KR20220151079A - 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법은 풍력 발전소의 유지보수 역무별 유지보수비용의 표준 역무를 선정하고, 역무별 정기비용 및 비정기비용을 각각 산정하여 표준 역무와 함께 표준 원가 모형을 적용한 역무별 비용을 산정하며, 풍력 발전소의 비용분할구조를 모델링하는 역무표준모듈과, 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 예방정비 패턴 및 고장정비 패턴을 산출하고, 산출한 정보를 기초로하여 소요비용을 산출하여 풍력 발전소에서 역무별 유지보수의 표준비용을 산출하는 비용표준모듈과, 풍력 발전소의 환경 특성, 설치 특성, 발전소의 하위 설비 및 수량을 기초로하여 풍력 발전소의 특성을 보정하여 풍력 발전소의 특성을 표준화하는 특성보정모듈 및 역무표준모델, 비용표준모델 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 비용을 산출하는 비용추정모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 풍력발전소를 유지하고 관리하기 위해 소요되는 비용인 유지보수비용(Operation and Management cost : O&M cost)을 추정하기 위한 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전기를 생산하기 위한 다양한 방식의 발전소가 건설되어 운영되고 있으며, 대표적으로는 화력발전소와 원자력발전소를 들 수 있다.
화력발전소는 석유나 석탄을 연소시켜 증기터빈을 통해 전기를 생산하는 방식이고, 원자력발전소는 원자의 핵분열시 발생하는 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방법이다.
그런데, 화력발전소의 경우 석유나 석탄을 연소시켜야 하기 때문에 이러한 연료를 지속적으로 공급하여야 하는데 이러한 석유나 석탄자원과 같은 화석연료의 고갈에 대비하여야 하고 원자력발전소는 방사능 유출 등의 위험성을 갖고 발전을 해야한다는 문제점이 있어, 최근 태양광발전소 또는 풍력발전소와 같은 신재생에너지발전소가 기존의 석유나 석탄을 이용하여 발전하는 화력발전 또는 원자의 핵분열을 이용하는 원자력발전소를 대체하기 위한 대체에너지원으로 각광받고 있다.
그런데, 이러한 태양광발전소나 풍력발전소는 연료사용을 하지 않는 방식이기는 하지만 지속적으로 설비를 유지관리하여야 하고 이러한 설비의 유지보수비용을 간과할 경우 발전소의 경제성이 낮아져 발전을 지속하기 어려운 상황이 발생할 수도 있다는 문제점이 있다.
이러한 상황을 방지하기 위해 다양한 형태의 신재생에너지발전소의 경제성을 분석하거나 유지보수비용을 산정하기 위한 방법들이 다수 제안되어 왔다.
한국등록특허 제 10-1269587에서는 지리정보시스템 기반의 태양광발전 경제성분석시스템이 제공된다. 한국등록특허 제 10-1269587에서는 지리정보 데이터, 지리정보의 권역별 또는 지점별 발전추정 조건데이터를 데이터베이스에 저장하는 조건데이터 입력단계; 발전예측의 대상이 되는 위치정보와 면적정보를 입력하는 위치면적입력단계; 위치정보에 해당하는 조건데이터를 리딩하여 발전량을 연산하는 발전량연산단계; 및 연산된 발전량을 디스플레이에 표시하는 데이터표시단계;를 포함하고, 상기 위치면적입력단계는: 지리정보의 지번 선택정보가 입력되는 지번선택단계; 선택된 지번에 대해 태양광발전 장치를 설치할 면적정보를 입력하는 면적입력단계;를 포함하는 태양광발전 경제성분석 시스템 제어방법에 있어서, 상기 면적입력단계는: 선택된 지번의 지도상에서 태양광발전 장치를 설치할 위치(건물 또는 토지)에 폴리곤을 생성하여 폴리곤 크기로 부터 면적데이터를 산출하는 폴리곤면적입력단계; 선택된 지번의 지도상에서 태양광발전 장치를 설치할 위치(건물 또는 토지)에 활성화된 건물 또는 토지 객체를 선택하여 선택된 건물 또는 토지의 면적데이터를 산출하는 활성객체면적입력단계; 및 선택된 지번의 지도상에서 태양광발전 장치를 설치할 위치(건물 또는 토지)의 면적에 대해 수치데이터를 입력하여 면적데이터를 산출하는 수치면적입력단계; 중 어느 하나 이상의 면적입력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 경제성분석 시스템 제어방법에 대하여 개시한다.
