KR20190138912A - Apparatus for optical communication and Micro-grid system having the same - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an optical communication apparatus for a microgrid which can block the possibility of inflow and propagation of a surge through a data communication network in advance and a microgrid including the same. The optical communication apparatus provided in any one of a solar inverter, an energy storage system (ESS) and an advanced metering infrastructure (AMI) can comprise: a modulation part modulating a transmission signal into a digital signal; a light emitting device generating an optical signal corresponding to the digital signal to output the optical signal through an optical cable; a light receiving device detecting an optical signal transmitted through the optical cable to generate a digital signal; and a signal recovery part recovering the digital signal of the light receiving device.

Description

마이크로그리드용 광 통신 장치 및 이를 포함하는 마이크로그리드{Apparatus for optical communication and Micro-grid system having the same}Apparatus for optical communication and Micro-grid system having the same

본 발명은 마이크로그리드용 광 통신 장치 및 이를 포함하는 마이크로그리드에 관한 것으로, 데이터 통신망을 통해 서지가 유입 및 전파될 가능성을 사전 차단할 수 있도록 하는 마이크로그리드용 광 통신 장치 및 이를 포함하는 마이크로그리드에 관한 것이다. The present invention relates to an optical communication device for a microgrid and a microgrid including the same, and to an optical communication device for a microgrid and a microgrid including the same so as to prevent the possibility of surge inflow and propagation through a data communication network. will be.

기존의 전력 시스템은 발전소에서 생산된 전기를 소비자에게 전달하는 단방향 구성이었다. 기존의 전력 시스템에서 소비자들은 자급자족만 하였고, 전체 계통망에는 기여하지 않았다. 즉 생산되고 남은 전기는 대부분 버릴 수밖에 없어 효율성이 떨어졌다. Conventional power systems have been unidirectional, delivering electricity produced at power plants to consumers. In existing power systems, consumers were self-sufficient and did not contribute to the overall grid. In other words, most of the electricity produced is forced to be discarded.

하지만 기존의 소비자 중에서 직접 전기를 생산하여 공급자 역할까지 하는 프로슈머(Prosumer)가 등장하였다. 마이크로그리드는 분산전원과 전력 관리시스템을 결합한 지능형전력망으로, 이는 기존 전력망에 정보통신기술(ICT)을 접목해 공급자와 소비자 간 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력 인프라 시스템이다.However, Prosumer, which produces electricity directly from existing consumers, has also emerged as a supplier. Microgrid is an intelligent grid that combines distributed power and power management systems. It is a next-generation power infrastructure system that optimizes energy efficiency between suppliers and consumers by integrating ICT with existing grids.

따라서 마이크로그리드는 대규모 전력망(Mega Grid)이 가진 문제점, 즉 발전원의 입지문제, 전력수송을 위한 전력설비의 사회적 수용성 문제, 생산과 소비의 불일치로 인한 지역적 갈등과 보상 문제들을 해결할 수 있다. Therefore, the microgrid can solve the problems of the mega grid, that is, the location of the power generation source, the social acceptability of the power facilities for power transportation, and the regional conflict and compensation problems caused by the mismatch of production and consumption.

도 1은 일반적인 마이크로그리드를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a general microgrid.

도 1을 참고하면, 마이크로그리드는 물리적으로 구분되는 영역 내의 태양광 발전 시스템(PV), 전력저장장치(ESS), 전력변환장치(PCS) 등 다수의 분산에너지 자원과 이를 소비하는 고객(부하)으로 구성된 단일 마이크로그리드 다수개(11~13)로 구축될 수 있다. Referring to FIG. 1, the microgrid includes a plurality of distributed energy resources such as photovoltaic power generation systems (PVs), power storage devices (ESSs), and power converters (PCSs) in physically divided areas and customers (loads) It can be constructed as a plurality of single microgrid (11 ~ 13) consisting of.

