KR102360703B1 - 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알리는 발명으로, 태양광 패널(100), 인버터부(200), 고장 진단부(300),관리 서버(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 각종 이상이나 고장을 신속하게 관리자에게 알리는 발명이다.
즉, 본 발명은 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알리는 발명이다.
현대사회는 나날이 기술이 발달하면서 우리 생활도 편리하고 윤택해지고 있고, 이에 비례하여 우리가 사용하는 전력량도 증가하고 있는 추세이다.
특히, 우리나라에서 생산되는 전력은 화력발전, 수력발전, 원자력발전, 신재생에너지에 의한 발전을 통해 얻고 있으며, 수력발전과 신재생에너지에 의한 발전은 친환경적이라는 장점에도 불구하고 비중이 낮은 편이고, 대부분의 전력은 화력발전과 원자력발전에 의존하고 있는 실정이다.
하지만, 세계 각국은 온실가스 감축 등의 친환경 정책 선언과 같은 환경 규제 제도의 시행과 함께 과거에 있었던 오일쇼크와 유가상승 및 일본의 후쿠시마 원전 사고로 인하여 기존의 화석연료와 원자력에 의존하는 에너지 공급체계에서 벗어나고자 신재생에너지의 필요성이 강조되고 있어 태양광 발전을 포함한 신재생에너지를 이용한 전력 생산에 대한 관심도 높아지고 있다.
특히, 태양광 발전은 태양으로부터 무한대에 가까운 에너지를 별다른 연료소모 없이 자연적으로 공급받아 최근에 활발히 이루어지고 있으며, 태양광의 발전 효율을 위해 대규모 태양광 발전소를 조성하여 운용하고 있다.
이때, 대규모 태양광 발전소를 효율적으로 관리하고 유지보수하려면 많은 수의 관리자가 필요하나, 이는 과도한 인건비 문제가 발생하기 때문에, 최소의 관리자를 통해 효율적으로 대규모 태양광 발전 단지를 관리할 필요성이 커지고 있다.
또한, 최소의 관리자에 의해 관리되는 태양광 발전소는 태양광 발전소에서 발생하는 각종 이상이나 고장을 신속하게 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, 신속하게 관리자에게 알려 후속 조치가 이루어질 수 있도록 할 필요성이 있다.
따라서 본 발명을 통해 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알려 후속 조치를 할 수 있도록 하여, 소수의 관리자만으로도 대규모 태양광 발전소를 효율적으로 관리하고 유지할 수 있도록 하는 기술을 제안하고자 한다. 다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.
본 발명은 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 신속하게 진단하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알려 후속 조치를 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명인 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템은,
태양광을 이용해 직류 전력을 발전하여 인버터부(200)로 제공하는 태양광 패널(100)과;
태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하고, 태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보와 인버터에 연결된 주변 발전 설비들의 에러 코드 정보를 고장 진단부(300)로 제공하는 인버터부(200)와;
태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태를 진단하고, 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 고장 진단부(300)와;
고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 관리자에게 제공하는 관리 서버(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알려 후속 조치를 할 수 있도록 하여, 소수의 관리자만으로도 대규모 태양광 발전소를 효율적으로 관리하고 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 개념도
도 2는 본 발명의 구성 블록도
도 3은 본 발명의 세부 구성도
도 2는 본 발명의 구성 블록도
도 3은 본 발명의 세부 구성도
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 대규모 태양광 발전소에서 발생하는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태에 관한 이상이나 고장을 진단하고, 이상이나 고장 발생 시, SMS를 통해 신속하게 해당 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알려 후속 조치를 할 수 있도록 하여, 소수의 관리자만으로도 대규모 태양광 발전소를 효율적으로 관리하고 유지할 수 있도록 하는 발명에 관한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(100), 인버터부(200), 고장 진단부(300), 관리 서버(400)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 본 발명인 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템은,
태양광을 이용해 직류 전력을 발전하여 인버터부(200)로 제공하는 태양광 패널(100)과;
태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하고, 태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보와 인버터에 연결된 주변 발전 설비들의 에러 코드 정보를 고장 진단부(300)로 제공하는 인버터부(200)와;
태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태를 진단하고, 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 고장 진단부(300)와;
고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 관리자에게 제공하는 관리 서버(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 태양광 패널(100)은 태양광을 이용해 직류 전력을 발전하여 인버터부(200)로 제공하는 구성으로, 태양광 발전 모듈이라고도 호칭된다.