한국등록특허 제 10-1895274에서는 신재생에너지 설비의 진단결과 분석방법 및 그 장치가 제공된다. 한국등록특허 제 10-1895274에서는 신재생 에너지 설비에 대한 기술정보가 저장된 데이터베이스와; 상기 기술정보에 기초하여 상기 신재생 에너지 설비에 대한 설정된 작업범위에 해당하는 점검항목정보가 포함된 작업계획서를 생성하는 작업계획서생성모듈과; 송수신모듈을 통하여 상기 작업계획서를 해당 작업자의 모바일 단말기로 전송하고, 상기 모바일 단말기로부터 수신된 점검결과정보 및 고장항목에 대한 보수결과정보를 상기 작업계획서에 대응하여 상기 데이터베이스에 저장하는 제어모듈과; 상기 점검결과정보 및 보수결과정보에 기초하여 상기 신재생 에너지 설비에 대한 점검보고서를 생성하는 보고서생성모듈과; 동일기종의 상기 신재생 에너지 설비에 대한 복수의 상기 점검보고서에 포함된 상기 보수결과정보를 분석하여 상기 고장항목을 분석한 고장분석정보와, 고장 내용에 대한 이슈정보를 추출하는 분석모듈;을 포함하여, 상기 제어모듈은, 상기 고장분석정보에 기초하여 생성한 상기 고장항목에 대한 진단내용 변경정보와 상기 이슈정보를 동일기종의 상기 신재생 에너지 설비의 상기 각 작업계획서에 반영하여 저장하며, 상기 분석모듈은, 다수의 상기 각 보수결과정보에 포함된 고장항목 리스트, 세부원인, 고장발생빈도, 심각도 수준 및 대응방법의 종류를 포함하는 상기 고장분석정보를 생성하는 고장모드분석부와, 상기 고장항목별로 상기 작업자의 코멘트 정보의 분류 및 이에 대한 작업계획자의 코멘트를 포함하는 상기 이슈정보를 생성하는 이슈생성부를 포함하고, 상기 이슈생성부는 상기 점검보고서 단위 내에서 상기 이슈정보에 대하여 추가로 생성된 자동 요약 테이블을 제공하거나, 상기 고장항목과 관련된 상기 점검항목별로 색깔을 달리하여 점검주의 여부를 표시하거나, 진단시 고장항목으로 판단된 상기 점검항목에 대하여 고장모드의 내용을 요약하여 제공하거나, 또는 상기 고장항목과 관련하여 추가적으로 점검이 필요한 설정된 점검항목을 추출하는 것 중 어느 하나 또는 2 이상을 수행하되, 상기 진단내용 변경정보는, 상기 고장항목에 대한 점검항목 필수여부, 점검 우선순위 또는 점검주기 변경 중 하나 이상의 정보를 포함하고, 상기 점검우선순위는 상기 고장항목에 대한 빈도와 심각도를 기준으로 선정되어, 상기 제어모듈에서 상기 점검 우선순위를 기준으로 변경된 상기 진단내용 변경정보를 상기 작업계획서에 반영하고, 상기 송수신모듈을 통하여 동일기종의 상기 신재생 에너지설비를 점검하는 모든 작업자의 모바일로 전송하는 신재생 에너지 설비의 진단결과 분석장치를 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 풍력발전소를 유지하고 관리하기 위해 소요되는 비용인 유지보수비용(Operation and Management cost : O&M cost)을 추정하기 위한 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템은 풍력 발전소의 유지보수 역무별 유지보수비용의 표준 역무를 선정하고, 역무별 정기비용 및 비정기비용을 각각 산정하여 상기 표준 역무와 함께 표준 원가 모형을 적용한 역무별 비용을 산정하며, 풍력 발전소의 비용분할구조를 모델링하는 역무표준모듈;
상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 예방정비 패턴 및 고장정비 패턴을 산출하고, 산출한 정보를 기초로하여 소요비용을 산출하여 상기 풍력 발전소에서 역무별 유지보수의 표준비용을 산출하는 비용표준모듈;
상기 풍력 발전소의 환경 특성, 설치 특성, 발전소의 하위 설비 및 수량을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 특성을 보정하여 풍력 발전소의 특성을 표준화하는 특성보정모듈; 및
상기 역무표준모델, 비용표준모델 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 비용을 산출하는 비용추정모듈; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템에 있어서, 상기 역무표준모듈은, 상기 풍력 발전소의 설계 정보 및 유지보수조건에 관한 데이터를 수집하고, 수집한 정보를 기초로하여 역무별 유지보수정보를 산출하는 역무정보모듈;
상기 역무정보모듈에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 비용분할구조 별 보정 정보를 산출하는 역무보전모듈;
상기 역무정보모듈에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 비용분할구조 별 풍력 발전소의 각 역무별 조건에 따른 유지보수 역무의 고장 유형 정보를 산출하는 역무고장모듈; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템에 있어서, 상기 비용표준모듈은, 상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 예방정비 패턴을 산출하는 예방패턴 분석모듈;
상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 고장정비 패턴을 산출하는 고장정비 분석모듈; 및