단일 마이크로그리드(11~13) 각각은 자신에 구비된 신재생 에너지 발전시스템을 통해 생산된 전력을 자체 소비하되, 잉여 전력이 발생하는 경우 상용 전력망을 통해 주변에 위치한 마이크로그리드에 공급하도록 한다. 그리고 단일 마이크로그리드(11~13) 각각은 자신에 구비된 AMI를 통해 전력생산 및 소비되는 정보를 공급자와 수요자 간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리가 이루어질 수 있도록 한다. Each of the single microgrids 11 to 13 consumes power generated by the renewable energy generation system provided therein, and when surplus power is generated, the single microgrids 11 to 13 are supplied to the surrounding microgrids through the commercial power grid. In addition, each of the single microgrids 11 to 13 exchanges real-time information between the supplier and the consumer for power generation and consumption through the AMI provided to enable intelligent demand management.

한편, 마이크로그리드의 안정적 운영을 위해서는 낙뢰 등과 같은 외부 요인으로 인한 영향을 최소화할 수 있어야 한다. On the other hand, for stable operation of microgrids, it is necessary to minimize the influence of external factors such as lightning strikes.

그러나 도 1과 같이 구성되는 마이크로그리드는 전력선과 데이터 통신선을 통해 여러 가지 전력 기기들이 상호 연결되는 데 반해, 전력선에만 서지 보호기가 설치 가능한 한계가 있다. However, the microgrid configured as shown in FIG. 1 has a limitation in that a surge protector can be installed only on a power line, while various power devices are interconnected through a power line and a data communication line.

즉, 낙뢰 등으로 인한 서지 발생시, 데이터 통신선을 통해 서지가 손쉽게 유입 및 전달되어 데이터 통신선을 통해 연결된 전력 기기들은 서지에 의해 손쉽게 파손 또는 오동작 되게 되는 문제가 발생하게 된다. That is, when a surge occurs due to a lightning strike, surges are easily introduced and transmitted through the data communication line, so that power devices connected through the data communication line are easily damaged or malfunctioned by the surge.

국내등록번호 제10-1796669호(2017.11.06)Domestic Registration No. 10-1796669 (2017.11.06)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 데이터 통신망을 통해 서지가 유입 및 전파될 가능성을 사전 차단할 수 있도록 하는 마이크로그리드용 광 통신 장치 및 이를 포함하는 마이크로그리드를 제공하고자 한다. In order to solve the problems as described above, the present invention is to provide an optical communication device for a microgrid and a microgrid including the same that can prevent the possibility of the surge is introduced and propagated through the data communication network in advance.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects which are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 태양광 인버터, ESS(Energy Storage System), AMI(Advanced Metering Infrastructure) 중 어느 하나에 구비되는 마이크로그리드용 광 통신 장치는 송신 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부; 상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및 상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함할 수 있다. As a means for solving the above problems, an optical communication device for a microgrid, which is provided in any one of the solar inverter, the energy storage system (ESS), and the advanced metering infrastructure (AMI) according to the first embodiment of the present invention, A light emitting circuit unit converting the signal into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel; A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And a signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal.

상기 마이크로그리드용 광 통신 장치는 상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호에 상응하는 빛 에너지를 집적하여 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. The microgrid optical communication device includes a power supply unit for generating and outputting driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit by integrating light energy corresponding to an optical signal transmitted through the optical channel. It may further include a power supply.

또 다르게는 상기 마이크로그리드용 광 통신 장치는 송신측으로부터 전송되는 마이크로파를 기반으로 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. Alternatively, the microgrid optical communication apparatus may further include an independent power supply unit including a power supply unit configured to generate and output driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit based on the microwaves transmitted from a transmitting side. can do.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 ESS(Energy Storage System)과 광 통신 기반으로 통신하는 AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 상기 ESS가 광 통신 방식으로 통보되는 에너지 관리 현황과 부하의 에너지 소비량을 기반으로 원격 검침 동작을 수행하는 AMI 제어부; 상기 AMI 제어부의 출력 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부; 상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및 상기 수광 회로부의 출력 신호를 상기 AMI 제어부가 인식 가능한 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함할 수 있다. As a means for solving the above problems, the AMI (Advanced Metering Infrastructure) to communicate with the ESS (Energy Storage System) in the optical communication based on the energy management status that the ESS is notified by the optical communication method An AMI controller performing a remote meter reading operation based on an energy consumption of an overload; A light emitting circuit unit converting an output signal of the AMI controller into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel; A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And a signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal recognizable by the AMI controller.

