KR20210066642A - Consulting system through big data based prediction of solar power generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기설치된 하나 이상의 태양광 발전 시설에 대한 시설 정보, 발전량 정보 및 기상/기후 정보 등의 빅데이터 분석을 통해 신규 태양광 발전 시설에 대한 최적의 설치 지역을 선정하거나 기존 태양광 발전 시설의 발전량에 따른 수익율 등이 참고될 수 있도록 컨설팅 정보를 제공하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템에 관한 것이다.The present invention selects an optimal installation area for a new photovoltaic power generation facility through big data analysis of facility information, generation amount information, and weather/climate information of one or more previously installed photovoltaic power generation facilities, or It relates to a consulting system through big data-based solar power generation prediction that provides consulting information so that the rate of return according to the amount of power generation can be referenced.
일반적으로 태양광 발전(photovoltaic power generation)은 여러 개의 태양 전지를 배열한 태양광 패널을 이용하여 태양광에너지를 전기에너지로 변환함으로써 전력을 생산하게 되는 발전 방법이다.BACKGROUND ART In general, photovoltaic power generation is a power generation method in which power is produced by converting solar energy into electrical energy using a solar panel in which several solar cells are arranged.
재생 가능 에너지에 대한 수요가 점차 증가함에 따라 태양 전지와 태양전지 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세로 태양광 발전 관련 산업이 발전하고 있으며, 최근에는 계통 연계형으로 태양광 발전 시스템을 구축하고 있는 실정이다.As the demand for renewable energy gradually increases, the production of solar cells and solar cell arrays is also increasing significantly, and the solar power generation-related industry is developing, and recently, the solar power generation system is being built in a grid-connected type. to be.
이러한 태양광 발전 시스템은 태양광 전기에 대한 특혜적인 기준가격 의무구매제와 요금상계제 같은 재정적인 장려/지원 정책 덕분에 우리나라를 포함한 전세계적으로도 태양광 발전 시설의 설치가 확대되고 있는 추세이다.Thanks to financial incentives/support policies such as the preferential standard price mandatory purchase system for solar electricity and the set-off system, the installation of solar power generation facilities is expanding worldwide, including Korea. .
태양광 발전 시스템은 반영구적으로 활용할 수 있고, 태양 전지를 사용해서 유지 보수가 간편하며 무공해ㆍ무진장의 태양 에너지원을 사용하는 점 등으로 미래의 대체 에너지원으로 각광 받고 있다.The solar power generation system is spotlighted as an alternative energy source in the future because it can be used semi-permanently, maintenance is easy by using a solar cell, and uses a pollution-free and limitless solar energy source.
한편 국내 태양광 발전설비의 약 63%는 농촌지역에 설치되고 있으며 농지, 일반부지, 임야, 동식물 시설 순으로 이용되고 있다.Meanwhile, about 63% of domestic solar power generation facilities are installed in rural areas, and are used in the order of farmland, general land, forests, and plant and animal facilities.
대규모 태양광 발전 설비는 자체적인 관리 프로그램을 확보하고 있는 경우가 많지만, 앞서 언급한 바와 같이 대부분 농촌지역에 설치된 중, 소규모의 발전 설비의 경우 단순히 발전량을 모니터링하는 수준으로 시스템에 운용되고 있으며, 가정용 태양광 발전 설비 역시 농가에 설치된 태양광 발전 설비와 마찬가지인 실정이다.Large-scale photovoltaic power generation facilities often have their own management programs, but as mentioned above, most of the medium and small-scale power generation facilities installed in rural areas are operated in the system at the level of simply monitoring the amount of power generation. The photovoltaic power generation facility is the same as the photovoltaic power generation facility installed in the farmhouse.
따라서 전문성이 부족한 농민들이나 소규모 발전 설비의 설치를 희망하는 개인의 경우 현재 신규로 태양광 발전 설비를 설치함에 있어 발전량을 예측하거나 그에 따른 수익율 등의 사업 타당성을 검토하기 위한 어떠한 데이터로 제공받지 못하는 실정으로, 이를 위해서는 기존 설치된 시설들에 대한 정확한 정보를 바탕으로한 예측 발전량과 수익율 등의 컨성팅 정보를 제공할 필요가 있다.Therefore, farmers who lack expertise or individuals who wish to install small-scale power generation facilities are not provided with any data to predict the amount of power generation or to review the business feasibility, such as profitability, when installing new solar power generation facilities. Therefore, for this purpose, it is necessary to provide construction information such as predicted power generation and yield based on accurate information on existing installed facilities.
