KR102064256B1 - 태양광 발전 통합 모니터링 시스템 - Google Patents

태양광 발전 통합 모니터링 시스템 Download PDF

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KR102064256B1 KR1020190089129A KR20190089129A KR102064256B1 KR 102064256 B1 KR102064256 B1 KR 102064256B1 KR 1020190089129 A KR1020190089129 A KR 1020190089129A KR 20190089129 A KR20190089129 A KR 20190089129A KR 102064256 B1 KR102064256 B1 KR 102064256B1
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두성기술주식회사
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Abstract

본 발명은 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 관한 것으로, 제1 태양광 발전장치에 연결되어 제1 태양광 발전 데이터를 수집하는 제1 데이터 서버와, 제1 라우터와, 제1 데이터 서버와 제1 라우터와 이더넷(Ethernet) TCP/IP로 연결되어 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제1 HMI(Human Machine Interface) 단말기를 구비하는 제1 태양광 발전 모니터링부; 제2 태양광 발전장치에 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수집하는 제2 데이터 서버와, 제2 데이터 서버와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제2 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제2 HMI 단말기를 구비하는 제2 태양광 발전 모니터링부; 및 제1 라우터와 무선 인터넷으로 연결되는 통합 라우터와, 통합 라우터와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제1 HMI 단말기로부터 제1 태양광 발전 데이터를 수신하여 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 제2 HMI 단말기와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수신하여 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 통합 HMI 단말기를 구비하는 통합 모니터링부를 포함하고, 제1 HMI 단말기로부터 통합 모니터링부까지의 거리는, 제2 HMI 단말기로부터 통합 모니터링부까지의 거리보다 멀다.

Description

태양광 발전 통합 모니터링 시스템{SYSTEM FOR STNTAGMATICALLY MONITORING SOLAR ENERGY GENERATION}
본 발명은 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 발전장치를 효율적으로 모니터링하기 위한 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 관한 것이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진시키기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
태양광 발전(photovoltaic power generation)은 햇빛을 직류전기로 바꾸어 전력을 생산하는 방법으로서, 여러 개의 태양전지들이 붙어있는 태양광 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용하여 전기를 생산한다.
재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양전지와 태양전지 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이며, 현재 계통연계형으로 태양광 발전 시스템을 구축하고 있는 실정이다.
나아가, 태양광 전기에 대한 특혜적인 기준가격 의무구매제와 요금상계제 같은 재정적인 장려정책을 많은 나라에서 지원함으로써 태양광 발전설비의 설치가 확대되고 있다.
이와 같은 태양광 발전은 반 영구적으로 활용할 수 있고, 태양전지를 사용하여 유지보수가 간편하며, 무공해 무진장의 태양 에너지원을 사용하는 점 등으로 미래의 대체 에너지원으로 각광받고 있다.
다만, 대용량의 태양광 전기를 생산하기 위해서는 넓은 지역에 많은 수의 태양광 패널이 설치되어야 하는데, 이러한 복수의 태양광 패널에 대한 세부적인 모니터링이 없이는 태양광 발전이 적합한 성능으로 작동하고 있는지 또는 문제 발생으로 태양광 발전의 효율성이 저하되고 있는지 등을 파악할 수 없다.