상기 AMI는 상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호에 상응하는 빛 에너지를 집적하여 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. The AMI further includes an independent power supply unit including a power supply unit configured to generate and output driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit by integrating light energy corresponding to the optical signal transmitted through the optical channel. can do.

상기 AMI는 송신측으로부터 전송되는 마이크로파를 기반으로 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. The AMI may further include an independent power supply unit including a power supply unit configured to generate and output driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit based on the microwaves transmitted from a transmitting side.

상기 AMI는 상기 ESS가 전송하는 마이크로파를 기반으로 상기 수광 소자, 상기 신호 복원부, 상기 변조부 및 상기 발광 소자의 구동 전원을 생성 및 출력하는 독립 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. The AMI may further include an independent power supply unit configured to generate and output driving power of the light receiving device, the signal recovery unit, the modulator, and the light emitting device based on the microwaves transmitted by the ESS.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 AMI(Advanced Metering Infrastructure)과 광 통신 기반으로 통신하는 ESS(Energy Storage System)는 태양광 발전 시스템을 통해 발전된 전기 에너지를 저장하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 모니터링하는 BMS(Battery Management System); 상기 신재생 발전 시스템의 에너지 발전량, 송전 전력량 및 수전 전력량을 모니터링 및 통보하고, 상기 모니터링 결과와 상기 AMI이 통보하는 부하의 에너지 소비량을 기반으로 상기 배터리에 대한 충방전 최적 제어를 수행하는 EMS(Energy Management System); 및 상기 EMS의 제어하에 상기 배터리에 대한 충전 또는 방전 동작을 수행하는 PCS(Power Conditioning System);를 포함하며, 상기 EMS와 상기 PCS 중 적어도 하나는 광 통신 방식으로 상기 AMI와 통신하는 광 통신 장치를 구비할 수 있다. As a means for solving the above problems, an ESS (Energy Storage System) for communicating with the AMI (Advanced Metering Infrastructure) according to the optical communication based on the optical power generation system to store the electrical energy generated through the solar power generation system battery; A battery management system (BMS) for monitoring a state of the battery; EMS (Energy) that monitors and notifies the energy generation amount, transmission power amount, and power reception amount of the renewable energy generation system, and performs charge / discharge optimal control on the battery based on the monitoring result and the energy consumption of the load notified by the AMI. Management System); And a power conditioning system (PCS) for performing a charging or discharging operation on the battery under the control of the EMS, wherein at least one of the EMS and the PCS communicates with the AMI in an optical communication manner. It can be provided.

상기 광 통신 장치는 송신 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부; 상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및 상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함할 수 있다. The optical communication device includes a light emitting circuit unit for converting a transmission signal into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel; A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And a signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal.

본 발명은 마이크로그리드의 데이터 통신망을 통해 서지가 유입 및 전파되는 것을 사전에 차단할 수 있도록 함으로써, 마이크로그리드가 보다 신뢰성있고 안정적으로 운영될 수 있도록 한다. The present invention enables the microgrid to be operated more reliably and stably by preventing the surge from entering and propagating through the data grid of the microgrid in advance.

