KR20210115432A - Operation and management system of photovoltaic power plant and method thereof - Google Patents

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KR20210115432A KR1020200031206A KR20200031206A KR20210115432A KR 20210115432 A KR20210115432 A KR 20210115432A KR 1020200031206 A KR1020200031206 A KR 1020200031206A KR 20200031206 A KR20200031206 A KR 20200031206A KR 20210115432 A KR20210115432 A KR 20210115432A
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Abstract

The present invention relates to an operation and management system of a solar power plant and a method thereof and, more specifically, to an operation and management system of a solar power plant and a method thereof for detecting overall power generation condition including geographic and natural environments of the solar power plant through a monitoring device, monitoring production power of each solar string through a string monitoring device, detecting a slope of a panel through a tilt detecting device, using a drone to quickly check for an abnormality in the solar power plant based on the power generation condition, the production power, and a value of the slope, and calculating scope of manpower and equipment for the checked abnormality.

Description

태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법{OPERATION AND MANAGEMENT SYSTEM OF PHOTOVOLTAIC POWER PLANT AND METHOD THEREOF}OPERATION AND MANAGEMENT SYSTEM OF PHOTOVOLTAIC POWER PLANT AND METHOD THEREOF

본 발명은 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모니터링 장치를 통해 태양광 발전소의 지리적 자연적 환경을 포함한 발전 상황을 종합적으로 검출하고, 스트링 감시장치를 통해 태양광 스트링별 생산 전력을 감시하며, 기울기 검출장치를 통해 패널의 기울기 상태를 검출하고, 발전 상황, 스트링별 생산 전력 및 기울기값에 근거하여 이상 발생 시 드론을 활용하여 태양광 발전소의 이상 여부를 신속히 확인하고, 확인된 이상 여부에 대해 인력 및 장비의 범위를 산출할 수 있는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an operation/management system and method for a solar power plant, and more particularly, comprehensively detects the power generation situation including the geographical and natural environment of the solar power plant through a monitoring device, and solar power through a string monitoring device Monitors the power produced by each string, detects the tilt state of the panel through the tilt detection device, and uses a drone to quickly check whether or not there is an abnormality in the solar power plant based on the power generation status, the generated power per string and the tilt value And, it relates to an operation/management system and method of a solar power plant that can calculate the range of manpower and equipment for the confirmed abnormality.

태양광 발전소는 최근 몇 년간 주요한 신재생 에너지의 우선적인 발전 시스템으로 권장되면서 수많은 발전설비 및 이의 운영에 필요한 인프라 시설들이 개발되었고 현재 수천 KW 용량의 태양광 발전 시설이 현장에서 설치 운용 중이다.As the solar power plant has been recommended as a priority power generation system for major new and renewable energy in recent years, numerous power generation facilities and infrastructure facilities necessary for their operation have been developed.

태양광 발전소는 태양광 모듈에서 인버터까지 태양광을 전기에너지로 전환하여 전달하는 직류전력 부분, 인버터를 통해 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통에 전달하는 교류전력 부분 및 태양광 발전소의 전력생산에 대한 발전량 등을 관리하는 모니터링 부분으로 구분된다.The solar power plant is a part of the DC power that converts and transmits solar light into electrical energy from the photovoltaic module to the inverter, the part of AC power that converts DC power into AC power through the inverter and delivers it to the grid, and the power generation of the solar power plant. It is divided into the monitoring part that manages the amount of power generation, etc.

이때, 태양광 발전소에서 출력되는 발전량을 유지하기 위해서는 유지 및 관리가 동반되어야 하고, 고장 및 이상 여부를 신속히 제거해야 한다.At this time, in order to maintain the amount of power output from the photovoltaic power plant, maintenance and management must be accompanied, and failures and abnormalities must be promptly removed.

태양광 발전소에서 전기에너지의 발생량 등을 점검하는 모니터링 시스템은 인버터의 상태를 원격에서 검출하여 스트링 또는 태양광 모듈의 상태를 점검하는 것으로서, 모니터링과 관련된 기술 중의 하나로 등록특허공보 제10-2065443호에 태양광 발전소의 데이터 분석 방법 및 시스템이 개시되었다.A monitoring system that checks the amount of electrical energy generated in a photovoltaic power plant is to remotely detect the status of an inverter to check the status of a string or a solar module. A method and system for data analysis of a solar power plant are disclosed.

상기 기술은 태양광 발전소의 이론적 예상 발전량을 산출하는 단계와, 상기 태양광 발전소로부터 실제 수집된 측정 발전량을 획득하는 단계와, 상기 예상 발전량 및 상기 측정 발전량의 차이를 비교한 결과에 따라 상기 태양광 발전소의 발전 손실 여부를 판단하는 단계 및 상기 태양광 발전소의 발전 손실이 발생한 것으로 판단된 경우, 손실 발전량에 기초하여 손실 원인을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The technology includes the steps of calculating the theoretical expected power generation of the solar power plant, obtaining the measured power generation actually collected from the photovoltaic power plant, and comparing the difference between the expected power generation amount and the measured power generation amount according to the result of the solar power generation It is characterized in that it comprises the steps of determining whether the power generation loss of the power plant and, when it is determined that the power generation loss of the photovoltaic power plant has occurred, determining the cause of the loss based on the lost power generation amount.

그러나 상기 기술은 태양광 발전 시설물의 상태를 파악할 수 없고, 강우, 지진, 폭설 등의 자연재해 또는 악의에 의한 파손 등에 대해 신속한 대처가 미흡한 문제점이 있다.However, the above technology has a problem in that it is not possible to grasp the state of the solar power generation facility, and it is insufficient to quickly respond to natural disasters such as rainfall, earthquake, heavy snow, or damage caused by malicious intent.

또한, 등록특허공보 제10-2032722호에 드론을 이용한 태양광 패널의 검사 방법 및 시스템이 개시되었다.In addition, a method and system for inspecting a solar panel using a drone are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2032722.

상기 기술은 카메라를 통해 촬영된 태양광 패널 그룹에 대한 영상에 기초하여, 태양광 패널 그룹을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역별로 태양광 패널의 ID(identification)를 할당하는 중앙 서버; 및 태양광 패널 그룹에 포함된 태양광 패널의 영상을 촬영하고, 촬영된 태양광 패널의 ID 정보와 촬영 결과 획득된 영상을 중앙 서버로 전송하는 비행 물체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The technology includes a central server that divides the solar panel group into a plurality of areas based on an image of the solar panel group photographed through a camera, and assigns an ID (identification) of the solar panel to each area; and a flying object that shoots an image of a solar panel included in the solar panel group, and transmits ID information of the photographed solar panel and an image obtained as a result of the photographing to a central server.

그러나 상기 기술은 드론의 비교적 짧은 비행시간 동안 촬영한 영상에 근거하여 태양광 패널을 검사하는 것으로서, 수십 ~ 수백 MW 급 이상의 태양광 발전소에 적용하기가 어렵고, 정밀 검사가 이루어질 수 없는 단점이 있다.However, the technique is to inspect a solar panel based on an image taken during a relatively short flight time of the drone, and it is difficult to apply to a solar power plant of several tens to hundreds of MW or more, and there is a disadvantage that a detailed inspection cannot be made.

한편, 대부분의 태양광 발전소는 인버터로부터 전달된 정보를 통해서만 상태를 확인하고 있다. 즉, 상주 인원이 없는 태양광 발전소 대부분은 고장 발생 후 현장을 방문하지 않는 한 확인을 할 수 있는 방법이 거의 전무한 상황이다.On the other hand, most solar power plants check the status only through information transmitted from the inverter. In other words, most solar power plants without permanent personnel have almost no way to check them unless they visit the site after a breakdown occurs.

상주 인원이 있는 태양광 발전소 또한 일상적인 육안 점검만 가능하므로 정밀 점검을 하기 곤란한 경우가 많고, 근래에는 드론을 활용한 태양광 발전소의 유지, 보수, 관리에 대한 방식이 부각되면서 관련 기관에서 활용하려고 노력하고 있지만 대부분 초기 기술에 한정되어 실질적인 유지 보수에 활용하기 어려운 실정이다.Solar power plants with resident personnel are also often difficult to perform precise inspections because only routine visual inspections are possible. Although efforts are being made, most of them are limited to the initial technology, so it is difficult to use them for actual maintenance.

태양광 발전소의 상태감시시스템 적용은 최근에 검토 및 적용되고 있는 시스템으로 기존 발전소에 추가 설치 및 신규 발전소에 같이 설치되고 있는 실정이다. 상태 감시시스템이 적용되기 전에는 태양광 발전소에 이상이 발생했을 때 발전소 전체를 정밀 점검을 해야 원인을 파악할 수 있으므로 태양광 발전소의 관리가 쉽지 않아서 발전소가 부실 관리되고 이로 인해서 태양광 발전소 사업주의 불만이 높아짐과 동시에 태양광 발전소의 수익 악화로 인한 근거 없는 낭설도 유포되고 있는 실정이었다.The application of the condition monitoring system of a solar power plant is a system that has been recently reviewed and applied. Before the condition monitoring system was applied, when an abnormality occurred in a solar power plant, the entire power plant had to be thoroughly inspected to determine the cause. At the same time as the increase, baseless rumors due to the deterioration of the profits of solar power plants were also being circulated.

등록특허공보 제10-2065443호(2020. 02. 07.)Registered Patent Publication No. 10-2065443 (2020.02.07.) 등록특허공보 제10-2032722호(2019. 10. 10.)Registered Patent Publication No. 10-2032722 (2019. 10. 10.)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 모니터링 장치를 통해 태양광 발전소의 발전 상황을 지속적으로 모니터링하는 상태에서, 스트링 감시장치를 통해 스트링별 전력 생산의 이상 여부를 감시하고, 기울기 검출장치를 통해 태양광 패널의 기울기를 실시간으로 검출하여, 이상 발생 시 태양광 스트링 및 기울기값에 따라 이상이 발생된 태양광 스트링(또는 패널 및 어레이를 포함)의 위치를 특정할 수 있는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art, and the problem to be solved in the present invention is to continuously monitor the power generation status of a solar power plant through a monitoring device, and a string through a string monitoring device It monitors whether there is an abnormality in power production for each star and detects the inclination of the solar panel in real time through the inclination detection device. Including) to provide an operation/management system and method of a solar power plant that can specify the location of the solar power plant.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 발전 상황, 스트링별 생산 전력 및 기울기값에 근거하여, 이상 발생 시 드론을 활용하여 이상이 발생된 구역을 면밀히 촬영하고, 촬영된 영상에 근거하여 유지 보수에 요구되는 인력 및 장비를 신속히 산출할 수 있는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another problem to be solved in the present invention is based on the power generation situation, the power produced by each string, and the slope value, and when an abnormality occurs, a drone is used to closely photograph the region where the abnormality occurs, and maintenance based on the captured image To provide a solar power plant operation/management system and method that can quickly calculate the manpower and equipment required for

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템은 복수 개의 태양광 스트링이 연결된 태양광 어레이, 상기 태양광 어레이로부터 생산된 직류전력을 직렬 또는 병렬로 연결하여 취합하는 접속반, 상기 접속반에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통에 공급하는 인버터를 포함하고, 상기 인버터의 상태를 검출하는 모니터링 장치; 상기 태양광 스트링의 상태를 감시하는 스트링 감시장치; 태양광 패널이 설치되는 구조물의 기울기를 검출하는 기울기 검출장치; 상기 태양광 어레이의 상부 상공을 비행하면서 촬영된 영상을 전송하는 드론장치; 및 상기 모니터링 장치, 스트링 검출장치, 기울기 검출장치 및 드론장치로부터 전송된 정보에 근거하여 상기 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하고, 판단된 정보에 근거하여 유지 및 관리에 대한 정보를 산출하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the operation/management system of a solar power plant according to the present invention is a solar array to which a plurality of solar strings are connected, and a connection for collecting DC power produced from the solar array by connecting in series or parallel. a monitoring device comprising an inverter converting DC power output from the connection panel into AC power and supplying it to a grid, and detecting a state of the inverter; String monitoring device for monitoring the state of the solar string; a tilt detection device for detecting a tilt of a structure in which a solar panel is installed; a drone device that transmits an image captured while flying over the upper part of the solar array; and a control device that determines whether the solar power plant is abnormal based on information transmitted from the monitoring device, string detection device, tilt detection device, and drone device, and calculates information on maintenance and management based on the determined information It is characterized in that it includes.

