KR101793708B1 - 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치 - Google Patents

태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈로부터 생산된 직류 전류를 취합하여 출력하는 접속반; 상기 접속반을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 공급받는 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통; 상기 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 이상 유무를 모니터링하는 태양광 모니터링 장치; 상기 태양광 모듈로부터 발전한 발전량과 상기 한국전력 계통에서 전송된 전력량을 비교하고, 상기 태양광 모듈로부터 생산되어 상기 상용 전력 사용가에서 사용하고 남는 전력을 상기 한국전력 계통에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 태양광 모니터링 장치로부터 전달받은 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 구조물의 진동 정보에 따라, 일정치 이상 진동 정보가 발생할 경우 통신망을 통하여 관리자 단말기로 이상발생 사실을 통보한다.

Description

태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치{DEVICE FOR DETECTING UNUSUAL SITUATION BASED ON MONITORING SOLAR PANEL}
본 발명은 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈로부터 생산된 직류 전류를 취합하여 출력하는 접속반; 상기 접속반을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 태양광 인버터를 통해 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 전송받는 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통; 상기 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 이상 유무를 모니터링하는 태양광 모니터링 장치; 상기 태양광 모듈로부터 발전한 발전량과 상기 한국전력 계통에서 전송된 전력량을 비교하고, 상기 태양광 모듈로부터 생산되어 상기 상용 전력 사용가 계통에서 사용하고 남는 전력을 상기 한국전력 계통에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하여, 태양광 모듈 등의 이상 여부를 모니터링 및 감지하며, 이상 발생 시, 이상 발생 정보를 담당자에게 통지함으로써, 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 빠른 시간 내에 담당자에게 제공하여 초기 대응이 가능하게 하고, 각종 정보를 통해 패턴 분석으로 화재 예방 등이 가능한 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치에 관한 것이다.
최근 화석연료의 과대한 사용에 따라 지구의 온난화 등 환경문제가 심각해지면서 국제적으로 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 대책 마련이 시급한 실정이며 이의 대안으로 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 태양전지를 비롯한 그린에너지 공급원들은 지구에 한정적으로 존재하는 화석연료를 사용하지 않는다는 장점과 이산화탄소 가스의 배출이 없으므로 환경 오염을 최소화할 수 있다는 큰 장점이 있으며, 이러한 장점들은 지구 온난화와 화석연료 고갈이 심각해 지는 가까운 미래를 대비해야 하는 현대인의 입장을 고려할 때 이의 중요도는 매우 높을 수 밖에 없다.
우리나라의 경우에도 근래 이산화탄소 배출을 규제하기 위해 태양광발전을 선두로 하여 신재생 에너지 보급에 대한 장려정책이 제도화되어 실시되고 있고, 이에 따라 태양광 발전시스템은 최근 몇 년간 주요한 신재생 에너지의 우선적인 발전시스템으로 권장되면서 수많은 발전설비 및 이의 운영에 필요한 인프라 시설들이 개발되었고 현재 수천MW 용량의 태양광발전 시설이 현장에서 설치 운용중에 있다.
이러한 태양전지모듈은 일사량을 많이 얻을 수 있는 건물의 옥상에 설치되거나 일조권이 잘 확보될 수 있는 야산과 같은 한적한 곳에 태양광에 직접 노출되어 설치되므로, 운영자의 접근이 대개 용이치 못하고 발전시스템이 설치되어 있는 현장에서 직접 육안으로 체크하는 방안이 현실적이지 못하며 따라서 원격 모니터링이나 발전시스템에 대한 자동 고장 인식의 중요도가 높아지게 되었다.