도 1은 일반적인 마이크로그리드를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 마이크로그리드를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 광 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로그리드용 광 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a general microgrid.
2 illustrates a single microgrid according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views for explaining an optical communication device for a microgrid according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an optical communication device for a microgrid according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.The objects and effects of the present invention and the technical configurations for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 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. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. The present embodiments are merely provided to complete the disclosure of the present invention and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the scope of the claims. It will be. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 마이크로그리드를 도시한 도면이다. 2 illustrates a single microgrid according to one embodiment of the invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로그리드는 태양광 발전 시스템(100), ESS(Energy Storage System)(200), 부하(300) 및 AMI(Advanced Metering Infrastructure)(400) 등을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the microgrid of the present invention may include a photovoltaic system 100, an energy storage system (ESS) 200, a load 300, an advanced metering infrastructure (AMI) 400, and the like. Can be.

태양광 발전 시스템(100)은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 모듈(110), 태양광 모듈(110)과 인버터(130) 사이에서 많은 배선의 결선을 용이하게 해주고 각종 보호 기능을 수행하는 접속반(120), 태양광 모듈(110)에서 발전된 전기 에너지를 직류전원에서 교류전원으로 변환하는 인버터(130) 등을 포함할 수 있다. The photovoltaic system 100 facilitates the connection of many wirings between the photovoltaic module 110, the photovoltaic module 110, and the inverter 130 that converts solar energy into electrical energy and performs various protection functions. The connection panel 120 may include an inverter 130 for converting electrical energy generated by the solar module 110 from a DC power source to an AC power source.

ESS(200)는 태양광 발전 시스템을 통해 발전된 전기 에너지를 저장하는 배터리(210), 배터리(210)의 상태를 모니터링하는 BMS(Battery Management System)(220), 태양광 발전 시스템의 에너지 관리 현황(즉, 에너지 발전량, 송전 전력량 및 수전 전력량 등)을 모니터링 및 통보하고, 상기 모니터링 결과와 상기 AMI이 통보하는 부하의 에너지 소비량 등을 기반으로 배터리(210)에 대한 충방전 최적 제어를 수행하는 EMS(Energy Management System)(230), EMS(230)의 제어하에 상기 배터리에 대한 충전 또는 방전 동작을 수행하는 PCS(Power Conditioning System)(240)를 포함할 수 있다. The ESS 200 may include a battery 210 storing electrical energy generated through a photovoltaic system, a battery management system (BMS) 220 monitoring a state of the battery 210, and a current state of energy management of the photovoltaic system. That is, an EMS (for monitoring and notifying energy generation amount, transmission power amount, power reception amount, etc.), and performing charge / discharge optimum control on the battery 210 based on the monitoring result and the energy consumption amount of the load notified by the AMI, etc. Energy Management System (230), and may include a power conditioning system (PCS) 240 to perform a charge or discharge operation for the battery under the control of the EMS (230).

그리고 태양광 발전 시스템(100)의 인버터(130), ESS(200)의 EMS(230), PCS(240), 부하(300) 등은 AMI(400)과 광 통신 기반으로 AMI(400)의 원격 검침 동작에 필요한 데이터를 전송할 수 있도록 한다. In addition, the inverter 130 of the solar power generation system 100, the EMS 230 of the ESS 200, the PCS 240, the load 300, and the like are remotely connected to the AMI 400 based on optical communication with the AMI 400. Allows data to be sent for meter reading.

즉, 본 발명의 단일 마이크로그리드는 태양광 발전 시스템(100), ESS(200), 부하(300)간에 송수신되는 전력은 유선의 전력선을 통해 송수신하되, 전력 관리 동작을 위한 각종 데이터 신호는 광 통신 방식으로 송수신하도록 한다. That is, the single microgrid of the present invention transmits and receives power between the photovoltaic power generation system 100, the ESS 200, and the load 300 through a wired power line, and various data signals for power management operation are optical communication. Send and receive in a manner.