따라서 본 발명의 목적은, 기설치된 하나 이상의 태양광 발전 시설에 대한 시설 정보, 발전량 정보 및 기상/기후 정보 등의 빅데이터 분석을 통해 신규 태양광 발전 시설에 대한 최적의 설치 지역을 선정하거나 기존 태양광 발전 시설의 발전량에 따른 수익율 등이 참고될 수 있도록 컨설팅 정보를 제공할 수 있는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템을 제공하고자 함이다.Therefore, an object of the present invention is to select an optimal installation area for a new photovoltaic power plant through big data analysis of facility information, power generation amount information, and weather/climate information for one or more pre-installed photovoltaic power facilities, or This is to provide a consulting system through big data-based solar power generation prediction that can provide consulting information so that the profit rate according to the amount of power generation of photovoltaic facilities can be referenced.
상기 목적을 이루기 위한 수단으로서 본 발명의 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템(이하 '본 발명의 시스템'이라 칭함)은, 기설치된 하나 이상의 태양광 발전 시설에 대한 시설 정보, 발전량 정보 및 기상/기후 정보가 포함되는 기존시설정보를 수집하는 데이터수집부; 상기 데이터수집부에서 수집되는 기존시설정보를 저장하여 빅데이터화하는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부에 저장된 기존시설정보를 분석하여 발전량 예측 모델을 생성하며, 생성된 발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량이 포함되는 컨설팅 정보를 제공하는 정보제공부;를 포함하는 것이 특징이다.As a means for achieving the above object, the consulting system (hereinafter referred to as the 'system of the present invention') through big data-based photovoltaic power generation prediction of the present invention is provided with facility information, power generation information and a data collection unit that collects existing facility information including meteorological/climate information; a database unit for storing the existing facility information collected by the data collection unit and turning it into big data; and generating a power generation prediction model by analyzing the existing facility information stored in the database unit, and the predicted power generation amount for an existing solar power generation facility selected based on the generated power generation prediction model or a selected new solar power generation facility installation area It is characterized in that it includes; an information providing unit that provides consulting information.
하나의 예로써, 상기 데이터수집부는, 기구축된 네트워크플랫폼을 통해 사전 연결된 하나 이상의 태양광 발전 시설로부터 기존시설정보를 수집하는 것이 특징이다.As an example, the data collection unit is characterized in that it collects existing facility information from one or more photovoltaic power generation facilities connected in advance through an established network platform.
하나의 예로써, 상기 데이터수집부는, 하나 이상의 태양광 발전 시설 각각에서 출력되는 기존시설정보를 업로드하여 수집하는 것이 특징이다.As an example, the data collection unit is characterized by uploading and collecting existing facility information output from each of one or more solar power generation facilities.
하나의 예로써, 상기 데이터수집부는, GIS(Geographic Information System)에 연동하여 하나 이상의 태양광 발전 시설이 설치되는 지역을 식별하고, 공공데이터 포털 또는 기상청 서버에 접속하여 하나 이상의 태양광 발전 시설이 설치된 지역에 대한 기상/기후 정보를 수집하는 것이 특징이다.As an example, the data collection unit identifies an area in which one or more solar power generation facilities are installed in conjunction with a Geographic Information System (GIS), and connects to a public data portal or a meteorological service server in which one or more solar power generation facilities are installed. It is characterized by collecting meteorological/climate information about the area.
하나의 예로써, 상기 기상/기후 정보는 일사량, 일조량, 온도, 습도, 풍량 중 하나 또는 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다.As an example, the weather/climate information may include one or more than one of insolation, sunlight, temperature, humidity, and air volume.
하나의 예로써, 상기 정보제공부는, 발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량과 동일 시점의 실제 발전량이 함께 표시되도록 제공하는 것이 특징이다.As an example, the information providing unit, based on the power generation prediction model, to provide to be displayed together with the predicted power generation amount for the planned installation area of the existing solar power generation facility or the selected new solar power generation facility at the same time characteristic.