출원번호 제 10-2010-0060471호 특허는, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 다수의 태양전지모듈과, 상기 다수의 태양전지모듈로부터 출력되는 전력을 변환하는 인버터와, 발전된 전압과 전류를 측정함과 함께 각 태양전지모듈이 연결된 회로군에서 과전압 또는 과전류, 역전류의 이상 유무를 감시하고 제어하는 태양광발전 감시 제어 장치와, 이의 감시결과에 따라 전원을 차단하는 스위칭부 및 이의 정보를 전달받아 데이터를 수집하고 모니터링하는 데이터수집 및 모니터링 장치로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나 종래 기술에 따른 태양광 발전 관련 기술은 태양광 발전 설비를 구성하는 각 모듈의 개별적 성능 개선에만 주안점을 두고 그 개발이 이루어졌으며, 태양광 발전 설비에 대한 전반적인 운용상의 효율성을 개선시키기 위한 기술 개발은 거의 전무한 실정이었다.
또한, 현재 대형 태양광 발전 사업자들을 위한 모니터링 및 스트링별 감시 장치가 다양하게 구축되어 있으나, 소형(일반 가정용) 태양광 발전 사업자들을 위한 모니터링 및 스트링별 감시 시스템 시장은 극히 미비하다.
한국공개특허 제2012-0138866호 한국등록특허 제1238620호 미국등록특허 제07772716호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 각각의 태양광 발전 설비 어레이로부터 생산된 전기 용량을 통해 정확히 측정하고, 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터 등의 이상 유무를 센서류를 통해 모니터링하고, 이상 발생 시 통신망을 통하여 다수의 관리자 단말기로 순차적으로 이상발생 사실을 통보할 수 있는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 동서남북으로 진동센서를 설치하여 상황별 진동값을 모니터링 및 알고리즘화하여 태양광 모듈의 구조물에 고정정도를 예측하며 태양광 모듈 고정 상태가 불량인 위치를 예상할 수 있는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 접속반에 PLC 통신망을 결합하여 일사량 센서 값을 기준으로 접속반 별로 서로 발전량 데이터를 공유하며 접속반 어레이 별 데이터값을 서로 비교 분석할 수 있는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 DC 전류계 등을 통한 비접촉 자장 측정 방식으로 전류를 모니터링 하여 일사량 대비 발전량을 비교하고 일사량과 전압/전력량계를 통해 측정한 태양광 어레이별 전압과 발전전력값을 통계화하고 이를 알고리즘화하여, 퓨즈단락 여부 또는 태양광 모듈 어레이별 이상 유무를 미리 알 수 있는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 외부로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈로부터 생산된 직류 전류를 취합하여 출력하는 접속반; 상기 접속반을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 태양광 인버터를 통해 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 전송받는 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통; 상기 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 이상 유무를 모니터링하는 태양광 모니터링 장치; 상기 태양광 모듈로부터 발전한 발전량과 상기 한국전력 계통에서 전송된 전력량을 비교하고, 상기 태양광 모듈로부터 생산되어 상기 상용 전력 사용가 계통에서 사용하고 남는 전력을 상기 한국전력 계통에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 태양광 모니터링 장치로부터 전달받은 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 구조물에 부착된 센서류 중 진동 센서의 진동 정보를 수신받아 이미 설정된 기준치 이상의 진동 정보가 발생할 경우 통신망을 통하여 관리자 단말기로 이상 정보 발생 사실을 통보한다.
상기 태양광 모듈의 어레이에 동서남북으로 상기 진동센서를 설치하여 구조물의 진동을 측정하여 태양광 모듈에 상황별 진동값을 알고리즘화 하여 태양광 모듈의 구조물에 고정정도를 예측하며 태양광 모듈 고정 상태가 불량인 위치를 특정하여, 이미 등록된 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어하고, 장애 등급별로 설정된 장애 정보 중 경보 메시지 발송 유무를 설정하고, 관리자들의 스케쥴 일정을 반영하여 경보 횟수를 조절한다.
상기 태양광 모듈의 어레이별 전압, 전류, 전력, 일사량, 시간대별 값을 상기 센서류를 통해 측정 비교하여 태양광 어레이별 이상상황을 알고리즘으로 일정 트랜드 및 패턴을 만들어서 태양광 모듈파손, 태양광 모듈음영, 접촉불량으로 인한 문제가 있는 어레이를 미리 특정할 수 있다.