따라서, 효과적인 태양광 발전 시스템의 효율적인 운영을 보장하기 위해서는 태양광 발전설비들에 대한 효율적인 모니터링의 필요성이 대두되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1618299호
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 라우터가 사용될 경우, 인터넷 설치가 불가능한 도서 산간지역에서도 간편하게 무선으로 인터넷을 이용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 유선 인터넷과 같이 고정 IP를 적용하는 것이 가능한 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 TCP/IP 방식이 사용될 경우, 서로 다른 태양광 발전 모니터링부를 서로 연결하고 데이터를 송수신하기 위해 적합한 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 HMI 단말기가 사용될 경우, HMI 단말기의 프로그램 수정이 가능할 뿐만 아니라 연결된 장치와의 통신속도가 빠른 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 데이터의 저장능력이 뛰어날 뿐만 아니라 시스템 통합을 위해 용이한 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 모바일 경보를 발생시킴으로써, 관리자는 HMI 단말기를 통해 태양광 발전장치에 이상상황이 발생한 것을 인지하고 후속조치를 취할 수 있는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 접속할 때 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 연속으로 설정횟수가가 동일하지 않을 때, 관리처 서버는 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 원격 접속되는 것을 차단하여 보안을 유지할 수 있는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 통합 모니터링 시스템은, 제1 태양광 발전장치에 연결되어 제1 태양광 발전 데이터를 수집하는 제1 데이터 서버와, 제1 라우터와, 제1 데이터 서버와 제1 라우터와 이더넷(Ethernet) TCP/IP로 연결되어 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제1 HMI(Human Machine Interface) 단말기를 구비하는 제1 태양광 발전 모니터링부; 제2 태양광 발전장치에 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수집하는 제2 데이터 서버와, 제2 데이터 서버와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제2 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제2 HMI 단말기를 구비하는 제2 태양광 발전 모니터링부; 및 제1 라우터와 무선 인터넷으로 연결되는 통합 라우터와, 통합 라우터와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제1 HMI 단말기로부터 제1 태양광 발전 데이터를 수신하여 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 제2 HMI 단말기와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수신하여 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 통합 HMI 단말기를 구비하는 통합 모니터링부를 포함하고, 제1 HMI 단말기로부터 통합 모니터링부까지의 거리는, 제2 HMI 단말기로부터 통합 모니터링부까지의 거리보다 멀다.
여기서, 제1 HMI 단말기는 제1 데이터 서버로부터 제1 원격메시지를 수신하여 검증하고, 검증결과에 기초한 제1 제어메시지를 제1 데이터 서버로 송신하고, 제1 데이터 서버는 제1 제어메시지에 기초하여 제1 피드백 메시지를 수신하고, 제2 HMI 단말기는 제2 데이터 서버로부터 제2 원격메시지를 수신하여 검증하고, 검증결과에 기초한 제2 제어메시지를 제2 데이터 서버로 송신하고, 제2 데이터 서버는 제2 제어메시지에 기초하여 제2 피드백 메시지를 수신한다.
또한, 제1 HMI 단말기가 상기 제1 원격메시지를 검증하는 것은, 제1 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함하고, 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 제1 HMI 단말기는 제1 모바일 경보를 발생시키고, 제2 데이터 서버가 제2 원격메시지를 검증하는 것은, 제2 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함하고, 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 제2 HMI 단말기는 제2 모바일 경보를 발생시킨다.
또한, 제1 모바일 경보 및 제2 모바일 경보는 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함하고, 제2 모바일 경보는 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함한다.
또한, 제1 태양전지모듈의 전력 출력단자와 제1 태양광 발전장치는 제1 접속단자함에 장착되어 있고, 제1 HMI 단말기는 제1 태양전지모듈에 상응하는 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버로부터 수신하고, 제2 태양전지모듈의 전력 출력단자와 제2 태양광 발전장치는 제2 접속단자함에 장착되어 있고, 제2 HMI 단말기는 제2 태양전지모듈에 상응하는 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제2 데이터 서버로부터 수신한다.
또한, 제1 태양광 발전장치는 제1 HMI 단말기의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 제1 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 제1 HMI 단말기는 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버로부터 수신하고, 제2 태양광 발전장치는 제2 HMI 단말기의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 제2 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 제2 HMI 단말기는 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제2 데이터 서버로부터 수신한다.
또한, 운전모드가 자동모드일 때, 제1 HMI 단말기는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버로부터 수신하고, 제2 HMI 단말기는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버로부터 수신한다.
또한, 미리 탑재된 원격관리 프로그램 애플리케이션을 구동시켜 통합 HMI 단말기에 원격 접속하여 제1 및 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 모바일 단말기를 더 포함하고, 모바일 단말기는 제1 HMI 단말기로부터 제1 모바일 경보를 수신하고 제2 HMI 단말기로부터 제2 모바일 경보를 수신한다.
또한, 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 접속될 때, 네트워크망을 통해 통합 HMI 단말기에 접속시키는 관리처 서버를 더 포함한다.
또한, 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 동일할 때, 관리처 서버는 모바일 단말기를 통합 HMI 단말기에 원격 접속시킨다.