하나의 예로써, 상기 정보제공부는, 상기 데이터수집부로부터 수집되는 기존시설정보에서 학습을 위한 하나 이상의 특징을 추출하는 특징도출모듈; 상기 특징도출모듈에서 추출된 특징을 기반으로 기계 학습(Machine Learning)을 수행하는 학습모듈; 상기 학습모듈에서 학습된 결과 정보를 전달받고 이를 기반으로 하나 이상의 발전량 예측 모델을 생성하는 모델생성모듈; 및 상기 모델생성부에서 생성된 발전량 예측 모델을 적용하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량을 산출하여 출력하는 예측모듈;을 포함하는 것이 특징이다.As an example, the information providing unit may include: a feature deriving module for extracting one or more features for learning from the existing facility information collected from the data collecting unit; a learning module for performing machine learning based on the features extracted from the feature deriving module; a model generation module for receiving the result information learned from the learning module and generating one or more power generation prediction models based on it; and a prediction module for calculating and outputting the predicted generation amount for the selected existing solar power generation facility or the selected new solar power generation facility installation area by applying the generation amount prediction model generated by the model generation unit.
하나의 예로써, 상기 정보제공부는, 상기 기존시설정보의 발전량과 발전량 예측 모델에 기반한 예측 발전량 간의 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 반영하여 상기 모델생성모듈에서 생성되는 발전량 예측 모델을 업데이트하는 보정모듈;을 더 포함하는 것이 특징이다.As an example, the information providing unit calculates an error value between the generation amount of the existing facility information and the predicted generation amount based on the generation amount prediction model, and updates the generation amount prediction model generated by the model generation module by reflecting the calculated error value It is characterized by further comprising a correction module to
이처럼 본 발명의 시스템은, 기설치된 하나 이상의 태양광 발전 시설에 대한 시설 정보, 발전량 정보 및 기상/기후 정보 등의 빅데이터 분석을 통해 신규 태양광 발전 시설에 대한 최적의 설치 지역을 선정하거나 기존 태양광 발전 시설의 발전량에 따른 수익율 등이 참고될 수 있도록 컨설팅 정보를 제공함으로써, 전문성이 부족한 농민들이나 소규모 발전 설비의 설치를 희망하는 개인에게도 발전 설비로 인한 사업의 타당성을 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다As such, the system of the present invention selects an optimal installation area for a new solar power generation facility or selects an optimal installation area for a new solar power generation facility through big data analysis such as facility information, generation amount information, and weather/climate information for one or more previously installed solar power generation facilities By providing consulting information so that the profit rate according to the amount of power generation of photovoltaic facilities can be referenced, it is effective in helping farmers who lack expertise or individuals who want to install small-scale power generation facilities to determine the feasibility of the business due to power generation facilities. have
도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터수집부의 데이터 수집 방법을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터수집부의 기상/기후 정보를 수집하는 방법을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보제공부의 세부 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자단말의 표시 화면을 나타내는 도면.1 is a schematic representation of a system of the present invention;
2 is a block diagram showing the configuration of a system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a data collection method of a data collection unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a method of collecting meteorological/climate information of a data collection unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an information providing unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a display screen of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings. In describing the present invention, the terms or words used in the present specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to best describe his or her invention. It must be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of
