식별 발광 소자를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 내부 상태 알림 LED(101A~101E)는, 컨트롤러(15)에 의해 감지된 PV 컨테이너(10)의 내부 상태에 대응하는 표시 방식을 갖는 광을 방출할 수 있다. 예컨대, 상기 감지된 내부 상태의 종류에 따라, 광을 방출할 내부 상태 알림 LED(101A~101E), 광의 주파수(점멸 속도), 또는 광의 밝기 등과 같은 표시 방식이 결정될 수 있다.
상기 내부 상태에 대응하는 표시 방식에 대한 정보는 PV 컨테이너(10) 내의 메모리(미도시)에 저장되어 있을 수 있다.
컨테이너 식별 LED(102)는, 모니터링 장치(70A)로 하여금 컨테이너의 종류를 식별하기 위한 광(이하, '식별 광'이라 함)을 방출할 수 있다. 즉, 컨테이너 식별 LED는 배치된 컨테이너(10, 20, 30)에 따라 서로 다른 형태의 식별 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 식별 광은 컨테이너(10, 20, 30)에 따라 주파수(점멸 속도), 밝기, 점멸 패턴 등이 서로 다를 수 있다.
모니터링 장치(예컨대, CCTV; 70A)는 PV 컨테이너(10)의 상면을 촬영하도록 고정된 위치에 설치될 수 있다. PV 컨테이너(10)의 내부 상태에 기초하여 상태 표시부(100)가 광을 방출하면, 모니터링 장치(70A)는 상기 방출되는 광을 포함하는 영상을 획득할 수 있다.
모니터링 장치(70A)는 획득된 영상을 서버 또는 단말기로 전송할 수 있다. 서버 또는 단말기는, 획득된 영상으로부터, 컨테이너 식별 LED(102)로부터 방출되는 식별 광에 기초하여 해당 영상이 PV 컨테이너(10)에 대한 영상임을 확인할 수 있고, 내부 상태 알림 LED(101A~101E)의 광 표시 방식에 기초하여 PV 컨테이너(10)의 내부 상태를 확인할 수 있다.
실시 예에 따라, 상태 표시부(100)는 PV 컨테이너(10)의 상면을 제외한 일 면(예컨대, 전면)에 배치되는 상태 알림 LED(101F~101H)를 더 포함할 수도 있다. 상기 상태 알림 LED(101F~101H)는 PV 컨테이너(10)의 상면에 배치된 상태 알림 LED(101A~101C)와 대응될 수 있다. 이에 따라, PV 컨테이너(10)의 상면을 확인하기 어려운 관리자는 PV 컨테이너(10)의 전면에서 확인되는 상태 알림 LED(101D~101H)의 광 방출 형태에 기초하여 PV 컨테이너(10)의 내부 상태를 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, ESS 컨테이너(20)의 상태 표시부(200)는, PV 컨테이너(10)의 상태 표시부(100)와 마찬가지로 외부에 배치되는 복수의 적외선 LED(201A~201E, 202)를 포함할 수 있다. 복수의 적외선 LED와 관련된 내용은 도 3에서 상술한 내용과 실질적으로 동일한 바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모니터링 장치는 무인비행장치(70B)로 구현될 수 있다. 이 경우, 무인비행장치(70B)는 컨테이너들(10, 20, 30)이 설치된 영역을 비행하면서 컨테이너의 상면을 촬영하고, 이에 따라 획득되는 영상을 서버나 단말기로 전송할 수 있다.
예컨대, ESS 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)는 ESS 컨테이너(20)의 내부 상태가 감지되는 경우, 적어도 하나의 상태 알림 LED(201A~201E)를 제어하여 상기 감지된 내부 상태에 대응하는 표시 방식으로 광을 방출할 수 있다. 무인비행장치(70B)는 비행 중 ESS 컨테이너(20)의 상면을 촬영하고, 이에 따라 획득되는 영상을 상기 서버나 단말기로 전송할 수 있다.
