KR101516603B1 - A monitoring system of solar photovoltatic based to context-awareness for plug-in type using low power sensor network - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 관한 것으로, 그 구성은 패널스트링성능진단노드 (S-Node), 패널성능진단노드(P-Node), 태양광 패널스트링, 인버터, 게이트웨이, 저전력무선센서 네트워크, 저전력 무선 모듈 및 감시서버가 통신망을 통해 연동된 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 있어서, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력무선 센서 네트워크로 전달하는 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node); 운용 중인 태양광 패널 스트링 내의 개별 패널의 발전 전압 및 정보 변화를 실시간 측정, 축적하여 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)로 RS-485 인터페이스를 통해 전달하여 개별 패널의 성능을 진단에 필요한 정보를 제공하는 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node); 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로 생성된 전력의 전류 또는 전압이 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)에 의해 측정, 축적되는 태양광 패널 스트링; 상기 태양광 패널 스트링에 의해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시켜 배전반을 통해 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템으로 전송하는 인버터; 저전력 무선센서 네트워크와 인터넷이 유무선 정합하여 감시서버와 연동하여 유무선 공유기를 통하여 웹 카메라에 원격 접속하여 실시간 영상을 감시할 수 있도록 구성된 게이트웨이; 및 패널표면 온도센서, 온습도센서, 일사량센서, 먼지센서로 구성되어 태양광 패널 스트링, 인버터의 성능에 영향을 제공하는 패널표면 온도, 온습도, 일사량, 먼지의 환경 상태정보를 센서를 통해 수집하여 발전량 불균형으로 인한 발전 성능저하를 조속히 조치할 수 있도록 해당 상태정보를 저전력무선센서 네트워크를 통해 감시서버로 전송하는 환경측정센서;를 포함하여 구성된다.
이에, 본 발명은 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력을 모니터링하기 위해 패널 스트링별 패널성능진단노드(P-Node)를 플러그-인(Plug-in) 형태로 쉽게 접속하도록 구성하여 패널별 생산되는 전압을 용이하게 확인하며, 패널성능진단노드를 통해 패널, 접속함의 장애상태를 용이하게 확인하여 설비의 성능을 모니터링 할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a plug-in type situation awareness-based integrated photovoltaic system integrated surveillance system using a low-power sensor network, which comprises a panel string performance diagnosis node (S-node), a panel performance diagnosis node (P- A plug-in type situation awareness-based photovoltaic system integrated monitoring system using a low-power sensor network in which a solar panel string, an inverter, a gateway, a low-power wireless sensor network, a low-power wireless module and a monitoring server are interconnected through a communication network, It analyzes the power generated from the panel string to check whether it is connected to the connection box, or collects, computes and analyzes the current and voltage information of the panel string and transmits it to the low power wireless sensor network. A low-power sensor node (S-Node); It is possible to measure in real time the changes in the power generation voltage and information of the individual panels in the solar panel strings in operation, A sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis, which provides information necessary for diagnosing performance of an individual panel through an RS-485 interface to a low-power sensor node (S-Node); A solar panel string constituted of various types using semiconductor devices and converting the light energy into electric energy, and a current or voltage of electric power generated and measured by the individual panel performance diagnostic sensor node (P-Node); An inverter for converting a direct current (DC) generated by the solar panel string into an alternating current (AC), boosting a low voltage alternating current to a high voltage through an electricity distribution panel, and transmitting the alternating current to a power system; A gateway configured to monitor a real-time image by wirelessly connecting a low-power wireless sensor network and the Internet to a web camera through a wired / wireless router in cooperation with a monitoring server in a wireless-wired manner; It is composed of panel surface temperature sensor, temperature and humidity sensor, solar radiation sensor and dust sensor to collect environmental condition information of panel surface temperature, temperature and humidity, solar radiation and dust, which gives influence on solar panel string and inverter performance, And an environment measurement sensor for transmitting the corresponding status information to the monitoring server through the low power wireless sensor network so that the power generation performance due to the imbalance can be quickly regressed.
Accordingly, the present invention is configured to easily connect a panel performance diagnosis node (P-Node) for each panel string in a plug-in form in order to monitor the power produced in a solar panel string, And it is possible to easily monitor the failure status of the panel and the connection box through the panel performance diagnosis node, thereby monitoring the performance of the facility.