참고로, 광 케이블은 낙뢰 등에 의한 서지 전압에 따른 영향을 받지 않는 절연 특성을 가진다. 이에 본 발명에서는 광 케이블을 통해 전력 관리 동작을 위한 각종 데이터를 송수신할 수 있도록 함으로써, 특정 전력 장치에 인가된 서지 전압이 데이터 통신선을 타고 주변 장치에 전달되고, 이로 인해 서지 전압으로 의한 피해가 필요 이상으로 확산되는 것이 사전에 방지할 수 있도록 한다. For reference, the optical cable has an insulating property that is not affected by the surge voltage caused by lightning. Accordingly, in the present invention, it is possible to transmit and receive various data for the power management operation through the optical cable, the surge voltage applied to a specific power device is transferred to the peripheral device by the data communication line, thereby causing damage by the surge voltage It is possible to prevent the spreading above.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 광 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다. 3 and 4 are views for explaining an optical communication device for a micro grid according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 발명의 마이크로그리드용 광 통신 장치(500)는 인버터(130), ESS(200)의 EMS(230), PCS(240), 부하(300), AMI(400) 중 적어도 두 개에 구비되며, 송신 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부(510), 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부(520), 수광 회로부(520)의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부(530) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, an optical communication apparatus 500 for a microgrid according to the present invention may include at least one of an inverter 130, an EMS 230 of an ESS 200, a PCS 240, a load 300, and an AMI 400. It is provided in two, the light emitting circuit unit 510 for converting a transmission signal into an optical signal and transmitting the optical signal, the light receiving circuit unit 520 for receiving the optical signal transmitted through the optical channel, the output signal of the light receiving circuit unit 520 And a signal recovery unit 530 for restoring the digital signal.

이하, 도 4를 참고하여 도 3의 마이크로그리드용 광 통신 장치(500)가 EMS(230)와 AMI(400)에 적용되는 경우에 설명하기로 한다. Hereinafter, a case in which the microgrid optical communication device 500 of FIG. 3 is applied to the EMS 230 and the AMI 400 will be described with reference to FIG. 4.

만약, EMS 제어부(241)는 BMS(Battery Management System)(220), 및 PCS(Power Conditioning System)(230)과 동작 연계하여 에너지 발전량, 에너지 저장량 등을 모니터링하고, 모니터링 결과를 통보하기 위한 송신 신호를 생성한다. If the EMS control unit 241 operates in conjunction with the battery management system (BMS) 220 and the PCS (Power Conditioning System) 230, the EMS control unit 241 monitors an energy generation amount, an energy storage amount, and the like, and transmits a signal for notifying the monitoring result. Create

그러면, 발광 회로부(511)는 EMS 제어부(241)의 출력 신호를 광 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 송신 신호를 광 케이블(600)을 통해 전송 가능한 디지털 신호로 변조하고, 이를 광 신호로 변환하여 출력하도록 한다. Then, the light emitting circuit unit 511 converts the output signal of the EMS control unit 241 into an optical signal and outputs it. That is, the transmission signal is modulated into a digital signal that can be transmitted through the optical cable 600, and then converted into an optical signal and output.

이때, 변조 방식은 발광 소자의 종류, 광전송 거리, 광 전송 매체의 종류 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 그 변조 방식의 예는 NRZ(Non Return to Zero)-OOK(On-Off Keying), NRZ-DPSK(Differential Phase Shift keying), RZ(Return to Zero)-DPSK(Differential Phase Shift keying), NRZ-DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift keying), RZ-DQPSK 등이 있을 수 있다. 또한 OFDM(Optical Frequency Division Multiplex) 등과 같은 광 다중화 기술을 통해 데이터 전송 용량을 더욱 증대시킬 수 있도록 할 수도 있다. In this case, the modulation scheme may be determined in consideration of the type of light emitting device, the light transmission distance, the type of the optical transmission medium, and the like. Examples of the modulation scheme may include Non Return to Zero (NRZ) -OOK (On-Off Keying) and NRZ-. Differential Phase Shift Keying (DPSK), Return to Zero (RZ) -Differential Phase Shift Keying (DPSK), Differential Quadrature Phase Shift Keying (NRZ-DQPSK), RZ-DQPSK, and the like. In addition, optical transmission multiplexing techniques such as optical frequency division multiplex (OFDM) may further increase data transmission capacity.