상기 예방패턴 분석모듈 및 고장정비 분석모듈을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수역무에 필요한 비용을 산출하는 소요비용 분석모듈; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템에 있어서, 상기 예방패턴 분석모듈 및 고장정비 분석모듈은, 예방패턴 또는 고장정비 발생 확률을 각각 산출하고, 산출한 데이터를 기초로하여 확률분포를 산출하며, 상기 확률분포를 분석할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템에 있어서, 상기 소요비용 분석모듈은, 상기 풍력 발전소의 유지보수에 필요한 재료비, 노무비 및 경비를 각각 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템에 있어서, 상기 특성보정모듈은, 상기 풍력 발전소의 외부 또는 내부 환경 특성을 분석하는 환경특성모듈; 및
상기 풍력 발전소에 설치된 풍력 온도, 풍력 진동, 풍력 터빈을 포함하는 발전설비의 특성을 분석하는 설비특성모듈; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법에 있어서, (a) 비용추정모듈을 통해 풍력 발전소의 비용분할구조 중 하나의 부품을 선택하는 단계;
(b) 상기 선택한 부품에 대하여 유지보수 역무 중 하나의 역무를 선택하는 단계;
(c) 상기 선택한 역무 중 상기 풍력 발전소에서 발생하는 고장 유형 중 하나의 고장 유형을 선택하는 단계;
(d) 상기 선택한 부품, 역무, 고장 유형을 기초로하여 비용표준모듈를 통해 상기 풍력 발전소의 예방정비 또는 고장정비 시 발생확률을 산출하는 단계;
(e) 상기 풍력 발전소의 외부 또는 내부환경과, 풍력 발전소의 설치특성을 고려하여 특성보정모듈을 통해 보정계수를 산출하는 단계;
(f) 상기 비용표준모듈 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법에 있어서, 상기 (d) 단계는, 예방정비 분석모듈을 통해 예방정비 발생 확률을 산출하는 단계; 및
고장정비 분석모듈을 통해 고장정비 발생 확률을 산출하는 단계; 를 포함하고,
상기 예방정비 및 고장정비 발생확률을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 정비요소를 각각 분석하고, 분석한 데이터를 기반으로 소요비용을 산출하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법에 있어서, 상기 (e) 단계는, 환경특성모듈을 통해 상기 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수 작업 난이도에 대한 특성 보정 계수를 산출하고,
상기 특성 보정 계수를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수 작업 난이도에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 재산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법에 있어서, 상기 (e) 단계는, 설비특성모듈을 통해 상기 풍력 발전소의 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동에 대한 특성 보정 계수를 산출하고,
상기 특성 모정 계수를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 재산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법에 있어서, 상기 설비특성모듈은, 풍력 발전소의 비용분할구조의 유형에 따라 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동으로 분리하고, 상기 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동의 소요비용을 각각 재산출할 수 있다.
이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 풍력 발전소의 설치 환경 특성을 고려하여 운영유지보수 비용 및 특성 보정 계수를 산출하여 최종 소요비용을 산출할 수 있고, 산출된 값(또는 추정값)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 높은 신뢰도를 가진 운영유지보수 비용 산출값(또는 추정값)을 기반으로 운영유지보수 계약을 추진함으로써 계약 주체간의 기준을 용이하게 제시할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 풍력 발전소의 설치 환경이 고장 혹은 예방 보전의 주기에 미치는 영향을 정량화하여 보전의 효율과 수명 향상, 발전 효율 향상에 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템의 구성요소를 나타내 보인 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법을 나타내 보인 순서도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법의 비용표준모듈의 운영방법을 나타내 보인 순서도.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법의 특성보정모듈의 운영방법을 나타내 보인 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템의 구성요소를 나타내 보인 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법을 나타내 보인 순서도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법의 비용표준모듈의 운영방법을 나타내 보인 순서도.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법의 특성보정모듈의 운영방법을 나타내 보인 순서도.
