KR20200003490A - 신재생 발전설비 모니터링 시스템 - Google Patents

신재생 발전설비 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각각의 풍력 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 풍력 발전소 서버; 각각의 태양광 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 태양광 발전소 서버; 기상 정보가 저장된 포털 서버; 상기 풍력 발전소 서버, 상기 태양광 발전소 서버 및 상기 포털 서버에서 관련 정보를 전송받고, 발전량에 따른 점검 지수를 산출하는 모니터링 서버; 및 상기 모니터링 서버에서 정보를 전달받고, 사용자에게 점검 지수와 기상 정보를 제공하는 사용자 단말기;를 제공한다.

Description

신재생 발전설비 모니터링 시스템{Monitoring system for Renewable energy power plant}
본 발명은 신재생 발전설비 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전량의 변화를 판단해서 사용자에게 점검 필요 여부에 관한 정보를 제공할 수 있는 신재생 발전설비 모니터링 시스템에 관한 것이다.
세계적으로 에너지 소비 및 수요는 급수적으로 증가하고 있고 우리나라에서도 전력수요가 꾸준히 증가하고 있는 실정이다. 또한 최근 일본의 원전사고를 통해 원자력발전소에 대한 불안감이 높아지고, 석탄, 석유, 천연가스 등을 연료로 사용하는 화력발전소에 대해서는 환경 오염으로 인해서 관심이 낮아지고 있다.
특히 최근에는 지구환경 문제의 심각화 및 이에 대한 관심도의 증대에 따라, 특히 CO2배출을 억제하기 위한 에너지 절약 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 전기 에너지에 대해서는 태양광 발전, 조력, 풍력 등 의 신 재생에너지 필요성이 크게 대두되고 있는 실정이다.
일반적으로, 태양광발전소는 태양전지 모듈에서 태양광을 이용해 발생된 전기(DC)를 인버터에서 직류(AC)로 변환하고, 교류배전반에서 승압하여 배전계통을 통해 전력계통으로 전송한다. 한편, 최근에는 태양광발전소의 공급이 급증하고, 국내뿐만 아니라 해외 지역에서도 태양광발전소의 설치가 활발하게 이루어지고 있다. 이에 따라 분산되어 원거리에 설치된 태양광발전소를 효율적으로 관리하고 진단할 필요가 있다.
또한 풍력 발전은 풍력에 의해서 발전기를 회전시켜서 전력을 생산하는 방식을 취하고 있는데, 다양한 지역에 많이 분포해서, 사람의 관리가 쉽지 않다는 단점이 있다.
또한 풍력과 태양광 발전은 다른 신 제생 에너지에 비해서 상대적으로 기상에 영향에 따라 발전량의 변화가 크기 때문에, 발전량 변화가 발전소의 설비 노후화의 문제인지 또는 기상과 같은 자연의 영향인지를 판단해서, 발전소의 문제 여부를 사용자에게 제공할 필요가 있다.
본 발명은 신 재생 에너지, 복수 개의 특히 태양광과 풍력 발전소에서 생산되는 발전량을 파악해서 점검이 필요할 정도로 문제가 있는 지에 관한 정보를 사용자에게 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 전국에 산재해 있는 다수의 지역 발전소들의 발전운영현황을 종합적으로 모니터링하고 체계적으로 통합관리 운영함으로써 사용자가 각각의 발전소를 직접 방문하지 않더라도 발전소 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 각각의 풍력 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 풍력 발전소 서버; 각각의 태양광 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 태양광 발전소 서버; 기상 정보가 저장된 포털 서버; 상기 풍력 발전소 서버, 상기 태양광 발전소 서버 및 상기 포털 서버에서 관련 정보를 전송받고, 발전량에 따른 점검 지수를 산출하는 모니터링 서버; 및 상기 모니터링 서버에서 정보를 전달받고, 사용자에게 점검 지수와 기상 정보를 제공하는 사용자 단말기;를 포함하고, 상기 점검 지수는 일 점검 지수와 월 점검 지수를 포함하고, 상기 일 점검 지수는 이용률의 크기에 따라 판단하되, 상기 이용률은 해당되는 시간당 발전량을 발전소의 발전 용량으로 나눈 값으로 산출되고, 상기 월 점검 지수는 감소율의 크기에 따라 판단하되, 상기 감소율은 작년에 해당 월의 발전량에서 올해 해당 월의 발전량을 빼고, 올해 발전량으로 나눈 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템을 제공한다.