상기 서버 또는 단말기는, 획득된 영상으로부터, 컨테이너 식별 LED(202)로부터 방출되는 식별 광에 기초하여 해당 영상이 ESS 컨테이너(20)에 대한 영상임을 확인할 수 있고, 내부 상태 알림 LED(201A~201E)의 광 표시 방식에 기초하여 ESS 컨테이너(20)의 내부 상태를 확인할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 상태 알림 장치의 동작과 관련된 일 실시 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 5를 참조하면, 상태 알림 장치의 컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 컨테이너(10, 20, 또는 30)의 내부 상태를 감지할 수 있다(S100).
컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 센서부(14, 24, 또는 34) 또는 컨테이너(10, 20, 또는 30)에 수용된 구성 요소들로부터, 컨테이너의 내부 상태를 감지할 수 있다.
일례로, 온도 센서로부터 측정되는 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, 컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 컨테이너 내부가 과열된 것으로 감지할 수 있다.
일례로, 화재 감지 센서로부터 화재 발생이 감지되는 경우, 컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 컨테이너 내부에 화재가 발생한 것으로 감지할 수 있다.
일례로, ACB(12 또는 22)로부터 선로를 차단하였음을 나타내는 정보가 수신되는 경우, 컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 컨테이너 내부의 선로가 차단되어 송전 또는 수전이 불가능한 상황인 것으로 감지할 수 있다.
컨트롤러(15, 25, 또는 35)는, 감지된 내부 상태에 기초하여 상태 표시부(100, 200, 또는 300)의 표시 방식을 설정할 수 있다(S110).
도시되지는 않았으나, 상태 알림 장치는 감지 가능한 내부 상태 각각에 대응하는 표시 방식에 대한 정보를 저장하는 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 메모리는 컨테이너들(10, 20, 30) 각각에 구비되어 있을 수 있다.
상기 표시 방식은, 복수의 내부 상태 알림 발광 소자들 중 광을 방출할 적어도 하나의 내부 상태 알림 발광 소자, 광의 주파수(점멸 속도), 또는 광의 밝기 등을 포함할 수 있다.
컨트롤러(15, 25, 또는 35)는, 감지된 내부 상태에 대응하는 표시 방식에 대한 정보를 메모리(미도시)로부터 획득하여, 상태 표시부(100, 200, 또는 300)의 표시 방식을 획득된 표시 방식으로 설정할 수 있다.
컨트롤러(15, 25, 또는 35)는 설정된 표시 방식에 따라 상태 표시부(100, 200, 또는 300)를 제어할 수 있다(S120).
상태 표시부(100, 200, 또는 300)은 컨트롤러(15, 25, 또는 35)의 제어에 따라 광을 방출함으로써 상기 감지된 내부 상태를 표시할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 실시 예와 관련된 예시도이다.
도 6을 참조하면, ESS 컨테이너(20)에 포함된 컨트롤러(25)는, PCS(21)로부터 에러 발생을 나타내는 신호(또는 정보)를 수신함으로써, PCS(21)에 에러가 발생하였음을 감지할 수 있다.
컨트롤러(25)는, PCS(21)의 에러 발생에 대응하는 표시 방식을 설정하고, 설정된 표시 방식에 기초하여 상태 표시부(200; 예컨대 복수의 상태 알림 LED(201A~201H), 및 컨테이너 식별 LED(202))를 제어할 수 있다.
예컨대, PCS(21)의 에러 발생에 대응하는 표시 방식은, 제4 상태 알림 LED(201D)와 제5 상태 알림 LED(201E)를 제외한 나머지 상태 알림 LED(201A~201C)가 광(예컨대, 적외선 광)을 출력하는 방식일 수 있다. 이 경우, 상기 표시 방식에 따라 제1 상태 알림 LED 내지 제3 상태 알림 LED(201A~201C)는 광을 출력하고(실시 예에 따라, 제6 상태 알림 LED 내지 제8 상태 알림 LED(201F~201H) 또한 광을 출력), 제4 상태 알림 LED(201D) 및 제5 상태 알림 LED(201E)는 광을 출력하지 않을 수 있다.
또한, 컨테이너 식별 LED(202)는 ESS 컨테이너(20)에 대응하는 식별 광을 출력할 수 있다.
