KR20210133635A - Power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력변환 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력변환부의 고장을 자가진단할 수 있는 전력변환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion system, and more particularly, to a power conversion system capable of self-diagnosing a failure of a power conversion unit.
일반적으로, 전력변환 시스템(Power Conversion System)은 전력을 변환하기 위한 시스템으로서, 신재생 에너지원 또는 기타 다른 발전원으로부터 출력되는 전압을 부하의 전압과 주파수 레벨에 맞추어 부하로 공급하는 시스템이다.In general, a power conversion system (Power Conversion System) is a system for converting power, a system for supplying a voltage output from a renewable energy source or other power source to a load according to the voltage and frequency level of the load.
이러한, 전력변환 시스템은 전력 저장 장치(ESS), 태양광 발전 장치 등으로 개발되고 있으며, 수백 KW에서 수십 MW에 이르는 대용량의 전력을 변환하기 위해 개발되고 있다.Such a power conversion system is being developed as a power storage device (ESS), a solar power generation device, and the like, and is being developed to convert large-capacity power ranging from several hundred KW to several tens of MW.
전력변환 시스템은 직류 전압을 교류 전압으로 변환하거나 또는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 전력변환부, 전력변환부의 동작 상태를 표시하는 HMI(Human Machine Interface) 및 전력변환부와 HMI를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The power conversion system includes a power conversion unit that converts DC voltage to AC voltage or converts AC voltage to DC voltage, a Human Machine Interface (HMI) that displays the operation status of the power conversion unit, and a control unit that controls the power conversion unit and HMI. may include
여기서, 제어부는 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 기반으로 전력변환부의 고장을 판단하고, 고장 알람을 HMI에 출력할 수 있다.Here, the control unit may determine a failure of the power conversion unit based on sensor data input from a plurality of sensors, and output a failure alarm to the HMI.
일반적으로 전력변환 시스템은 전력변환부의 고장 발생 시, 전력변환부의 내부 고장 또는 외부 고장(예를들면, 신재생 에너지원, 부하 등)인지 판단하지 않으며, 고장별 진단을 위한 소요 시간이 증가될 수 있다.In general, the power conversion system does not determine whether an internal failure or an external failure (eg, renewable energy source, load, etc.) have.
최근들어, 전력변환 시스템은 고장별 진단을 위한 소요 시간을 줄일 수 있는 연구를 진행하고 있다.In recent years, research has been conducted to reduce the time required for diagnosis of a power conversion system for each failure.
본 발명의 목적은, 전력변환부의 고장을 자가진단할 수 있는 전력변환 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a power conversion system capable of self-diagnosing a failure of the power conversion unit.
또한, 본 발명의 목적은, 고장별로 실제 고장 실험 및 시뮬레이션 실험을 통해 얻어진 복수의 고장 데이터를 학습하여 생성된 고장진단 모델을 적용하여 실시간으로 고장진단에 대한 소요 시간을 줄일 수 있는 전력변환 시스템을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion system that can reduce the time required for failure diagnosis in real time by applying a failure diagnosis model generated by learning a plurality of failure data obtained through actual failure tests and simulation experiments for each failure. is in providing.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명에 따른 전력변환 시스템은, HMI(Human Machine Interface), 직류 전압을 교류 전압으로 변환하거나, 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 전력변환부 및 상기 HMI로 입력된 제1 명령에 따라 상기 전력변환부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전력변환부에 대한 실제 고장 실험으로 유발된 복수의 고장(Fault)에 해당되는 복수의 제1 고장 데이터 및 시뮬레이션 실험으로 유발된 상기 복수의 고장에 해당되는 복수의 제2 고장 데이터를 설정된 기계학습 알고리즘에 적용하여 합습하고, 상기 복수의 고장에 대한 고장진단을 위한 고장진단 모델을 생성하는 학습모델 생성부 및 상기 전력변환부의 동작 시, 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 상기 고장진단 모델에 적용하여 상기 전력변환부를 고장 진단하는 진단 판단부를 포함할 수 있다.The power conversion system according to the present invention includes a Human Machine Interface (HMI), a power converter for converting a DC voltage to an AC voltage or converting an AC voltage to a DC voltage, and the power conversion according to a first command input to the HMI a control unit for controlling a unit, wherein the control unit is configured to respond to a plurality of first failure data corresponding to a plurality of faults induced by an actual failure test for the power conversion unit and the plurality of failures caused by a simulation experiment When a plurality of corresponding second failure data is applied to a set machine learning algorithm to learn, and a learning model generating unit that generates a failure diagnosis model for failure diagnosis for the plurality of failures and the power conversion unit operate, a plurality of sensors It may include a diagnosis determination unit for diagnosing a failure of the power conversion unit by applying the sensor data input from the to the failure diagnosis model.