여기서, 상기 모니터링 장치는 상기 태양광 어레이에서 생산되는 전기에너지의 발전량 및 상기 계통의 전력상황을 검출하여 관리하는 전력제어부; 태양의 고도, 태양광의 입사 광량, 온도 및 습도에 근거하여 발전 예측량을 산출하는 발전량예측부; 상기 태양광 스트링, 접속반 및 인버터의 고장 여부를 진단하는 고장진단부; 상기 접속반에서 출력되는 생산 전력량에 대한 통계정보를 산출하는 발전현황산출부; 및 상기 전력제어부, 발전량예측부, 고장진단부 및 발전현황산출부에서 출력되는 결과값를 표시하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the monitoring device includes: a power control unit for detecting and managing the amount of electricity generated by the solar array and the power status of the system; a power generation forecasting unit for calculating a predicted power generation amount based on the altitude of the sun, the amount of incident light of the sun, temperature, and humidity; a fault diagnosis unit for diagnosing whether the solar string, the connection panel and the inverter are faulty; a power generation status calculation unit for calculating statistical information on the amount of electricity produced by the connection panel; and a monitoring unit for displaying the result values output from the power control unit, the generation amount prediction unit, the fault diagnosis unit, and the generation status calculation unit.

또한, 상기 태양광 스트링 감시장치는 상기 태양광 스트링에 연결된 인입 전력선에 대한 각각의 전력값을 지속적으로 감시하고, 감시된 상기 전력값을 누적하거나 비교 분석하여 각각의 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 감시하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar string monitoring device continuously monitors each power value for the incoming power line connected to the solar string, and accumulates or compares and analyzes the monitored power values to generate power from each solar string. characterized by monitoring.

또한, 상기 기울기 검출장치는 상기 태양광 패널을 지지하는 구조물에 설치되는 복수 개의 기울기 센서모듈; 복수 개의 상기 기울기 센서모듈에서 출력되는 기울기값을 취합하는 기울기값 취합모듈; 및 상기 기울기값 취합모듈에서 출력되는 기울기값에 대응하는 태양광 스트링 또는 패널 및 어레이의 식별번호를 결합하여 상기 제어장치로 전송하는 전송모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the tilt detection device includes a plurality of tilt sensor modules installed on the structure supporting the solar panel; a gradient value collecting module for collecting gradient values output from the plurality of inclination sensor modules; And it characterized in that it comprises a transmission module that combines the identification number of the solar string or panel and the array corresponding to the slope value output from the slope value collecting module and transmits to the control device.

또한, 상기 태양광 패널에는 상기 태양광 패널의 내부에 배치되어 인가된 전원에 의해 유색광을 출력하는 광원; 및 상기 광원모듈의 전방에 배치되고 상기 태양광 스트링과 수평을 이루는 투명필름을 더 포함하여 구성되고, 상기 제어장치는 상기 드론을 통해 촬영된 영상에서 상기 광원모듈로부터 출력된 광원의 색상 농도, 크기에 근거하여 상기 태양광 패널의 표면 오염정보를 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar panel includes a light source disposed inside the solar panel and outputting colored light by the applied power; and a transparent film disposed in front of the light source module and formed horizontally with the solar string, wherein the control device controls the color density and size of the light source output from the light source module in the image captured by the drone. It is characterized in that the surface contamination information of the solar panel is detected based on the

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 방법은 인버터의 상태를 검출하는 모니터링 장치와 상기 태양광 스트링의 상태를 검출하는 스트링 검출장치로부터 검출된 정보를 수신하는 정보수신단계; 상기 정보수신단계에서 수신된 정보에 근거하여 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하는 이상 여부 판단단계; 상기 이상 여부 판단단계의 판단결과 이상이 발생된 것으로 판단되면, 일시적 현상인지 지속적 현상인지를 판단하는 지속 여부 판단단계; 상기 지속 여부 판단단계의 판단결과 지속적 현상인 것으로 판단되면, 드론장치를 통해 이상 여부가 발생된 태양광 스트링의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 수신하는 영상수신단계; 및 상기 영상수신단계에서 수신된 촬영영상에 근거하여 유지/관리를 위한 장비 및 인력을 산출하는 장비/인력 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the method for operating/managing a photovoltaic power plant according to the present invention receives information from a monitoring device for detecting the state of an inverter and a string detecting device for detecting the state of the photovoltaic string. step; an abnormality determination step of determining whether the solar power plant is abnormal based on the information received in the information receiving step; If it is determined that an abnormality has occurred as a result of the determination of the abnormality determination step, a continuation determination step of determining whether a temporary phenomenon or a continuous phenomenon has occurred; When it is determined that the continuous phenomenon is a continuous phenomenon as a result of the determination of the continuity determination step, an image receiving step of photographing an image of a solar string in which abnormality is generated through a drone device, and receiving the photographed image; and an equipment/manpower calculation step of calculating equipment and manpower for maintenance/management based on the captured image received in the image receiving step.

본 발명에 의하면, 모니터링과 스트링 감시를 통해 대용량 태양광 발전소에서 이상이 발생된 구역을 특정할 수 있으므로, 점검에 소요되는 구역이 한정됨에 따라 유지 보수에 소요되는 시간 및 인력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since it is possible to specify an area where an abnormality has occurred in a large-capacity solar power plant through monitoring and string monitoring, it is possible to minimize the time and manpower required for maintenance as the area required for inspection is limited. There is this.

또한, 이상 발생 구역이 특정됨에 따라 드론을 활용한 이상 여부를 확인하는 시간이 단축되고, 이상 발생 구역의 신속한 검출이 가능한 장점이 있다.In addition, as the abnormality occurrence area is specified, the time for checking whether there is an abnormality using the drone is shortened, and there is an advantage in that the abnormality occurrence region can be quickly detected.

또한, 스트링 감시장치를 통해 일시적인 오류인지 지속적인 오류인지를 판단하여 이상 여부에 대한 정밀성을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that it is possible to increase the precision of the abnormality by determining whether the error is a temporary error or a continuous error through the string monitoring device.

이에 더하여, 드론으로 촬영된 영상을 통해 태양광 패널의 이상 여부를 파악할 수 있고, 수집된 정보 및 드론장치로 촬영된 영상정보에 근거하여 이상 여부에 따라 복구 장비 및 인력을 적절히 투입하여 신속한 복구를 통한 지속적인 태양광 발전을 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to determine whether there is an abnormality in the solar panel through the image taken by the drone, and based on the collected information and the image information photographed by the drone device, according to the abnormality, the recovery equipment and manpower are appropriately put in to perform the rapid restoration. It has the advantage of being able to carry out continuous solar power generation through

또한, 검출된 이상 여부의 정도 및 지속시간에 따라 복수 개의 단계로 구분하고, 구분된 단계마다 적절한 조치를 취하도록 구성됨으로써, 이상 발생의 선후관계를 고려한 유지/관리를 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is divided into a plurality of stages according to the degree and duration of the detected abnormality, and is configured to take appropriate measures for each divided stage, so there is an advantage that maintenance/management can be performed in consideration of the precedence of occurrence of abnormality. .

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 대한 개략적인 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 필터의 동작상태에 대한 단상 등가회로도,
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 모니터링 장치의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 스트링 감시장치의 연결 구성도,
도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 기울기 검출장치의 기울기 센서 배치 구성도 및 내부 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용되어 태양광 패널의 오염정보를 검출하기 위한 일 실시 예를 나타낸 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 방법에 대한 흐름도이다.
1 is a schematic configuration diagram of an operation / management system of a solar power plant according to the present invention;
2 and 3 are single-phase equivalent circuit diagrams for the operating state of the filter applied to the operation / management system of the solar power plant according to the present invention;
4 is a configuration diagram of a monitoring device applied to the operation / management system of a solar power plant according to the present invention;
5 is a connection configuration diagram of a string monitoring device applied to an operation / management system of a solar power plant according to the present invention;
6 and 7 are, respectively, a configuration diagram and an internal configuration diagram of a tilt sensor of a tilt detection device applied to the operation/management system of a solar power plant according to the present invention;
8 is a side cross-sectional view showing an embodiment for detecting pollution information of a solar panel applied to the operation/management system of a solar power plant according to the present invention;
9 is a flowchart of an operation/management method of a solar power plant according to the present invention.

다음으로, 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, a preferred embodiment of a solar power plant operation / management system and method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the same reference numerals are used for technical elements having the same function, and repeated detailed descriptions are omitted to avoid overlapping descriptions.

또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.In addition, the examples described below are illustratively shown in order to effectively show the preferred embodiments of the present invention, and should not be construed to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an operation/management system of a solar power plant according to the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템은 태양광 어레이(10), 접속반(20), 인버터(30), 모니터링 장치(100), 스트링 감시장치(200), 기울기 검출장치(300), 드론(400) 및 제어장치(500)를 포함하여 구성된다.1 , the operation/management system of a solar power plant according to the present invention includes a solar array 10 , a connection panel 20 , an inverter 30 , a monitoring device 100 , and a string monitoring device 200 . ), a tilt detection device 300 , a drone 400 and a control device 500 .

태양광 어레이(10)는 복수 개의 태양광 스트링(11)이 연결된 것이고, 태양광 스트링(11)은 복수 개의 패널이 연결된 구조이다.The photovoltaic array 10 has a structure in which a plurality of photovoltaic strings 11 are connected, and the photovoltaic string 11 has a structure in which a plurality of panels are connected.

이러한 태양광 스트링(11, 또는 패널)은 일반적으로 콘크리트 구조물인 베이스 플레이트에 H빔, 각형 또는 앵글 등을 포함하는 구조물에 지면으로부터 소정 이격되어 설치된다. 여기서, 상기 베이스 플레이트는 설치조건에 따라 생략되거나 지중에 매립될 수 있음은 물론이다.These solar strings (11, or panels) are installed at a predetermined distance from the ground in a structure including an H-beam, a square shape or an angle, etc. on a base plate, which is generally a concrete structure. Here, of course, the base plate may be omitted or buried in the ground depending on installation conditions.