도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터수집부의 데이터 수집 방법을 나타내는 블록도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터수집부의 기상/기후 정보를 수집하는 방법을 나타내는 블록도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보제공부의 세부 구성을 나타내는 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자단말의 표시 화면을 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a system of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a data collection unit of a data collection unit according to an embodiment of the present invention A block diagram showing the method. 4 is a block diagram illustrating a method of collecting weather/climate information of a data collection unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an information providing unit according to an embodiment of the present invention. , FIG. 6 is a diagram illustrating a display screen of a user terminal according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 시스템은 데이터수집부(20)와 데이터베이스부(25)와 정보제공부(30) 및 사용자단말(50)을 포함한다.1 and 2 , the system of the present invention includes a
상기 데이터수집부(20)는 기설치된 하나 이상의 태양광 발전 시설(10)에 대한 시설 정보와, 발전량 정보 및 기상/기후 정보가 포함되는 기존시설정보를 수집함으로써 이하에서 설명하는 정보제공부(30)의 모델 생성에 기초 데이터로 활용될 수 있도록 한다.The
여기서 상기 시설정보는 기존 태양광 발전 시설(10)의 설치 위치, 발전 규모, 제원 등의 정보를 포함할 수 있으며, 상기 발전량 정보는 기존 태양광 발전 시설(10)에서 생산되는 실시간 발전량은 물론 과거 누적된 발전량을 모두 포함할 수 있다.Here, the facility information may include information such as the installation location, power generation scale, and specifications of the existing photovoltaic
또한 상기 기상/기후 정보는 기존 태양광 발전 시설(10)이 설치된 지역에서 계측되는 일사량, 일조량, 온도, 습도, 풍량 중 하나 또는 하나 이상을 포함하는 환경 정보일 수 있다.In addition, the weather/climate information may be environmental information including one or more of insolation, sunlight, temperature, humidity, and air volume measured in an area where the existing solar
이러한 데이터수집부(20)는 기존 태양광 발전 시설(10)로부터 데이터를 수집함에 있어 다양한 방법들이 제시될 수 있다.The
일 예로 상기 데이터수집부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 기구축된 네트워크플랫폼을 통해 사전 연결된 하나 이상의 태양광 발전 시설로부터 각각 시설 정보, 발전량 정보 및 기상/기후 정보 등을 수집할 수 있다.As an example, the
상기 기구축된 네트워크플랫폼은 공지의 다양한 네트워크플랫폼 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만 이 경우 기존 태양광 발전 시설(10)은 자체적으로 실시간 발전량 정보와 기상/기후 정보 등을 센싱하는 센싱수단(100)과 센싱수단(100)의 센싱데이터를 기구축된 네트워크플랫폼을 통해 상기 데이터수집부(20)로 송신하기 위한 통신수단을 포함할 수 있다.The established network platform can be applied by selecting any one of a variety of known network platforms, and a detailed description thereof will be omitted. However, in this case, the existing photovoltaic
다른 예로 상기 상기 데이터수집부(20)는 하나 이상의 태양광 발전 시설(10) 각각에서 출력되는 기존시설정보를 업로드하여 수집할 수 있다.As another example, the
이는 통신수단 등이 구비되지 않은 기존 태양광 발전 시설(10)에서의 데이터 수집 방법으로, 기존 태양광 발전 시설(10)에 접속하여 기존시설정보를 다운로드 한 후 데이터수집부(20)로 다운로드된 정보들을 직접 업로드하는 방법이다.This is a data collection method in the existing photovoltaic
한편 상기 데이터수집부(20)는 기존시설정보에 있어 기존 태양광 발전 시설(10)의 설치 지역에 대한 기상/기후 정보를 별도로 수집할 수도 있다. Meanwhile, the
도 4를 참조하면 상기 데이터수집부(20)는 GIS(Geographic Information System)에 연동하여 하나 이상의 태양광 발전 시설(10)이 설치되는 지역을 식별하고, 공공데이터 포털(45) 또는 기상청 서버(40)에 접속하여 식별된 하나 이상의 태양광 발전 시설이 설치된 지역에 대한 기상/기후 정보를 수집할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
이때 상기 공공데이터 포털(45) 또는 기상청 서버(40)로부터 제공되는 기상/기후 정보는 OPEN API(Application Programming Interface) 형태의 정보일 수 있다.At this time, the weather/climate information provided from the
그리고 본 실시 예를 통해 수집되는 상기 기상/기후 정보는 앞서 언급한 일사량, 일조량, 온도, 습도, 풍량뿐 아니라 대기 오염정보를 포함할 수 있다. 상기 대기 오염정보는 아황산가스 농도, 일산화탄소 농도, 오존 농도, 이산화질소 농도, 미세먼지 농도, 통합대기환경수치, 통합대기환경지수, 아황산가스 지수, 일산화탄소 지수, 오존 지수, 이산화질소 지수, 및 미세먼지 지수 등을 포함할 수 있다.In addition, the meteorological/climate information collected through this embodiment may include the above-mentioned amount of insolation, sunlight, temperature, humidity, and wind volume as well as air pollution information. The air pollution information includes sulfur dioxide concentration, carbon monoxide concentration, ozone concentration, nitrogen dioxide concentration, fine dust concentration, integrated atmospheric environmental value, integrated atmospheric environmental index, sulfur dioxide index, carbon monoxide index, ozone index, nitrogen dioxide index, fine dust index, etc. may include.