상기 일 점검 지수는, 이용률이 설정된 최대 이용률보다 크면 제1설정값으로 결정되고, 이용률이 설정된 최대 이용률과 설정된 최소 이용률의 사이에 있으면 제2설정값으로 결정되며, 이용률이 설정된 최소 이용률보다 작으면 제3설정값으로 결정되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1설정값, 상기 제2설정값, 상기 제3설정값의 순서로 크기를 가지는 것이 가능하다.
상기 이용률은 한 시간 동안의 발전량으로 산출되고, 상기 일 점검 지수는, 오전에 생산된 발전량에 따라 산출되는 오전 점검 지수와, 오후에 생산된 발전량에 따라 산출되는 오후 점검 지수를 포함하고, 상기 일 점검 지수는 상기 오전 점검 지수와 오후 점검 지수 중에 큰 값으로 결정되는 것이 가능하다.
상기 월 점검 지수는, 감소율이 설정된 최소 감소율보다 작으면 제1특정값으로 결정되고, 감소율이 설정된 최소 감소율과 설정된 최대 감소율의 사이에 있으면 제2특정값으로 결정되며, 감소율이 설정된 최대 감소율보다 크면 제3특정값으로 결정되고, 상기 제1특정값, 상기 제2특정값, 상기 제3특정값의 순서로 크기를 가지는 것이 가능하다.
상기 사용자 단말기에서는 하나의 화면을 통해서, 특정일의 일 점검 지수, 특정일의 기상 정보, 특정 월의 월 점검 지수, 특정 월의 기상 정보를 동시에 제공하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면,
첫째, 사용자가 넓게 분포하는 복수 개의 태양광 발전소와 풍력 발전소를 직접 방문하지 않더라도 각각의 발전소에서 생산되는 발전량을 파악할 수 있다.
둘째, 파악된 발전량을 기초로 해서 사용자가 발전량에 문제가 있어서, 특정 발전소에 점검이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
셋째, 기상이 좋지 않은 경우라서 발전량이 적은 경우와 발전 장비의 고장을 구분할 수 있어서, 발전 장비의 고장 여부를 정확히 파악할 수 있다.
특히 지역발전소마다 전문 인력의 배치를 요하지 않고 전 지역발전소를 효율적으로 통합 관리할 수 있고, 고장 발생 여부에 따라 신속하고 즉각적인 대응을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크를 설명한 도면.
도 2는 점검 지수 중에서 일 점검 지수를 산출하는 과정을 설명한 도면.
도 3은 점검 지수 중에서 월 점검 지수를 산출하는 과정을 설명한 도면.
도 4는 점검 지수를 설정하는 화면을 설명한 도면.
도 5는 점검 지수의 이력을 조회하는 화면을 설명한 도면.
도 6은 점검 지수와 기상 정보가 사용자에게 제공된 화면을 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명에서는 태양광 발전소에서 생산되는 발전량을 고려해서, 태양광 발전소의 고장 여부 또는 노후화 여부를 판단할 수 있다. 다만, 발전소의 장비가 노후화되지 않더라도 비가 오거나 날씨가 흐린 경우에는 발전량이 줄어들 수 있기 때문에, 날씨 상태(맑음, 흐름, 비 등)와 일조량을 이용하여 지수의 정확성을 개선한다. 예를 들어, 기상 정보가 비나 흐림인데 발전량이 작을 경우에는 장비의 고장이나 노후화가 원인이 아니라고 판단할 수 있다. 반면에 날씨에 정상인 경우나 태양광 발전 조건(맑음, 일조량 우수)인데 발전량이 기준치에 미치지 못하는 경우에는 발전소의 고장이라고 판단할 수 있다.
특히, 작년의 발전량 데이터와 비교를 통해서 좀 더 근거 있는 판단 결과를 사용자에게 제공할 수 있다.
풍력 발전소도 태양광 발전소에서와 같이, 기상 정보에 따라 발전량이 변화될 수 있다. 즉 바람이 불지 않는 날씨에는 발전량이 상대적으로 작아지게 되는데, 이 경우 발전량 감소의 원인을 발전 장비의 문제가 아니라고 진단할 수 있다.
특히 풍력 발전의 경우 풍향(발전기 날개 방향)과 풍속을 이용하여 발전기가 가지는 성능곡선의 값과 비교하여 풍력발전기의 이상유무를 판단하고 그에 따른 점검지수를 산출할 수도 있다.
도 1을 참조해서, 본 발명에 따른 네트워크를 설명한다.
본 발명에서 네트워크 망을 통해서, 복수 개의 서버들이 서로 연결된다. 이때 상기 네트워크 망은 사설망과 공용망을 모두 포함할 수 있다. 상기 네트워크 망은 복수 개의 분리된 네트워크 망으로 구성될 수 있는데, 편의상 하나의 네트워크 망으로 표현했다. 예를 들어, 일부 서버는 하나의 네트워크 망으로 연결되고, 다른 서버들은 분리된 네트워크 망으로 연결되는 것도 가능하다.