상기 태양광 어레이(10)에서 생산된 직류전력은 접속반(20)에서 동일한 극성의 전압을 하나의 접속점으로 취합하게 된다. 또한, 접속반(20)의 후단에는 도면에 도시하지 않았으나 취합된 출력 전원을 일정한 직류링크 전압으로 유지시키는 DC 컨버터가 구성되고, 설계조건에 따라 생산된 직류전력을 저장하기 위한 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System) 등이 더 설치될 수 있다.The DC power produced by the solar array 10 collects voltages of the same polarity in the connection panel 20 as one connection point. In addition, although not shown in the drawing, a DC converter for maintaining the combined output power at a constant DC link voltage is configured at the rear end of the connection panel 20, and an energy storage device (ESS) for storing DC power produced according to design conditions , Energy Storage System), etc. may be further installed.

인버터(30)는 접속반(20, 또는 ESS가 구성되는 경우 ESS 포함)에서 출력되는 직류전원을 계통의 교류전원으로 변환하여 계통에 공급한다.The inverter 30 converts the DC power output from the connection panel 20 (or, if the ESS is included, including the ESS) into AC power of the system and supplies it to the system.

상기의 구성에서, 인버터(30)의 교류전력 출력측과 계통 사이에는 교류전력을 계통의 전압으로 변성하기 위한 변압기(40)가 설치되고, 계통의 서지전압 또는 태양광 인버터(30)에 발생된 고조파를 감쇄시키기 위해 인버터(30)와 변압기(40) 사이에는 필터(50)가 더 설치될 수 있다.In the above configuration, between the AC power output side of the inverter 30 and the grid, a transformer 40 for converting AC power to the voltage of the grid is installed, and the surge voltage of the grid or harmonics generated in the solar inverter 30 A filter 50 may be further installed between the inverter 30 and the transformer 40 to attenuate the .

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 필터의 동작상태에 대한 단상 등가회로를 나타낸 것이다.2 and 3 show a single-phase equivalent circuit for the operating state of the filter applied to the operation / management system of the solar power plant according to the present invention.

첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 필터(50)는 직렬인덕터(51), 제1 스위치(52), 병렬인덕터(53) 및 제2 스위치(54)를 포함하여 구성된다.2 and 3 , the filter 50 includes a series inductor 51 , a first switch 52 , a parallel inductor 53 , and a second switch 54 .

직렬인덕터(51)는 계통의 단락전류의 크기를 제한하고, 제1 스위치(52)는 상기 직렬인덕터(51)와 병렬로 연결되어 상기 직렬인덕터(51)의 투입 여부를 제어한다.The series inductor 51 limits the magnitude of the short-circuit current of the system, and the first switch 52 is connected in parallel with the series inductor 51 to control whether the series inductor 51 is turned on or not.

병렬인덕터(53)는 사고 전압의 크기를 결정하고, 제2 스위치(54)는 상기 병렬인덕터(53)와 직렬로 연결되어 상기 병렬인덕터(53)의 투입 여부를 제어하는 기능을 수행한다.The parallel inductor 53 determines the magnitude of the fault voltage, and the second switch 54 is connected in series with the parallel inductor 53 to control whether the parallel inductor 53 is turned on or not.

여기서, 상기 병렬인덕터(53)를 대신하여 커패시터가 적용될 수 있으나, LC 구조의 고차 필터를 적용할 경우, 고조파 감쇄율은 증가되지만 L 구조의 1단 필터를 적용하거나 필터 계수의 조정이 부정확할 경우에는 공진의 위험이 발생하기 때문에, 본 발명에서는 직렬인덕터와 병렬인덕터 방식의 LL 구조가 적용된다.Here, a capacitor may be applied instead of the parallel inductor 53, but when a higher-order filter of the LC structure is applied, the harmonic attenuation rate is increased, but if the first-stage filter of the L structure is applied or the filter coefficient adjustment is inaccurate Since the risk of resonance occurs, the LL structure of the series inductor and parallel inductor type is applied in the present invention.

상기의 구성을 통한 필터의 스위칭 동작을 살펴본다.Let's look at the switching operation of the filter through the above configuration.

계통 전압이 정상상태에서 제1 스위치(52)는 닫힘 상태(close), 제2 스위치(54)는 열림 상태(open)로 유지되어 인버터(30)에서 출력되는 전력이 직렬인덕터(51)를 거치지 않고 제1 스위치(52)로 바이패스되어 계통에 공급(도 2 참조)된다.In the normal state of the grid voltage, the first switch 52 is maintained in a closed state and the second switch 54 is maintained in an open state, so that the power output from the inverter 30 does not pass through the series inductor 51 . It is bypassed by the first switch 52 without being supplied to the system (see FIG. 2).

계통 전압이 일정이상 저하되는 이상 상태로 판단되면, 제1 스위치(52)는 열림 상태(open), 제2 스위치(54)는 닫힘 상태(close)로 전환되어, 직렬인덕터(51) 및 병렬인덕터(53)가 계통에 투입되며, 이에 의해 계통에 무효전력이 공급(도 3 참조)된다.If it is determined that the system voltage is lowered by more than a certain level, the first switch 52 is switched to an open state and the second switch 54 is switched to a closed state, and the series inductor 51 and the parallel inductor (53) is put into the system, whereby reactive power is supplied to the system (see FIG. 3).

계통 전압이 정상 상태로 복귀하는 경우에는 제1 스위치(52)는 닫힘 상태(close), 제2 스위치(54)는 열림 상태(open)로 전환(도 2 참조)되게 된다.When the system voltage returns to the normal state, the first switch 52 is switched to a closed state (close) and the second switch 54 is switched to an open state (see FIG. 2 ).

상기의 과정에서 제1 스위치(52) 동작과 제2 스위치(54) 동작 사이에는 각각 제1 지연시간 및 제2 지연 시간이 설정된다. 즉, 제1 스위치(52)가 열린 상태(open)로 전환되면서 제2 스위치(54)가 닫힌 상태(close)로 동시에 전환되게 되면, 직렬인덕터(51)와 병렬인덕터(53)가 동시에 계통에 투입되어 계통 임피던스가 급변하게 된다. 즉, 인피던스의 급변에 의해 전압에 스위칭 리플이 인가되게 된다.In the above process, a first delay time and a second delay time are respectively set between the operation of the first switch 52 and the operation of the second switch 54 . That is, when the first switch 52 is switched to the open state and the second switch 54 is simultaneously switched to the closed state, the series inductor 51 and the parallel inductor 53 are simultaneously connected to the system. input, and the system impedance changes rapidly. That is, a switching ripple is applied to the voltage due to a sudden change in impedance.

즉, 제1 지연시간은 제1 스위치(52)가 동작(open)하여 직렬인덕터(51)가 계통에 투입된 후 제2 스위치(54)가 동작(on)하기까지의 시간이고, 제2 지연시간은 제2 스위치(54)가 동작(open)하여 병렬인덕터(53)가 계통에서 분리된 후 제1 스위치(52)가 동작(on)하기까지의 시간이다.That is, the first delay time is a time from when the first switch 52 operates (open) and the series inductor 51 is put into the system until the second switch 54 operates (on), and the second delay time is the time until the first switch 52 operates (on) after the second switch 54 operates (open) and the parallel inductor 53 is disconnected from the system.

이에, 지연시간을 설정함으로써 계통 전압이 저전압 상태인 경우에는 직렬인덕터(51)가 투입된 이후 소정 시간 이후에 병렬인덕터(53)가 계통에 투입되게 되어 계통에 무효전력을 공급하게 되고, 계통 전압이 정상으로 복귀하는 경우에는 병렬인덕터(53)가 계통에서 분리된 이후 소정의 시간 이후에 직렬인덕터(51)가 계통에서 분리되어 유효전력을 공급하게 됨으로써, 스위칭 리플을 감소시킬 수 있게 된다.Accordingly, when the grid voltage is in a low voltage state by setting the delay time, the parallel inductor 53 is put into the grid after a predetermined time after the series inductor 51 is turned on, thereby supplying reactive power to the grid, and the grid voltage is In the case of returning to normal, the series inductor 51 is disconnected from the system after a predetermined time after the parallel inductor 53 is disconnected from the system to supply active power, thereby reducing the switching ripple.

모니터링 장치(100)는 원격에 배치되어 인버터(30)에 입력되는 직류전력과 출력되는 교류전력의 전력 상황을 검출하여 표시하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 모니터링 장치의 구성을 나타낸 도면이다.The monitoring device 100 is remotely disposed to detect and display the power status of DC power input to the inverter 30 and AC power outputted to the inverter 30, and FIG. 4 shows the operation of the solar power plant according to the present invention. / It is a diagram showing the configuration of the monitoring device applied to the management system.

첨부된 도 4를 참조하면, 상기 모니터링 장치(100)는 전력제어부(110), 발전량예측부(120), 고장진단부(130), 발전현황산출부(140) 및 출력부(150)를 포함하여 구성된다.4 , the monitoring device 100 includes a power control unit 110 , a generation amount prediction unit 120 , a fault diagnosis unit 130 , a power generation status calculation unit 140 , and an output unit 150 . is composed by

전력제어부(110)는 태양광 어레이(10)에서 생산되는 전기에너지의 발전량 및 계통의 전력정보를 검출하여 계통에 공급 가능한 전력으로 인버터(30)의 전력을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 전력제어부(110)는 태양광 발전소에서 생산되는 전력 생산량 및 계통에서 부하로 공급되는 전력 공급량 등을 검출하여 관리한다.The power control unit 110 detects the amount of electric energy produced by the solar array 10 and power information of the system to control the power of the inverter 30 with power that can be supplied to the system. That is, the power control unit 110 detects and manages the amount of power produced by the solar power plant and the amount of power supplied to the load from the system.

발전량예측부(120)는 태양의 고도, 태양광의 입사 광량, 온도 및 습도에 근거하여 발전 예측량을 산출하는 기능을 수행한다.The generation amount prediction unit 120 performs a function of calculating the generation prediction amount based on the altitude of the sun, the amount of incident light of the sunlight, temperature, and humidity.

태양광 발전소에서 생산되는 전력량은 태양광의 입사 광량 및 온도 등과 같은 기상 변화에 영향을 받게 되어 불안정하게 전력을 발생한다. 이에, 태양광 발전 설비에서 출력될 수 있는 전력량의 산출을 통해 계통 전력을 안정적으로 유지할 수 있는 요건이 예측될 수 있다.The amount of power produced by the solar power plant is affected by weather changes such as the amount of incident light and temperature of sunlight, and thus unstable power is generated. Accordingly, the requirement for stably maintaining system power through the calculation of the amount of power that can be output from the photovoltaic power generation facility can be predicted.

특정 장소에서의 태양광에 의한 발전량을 사전에 예측하기 위해서는 과거에 측정된 데이터를 바탕으로 시계열적 분석을 통해 의미 있는 추세나 영향을 파악해야 한다. 이를 위해서 통상적으로는 지수평활법이나 자기회귀-이동평균 모형 등의 통계적 알고리즘이 사용될 수 있다.In order to predict the amount of solar power generation in a specific place in advance, it is necessary to identify meaningful trends or influences through time-series analysis based on data measured in the past. For this purpose, a statistical algorithm such as an exponential smoothing method or an autoregressive-moving average model may be used.

따라서, 본 발명에 적용되어 태양광 발전소에서 생산되는 발전량을 예측하는 발전량예측부(120)는, 태양광 어레이가 설치된 위치에서 측정된 기상상태의 측정기상정보에 근거한 발전량과, 측정기상정보에 따른 측정 시점에서의 발전량을 기초로 기상정보 제공장치로부터 수신된 수신기상정보에 근거하여 인버터의 예상 출력 발전량을 산출하여 출력되도록 구성된다.Therefore, the amount of power generation prediction unit 120 applied to the present invention for predicting the amount of power generated by the solar power plant, the amount of power generated based on the measured weather information of the meteorological state measured at the location where the solar array is installed, and the measured weather information It is configured to calculate and output the expected output power generation amount of the inverter based on the receiver weather information received from the meteorological information providing device based on the power generation amount at the time of measurement.