Description

Translated fromKorean

저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템{A monitoring system of solar photovoltatic based to context-awareness for plug-in type using low power sensor network}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a plug-in type situation awareness-based photovoltaic system integrated monitoring system using a low-power sensor network,

본 발명은 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력을 모니터링하기 위해 패널 스트링별 패널성능진단노드(P-Node)를 플러그-인(Plug-in) 형태로 쉽게 접속하도록 구성하여 패널 스트링별 생산되는 전류를 용이하게 확인하며, 패널성능진단노드를 통해 패널, 접속함의 장애상태를 용이하게 확인하여 설비의 성능을 모니터링 할 수 있는 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a plug-in type situation awareness-based integrated photovoltaic system integrated monitoring system using a low-power sensor network, and more particularly, to a panel performance diagnostic node (P-Node) easily plug-in type to easily check the current produced by each panel string and easily check the fault condition of the panel and connection box through the panel performance diagnosis node And more particularly, to a plug-in type situation awareness-based photovoltaic system integrated monitoring system using a low-power sensor network capable of monitoring facility performance.

태양광 발전시스템은 태양전지 모듈에서 태양광을 이용해 발생된 전기(DC)를 인버터에서 직류(AC)로 변환하고, 교류배전반에서 승압(380V ∼ 22.9kV)하여 한국전력 배전계통(KEPCO)을 통해 전력계통으로 전량 역송하고 있다.The photovoltaic power generation system converts the electricity (DC) generated by the sunlight in the solar cell module from the inverter to the direct current (AC), boosts (380V ~ 22.9kV) from the AC switchboard, and transmits it through the Korea Electric Power Distribution System (KEPCO) The whole system is returned to the power system.

한편, 최근에는 태양광 발전시스템의 공급이 급증함에 따라, 원격에서 태양광 발전시스템 전체의 운전상태를 계측하고 모니터링하여 운영할 필요성이 매우 커졌다.In recent years, as the supply of photovoltaic power generation system has increased rapidly, there has been a great need to monitor, monitor and operate the entire operation state of the photovoltaic power generation system remotely.

즉, 태양광 발전시스템을 구성하는 태양전지 모듈, 인버터 및 교류배전반에 반드시 필요한 신호를 각각 검출하여 하나의 통합 시스템에서 모니터링하여 원격지에서도 신호검출, 모니터링 및 운영상태가 확인될 수 있어야 한다.In other words, signals required for the solar cell modules, inverters, and AC switchboards constituting the photovoltaic power generation system must be respectively detected and monitored in a single integrated system so that signal detection, monitoring, and operation status can be confirmed at a remote site.

그러나, 태양광 발전시스템을 구성하는 태양전지 모듈, 인버터 및 교류배전반의 특성이 모두 달라, 사용자가 전체 태양광 발전시스템의 운전상태를 통합적으로 모니터링하는데 어려움이 있다.However, the characteristics of the solar cell module, the inverter, and the AC switchboard constituting the solar power generation system are all different, and it is difficult for the user to integrally monitor the operation state of the entire solar power generation system.

일반적으로 태양광 모니터링 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 태양광을 이용해 전기를 발생시키는 태양광 발전시스템(200), 태양광 발전시스템에서 발생된 전기를 전송받아 각 가정 또는 상업시설에 분배하기 위한 전력계통 시스템(300), 태양광 발전시스템의 동작을 모니터링하는 모니터링 단말기(400) 및 모니터링 단말기와 인터넷과 같은 공유 네트워크를 통해 연결되어 원격에서도 태양광 발전시스템의 동작을 모니터링할 수 있는 원격 단말기(500)를 포함하고 있다.Generally, a solar photovoltaic monitoring system includes a solarphotovoltaic generation system 200 for generating electricity using solar light as shown in FIG. 1, a photovoltaicpower generation system 200 for transferring electricity generated in the photovoltaic power generation system to each home or commercial facility Apower terminal system 300, amonitoring terminal 400 for monitoring the operation of the photovoltaic power generation system, and a remote terminal connected to the monitoring terminal and a shared network such as the Internet to monitor the operation of the photovoltaic power generation system remotely 500).