그러면, 발광 회로부(511)를 통해 발생된 광 신호는 광 케이블(600)을 통해 AMI(400)에 전달되고, 광 케이블(600)의 끝단에 위치한 AMI(400)의 수광 회로부(522)를 이를 감지하여 디지털 신호를 생성 및 출력한다. Then, the optical signal generated through the light emitting circuit unit 511 is transmitted to the AMI 400 through the optical cable 600, and receives the light receiving circuit unit 522 of the AMI 400 located at the end of the optical cable 600. Sense and generate and output digital signals.

그리고 신호 복원부(534)는 수광 회로부(522)의 디지털 신호를 AMI 제어부(410)가 인식 가능한 신호 형태로 복원하여 출력하고, AMI 제어부(410)는 복원된 신호를 기반으로 EMS 제어부(241)가 전송한 모니터링 결과를 파악하게 된다. The signal recovery unit 534 restores and outputs the digital signal of the light receiving circuit unit 522 into a signal form that can be recognized by the AMI control unit 410, and the AMI control unit 410 outputs the EMS control unit 241 based on the restored signal. The monitoring result sent by the user is identified.

그러면, EMS 제어부(241)는 EMS 제어부(241)의 모니터링 결과와 부하의 에너지 소비량 등을 고려하여 원격 검침 동작을 수행한 후, 에너지 통합 관제 센터 등에 보고한다. Then, the EMS control unit 241 performs the remote meter reading operation in consideration of the monitoring result of the EMS control unit 241 and the energy consumption of the load, and then reports to the energy integrated control center.

또한 EMS 제어부(241)는 에너지 통합 관제 센터 등에서 제공하는 제어 명령을 다시 광 통신 방식으로 EMS(230)측으로 전달하도록 한다. 이때, AMI(400) 측에서 EMS(230) 측으로 데이터를 전송하는 방법은 상기에 설명된 과정과 동일하므로 상세 설명은 생략하기로 한다. In addition, the EMS control unit 241 transmits the control command provided by the energy integrated control center, etc. to the EMS 230 in an optical communication method. At this time, since the method of transmitting data from the AMI 400 side to the EMS 230 side is the same as the above-described process, a detailed description thereof will be omitted.

더하여, 본 발명은 광 통신 장치(500)가 유선 전력선을 통해 전원을 공급받는 경우, 서지 전압이 유선 전력선을 통해 인가될 수도 있음을 고려하여 광 통신 장치(500)의 구동 전원 또한 개별 장치를 통해 독립적으로 생성할 수도 있도록 한다. In addition, according to the present invention, when the optical communication device 500 is supplied with power through the wired power line, the driving power of the optical communication device 500 may also be supplied through a separate device, considering that a surge voltage may be applied through the wired power line. It can also be created independently.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로그리드용 광 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining an optical communication device for a microgrid according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 광 통신 장치(500)는 발광 회로부(510), 수광 회로부(520), 및 신호 복원부(530) 이외에 서지 발생과 상관없이 안정적인 전원 공급 동작을 수행할 수 있도록 독립 전원 공급부(540)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the optical communication apparatus 500 of the present invention may perform a stable power supply operation regardless of a surge in addition to the light emitting circuit unit 510, the light receiving circuit unit 520, and the signal recovery unit 530. Independent power supply unit 540 may be further included.

그리고 독립 전원 공급부(540)는 광 케이블(600)을 통해 전송되는 광 신호를 이용하여 광 통신 장치의 구동 전원을 생성할 수 있도록 한다. 이는 광 신호에 상응하는 빛 에너지를 집적하여 소정의 전압을 생성하는 태양광 전지판(541), 태양광 전지판(541)에 의해 생성된 전압을 충전하는 배터리(542), 및 배터리(542)의 충전 전압을 통해 광 통신 장치의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부(543) 등을 포함할 수 있다. The independent power supply unit 540 may generate driving power of the optical communication device using the optical signal transmitted through the optical cable 600. The solar panel 541 generates a predetermined voltage by integrating light energy corresponding to the optical signal, the battery 542 charging the voltage generated by the solar panel 541, and the charging of the battery 542. It may include a power supply unit 543 and the like for generating and outputting the driving power of the optical communication device through the voltage.