상기 학습모델 생성부는, 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 구분하고, 상기 학습 데이터를 상기 기계학습 알고리즘에 적용하여 상기 고장진단 모델을 생성하는 모델 생성부, 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여, 상기 고장진단 모델에 대한 평가 적중도를 산출하는 모델 평가부 및 상기 평가 적중도가 설정된 기준 적중도 이상이면, 상기 고장진단 모델에 상기 확인 데이터를 적용하여 상기 전력변환부의 고장 진단에 대한 정상 예측을 확인하는 모델 확인부를 포함할 수 있다.The learning model generation unit divides the plurality of first and second failure data into learning data, test data and confirmation data for each failure, and applies the learning data to the machine learning algorithm to generate the failure diagnosis model A model evaluation unit that calculates an evaluation hit for the failure diagnosis model by applying the test data to the failure diagnosis model, and if the evaluation hit level is greater than or equal to a set reference hit level, applying the confirmation data to the failure diagnosis model It may include a model confirmation unit for confirming a normal prediction for the fault diagnosis of the power conversion unit.
상기 기계학습 알고리즘은, 파이썬(Python), 넘파이(Numpy), 판다스(Pandas) 및 케라스(Keras) 중 적어도 하나일 수 있다.The machine learning algorithm may be at least one of Python, Numpy, Pandas, and Keras.
상기 모델 평가부는, 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여 진단된 해당 고장들과 상기 복수의 고장을 비교하여 고장별로 상기 평가 적중도를 산출할 수 있다.The model evaluator may compare the plurality of failures with corresponding failures diagnosed by applying the test data to the failure diagnosis model to calculate the evaluation hit degree for each failure.
상기 모델 확인부는, 상기 평가 적중도가 상기 기준 적중도 미만이면 상기 고장진단 모델을 재 생성하기 위해 상기 모델 생성부를 제어할 수 있다.The model confirmation unit may control the model generation unit to regenerate the failure diagnosis model when the evaluation hit degree is less than the reference hit degree.
상기 모델 생성부는, 상기 모델 확인부의 제어에 따라 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 재 구분하여 상기 고장진단 모델을 재 생성할 수 있다.The model generator may regenerate the failure diagnosis model by re-classifying the plurality of first and second failure data into learning data, test data, and confirmation data for each failure under the control of the model confirmation unit.
상기 진단 판단부는, 상기 고장진단 모델에 상기 센서 데이터를 적용하여 상기 전력변환부의 고장여부를 진단하고, 상기 전력변환부의 고장 진단 시 상기 젼력변환부의 고장 정보 및 상기 고장 정보에 따라 파생되는 추가 고장 정보를 생성할 수 있다.The diagnosis determination unit, by applying the sensor data to the failure diagnosis model, diagnoses whether the power conversion unit is faulty, and additional fault information derived according to the failure information and the failure information of the power conversion unit when the power conversion unit is faulty diagnosed can create
상기 진단 판단부는, 상기 고장 정보 및 상기 추가 고장 정보를 상기 HMI에 표시 및 설정된 외부 장치로 송신할 수 있다.The diagnosis determination unit may transmit the failure information and the additional failure information to an external device displayed and set on the HMI.