상기 네트워크 망에는 복수 개의 풍력 발전소에 각각 구비되는 풍력 발전소 서버(30)가 각각 연결된다. 상기 풍력 발전소 서버(30)는 각각의 풍력 발전소에서 생산되는 실제 발전량에 관한 정보와, 각각의 풍력 발전소에서 생산 가능한 최대 발전량인 발전 용량에 관한 정보를 저장할 수 있다. 각각의 풍력 발전소 서버(30)는 개별적으로 네트워크 망을 통해서 다른 서버에 요청된 정보를 전송할 수 있다. 또한 상기 풍력 발전소 서버(30)는 이전에 생산한 발전량에 관한 정보도 저장하고 있어서, 요청에 따라 관련 정보를 외부에 전송할 수 있다.
또한 상기 네트워크 망에는 복수 개의 태양광 발전소에 각각 구비되는 태양광 발전소 서버(40)가 각각 연결된다. 상기 태양광 발전소 서버(40)는 각각의 태양광 발전소에서 생산되는 실제 발전량에 관한 정보와, 각각의 태양광 발전소에서 생산 가능한 최대 발전량인 발전 용량에 관한 정보를 저장할 수 있다. 각각의 태양광 발전소 서버(40)는 개별적으로 네트워크 망을 통해서 다른 서버에 요청된 정보를 전송할 수 있다. 또한 상기 태양광 발전소 서버(40)는 이전에 생산한 발전량에 관한 정보도 저장하고 있어서, 요청에 따라 관련 정보를 외부에 전송할 수 있다.
최근에 정부의 보조에 발맞춰 소규모 태양광 발전소가 많이 설립되고 있다. 개인 등이 운영하는 소규모의 발전소인 경우에는 전담 관리자가 상주해서 지속적으로 관리하기가 어려울 수 있다. 따라서 본 발명이 적용될 경우에 발전소를 효율적으로 쉽게 관리할 수 있다.
공공 데이터 포털의 포털 서버(20)가 상기 네트워크 망에 연결되어서, 외부로 기상 정보를 제공할 수 있다. 이때 기상 정보는 각각의 지역의 강수량, 풍량, 풍속, 일조량 등의 구체적인 기상 정보와, 일반적인 날씨 등에 관한 개괄적인 기상 정보를 포함할 수 있다. 상기 포털 서버(20)는 각각의 기상 정보가 저장되어 있어서, 외부로 관련 정보를 제공한다.
상기 네트워크 망에는 상기 풍력 발전소 서버(30), 상기 태양광 발전소 서버(40) 및 상기 포털 서버(20)에서 관련 정보를 전송받고, 발전량에 따른 점검 지수를 산출하는 모니터링 서버(50)가 연결된다.
상기 모니터링 서버(50)는 상기 네트워크 망을 통해서 상기 풍력 발전소 서버(30), 상기 태양광 발전소 서버(40) 및 상기 포털 서버(20)와 연결되기 때문에, 물리적으로 상기 풍력 발전소 서버(30), 상기 태양광 발전소 서버(40) 및 상기 포털 서버(20)와 분리된 위치에 배치될 수 있다. 즉 상기 모니터링 서버(50)는 발전소가 위치한 지역이 아닌 다른 지역에 배치되는 것이 가능하다. 상기 모니터링 서버(50)의 관리자는 발전소가 아닌 도심 지역에서 관련 정도를 전달받아서, 발전소의 상황을 체크할 수 있다. 물론 상기 풍력 발전소 서버(30), 상기 태양광 발전소 서버(40) 및 상기 포털 서버(20) 중에 하나가 상기 모니터링 서버(50)의 기능을 수행하는 것도 가능하다.
상기 네트워크 망에 연결된 사용자 단말기(10)는 상기 모니터링 서버(50)에서 정보를 전달받고, 사용자에게 점검 지수와 기상 정보를 제공할 수 있다. 상기 사용자 단말기는 사용자가 이용하는 퍼스널 컴퓨터, 랩탑, 태블릿, 스마트 폰 등 중에 어느 하나인 것이 가능하다.
상기 사용자 단말기(10)에는 사용자에게 화면을 제공할 수 있는 디스플레이(12)가 구비되어서, 사용자가 상기 디스플레이(12)를 통해서 발전소의 현황을 체크할 수 있다.