본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템은 역무표준모듈(100), 비용표준모듈(200), 특성보정모듈(300) 및 비용추정모듈(400)을 포함할 수 있다.
역무표준모듈(100)은 풍력 발전소의 유지보수 역무별 유지보수비용의 표준 역무를 선정하고, 역무별 정기비용 및 비정기비용을 각각 산정하여 표준 역무와 함께 표준 원가 모형을 적용한 역무별 비용을 산정하며, 풍력 발전소의 비용분할구조를 모델링하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 비용분할구조는 Cost Break down Structure의 약자이며, 풍력 발전설비의 수명 주기와, 각 연도별 비용 평가를 위하여 기준을 설정하기 위한 비용 요소들의 구조이다. 특히 풍력 발전소의 운영 유지비용으로 대체될 수 있으며, 획득비와 운영 유지비용은 각 세부적인 비용요소로 구성될 수 있다.
또한, 상기에서 언급한 유지보수 역무에 영향을 미치는 외부조건들은 다양하며, 예컨대 날씨 등과 같은 환경적인 요인뿐만 아니라 발전소의 위치에 따른 유지보수 인력 또는 장비와의 거리, 발전소 설비의 종류 또는 방식, 발전소의 크기 등 다양한 요인들이 유지보수 역무에 영향을 미치는 요인이 될 수 있으며, 이러한 유지보수 역무에 영향을 미치는 요인들이 역무별 조건에 다양하게 반영될 수 있다.
역무별 조건의 다양성은 모든 유지보수 역무들에서 나타날 수 있다. 예컨데, PV패널을 청소하는 유지보수 역무에 있어서도 역무별 조건은 인력이 직접 투입되어 청소를 진행하는 경우, 자동세척장치를 이용하여 청소를 진행하는 경우 등이 존재할 수 있고, 자동세척장치를 이용하여 청소를 진행하는 경우에도 자동세척장치의 설비종류 또는 설비의 구입비용이나 운용비용에서 차이가 날 수 있어 다양한 역무별 조건이 존재할 수 있다. 인버터를 교체하는 유지보수 역무에 있어서도 모듈형 인버터를 사용하면서 일부 모듈을 교체하는 유지보수 역무가 있을 수도 있고 인버터 전체를 교체하는 유지보수 역무가 있을 수도 있다.
이러한 역무표준모듈(100)은 역무정보모듈(110), 역무보전모듈(120) 및 역무고장모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
역무정보모듈(110)은 풍력 발전소의 설계 정보 및 유지보수조건에 관한 데이터를 수집하고, 수집한 정보를 기초로하여 역무별 유지보수정보를 산출하며, 추가로 풍력 발전소로부터 발생하는 유지보수업무의 역무별 표준단가 및 표준유지비용을 제공할 수 있다. 이 때, 역무별 표준단가 및 표쥰유지비용은 풍력 발전소와 연결된 서버의 데이터베이스(미도시)에서 기 저장되고, 역무정보모듈(110)에서 요청할 때마다 정보를 제공할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 역무정보모듈(110)은 풍력 발전소의 실제 운영 중 유지보수조건, 운영 조건, 각 역무별 조건에 따른 유지보수조건 및 고장이력을 포함한 운영데이터를 상기한 데이터베이스에서 제공 받을 수 있으며, 제공 받은 데이터를 역무보전모듈(120)에 전송할 수 있다.
역무보전모듈(120)은 역무정보모듈(110)에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 풍력 발전소의 역무별 조건에 따른 보정 정보를 산출할 수 있으며, 특히 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 보정 정보를 각각 산출할 수 있다.
구체적으로, 역무보전모듈(120)은 풍력 발전소로부터 발생하는 유지보수업무의 역무별 보전 정보를 데이터베이스에서 제공 받거나, 역무정보모듈(110)에서 산출한 데이터를 기초로하여 보전 정보를 산출할 수 있으며, 특히 후술할 특성보정모듈(300)에서 풍력 발전소의 환경 특성 및 발전설비 특성을 산출할 때, 역무보전모듈(120)에서 산출한 데이터 값을 기초로하여 특성을 산출할 수 있다.