태양광 발전시스템(200)은 태양광을 이용하여 전기를 발생시키기 위한 것으로서, 빛에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광 셀 어레이(210), 태양광 셀 어레이에서 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키는 인버터(220), 인버터에서 변환된 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템(400))으로 전송하기 위한 배전반(130)을 포함한다.The photovoltaicpower generation system 200 is for generating electricity using solar light, and includes asolar cell array 210 for converting light energy into electric energy, a DC (direct current) AC), and an electric switchboard 130 for boosting the alternating current of the low voltage converted by the inverter to a high voltage and sending it to the power system 400).

태양광 셀 어레이(210)은 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로서,태양광 셀 어레이(210)에는 생성된 전기의 전류 또는 전압을 감지할 수 있는 모듈센서(211)가 구비되어 있으며, 모듈센서에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기로 전송된다.Thesolar cell array 210 is constructed in various forms using semiconductor devices and converts light energy into electrical energy, Thesolar cell array 210 is provided with amodule sensor 211 for detecting a current or a voltage of the generated electricity, and a sensing signal sensed by the module sensor is transmitted to the monitoring terminal.

인버터(120)는 태양광 셀 어레이에서 태양광을 이용해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하기 위한 것으로서, 인버터를 이용하여 직류가 교류로 변환된다. 한편, 인버터에는 생성된 전기의 직류전류(DC A), 직류전압(DC V), 교류전류(AC A), 교류전압(AC V), 인버터의 온도(Temp) 및 인버터의 오작동 상태(Status)를 감지할 수 있는 인버터센서(221)가 구비되어 있으며, 인버터센서에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기로 전송된다.The inverter 120 converts direct current (DC) generated by solar light in the solar cell array into alternating current (AC), and direct current is converted into alternating current by using an inverter. On the other hand, in the inverter, the generated DC current (DC A), DC voltage (DC V), AC current (AC A), AC voltage (AC V), temperature of the inverter (Temp) And aninverter sensor 221 is provided to detect theinverter sensor 221. The sensing signal sensed by the inverter sensor is transmitted to the monitoring terminal.

교류배전반(230)은 인버터에서 변환된 교류전압을 승압하는 기능을 수행한다. 한편, 배전반에는 교류로 변환된 전기의 교류전류(AC A), 교류전압(AC V), 역률, 주파수, 배전반의 온도(Temp) 및 배전반의 오작동 상태(Status)를 감지할 수 있는 배전반센서(231)가 구비되어 있으며, 배전반센서에서 감지된 감지신호는 모니터링 단말기로 전송된다.TheAC switchboard 230 functions to boost the AC voltage converted by the inverter. On the other hand, the switchboard is equipped with a switchboard sensor (not shown) that can sense the AC current (AC A), the AC voltage (AC V), the power factor, the frequency, the Temp of the switchboard and the malfunction status of theswitchboard 231, and a sensing signal sensed by the switchboard sensor is transmitted to the monitoring terminal.

첨부된 도 2에 도시된 태양광 패널스트링 모니터링 구성에 따르면, 태양광 발전 시설 모니터링 시스템은 전류 센서, 전압 센서, 일사량 센서, 패널 표면 온도 센서 등을 사용하여, 태양광 패널, 인버터 등의 성능을 실시간으로 모니터링하여, 발전량 불균형으로 인한 발전 성능 저하를 조속히 조치하여 발전소 전체의 발전 성능을 향상시키는 역할을 수행한다. 이를 위해 태양광 발전 설비를 구축하는 시점에 발전 설비와 함께 설비의 성능을 모니터링 할 수 있는 시스템을 함께 설치하고 있는데, 인버터 기반의 단순 발전 모니터링 서비스를 이용하고 있기 때문에 발전설비의 통합적인 유지보수 서비스가 이루어지지 않고, 패널 스트링 별로 성능 진단 모니터링 수행이 불가능하고 성능진단시 선로의 장애나 특정 패널 또는 어레이에서 전력 생산에 대해 모니터링을 할 수 없고, 불량의 패털 스트링에 대해 개별적으로 확인할 수 없는 문제점이 대두되고, 이로 인한 유지보수 및 관리상의 한계가 있는 것이 현실이다.According to the solar panel string monitoring configuration shown in FIG. 2, the solar power generation facility monitoring system uses a current sensor, a voltage sensor, a solar radiation sensor, and a panel surface temperature sensor to measure the performance of a solar panel, an inverter, Real-time monitoring of the power generation performance of the entire power plant improves power generation performance due to imbalance in power generation capacity. For this purpose, we have installed a system to monitor the performance of facilities together with the power generation facilities at the time of constructing the photovoltaic power generation facilities. Since we are using inverter based simple power generation monitoring service, It is impossible to perform performance diagnosis monitoring for each panel string, and it is not possible to monitor the failure of the line or the power generation in a specific panel or array in the performance diagnosis, and the problem that can not be individually confirmed for the bad packet string There is a limitation in maintenance and management due to this.