이때, 태양광 전지판(541)은 광 케이블(600)와 수광 회로부(520)의 접합면에 배치되거나 광 케이블(600)의 끝단 영역을 둘러싸도록 배치되어, 광 손실을 최소화될 수 있도록 한다. At this time, the solar panel 541 is disposed on the bonding surface of the optical cable 600 and the light receiving circuit 520 or to surround the end region of the optical cable 600, so that the light loss can be minimized.

또한 필요한 경우, 독립 전원 공급부(540)를 데이터 송신측에서 전송하는 마이크로파를 이용하여 광 통신 장치의 구동 전원을 생성할 수 있도록 한다. In addition, if necessary, it is possible to generate the driving power of the optical communication device by using the microwave to transmit the independent power supply unit 540 in the data transmission side.

이에 데이터 송신측은 전력 송신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변조하는 변조부, 마그네트론을 이용하여 상기 디지털 신호를 마이크로웨이브 주파수로 변환하는 DC-RF 변환부, 마이크로웨이브 주파수를 무선 송출하는 안테나 등을 구비하고, 데이터 수신측은 안테나를 통해 무선 송출된 마이크로웨이브 주파수를 수신 및 정류하여 디지털 신호를 획득하는 정류 안테나; 정류 안테나를 통해 획득된 디지털 신호를 충전하는 배터리; 및 상기 배터리의 충전 전압을 통해 광 통신 장치의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부 등을 구비하는 형태로 구현 가능할 것이다. The data transmission side includes a modulator for modulating a power transmission signal from an analog signal to a digital signal, a DC-RF converter for converting the digital signal into a microwave frequency using a magnetron, an antenna for wirelessly transmitting a microwave frequency, and the like. The data receiving side includes: a rectifying antenna for receiving and rectifying the microwave frequency wirelessly transmitted through the antenna to obtain a digital signal; A battery for charging the digital signal obtained through the rectifying antenna; And a power supply unit for generating and outputting driving power of the optical communication device through the charging voltage of the battery.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (9)