부연하면, 상기 발전량예측부(120)는 태양광 어레이가 설치된 위치에서의 검출된 측정기상정보, 시간 및 날짜에 근거한 측정시점에서의 발전량을 검출하고, 인터넷 등의 통신망을 통해 제공되는 기상정보 제공장치(예를 들면, 기상청 서버 등)로부터 제공된 수신기상정보에 근거하여, 추정되는 발전 예측량을 산출하여 출력한다.In other words, the power generation prediction unit 120 detects the amount of power generated at the measurement point based on the measured weather information detected at the location where the solar array is installed, the time and the date, and provides weather information provided through a communication network such as the Internet. Based on the receiver meteorological information provided from the device (eg, the Meteorological Agency server, etc.), the estimated power generation predicted amount is calculated and output.

이때, 상기 발전량예측부(120)에서 산출되는 발전 예측량은 단기 발전 예측량, 중기 발전 예측량 및 장기 발전 예측량으로 구분하여 산출되도록 구성될 수 있다.In this case, the predicted power generation amount calculated by the power generation forecasting unit 120 may be configured to be calculated by dividing it into a short-term power generation predicted amount, a medium-term power generation predicted amount, and a long-term power generation predicted amount.

단기 발전 예측량은 수신기상정보의 수신 주기에 맞춰 생산되는 전력량을 예측하는 것으로서, 측정시점에서의 2 ~ 3시간 이후에 발전 가능한 예측량이다.The short-term power generation predicted amount predicts the amount of power produced according to the reception cycle of the receiver weather information, and is a predicted amount that can be generated after 2-3 hours from the measurement point.

중기 발전 예측량은 1 ~ 2주 동안 생산되는 전력량을 예측하는 것이고, 장기 발전 예측량은 월 또는 분기별로 발전 가능한 예측량이다.The medium-term power generation forecast is to predict the amount of electricity produced for one to two weeks, and the long-term power generation forecast is the forecast amount that can be generated monthly or quarterly.

고장진단부(130)는 태양광 어레이, 접속반 및 인버터의 고장 여부를 진단하는 기능을 수행하는 것으로서, 접속반 및 인버터의 고장진단은 각각 접속반 및 인버터에 동기신호를 송출하고, 송출된 동기신호에 대한 응답신호의 수신여부에 따라 고장여부를 판단하도록 구성된다.The fault diagnosis unit 130 performs a function of diagnosing the failure of the solar array, the connection panel and the inverter, and the fault diagnosis of the connection panel and the inverter transmits a synchronization signal to the connection panel and the inverter, respectively, and the transmitted synchronization It is configured to determine whether a failure occurs according to whether or not a response signal to the signal is received.

발전현황산출부(140)는 접속반에서 출력되는 생산 전력량에 대한 통계정보를 산출하는 것으로서, 상기 발전현황산출부(140)에서 산출되는 통계정보는 상기 접속반에서 출력되는 실시간 전력량, 금일 발전량, 시간별 발전량, 일별 발전량, 월별 발전량, 누적 발전량 등을 포함한다.The power generation status calculation unit 140 calculates statistical information on the amount of generated power output from the connection panel, and the statistical information calculated from the generation status calculation unit 140 includes real-time power output from the connection panel, today's generation amount, It includes hourly power generation, daily power generation, monthly power generation, cumulative power generation, and the like.

출력부(150)는 상기 전력제어부(110), 발전량예측부(120), 고장진단부(130) 및 발전현황산출부(140)에서 산출된 정보를 시각적으로 표시한다.The output unit 150 visually displays the information calculated by the power control unit 110 , the generation amount prediction unit 120 , the failure diagnosis unit 130 , and the generation status calculation unit 140 .

스트링 감시장치(200)는 개별단위의 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 검출하여 태양광 스트링(11)의 이상 여부를 감시하는 기능을 수행한다.The string monitoring device 200 performs a function of monitoring whether the solar string 11 is abnormal by detecting the power produced by the solar string of an individual unit.

도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 스트링 감시장치의 연결 구성도를 나타낸 것이다.5 is a diagram illustrating a connection configuration of a string monitoring device applied to an operation/management system of a solar power plant according to the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 상기 스트링 감시장치(200)는 접속반(20)에 연결되어 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 감시하는 것으로 도시하였으나, 설계조건에 따라 상기 스트링 감시장치(200)는 도 5에 보인 바와 같이, 상기 접속반(20) 내부에 배치될 수 있다.1, the string monitoring device 200 is connected to the connection panel 20 and is illustrated as monitoring the power produced by the solar string, but the string monitoring device 200 according to design conditions is As shown in FIG. 5 , it may be disposed inside the connection panel 20 .

상기 스트링 감시장치(200)는 각각의 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 감시하게 되는데, 이는 접속반(20)에 입력되는 전력선의 전력을 감시함으로써 태양광 스트링의 생산전력 상황을 감시할 수 있다.The string monitoring device 200 monitors the power produced by each solar string, which monitors the power of the power line input to the connection panel 20 to monitor the production power status of the solar string.

예를 들어, 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이, n개의 태양광 스트링(11a ~ 11n)이 구성된 경우, 상기 스트링 감시장치(200)는 태양광 스트링에 연결된 n개의 인입 전력선에 대한 각각의 전압/전류에 대한 전력값을 지속적으로 감시하고, 개별적으로 감시된 태양광 스트링에서 출력되는 각각의 전력값을 누적하거나 비교 분석하여 각각의 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 감시한다.For example, as shown in FIG. 5 , when n solar strings 11a to 11n are configured, the string monitoring device 200 provides respective voltages for n incoming power lines connected to the solar strings. / Continuously monitors the power value for current and monitors the power produced by each solar string by accumulating or comparing and analyzing each power value output from the individually monitored solar strings.

부연하면, 상기 스트링 감시장치(200)는 제1 태양광 스트링(11a)의 생산전력, 제2 태양광 스트링(11b)의 생산전력 및 제n 태양광 스트링(11n)에서 생산전력을 개별적으로 감시하게 된다.In other words, the string monitoring device 200 individually monitors the production power of the first solar string 11a, the production power of the second solar string 11b, and the production power in the n-th solar string 11n. will do

예를 들어, 태양광 스트링(11b)에서 출력되는 생산전력이 이웃하는 태양광 스트링(11a, 11c)에서 생산전력보다 상대적으로 낮은 경우, 상기 태양광 스트링(11b)에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.For example, when the generated power output from the photovoltaic string 11b is relatively lower than that of the neighboring photovoltaic strings 11a and 11c, it is determined that an abnormality has occurred in the photovoltaic string 11b. can

즉, 상기 스트링 감시장치(200)는 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 개별적으로 감시하는 상태에서, 하나의 태양광 스트링에서의 출력되는 생산전력이 이웃하는 태양광 스트링의 생산전력보다 상대적으로 낮은 경우, 생산전력이 상대적으로 낮은 태양광 스트링을 이상 발생 스트링으로 판단하게 된다.That is, when the string monitoring device 200 individually monitors the power generated from the solar string, when the generated power output from one solar string is relatively lower than the generated power of the neighboring solar string , a solar string with relatively low production power is judged as an abnormal string.

구름 등의 음영에 의해 태양광 스트링의 생산전력이 일시적으로 감소될 수 있으나, 일시적 음영에 의한 전력 감소는 소정의 시간 경과로 해소될 수 있다. 그러나 지속적인 전력 감소는 이상이 발생된 것으로 볼 수 있다.The power produced by the solar string may be temporarily reduced due to shading such as clouds, but the power reduction due to the temporary shading may be resolved with the lapse of a predetermined time. However, the continuous power reduction can be regarded as an abnormality.

따라서, 상기 스트링 감시장치(200)는 각 태양광 스트링별 생산전력에 근거하여, 이상이 발생된 태양광 스트링이 소정의 시간이 경과 후에도 지속적인 생산전력의 저하가 유지되면 이상이 발생된 것으로 판단하고, 이를 출력하게 된다.Therefore, the string monitoring device 200 determines that an abnormality has occurred when the continuous decrease in the production power is maintained even after a predetermined time has elapsed in the solar string in which the abnormality has occurred, based on the generated power for each solar string. , will print it out.

이와 같이, 상기 스트링 감시장치(200)는 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 개별적으로 감시함에 따라, 이상이 발생된 태양광 스트링을 특정할 수 있고, 특정된 태양광 스트링의 위치를 쉽게 확인할 수 있게 된다.In this way, as the string monitoring device 200 individually monitors the power produced by the solar string, it is possible to specify the solar string in which the abnormality has occurred, and to easily check the location of the specified solar string. do.

상기 스트링 감시장치(200)에 의하면, 스트링 감시를 통해 대용량 태양광 발전소에서 이상이 발생된 구역을 특정할 수 있을 뿐만 아니라, 태양광 스트링의 이상 전력이 일시적인 오류인지 지속적인 오류인지를 판단할 수 있으며, 이상 여부에 대한 정밀성을 높일 수 있는 장점이 있다.According to the string monitoring device 200, it is possible to not only specify an area where an abnormality has occurred in a large-capacity solar power plant through string monitoring, but also determine whether the abnormal power of the solar string is a temporary error or a continuous error. , it has the advantage of increasing the precision of whether there is an abnormality.

한편, 비교적 대규모의 태양광 발전소는 넓은 부지가 요구됨에 따라 매립지 또는 산지 등에 설치된다. 그러나 이러한 매립지 또는 산지 등은 지반상태가 연약하여 장마, 지진, 폭설 및 강풍 등의 자연재해에 의해 지반이 침하되거나 유실되는 경우가 빈번하다.On the other hand, relatively large-scale photovoltaic power plants are installed in landfills or mountainous areas as a large site is required. However, such reclaimed land or mountainous areas have a soft ground, so the ground is frequently subsided or lost due to natural disasters such as the rainy season, earthquake, heavy snow, and strong wind.

특히, 매립지 또는 산지의 연약지반 위에 설치되는 태양광 발전소의 경우, 지진, 강우 등으로 인한 지반침하가 발생될 가능성이 크고, 지반의 액상화 및 융기 현상 등으로부터 태양광 스트링(또는 패널)이 설치된 구조물의 안전을 담보하기 어렵다.In particular, in the case of a photovoltaic power plant installed on soft ground in a landfill or mountainous area, ground subsidence due to earthquakes and rainfall is high, and the solar string (or panel) is installed from the liquefaction and uplift of the ground. It is difficult to guarantee the safety of

도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용된 기울기 검출장치의 기울기 센서 배치 구성도 및 내부 구성도를 나타낸 도면이다.6 and 7 are diagrams showing an arrangement diagram and an internal configuration diagram of a tilt sensor of a tilt detection device applied to an operation/management system of a solar power plant according to the present invention, respectively.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명에 적용된 기울기 검출장치(300)는 기울기 센서모듈(310), 기울기값 취합모듈(320) 및 전송모듈(330)을 포함하여 구성된다.Referring to the attached FIG. 6 , the tilt detection device 300 applied to the present invention is configured to include a tilt sensor module 310 , a tilt value collecting module 320 , and a transmission module 330 .