각 접속반에 터치스크린을 설치하여 해당 접속반과 연계된 다른 접속반에 모듈 및 어레이 이상 상황 및 발전량을 다른 접속반에서도 인지하는 수단을 더 포함한다.
상기 태양광 모듈의 어레이별 전류값을 비접촉 자장 측정 방식으로 전류를 모니터링 하여 일사량 대비 발전량을 비교하여 설정된 기준값을 통해 퓨즈단락 및 어레이별 모듈이상 유무를 특정할 수 있다.
상기 접속반에 PLC 통신망을 결합하여 상기 통신망을 따라 전파된 데이터를 실시간 모니터링하여 접속반 어레이 별 데이터값을 서로 비교 분석하고 이를 통해 각 접속반 어레이 별 정상동작 상태를 사전에 공유하며 데이터값을 유무선으로 통신한다.
상기 태양광 모니터링 장치의 터치스크린에서 장애정보 경보 메시지 전송 세부 설정 화면을 선택하면, 첫 번째 경보 대상자인 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 연락 순서의 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어하거나, 관리자 단말기의 등급을 나누어 등급이 낮은 순 또는 높은 순으로 연락이 가도록 선택한다.
각 접속반별 온도를 비교하여 전류값 대비 접속반 내부온도 패턴 분석 및 알고리즘화하여 사전에 화재 예방하는 수단을 더 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 태양광 모듈 등의 이상 여부를 모니터링 및 감지하며, 이상 발생 시, 이상 발생 정보를 담당자에게 통지함으로써, 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 빠른 시간 내에 담당자에게 제공하여 적절한 대응을 취할 수 있도록 도와줄 수 있다.
또한 본 발명은 태양광 어레이별 전류값 대비 접속반 내부온도 패턴을 미리 분석하고, 스케줄링된 수행명령을 따르도록 하여 미리 화재예방이 가능하도록 할 수 있다.
또한 본 발명은 일사량 센서 값을 기준으로 접속반 별로 서로 발전량 데이터를 공유하며 접속반 어레이 별 데이터값을 서로 비교 분석할 수 있어 편리하다.
또한 본 발명은 각 데이터값을 통계화하고 이를 알고리즘화하여, 각 태양광 어레이별 이상 유, 무를 미리 알 수 있어 초기에 대응할 수 있다.
도 1 a,b는 본 발명의 일실시예에 따라 태양광발전시스템 전체 구성도 및 API지도 기반에 현장별 위치, 발전상태, 이상상황을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 터치 스크린이 부착된 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 태양광 어레이의 고정 상태를 파악하기 위한 진동 센서들을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 PLC에 연결되어 데이터를 공유하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 각 측정 장치로 접속반과 태양광 어레이를 측정하는 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 태양광 모듈(10), 접속반(20), 태양광 인버터(30), 태양광 모니터링 장치(40), 한전 또는 상용 계통(50), 제어부(60) 등으로 구성된다.
태양광 모듈(10)은 외부로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 장치이다.
접속반(20)은 상기 태양광 모듈(10)로부터 생산된 직류 전류를 취합하여 출력하는 장치이다.
즉, 상기 접속반(20)을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통(50)으로 공급한다.
태양광 인버터(30)는 상기 접속반(20)을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 각 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통에 전달하는 장치이다.
상기 태양광 모니터링 장치(40)는 태양광 모듈(10) 또는 해당 접속반(20)과 관련된 전기, 기계 및 환경 변수와 시스템 전압을 비롯하여 접속반(20)의 내부 온도, 스위치 차단기 및 서지 방지 카트리지 상태 등을 모니터링한다.