상기 고장 정보는, 고장 내용을 알리는 고장 알람 및 고장 발생 시간을 포함하고, 상기 추가 고장 정보는, 상기 고장 알람으로 발생하는 추가 고장 내용을 알리는 추가 고장 알람을 포함할 수 있다.The failure information may include a failure alarm and a failure occurrence time for informing the content of the failure, and the additional failure information may include an additional failure alarm for notifying the additional failure content generated by the failure alarm.
본 발명에 따른 전력변환 시스템은, 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 설정된 고장진단 모델에 적용하여 고장 진단에 대한 소요 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.The power conversion system according to the present invention has the advantage of reducing the time required for fault diagnosis by applying sensor data input from a plurality of sensors to a set fault diagnosis model.
또한, 본 발명에 따른 전력변환 시스템은, 고장 진단 시 입력된 센서 데이터를 이용하여 고장진단 모델을 갱신할 수 있음으로써, 고장 진단에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, the power conversion system according to the present invention has the advantage of improving the reliability of the fault diagnosis by being able to update the fault diagnosis model using the sensor data input during fault diagnosis.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.
도 1은 본 발명에 따른 전력변환 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 전력변환장치의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력변환 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.1 is a system diagram schematically showing a power conversion system according to the present invention.
2 is a control block diagram showing a control configuration of the power conversion device shown in FIG.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a power conversion system according to the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms in order to best describe their inventions. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전력변환 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도이다.1 is a system diagram schematically showing a power conversion system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 전력변환 시스템(100)은 직류 전압원(110), 전력변환장치(120) 및 부하(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
여기서, 전력변환장치(120)는 직류 전압원(110)으로부터 출력되는 직류 전압을 변환하여 교류 전압을 생성하여 부하(130)로 공급할 수 있다.Here, the
이때, 전력변환장치(120)는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터 또는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.In this case, the
전력변환장치(120)는 직류 전압, 전압 주파수, 온도 및 습도 등을 감지하여 센서 데이터를 출력하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.The
여기서, 전력변환장치(120)는 상기 센서 데이터를 설정된 고장진단 모델에 적용하여 전력변환장치(120)의 내부 고장 및 외부 고장을 자가진단할 수 있다.Here, the
이후, 전력변환장치(120)는 고장 진단 시, 고장 정보 및 상기 상기 고장 정보에 따라 파생되는 추가 고장 정보를 알람으로 표시할 수 있다.Thereafter, the
이와 같이, 전력변환 시스템(100)은 센서 데이터를 이용하여 고장진단을 실시간으로 수행할 수 있음으로써, 고장진단에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.As described above, the
도 2는 도 1에 나타낸 전력변환장치의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.2 is a control block diagram showing a control configuration of the power conversion device shown in FIG.
도 2를 참조하면, 전력변환장치(120)는 HMI(Human Machine Interface, 210), 전력변환부(220), 센서부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
HMI(210)는 전력변환장치(120)의 동작을 제어하기 위한 명령을 제어부(240)로 입력할 수 있다.The HMI 210 may input a command for controlling the operation of the