기울기 센서모듈(310)은 태양광 스트링(또는 패널 및 어레이)을 지지하는 구조물(도면부호 미표시)에 설치되어 기울기 정도를 검출하는 기능을 수행하는 것으로서, 베이스 플레이트, 수직 프레임, 수평 프레임 및 태양광 스트링 프레임 등에 설치되어 상/하/좌/우의 기울기를 센싱할 수 있도록 복수 개 설치된다. 이때, 상기 기울기 센서모듈(310)은 설정된 일정 주기(예를 들면, 1 ~ 10분)로 동작될 수 있도록 구성되고, 상기 주기는 사용자의 조작에 의해 초단위 또는 시단위 등으로 변경가능하도록 구성된다.The inclination sensor module 310 is installed in a structure (not shown) that supports a solar string (or a panel and an array) to perform a function of detecting the degree of inclination, and includes a base plate, a vertical frame, a horizontal frame, and sunlight. It is installed on a string frame, etc., and a plurality of them are installed to sense the inclination of up/down/left/right. At this time, the inclination sensor module 310 is configured to be operated in a set period (eg, 1 to 10 minutes), and the period is configured to be changeable in seconds or hours by a user's operation. do.

기울기값 취합모듈(320)은 복수 개의 상기 기울기 센서모듈(310)에서 출력되는 기울기값을 취합하는 기능을 수행한다.The inclination value collecting module 320 performs a function of collecting the inclination values output from the plurality of inclination sensor modules 310 .

상기 기울기값 취합모듈(320)은 복수 개의 기울기 센서모듈(310)에서 검출된 기울기값을 수집하고, 수집된 기울기값을 전송모듈(330)로 전달한다.The inclination value collecting module 320 collects the inclination values detected by the plurality of inclination sensor modules 310 and transmits the collected inclination values to the transmission module 330 .

전송모듈(330)은 상기 기울기값 취합모듈(320)에서 출력되는 기울기값에 대응하는 구조물(태양광 스트링 또는 패널 및 어레이)의 식별정보를 결합하여 제어장치(500)로 전송하는 기능을 수행한다.The transmission module 330 combines the identification information of a structure (solar string or panel and array) corresponding to the slope value output from the slope value collection module 320 and transmits the combination to the control device 500 . .

여기서, 상기 식별정보에는 기울기값 취합모듈(320)에 대응하는 구조물의 ID 및 위치정보를 포함하여 구성된다.Here, the identification information includes the ID and location information of the structure corresponding to the inclination value collecting module 320 .

이에, 상기 제어장치(500)는 식별정보에 대응하는 구조물의 기울기값을 저장 관리하고, 상기 전송모듈(330)로부터 전송된 구조물에 대응하는 기울기값의 차이값에 따라 주의, 경고 및 위험 등의 단계별 상태를 상기 모니터링 장치(100)를 통해 출력하도록 구성된다.Accordingly, the control device 500 stores and manages the inclination value of the structure corresponding to the identification information, and according to the difference value of the inclination value corresponding to the structure transmitted from the transmission module 330, caution, warning, and danger, etc. It is configured to output a step-by-step state through the monitoring device 100 .

부연하면, 상기 제어장치(500)는 1개의 태양광 스트링에 대한 초기 기울기값을 저장한 상태에서 상기 전송모듈(330)로부터 전송된 기울기값이 저장된 기울기값과 비교하여, 차이값이 1°이하인 경우에는 주의, 1°를 초과하고 2°이하인 경우에는 경고 1, 2°를 초과하고 3°이하인 경우에는 경고 2, 3°를 초과하고 4° 이하인 경우에는 경고 3, 5°를 초과한 경우에는 위험 상황으로 세분하여 판단하고, 각 판단된 상황을 모니터링 장치(100)에 표시하도록 구성된다.In other words, the control device 500 compares the slope value transmitted from the transmission module 330 with the stored slope value in a state where the initial slope value for one solar string is stored, and the difference value is 1° or less. Caution when exceeding 1° and less than 2° Warning 1, when exceeding 2° and less than 3° Warning 2, when exceeding 3° and less than 4° Warning 3, when exceeding 4° It is determined by subdividing into dangerous situations, and configured to display each determined situation on the monitoring device 100 .

상기 기울기 검출장치(300)는 태양광 발전소 전체에 균일하게 배치하여 전체 구역의 지반 변동을 검출할 수 있도록 구성될 수 있으나, 취약 구역을 선정하고 선정된 취약 구역에 집중하여 배치될 수 있다.The slope detection device 300 may be uniformly disposed throughout the photovoltaic power plant to detect ground fluctuations in the entire area, but may be arranged by selecting a vulnerable area and focusing on the selected vulnerable area.

또한, 상기 기울기 검출장치(300)는 각각의 태양광 스트링(11, 또는 패널 및 어레이)에 대응하여 설치될 수 있으며, 태양광 스트링(11, 또는 패널 및 태양광 어레이)에 대응하여 설치되는 경우, 상기 식별정보에는 구조물의 ID 및 위치정보 뿐만 아니라 태양광 스트링(또는 패널 및 어레이)을 구별하는 ID 정보를 더 포함할 수 있다.In addition, the tilt detection device 300 may be installed corresponding to each solar string 11, or a panel and an array, and when installed corresponding to the solar string 11, or a panel and a solar array) , The identification information may further include ID information for distinguishing a solar string (or panel and array) as well as ID and location information of the structure.

상기 기울기 검출장치(300)에 의하면, 구조물의 기울기 정도를 검출할 수 있으므로, 출력되는 기울기값에 근거하여 태양광 스트링(11, 또는 패널 및 어레이)의 변동 정도, 지각 변동의 범위 등을 신속히 검출할 수 있는 장점이 있다.According to the inclination detection device 300, since it is possible to detect the degree of inclination of the structure, based on the output inclination value, the degree of variation of the solar string 11 or the panel and the array, the range of tectonic variation, etc. are quickly detected. There are advantages to doing.

드론(400)은 태양광 어레이(10)의 상부 상공을 비행하면서 촬영된 영상을 전송하는 것으로서, 본체, 구동부, 위치 측정부, 카메라부, 통신부, 저장부 및 제어부로 구성될 수 있다.The drone 400 transmits an image captured while flying over the upper part of the solar array 10 , and may include a main body, a driving unit, a position measuring unit, a camera unit, a communication unit, a storage unit, and a control unit.

구동부는 상기 드론(400)의 비행 구동과 관련된 모터, 프로펠러 등을 포함할 수 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 구동되어 상기 드론(400)을 상기 제어부가 의도하는 방향 및 고도로 비행시키도록 구성된다.The driving unit may include a motor, a propeller, etc. related to flight driving of the drone 400, and is driven under the control of the control unit to make the drone 400 fly in the direction and altitude intended by the control unit.

또한, 위치 측정부는 일반적인 GPS 모듈 이외에도, RTK GPS(Real Time Kinematic Global Positioning System) 모듈로 구성될 수 있다.In addition, the position measuring unit may be configured as a Real Time Kinematic Global Positioning System (RTK GPS) module in addition to the general GPS module.

상기 RTK GPS 모듈은 실시간으로 상기 드론(400)의 현재 위치를 측정하며, 5cm 이내의 위치 오차로 매우 정밀한 위치 정보를 제공한다.The RTK GPS module measures the current position of the drone 400 in real time, and provides very precise position information with a position error within 5 cm.

카메라부는 본체의 외측 일부에 설치(또는 장착)될 수 있으며, RGB로 구성된 가시광 영상(일반 영상)을 생성하는 가시광 카메라와 열화상 영상을 생성하는 열화상 카메라를 포함하여 구성될 수 있다.The camera unit may be installed (or mounted) on the outer part of the body, and may include a visible light camera generating a visible light image (general image) composed of RGB and a thermal imaging camera generating a thermal image.

이때, 상기 가시광 카메라는 지면과 수직인 촬영 각도를 가지도록 상기 드론에 설치될 수 있다. 또한, 상기 열화상 카메라는 지면을 기준으로 경사지게 배치된 태양광 스트링의 표면이 정확하게 촬영되도록 하기 위해, 상기 태양광 스트링의 표면과 마주보도록 상기 가시광 카메라의 촬영 각도와 상이한 소정의 촬영각도로 상기 드론에 구성될 수 있다.In this case, the visible light camera may be installed in the drone to have a photographing angle perpendicular to the ground. In addition, in order to accurately photograph the surface of the solar string disposed obliquely with respect to the ground, the thermal imaging camera uses the drone at a predetermined photographing angle different from the photographing angle of the visible light camera to face the surface of the solar string. can be configured in

또한, 상기 카메라부는 상기 제어부의 제어에 의해 특정 영역에 대해 촬영 기능을 수행하고, 촬영에 의해 생성한 가시광 영상(일반 영상) 및 열화상 영상을 상기 제어장치(500)로 제공할 수 있다.Also, the camera unit may perform a photographing function for a specific area under the control of the controller, and may provide a visible light image (general image) and a thermal image generated by photographing to the control device 500 .

통신부는 상기 제어부의 제어에 의해 카메라부를 통해 촬영된 가시광 영상(일반 영상) 및 열화상 영상과 위치 정보를 포함하는 촬영정보, 상기 카메라부를 구성하는 가시광 카메라 및 열화상 카메라 각각의 촬영 각도에 대한 각도정보를 제어장치(500)로 전송한다.The communication unit includes photographing information including a visible light image (general image) and a thermal image captured through the camera unit under the control of the control unit and location information, and an angle for each of the visible light camera and thermal imager constituting the camera unit. The information is transmitted to the control device 500 .

여기서, 상기 각도정보에는 상기 카메라부에 포함된 가시광 카메라 및 열화상 카메라 중 적어도 하나의 PTZ(PAN/TILT/ZOOM) 값이 포함된다.Here, the angle information includes a PTZ (PAN/TILT/ZOOM) value of at least one of a visible light camera and a thermal imaging camera included in the camera unit.

저장부는 상기 드론을 구동시키기 위한 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 드론의 동작을 위한 데이터 및 카메라부에서 촬영된 촬영정보 등이 저장 관리된다.The storage unit stores and manages an application program (or application) for driving the drone, data for operation of the drone, and shooting information captured by the camera unit.

제어장치(500)는 모니터링 장치(100), 스트링 감시장치(200), 기울기 검출장치(300) 및 드론(400)으로부터 전송된 정보에 근거하여 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하고, 판단된 정보에 근거하여 유지 및 관리에 대한 정보를 산출하는 기능을 수행한다.The control device 500 determines whether the solar power plant is abnormal based on information transmitted from the monitoring device 100 , the string monitoring device 200 , the tilt detection device 300 , and the drone 400 , and the determined information Based on this, it performs the function of calculating information on maintenance and management.

여기서, 유지 및 관리에 대한 정보로서 스트링별 생산전력, 기울기값, 접속반 및 인버터의 고장 정도, 예측된 발전량, 드론에 의해 촬영된 촬영정보, 전력상황, 발전현황 등을 포함하게 되고, 상기 제어장치(500)는 전송된 정보를 취합하여 태양광 발전소 내의 이상 여부를 판단하여 감시하며, 이상 발생으로 판단되는 경우에는 유지 및 관리에 대한 정보에 근거하여 복구에 소요되는 각 장비, 부품 및 인력 등을 산출하게 제공하게 된다.Here, as information on maintenance and management, the generated power for each string, the slope value, the failure degree of the connection board and the inverter, the predicted amount of power generation, the shooting information taken by the drone, the power status, the power generation status, etc. are included, and the control The device 500 collects the transmitted information to determine whether there is an abnormality in the photovoltaic power plant and monitors it, and when it is determined that an abnormality occurs, each equipment, parts, and manpower required for restoration based on information on maintenance and management, etc. is provided to calculate

이에 더하여, 구조물의 기울기 변화를 일으키는 주요 원인으로는 강우 및 강설이 있다.In addition, rainfall and snowfall are the main causes of changes in the slope of the structure.