상기 사용자 단말기(10)는 상기 네트워크 망을 통해서, 상기 모니터링 서버(50)에서 전달되는 정보를 수신할 수 있다. 또한 사용자는 상기 사용자 단말기(10)를 통해서 정보를 입력해서, 상기 모니터링 서버(50)에 관련 데이터를 전달하는 것도 가능하다.
상기 모니터링 서버(50)에서는 일 점검 지수와 월 점검 지수를 포함하는 점검 지수를 산출할 수 있다.
일 점검 지수를 통해서, 해당되는 날짜에 발전이 정상적으로 이루어졌는지에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 점검 지수는 이용률의 크기에 따라 판단하되, 상기 이용률은 해당되는 시간당 발전량을 발전소의 발전 용량으로 나눈 값으로 산출될 수 있다. 한편, 상기 이용률은 한 시간 동안의 발전량으로 산출되는 것도 가능하다.
또한 상기 월 점검 지수는 감소율의 크기에 따라 판단하되, 상기 감소율은 작년에 해당 월의 발전량에서 올해 해당 월의 발전량을 빼고, 올해 발전량으로 나눈 값으로 산출되는 것이 가능하다. 상기 월 점검 지수는 이전 년도와 올해 연도의 발전량을 비교할 수 있는데, 한 해의 비슷한 시기에는 대략 날씨가 유사하기 때문에, 사용자는 발전소의 발전량 추이 변화를 보다 명확하게 판단할 수 있다.
일일 점검 지수는 매일 새벽 1시, 월 점검지수는 매월 1일 1시 10분에 생성하는 것도 가능하다.
일 점검지수는 발전소의 일일 발전량을 기준으로 발전소의 설비용량 대비 발전되어야 할 발전량을 가지고 점검지수를 산출(이용률)한다. 이때 발전소의 발전량은 외부적인 요인(일사량, 풍속등)에 의해 영향을 받기 때문에 오전/오후, 분기별로 구분하여 설정할 수 있다.
또한 분기(12/1/2, 3/4/5, 6/7/8, 9/10/11)별로 일 점검지수 설정할 수 있고, 오전과 오후의 시간대를 설정하여 일 점검지수 설정할 수 있다.
일 점검지수를 산출할 때에는 최대/최소 이용률을 이용한다. 분기와 시간대의 발전량을 가지고 설정된 이용률의 범위를 통해서 발전양호, 점검고려, 점검추천 지수 산출한다.
시간대 이용률 = (시간대 발전량 / 설비용량) * 100
월 점검지수는 발전소의 월별 발전량을 기준으로 설정 년도의 월과 비교하여 발전량의 증감여부로 점검지수를 산출한다. 월별로 점검지수를 산출하는데, 점검지수 산출에 필요한 기준년도를 설정하여 특정 년도 기준 혹은 전년도 대비 설정할 수 있다. 월 점검지수 산출 최대/최소 감소율을 설정하고, 설정기준 년월의 발전량을 이용하여 현재 월의 발전량 대비 발전량 감소율을 산출하여 산출 범위를 통하여 발전양호, 점검고려, 점검추천 지수 산출한다.
월 감소율 = (기준월 발전량 - 산출월 발전량) / (산출월 발전량) * 100
도 2를 참조해서, 점검 지수 중에서 일 점검 지수를 산출하는 과정을 설명한 다.
특정한 주기나 상기 사용자 단말기(10)의 요청으로 일 점검 지수를 산출한다(S10). 관련 신호는 상기 사용자 단말기(10)에서 상기 모니터링 서버(50)로 전달되거나, 상기 모니터링 서버(50) 내에서 발생될 수 있다.
상기 모니터링 서버(50)는 연결되어 있는 복수 개의 태양광 발전소와 복수 개의 풍력 발전소의 서버들을 통해서 발전소 목록을 조회할 수 있다(S20). 이때 각각의 발전소 서버와 정상적인 연결상태가 유지되는지를 판단해서, 연결에 문제가 발생하는지를 판단할 수 있다.
상기 모니터링 서버(50)는 각각의 태양광 발전소 서버(40)와 각각의 풍력 발전소 서버(30)로부터 발전량 및 관련 정보를 전달받는다(S30).
이때 각각의 태양광 발전소 서버(40)와 각각의 풍력 발전소 서버(30)는 발전량에 관한 정보를 오전에 생산된 발전량과 오후에 생산된 발전량을 구분해서 전달한다.
한편 오전에 생산된 발전량은 기 설정된 한 시간 동안 생산된 발전량을 의미할 수 있다. 예를 들어 사용자가 이전에 오전에 생산된 발전량을 측정하는 시기를 9~10시라고 설정한 경우에는 9:00부터 10:00까지 생산된 발전량 정보를 의미하는 것이 가능하다.