또한, 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 연속으로 설정횟수가 동일하지 않을 때, 관리처 서버는 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 원격 접속되는 것을 차단한다.
또한, 관리처 서버로부터 수신하는 원격접속신호 데이터를 분석하고, 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 접속 유지되는 것의 인허를 결정하는 원격보안장치를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 라우터가 사용될 경우, 인터넷 설치가 불가능한 도서 산간지역에서도 간편하게 무선으로 인터넷을 이용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 유선 인터넷과 같이 고정 IP를 적용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 TCP/IP 방식이 사용될 경우, 서로 다른 태양광 발전 모니터링부를 서로 연결하고 데이터를 송수신하기 위해 적합하다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 HMI 단말기가 사용될 경우, HMI 단말기의 프로그램 수정이 가능할 뿐만 아니라 연결된 장치와의 통신속도가 빠르다.
또한, 본 발명에 따르면, 데이터의 저장능력이 뛰어날 뿐만 아니라 시스템 통합을 위해 용이하다.
또한, 본 발명에 따르면, 모바일 경보를 발생시킴으로써, 관리자는 HMI 단말기를 통해 태양광 발전장치에 이상상황이 발생한 것을 인지하고 후속조치를 취할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 접속할 때 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 연속으로 설정횟수가가 동일하지 않을 때, 관리처 서버는 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 원격 접속되는 것을 차단하여 보안을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 통합 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 태양광 발전 모니터링부의 개략적인 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모니터링부의 개략적인 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 HMI 단말기의 제1 원격메시지 송수신 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기의 모니터링과 관련한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 원격 접속될 때 원격보안장치와 관리처 서버를 통해 접속되는 것을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기의 화면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 실시예에서는 태양광 발전 모니터링부와 관련하여 도면에서 일 예를 들어 설명하고 있지만, 동일한 태양광 발전 모니터링부와 관련해서도 동일한 구조로 구성되었으므로 특별한 내용이 없는 한 도면에 표기하지는 않았다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 제1 태양광 모니터링부에 대해서만 도 2에 상세히 도시하였으며, 제2 태양광 발전 모니터링부에 대해서는 제1 태양광 발전 모니터링부를 참조하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 통합 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 태양광 발전 통합 모니터링 시스템(1000)은 크게 제1 태양광 발전 모니터링부(100), 제2 태양광 발전 모니터링부(200) 및 통합 모니터링부(300)를 포함할 수 있다.
제1 태양광 발전 모니터링부(100)는 A 태양광 발전 모니터링부(100a)와 B 태양광 발전 모니터링부(100b)로 예시되었으나, 이것은 일 예에 불과하다. 제1 태양광 발전 모니터링부(100)는 적어도 하나일 수 있다.
제2 태양광 발전 모니터링부(100)도 C 태양광 발전 모니터링부(200a)와 D 태양광 발전 모니터링부(200b)로 예시되었으나, 제1 태양광 발전 모니터링부(100)와 마찬가지로 일 예에 불과하다. 제2 태양광 발전 모니터링부(200)는 적어도 하나일 수 있다.
통합 모니터링부(300)는 제1 태양광 발전 모니터링부(100)와 제2 태양광 발전 모니터링부(200)에 연결되어 있으며, 하나이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 태양광 발전 모니터링부의 개략적인 상세 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모니터링부의 개략적인 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 제1 태양광 발전 모니터링부(100)는 제1 태양광 발전장치에 연결되어 제1 태양광 발전 데이터를 수집하는 제1 데이터 서버(110)와, 제1 라우터(120)와, 제1 데이터 서버(110)와 제1 라우터(120)와 이더넷(Ethernet) TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)로 광 케이블(10)을 통해 연결되어 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제1 HMI(Human Machine Interface) 단말기(130)를 구비한다. 후술하는 제2 태양광 발전 모니터링부와 관련해서도 동일하게 이더넷 TCP/IP 방식과 HMI 단말기가 사용된다.