따라서, 상기 제어장치(500)는 태양광 어레이(또는 태양광 발전소 내)에 인접하여 강우센서 및 강설센서 등을 구성하고, 상기 강우센서 및 강설센서로부터 검출된 강우값 및 강설값에 근거하여 태양광 발전소의 안전관리를 도모하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the control device 500 configures a rainfall sensor and a snow sensor adjacent to the solar array (or in a solar power plant), and based on the rainfall and snow values detected from the rainfall sensor and the snow sensor, the solar It may be configured to promote safety management of the optical power plant.

또한, 상기 강우센서 및 강설센서로부터 검출된 각각의 강우값 및 강설값은 단계별로 세분화하여 구성될 수 있다.In addition, each rainfall value and snowfall value detected from the rainfall sensor and the snowfall sensor may be subdivided into steps.

예를 들어, 상기 제어장치(500)는 강우센서에서 검출된 강우값이 시간당 10㎜ 이하인 경우에는 정상, 시간당 10㎜를 초과하고 25㎜ 이하인 경우에는 주의, 시간당 25㎜를 초과하고 50㎜ 이하인 경우에는 경계, 시간당 50㎜를 초과하는 경우에는 위험으로 세분화되어 표시하도록 구성될 수 있다.For example, the control device 500 is normal when the rainfall value detected by the rainfall sensor is 10 mm or less per hour, caution when it exceeds 10 mm per hour and is 25 mm or less, When it exceeds 25 mm per hour and is 50 mm or less In case of exceeding the boundary of 50 mm per hour, it may be configured to be subdivided into danger.

또한, 강설센서에서 검출된 강설값이 일일누적량 20㎝를 초과하고 30㎝ 이하인 경우에는 주의, 일일누적량 30㎝를 초과하고 50㎝ 이하인 경우에는 경계, 일일누적량 50㎝를 초과하는 경우에는 위험으로 세분하여 표시될 수 있다.In addition, if the snowfall value detected by the snow sensor exceeds 20cm of accumulated daily and is less than 30cm, it is cautioned, when the accumulated daily exceeds 30cm and is less than 50cm, it is a boundary, and if it exceeds 50cm of accumulated daily, it is classified as danger. can be displayed as

이러한 구성에서 상기 제어장치(500)는 주의로 판단된 경우에 대해서는 관심을 가지고 태양광 발전소 주변의 상황을 확인하도록 하는 메시지 또는 안내멘트가 모니터링 장치를 통해 출력되도록 구성된다.In this configuration, the control device 500 is configured to output a message or a guide to check the situation around the photovoltaic power plant with interest in the case where it is determined to be caution is output through the monitoring device.

또한, 상기 제어장치(500)는 경계로 판단된 경우에 대해서는 태양광 발전소 내의 중요 물품이동, 장비 상태 확인 취약 지역 점검/보수 등을 확인하도록 하는 메시지 또는 안내멘트가 모니터링 장치를 통해 출력되도록 구성되고, 위험으로 판단된 경우에 대해서는 태양광 발전소 전체적인 점검 및 보수를 요망하는 메시지 또는 안내멘트가 모니터링 장치를 통해 출력되도록 구성된다.In addition, when the control device 500 is determined to be a boundary, a message or a guide to confirm the movement of important goods in the solar power plant, equipment status check, inspection/repair of vulnerable areas, etc. is output through the monitoring device, and , for a case that is determined to be dangerous, a message or guidance requesting the overall inspection and repair of the solar power plant is configured to be output through the monitoring device.

이와 같이, 본 발명에 따른 상기 제어장치(500)는 스트링 감시장치(200)를 통해 태양광 스트링에 대한 상태 감시를 실시간으로 감시 및 기록하면서, 이상이 발견되면 실시간 모니터링 통해 이상 유무 통보 및 알람을 발생시키고, 이상 발생이 일시적인 이상인지 또는 지속적인 이상 인지를 판단하여 제공하게 된다.As described above, the control device 500 according to the present invention monitors and records the state monitoring of the solar string through the string monitoring device 200 in real time, and when an abnormality is found, an abnormality notification and alarm are issued through real-time monitoring. It is provided by determining whether the abnormal occurrence is a temporary abnormality or a continuous abnormality.

또한, 상기 제어장치(500)는 지속적인 확인이 요구되는 경우, 시간적인 여유를 두고 정보를 분석하도록 구성될 수 있고, 모니터링의 판단 결과 지속적인 이상으로 판단되면 고장 진단이 필요함을 재차 통보하도록 구성될 수 있다.In addition, when continuous confirmation is required, the control device 500 may be configured to analyze information with a margin of time, and if it is determined as a continuous abnormality as a result of monitoring, it may be configured to notify again that fault diagnosis is required. have.

아울러, 지속적인 이상 발생 시에는 드론으로 이상이 발생된 스트링을 1차 점검 후 2차로 이상 모듈만 정밀 점검하여 이상 유무를 확인 및 판단할 수 있다.In addition, when an abnormality occurs continuously, it is possible to check and determine whether there is an abnormality by first inspecting the abnormal string with the drone and then precisely inspecting only the abnormal module secondary.

한편, 태양광 패널은 비, 바람, 먼지, 눈 등의 악조건에 노출된다.Meanwhile, solar panels are exposed to adverse conditions such as rain, wind, dust, and snow.

이에, 태양광 패널의 표면은 먼지(미세먼지), 이물질, 꽃가루, 송홧가루 등에 의해서 오염될 수 있고, 바람에 의해 비상된 물건 등에 의해 파손될 가능성이 높으며, 특히 강풍 등에 비상된 비닐 등에 의해서 태양광 패널 표면이 가려지는 음영이 발생될 수 있다. 이러한 악조건에 의해 발전효율이 저하됨은 당연하다.Accordingly, the surface of the solar panel may be contaminated by dust (fine dust), foreign matter, pollen, pine pollen, etc., and there is a high possibility of being damaged by an object flying by the wind. A shading may occur in which the panel surface is obscured. It is natural that the power generation efficiency is lowered by these adverse conditions.

이 중에서, 태양광 패널의 표면에 먼지 등이 부착되는 접착 오염은 태양광 발전소가 설치된 지리적 위치(예 소나무 군집지역), 주변의 환경(예 공장 등)에 의해 정도가 다르게 나타나지만, 사용시간이 경과될수록 그 정도는 가중되게 된다.Among these, adhesive contamination, where dust is attached to the surface of the solar panel, varies in degree depending on the geographical location where the solar power plant is installed (eg, a pine cluster area) and the surrounding environment (eg, a factory), but the use time has elapsed. The more it becomes, the more severe it becomes.

이에, 본 발명에서는 태양광 패널의 표면 오염을 드론으로 검출할 수 있도록 하는 구성이 더 포함된다.Accordingly, in the present invention, a configuration for detecting surface contamination of a solar panel with a drone is further included.

도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템에 적용되어 태양광 패널의 오염정보를 검출하기 위한 일 실시 예를 나타낸 측단면도이다.8 is a side cross-sectional view illustrating an embodiment for detecting pollution information of a solar panel by being applied to the operation/management system of a solar power plant according to the present invention.

첨부된 도 8을 참조하면, 태양광 패널(15)에는 상기 태양광 패널(15)의 내부에 배치되어 인가된 전원에 의해 유색광을 출력하는 광원(12) 및 상기 광원의 전방에 배치되고 상기 태양광 스트링과 수평을 이루는 투명필름(13)을 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 8, the solar panel 15 includes a light source 12 disposed inside the solar panel 15 and outputting colored light by an applied power source, and disposed in front of the light source. It is configured to further include a transparent film 13 that is parallel to the solar string.

여기서, 상기 광원(12)은 적색 또는 녹색으로 이루어질 수 있고, 설계조건에 따라 상기 광원(12)이 백색광으로 대체되는 경우, 상기 투명필름(13)은 유색필름으로 대체될 수 있음은 물론이다.Here, the light source 12 may be made of red or green, and when the light source 12 is replaced with white light according to design conditions, the transparent film 13 may be replaced with a colored film.

또한, 상기 광원(12)은 상시 점등되는 것이 아니라, 드론(400)의 비행 시작에 맞춰 점등되고, 드론 비행의 종료에 맞춰 소등되게 구성됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 광원(12)은 태양광 발전소에서 생산되는 전력을 이용한 LED로 구성될 수 있다.In addition, the light source 12 is not always turned on, but is turned on according to the start of the flight of the drone 400 and is preferably configured to be turned off in accordance with the end of the flight of the drone, more preferably, the light source 12 is the sun It may be composed of an LED using power produced by a photovoltaic power plant.

드론(400)은 태양광 어레이(10)의 상부를 비행하면서 태양광 어레이를 촬영하고, 촬영된 영상(가시광 영상 및 열화상 영상)을 제어장치(500)로 전송하게 된다.The drone 400 takes a photo of the photovoltaic array while flying over the photovoltaic array 10 , and transmits the captured images (visible light image and thermal image) to the control device 500 .

이에, 상기 드론(400)으로부터 전송된 영상에는 광원(12)으로부터 조사된 유색의 점이미지가 포함되게 되고, 상기 제어장치(500)는 점이미지의 크기, 색 농도에 근거하여 태양광 패널 표면의 오염도를 검출할 수 있게 된다.Accordingly, the image transmitted from the drone 400 includes a colored dot image irradiated from the light source 12, and the control device 500 determines the surface of the solar panel based on the size and color density of the dot image. contamination can be detected.

예를 들어, 태양과 패널 표면의 오염도가 증가되면, 투명필름 표면의 오염도도 증가하게 되며, 이에 투명필름을 통해 방출되는 광원의 색 농도가 저하되고, 점이미지의 크기는 오염물질에 의한 광산란으로 증대되게 된다.For example, if the pollution degree of the sun and the surface of the panel is increased, the pollution degree of the surface of the transparent film is also increased, so the color density of the light source emitted through the transparent film is lowered, and the size of the dot image is caused by light scattering by the contaminants. will be increased

이때, 상기 드론(400)에 의해 촬영된 영상에서 유색의 점이미지의 농도 및 크기는 촬영 시 드론과 태양광 패널 사이의 거리, 촬영 각도, 촬영 위치 및 주변의 조도 등에 영향을 받게 된다.At this time, the density and size of the colored dot image in the image photographed by the drone 400 is affected by the distance between the drone and the solar panel, the photographing angle, the photographing location, and the surrounding illuminance during photographing.

따라서 비교대상으로 설정되는 기본 점이미지의 크기 및 색 농도는 태양광 패널의 오염도가 낮은 상태에서 드론의 고도, 방위, 촬영 시간 및 조도에 근거하여 이루어지고, 오염도를 검출하기 위해 촬영하는 영상도 비교대상으로 설정되는 기본 점이미지를 검출하는 조건과 동일 조건에서 이루어져야 한다.Therefore, the size and color density of the basic dot image set as a comparison target is made based on the drone's altitude, orientation, shooting time, and illuminance in a state where the pollution level of the solar panel is low, and the image taken to detect the pollution level is also compared. It should be done under the same conditions as those for detecting the basic point image set as the target.