모니터링 장치(예컨대, 무인비행장치(70B))는, 컨테이너들(10, 20, 30)이 설치된 영역을 비행 중 ESS 컨테이너(20)의 상면을 촬영할 수 있다. 이에 따라 획득된 영상에는, 제1 상태 알림 LED 내지 제3 상태 알림 LED(201A~201C)로부터 방출되는 적외선 광이 포함되고, 컨테이너 식별 LED(202)로부터 방출되는 식별 광이 포함될 수 있다.
서버 또는 단말기는 무인비행장치(70B)로부터 상기 영상을 획득하여 분석하고, 분석 결과 ESS 컨테이너(20)의 PCS(21)에 에러가 발생하였음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 서버 또는 단말기는 ESS 컨테이너(20)의 구성들 또는 태양광 발전 시스템(1)의 구동을 중지시키거나, 관리자로 하여금 ESS 컨테이너(20) 내부를 확인 및 점검하도록 요청할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 관리 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 7을 참조하면, 도 2에 도시된 실시 예와 달리 상태 표시부는 컨테이너들(10, 20, 30)마다 구비되지 않고, 어느 하나의 컨테이너(예컨대, ESS 컨테이너(20)) 또는 적어도 하나의 컨테이너에 구비될 수 있다.
이하, 도 7에서는 도 2의 실시 예와 차이가 존재하는 구성들을 위주로 설명한다.
도 7의 실시 예에서, 상태 알림 장치는 통신부(16, 26, 36)를 더 포함할 수 있다.
통신부(16, 26, 36)는 기 공지된 각종 유선 또는 무선 통신 방식을 지원할 수 있다. 상태 표시부(200)가 구비되지 않은 컨테이너(10 또는 30)의 컨트롤러(15 또는 35)는, 통신부(16 또는 36)를 통해 컨테이너(10 또는 30)의 내부 상태에 대한 정보(또는 신호)를 상태 표시부(200)가 구비된 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)로 전송할 수 있다. 이러한 통신부(16, 26, 36)는 게이트웨이로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시 예에 따라, 관리 시스템은 별도의 게이트웨이를 포함하고, 통신부들(16, 26, 36)은 상기 게이트웨이를 통해 서로 통신가능하도록 구현될 수도 있다.
상태 표시부(200)가 구비된 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)는, 수신된 내부 상태에 대한 정보, 또는 해당 컨테이너(20)의 내부 상태에 기초하여 상태 표시부(200)의 표시 방식을 설정하고, 상태 표시부(200)를 제어할 수 있다.
한편, 도 7의 실시 예와 관련하여, 상태 표시부는 ESS 컨테이너(20) 뿐만 아니라 PV 컨테이너(10)와 배터리 컨테이너(30) 중 적어도 하나에도 구비될 수 있다. 이 경우, ESS 컨테이너(20)의 상태 표시부(200) 또는 컨트롤러(25)가 정상적으로 동작하지 못하는 경우(이상 발생 시), PV 컨테이너(10)의 컨트롤러(15) 또는 배터리 컨테이너(30)의 컨트롤러(35)는, PV 컨테이너(10) 또는 배터리 컨테이너(30)에 구비된 상태 표시부를 통해, 컨테이너들(10, 20, 30)의 내부 상태를 표시할 수도 있다. 이 후, ESS 컨테이너(20)의 상태 표시부(200) 또는 컨트롤러(25)가 다시 정상적으로 동작하는 경우, 컨테이너들(100, 200, 300)의 내부 상태는 ESS 컨테이너(20)의 상태 표시부(200)를 통해 표시될 수 있다. 즉, ESS 컨테이너(20)의 상태 표시부(200)는 메인 상태 표시부에 해당할 수 있고, PV 컨테이너(10)와 배터리 컨테이너(30)의 상태 표시부는 보조 상태 표시부에 해당할 수 있다. 다르게 표현하면, 메인 상태 표시부를 포함하는 상태 알림 장치의 이상 현상 발생 시, 컨테이너들(10, 20, 30)의 내부 상태 표시 권한이 보조 상태 표시부를 포함하는 상태 알림 장치로 넘어갈 수 있다. 이후, 상기 이상 현상이 해소되면, 상기 내부 상태 표시 권한은 다시 원상태로 복구될 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 관리 시스템의 동작과 관련된 일 실시 예를 나타내는 래더 다이어그램이다.