HMI(210)는 센서부(230)에 측정한 센서 데이터에 대응하는 결과 정보를 표시할 수 있으며, 제어부(240)로부터 입력되는 고장 정보 및 추가 고장 정보를 표시할 수 있다.The HMI 210 may display result information corresponding to the measured sensor data on the
전력변환부(220)는 입력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하거나, 또는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The
예를 들어, 전력변환부(220)는 인버터 및 컨버터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일반적으로 인버터는 복수 개의 스위치 소자가 턴온 및 턴오프를 통하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환할 수 있다.For example, the
센서부(230)는 복수의 센서를 포함할 수 있으며, 직류 전압, 직류 전류, 교류 전압의 각 상전압 및 각 상전류를 포함하는 센서 데이터(s_data)를 제어부(240)로 출력할 수 있다.The
제어부(240)는 학습모델 생성부(250) 및 진단 판단부(260)을 포함할 수 있다.The
먼저, 학습모델 생성부(250)는 모델 생성부(252), 모델 평가부(254) 및 모델 확인부(256)를 포함할 수 있다.First, the learning
모델 생성부(252)는 전력변환부(220)에 대한 실제 고장 실험으로 유발된 복수의 고장(Falut)에 해당하는 복수의 제1 고장 데이터 및 시뮬레이션 실험으로 유발된 상기 복수의 고장에 해당하는 복수의 제2 고장 데이터를 설정된 기계학습 알고리즘에 적용하여 학습하고, 상기 복수의 고장에 대한 고장진단을 위한 고장진단 모델을 생성할 수 있다.The
여기서, 복수의 제1 고장 데이터는 전력변환부(220)에 공급되는 직류 전압을 설정된 시간별로 가변시킨 후 센서부(230)에서 측정한 센서 데이터일 수 있다.Here, the plurality of first failure data may be sensor data measured by the
또한, 복수의 제2 고장 데이터는 컴퓨터 장치로 시뮬레이션한 것으로써, 직류 전압을 설정된 시간별로 가변시킨 측정한 측정 데이터일 수 있다.In addition, the plurality of second failure data is simulated by a computer device, and may be measured data obtained by varying the DC voltage for each set time.
즉, 제1, 2 고장 데이터는 고장진단 모델을 생성하기 위한 백 데이터일 수 있으며, 전력변환부(220)의 동작시 센서부(230)에서 측정한 센서 데이터를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.That is, the first and second failure data may be back data for generating a failure diagnosis model, and may include sensor data measured by the
상기 기계학습 알고리즘은 파이썬(Python), 넘파이(Numpy), 판다스(Pandas) 및 케라스(Keras) 중 적어도 하나일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The machine learning algorithm may be at least one of Python, Numpy, Pandas, and Keras, but is not limited thereto.
모델 생성부(252)는 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 구분하고, 상기 학습 데이터를 상기 기계학습 알고리즘에 적용하여 상기 고장진단 모델을 생성할 수 있다.The
예를 들어, 상기 학습 데이터, 상기 테스트 데이터 및 상기 확인 데이터는 아래와 같이 설명할 수 있다.For example, the learning data, the test data, and the confirmation data may be described as follows.
상기 제1, 2 고장 데이터 각각은 직류 전압, 직류 전류, 교류 전압의 각 상전압 및 각 상전류, 그리고 측정 시간을 포함하는 데이터일 수 있다.Each of the first and second failure data may be data including each phase voltage and each phase current of a DC voltage, a DC current, and an AC voltage, and a measurement time.
여기서, 모델 생성부(252)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제1 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터를 추출할 수 있다.Here, the
또한, 모델 생성부(252)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제2 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터와 중복되지 않는 테스트 데이터를 추출할 수 있다.Also, the
마지막으로 모델 생성부(252)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제3 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터 및 상기 테스트 데이터와 중복되지 않는 확인 데이터를 추출할 수 있다.Finally, the
모델 생성부(252)는 상기 학습 데이터를 설정된 기계학습 알고리즘으로 학습하여 상기 고장진단 모델을 생성할 수 있다.The
모델 평가부(254)는 모델 생성부(252)에서 생성된 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여, 상기 고장진단 모델에 대한 평가 적중도를 산출할 수 있다.The
즉, 모델 평가부(254)는 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여 진단된 해당 고장들과 상기 복수의 고장을 비교하여 고장별로 예측된 결과에 대한 평가 적중도를 산출할 수 있다.That is, the
모델 확인부(256)는 모델 평가부(254)에서 산출한 상기 평가 적중도가 설정된 기준 적중도 이상인지 판단할 수 있다.The