이와 같이, 상기의 구성에 의해 드론의 비행으로 촬영된 영상을 통해 태양광 패널 표면의 오염정보를 검출할 수 있고, 검출된 오염정보에 따라 유지 및 관리에 대한 보수계획을 수립할 수 있는 장점이 있다.As such, with the above configuration, it is possible to detect contamination information on the surface of a solar panel through an image captured by a drone flight, and to establish a maintenance plan for maintenance and management according to the detected contamination information. have.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 방법에 대해서 설명한다.Next, a method for operating/managing a solar power plant according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명은 스트링 감시장치를 통해 이상이 발생된 태양광 스트링을 특정하고, 특정된 태양광 스트링이 지속적으로 이상 신호가 발생되는 것으로 판단되면, 드론을 활용하여 이상 여부가 발생된 태양광 스트링을 촬영함으로써, 신속한 점검을 통해 빠른 대처를 수행하도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention specifies a solar string in which an abnormality has occurred through a string monitoring device, and when it is determined that the specified solar string continuously generates an abnormal signal, a photovoltaic string in which an abnormality has occurred is photographed using a drone By doing so, it is related to a technology that allows a quick response through a quick inspection.

이에, 소규모의 태양광 발전소의 경우에는 모니터링 장치, 스트링 감시장치 및 고장 진단 시스템과 연계하여 실시간 감시가 수행되고, 대규모의 태양광 발전소의 경우에는 수백개의 태양광 스트링을 모니터링 장치, 스트링 감시장치 및 고장 진단 시스템과 연계하여 실시간 감시가 이루어진다.Accordingly, in the case of a small-scale solar power plant, real-time monitoring is performed in connection with a monitoring device, a string monitoring device, and a fault diagnosis system, and in the case of a large-scale solar power plant, hundreds of solar strings are monitored by a monitoring device, a string monitoring device and Real-time monitoring is performed in conjunction with the fault diagnosis system.

실시간 감시가 이루어지는 상태에서, 이상 스트링이 발생되면, 시간적 여유를 두고 일시적인 현상인지 또는 지속적인 현상인지 판단한다.When an abnormal string is generated in a state in which real-time monitoring is performed, it is determined whether the phenomenon is a temporary phenomenon or a continuous phenomenon with a time margin.

만약, 일시적인 현상인 경우, 이상 신호는 정상으로 복귀하여 이상 신호의 출력이 정지되나, 지속적인 현상에 대해서는 점검대상 스트링으로 분류하여 점검을 수행할 수 있다.If it is a temporary phenomenon, the abnormal signal returns to normal and the output of the abnormal signal is stopped. However, the continuous phenomenon may be classified into a string to be inspected and checked.

이상 신호가 발생된 태양광 스트링에 대해서는 드론을 활용하여 제1차 및 제2차 점검이 수행된다.The first and second inspections are performed using a drone for the solar string in which the abnormal signal is generated.

제1차 점검은 이상 여부가 발생된 태양광 스트링의 부분 점검으로서, 태양광 스트링의 가시적 또는 물리적인 점검이 이루어진다. 예로, 드론을 활용하여 이상 여부의 태양광 스트링 부근을 촬영하여 태양광 스트링의 외형적인 이상 여부를 확인하게 된다.The first inspection is a partial inspection of the solar string in which the abnormality has occurred, and a visual or physical inspection of the solar string is performed. For example, by using a drone to photograph the vicinity of the solar string whether there is an abnormality, the external appearance of the solar string is checked.

제2차 점검은 정밀점검으로 이루어진다. 드론을 통해 해당 태양광 패널을 면밀히 촬영하게 된다.The second inspection consists of a detailed inspection. The drone will closely photograph the solar panel.

이러한, 드론을 활용한 점검이 완료되면 인력 및 장비의 투입 여부가 결정된다.When the inspection using the drone is completed, it is decided whether to put manpower and equipment.

이와 같은 본 발명은, 모니터링 장치, 스트링 감시장치 및 고장 진단 시스템 뿐만 아니라 기울기 검출장치 등과 연계되어 태양광 스트링을 감시하면서 고장 유무를 판단할 수 있으므로, 대규모의 태양광 발전소에서 이상 구역을 신속히 탐색할 수 있고, 점검 대상의 태양광 스트링을 육안으로 쉽게 확인이 가능한 장점이 있다.As such, the present invention can determine whether a failure exists while monitoring a solar string in connection with a monitoring device, a string monitoring device, and a fault diagnosis system as well as a slope detection device, so that an abnormal area can be quickly searched for in a large-scale solar power plant. It has the advantage of being able to easily check the solar string to be inspected with the naked eye.

즉, 본 발명에서와 같이, 드론을 활용한 태양광 발전소 점검 시 대규모 태양광 발전소의 넓은 부지 및 접근이 쉽지가 않은 태양광 발전소의 점검을 용이하게 할 수 있고, 드론의 기사광(일반) 촬영 및 열화상카메라 촬영을 통하여 기존 일반적인 육안 진단보다 정밀하게 태양광 발전소의 이상 유무를 진단할 수 있다.That is, as in the present invention, when inspecting a solar power plant using a drone, it is possible to easily inspect a large site of a large-scale solar power plant and a photovoltaic power plant that is not easy to access, and the drone's driver light (general) shooting And it is possible to diagnose the presence or absence of abnormalities in the solar power plant more precisely than the conventional general visual diagnosis through the thermal imaging camera.

또한, 드론 기반 열화상 카메라 활용 시 핸디형 열화상 카메라에 비해 점검 면적이 넓어지고, 일정하며 동일하게 측정을 할 수 있어서 오류 및 오차를 상대적으로 감소시킬 수 있다.In addition, when using a drone-based thermal imaging camera, the inspection area is wider compared to a handheld thermal imaging camera, and it is possible to measure uniformly and uniformly, thereby reducing errors and errors relatively.

또한, 스트링 감시 진단으로 고장 감지 위치를 확인하게 되면 드론이 빠르고 쉽게 고장 부위 위치를 접근이 가능하여 인력의 투입을 최소화할 수 있다.In addition, if the fault detection location is confirmed with string monitoring diagnosis, the drone can quickly and easily access the fault location location, thereby minimizing the input of manpower.

또한, 스트링 감시 진단의 단점인 고장 유무의 판단 오류를 드론 촬영을 통해 보완할 수 있으므로, 스트링 감시장치와 드론이 시너지 효과를 발휘할 수 있다.In addition, since the error in determining the presence or absence of a malfunction, which is a disadvantage of string monitoring diagnosis, can be compensated through drone shooting, the string monitoring device and the drone can exert a synergistic effect.

이에 더하여, 고장 진단에 대한 신속한 진단이 가능하게 되고 드론을 통한 오류 감소 및 고장 유무 분석이 용이하다.In addition, it is possible to quickly diagnose a fault, and it is easy to reduce errors and analyze the presence or absence of a fault through the drone.

도 9는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 방법에 대한 흐름도를 나타낸 것이다.9 is a flowchart showing a method for operating / managing a solar power plant according to the present invention.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 방법은 정보수신단계(S10), 이상 여부 판단단계(S20), 지속 여부 판단단계(S30), 영상수신단계(S40) 및 장비/인력 산출단계(S50)를 포함하여 이루어진다.9, the operation / management method of the photovoltaic power plant according to the present invention includes an information receiving step (S10), an abnormality determination step (S20), a continuation determination step (S30), an image receiving step (S40) and equipment/manpower calculation step (S50).

1. 정보수신단계(S10)1. Information receiving step (S10)

정보수신단계(S10)는 인버터의 상태를 검출하는 모니터링 장치(100), 태양광 스트링의 상태를 검출하는 스트링 감시장치(200) 및 구조물의 기울기를 검출하는 기울기 검출장치(300)로부터 검출된 정보를 수신하는 단계이다.The information receiving step (S10) is information detected from the monitoring device 100 for detecting the state of the inverter, the string monitoring device 200 for detecting the state of the solar string, and the tilt detecting device 300 for detecting the inclination of the structure. step to receive.

상기 모니터링 장치, 스트링 감시장치 및 기울기 검출장치는 주기, 비주기(사용자의 조작에 의해 동작) 또는 실시간으로 동작될 수 있고, 제어장치(500)는 상기 모니터링 장치 및 스트링 검출장치의 동작에 따른 검출정보를 수신한다.The monitoring device, the string monitoring device, and the inclination detection device may be operated periodically, aperiodically (operated by user manipulation) or in real time, and the control device 500 detects according to the operation of the monitoring device and the string detection device receive information

여기서, 상기 검출정보는 전력제어부, 발전량예측부, 고장진단부 및 발전현황산출부에서 출력되는 결과값, 태양광 스트링의 생산전력, 구조물의 기울기값, 강우값, 강설값 등을 포함한다.Here, the detection information includes the result value output from the power control unit, the generation amount prediction unit, the fault diagnosis unit and the generation status calculation unit, the production power of the solar string, the slope value of the structure, the rainfall value, the snowfall value, and the like.

2. 이상 여부 판단단계(S20)2. Abnormality determination step (S20)

이상 여부 판단단계(S20)는 상기 정보수신단계(S10)에서 수신된 정보에 근거하여 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하는 단계이다.The abnormality determination step (S20) is a step of determining whether the solar power plant is abnormal based on the information received in the information receiving step (S10).

즉, 상기 이상 여부 판단단계(S20)는 상기 제어장치(500)에서 상기 모니터링 장치 및 상기 스트링 검출장치로부터 전송된 검출정보에 근거하여 이상 여부를 판단하는 것으로서, 이상 요인에 대한 단계(주의, 경고, 위험)별로 이상 여부를 판단한다.That is, the abnormality determination step (S20) is to determine whether there is an abnormality in the control device 500 based on the detection information transmitted from the monitoring device and the string detection device, and a step for abnormal factors (caution, warning). , risk) to determine whether there is an abnormality.

3. 지속 여부 판단단계(S30)3. Continuation determination step (S30)

지속 여부 판단단계(S30)는 상기 이상 여부 판단단계(S20)의 판단결과 이상이 발생된 것으로 판단되면, 일시적 현상인지 지속적 현상인지를 판단하는 단계이다.The continuation determination step (S30) is a step of determining whether a temporary phenomenon or a continuous phenomenon occurs when it is determined that an abnormality has occurred as a result of the determination of the abnormality determination step (S20).

이때, 상기 지속 여부 판단단계(S30)는 시간과 관여된다. 즉, 일부의 비정상 동작은 시간 경과에 따라 정상으로 복귀되는 경우도 있다.At this time, the continuation determination step (S30) is related to time. That is, some abnormal operations may return to normal over time.

따라서 상기 지속 여부 판단단계(S30)는 소정의 시간 누적되는 정보값에 따라 이상에 대한 지속 여부를 판단하게 된다.Accordingly, in the continuation determination step (S30), it is determined whether the abnormality is continued according to information values accumulated over a predetermined time.

4. 영상수신단계(S40)4. Image receiving step (S40)

영상수신단계(S40)는 상기 지속 여부 판단단계(S30)의 판단결과 지속적 현상인 것으로 판단되면, 드론(400)을 통해 이상 여부가 발생된 태양광 스트링의 상공을 비행시켜 영상(가시광 영상 및 열화상 영상)을 촬영하고, 촬영된 영상을 수신하는 단계이다.In the image receiving step (S40), if it is determined as a continuous phenomenon as a result of the determination of the continuation determination step (S30), the image (visible light image and heat image) and receiving the captured image.