또한, 상기 태양광 발전 시스템은 설치 후 정기적인 유지보수와 원격 모니터링에 의하여 적절한 시점에 소모품 교체를 하고, 발전효율의 방해물 제거 작업을 필요하며 대부분 태양광 발전 설비 구축업체에서 제공하는 인버터 기반의 단순 발전 모니터링 서비스를 이용하고 있기 때문에 발전 설비의 통합적인 유지보수 서비스가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
In addition, the above-described photovoltaic power generation system requires replacement of consumables at an appropriate time by periodic maintenance and remote monitoring, elimination of obstacles to power generation efficiency, and inverter-based simplification Since the power generation monitoring service is used, integrated maintenance service of power generation facilities is not provided.

1. 태양광 발전 모니터링 시스템(monitoring system of solar photovoltatic power generation) (특허등록번호 제100970280호)1. Monitoring system of solar photovoltaic power generation (Patent Registration No. 100970280)2. 태양광 발전시스템 모니터링 방법(METHOD FOR MONITORING A PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM)(특허출원번호 제 10-2008-0057177호)2. METHOD FOR MONITORING A PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM (Patent Application No. 10-2008-0057177)3. 태양광 발전장치 원격 자가진단 모니터링 및 원격제어시스템(Remote self test monitoring and remote control system of solar power apparatus)(특허등록번호 제10-0091289호)3. Photovoltaic device remote self-test monitoring and remote control system of solar power apparatus (Patent Registration No. 10-0091289)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력을 모니터링하기 위해 패널 스트링별 패널성능진단노드(P-Node)를 플러그-인(Plug-in) 형태로 쉽게 접속하도록 구성하여 패널 스트링별 생산되는 전압을 용이하게 확인하며, 패널성능진단노드를 통해 패널, 접속함의 장애상태를 용이하게 확인하여 설비의 성능을 모니터링 할 수 있는 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to easily connect a panel performance diagnosis node (P-Node) for each panel string in a plug-in form in order to monitor power produced in a solar panel string The plug-in type situation using the low-power sensor network that can easily check the voltage produced by the panel string and monitor the performance of the facility by easily checking the fault status of the panel and connection box through the panel performance diagnosis node Based photovoltaic system integrated monitoring system.

또한, 본 발명은 접속함에 쉽게 플러그-인(Plug-in) 되도록 구성된 패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드(S-Node)를 통해 태양광 패널 스트링과 연결된 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)에서 전송되는 패널 스트링의 전류, 전압의 실시간 데이터를 수집하고, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석이 가능한 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis connected to a solar panel string through a low-power wireless sensor node (S-Node) for panel string performance diagnosis, which is easily plug- Which is capable of collecting real-time data of the current and voltage of the panel string transmitted from the solar panel string and confirming whether the power generated from the solar panel string is inputted to the connection box or collecting, To provide a plug-in type situation awareness-based photovoltaic system integrated monitoring system.