이때, 모델 확인부(256)는 상기 평가 적중도가 상기 기준 적중도 이상이면, 상기 고장진단 모델에 상기 확인 데이터를 적용하여 전력변환부(220)의 고장 진단에 대한 정상 예측을 확인할 수 있다.In this case, the
여기서, 모델 확인부(256)는 상기 평가 적중도가 상기 기준 적중도 미만이면 상기 고장진단 모델을 재 생성하기 위해 모델 생성부(252)를 제어할 수 있다.Here, the
모델 생성부(252)는 모델 확인부(256)의 제어에 따라 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 재 구분하여 상기 고장진단 모델을 재 생성할 수 있다.The
진단 판단부(260)는 전력변환부(220)의 동작 시, 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 상기 고장진단 모델에 적용하여 전력변환부(220)를 고장 진단할 수 있다.The
즉, 진단 판단부(260)는 상기 고장진단 모델에 상기 센서 데이터를 적용하여 전력변환부(220)의 고장여부를 진단하고, 전력변환부(220)의 고장 진단 시 젼력변환부(220)의 고장 정보 및 상기 고장 정보에 따라 파생되는 추가 고장 정보를 생성할 수 잇다.That is, the
이후, 진단 판단부(260)는 상기 고장 정보 및 상기 추가 고장 정보를 HMI(210)에 표시 및 설정된 외부 장치(미도시)로 송신할 수 있다.Thereafter, the
상기 고장 정보는, 고장 내용을 알리는 고장 알람 및 고장 발생 시간을 포함하고, 상기 추가 고장 정보는, 상기 고장 알람으로 발생하는 추가 고장 내용을 알리는 추가 고장 알람을 포함할 수 있다.The failure information may include a failure alarm and a failure occurrence time for informing the content of the failure, and the additional failure information may include an additional failure alarm for notifying the additional failure content generated by the failure alarm.
도 3은 본 발명에 따른 전력변환 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a power conversion system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 전력변환 시스템(100)의 전력변환장치(120)는 실제 고장 실험으로 유발된 복수의 고장(Falut)에 해당하는 복수의 제1 고장 데이터 및 시뮬레이션 실험으로 유발된 상기 복수의 고장에 해당하는 복수의 제2 고장 데이터를 수집할 수 있다(S310).Referring to FIG. 3 , the
즉, 전력변환장치(120)의 학습모델 생성부(250)는 전력변환부(220)에 대한 실제 고장 실험으로 유발된 복수의 고장(Falut)에 해당하는 복수의 제1 고장 데이터 및 시뮬레이션 실험으로 유발된 상기 복수의 고장에 해당하는 복수의 제2 고장 데이터를 수집할 수 있다.That is, the learning
전력변환장치(120)는 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 구분하고(S320), 학습 데이터를 설정된 기계학습 알고리즘에 적용하여 고장진단 모델을 생성할 수 있다(S330).The
즉, 학습모델 생성부(250)는 제1, 2 고장 데이터 각각에 포함된 직류 전압, 직류 전류, 교류 전압의 각 상전압 및 각 상전류, 그리고 측정 시간을 기반으로, 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터를 구분할 수 있다.That is, the learning
여기서, 학습모델 생성부(250)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제1 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터를 추출할 수 있다.Here, the learning
또한, 학습모델 생성부(250)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제2 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터와 중복되지 않는 테스트 데이터를 추출할 수 있다.Also, the learning
마지막으로 학습모델 생성부(250)는 상기 제1, 2 고장 데이터를 고장 별로 측정 시간이 설정된 제3 기준시간만큼 증가시켜 상기 학습 데이터 및 상기 테스트 데이터와 중복되지 않는 확인 데이터를 추출할 수 있다.Finally, the
전력변환장치(120)는 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여, 상기 고장진단 모델에 대한 평가 적중도를 산출할 수 있다(S340).The
즉, 학습모델 생성부(250)는 상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여 진단된 해당 고장들과 상기 복수의 고장을 비교하여 고장별로 예측된 결과에 대한 평가 적중도를 산출할 수 있다.That is, the learning
전력변환장치(120)는 상기 평가 적중도가 설정된 기준 적중도 이상인지 판단하고(350), 평가 적중도가 기준 적중도 이상이면 상기 고장진단 모델에 상기 확인 데이터를 적용하여 전력변환부(220)의 고장 진단에 대한 정상 예측을 확인할 수 있다(S360).The
전력변환장치(120)는 전력변환부(220)의 동작 시, 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 상기 고장진단 모델에 적용하여 전력변환부(220)를 고장 진단할 수 있다(S370).When the
즉, 전력변환장치(120)의 진단 판단부(260)는 상기 고장진단 모델에 상기 센서 데이터를 적용하여 전력변환부(220)의 고장여부를 진단하고, 전력변환부(220)의 고장 진단 시 젼력변환부(220)의 고장 정보 및 상기 고장 정보에 따라 파생되는 추가 고장 정보를 생성할 수 있다.That is, the
전력변환장치(120)는 전력변환부(220)의 고장 진단 시 생성된 고장 정보 및 추가 고장 정보를 HMI(210)에 표시할 수 있다(S380).The