한편 오후에 생산된 발전량은 기 설정된 한 시간 동안 생산된 발전량을 의미할 수 있다. 예를 들어 사용자가 이전에 오후에 생산된 발전량을 측정하는 시기를 14~15시라고 설정한 경우에는 14:00부터 15:00까지 생산된 발전량 정보를 의미하는 것이 가능하다.
상기 모니터링 서버(50)는 각각의 서버(30, 40)로부터 오전에 생산된 발전량과 오후에 생산된 발전량을 각각 전달받고, 오전 시간 대의 이용률과 오후 시간 대의 이용률을 개별적으로 산출할 수 있다(S40).
오전 시간 대의 이용률은 오전 시간 대의 발전량을 발전 용량으로 나누는 방식으로 산출되고, 오후 시간 대의 이용률은 오후 시간 대의 발전량을 발전 용량으로 나누는 방식으로 산출될 수 있다.
상기 모니터링 서버(50)는 S50을 통해서, 오전 시간 대의 이용률과 오후 시간 대의 이용률을 이용해서, 오전 점검 지수와 오후 점검 지수를 각각 산출할 수 있다. 이때 각각의 점검 지수는 각각의 서버에서 제공되는 발전량에 대응되는 수만큼 계산된다.
오전 점검 지수와 오후 점검 지수는 동시에 산출되는 것이 가능한데, 설명의 편의상 오전 점검 지수를 산출하는 과정을 먼저 설명한다(S52, S54).
오전 시간 대의 이용률이 사용자가 기 설정한 최대 이용률보다 크면 상기 오전 점검 지수는 제1설정값으로 설정된다. 이때 제1설정값은 0이고, 발전 양호를 의미할 수 있다. 최대 이용률은 사용자가 발전 장비가 정상적으로 작동된다고 판단한 상태에서 생산되는 발전량에 근거해서 산출될 수 있다. 예를 들어, 최대 이용률은 대략 17%를 의미할 수 있는데, 기상 상황이나 다양한 여건을 고려해서, 사용자가 최대 이용률을 변화시키는 것이 가능하다.
오전 시간 대의 이용률이 사용자가 기 설정한 최대 이용률과 설정된 최소 이용률의 사이에 있으면 상기 오전 점검 지수는 제2설정값으로 설정된다. 이때 제2설정값은 1이고, 점검 고려를 의미할 수 있다. 최소 이용률은 사용자가 발전 장비가 당장 점검이 필요한 정도는 아니고, 정상적으로 작동된다고 판단한 상태에서 생산되는 발전량에 근거해서 산출될 수 있다. 예를 들어, 최소 이용률은 대략 15%를 의미할 수 있는데, 기상 상황이나 다양한 여건을 고려해서, 사용자가 최소 이용률을 변화시키는 것이 가능하다.
오전 시간 대의 이용률이 사용자가 기 설정한 최소 이용률보다 작으면 상기 오전 점검 지수는 제3설정값으로 설정된다. 이때 제3설정값은 3이고, 점검 추천을 의미할 수 있다. 오전 시간 대의 이용률이 최소 이용률보다 작기 때문에, 발전 장비에 문제가 발생한 것으로 볼 수 있고, 지속적으로 문제가 발생한다면 장비의 노후화나 고장 여부를 의심해 볼 수 있다는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 과정을 통해서 동일하게 상기 오후 점검 지수가 산출된다. 상기 오후 점검 지수에 사용되는 최대 이용률과 최소 이용률은 상기 오전 점검 지수에 사용되는 최대 이용률과 최소 이용률과 동일할 수도 있고, 다른 값으로 설정되는 것도 가능하다. 오전 점검 지수와 오후 점검 지수를 산출할 때에, 오전과 오후의 날씨가 고려할 만큼 상이한 경우에는 최대 이용률과 최소 이용률을 다른 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 반면에 오전 점검 지수와 오후 점검 지수를 산출할 때에, 오전과 오후의 날씨가 유사한 경우에는 동일한 값으로 설정하는 것도 가능하다.
각각의 발전소 별로 오전 점검 지수와 오후 점검 지수가 제1설정값, 제2설정값, 제3설정값 중에 어느 하나로 결정된다(S56). 이 경우 상기 제1설정값, 상기 제2설정값, 상기 제3설정값의 순서로 크기를 가지는 것이 가능한데, 다른 크기의 값을 가지도록 변형하는 것도 가능하다.