도 8을 참조하면, PV 컨테이너(10)에 구비된 컨트롤러(15)는, PV 컨테이너(10)의 내부 상태를 감지할 수 있다(S200).
컨트롤러(15)는, 감지된 내부 상태에 대한 정보를 포함하는 신호를, 상태 표시부(200)가 구비된 컨테이너(ESS 컨테이너(20))의 컨트롤러(25)로 전송하고(S210), ESS 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)는 통신부(26)를 통해 상기 신호를 수신할 수 있다(S220).
컨트롤러(25)는, 수신된 신호에 기초하여 상태 표시부(200)의 표시 방식을 설정하고(S230), 설정된 표시 방식에 따라 상태 표시부(200)를 제어할 수 있다(S240).
컨트롤러(25)는 수신된 신호에 기초하여 상태 알림 발광 소자의 표시 방식을 설정하고, 설정된 표시 방식에 기초하여 상태 알림 발광 소자를 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(25)는 상기 신호를 전송한 컨트롤러(15)가 수용된 컨테이너(PV 컨테이너(10))를 나타내는 식별 광을 방출하도록 컨테이너 식별 발광 소자를 제어할 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 실시 예와 관련된 예시도이다.
도 9를 참조하면, PV 컨테이너(10)에 포함된 컨트롤러(15)는, 센서부(14), 예컨대 온도 센서로부터 측정되는 내부 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, PV 컨테이너(10)의 내부가 과열되었음을 감지할 수 있다.
컨트롤러(15)는 내부 과열에 해당하는 상태 정보(STATUS)를, 상태 표시부(200)가 구비된 ESS 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)로 전송하도록 통신부(16)를 제어할 수 있다.
ESS 컨테이너(20)의 컨트롤러(25)는, 수신된 상태 정보(STATUS)에 기초하여, 내부 과열에 대응하는 표시 방식을 설정하고, 설정된 표시 방식에 기초하여 상태 표시부(200; 예컨대 복수의 상태 알림 LED(201A~201H) 및 컨테이너 식별 LED(202))를 제어할 수 있다.
예컨대, 내부 과열에 대응하는 표시 방식은, 제1 상태 알림 LED(201A), 제3 상태 알림 LED(201C), 및 제5 상태 알림 LED(201E)가 광(적외선 광)을 출력하는 방식일 수 있다. 이 경우, 상기 표시 방식에 따라 제1 상태 알림 LED(201A), 제3 상태 알림 LED(201C), 및 제5 상태 알림 LED(201E)는 광을 출력하고(실시 예에 따라, 제6 상태 알림 LED(201F) 및 제8 상태 알림 LED(201H) 또한 광을 출력), 제2 상태 알림 LED(201B) 및 제4 상태 알림 LED(201D)는 광을 출력하지 않을 수 있다.
또한, 컨테이너 식별 LED(202)는 PV 컨테이너(10)에 대응하는 식별 광을 출력할 수 있다.
모니터링 장치(예컨대, 무인비행장치(70B))는 ESS 컨테이너(20)의 상면을 촬영할 수 있다. 이에 따라 획득된 영상에는, 제1 상태 알림 LED(201A), 제3 상태 알림 LED(201C), 및 제5 상태 알림 LED(201E)로부터 방출되는 적외선 광이 포함되고, 컨테이너 식별 LED(202)로부터 방출되는 식별 광이 포함될 수 있다.
서버 또는 단말기는 무인비행장치(70B)로부터 상기 영상을 획득하여 분석하고, 분석 결과 PV 컨테이너(10)의 내부가 과열되었음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 서버 또는 단말기는 PV 컨테이너(10)의 구성들 또는 태양광 발전 시스템(1)의 구동을 중지시키거나, 관리자로 하여금 PV 컨테이너(10) 내부를 확인 및 점검하도록 요청할 수 있을 것이다.