일반적으로 태양광 발전소에는 도 3에 도시된 바와 같은 다수의 태양광 패널로 이루어진 구조물인 태양광 어레이가 도 1에 도시된 바와 같이, 집합적으로 설치되어 있다.
태양광 발전소에 설치된 태양광 패널(100)은 태양광을 이용해 직류 형태의 전력을 생산한다. 생산된 직류 전력은 교류 전력으로의 변환을 위해, 인버터부(200)로 제공된다.
도 3을 참조하면, 상기 인버터부(200)는 태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하고, 태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보와 인버터에 연결된 주변 발전 설비들의 에러 코드 정보를 고장 진단부(300)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 상기 인버터부(200)는,
태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하는 인버터(210)와,
태양광 패널(100)이 인버터(210)로 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 인버터(210)가 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보를 주기적으로 고장 진단부(300)로 제공하고, 인버터(210)에 연결된 주변 발전 설비들의 이상 발생 시, 발생 된 이상에 해당하는 에러 코드 정보를 생성하여 고장 진단부(300)로 제공하는 정보 제공부(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터(210)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 구성으로, 태양광 패널(100)이 생산하는 전력은 직류 전력이고, 수용가에서 사용되는 전력은 교류 전력이다. 따라서 태양광 패널(100)이 생산한 직류 전력을 수용가에 맞게 교류 전력으로 변환할 필요가 있으며, 이를 위한 구성이 인버터(210)이다.
또한, 인버터(210)에는 태양광 발전에 필요한 각종 주변 발전 설비들이 연결되어 있다. 예를 들어, 변압기, 리엑터, 전류 불평형 감지기, 전압 불평형 감지기, 차단기, 과전류 감지기, 과전압 감지기 등일 수 있다.
상기 정보 제공부(220)는 태양광 패널(100)이 인버터(210)로 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 인버터(210)가 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보를 주기적으로 고장 진단부(300)로 제공한다.
예를 들어, 태양광 패널(100)이 인버터(210)로 제공한 직류 전력량 200kW, 인버터(210)가 송전 선로로 제공한 교류 전력량 190kW 등일 수 있다.
또한, 상기 정보 제공부(220)는 인버터(210)에 연결된 주변 발전 설비들의 이상 발생 시, 발생 된 이상에 해당하는 에러 코드 정보를 생성하여 고장 진단부(300)로 제공한다.
상술한 바와 같이, 인버터(210)에는 각종 주변 발전 설비들(예를 들어, 변압기, 리엑터, 전류 불평형 감지기, 전압 불평형 감지기, 차단기, 과전류 감지기, 과전압 감지기 등)이 연결되어 있는데, 정보 제공부(220)는 인버터(210)에 연결된 주변 발전 설비들의 이상 발생 시, 발생 된 이상에 해당하는 에러 코드 정보를 생성하여 고장 진단부(300)로 제공하게 된다.
예를 들어, 입력 과전압 에러코드 01A3, 출력 과전류 에러 코드 02D4, 계통전류 불평형 에러 코드 02D5 등일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 고장 진단부(300)는 태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태를 진단하고, 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 고장 진단부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이,
인버터부(200)가 제공하는 직류 전력량 정보를 이용해 태양광 패널 상태를 진단하고, 진단에 따른 태양광 패널 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제1 진단부(310)와,
인버터부(200)가 제공하는 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해 인버터 상태를 진단하고, 진단에 따른 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제2 진단부(320)와,
인버터부(200)가 제공하는 에러 코드 정보를 이용해 주변 발전 설비 상태를 진단하고, 진단에 따른 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제3 진단부(330)와,
인버터부(200)와의 유선 통신 상태와 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태를 진단하고, 진단에 따른 통신 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제4 진단부(340)와,
인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기의 동작 상태를 진단하고, 진단에 따른 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제5 진단부(350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 진단부(310)는 인버터부(200)가 제공하는 직류 전력량 정보를 이용해 태양광 패널 상태를 진단하고, 진단에 따른 태양광 패널 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 제1 진단부(310)는 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 정격 용량 대비 설정치 이하로 감소한 상태가 설정 시간 이상 지속되는 경우, 외부로부터 기상 정보를 수집하고, 수집된 기상 정보가 흐리거나 눈이나 비가 오는 기상 상태이면 정상으로 판단하고, 수집된 기상 정보가 맑은 기상 상태이면 태양광 패널이 고장인 것으로 판단하여 태양광 패널에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 태양광 패널 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
태양광 패널은 평상 시(맑은 날씨), 자신의 정격 용량에 해당하는 직류 전력을 생산하지만, 날씨가 흐리거나 눈이나 비가 오는 상태이면, 자신의 정격 용량 이하의 직류 전력을 생산한다.