역무고장모듈(130)은 역무정보모듈(110)에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 풍력 발전소의 각 역무별 조건에 따른 유지보수 역무의 고장 유형 정보를 산출할 수 있다. 유지보수 역무의 고장 유형 정보를 산출한 이후, 후술할 비용표준모듈(200)의 고장패턴 분석모듈(220)에 상기한 정보를 전송할 수 있다.
비용표준모듈(200)은 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 예방정비 패턴 및 고장정비 패턴을 분석 및 산출하는 예방패턴 분석모듈(210) 및 고장패턴 분석모듈(220)을 포함할 수 있다.
예방패턴 분석모듈(210)은 역무표준모듈(100)에서 산출한 비용분할구조(CBS) 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 예방정비 패턴을 산출하고, 풍력 발전소가 고장 또는 파손을 사전에 예방확률을 분석 및 데이터를 수집할 수 있다. 구체적으로, 예방패턴 분석모듈(210)은 하나 이상의 예방확률을 풍력 발전소에서 수집하여 풍력 발전소의 예방정비에 대하여 확률분포를 산출하고, 산출한 확률분포를 기반으로 분석하여 최종적인 예방정비 패턴을 분석할 수 있는 데이터가 수집될 수 있다.
고장패턴 분석모듈(220)은 역무표준모듈(100)에서 산출한 비용분할구조(CBS) 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 고장정비 패턴을 산출하고, 풍력 발전소의 고장률 또는 평균고장간격(MTBF:Mean Time Between Failure)을 포함하는 고장확률을 분석 및 데이터를 수집할 수 있다. 구체적으로, 고장패턴 분석모듈(220)은 하나 이상의 고장확률을 풍력 발전소에서 수집하여 풍력 발전소의 고장정비에 대하여 확률분포를 산출하고, 산출한 확률분포를 기반으로 분석하여 최종적인 고장정비 패턴을 분석할 수 있는 데이터가 수집될 수 있다.
아울러, 예방패턴 분석모듈(210) 및 고장패턴 분석모듈(220)을 포함하는 비용표준모듈(200)은 정비요원, 공량, 임률, 소요부품 목록, 수량, 단가를 포함하는 풍력 발전소에 필요한 인력, 자원 및 부품에 대하여 모델링을 생성할 수 있으며, 생성한 모델링은 소요비용 분석모듈(230)에 제공될 수 있다.
소요비용 분석모듈(230)은 비용표준모듈(200)에서 제공한 모델링을 기반으로, 풍력 비용분할구조(CBS)별 정비 요소에 필요한 비용을 계산할 수 있다. 구체적으로, 소요비용 분석모듈(230)은 풍력 발전소에 필요한 재료비, 노무비, 경비를 포함하는 비용을 각각 계산하고, 이를 모델링을 생성할 수 있다. 여기서, 재료비는 재료비 계산모듈(231)을 통해 계산될 수 있고, 노무비는 노무비 계산모듈(232)을 통해 계산될 수 있으며, 경비는 경비 계산모듈(233)을 통해 계산될 수 있다. 재료비 계산모듈(231), 노무비 계산모듈(232), 경비 계산모듈(233)은 소요비용 분석모듈(230)에 포함되어 값을 산출하는 모듈이다. 이 때, 계산된 비용을 모델링을 생성하는 것은 비용표준모듈(200)에서 모델링을 생성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
환경특성모듈(310)은 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경 특성, 풍력 발전소의 설치 특성, 풍력 발전소의 하위 설비 및 수량을 기초로하여 풍력 발전소의 특성을 보정하고, 풍력 발전소의 특성을 표준화하는 기능을 수행하며, 구체적으로 풍력 발전소의 외부 또는 내부 환경 특성을 분석하는 환경특성모듈(310)과, 풍력 발전소에 설치된 풍력 패널, 인버터 및 접속반을 포함하는 발전설비의 특성을 분석하는 설비특성모듈(320)을 포함할 수 있다.