여기서, 상기 고장 정보는, 고장 내용을 알리는 고장 알람 및 고장 발생 시간을 포함하고, 상기 추가 고장 정보는, 상기 고장 알람으로 발생하는 추가 고장 내용을 알리는 추가 고장 알람을 포함할 수 있다.Here, the failure information may include a failure alarm and a failure occurrence time informing of the failure, and the additional failure information may include an additional failure alarm informing the additional failure information generated by the failure alarm.
(S350) 단계 이후, 상기 평가 적중도가 설정된 기준 적중도 미만이면, 학습모델 생성부(250)는 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 재 구분하여 상기 고장진단 모델을 재 생성할 수 있다(S390).After step (S350), if the evaluation hit rating is less than the set reference hit rating, the learning
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiment has been described above, it is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment may be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
Claims (9)
직류 전압을 교류 전압으로 변환하거나, 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 전력변환부; 및
상기 HMI로 입력된 제1 명령에 따라 상기 전력변환부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전력변환부에 대한 실제 고장 실험으로 유발된 복수의 고장(Fault)에 해당되는 복수의 제1 고장 데이터 및 시뮬레이션 실험으로 유발된 상기 복수의 고장에 해당되는 복수의 제2 고장 데이터를 설정된 기계학습 알고리즘에 적용하여 합습하고, 상기 복수의 고장에 대한 고장진단을 위한 고장진단 모델을 생성하는 학습모델 생성부; 및
상기 전력변환부의 동작 시, 복수의 센서로부터 입력된 센서 데이터를 상기 고장진단 모델에 적용하여 상기 전력변환부를 고장 진단하는 진단 판단부를 포함하는,
전력변환 시스템.Human Machine Interface (HMI);
a power converter for converting a DC voltage into an AC voltage or converting an AC voltage into a DC voltage; and
A control unit for controlling the power conversion unit according to the first command input to the HMI,
The control unit is
Machine learning in which a plurality of first failure data corresponding to a plurality of faults induced by an actual failure experiment for the power conversion unit and a plurality of second failure data corresponding to the plurality of failures induced by a simulation experiment are set a learning model generation unit that applies to an algorithm to learn, and generates a failure diagnosis model for failure diagnosis for the plurality of failures; and
Comprising a diagnostic determination unit for diagnosing a failure of the power conversion unit by applying sensor data input from a plurality of sensors to the failure diagnosis model when the power conversion unit is operated,
power conversion system.
상기 학습모델 생성부는,
상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 구분하고, 상기 학습 데이터를 상기 기계학습 알고리즘에 적용하여 상기 고장진단 모델을 생성하는 모델 생성부;
상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여, 상기 고장진단 모델에 대한 평가 적중도를 산출하는 모델 평가부; 및
상기 평가 적중도가 설정된 기준 적중도 이상이면, 상기 고장진단 모델에 상기 확인 데이터를 적용하여 상기 전력변환부의 고장 진단에 대한 정상 예측을 확인하는 모델 확인부를 포함하는,
전력변환 시스템.The method of claim 1,
The learning model generation unit,
a model generator for dividing the plurality of first and second failure data into learning data, test data, and confirmation data for each failure, and applying the learning data to the machine learning algorithm to generate the failure diagnosis model;
a model evaluation unit that applies the test data to the failure diagnosis model to calculate an evaluation hit for the failure diagnosis model; and
When the evaluation hit is greater than or equal to the set reference hit, including a model confirmation unit for applying the confirmation data to the failure diagnosis model to confirm a normal prediction for the failure diagnosis of the power conversion unit,
power conversion system.