제1 데이터 서버(110)에는 수배전반(20), 접속반(30), 인터버(inverter, 50) 및 옥외현황판(60) 등이 연결될 수 있으며, 하나의 접속반(30)에는 기상관측장치(40)가 연결될 수 있다. 수배전반(20)과 접속반(30)은 적어도 하나일 수 있다. 제1 데이터 서버(110)는 수배전반(20), 접속반(30), 인터버(50) 및 옥외현황판(60) 등이 연결됨으로써 각종 데이터를 수집할 수 있다. 후술하는 제2 데이터 서버와 관련해서도 제1 데이터 서버(110)와 동일하다.
제1 HMI 단말기(130)는 수배전반(20)의 계전기(relay)를 투입 및 차단할 수 있고, 수배전반(20)에 공급된 전력을 모니터링할 수 있다. 또한, 제1 HMI 단말기(130)는 접속반(30), 인버터(50) 및 기상관측장치(40)를 모니터링한다. 후술하는 제2 HMI 단말기의 기능와 관련해서도 제1 HMI 단말기(130)의 기능과 동일하다.
또한, 제1 태양전지모듈의 전력 출력단자와 제1 태양광 발전장치는 제1 접속단자함에 장착되어 있는데, 제1 HMI 단말기(130)는 제1 태양전지모듈에 상응하는 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버 (110)로부터 수신한다.
또한, 제1 태양광 발전장치는 제1 HMI 단말기(130)의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 제1 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 제1 HMI 단말기(130)는 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제1 데이터 서버(110)로부터 수신한다.
운전모드가 자동모드일 때, 제1 HMI 단말기(130)는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 제1 데이터 서버(110)로부터 수신한다. 예를 들어, 설정시간주기는 2시간 마다일 수 있으며, 설정시간은 오전 12시일 수 있다. 운전모드가 수동모드인 경우는 관리자가 제1 HMI 단말기(130)에 운전입력을 하여 제1 태양광 발전장치가 운전되도록 한다.
제2 태양광 발전 모니터링부는 제2 태양광 발전장치에 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수집하는 제2 데이터 서버와, 제2 데이터 서버와 이더넷 TCP/IP로 광 케이블을 통해 연결되어 제2 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제2 HMI 단말기를 구비한다.
제2 HMI 단말기도 제1 HMI 단말기(130)와 마찬가지로 수배전반의 계전기를 투입 및 차단할 수 있고, 수배전반에 공급된 전력을 모니터링할 수 있다. 또한, 제2 HMI 단말기는 접속반, 인버터 및 기상관측장치를 모니터링한다.
또한, 제2 태양전지모듈의 전력 출력단자와 제2 태양광 발전장치는 제2 접속단자함에 장착되어 있는데, 제2 HMI 단말기는 제2 태양전지모듈에 상응하는 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제2 데이터 서버로부터 수신한다.
또한, 제2 태양광 발전장치는 제2 HMI 단말기의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 제2 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 제2 HMI 단말기는 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제2 데이터 서버로부터 수신한다.
운전모드가 자동모드일 때, 제2 HMI 단말기는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 제2 데이터 서버로부터 수신한다.
제2 태양광 발전 모니터링부와 관련한 상세한 설명은 전술한 제1 태양광 발전 모니터링부(100)와 관련한 설명을 참조하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 통합 모니터링부(300)는 제1 라우터(120)와 무선 인터넷으로 연결되는 통합 라우터(310a)와, 통합 라우터(310a)와 이더넷 TCP/IP로 광 케이블(70)을 통해 연결되어 제1 HMI 단말기(130)로부터 제1 태양광 발전 데이터를 수신하여 제1 태양광 발전장치를 모니터링한다. 또한, 통합 모니터링부(300)는 제2 HMI 단말기와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수신하여 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 통합 HMI 단말기(320)를 구비한다. 통합 라우터(310a, 310b)는 적어도 하나일 수 있으며, 제1 태양광 발전 모니터링부의 개수와 동일하다.
통합 모니터링부(300)의 통합 라우터(310a)가 제1 태양광 발전 모니터링부(100)의 제1 라우터(120)와 무선 인터넷으로 연결됨으로써, 통합 모니터링부 (300)는 원거리의 제1 태양광 발전 데이터를 용이하게 수신할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 통합 모니터링 시스템은 다음과 같은 특징을 갖는다.