환경특성모듈(310)은 상기한 바와 같이, 풍력 발전소의 외부 및 내부 환경을 기초로하여 환경 특성을 분석하는 모듈이며, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수(또는 보전) 작업 난이도가 여기에 포함되며, 추가로 풍력 발전소의 내외부 날씨, 기온, 자연재해, 고도를 더 포함할 수 있으나, 이는 선택사항이다.
여기서, 풍력 발전소의 지리적 위치는 위치 분석모듈(311)을 통해 환경 특성을 분석할 수 있고, 풍력 바람자원 영향 평가는 자원 분석모듈(312)을 통해 환경 특성을 분석할 수 있으며, 풍력발전소의 보수(또는 보저) 작업 난이도는 작업 분석모듈(313)을 통해 환경 특성을 분석하고, 이에 대한 보정 계수를 산출할 수 있다.
설비특성모듈(320)은 풍력 발전소의 발전설비에 설치된 풍력 발전소의 구성품을 기초로하여 설치 특성을 분석하는 모듈이며, 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동이 여기에 포함되며, 추가로 풍력 발전설비의 설치년도, 노후화, 파손률, 고장위험도를 더 포함할 수 있으나, 이는 선택사항이다.
또한, 설비특성모듈(320)은 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별로 분할할 수 있으며, 비용분할구조가 풍력 터빈일때, 또는 비용분할구조가 풍력 온도일 때, 또는 비용분할구조가 풍력 진동일 때, 풍력 발전설비의 설치 특성을 분석하고, 이에 대한 보정 계수를 산출할 수 있다.
비용추정모듈(400)은 역무표준모듈(100), 비용표준모듈(200), 특성보정모듈(300)에서 산출한 데이터를 기초로하여 풍력 발전소에서 유지보수 역무를 수행하기 위한 소요비용 예컨대 재료비, 노무비, 경비의 최종 추정 비용을 산출하는 모듈이다.
한편, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템을 이용한 운영유지보수 비용 추정 방법은 비용추정모듈을 통해 풍력 발전소의 비용분할구조 중 하나의 부품을 선택하는 단계(S100)와, 선택한 부품에 대하여 유지보수 역무 중 하나의 역무를 선택하는 단계(S200)와, 선택한 역무 중 풍력 발전소에서 발생하는 고장 유형 중 하나의 고장 유형을 선택하는 단계(S300)와, 선택한 부품, 역무, 고장 유형을 기초로하여 비용표준모듈를 통해 풍력 발전소의 예방정비 또는 고장정비 시 발생확률을 산출하는 단계(S400)와, 풍력 발전소의 외부 또는 내부환경과, 풍력 발전소의 설치특성을 고려하여 특성보정모듈을 통해 보정계수를 산출하는 단계와, 비용표준모듈 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 산출하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
먼저, 풍력 발전소는 비용추정모듈(400)을 통해 비용분할구조(CBS) 중에서 풍력 발전설비의 부품 중 하나를 선택(S100)하고, 선택한 하나의 부품에 대하여 운영보수 역무 중 하나를 선택(S200)하며, 선택한 운영보수 역무 중 고장 유형 하나를 선택(S300)할 수 있다. 즉, 비용추정모듈(400)을 통해 부품, 역무, 고장 유형 순으로 선택할 수 있다.
비용추정모듈(400)을 통해 선택한 부품, 역무, 고장 유형의 정보를 기초로하여 비용표준모듈(200)에서 예방패턴 분석모듈(210) 및 고장패턴 분석모듈(220)을 통해 예방정비 또는 고장정비 시 발생확률을 산출할 수 있다(S400).
구체적으로, 예방패턴 분석모듈(210) 및 고장패턴 분석모듈(220)은 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS) 별 예방정비 패턴 또는 고장정비 패턴을 산출하고, 산출된 데이터를 기초로하여 최종적인 예방정비 또는 고장정비 패턴을 분석할 수 있다(S410, S420). 특히, 고장패턴 분석모듈(220)은 풍력 발전소(또는 발전설비)의 고장률 또는 평균고장간격을 포함하는 고장확률을 분석하여 이를 데이터화 할 수 있다.
예방패턴 분석모듈(210) 및 고장패턴 분석모듈(220)에서 분석한 데이터를 기초로하여 소요비용 분석모듈(230)에 데이터를 전송할 수 있으며, 소요비용 분석모듈(230)에서 풍력 발전소를 정비하는데 발생하는 비용을 산출할 수 있다(S430).