각각의 발전소 별로 오전 점검 지수와 오후 점검 지수의 크기를 비교한다(S60). 예를 들어, 제1사이트에 위치하는 태양광 발전소 서버에서 제공된 발전량을 이용해서 오전 점검 지수와 오후 점검 지수가 산출된 경우에, S60에서 오전 점검 지수와 오후 점검 지수의 크기를 비교한다.
이 경우 오전 점검 지수의 크기가 오후 점검 지수의 크기보다 크면 일 점검 지수를 오전 점검 지수로 결정한다. 반면에 오후 점검 지수의 크기가 오전 점검 지수의 크기보다 크면 일 점검 지수를 오후 점검 지수로 결정한다. 만일 오후 점검 지수의 크기가 오전 점검 지수의 크기와 동일하면, 일 점검 지수를 오전 점검 지수로 결정한다(S62). S62에서는 일 점검 지수를 오전 점검 지수와 오후 점검 지수 중에 큰 값으로 선택하는데, 사용자에게 상대적으로 보수적인 정보를 제공해서, 점검이 필요한 경우에는 점검을 수행하도록 추천한다.
각각의 발전소의 서버에서 제공된 발전량에 따라서, 각각의 발전소의 일 점검 지수가 결정되면, 상기 모니터링 서버(50)는 관련 정보를 상기 사용자 단말기(10)에 제공한다. 상기 사용자 단말기(10)는 관련 정보를 상기 디스플레이(12)를 통해서 사용자에게 제공할 수 있다.
도 3을 참조해서, 점검 지수 중에서 월 점검 지수를 산출하는 과정을 설명한다.
특정한 주기나 상기 사용자 단말기(10)의 요청으로 월 점검 지수를 산출한다(S110). 관련 신호는 상기 사용자 단말기(10)에서 상기 모니터링 서버(50)로 전달되거나, 상기 모니터링 서버(50) 내에서 발생될 수 있다.
상기 모니터링 서버(50)는 연결되어 있는 복수 개의 태양광 발전소와 복수 개의 풍력 발전소의 서버들을 통해서 발전소 목록을 조회할 수 있다(S120). 이때 각각의 발전소 서버와 정상적인 연결상태가 유지되는지를 판단해서, 연결에 문제가 발생하는지를 판단할 수 있다.
상기 모니터링 서버(50)는 각각의 태양광 발전소 서버(40)와 각각의 풍력 발전소 서버(30)로부터 발전량 및 관련 정보를 전달받는다(S130).
이때 각각의 태양광 발전소 서버(40)와 각각의 풍력 발전소 서버(30)는 올해 발전량에 관한 정보와 작년 발전량에 관한 정보를 제공한다. 물론 기준 년의 발전량에 관한 정보와 기준 년보다 한 해 이전의 발전량에 관한 정보를 제공하는 것도 가능하다. 이때, 해당 월의 발전량은 해당 월에 생산한 총 발전량을 의미하는 것이 가능하다.
상기 모니터링 서버(50)는 각각의 서버(30, 40)로부터 발전량 감소율을 개별적으로 산출할 수 있다(S140).
감소율이 사용자가 기 설정한 최소 감소율보다 작으면 상기 월 점검 지수는 제1특정값으로 설정된다. 이때 제1특정값은 0이고, 발전 양호를 의미할 수 있다. 최소 감소율은 사용자가 발전 장비가 정상적으로 작동된다고 판단한 상태에서 생산되는 발전량에 근거해서 산출될 수 있다. 예를 들어, 최소 감소율은 대략 2%를 의미할 수 있는데, 기상 상황이나 다양한 여건을 고려해서, 사용자가 최소 감소율을 변화시키는 것이 가능하다.
감소율이 사용자가 기 설정한 최대 이용률과 설정된 최소 이용률의 사이에 있으면 상기 월 점검 지수는 제2특정값으로 설정된다. 이때 제2특정값은 1이고, 점검 고려를 의미할 수 있다. 최대 감소율은 사용자가 발전 장비가 당장 점검이 필요한 정도는 아니고, 정상적으로 작동된다고 판단한 상태에서 생산되는 발전량에 근거해서 산출될 수 있다. 예를 들어, 최소 이용률은 대략 13%를 의미할 수 있는데, 기상 상황이나 다양한 여건을 고려해서, 사용자가 최대 감소율을 변화시키는 것이 가능하다.
또한 최대 감소율과 최소 감소율은 발전소의 특성이나 사용되는 발전 장비의 특성에 따라서 다양하게 변화되는 것이 가능하다. 예를 들어, 여름과 겨울의 온도 변화가 급격하게 차이를 가지는 지역에서는 발전 장비가 상대적으로 빠르게 노후화될 수 있기 때문에, 최대 감소율과 최소 감소율을 상대적으로 높게 설정하는 것이 가능하다. 물론 발전 효율을 고려해서, 장비 교체가 용이한 경우에는 최대 감소율과 최소 감소율을 상대적으로 낮게 설정하는 것도 가능하다.