상기 태양광 모니터링 장치(40)는 상기 태양광 모듈(10), 접속반(20), 태양광 인버터(30)의 이상 유무를 모니터링하여 디스플레이할 수 있거나, 상기 태양광 모듈(10)의 현장별 발전량을 API 지도를 기반으로 모니터링할 수 있다.
상기 제어부(60)는 상기 태양광 모듈(10)로부터 발전한 발전량과 상기 한국전력 계통(50)에서 전송된 전력량을 비교하고, 상기 태양광 모듈(10)로부터 생산된 발전량 중 사용가가 사용하고 남은 전력을 한국전력 계통(50)에 공급하며, 상기 한국전력 계통(50)에서 상기 발전량을 삭감하여 전기 사용 요금을 산출한다.
제어부(60)는 태양광 모듈(10)로 이루어진 태양광 어레이별 전압, 전류, 전력, 일사량, 시간대별 값을 측정 비교하여 태양광 어레이별 이상상황을 알고리즘으로 일정 패턴을 만들어서 태양광 모듈파손, 태양광 모듈음영, 접촉불량 등으로 인한 문제가 있는 어레이를 미리 찾을 수 있다.
이를 위해 접속반(20) 및 인버터(30) 등의 수명, 제품 스펙 정보, 설치일, 이상 발생 일자, 이상 발생 내역, 이상 발생 횟수, 부품 수리 일자, 부품 수리 횟수 등에 대한 데이터가 상기 제어부(60)를 통해 외부 DB에 저장된다.
또는 본 발명의 일실시예로서, 상기 접속반(20) 및 인버터(30) 등의 이상 발생 내역 및 수리 내역 정보에 기초하여 태양광 발전 장치의 구성요소들을 이상 발생 확률이 상대적으로 높은 군과 이상 발생 확률이 상대적은 낮은 군으로 분류하여 모니터링의 주기 및 순서를 서로 다르게 정할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 센서류(미도시)는 태양광 모듈(10), 접속반(20), 태양광 인버터(30) 등의 이상 유무를 검출하는 장치이다.
또한 본 발명은 API지도 기반에 태양광 발전설비 위치 및 고장상태를 표시할 수 있다.
즉 API지도 기반에 지역별 발전현장, 접속반의 위치 및 접속반의 상태를 모니터링하고, 각 태양광 어레이별 고장 상태를 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 1b의 우측 상단 이미지처럼 상기 태양광 모니터링 장치(40)는 태양광 모듈(10), 접속반(20), 태양광 인버터(30), 센서류의 정상작동 및 고장 상태를 파악하기 위해 LED 조명으로 정상작동일 땐 초록색, 고장 및 이상 상태일 땐 붉은 색으로 표시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 접속반(20)에 터치스크린(41)을 설치하여 현재 접속반(20)과 연계된 다른 접속반의 상황을 볼 수 있으며, 다른 접속반(20)에서도 또 다른 접속반의 상황을 볼 수 있고, 웹기반에서 개인 단말기로 상기 접속반(20)들의 상황을 모니터링 할 수 있다.
예를 들어 각 접속반(20)에 터치스크린 설치하여 해당 접속반(20)과 연계된 다른 접속반(20)에 모듈 상황 및 어레이 이상 상황 및 발전량을 다른 접속반에서도 인지할 수 있다.
태양광 모니터링 장치(40)에서 태양광 어레이별 상태 정보 모니터링 주요 화면 중 메인 메뉴 화면을 터치하고, 관심있는 접속반(20)을 선택 터치하면 경보 전송일자와 전송 시각과 경보 내역을 바로 확인하거나 출력, 저장할 수 있다.
상기 터치스크린(41)에서 장애정보 경보 메시지(예 : SMS) 전송 세부 설정 화면을 선택하면, 첫 번째 경보 대상자인 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 연락 순서의 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어하거나, 관리자 단말기의 등급을 나누어 등급이 낮은 순 또는 높은 순으로 연락이 가도록 선택할 수 있다.