소요비용 분석모듈(230)은 풍력 발전소에서 정비 시 발생하는 재료비, 노무비 및 경비를 각각 산출하여 예상 추정 비용을 안내해줄 수 있고, 총 소요금액을 합산하여 별도로 안내할 수 있다.
소요비용 분석모듈(230)에서 산출한 재료비, 노무비 및 경비에서 풍력 발전소의 특성을 보정하여 재료비, 노무비 및 경비를 특성보정모듈(300)을 통해 보정하여 재산출할 수 있다. 이 때, 특성보정모듈(300)에서 특성 보정 계수가 산출되고, 소요비용 분석모듈(230)에서 산출한 비용에 적용하여 재료비, 노무비 및 경비를 재산출할 수 있다. 특성 보정 계수를 적용함으로써, 소요비용의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
먼저, 풍력 발전소의 환경특성모듈(310)을 통해 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수(또는 보전) 작업 난이도에 대한 특성 보정 계수를 각각 산출하고, 산출된 보정 계수를 기초로하여 소요비용 분석모듈(230)에서 산출한 재료비, 노무비 및 경비에 특성 보정 계수를 적용하여 재료비, 노무비 및 경비를 재산출 할 수 있다(S510, S511).
즉, 환경특성모듈(310)에서 산출한 풍력 발전소의 내부 및 외부환경을 적용한 특성 보정 계수를 적용하여 2차 소요비용 값을 재산출할 수 있다.
또한, 설비특성모듈(320)을 통해 풍력 발전소의 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동에 대한 특성 보정 계수를 산출하고, 산출된 보정 계수를 기초로하여 소요비용 분석모듈(230)에서 산출한 재료비, 노무비 및 경비에 특성 보정 계수를 적용하여 재료비, 노무비 및 경비를 재산출할 수 있다(S520).
이 때, 설비특성모듈(320)은 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS)의 유형에 따라 풍력 온도, 풍력 진동, 풍력 터빈으로 분리할 수 있고, 상기 풍력 온도, 풍력 진동, 풍력 터빈의 소요비용을 각각 재산출할 수 있다(S521).
즉, 설비특성모듈(320)에서 산출한 풍력 발전소의 구성요소 예컨대 패널, 인버터, 접속반에 대한 특성 보정 계수를 적용하여 2차 소요비용 값을 재산출할 수 있다(S522).
한편, 비용표준모듈(200) 및 특성보정모듈(300)에서 산출한 이후, 풍력 발전소의 비용분할구조(CBS)를 전체 선택하여 각각의 운영보수 소요비용을 전부 산출할 때까지 반복 산출할 수 있다(S600).
이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 역무표준모듈
110 - 역무정보모듈
120 - 역무보전모듈 130 - 역무고장모듈
200 - 비용표준모듈 210 - 예방패턴 분석모듈
220 - 고장패턴 분석모듈 230 - 소요비용 분석모듈
300 - 특성보정모듈 310 - 환경특성모듈
320 - 설비특성모듈 400 - 비용추정모듈
120 - 역무보전모듈 130 - 역무고장모듈
200 - 비용표준모듈 210 - 예방패턴 분석모듈
220 - 고장패턴 분석모듈 230 - 소요비용 분석모듈
300 - 특성보정모듈 310 - 환경특성모듈
320 - 설비특성모듈 400 - 비용추정모듈
Claims (11)
- 풍력 발전소의 유지보수 역무별 유지보수비용의 표준 역무를 선정하고, 역무별 정기비용 및 비정기비용을 각각 산정하여 상기 표준 역무와 함께 표준 원가 모형을 적용한 역무별 비용을 산정하며, 풍력 발전소의 비용분할구조를 모델링하는 역무표준모듈;
상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 예방정비 패턴 및 고장정비 패턴을 산출하고, 산출한 정보를 기초로하여 소요비용을 산출하여 상기 풍력 발전소에서 역무별 유지보수의 표준비용을 산출하는 비용표준모듈;
상기 풍력 발전소의 환경 특성, 설치 특성, 발전소의 하위 설비 및 수량을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 특성을 보정하여 풍력 발전소의 특성을 표준화하는 특성보정모듈; 및
상기 역무표준모델, 비용표준모델 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 비용을 산출하는 비용추정모듈; 을 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 역무표준모듈은, 상기 풍력 발전소의 설계 정보 및 유지보수조건에 관한 데이터를 수집하고, 수집한 정보를 기초로하여 역무별 유지보수정보를 산출하는 역무정보모듈;
상기 역무정보모듈에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 비용분할구조 별 보정 정보를 산출하는 역무보전모듈;
상기 역무정보모듈에서 산출한 역무보수정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 비용분할구조 별 풍력 발전소의 각 역무별 조건에 따른 유지보수 역무의 고장 유형 정보를 산출하는 역무고장모듈; 을 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 비용표준모듈은, 상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 예방정비 패턴을 산출하는 예방패턴 분석모듈;