태양광 패널은 태양광을 이용해 전력을 생산하는 발전 설비여서, 맑은 날씨인 경우(태양광이 발전에 필요한 만큼 충분한 경우), 자신의 정격 용량에 해당하는 직류 전력을 생산하지만, 날씨가 흐리거나 눈이나 비가 오는 상태(태양광이 발전에 필요한 만큼 충분치 않은 경우)이면, 자신의 정격 용량 이하의 직류 전력을 생산하게 된다.
따라서 태양광 패널의 고장 판단은 태양광 패널이 생산하는 직류 전력의 양으로만 판단해서는 안되고, 날씨와 연관시켜 고장을 판단해야 한다.
인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 정격 용량 대비 설정치 이하로 감소한 상태가 설정 시간 이상 지속되는 경우가 있는데, 이 경우는 태양광 패널이 고장일 수 있거나 날씨가 흐린 경우일 수 있다.
따라서 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 정격 용량 대비 설정치 이하로 감소한 상태가 설정 시간 이상 지속되는 경우, 외부(예:기상청)로부터 기상 정보를 수집하고, 수집된 기상 정보가 흐리거나 눈이나 비가 오는 기상 상태이면 정상으로 판단하고, 수집된 기상 정보가 맑은 기상 상태이면 태양광 패널이 고장인 것으로 판단한다.
예를 들어, 태양광 패널의 정격 용량이 200kW라고 가정하는 경우, 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 정격 용량 200kW 대비 설정치(예:정격 용량의 90%인 180kW) 이하인 150kW로 감소한 상태가 설정 시간(예:1시간) 이상 지속되는 경우, 외부로부터 기상 정보를 수집한다.
수집된 기상 정보가 흐리거나 눈이나 비가 오는 기상 상태이면 태양광 패널이 정격 용량이 200kW 이하인 150kW를 생산하는 것은 날씨로 인한 정상적인 것이어서 정상으로 판단하고, 수집된 기상 정보가 맑은 기상 상태이면 태양광 패널이 정격 용량 200kW 대비 설정치 이내인 180~200kW의 전력을 생산해야 하는데, 정격 용량 200kW 대비 설정치(예:정격 용량의 90%인 180kW) 이하인 150kW를 생산하고 있어 고장으로 판단하는 것이다.
인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 태양광 패널의 정격 용량 대비 설정치 이하인지를 판단하는 이유는 날씨가 맑은 상태에서도 태양광 패널은 자신의 정격 용량에 해당하는 전력을 생산할 수도 있지만, 정격 용량보다 약간 작은 전력을 생산할 수도 있다. 이유는 태양광 패널을 구성하는 태양 전지셀의 물리 화학적 상태에 따라 태양광 패널의 발전양이 약간씩 차이가 있기 때문이다.
또한, 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 정격 용량 대비 설정치 이하로 감소한 상태가 설정 시간 이상 지속되는 경우를 태양광 패널 고장 판단의 전제 조건으로 하는 이유는 일시적 날씨 변화로 태양광 패널이 생산하는 전력이 감소할 수 있기 때문이다. 즉, 일시적으로 구름이 끼게 되면 태양광 패널이 생산하는 전력이 일시적으로 감소할 수 있는데, 이를 고장으로 판단하는 것은 잘못이기 때문이다.
상기 제2 진단부(320)는 인버터부(200)가 제공하는 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해 인버터 상태를 진단하고, 진단에 따른 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 제2 진단부(320)는 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해, 교류 전력량이 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위를 벗어나는 경우, 인버터가 고장인 것으로 판단하여 인버터에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
인버터(210)가 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 과정에서 전력 손실이 발생하며, 손실율은 일반적으로 2~10% 정도이다. 예를 들어, 인버터는 직류 전력 100kW를 98~90kW의 교류 전력으로 변환하게 된다.
만일, 전력 변환 과정에서 손실율이10%를 초과하게 되면 인버터에 이상이 발생한 것으로 판단한다.
제2 진단부(320)는 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해, 교류 전력량이 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위를 벗어나는지를 판단한다.