또 다른 실시예로 본 발명은 터치스크린(41)에서 장애 정보별 경보 메시지 전송 유무 설정 화면과, 경보 메시지 전송 설정 화면을 선택하면, 관리자들의 스케쥴 일정을 반영하여 상기 관리자 단말기에 경보 최대 횟수를 일정하게 조정하여 특정 관리자의 휴가의 경우 경보 횟수가 없게 하고, 근무 시간이 지난 경우 경보 횟수를 일정치 이하로 조정할 수 있다.
상기 터치스크린(41)에서 태양광 어레이별 장애 정보 설정 화면을 선택하면, 본 발명은 장애 등급별로 설정된 장애 정보 중 경보 메시지 발송 유무를 설정 할 수 있도록 하였다.
예를 들어 해당 장애 등급 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 장애 등급 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는 구조물의 진동을 측정하여 태양광 모듈(10)에 상황별 진동값을 알고리즘화 하여 태양광 모듈(10)의 구조물에 고정정도를 예측하며 동서남북으로 진동 센서(70)를 설치하여 태양광 모듈(10) 고정 상태가 불량인 위치를 예상할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이 제어부(60)가 진동센서(A, B, C, D)가 0.3G, 0.2G, 0.3G, 0.3G인 경우에는 고정 상태가 정상으로 판단하지만, 진동센서(A, B, C, D)가 8.3G, 3.3G, 0.3G, 0.3G인 경우에는 고정 상태가 비정상으로 판단하여 알람 장치(71)로 알람(장애 정보)을 발송한다.
또한 본 발명은 상기 태양광 인버터(30) 등으로부터 출력되는 교류 전류, 교류 전압, 역률, 주파수, 승압된 교류 전류, 교류 전압, 역률, 주파수, 접속반(20)의 온도 및 이상 여부를 감지할 수 있는 센서류를 더 포함할 수 있다.
상기 센서류는 상기 태양광 모듈(10)과 전기적으로 연결되고, 구조물에 진동을 측정하여 태양광 모듈(10)에 상황별 진동값을 모니터링 및 알고리즘화 하여 태양광 모듈(10)의 구조물에 고정정도를 예측하며 동서남북으로 진동센서를 설치하여 태양광 모듈(10) 고정 상태가 불량인 위치를 예상할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 접속반(20)에 PLC 장치(Power Line Communication; 75)를 결합하여 데이터를 실시간 비교 분석하며 상태값을 PLC 통신으로 전송 가능하다.
상기 접속반(20)에 PLC 장치(75)를 결합하여 일사량 센서 값을 기준으로 접속반 별로 서로 발전량 데이터를 공유하며 접속반 어레이 별 데이터값을 서로 비교 분석이 가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 태양광 어레이별 전류값을 DC 전류계(82)를 통한 비접촉 자장 측정 방식으로 전류를 모니터링 하여 일사량 대비 발전량을 비교하고 상기 일사량과 전압/전력량계(83)를 통해 측정한 태양광 어레이별 전압과 발전전력값과 온도센서(84)를 통한 측정값을 통계화하고 이를 알고리즘화하여, 퓨즈단락 여부 또는 태양광 모듈(10) 어레이별 이상 유, 무를 미리 알 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치는 제어부(60)가 각 센서류를 통해 센싱한 태양광 어레이별 전압, 전류, 전력, 일사량, 시간대별 값을 비교하여 어레이별 각 이상상황에 대응하는 알고리즘으로 스케줄링 순서 및 패턴을 만들어서 모듈파손, 모듈음영, 접촉불량 등으로 인한 문제가 생길 수 있는 태양광 어레이를 미리 찾거나 각종 불량에 대한 대응책을 자동적으로 수립할 수 있다.
또한 접속반(20)별 온도를 비교하여 태양광 어레이별 전류값 대비 접속반(20) 내부온도 패턴을 분석하고, 알고리즘화하여 상기 내부온도 패턴과 미리 저장된 위험 온도 패턴 일치하는 경우 알람을 실행시켜 미리 화재예방이 가능하다.