감소율이 사용자가 기 설정한 최대 감소율보다 크면 상기 월 점검 지수는 제3특정값으로 설정된다. 이때 제3특정값은 3이고, 점검 추천을 의미할 수 있다. 감소율이 최대 감소율보다 크 때문에, 발전 장비에 문제가 발생한 것으로 볼 수 있고, 지속적으로 문제가 발생한다면 장비의 노후화나 고장 여부를 의심해 볼 수 있다는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
각각의 발전소 별로 월 점검 지수가 제1특정값, 제2특정값, 제3특정값 중에 어느 하나로 결정된다(S170). 이 경우 상기 제1특정값, 상기 제2특정값, 상기 제3특정값의 순서로 크기를 가지는 것이 가능한데, 다른 크기의 값을 가지도록 변형하는 것도 가능하다.
각각의 발전소의 서버에서 제공된 발전량에 따라서, 각각의 발전소의 월 점검 지수가 결정되면, 상기 모니터링 서버(50)는 관련 정보를 상기 사용자 단말기(10)에 제공한다. 상기 사용자 단말기(10)는 관련 정보를 상기 디스플레이(12)를 통해서 사용자에게 제공할 수 있다.
도 4 내지 도 6에서 제공되는 화면은 상기 사용자 단말기(10)의 디스플레이(12)에 도시될 수 있다.
도 4을 참조해서, 점검 지수를 설정하는 화면을 설명한다.
사용자는 좌측 상단에 배치된 발전 형식에서 태양광 발전과 풍력 발전 중에 어느 하나를 선택하는 것이 가능하다.
그리고, 해당되는 발전에서 설정을 변경하기를 원하는 발전소를 선택할 수 있다.
발전 형식 하부에 배치되는 발전소 선택 박스에는 조회가 가능한 발전소 리스트가 표시되고, 사용자는 원하는 발전소를 선택할 수 있다.
도 4에서와 같이, 태양광 발전소 중에서 자전거 도로에 위치한 발전소를 선택할 수 있다.
사용자는 일 점검 지수를 산출할 때에 설정값을 변경할 수 있다. 분기 별로 오전 점검 지수와 오후 점검 지수를 선정할 때에 사용되는 최소 이용률과 최대 이용률을 각각 설정할 수 있다. 또한 오전 이용률을 산출할 때에 적용되는 시간 대와 오후 이용률을 산출할 때에 적용되는 시간대를 다르게 설정할 수 있다. 우리나라는 각각의 분기에 따라 계절이 달라져서, 날씨가 크게 변화되는 경향이 있기 때문에 각각의 분기에 따라 발전량을 파악하는 시간대와 이용률을 다르게 설정해서, 일 점검 지수의 신뢰성을 확보할 수 있다.
사용자는 월 점검 지수를 산출할 때에, 설정값을 변경할 수 있다. 월 점검 지수를 산출할 때에, 기준 년도와 작년의 발전량을 비교해서 감소율을 산출하도록 설정할 수 있다. 또한 최대 감소율과 최소 감소율을 월 별로 다르게 설정해서, 월 점검 지수에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다. 월 별로 감소율이 다르게 나타나는데, 모든 월에 최대 감소율과 최소 감소율을 동일하게 설정하는 경우에는, 동일한 장비임에도 불구하고, 특정 월에는 점검이 필요하다고 한 반면 다른 월에는 점검이 필요하지 않다는 정보를 사용자에게 제공하는 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다.
도 5를 참조해서, 점검 지수의 이력을 조회하는 화면을 설명한다.
사용자는 원하는 발전소를 선태하고, 특정 연도를 선택해서 점검 지수의 이력을 조회할 수 있다. 일 점검 지수와 월 점검 지수는 숫자가 아니라, '발전 양호', '점검 추천', '점검 고려'와 같이 사용자가 직관적으로 인지할 수 있는 정보로 가공되어서 사용자에게 제공된다.
도 6을 참조해서, 점검 지수와 기상 정보가 사용자에게 제공된 화면을 설명한다.
상기 사용자 단말기(10)에서는 디스플레이(12)의 하나의 화면을 통해서, 특정일의 일 점검 지수, 특정일의 기상 정보, 특정 월의 월 점검 지수, 특정 월의 기상 정보를 동시에 제공하는 것이 가능하다.