상기 기계학습 알고리즘은,
파이썬(Python), 넘파이(Numpy), 판다스(Pandas) 및 케라스(Keras) 중 적어도 하나인,
전력변환 시스템.3. The method of claim 2,
The machine learning algorithm is
At least one of Python, Numpy, Pandas and Keras,
power conversion system.
상기 모델 평가부는,
상기 고장진단 모델에 상기 테스트 데이터를 적용하여 진단된 해당 고장들과 상기 복수의 고장을 비교하여 고장별로 상기 평가 적중도를 산출하는,
전력변환 시스템. 3. The method of claim 2,
The model evaluation unit,
Comparing the plurality of failures with the corresponding failures diagnosed by applying the test data to the failure diagnosis model, calculating the evaluation hit degree for each failure,
power conversion system.
상기 모델 확인부는,
상기 평가 적중도가 상기 기준 적중도 미만이면 상기 고장진단 모델을 재 생성하기 위해 상기 모델 생성부를 제어하는,
전력변환 시스템. 3. The method of claim 2,
The model confirmation unit,
If the evaluation hit is less than the reference hit, controlling the model generator to regenerate the failure diagnosis model,
power conversion system.
상기 모델 생성부는,
상기 모델 확인부의 제어에 따라 상기 복수의 제1, 2 고장 데이터를 고장별로 학습 데이터, 테스트 데이터 및 확인 데이터로 재 구분하여 상기 고장진단 모델을 재 생성하는,
전력변환 시스템.6. The method of claim 5,
The model generation unit,
Re-generating the failure diagnosis model by re-classifying the plurality of first and second failure data into learning data, test data and confirmation data for each failure under the control of the model confirmation unit,
power conversion system.
상기 진단 판단부는,
상기 고장진단 모델에 상기 센서 데이터를 적용하여 상기 전력변환부의 고장여부를 진단하고, 상기 전력변환부의 고장 진단 시 상기 젼력변환부의 고장 정보 및 상기 고장 정보에 따라 파생되는 추가 고장 정보를 생성하는,
전력변환 시스템.The method of claim 1,
The diagnostic determination unit,
By applying the sensor data to the failure diagnosis model to diagnose the failure of the power conversion unit, and to generate additional failure information derived according to the failure information and the failure information of the power conversion unit when diagnosing the failure of the power conversion unit,
power conversion system.
상기 진단 판단부는,
상기 고장 정보 및 상기 추가 고장 정보를 상기 HMI에 표시 및 설정된 외부 장치로 송신하는,
전력변환 시스템.8. The method of claim 7,
The diagnostic determination unit,
Transmitting the failure information and the additional failure information to an external device displayed and set in the HMI,
power conversion system.
상기 고장 정보는,
고장 내용을 알리는 고장 알람 및 고장 발생 시간을 포함하고,
상기 추가 고장 정보는,
상기 고장 알람으로 발생하는 추가 고장 내용을 알리는 추가 고장 알람을 포함하는,
전력변환 시스템.8. The method of claim 7,
The fault information is
Including the failure alarm and failure occurrence time to inform the details of the failure,
The additional fault information is
Including an additional failure alarm informing of additional failures occurring as the failure alarms,
power conversion system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200052482A KR20210133635A (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Power conversion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102415788B1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-07-05 | 주식회사 에이앤씨랩 | Power demand prediction method using machine learning |
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2020
- 2020-04-29 KR KR1020200052482A patent/KR20210133635A/en unknown
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