구체적으로 살펴보면, 제어부(60)에서 내부온도 패턴에 따라 화재 발생 확률을 기반으로 알고리즘화된 복수 개의 수행명령들은 저장 테이블에 실행순서와 상관없이 저장될 수 있지만, 제어부(60)의 수행명령 스케쥴부는 가장 먼저 수행되어야 할 제1 수행명령을 저장 테이블 내 첫 번째 저장소에 위치하도록 저장한다.
상기 제어부(60)의 수행명령 판단부는 저장 테이블의 제1 수행명령과 현재 상태를 비교한다.
상기 제어부(60)는 제1 수행명령과 현재 상태와 유사하다고 판단되면 제1 수행명령이 실행되고, 수행명령 스케쥴부는 제1 수행명령의 다음 실행순서에 대응하는 포인터값을 갖는 제2 수행명령을 저장 테이블의 첫 번째 위치로 이동시키고, 수행명령들의 실행 순서에 따라 실행순서 포인터 값을 변경하여 저장된 수행명령들을 스케줄링 할 수 있다.
일실시예로서, 상기 제어부(60)는 이전의 태양광 어레이별에 대한 장애 발생 경보 동작에서 관리자가 대처했던 상황(수행명령 집합 1)과 동일한 상황(수행명령 집합 2)이 존재했었는지 판단하고, 동일한 상황이 있었던 경우(수행명령 집합 1, 2의 일치) 이전의 장애 발생 경보 설정 또는 장애 발생 경보 조건을 반영하여 경보를 변경할 수 있다.
예를 들어 상술한 방법들을 통해 상기 제어부(60)는 각 접속반별 온도를 비교하여 전류값 대비 접속반 내부온도 패턴 분석 및 알고리즘화하여 사전에 화재 예방이 가능하다.
이 외에는 미리 정하여진 기본 경보 데이터에 포함되는 일반 경보 데이터를 전송한다. 여기에서도 경보 데이터수가 일정치 이상인 경우 경보 데이터를 중지하도록 제어할 수 있다.
따라서 본 발명은 태양광 어레이별 전류값 대비 접속반 내부온도 패턴을 미리 분석하고, 스케줄링된 수행명령을 따르도록 하여 미리 화재예방이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치의 태양광 어레이별 상태정보는 일정한 간격으로, 예를 들어, 5초, 10초, 1분 등 간격으로 수집할 수 있다.
본 발명은 태양광 어레이별 장애 발생 경보 데이터 통보 조건 설정 기능으로서, Event 등급 설정 기능에는 Information, Warning, Minor, Major, Critical (5개 등급) 등으로 구성될 수 있고, 관리자 단말기 수신그룹 설정 기능으로 운용자, 관리자, 운용보수 담당, 유지보수 업체 담당 등을 설정할 수 있으며, 반복 전송 주기 설정 기능으로 10초, 30초, 60초, 5분, 10분, 30분, 1시간 등을 선택할 수 있으며, 전송 횟수 설정 기능으로 1회, 3회, 5회 등을 설정할 수 있고, 관리자 단말기 번호 설정 기능으로 최대 10대 이상을 저장할 수 있다.
또한 본 발명은 제어부(60)가 경보 데이터 변경 단계에서 미리 입력된 변경 제어 정보에 따라 경보 데이터의 변경이 필요하다고 판단하여, 경보 데이터의 설정, 조건을 변경하고, 상기 경보 데이터 변경 단계에서 상기 변경 제어 정보에 따라 경보 데이터를 변경하게 된다.
특히, 상기 제어부(60)가 이전의 장애 발생 경보 동작에서 관리자가 대처했던 상황과 동일한 상황이 존재했었는지 판단하고, 동일한 상황이 있었던 경우 이전의 장애 발생 경보 설정 또는 장애 발생 경보 조건을 반영하여 경보 데이터를 변경하게 된다.