도 6의 화면에서와 같이, 각각의 발전소의 일 점검 지수(일일 지수)와 월 점검 지수(월 지수)가 동시에 사용자에게 제공된다. 또한 해당 지수의 아래에는 해당되는 일 또는 월의 기상 정보가 제공되어서, 일 점검 지수와 월 점검 지수만이 아니라 기상 정보를 고려해서 발전소의 점검 필요 유무를 판단할 수 있다.
태양광 발전을 하는 경우에, 예상치 못하게 흐린 날씨가 지속되는 경우에 발전량이 급격하게 감소될 수 있다. 이 경우에 단순히 발전량만을 고려하면, 발전소에 문제가 있다고 판단할 수 있으나, 날씨가 흐려서 일조량이 없었다는 정보를 고려하면 발전소의 문제가 아니라고 보다 정확한 판단을 할 수 있다.
본 발명에서는 점검지수를 일일 지수, 월 지수로 제공하여 발전소의 점검에 대한 발전소 담당자의 점검 판단에 대한 선택 폭을 넓혀 제공하고, 또한 기상청에서 수집된 기상정보와 같이 제공한다. 그리고 지수에 대한 사용자 설정을 통하여 발전형식 및 발전소 위치에 따른 특성을 반영할 수 있도록 하였다.
또한 공공데이터 포털(https://www.data.go.kr/)에서 제공하는 Open API를 통하여 기상청의 기상예보 정보를 주기적으로 연동하여 수집한다. 수집 대상 기상정보는 날짜, 시간, 기온, 날짜, 강수, 풍향, 풍속, 습도 등의 정보이며, 중기예보정보를 대상으로 한다. 수집된 기상정보는 발전소의 위치정보(경위도)를 통하여 매칭하고, 발전소 별 기상예보 상황을 확인한다. 또한 발전소의 발전유형(태양광, 풍력)에 따른 점검지수 알고리즘을 개발하고, 기상정보를 활용하여 최적의 점검상황을 제공한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
10: 사용자 단말기 20; 포털 서버
30: 풍력 발전소 서버 40: 태양광 발전소 서버
50: 모니터링 서버

Claims (5)

  1. 각각의 풍력 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 풍력 발전소 서버;
    각각의 태양광 발전소의 발전량 정보가 저장된 복수 개의 태양광 발전소 서버;
    기상 정보가 저장된 포털 서버;
    상기 풍력 발전소 서버, 상기 태양광 발전소 서버 및 상기 포털 서버에서 관련 정보를 전송받고, 발전량에 따른 점검 지수를 산출하는 모니터링 서버; 및
    상기 모니터링 서버에서 정보를 전달받고, 사용자에게 점검 지수와 기상 정보를 제공하는 사용자 단말기;를 포함하고,
    상기 점검 지수는 일 점검 지수와 월 점검 지수를 포함하고,
    상기 일 점검 지수는 이용률의 크기에 따라 판단하되,
    상기 이용률은 해당되는 시간당 발전량을 발전소의 발전 용량으로 나눈 값으로 산출되고,
    상기 월 점검 지수는 감소율의 크기에 따라 판단하되,
    상기 감소율은 작년에 해당 월의 발전량에서 올해 해당 월의 발전량을 빼고, 올해 발전량으로 나눈 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일 점검 지수는,
    이용률이 설정된 최대 이용률보다 크면 제1설정값으로 결정되고,
    이용률이 설정된 최대 이용률과 설정된 최소 이용률의 사이에 있으면 제2설정값으로 결정되며,
    이용률이 설정된 최소 이용률보다 작으면 제3설정값으로 결정되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1설정값, 상기 제2설정값, 상기 제3설정값의 순서로 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이용률은 한 시간 동안의 발전량으로 산출되고,
    상기 일 점검 지수는,
    오전에 생산된 발전량에 따라 산출되는 오전 점검 지수와,
    오후에 생산된 발전량에 따라 산출되는 오후 점검 지수를 포함하고,
    상기 일 점검 지수는 상기 오전 점검 지수와 오후 점검 지수 중에 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 월 점검 지수는,
    감소율이 설정된 최소 감소율보다 작으면 제1특정값으로 결정되고,
    감소율이 설정된 최소 감소율과 설정된 최대 감소율의 사이에 있으면 제2특정값으로 결정되며,
    감소율이 설정된 최대 감소율보다 크면 제3특정값으로 결정되고,
    상기 제1특정값, 상기 제2특정값, 상기 제3특정값의 순서로 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기에서는 하나의 화면을 통해서, 특정일의 일 점검 지수, 특정일의 기상 정보, 특정 월의 월 점검 지수, 특정 월의 기상 정보를 동시에 제공하는 것을 특징으로 하는 신재생 발전설비 모니터링 시스템.


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