종래에는 제1 태양광 발전 모니터링부(100)가 제1 데이터 서버(110)와 제1 라우터(120)와 RS-232 방식으로 연결되었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 이더넷 TCP/IP로 광 케이블을 통해 연결된 것을 특징으로 한다. 또한, 종래에는 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하기 위해 VBA로 구축된 모니터링 시스템이 사용되었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 HMI 단말기(130)가 사용되었다.
본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 라우터가 사용될 경우, 인터넷 설치가 불가능한 도서 산간지역에서도 간편하게 무선으로 인터넷을 이용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 유선 인터넷과 같이 고정 IP를 적용하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 TCP/IP 방식이 사용될 경우, 서로 다른 태양광 발전 모니터링부를 서로 연결하고 데이터를 송수신하기 위해 적합하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 발전 통합 모니터링 시스템에 HMI 단말기가 사용될 경우, HMI 단말기의 프로그램 수정이 가능할 뿐만 아니라 연결된 장치와의 통신속도가 빠르다. 또한, 데이터의 저장능력이 뛰어날 뿐만 아니라 시스템 통합을 위해 용이하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 HMI 단말기의 제1 원격메시지 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 HMI 단말기(130)는 제1 데이터 서버(110)로부터 제1 원격메시지를 수신하여(S100) 검증하고(S200), 검증결과에 기초한 제1 메시지를 제1 데이터 서버(110)로 송신한다(S300). 제1 메시지는 정상으로 검증된 것에 대한 피드백(feedback) 메시지일 수 있고, 비정상으로 검증된 것에 대한 제어메시지일 수 있다.
제1 HMI 단말기(130)는 제1 메시지가 제어메시지인지를 판단하고(S400), 제1 메시지가 제어메시지일 경우, 제1 데이터 서버(110)는 제1 제어메시지에 기초하여 제1 피드백 메시지를 수신한다(S500). 그러나, 제1 메시지가 제어메시지가 아닐 경우, S100이 수행된다.
여기서, 피드백 메시지는 헤더(header), 아이디(ID), 태양광 발전장치 점검결과, 제어실행여부 및 체크섬(checksum)을 포함할 수 있다.
헤더는 피드백 메시지를 인식하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
아이디는 복수 개의 제1 데이터 서버(110) 중 어떤 제1 데이터 서버(110)에 송신될 것인지 판단하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
태양광 발전장치 점검결과는 제1 태양광 발전 데이터에 포함된 값들의 검증결과에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
제어실행여부는 제1 데이터 서버(110)의 제어가 필요한지 여부에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 즉, 예를 들어, 제어실행여부의 값이 1인 피드백 메시지를 수신한 제1 데이터 서버(110)는 추가적인 제어메시지를 수신하기 위해 대기할 수 있다.
체크섬은 피드백 메시지에 포함된 데이터 값들이 모두 포함되어 있는지의 여부를 판단하기 위한 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 제어메시지는 헤더, 아이디, 무선 송수신 감도 변경, 내부 레지스터 변경, 시스템 리셋(system reset), 시스템 오류 경보, 제1 태양광 발전장치 이상경보, 체크섬을 포함할 수 있다.
헤더는 제어메시지를 인식하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
아이디는 복수 개의 제1 데이터 서버(110) 중 어떤 제1 데이터 서버(110)에 송신될 것인지 판단하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
무선 송수신 감도 변경은 제1 데이터 서버(110)와 제1 태양광 발전장치 사이의 무선 송수신 감도를 위한 제어값을 포함할 수 있다. 즉, 제1 HMI 단말기(130)를 통한 무선 송수신 크기를 제어할 수 있다.
내부 레지스터 변경은 제1 데이터 서버(110)의 내부 레지스터에 기록된 값을 변경하기 위한 제어값을 포함할 수 있다.
시스템 리셋은 제1 데이터 서버(110)를 리셋시키기 위한 제어값을 포함할 수 있다.
시스템 오류 경보는 제1 데이터 서버(110)에 오류경보를 전달하기 위한 제어값을 포함할 수 있다.
제1 태양광 발전장치 이상경보는 제1 데이터 서버(110)에 연결된 제1 태양광 발전장치에 이상경보를 전달하기 위한 제어값을 포함할 수 있다.