태양광 인버터, ESS(Energy Storage System), AMI(Advanced Metering Infrastructure) 중 어느 하나에 구비되는 마이크로그리드용 광 통신 장치에 있어서,
송신 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부;
상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및
상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하는 마이크로그리드용 광 통신 장치.In the optical inverter for microgrid provided in any one of a solar inverter, ESS (Energy Storage System), AMI (Advanced Metering Infrastructure),
A light emitting circuit unit converting a transmission signal into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel;
A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And
And a signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal. 제1항에 있어서,
상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호에 상응하는 빛 에너지를 집적하여 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 광 통신 장치.The method of claim 1,
And an independent power supply unit including a power supply unit configured to generate and output driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit by integrating light energy corresponding to the optical signal transmitted through the optical channel. Optical communication device for microgrids. 제1항에 있어서,
송신측으로부터 전송되는 마이크로파를 기반으로 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 광 통신 장치.The method of claim 1,
And an independent power supply unit having a power supply unit for generating and outputting driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit based on the microwaves transmitted from a transmitting side. . ESS(Energy Storage System)과 광 통신 기반으로 통신하는 AMI(Advanced Metering Infrastructure)에 있어서,
상기 ESS가 광 통신 방식으로 통보되는 에너지 관리 현황과 부하의 에너지 소비량을 기반으로 원격 검침 동작을 수행하는 AMI 제어부;
상기 AMI 제어부의 출력 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부;
상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및
상기 수광 회로부의 출력 신호를 상기 AMI 제어부가 인식 가능한 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하는 AMI.In AMI (Advanced Metering Infrastructure) to communicate with Energy Storage System (ESS) based on optical communication,
An AMI controller configured to perform a remote meter reading operation based on the energy management status and the energy consumption of the load notified by the ESS in an optical communication method;
A light emitting circuit unit converting an output signal of the AMI controller into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel;
A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And
And an signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal recognizable by the AMI control unit. 제4항에 있어서, 상기 AMI는
상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호에 상응하는 빛 에너지를 집적하여 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI.The method of claim 4, wherein the AMI is
And an independent power supply unit including a power supply unit configured to generate and output driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit by integrating light energy corresponding to the optical signal transmitted through the optical channel. AMI. 제4항에 있어서, 상기 AMI는
송신측으로부터 전송되는 마이크로파를 기반으로 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부, 상기 신호 복원부의 구동 전원을 생성 및 출력하는 전원 공급부를 구비하는 독립 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI.The method of claim 4, wherein the AMI is
And an independent power supply unit having a power supply unit for generating and outputting driving power of the light emitting circuit unit, the light receiving circuit unit, and the signal recovery unit based on the microwaves transmitted from a transmitting side. 제4항에 있어서, 상기 AMI는
상기 ESS가 전송하는 마이크로파를 기반으로 상기 수광 소자, 상기 신호 복원부, 상기 변조부 및 상기 발광 소자의 구동 전원을 생성 및 출력하는 독립 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI.The method of claim 4, wherein the AMI is
And an independent power supply unit for generating and outputting driving power of the light receiving element, the signal recovery unit, the modulator, and the light emitting element based on the microwaves transmitted by the ESS. AMI(Advanced Metering Infrastructure)과 광 통신 기반으로 통신하는 ESS(Energy Storage System)에 있어서,
태양광 발전 시스템을 통해 발전된 전기 에너지를 저장하는 배터리;
상기 배터리의 상태를 모니터링하는 BMS(Battery Management System);
상기 신재생 발전 시스템의 에너지 발전량, 송전 전력량 및 수전 전력량을 모니터링 및 통보하고, 상기 모니터링 결과와 상기 AMI이 통보하는 부하의 에너지 소비량을 기반으로 상기 배터리에 대한 충방전 최적 제어를 수행하는 EMS(Energy Management System); 및
상기 EMS의 제어하에 상기 배터리에 대한 충전 또는 방전 동작을 수행하는 PCS(Power Conditioning System);를 포함하며,
상기 EMS와 상기 PCS 중 적어도 하나는 광 통신 방식으로 상기 AMI와 통신하는 광 통신 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 ESS.In the Energy Storage System (ESS) that communicates with AMI (Advanced Metering Infrastructure) based on optical communication,
A battery storing electrical energy generated through the solar power system;
A battery management system (BMS) for monitoring a state of the battery;
EMS (Energy) that monitors and notifies the energy generation amount, the transmission power amount, and the power reception amount of the renewable energy generation system, and performs charge / discharge optimum control on the battery based on the monitoring result and the energy consumption of the load notified by the AMI. Management System); And
And a power conditioning system (PCS) for performing a charging or discharging operation on the battery under the control of the EMS.
At least one of the EMS and the PCS comprises an optical communication device for communicating with the AMI in an optical communication manner. 제8항에 있어서, 상기 광 통신 장치는
송신 신호를 광 신호로 변환하여 광 채널로 전송하는 발광 회로부;
상기 광 채널을 통해 전송되는 광 신호를 수신하는 수광 회로부; 및
상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하는 ESS.The apparatus of claim 8, wherein the optical communication device is
A light emitting circuit unit converting a transmission signal into an optical signal and transmitting the optical signal to an optical channel;
A light receiving circuit unit for receiving an optical signal transmitted through the optical channel; And
And a signal recovery unit for restoring an output signal of the light receiving circuit unit to a digital signal.

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