예를 들어, 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량이 100kW이고, 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위가 98~90%인 경우, 인버터부(200)가 제공한 직류 전력량이 98~90kW 범위에 있으면 정상으로 판단하고, 90kW 이하이면 인버터가 이상이 발생한 고장인 것으로 판단한다.
인버터가 고장으로 판단되면, 제2 진단부(320)는 인버터에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공한다.
또한, 제2 진단부(320)는 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해, 교류 전력량이 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위내에 있는 경우, 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용하여 직류 전력에서 교류 전력으로의 변환 효율을 산출하고, 산출된 변환 효율 정보를 포함하는 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(210)는 사용에 따라 기능이 노화될 수 있다. 즉, 고장은 아니더라도 기능 노화에 따라 변환 허용치 범위내에서의 전력 변환 효율이 점차 감소된다.
따라서 인버터에 기능 노화가 발행함에 따라 변환 효율이 점차 감소하는 경우, 일정 시점에서 인버터를 새것으로 교체해야 인버터의 기능 노화로 인한 추가적인 심각한 문제 발생을 예방할 수 있으며, 이를 위해, 제2 진단부(320)는 인버터의 변환 효율 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 것이다.
예를 들어, 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보가 각각 100kW, 98kW이고, 변환 허용치 범위가 98~90%인 경우, 교류 전력량 98kW는 변환 허용치 범위인 직류 전력량의 98~90%인 98~90kW 범위내의 값이어서 정상으로 판단하면서 98%라는 변환 효율을 산출하고, 산출된 변환 효율 정보 98%를 포함하는 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공한다.
또 다른 예로, 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보가 각각 100kW, 95kW이고, 변환 허용치 범위가 98~90%인 경우, 교류 전력량 95kW는 변환 허용치 범위인 직류 전력량의 98~90%인 98~90kW 범위내의 값이어서 정상으로 판단하면서 95%라는 변환 효율을 산출하고, 산출된 변환 효율 정보 95%를 포함하는 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공한다.
또 다른 예로, 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보가 각각 100kW, 91kW이고, 변환 허용치 범위가 98~90%인 경우, 교류 전력량 91kW는 변환 허용치 범위인 직류 전력량의 98~90%인 98~90kW 범위내의 값이어서 정상으로 판단하면서 91%라는 변환 효율을 산출하고, 산출된 변환 효율 정보 91%를 포함하는 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공한다.
상기와 같이 인버터의 기능 노화에 따라 점차 감소하는 인버터 변환 효율을 파악한 관리자는 인버터의 기능 노화로 인해 심각한 추가 문제가 발생하기 전에 인버터를 새것으로 교체하게 된다.
상기 제3 진단부(330)는 인버터부(200)가 제공하는 에러 코드 정보를 이용해 주변 발전 설비 상태를 진단하고, 진단에 따른 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로 제3 진단부(330)는 인버터부(200)가 제공한 에러 코드 정보와 사전 저장된 에러 코드 색인 정보를 이용해 에러 코드에 해당하는 고장 내용을 파악하고, 파악된 고장 내용이 포함된 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 인버터(210)에는 각종 주변 발전 설비들(예를 들어, 변압기, 리엑터, 전류 불평형 감지기, 전압 불평형 감지기, 차단기, 과전류 감지기, 과전압 감지기 등)이 연결되어 있는데, 인버터(210)에 연결된 주변 발전 설비들의 이상 발생 시, 발생 된 이상에 해당하는 에러 코드 정보가 인버터부(200)의 정보 제공부(220)를 통해 고장 진단부(300)로 제공된다.
고장 진단부(300)는 인버터부(200)의 정보 제공부(220)가 제공한 에러 코드와 사전 저장되어 있는 에러 코드 색인 정보를 이용해 인버터부(200)의 정보 제공부(220)가 제공한 에러 코드에 해당하는 고장 내용을 파악한다.
예를 들어, 에러코드가 01A3인 경우 입력 과전압이라는 고장 내용을 파악하고, 에러 코드가 02D4인 경우 출력 과전류라는 고장 내용을 파악하고, 에러 코드가 02D5인 경우 계통전류 불평형이라는 고장 내용을 파악하는 것이다.
즉, 고장 진단부(300)가 사전 저장하고 있는 에러 코드 색인 정보는 에러 코드와 고장 내용이 매칭된 정보로서, 고장 진단부(300)는 인버터부(200)의 정보 제공부(220)가 제공한 에러 코드와 사전 저장되어 있는 에러 코드 색인 정보를 이용해 에러 코드에 해당하는 고장 내용을 파악할 수 있게 된다.