또한, 본 발명은 기 설치되어 운용중인 태양광 발전 설비에 플러그-인(Plug-in) 형태로 쉽게 접속하도록 하여 태양광 발전 설비의 성능을 평가하고 보안(Security)서비스를 제공할 수 있는 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a low-power sensor capable of evaluating the performance of a photovoltaic power generation facility and providing a security service by easily connecting to a photovoltaic power generation facility installed and operated in a plug-in form And to provide a plug-in type context awareness-based photovoltaic apparatus integrated monitoring system using a network.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 패널스트링성능 진단노드(S-Node), 패널성능 진단노드(P-Node), 태양광 패널스트링, 인버터, 게이트웨이, 저전력 무선센서 네트워크, 저전력 무선 모듈 및 감시서버가 통신망을 통해 연동된 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 있어서, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력 무선센서 네트워크로 전달하는 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node); 운용 중인 태양광 패널 스트링 내의 개별 패널의 발전 전압 및 정보 변화를 실시간 측정, 축적하여 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)로 RS-485 인터페이스를 통해 전달하여 개별 패널의 성능을 진단에 필요한 정보를 제공하는 개별패널성능 진단용 센서노드(P-Node); 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로 생성된 전력의 전류 또는 전압이 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)에 의해 측정, 축적되는 태양광 패널 스트링; 상기 태양광 패널 스트링에 의해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시켜 배전반을 통해 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템으로 전송하는 인버터; 저전력 무선센서 네트워크와 인터넷이 유무선 정합하여 감시서버와 연동하여 유무선 공유기를 통하여 웹 카메라에 원격 접속하여 실시간 영상을 감시할 수 있도록 구성된 게이트웨이; 및 패널표면 온도센서, 온습도센서, 일사량센서, 먼지센서로 구성되어 태양광 패널 스트링, 인버터의 성능에 영향을 제공하는 패널표면 온도, 온습도, 일사량, 먼지의 환경 상태정보를 센서를 통해 수집하여 발전량 불균형으로 인한 발전 성능저하를 조속히 조치할 수 있도록 해당 상태정보를 저전력 무선센서 네트워크를 통해 감시서버로 전송하는 환경측정센서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a plug-in type situation awareness-based photovoltaic facility integrated monitoring system using a low-power sensor network according to an embodiment of the present invention includes a panel string performance diagnosis node (S-Node) Integrated state-of-the-art photovoltaic facility integrated monitoring using a low-power sensor network that is connected to a P-node, a solar panel string, an inverter, a gateway, a low-power wireless sensor network, a low- In the system, the power generated from the solar panel string is collected into the connection box, or the current and voltage information of the panel string is collected, computed and analyzed and transmitted to the low power wireless sensor network. A low-power sensor node (S-Node); It is possible to measure in real time the changes in the power generation voltage and information of the individual panels in the solar panel strings in operation, A sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis, which provides information necessary for diagnosing performance of an individual panel through an RS-485 interface to a low-power sensor node (S-Node); A solar panel string constituted of various types using semiconductor devices and converting the light energy into electric energy, and a current or voltage of electric power generated and measured by the individual panel performance diagnostic sensor node (P-Node); An inverter for converting a direct current (DC) generated by the solar panel string into an alternating current (AC), boosting a low voltage alternating current to a high voltage through an electricity distribution panel, and transmitting the alternating current to a power system; A gateway configured to monitor a real-time image by wirelessly connecting a low-power wireless sensor network and the Internet to a web camera through a wired / wireless router in cooperation with a monitoring server in a wireless-wired manner; It is composed of panel surface temperature sensor, temperature and humidity sensor, solar radiation sensor and dust sensor to collect environmental condition information of panel surface temperature, temperature and humidity, solar radiation and dust, which gives influence on solar panel string and inverter performance, And an environmental measurement sensor for transmitting the corresponding status information to the monitoring server through the low power wireless sensor network so that the power generation performance due to the imbalance can be quickly regressed.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 저전력 무선센서 네트워크는 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)에서 수집, 연산, 분석된 태양광 패널 스트링의 생산된 전류, 전압정보를 수신하여 게이트웨이를 통해 감시서버로 전송하거나, 환경측정센서의 감지된 표면온도, 일사량, 대기 온습도, 먼지의 센싱정보와 설비방범센서의 감지된 인체감지, 적외선감지, 화재감지의 센싱정보를 수신하여 게이트웨이를 통하여 감시서버로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, according to an additional feature of the present invention, the low-power wireless sensor network is used for diagnosing the panel string performance It receives the generated current and voltage information of solar panel strings collected, computed and analyzed by a low-power sensor node (S-Node) and transmits them to a monitoring server through a gateway or transmits the detected surface temperature, Humidity and dust sensing information, sensed human body sensed by the equipment security sensor, infrared sensing, and sensing information of fire sensing, and is transmitted to the monitoring server through the gateway.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)는 운용 중인 각 태양광 패널 스트링에 J-box를 이용하여 커넥터 형태로 플러그-인(Plug-in) 가능하도록 구성되고, 패널별로 연결되어 각 패널의 상태정보를 확인할 수 있으며, 스트링별로 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)와 스트링별로 연동되어 연결되어 RS-485 통신을 통해 각 패널 스트링별 생산되는 전압정보 및 개별 패널의 성능을 진단할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, according to an additional feature of the present invention, the sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis can be plug-in in the form of a connector using a J-box in each solar panel string in operation And it is possible to check the status information of each panel connected to each panel, and to diagnose panel string performance by string And is configured to be able to diagnose the voltage information produced by each panel string and the performance of the individual panel through an RS-485 communication linked to the low-power sensor node (S-Node) by string.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드(S-Node)는 운용중인 접속함에 쉽게 플러그-인(Plug-in)인 되도록 구성되고, 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)를 통해 전송되는 패널의 전류, 전압의 실시간 데이터를 수집하고, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력 무선 센서네트워크로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, according to an additional feature of the present invention, a low-power wireless sensor node (S-Node) for diagnosing panel string performance is configured to be easily plug-in to a connection box in operation, Time data of the current and voltage of the panel transmitted through the P-Node and confirms whether the power generated from the solar panel string is connected to the connection box or collects, calculates and analyzes the current and voltage information of the panel string To the low-power wireless sensor network.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드 개발(S-Node)은 최소 16개의 패널 스트링의 전류 측정이 가능하도록 하며, 64채널까지 확장이 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an additional feature of the present invention, the low-power wireless sensor node development (S-Node) for diagnosing the performance of the panel string enables the measurement of a current of at least 16 panel strings, .