또는 미리 사용자에 의해 설정된 사항이 적용되도록 경보 데이터가 변경될 수 있다.
상기 경보 데이터 변경은 경보 데이터의 구동중지 즉, 경보 데이터가 출력되지 않도록 하는 과정을 포함한다.
상기 제어부(60)는 미리 설정된 기준 설정치를 입력받아 기능저하/오류/고장 내용이 기준 설정치를 초과할 경우, 설정 조건에 따른 기본 경보 데이터를 전송하고 일정치 이상 경보 데이터를 전송한 경우 중지하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모니터링 장치(40)는 설정 조건 변경 모듈과 동일 상황 비교 모듈과 결과 저장 모듈 등을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(60)에 연결된 태양광 모니터링 장치(40)의 설정 조건 변경 모듈은 터치 스크린을 통해 그룹별, 지역별, 종류별 조건에 따라 설정을 변경하여, 일반 경보 데이터와 다른 방식으로 그룹별, 지역별, 종류별 반복 메시지를 전달한다.
예를 들어, 그룹별 조건의 경우 3분 마다 반복 문구를 전달한 후, 확인 메시지나 응답이 없으면 반복 문구 전달을 그만두고 새로운 연락 방법 또는 연락처를 찾아 다시 반복 문구를 3분 마다 전달하는 조건이 있을 수 있다.
상기 제어부(60)의 동일 상황 비교 모듈은 그룹별, 지역별, 종류별 태양광 어레이별 기본 경보 데이터를 설정하고, 현재 경보 데이터 상태가 태양광 어레이별 기본 경보 데이터와 동일 상황인지 확인하기 위해, 상기 현재 경보 데이터 상태와 결과 저장 모듈에 저장된 기존 경보 데이터 상태를 텍스트 비교(예 : 기능 저하/오류/고장 등 텍스트 비교) 또는 해결 절차 비교(특정 태양광 어레이 기능 저하 후 특정 명령 전송 후 태양광 어레이 기능 원상 복귀에 대한 해결 등의 절차) 등을 통해 비교하여 동일하거나 유사도가 기준 % 이상이라면, 상기 해결 절차에서 미리 관리자가 대처했던 상황을 포함하는 경보 데이터를 전송하며, 상기 경보 데이터에는 경보 데이터 내용을 표시하는 텍스트 또는 대처 요령이 포함된 이미지 정보가 포함될 수 있다.
10 : 태양광 모듈
20 : 접속반
30 : 태양광 인버터
40 : 태양광 모니터링 장치
41 : 터치스크린
50 : 한전 또는 상용 계통
60 : 제어부
70 : 진동 센서
71 : 알람 장치
75 : PLC 장치
82 : DC 전류계
83 : 전압/전력량계
84 : 온도센서

Claims (8)

  1. 외부로부터 입사되는 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 태양광 모듈;
    상기 태양광 모듈로부터 생산된 직류 전류를 취합하여 출력하는 접속반;
    상기 접속반을 통해 전달된 직류 전류를 수신하고 태양광 인버터를 통해 상기 수신된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 전송받는 한국전력 또는 상용 전력 사용가 계통;
    상기 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 이상 유무 및 상기 태양광 모듈의 현장별 발전량을 API 지도를 기반으로 모니터링하는 태양광 모니터링 장치;
    상기 태양광 모듈로부터 발전한 발전량과 한국전력 계통에서 전송된 전력량을 비교하고, 상기 태양광 모듈로부터 생산되어 상기 상용 전력 사용가 계통에서 사용하고 남는 전력을 상기 한국전력 계통에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 태양광 모니터링 장치로부터 전달받은 태양광 모듈, 접속반, 태양광 인버터의 구조물에 부착된 센서류 중 진동 센서의 진동 정보를 수신받아 이미 설정된 기준치 이상의 진동 정보가 발생할 경우 통신망을 통하여 관리자 단말기로 이상 정보 발생 사실을 통보하고,
    상기 접속반 및 인버터의 수명, 제품 스펙 정보, 설치일, 이상 발생 일자, 이상 발생 내역, 이상 발생 횟수, 부품 수리 일자, 부품 수리 횟수에 대한 데이터가 상기 제어부를 통해 외부 DB에 저장되고,