고장 내용을 파악한 고장 진단부(300)는 파악된 고장 내용이 포함된 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공한다.
예를 들어, 상기 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보는 입력 과전압 발생,출력 과전류 발생, 계통전류 불평형 등일 수 있다.
상기 제4 진단부(340)는 인버터부(200)와의 유선 통신 상태와 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태를 진단하고, 진단에 따른 통신 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 인버터부(200)로 유선을 통해 제1 통신 체크 신호를 전송하고, 전송한 제1 통신 체크 신호에 대한 응답 신호가 없는 경우, 인버터부(200)와의 유선 통신 상태에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 제1 통신 상태 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하고, 관리 서버(400)로 무선을 통해 제2 통신 체크 신호를 전송하고, 전송한 제2 통신 체크 신호에 대한 응답 신호가 없는 경우, 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 제2 통신 상태 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 것이다.
인버터부(200)와의 유선 통신 상태를 진단하는 이유는, 인버터부(200)와의 유선 통신 상태가 불통상태면, 고장 진단부(300)가 인버터부(200)로부터 각종 정보(직류 전력량 정보, 교류 전력량 정보, 에러 코드 정보)를 제공받지 못하기 때문에 인버터부(200)와의 유선 통신 상태를 진단하는 것이다.
또한, 원격지 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태를 진단하는 이유는, 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태가 불통상태면, 고장 진단부(300)가 생성한 각종 진단 결과 정보(태양광 패널 상태 진단 결과 정보, 인버터 상태 진단 결과 정보, 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보, 통신 상태 진단 결과 정보, 전력 전송 상태 진단 결과 정보 등)를 관리 서버(400)로 제공하지 못하기 때문에 관리 서버(400)와의 유선 통신 상태를 진단하는 것이다.
상기 제5 진단부(350)는 인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기의 동작 상태를 진단하고, 진단에 따른 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 제5 진단부(350)는 인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기가 동작하고 있는지 파악하고, 차단기가 동작 상태이면 송전 선로로의 전력 전송에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 교류 전력을 송전선로로 제공하는 인버터(210)와 송전선로 사이에 차단기가 설치되어 있다.
만약, 인버터(210)에서 출력되는 교류 전력이 과전류 또는 과전압 또는 계통전류 불평형 또는 계통 전압 불평형 상태로 송전선로에 인입되면, 송전 계통에 문제를 유발시킨다. 따라서 과전류 또는 과전압 또는 계통전류 불평형 또는 계통 전압 불평형 상태에 있는 인버터(210)에서 출력되는 교류 전력이 송전선로에 인입되지 않도록 차단해야 하며, 이를 위한 구성이 차단기이다.
차단기가 동작하면, 인버터(210)에서 출력되는 교류 전력이 송전선로에 인입되지 않게 되며, 이를 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 알려야 한다.
이를 위해, 제5 진단부(350)는 인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기가 동작하고 있는지 파악하고, 차단기가 동작 상태이면 송전 선로로의 전력 전송에 이상 발생했음을 알리는 내용(예: 교류 전력이 송전선로로 제공되고 있지 않음)이 포함된 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것이다.
상기 관리 서버(400)는 고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 관리자에게 제공하는 구성이다.
구체적으로, 관리 서버(400)는 고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 SMS(short message service)를 통해 도 3에 도시된 바와 같이, 관리자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
즉, 관리 서버(400)는 태양광 발전소를 관리하는 관리자에게 해당 태양광 발전소에서 발생한 이상이나 고장 내용을 SMS(short message service)를 통해 전달하여 관리자가 해당 이상이나 고장에 대한 후속 조치를 할 수 있도록 하는 것이다.
관리 서버(400)가 관리자 단말기로 전송하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용은, 예를 들어, "태양광 패널 고장", "인버터 고장", " 인버터 변환 효율 96%", "출력 과전류 발생", "계통 전류 불평형 발생", "인버터와 통신 상태 불능", "차단기 동작으로 송전선로로 전력 제공 불능" 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 실시예에 국한되지 않고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범주 내에서 변형한 것까지 포함함은 자명하다 할 것이다.