즉, 도 2 내지 도 9에 도시된 실시 예에 따르면, 상태 알림 장치를 포함하는 관리 시스템은 전력 변환 시스템의 컨테이너(10, 20, 30)별로, 컨테이너의 내부 환경 또는 컨테이너에 포함된 구성들의 상태 등과 같은 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태를 상태 표시부 등을 통해 알릴 수 있다. 이에 따라, 관리자는 외부에서 육안으로 확인하기 어려운 컨테이너의 내부 상태를 용이하게 확인할 수 있고, 이에 따른 조치를 효과적으로 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치에 있어서,
    상기 전력 변환 시스템에 포함된 장치들 중 적어도 일부는 컨테이너에 수용되고,
    상기 상태 알림 장치는,
    상기 컨테이너의 외부에 배치되는 상태 표시부;
    상기 컨테이너의 내부 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 감지되는 내부 환경 또는 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태를 포함하는 내부 상태를 감지하고,
    감지된 내부 상태에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 상기 상태 표시부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 표시부는 복수의 발광 소자들을 포함하고,
    상기 복수의 발광 소자들은 상기 컨테이너의 상부에 서로 이격되어 배치되는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자들은,
    상기 내부 상태에 기초하여 설정된 표시 방식에 따라 광을 방출하는 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자; 및
    상기 컨테이너의 식별을 위한 식별 광을 방출하는 컨테이너 식별 발광 소자를 포함하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨테이너는 복수의 컨테이너들을 포함하고,
    상기 상태 알림 장치는 상기 복수의 컨테이너들 각각에 구비되고,
    상기 복수의 컨테이너들 각각에 구비된 컨테이너 식별 발광 소자는 서로 다른 식별 광을 방출하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자들은,
    상기 컨테이너의 상면을 제외한 일 면에 배치되는 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자를 더 포함하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 표시 방식은,
    상기 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자 중 광을 방출할 상태 알림 발광 소자, 점멸 속도, 및 광의 밝기 중 적어도 하나를 포함하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 컨테이너는 복수의 컨테이너들을 포함하고,
    상기 상태 알림 장치는,
    상기 복수의 컨테이너들 중 제1 컨테이너에 대응하고,
    상기 복수의 컨테이너들 중 제2 컨테이너에 구비된 통신부로부터, 상기 제2 컨테이너의 내부 상태에 대한 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    수신된 정보에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 광을 방출하도록 상기 적어도 하나의 상태 알림 발광 소자를 제어하고,
    상기 제2 컨테이너에 대응하는 식별 광을 방출하도록 상기 컨테이너 식별 발광 소자를 제어하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컨트롤러 또는 상기 상태 표시부의 이상 발생 시, 상기 제2 컨테이너에 대응하는 상태 알림 장치로 상기 제1 컨테이너의 내부 상태에 대한 정보를 전송하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 환경은,
    상기 컨테이너의 내부 온도, 습도, 진동, 및 화재 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태는,
    상기 장치들 각각의 동작 상태, 에러 발생 여부, 및 고장 발생 여부 중 적어도 하나를 포함하는 전력 변환 시스템의 상태 알림 장치.
  10. 전력 변환 시스템의 관리 시스템에 있어서,
    상기 전력 변환 시스템에 포함된 장치들은 컨테이너에 수용되고,
    상기 관리 시스템은,
    상기 컨테이너의 외부에 배치되어 광을 방출하는 상태 표시부,
    상기 컨테이너의 내부 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서, 및
    상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 감지되는 내부 환경 또는 상기 컨테이너에 수용된 장치들의 상태를 포함하는 내부 상태를 감지하고, 감지된 내부 상태에 기초하여 설정되는 표시 방식에 따라 상기 상태 표시부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 상태 알림 장치; 및
    상기 상태 표시부로부터 방출되는 광을 포함하는 영상을 획득하는 모니터링 장치를 포함하는 전력 변환 시스템의 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모니터링 장치는,
    상기 컨테이너의 상부를 촬영하도록 고정 배치되는 CCTV 또는 상기 컨테이너가 설치된 영역을 비행하면서 상기 컨테이너의 상부를 촬영하는 무인비행장치를 포함하는 전력 변환 시스템의 관리 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 모니터링 장치로부터 상기 획득된 영상을 수신하고,
    수신된 영상에 포함된 상기 상태 표시부의 표시 방식에 기초하여, 상기 컨테이너의 내부 상태를 확인하는 서버 또는 단말기를 더 포함하는 전력 변환 시스템의 관리 시스템.
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