체크섬은 제어메시지에 포함된 데이터값들이 모두 포함되어 있는지의 여부를 판단하기 위한 데이터를 포함할 수 있다.
전술한 바에 의하면, 제1 HMI 단말기(130)의 제1 원격메시지 송수신을 설명하였지만, 제2 HMI 단말기의 제2 원격메시지 송수신의 경우도 동일하다.
한편, 제1 HMI 단말기(130)가 제1 원격메시지를 검증하는(S200) 과정을 상세히 살펴보기로 한다.
제1 HMI 단말기(130)가 제1 원격메시지를 검증하는 것은, 제1 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함한다. 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 제1 HMI 단말기(130)는 제1 모바일 경보를 발생시킨다. 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되지 않은 경우에는 제1 HMI 단말기(130)는 제1 모바일 경보를 발생시킬 필요가 없다.
제1 모바일 경보를 발생시킴으로써, 관리자는 제1 HMI 단말기(130)를 통해 제1 태양광 발전장치에 이상상황이 발생한 것을 인지하고 후속조치를 취할 수 있다.
제1 모바일 경보는 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함한다. 제1 설정시간은 예를 들어 10분일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때, 제1 HMI 단말기(130)는 우선 제1 설정시간동안에는 일반경보를 발생시키지만, 제1 설정시간이 경과하면 확대경보를 발생시킴으로써 제1 태양광 발전장치에 이상상황이 발생한 것을 더욱 인지할 수 있도록 한다. 확대경보는 일반경보보다 더 큰 경고음을 발생시키도록 하는 것을 예로 들 수 있다.
마찬가지로, 제2 HMI 단말기가 제2 원격메시지를 검증하는 것은, 제2 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함하고, 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 제2 HMI 단말기는 제2 모바일 경보를 발생시킨다.
또한, 제2 모바일 경보는 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함한다.
전술한 바에 의하면, 제1 HMI 단말기(130)의 제1 원격메시지 검증과 관련하여 설명하였지만, 제2 HMI 단말기의 제2 원격메시지 검증의 경우도 동일하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기의 모니터링과 관련한 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 모바일 단말기(400)는 미리 탑재된 원격관리 프로그램 애플리케이션을 구동시켜 통합 HMI 단말기(320)에 원격 접속하여 제1 및 제2 태양광 발전장치를 모니터링할 수 있다. 모바일 단말기(400)는 PC, 스마트폰, 노트북, PDA 등이 가능할 수 있다.
모바일 단말기(400)는 제1 HMI 단말기(130)로부터 제1 모바일 경보를 수신하고 제2 HMI 단말기로부터 제2 모바일 경보를 수신할 수 있다. 관리자는 모바일 단말기(400)를 통해 제1 모바일 경보 또는 제2 모바일 경보를 수신함으로써 제1 태양광 발전장치 또는 제2 태양광 발전장치에 이상상황이 발생한 것을 인지하고 후속조치를 취할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기가 통합 HMI 단말기에 원격 접속될 때 원격보안장치와 관리처 서버를 통해 접속되는 것을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 관리처 서버(500)는 모바일 단말기(400)가 통합 HMI 단말기(320)에 접속될 때, 네트워크망(80)을 통해 통합 HMI 단말기(320)에 접속시킬 수 있다. 이때, 모바일 단말기(400)에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 동일할 때, 관리처 서버(500)는 모바일 단말기(400)를 통합 HMI 단말기(320)에 원격 접속시킬 수 있다.
여기서, 네트워크망(80)이라 함은 인터넷 등과 같은 유무선 통신망 또는 이들의 결합을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에서 네트워크망(80)은 특별한 제한이 없으며 종래의 인터넷이나 이동통신망을 모두 포함하는 것으로 해석된다. 예를 들어, 모바일 단말기(400)는 통합 HMI 단말기(320), 제1 HMI 단말기 및 제2 HMI 단말기와 인터넷망 또는 이동통신망 등과 같은 종래의 다양한 네트워크 조합에 의해 결합될 수 있으며, 이에 대해서는 특별한 제한이 없음을 유의해야 한다.