본 발명의 실시예에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 태양광 패널 모듈의 열화, 및 서지(surge)에 의한 파손, 패널의 오염, 인버터 등 부품의 한계수명, 전기회로의 이상 등 발전 시스템의 방해요소 등을 사물지능 통신 기술과 태양광 발전 시스템 성능 예측 기술을 접목하여 태양광 발전 설비의 초기 발전효율을 유지할 수 있는 효과를 제공한다.The plug-in type situation awareness-based photovoltaic facility integrated surveillance system using the low-power sensor network according to the embodiment of the present invention can be applied to various types of photovoltaic modules such as a deterioration of a solar panel module and damage due to surge, It is possible to maintain the initial power generation efficiency of the photovoltaic power generation facility by combining the intelligent communication technology with the performance prediction technology of the solar power generation system, such as the limited lifetime of the parts and the abnormality of the electric circuit.

또한, 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력을 모니터링하기 위해 패널 스트링별 패널성능 진단노드(P-Node)를 플러그-인(Plug-in) 형태로 쉽게 접속하도록 구성하여 패널별 생산되는 전압을 용이하게 확인하며, 패널성능 진단노드를 통해 패널, 접속함의 장애상태를 용이하게 확인하여 설비의 성능을 모니터링 할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, a plug-in type situation awareness-based solar power facility integrated monitoring system using a low-power sensor network according to the present invention includes a panel performance diagnosis node (P-Node) for monitoring a power generated in a solar panel string, ) Plug-in type to easily check the voltage produced by each panel, and monitor the performance of the equipment by easily checking the fault status of the panel and connection box through the panel performance diagnosis node It provides an effect that can be done.