    상기 접속반 및 인버터의 이상 발생 내역 및 수리 내역 정보에 기초하여 태양광 발전 장치의 구성요소들을 이상 발생 확률이 상대적으로 높은 군과 이상 발생 확률이 상대적은 낮은 군으로 분류하여 모니터링의 주기 및 순서를 서로 다르게 정하고,
    터치스크린에서 장애 정보별 경보 메시지 전송 유무 설정 화면과, 경보 메시지 전송 설정 화면을 선택하면, 관리자들의 스케쥴 일정을 반영하여 상기 관리자 단말기에 경보 최대 횟수를 일정하게 조정하여 특정 관리자의 휴가의 경우 경보 횟수가 없게 하고, 근무 시간이 지난 경우 경보 횟수를 일정치 이하로 조정하며,
    상기 제어부는 이전의 태양광 어레이별에 대한 장애 발생 경보 동작에서 관리자가 대처했던 상황인 수행명령 집합 1과 동일한 상황인 수행명령 집합 2가 존재했었는지 판단하고, 상기 수행명령 집합 1, 2의 일치로 동일한 상황이라 판단되면, 이전의 장애 발생 경보 설정 또는 장애 발생 경보 조건을 반영하여 경보를 변경하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 어레이에 동서남북으로 상기 진동센서를 설치하여 구조물의 진동을 측정하여 태양광 모듈에 상황별 진동값을 알고리즘화 하여 태양광 모듈의 구조물에 고정정도를 예측하며 태양광 모듈 고정 상태가 불량인 위치를 특정하여, 이미 등록된 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어하고, 장애 등급별로 설정된 장애 정보 중 경보 메시지 발송 유무를 설정하고, 관리자들의 스케쥴 일정을 반영하여 경보 횟수를 조절하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 어레이별 전압, 전류, 전력, 일사량, 시간대별 값을 상기 센서류를 통해 측정 비교하여 태양광 어레이별 이상상황을 알고리즘으로 일정 트랜드 및 패턴을 만들어서 태양광 모듈파손, 태양광 모듈음영, 접촉불량으로 인한 문제가 있는 어레이를 미리 특정할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    각 접속반에 터치스크린을 설치하여 해당 접속반과 연계된 다른 접속반에 모듈 상황 및 어레이 이상 상황 및 발전량을 다른 접속반에서도 인지하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 어레이별 전류값을 비접촉 자장 측정 방식으로 전류를 모니터링 하여 일사량 대비 발전량을 비교하여 설정된 기준값을 통해 퓨즈단락 및 어레이별 모듈이상 유무를 특정할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속반에 PLC 통신망을 결합하여 상기 통신망을 따라 전파된 데이터를 실시간 모니터링하여 접속반 어레이 별 데이터값을 서로 비교 분석하고 이를 통해 각 접속반 어레이 별 정상동작 상태를 사전에 공유하며 데이터값을 유무선으로 통신하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모니터링 장치의 터치스크린에서 장애정보 경보 메시지 전송 세부 설정 화면을 선택하면, 첫 번째 경보 대상자인 관리자가 부재중이거나 일정 시간 내에 연락을 안 받을 경우 다음 연락 순서의 관리자 단말기에 차례대로 연락이 가도록 제어하거나, 관리자 단말기의 등급을 나누어 등급이 높은 순으로 연락이 가도록 선택하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    각 접속반별 온도를 비교하여 전류값 대비 접속반 내부온도 패턴 분석 및 알고리즘화하여 사전에 화재 예방하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치.
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