만약, 모바일 단말기(400)에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 연속으로 설정횟수가가 동일하지 않을 때, 관리처 서버(500)는 모바일 단말기(400)가 통합 HMI 단말기(320)에 원격 접속되는 것을 차단한다. 이와 같이 원격 접속을 차단하는 이유는, 관리자가 아닌 타인의 원격 접속을 차단하여 보안을 유지하기 위해서이다.
원격보안장치(600)는 관리처 서버(500)로부터 수신하는 원격접속신호 데이터를 분석하고, 모바일 단말기(400)가 통합 HMI 단말기(320)에 접속 유지되는 것의 인허를 결정한다. 즉, 원격보안장치(600)는 모바일 단말기(400)가 원격관리 프로그램 애플리케이션을 구동시켜 네트워크망(80)을 통해 통합 HMI 단말기(320)에 접속을 시도할 경우 접속 목적에 따라 랜(LAN) 접속을 통해 통합 HMI 단말기(320)에 연결시켜주는 기능을 갖는다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기의 모니터링과 관련한 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 관리자의 모바일 단말기(400) 화면에 "전망대 태양광 전기실 내의 인버터에 이상상황이 발생하였습니다. 관리자께서는 후속조치를 취하여 주시기 바랍니다."라고 디스플레이되었다는 것을 알 수 있다.
관리자의 모바일 단말기(400)로 등록된 경우에는, 특정 장소의 태양광 발전장치에 이상상황이 발생할 때 HMI 단말기(130)로부터 신속히 이상상황 발생정보를 수신할 수 있다.
관리자가 모바일 단말기(400)를 통해 통합 HMI 단말기(320)에 접속할 때는 관리자가 아닌 타인의 원격 접속을 차단하기 위해 아이디와 비밀번호 입력이 필요하지만, 이상상황 발생정보는 등록된 모바일 단말기(400)이기 때문에 관리자 확인과정없이 수신이 가능하다.
전술한 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 제1 태양광 발전 모니터링부 110 : 제1 데이터 서버
120 : 제1 라우터 130 : 제1 HMI 단말기
200 : 제2 태양광 발전 모니터링부 230 : 제2 HMI 단말기
310a, 310b : 통합 라우터 320 : 통합 HMI 단말기
400 : 모바일 단말기 500 : 관리처 서버
600 : 원격보안장치
1000 : 태양광 발전 통합 모니터링 시스템

Claims (12)

  1. 제1 태양광 발전장치에 연결되어 제1 태양광 발전 데이터를 수집하는 제1 데이터 서버와, 제1 라우터와, 상기 제1 데이터 서버와 상기 제1 라우터와 이더넷(Ethernet) TCP/IP로 연결되어 상기 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제1 HMI(Human Machine Interface) 단말기를 구비하는 제1 태양광 발전 모니터링부;
    제2 태양광 발전장치에 연결되어 제2 태양광 발전 데이터를 수집하는 제2 데이터 서버와, 상기 제2 데이터 서버와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 상기 제2 태양광 발전장치를 모니터링하고 원격제어하는 제2 HMI 단말기를 구비하는 제2 태양광 발전 모니터링부; 및
    상기 제1 라우터와 무선 인터넷으로 연결되는 통합 라우터와, 상기 통합 라우터와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 상기 제1 HMI 단말기로부터 상기 제1 태양광 발전 데이터를 수신하여 상기 제1 태양광 발전장치를 모니터링하고, 상기 제2 HMI 단말기와 이더넷 TCP/IP로 연결되어 상기 제2 태양광 발전 데이터를 수신하여 상기 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 통합 HMI 단말기를 구비하는 통합 모니터링부
    를 포함하고, 상기 제1 HMI 단말기로부터 상기 통합 모니터링부까지의 거리는, 상기 제2 HMI 단말기로부터 상기 통합 모니터링부까지의 거리보다 멀며,
    상기 제1 HMI 단말기는, 상기 제1 데이터 서버로부터 제1 원격메시지를 수신하여 검증하고, 검증결과에 기초한 제1 제어메시지를 상기 제1 데이터 서버로 송신하고, 상기 제1 데이터 서버는 상기 제1 제어메시지에 기초하여 제1 피드백 메시지를 수신하고,
    상기 제2 HMI 단말기는, 상기 제2 데이터 서버로부터 제2 원격메시지를 수신하여 검증하고, 검증결과에 기초한 제2 제어메시지를 상기 제2 데이터 서버로 송신하고, 상기 제2 데이터 서버는 상기 제2 제어메시지에 기초하여 제2 피드백 메시지를 수신하며,
    상기 제1 피드백 메시지 및 상기 제2 피드백 메시지는,
    헤더, 아이디, 태양광 발전장치 점검결과, 상기 제1 데이터 서버 및 상기 제2 데이터 서버의 제어가 필요한지 여부에 대한 데이터가 포함된 제어실행여부 및 체크섬을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 HMI 단말기가 상기 제1 원격메시지를 검증하는 것은, 상기 제1 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함하고, 상기 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 상기 제1 HMI 단말기는 제1 모바일 경보를 발생시키고,