또한, 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 전용 태양광 발전성능 진단 시스템이 구축되지 않은 현장에서 태양광 패널 스트링에 커넥터 형태로 쉽게 플러그-인(Plug-in)할 수 있는 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)를 적용함으로써 태양광 발전 설비의 원격 성능진단 및 모니터링을 수행하여 전체 시스템의 성능을 기대 수명만큼 유지하므로서 태양광 발전 시스템의 경제적 이득 창출을 기대할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the plug-in type situation awareness-based photovoltaic facility integrated surveillance system using the low-power sensor network according to the present invention can easily plug into the solar panel string in the form of a connector, By monitoring the remote performance of the photovoltaic power generation facility by applying a plug-in sensor node (P-node) for individual panel performance diagnosis and maintaining the performance of the entire system for the expected life, It provides the effect of expecting the economic gain of the system.

또한, 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 발전소 내의 태양광 패널 스트링을 유형별로 구분하고, 동일한 조건의 태양광 패널 스트링들이 생산하는 전력을 비교하여, 성능이 저하되거나, 불량인 태양 전지 어레이를 구분함으로써 패널이나 접속함 교체에 따른 불편 및 비용적인 부담을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the plug-in type situation awareness-based photovoltaic facility integrated surveillance system using the low-power sensor network according to the present invention can classify the solar panel strings in the power plant by type, To provide an effect of minimizing the inconvenience and cost burden due to the replacement of the panel or the connection box by discriminating the solar cell arrays whose performance is deteriorated or are defective.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은, 상황 인지 기술(Context Awareness)을 적용하여, 생산 전력, 표면 온도, 대기 온습도, 일사량, 먼지 등과 같은 Context를 기반으로 태양광 패널의 성능이 일조량 변화에 의한 것인지, 패널 모듈의 열화에 의한 성능 저하인지, 비, 눈, 황사, 꽃가루 등 패널 표면의 오염물질에 의한 것인지를 상황 인지 기술을 이용하여 판단함으로써 효율적인 태양광 패널 스트링을 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
In addition, the plug-in type situation awareness-based integrated photovoltaic system integrated monitoring system using the low-power sensor network according to the present invention can be applied to various fields such as production power, surface temperature, atmospheric temperature and humidity, It is based on Context such as dust, etc., to determine whether the performance of the solar panel is due to a change in the amount of sunshine, deterioration due to the deterioration of the panel module, or the pollution of the panel surface such as rain, snow, So that an effective solar panel string can be managed.

도 1은 통상적인 태양광 모니터링 시스템의 구성을 도시한 구조도
도 2는 종래의 태양광 발전 모니터링 시스템의 태양광 패널스트링 모니터링 구성을 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 구성도
도 4는 도 3에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 블록도
도 5는 도 3에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 태양광 패널스트링 모니터링 구성을 도시한 구성도
도 6은 도 5에 따른 P-Node 및 S-Node의 세부구성을 도시한 태양광 패널스트링 모니터링 구성도FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional solar monitoring system
2 is a block diagram showing a solar panel string monitoring configuration of a conventional solar power generation monitoring system
3 is a block diagram of a state-of-the-art plug-in type context-aware PV system integrated monitoring system using a low-power sensor network according to the present invention
FIG. 4 is a block diagram of a plug-in type context awareness-based photovoltaic system integrated surveillance system using a low-power sensor network according to FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a solar panel string monitoring configuration of a plug-in type situation awareness-based photovoltaic facility integrated monitoring system using a low-power sensor network according to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a solar panel string monitoring configuration showing a detailed configuration of the P-Node and the S-Node according to FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 블록도이다.FIG. 3 is a configuration diagram of a plug-in type situation awareness-based PV system integrated monitoring system using a low-power sensor network according to the present invention, FIG. 4 is a diagram illustrating a plug- Type situation awareness-based photovoltaic facility integrated surveillance system.

도 3 및 도 4를 참조하면 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템은 패널스트링 성능 진단노드(S-Node)(10), 패널성능 진단노드(P-Node)(20), 태양광 패널스트링(30), 인버터(40), 게이트웨이(50), 저전력 무선센서 네트워크(60), 환경측정센서(70), 설비방범센서(80), 저전력 무선 모듈, 통신망(90), 감시서버(100) 및 휴대단말(110)을 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the plug-in type context awareness-based photovoltaic facility integrated surveillance system using a low-power sensor network includes a panel string performance diagnosis node (S-Node) 10, a panel performance diagnosis node ) 20, asolar panel string 30, aninverter 40, agateway 50, a low powerwireless sensor network 60, anenvironment measurement sensor 70, afacility security sensor 80, a low power wireless module, (90), a monitoring server (100), and a portable terminal (110).