또한 본 실시 예를 통해 수집되는 상기 기상/기후 정보는 실시간 정보뿐 아니라, 과거 기록된 정보와 앞으로 예상되는 예보 정보를 포함할 수 있다.In addition, the weather/climate information collected through this embodiment may include not only real-time information, but also past recorded information and future forecast information.
즉 본 발명의 데이터수집부(20)에서는 도 1에 도시된 바와 같이 기존 태양광 발전 시설(10)에 마련된 센싱수단(100)를 통해 자체적으로 계측되는 해당 시설의 기상/기후 정보를 전달받는 것이거나, 공공데이터 포털(45) 또는 기상청 서버(40)의 자동기상관측장비(AWS ; Automatic Weather System)로부터 제공되는 기상/기후 정보를 전달받는 것일 수 있다. That is, in the
이러한 기상/기후 정보의 수집은 상기 언급한 개별 방법을 통해 수행되는 것이거나 또는 복수의 방법이 병행되어 수행될 수도 있음은 당연하다.It goes without saying that the collection of such weather/climate information may be performed through the aforementioned individual methods or a plurality of methods may be performed in parallel.
상기 데이터베이스부(25)는 상기 데이터수집부(20)에서 수집되는 기존시설정보를 저장 및 누적하여 빅데이터화한다.The
또한 상기 데이터베이스부(25)는 상기 빅데이터화한 기존시설정보를 통계화하고, 사용자단말(50)의 요청 시 통계화된 기존시설정보를 추출하여 정보제공부(30)를 통해 사용자단말(50)로 제공될 수 있도록 한다.In addition, the
예를 들면 상기 통계화된 기존시설정보는 과거 선택된 기간의 발전량 정보이거나 선택된 기간동안의 변화된 기상/기후 정보일 수 있다.For example, the statistical information on existing facilities may be electricity generation information for a selected period in the past or changed weather/climate information for a selected period.
상기 정보제공부(30)는 상기 데이터베이스부(25)에 저장된 기존시설정보를 분석하여 발전량 예측 모델을 생성하며, 생성된 발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설(10) 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 컨설팅 정보를 제공한다.The
상기 컨설팅 정보는 상기 발전량 예측 모델에 의해 예측되는 예측 발전량과 그에 따른 예측 수익률 등을 포함함으로써 신규로 태양광 발전 시설의 경우 시설을 구축함에 있어 참고 데이터로 활용될 수 있도록 한다. The consulting information includes the predicted power generation amount predicted by the power generation prediction model and the corresponding predicted yield, so that it can be utilized as reference data in constructing a new solar power generation facility.