5. 장비/인력 산출단계(S50)5. Equipment / manpower calculation step (S50)

장비/인력 산출단계(S50)는 상기 영상수신단계(S40)에서 수신된 촬영 영상에 근거하여 유지/관리를 위한 장비 및 인력을 산출하는 단계이다.The equipment/manpower calculation step ( S50 ) is a step of calculating equipment and manpower for maintenance/management based on the captured image received in the image receiving step ( S40 ).

즉, 상기 장비/인력 산출단계(S50)는 상기 제어장치(500)를 통해 입력된 정보, 예를 들면 구조물의 기울기 정도, 기울어진 구조물의 개수, 전력이 생산되지 않거나 미흡한 태양광 스트링의 개수 등을 입력받고, 입력받은 정보에 대응하는 장비, 부품 및 인력을 산출하여 제공한다.That is, the equipment / manpower calculation step (S50) is information input through the control device 500, for example, the degree of inclination of the structure, the number of inclined structures, the number of solar strings in which power is not produced or insufficient, etc. is input, calculates and provides equipment, parts, and manpower corresponding to the received information.

본 발명에 의하면, 모니터링과 스트링 감시를 통해 대용량 태양광 발전소에서 이상이 발생된 구역을 특정할 수 있으므로, 유지 보수에 소요되는 시간 및 인력을 최소화할 수 있고, 이상 발생 구역이 특정됨에 따라 드론을 활용한 이상 여부를 확인에 소요되는 시간이 단축되고, 이상 발생 구역의 신속한 검출이 가능한 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to specify an area where an abnormality has occurred in a large-capacity photovoltaic power plant through monitoring and string monitoring, so the time and manpower required for maintenance can be minimized. There are advantages in that the time required to check whether there is an abnormality is shortened, and it is possible to quickly detect the abnormality occurring area.

또한, 스트링 감시장치를 통해 일시적인 오류인지 지속적인 오류인지를 판단하여 이상 여부에 대한 정밀성을 향상시킬 수 있고, 이에 대한 유지 보수 관리를 통해 발전량을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to improve the precision of the abnormality by determining whether it is a temporary error or a continuous error through the string monitoring device, and there is an advantage in that the amount of power generation can be increased through maintenance and management.

또한, 검출된 이상 여부의 정도 및 지속시간에 따라 복수 개의 단계로 구분하고, 구분된 단계마다 적절한 조치를 취하도록 구성됨으로써, 이상 발생의 선후관계를 고려한 유지/관리를 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is divided into a plurality of stages according to the degree and duration of the detected abnormality, and is configured to take appropriate measures for each divided stage, so there is an advantage that maintenance/management can be performed in consideration of the precedence of occurrence of abnormality. .

상기에서는 본 발명에 따른 태양광 발전소의 운영/관리 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위내에 속한다.In the above, a preferred embodiment of a solar power plant operation/management system and method according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto, and various It is possible to carry out modification with the branch, and this also falls within the scope of the present invention.

10: 태양광 어레이 11: 태양광 스트링
20: 접속반 30: 인버터
40: 변압기 50: 필터
100: 모니터링 장치 110: 전력제어부
120: 발전량예측부 130: 고장진단부
140: 발전현황산출부 150: 출력부
200: 스트링 감시장치 300: 기울기 검출장치
400: 드론 500: 제어장치
10: solar array 11: solar string
20: connection panel 30: inverter
40: transformer 50: filter
100: monitoring device 110: power control unit
120: power generation forecasting unit 130: fault diagnosis unit
140: power generation status calculation unit 150: output unit
200: string monitoring device 300: tilt detection device
400: drone 500: control unit

Claims (6)

복수 개의 태양광 스트링이 연결된 태양광 어레이, 상기 태양광 어레이로부터 생산된 직류전력을 직렬 또는 병렬로 연결하여 취합하는 접속반, 상기 접속반에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통에 공급하는 인버터를 포함하는 태양광 발전소에 있어서,
상기 인버터의 상태를 검출하는 모니터링 장치;
상기 태양광 스트링의 상태를 감시하는 스트링 감시장치;
태양광 패널이 설치되는 구조물의 기울기를 검출하는 기울기 검출장치;
상기 태양광 어레이의 상부 상공을 비행하면서 촬영된 영상을 전송하는 드론장치; 및
상기 모니터링 장치, 스트링 검출장치, 기울기 검출장치 및 드론장치로부터 전송된 정보에 근거하여 상기 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하고, 판단된 정보에 근거하여 유지 및 관리에 대한 정보를 산출하는 제어장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템.
A photovoltaic array to which a plurality of photovoltaic strings are connected, a connecting panel for collecting DC power produced from the photovoltaic array by connecting them in series or in parallel, converting the DC power output from the connecting panel into AC power and supplying it to the grid In a solar power plant including an inverter,
a monitoring device for detecting the state of the inverter;
String monitoring device for monitoring the state of the solar string;
a tilt detection device for detecting a tilt of a structure in which a solar panel is installed;
a drone device that transmits an image captured while flying over the upper part of the solar array; and
a control device for determining whether the solar power plant is abnormal based on information transmitted from the monitoring device, the string detecting device, the inclination detecting device, and the drone device, and calculating information on maintenance and management based on the determined information;
Operation / management system of a solar power plant, characterized in that it comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 모니터링 장치는,
상기 태양광 어레이에서 생산되는 전기에너지의 발전량 및 상기 계통의 전력상황을 검출하여 관리하는 전력제어부;
태양의 고도, 태양광의 입사 광량, 온도 및 습도에 근거하여 발전 예측량을 산출하는 발전량예측부;
상기 태양광 스트링, 접속반 및 인버터의 고장 여부를 진단하는 고장진단부;
상기 접속반에서 출력되는 생산 전력량에 대한 통계정보를 산출하는 발전현황산출부; 및
상기 전력제어부, 발전량예측부, 고장진단부 및 발전현황산출부에서 출력되는 결과값을 표시하는 모니터링부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템.
The method according to claim 1,
The monitoring device is
a power control unit that detects and manages the amount of electricity generated by the solar array and the power situation of the system;
a power generation forecasting unit for calculating a predicted power generation amount based on the altitude of the sun, the amount of incident light of the sun, temperature, and humidity;
a fault diagnosis unit for diagnosing whether the solar string, the connection panel and the inverter are faulty;
a power generation status calculation unit for calculating statistical information on the amount of electricity produced by the connection panel; and
a monitoring unit for displaying the result values output from the power control unit, the generation amount prediction unit, the fault diagnosis unit, and the generation status calculation unit;
Operation / management system of a solar power plant, characterized in that it comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 스트링 감시장치는,
상기 태양광 스트링에 연결된 인입 전력선에 대한 각각의 전력값을 지속적으로 감시하고, 감시된 상기 전력값을 누적하거나 비교 분석하여 각각의 태양광 스트링에서 생산되는 전력을 감시하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템.
The method according to claim 1,
The solar string monitoring device,
A photovoltaic power plant, characterized in that continuously monitoring each power value for the incoming power line connected to the photovoltaic string, and accumulating or comparing and analyzing the monitored power value to monitor the power produced by each photovoltaic string 's operation/management system.
청구항 1에 있어서,
상기 기울기 검출장치는,
상기 태양광 패널을 지지하는 구조물에 설치되는 복수 개의 기울기 센서모듈;
복수 개의 상기 기울기 센서모듈에서 출력되는 기울기값을 취합하는 기울기값 취합모듈; 및
상기 기울기값 취합모듈에서 출력되는 기울기값에 대응하는 태양광 스트링 또는 패널 및 어레이의 식별번호를 결합하여 상기 제어장치로 전송하는 전송모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템.
The method according to claim 1,
The tilt detection device,
a plurality of inclination sensor modules installed in a structure supporting the solar panel;
a gradient value collecting module for collecting gradient values output from the plurality of inclination sensor modules; and
a transmission module for combining identification numbers of solar strings or panels and arrays corresponding to the slope values output from the slope value collecting module and transmitting them to the control device;
Operation / management system of a solar power plant, characterized in that it comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 패널에는,
상기 태양광 패널의 내부에 배치되어 인가된 전원에 의해 유색광을 출력하는 광원; 및
상기 광원모듈의 전방에 배치되고 상기 태양광 스트링과 수평을 이루는 투명필름;
을 더 포함하여 구성되고,
상기 제어장치는,
상기 드론을 통해 촬영된 영상에서 상기 광원모듈로부터 출력된 광원의 색상 농도, 크기에 근거하여 상기 태양광 패널의 표면 오염정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 시스템.
The method according to claim 1,
In the solar panel,
a light source disposed inside the solar panel to output colored light by an applied power; and
a transparent film disposed in front of the light source module and formed horizontally with the solar string;
Consists of further comprising,
The control device is
The operation/management system of a solar power plant, characterized in that the surface contamination information of the solar panel is detected based on the color density and size of the light source output from the light source module in the image captured by the drone.
복수 개의 태양광 스트링이 연결된 태양광 어레이, 상기 태양광 어레이로부터 생산된 직류전력을 직렬 또는 병렬로 연결하여 취합하는 접속반, 상기 접속반에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통에 공급하는 인버터를 포함하는 태양광 발전소의 운영/관리 방법에 있어서,
상기 인버터의 상태를 검출하는 모니터링 장치와 상기 태양광 스트링의 상태를 검출하는 스트링 검출장치로부터 검출된 정보를 수신하는 정보수신단계;
상기 정보수신단계에서 수신된 정보에 근거하여 태양광 발전소의 이상 여부를 판단하는 이상 여부 판단단계;
상기 이상 여부 판단단계의 판단결과 이상이 발생된 것으로 판단되면, 일시적 현상인지 지속적 현상인지를 판단하는 지속 여부 판단단계;
상기 지속 여부 판단단계의 판단결과 지속적 현상인 것으로 판단되면, 드론장치를 통해 이상 여부가 발생된 태양광 스트링의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 수신하는 영상수신단계; 및
상기 영상수신단계에서 수신된 촬영영상에 근거하여 유지/관리를 위한 장비 및 인력을 산출하는 장비/인력 산출단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소의 운영/관리 방법.
A photovoltaic array to which a plurality of photovoltaic strings are connected, a connecting panel for collecting DC power produced from the photovoltaic array by connecting them in series or in parallel, converting the DC power output from the connecting panel into AC power and supplying it to the grid In the operation / management method of a solar power plant including an inverter,
an information receiving step of receiving information detected from a monitoring device for detecting the state of the inverter and a string detecting device for detecting the state of the solar string;
an abnormality determination step of determining whether the solar power plant is abnormal based on the information received in the information receiving step;
If it is determined that an abnormality has occurred as a result of the determination of the abnormality determination step, a continuation determination step of determining whether a temporary phenomenon or a continuous phenomenon has occurred;
When it is determined that the continuous phenomenon is a continuous phenomenon as a result of the determination of the continuity determination step, an image receiving step of photographing an image of a solar string in which abnormality is generated through a drone device, and receiving the photographed image; and
an equipment/manpower calculation step of calculating equipment and manpower for maintenance/management based on the captured image received in the image receiving step;
Operation / management method of a solar power plant, characterized in that it comprises a.
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