    상기 제2 HMI 단말기가 상기 제2 원격메시지를 검증하는 것은, 상기 제2 원격메시지의 정상상태여부를 판단하는 것을 포함하고, 상기 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함된 경우 상기 제2 HMI 단말기는 제2 모바일 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 모바일 경보는 상기 제1 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 상기 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함하고,
    상기 제2 모바일 경보는 상기 제2 원격메시지에 포함된 값에 비 정상값이 포함되었을 때 제1 설정시간동안 발생하는 일반경보와, 상기 제1 설정시간이 경과하였을 때 발생하는 확대경보를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    제1 태양전지모듈의 전력 출력단자와 상기 제1 태양광 발전장치는 제1 접속단자함에 장착되어 있고, 상기 제1 HMI 단말기는 상기 제1 태양전지모듈에 상응하는 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제1 데이터 서버로부터 수신하고,
    제2 태양전지모듈의 전력 출력단자와 상기 제2 태양광 발전장치는 제2 접속단자함에 장착되어 있고, 상기 제2 HMI 단말기는 상기 제2 태양전지모듈에 상응하는 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제2 데이터 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 태양광 발전장치는 상기 제1 HMI 단말기의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 상기 제1 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 상기 제1 HMI 단말기는 상기 제1 발전 전력량 데이터 및 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제1 데이터 서버로부터 수신하고,
    상기 제2 태양광 발전장치는 상기 제2 HMI 단말기의 운전모드설정에 따라 운전모드가 설정되며, 상기 제2 태양광 발전장치의 운전모드에 따른 운전에 따라 상기 제2 HMI 단말기는 상기 제2 발전 전력량 데이터 및 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제2 데이터 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 운전모드가 자동모드일 때,
    상기 제1 HMI 단말기는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 상기 제1 발전 전력량 데이터 및 상기 제1 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제1 데이터 서버로부터 수신하고,
    상기 제2 HMI 단말기는 설정시간주기마다 또는 설정시간에 상기 제2 발전 전력량 데이터 및 상기 제2 기상 데이터 중 적어도 하나를 상기 제1 데이터 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    미리 탑재된 원격관리 프로그램 애플리케이션을 구동시켜 상기 통합 HMI 단말기에 원격 접속하여 상기 제1 및 제2 태양광 발전장치를 모니터링하는 모바일 단말기를 더 포함하고,
    상기 모바일 단말기는 상기 제1 HMI 단말기로부터 상기 제1 모바일 경보를 수신하고 상기 제2 HMI 단말기로부터 상기 제2 모바일 경보를 수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모바일 단말기가 상기 통합 HMI 단말기에 접속될 때, 네트워크망을 통해 상기 통합 HMI 단말기에 접속시키는 관리처 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 동일할 때, 상기 관리처 서버는 상기 모바일 단말기를 상기 통합 HMI 단말기에 원격 접속시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모바일 단말기에 입력된 아이디와 비밀번호가 설정된 아이디와 비밀번호와 연속으로 설정횟수가 동일하지 않을 때, 상기 관리처 서버는 상기 모바일 단말기가 상기 통합 HMI 단말기에 원격 접속되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 관리처 서버로부터 수신하는 원격접속신호 데이터를 분석하고, 상기 모바일 단말기가 상기 통합 HMI 단말기에 접속 유지되는 것의 인허를 결정하는 원격보안장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 통합 모니터링 시스템.
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