그리고 상기 정보제공부(30)는 접속된 사용자단말(50)의 OS환경에 따라 Web 또는 Mobile 기반의 서비스를 제공할 수 있으며, 사용자단말(50)에 따른 Web 또는 Mobile 환경에 적합한 GUI(graphical user interface)를 제공함으로써 컨설팅 정보들이 사용자단말(50)에서 표시될 수 있도록 한다. In addition, the
상기 사용자단말(50)은 상기 정보제공부(30)에 유선 또는 무선 통신망을 통해 접속되어 정보제공부(30)로부터 제공되는 컨설팅 정보들을 표시하거나, 선택된 기존 태양광 발전 시설(10) 또는 신규 태양광 발전 시설에 대한 예측 발전량 정보 등의 컨설팅 정보를 요청하기 위한 요청정보를 입력할 수 있다.The
이러한 사용자단말(50)은 데스크탑과 같이 고정성을 가지는 단말이거나 또는 스마트폰, 태블릿 등 이동성을 가지는 모바일 단말일 수 있다.The
이때 상기 사용자단말(50)은 모바일 단말일 경우 사전에 서비스를 제공받기 위한 서비스 앱(App)을 다운로드 및 설치한 단말일 수 있다.In this case, in the case of a mobile terminal, the
상기 언급한 통신망은 인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)을 통하여 대용량 데이터의 송수신 서비스 및 끊기는 현상이 없는 데이터 서비스를 제공하는 아이피망으로 아이피를 기반으로 서로 다른 망을 통합한 아이피망 구조인 올 아이피(All IP)망, 유선통신망, 이동통신망(CDMA, 2G, 3G, 4G, LTE), Wibro(Wireless Broadband)망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망, 위성통신망 및 와이파이(WI-FI, Wireless Fidelity)망 중 적합한 어느 하나를 이용할 수 있다.The above-mentioned communication network is an IP network that provides a large-capacity data transmission/reception service and a data service without interruption through the Internet Protocol (IP). It is an IP network structure that integrates different networks based on IP. All IP) network, wired communication network, mobile communication network (CDMA, 2G, 3G, 4G, LTE), Wibro (Wireless Broadband) network, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) network, satellite communication network and Wi-Fi (WI-FI, Wireless Fidelity) ) network can be used.
한편 상기 정보제공부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 특징도출모듈(300)과 학습모듈(310)과 모델생성모듈(320) 및 예측모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 특징도출모듈(300)은 상기 데이터수집부(20)로부터 수집되는 기존시설정보에서 학습을 위한 하나 이상의 특징을 추출한다.The
즉 상기 특징도출모듈(300)은 태양광 발전량을 예측하기 위해 사전 수집되는 방대한 정보에서 학습에 필요한 주요 인자를 추출하는 것으로, 예를 들면 발전량에 영향을 주게 되는 시간, 일사량, 온도, 발전량 등의 특징을 추출할 수 있다.That is, the
상기 학습모듈(310)은 상기 특징도출모듈(300)에서 추출된 특징을 기반으로 기계 학습(Machine Learning)을 수행한다.The
상기 학습모듈(310)에 의한 기계학습은 공지의 다양한 학습 알고리즘 중 선택된 하나 이상의 적용할 수 있다.Machine learning by the
예를 들면 상기 학습모듈(310)은 딥러닝(Deep Learning) 기반의 학습 알고리즘을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 딥러닝 학습 신경망 계열에 속하는 CNN(Convolutional Neural Network) 알고리즘을 이용하여 기계 학습을 수행할 수 있다.For example, the
상기 모델생성모듈(320)은 상기 학습모듈(310)에서 학습된 결과 정보를 전달받고 이를 기반으로 하나 이상의 발전량 예측 모델을 생성한다. 상기 발전량 예측 모델은 기존 태양광 발전 시설(10)별 발전량과 기상/기후정보 등의 상관 관계에 따른 패턴이 학습 모델로서 상기 데이터베이스부(25)에 실시간으로 누적되는 데이터에 의해 실시간으로 업데이트될 수 있다.The
상기 예측모듈(330)은 상기 모델생성부(320)에서 생성된 발전량 예측 모델을 적용하여 선택된 기존 태양광 발전 시설(10) 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량을 산출하여 출력한다.The
즉 상기 예측모듈(330)은 상기 사용자단말(50)로부터 입력되는 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역을 입력하게 되면, 상기 발전량 예측 모델에 기반하여 해당 예정 지역의 향후 기상/기후 정보를 예측하고 예측된 기상/기후 정보에 따른 발전량을 예측할 수 있게 되는 것이다.That is, the
상기 정보제공부(30)는 발전량 예측 모델을 기반으로 발전량을 예측함에 있어 오차 등을 보정함으로써 더욱 신뢰도 있는 정보를 제공하도록 함이 바람직하다.Preferably, the
이에 상기 정보제공부(30)는 보정모듈(340)을 더 포함할 수 있는 바, 상기 보정모듈(340)은 상기 기존시설정보의 발전량과 발전량 예측 모델에 기반한 예측 발전량 간의 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 반영하여 상기 모델생성모듈(320)에서 생성되는 발전량 예측 모델을 업데이트한다.Accordingly, the
기존시설정보의 발전량(측정값)과 발전량 예측 모델에 기반한 예측 발전량(예측값) 간의 오차율은 평균 제곱근 편차(RMSD ; Root Mean Square Deviation)를 활용하여 산출될 수 있다.The error rate between the generation amount (measured value) of the existing facility information and the predicted generation amount (predicted value) based on the generation amount prediction model can be calculated by using RMSD (Root Mean Square Deviation).