100 : 태양광 패널
200 : 인버터부
300 : 고장 진단부
400 : 관리 서버
200 : 인버터부
300 : 고장 진단부
400 : 관리 서버
Claims (10)
- 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템에 있어서,
태양광을 이용해 직류 전력을 발전하여 인버터부(200)로 제공하는 태양광 패널(100)과;
태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하고, 태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보와 인버터에 연결된 주변 발전 설비들의 에러 코드 정보를 고장 진단부(300)로 제공하는 인버터부(200)와;
태양광 패널 상태, 인버터 상태, 주변 발전 설비 상태, 통신 상태, 전력 전송 상태를 진단하고, 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 고장 진단부(300)와;
고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 관리자에게 제공하는 관리 서버(400)를 포함하고,
상기 고장 진단부(300)는,
인버터부(200)가 제공하는 직류 전력량 정보를 이용해 태양광 패널 상태를 진단하고, 진단에 따른 태양광 패널 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제1 진단부(310)와,
인버터부(200)가 제공하는 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해 인버터 상태를 진단하고, 진단에 따른 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제2 진단부(320)와,
인버터부(200)가 제공하는 에러 코드 정보를 이용해 주변 발전 설비 상태를 진단하고, 진단에 따른 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제3 진단부(330)와,
인버터부(200)와의 유선 통신 상태와 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태를 진단하고, 진단에 따른 통신 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제4 진단부(340)와,
인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기의 동작 상태를 진단하고, 진단에 따른 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 제5 진단부(350)를 포함하고,
상기 제1 진단부(310)는,
인버터부(200)가 제공한 직류 전력량 정보에 의한 전력량이 평상시 대비 설정치 이하로 감소한 상태가 설정 시간 이상 지속되는 경우, 외부로부터 기상 정보를 수집하고, 수집된 기상 정보가 흐리거나 눈이나 비가 오는 기상 상태이면 정상으로 판단하고, 수집된 기상 정보가 맑은 기상 상태이면 태양광 패널이 고장인 것으로 판단하여 태양광 패널에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 태양광 패널 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 인버터부(200)는,
태양광 패널(100)이 제공하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송전 선로로 제공하는 인버터(210)와,
태양광 패널(100)이 인버터(210)로 제공하는 직류 전력의 직류 전력량 정보와 인버터(210)가 송전 선로로 제공하는 교류 전력의 교류 전력량 정보를 주기적으로 고장 진단부(300)로 제공하고, 인버터(210)에 연결된 주변 발전 설비들의 이상 발생 시, 발생 된 이상에 해당하는 에러 코드 정보를 생성하여 고장 진단부(300)로 제공하는 정보 제공부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 진단부(320)는,
인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해, 교류 전력량이 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위를 벗어나는 경우, 인버터가 고장인 것으로 판단하여 인버터에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 진단부(320)는,
인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용해, 교류 전력량이 직류 전력량 대비 변환 허용치 범위내에 있는 경우, 인버터부(200)가 제공한 직류 및 교류 전력량 정보를 이용하여 직류 전력에서 교류 전력으로의 변환 효율을 산출하고, 산출된 변환 효율 정보를 포함하는 인버터 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제3 진단부(330)는,
인버터부(200)가 제공한 에러 코드 정보와 사전 저장된 에러 코드 색인 정보를 이용해 에러 코드에 해당하는 고장 내용을 파악하고, 파악된 고장 내용이 포함된 주변 발전 설비 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제4 진단부(340)는,
인버터부(200)로 유선을 통해 제1 통신 체크 신호를 전송하고, 전송한 제1 통신 체크 신호에 대한 응답 신호가 없는 경우, 인버터부(200)와의 유선 통신 상태에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 제1 통신 상태 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하고,
관리 서버(400)로 무선을 통해 제2 통신 체크 신호를 전송하고, 전송한 제2 통신 체크 신호에 대한 응답 신호가 없는 경우, 관리 서버(400)와의 무선 통신 상태에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 제2 통신 상태 진단 결과 정보를 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제5 진단부(350)는,
인버터(210)와 송전 선로 사이에 설치된 차단기가 동작하고 있는지 파악하고, 차단기가 동작 상태이면 송전 선로로의 전력 전송에 이상이 발생했음을 알리는 내용이 포함된 전력 전송 상태 진단 결과 정보를 생성하여 관리 서버(400)로 제공하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 관리 서버(400)는,
고장 진단부(300)가 제공하는 진단 결과 정보에 따른 고장 내용을 SMS(short message service)를 통해 관리자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전소 고장 진단 및 알림 시스템.
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