상기 역무표준모듈에서 산출한 비용분할구조 모델링을 기반으로, 풍력 발전소의 비용분할구조별 고장정비 패턴을 산출하는 고장정비 분석모듈; 및
상기 예방패턴 분석모듈 및 고장정비 분석모듈을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수역무에 필요한 비용을 산출하는 소요비용 분석모듈; 을 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 예방패턴 분석모듈 및 고장정비 분석모듈은, 예방패턴 또는 고장정비 발생 확률을 각각 산출하고, 산출한 데이터를 기초로하여 확률분포를 산출하며, 상기 확률분포를 분석하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 소요비용 분석모듈은, 상기 풍력 발전소의 유지보수에 필요한 재료비, 노무비 및 경비를 각각 산출하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 특성보정모듈은, 상기 풍력 발전소의 외부 또는 내부 환경 특성을 분석하는 환경특성모듈; 및
상기 풍력 발전소에 설치된 풍력 온도, 풍력 진동, 풍력 터빈을 포함하는 발전설비의 특성을 분석하는 설비특성모듈; 을 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템.
- 청구항 1에 기재된 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템을 이용한 추정 방법에 있어서,
(a) 비용추정모듈을 통해 풍력 발전소의 비용분할구조 중 하나의 부품을 선택하는 단계;
(b) 상기 선택한 부품에 대하여 유지보수 역무 중 하나의 역무를 선택하는 단계;
(c) 상기 선택한 역무 중 상기 풍력 발전소에서 발생하는 고장 유형 중 하나의 고장 유형을 선택하는 단계;
(d) 상기 선택한 부품, 역무, 고장 유형을 기초로하여 비용표준모듈를 통해 상기 풍력 발전소의 예방정비 또는 고장정비 시 발생확률을 산출하는 단계;
(e) 상기 풍력 발전소의 외부 또는 내부환경과, 풍력 발전소의 설치특성을 고려하여 특성보정모듈을 통해 보정계수를 산출하는 단계;
(f) 상기 비용표준모듈 및 특성보정모듈에서 산출한 정보를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 유지보수 역무에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 산출하는 단계; 를 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (d) 단계는, 예방정비 분석모듈을 통해 예방정비 발생 확률을 산출하는 단계; 및
고장정비 분석모듈을 통해 고장정비 발생 확률을 산출하는 단계; 를 포함하고,
상기 예방정비 및 고장정비 발생확률을 기초로하여 상기 풍력 발전소의 정비요소를 각각 분석하고, 분석한 데이터를 기반으로 소요비용을 산출하는 단계; 를 더 포함하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (e) 단계는, 환경특성모듈을 통해 상기 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수 작업 난이도에 대한 특성 보정 계수를 산출하고,
상기 특성 보정 계수를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 내부 및 외부 환경, 풍력 발전소의 지리적 위치, 풍력 바람자원 영향 평가, 풍력발전소의 보수 작업 난이도에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 재산출하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (e) 단계는, 설비특성모듈을 통해 상기 풍력 발전소의 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동에 대한 특성 보정 계수를 산출하고,
상기 특성 모정 계수를 기초로하여 상기 풍력 발전소의 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동에 대한 재료비, 노무비 및 경비를 재산출하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 설비특성모듈은, 풍력 발전소의 비용분할구조의 유형에 따라 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동으로 분리하고, 상기 풍력 터빈, 풍력 온도, 풍력 진동의 소요비용을 각각 재산출하는, 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210057951A KR20220151079A (ko) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | 풍력 발전소의 운영유지보수 비용 추정 시스템 및 방법 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101269587B1 (ko) | 2012-12-27 | 2013-06-05 | 권오현 | 지리정보시스템 기반의 태양광발전 경제성분석 시스템 및 중개시스템 |
-
2021
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