상기 평균 제곱근 편차(RMSD ; Root Mean Square Deviation)는 추정 값 또는 모델이 예측한 값과 실제 환경에서 관찰되는 값의 차이를 다룰 때 흔히 사용하는 측도로, 정밀도(precision)를 표현하는데 적합한 것으로 알려져 있으며, 각각의 차이값은 잔차(residual)라고도 하며, 평균 제곱근 편차는 잔차들을 하나의 측도로 종합할 때 사용되는 것으로 알려져 있다.The root mean square deviation (RMSD) is a measure commonly used when dealing with the difference between an estimated value or a value predicted by a model and a value observed in the real environment, and is known to be suitable for expressing precision. , each difference value is also called a residual, and it is known that the root mean square deviation is used to aggregate the residuals into one measure.
일 예로 상기 평균 제곱근 편차를 이용한 기존시설정보의 발전량(측정값)과 발전량 예측 모델에 기반한 예측 발전량(예측값) 간의 오차율은 아래의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.As an example, the error rate between the generation amount (measured value) of the existing facility information using the root mean square deviation and the predicted generation amount (prediction value) based on the generation amount prediction model may be calculated through Equation 1 below.
여기서, 측정값()는 번째 측정된 실시간 태양광 발전량(KW)이며, 예측값()는 번째 예측한 태양광 발전량(KW)이다.Here, the measured value ( ) is the measured real-time solar power generation (KW), and the predicted value ( ) is the predicted solar power generation (KW).
한편 도 6은 본 발명의 정보제공부(30)를 통해 제공되는 컨설팅 정보가 Web 환경의 사용자단말(50)에서 표시되는 화면의 일 예를 나타내는 도면으로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 정보제공부(30)는 앞서 언급한 바와 같이 다양한 GUI 환경을 통해 발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설(10) 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설에 대한 예측 발전량과 동일 시점의 실제 발전량이 함께 사용자단말(50)에서 표시되도록 제공함으로써 사용자가 용이하게 발전량(측정값)과 예측 발전량(예측값) 간을 비교해볼 수 있도록 컨설팅 정보를 제공한다.Meanwhile, FIG. 6 is a view showing an example of a screen on which consulting information provided through the
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Those skilled in the art from the above description will be able to see that various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
10 : 태양광 발전 시설 20 : 데이터수집부
25 : 데이터베이스부 30 : 정보제공부
40 : 기상청서버 45 : 공공 데이터 포털
50 : 사용자단말 300 : 특징도출모듈
310 : 학습모듈 320 : 모델생성모듈
330 : 예측모듈 330 : 보정모듈 10: solar power generation facility 20: data collection unit
25: database unit 30: information providing unit
40: Meteorological Agency Server 45: Public data portal
50: user terminal 300: feature derivation module
310: learning module 320: model creation module
330: prediction module 330: correction module
Claims (8)
상기 데이터수집부에서 수집되는 기존시설정보를 저장하여 빅데이터화하는 데이터베이스부; 및
상기 데이터베이스부에 저장된 기존시설정보를 분석하여 발전량 예측 모델을 생성하며, 생성된 발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량이 포함되는 컨설팅 정보를 제공하는 정보제공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
a data collection unit for collecting existing facility information including facility information, generation amount information, and weather/climate information for one or more previously installed solar power generation facilities;
a database unit for storing the existing facility information collected by the data collection unit and turning it into big data; and
The generation amount prediction model is generated by analyzing the existing facility information stored in the database unit, and the predicted generation amount for the existing solar power generation facility selected based on the generated generation amount prediction model or the selected new solar power generation facility installation area is included. A consulting system through big data-based solar power generation prediction, characterized in that it includes; an information providing unit that provides consulting information.
상기 데이터수집부는,
기구축된 네트워크플랫폼을 통해 사전 연결된 하나 이상의 태양광 발전 시설로부터 기존시설정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
The method of claim 1,
The data collection unit,
A consulting system through big data-based photovoltaic power generation prediction, characterized in that it collects existing facility information from one or more pre-connected photovoltaic power generation facilities through an established network platform.
상기 데이터수집부는,
하나 이상의 태양광 발전 시설 각각에서 출력되는 기존시설정보를 업로드하여 수집하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
The method of claim 1,
The data collection unit,
A consulting system through big data-based photovoltaic power generation prediction, characterized by uploading and collecting existing facility information output from each of one or more photovoltaic power generation facilities.
상기 데이터수집부는,
GIS(Geographic Information System)에 연동하여 하나 이상의 태양광 발전 시설이 설치되는 지역을 식별하고, 공공데이터 포털 또는 기상청 서버에 접속하여 하나 이상의 태양광 발전 시설이 설치된 지역에 대한 기상/기후 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
The method of claim 1,
The data collection unit,
By linking with GIS (Geographic Information System), one or more solar power generation facilities are identified, and by accessing a public data portal or the Meteorological Administration server, weather/climate information is collected for the area where one or more solar power generation facilities are installed. A consulting system through big data-based solar power generation prediction, characterized in that.
상기 기상/기후 정보는 일사량, 일조량, 온도, 습도, 풍량 중 하나 또는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
5. The method of claim 2 to 4,
The weather/climate information is a consulting system through big data-based solar power generation prediction, characterized in that it includes one or more of insolation, sunlight, temperature, humidity, and wind volume.
상기 정보제공부는,
발전량 예측 모델에 기반하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량과 동일 시점의 실제 발전량이 함께 표시되도록 제공하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
The method of claim 1,
The information providing unit,
Big data-based photovoltaic power generation prediction, characterized in that the predicted power generation for the selected existing photovoltaic power generation facility or the selected new photovoltaic power plant installation area and the actual power generation amount at the same time are displayed together based on the power generation forecast model consulting system through
상기 정보제공부는,
상기 데이터수집부로부터 수집되는 기존시설정보에서 학습을 위한 하나 이상의 특징을 추출하는 특징도출모듈;
상기 특징도출모듈에서 추출된 특징을 기반으로 기계 학습(Machine Learning)을 수행하는 학습모듈;
상기 학습모듈에서 학습된 결과 정보를 전달받고 이를 기반으로 하나 이상의 발전량 예측 모델을 생성하는 모델생성모듈; 및
상기 모델생성부에서 생성된 발전량 예측 모델을 적용하여 선택된 기존 태양광 발전 시설 또는 선택된 신규 태양광 발전 시설의 설치 예정 지역에 대한 예측 발전량을 산출하여 출력하는 예측모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.
The method of claim 1,
The information providing unit,
a feature deriving module for extracting one or more features for learning from the existing facility information collected from the data collection unit;
a learning module for performing machine learning based on the features extracted from the feature deriving module;
a model generation module for receiving the result information learned from the learning module and generating one or more power generation prediction models based on it; and
A prediction module for calculating and outputting the predicted power generation amount for the selected existing solar power generation facility or the selected new solar power generation facility installation area by applying the generation amount prediction model generated by the model generator; Consulting system through data-based solar power generation forecasting.
상기 정보제공부는,
상기 기존시설정보의 발전량과 발전량 예측 모델에 기반한 예측 발전량 간의 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 반영하여 상기 모델생성모듈에서 생성되는 발전량 예측 모델을 업데이트하는 보정모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 태양광 발전 예측을 통한 컨설팅 시스템.8. The method of claim 7,
The information providing unit,
A correction module that calculates an error value between the generation amount of the existing facility information and the predicted generation amount based on the generation amount prediction model, and updates the generation amount prediction model generated by the model generation module by reflecting the calculated error value; characterized by further comprising: Consulting system through big data-based solar power generation prediction.
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KR1020190156134A KR20210066642A (en) | 2019-11-28 | 2019-11-28 | Consulting system through big data based prediction of solar power generation |
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2019
- 2019-11-28 KR KR1020190156134A patent/KR20210066642A/en not_active IP Right Cessation
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