이하, 본 발명의 실시예에 따라 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 대해 상세한 설명을 기술한다.Hereinafter, a detailed description will be given of a plug-in type context-aware PV system integrated monitoring system using a low-power sensor network according to an embodiment of the present invention.

상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)(10)는 운용중인 접속함에 쉽게 플러그-인(Plug-in)이 가능하고, 태양광 셀 어레이 즉 태양광 패널 스트링(30)에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력무선 센서네트워크(60)로 전달하고, 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)는 운용 중인 태양광 패널에 커넥터 형태로 쉽게 플러그-인(Plug-in) 가능하도록 구성되고, 각 태양광 패널 스트링(30) 내의 개별 패널의 발전 전압 및 정보 변화를 실시간 측정, 축적하여 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)(10)로 RS-485 인터페이스를 통해 전달하여 개별 패널의 성능을 진단할 수 있도록 한다.For the above panel string performance diagnosis The low-power sensor node (S-Node) 10 can be easily plug-in in a connection box in operation, and the solar cell array, i.e., thesolar panel string 30, Calculates and analyzes the current and voltage information of the panel string and transmits the current and voltage information to the low powerwireless sensor network 60. The sensor node for individual panel performance diagnosis (P-Node) And is capable of plug-in easily in the form of a connector, real-time measurement and accumulation of power generation voltage and information change of individual panels in eachsolar panel string 30, To the low-power sensor node (S-Node) 10 through the RS-485 interface to diagnose the performance of the individual panel.

태양광 패널 스트링(30)은 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로 생성된 전기의 전류 또는 전압이 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)에 의해 측정, 축적되도록 구성된다.Thesolar panel string 30 is constructed in various forms using semiconductor devices, and converts electric current or voltage generated by converting light energy into electrical energy. The electric current or voltage generated by the sensor node (P-Node) As shown in Fig.

상기 인버터(40)는 상기 태양광 패널 스트링(30)에 의해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시켜 배전반을 통해 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템으로 전송되도록 구성된다.Theinverter 40 is configured to convert direct current (DC) generated by thesolar panel string 30 to alternating current (AC), boost the alternating current of a low voltage to a high voltage through the switchboard, and transmit it to the power system.

또한, 게이트웨이(50)는 저전력 무선센서 네트워크(60)와 인터넷이 유무선 정합하여 감시서버(100)와 연동하여 유무선 공유기를 통하여 웹 카메라에 원격 접속하여 실시간 영상을 감시할 수 있도록 구성되고, 저전력 무선센서 네트워크(60)는 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)(10)에서 수집, 연산, 분석된 태양광 패널 스트링(30)의 생산된 전류, 전압정보를 수신하여 게이트웨이(50)를 통해 감시서버(100)로 전송하거나, 환경측정센서(70)의 감지된 표면온도, 일사량, 대기 온습도, 먼지의 센싱 정보와 상기 설비방범센서(80)의 감지된 인체감지, 적외선감지, 화재감지의 센싱 정보를 수신하여 게이트웨이(50)를 통하여 감시서버(100)로 전송하도록 구성된다.Thegateway 50 is configured to monitor the real-time video by remotely accessing the web camera through the wireless router by interworking with the low-powerwireless sensor network 60 and the Internet through thewireless server 100, The sensor network (60) The generated current and voltage information of thesolar panel string 30 collected, computed and analyzed by the low-power sensor node (S-Node) 10 is received and transmitted to themonitoring server 100 through thegateway 50, The sensing information of the surface temperature, the irradiation amount, the atmospheric temperature, the humidity and the dust of theenvironment measuring sensor 70 and the sensing information of the human body detection, the infrared ray detection and the fire detection of theequipment security sensor 80, To themonitoring server 100 via the network.

또한, 환경측정센서(70)는 패널표면 온도센서, 온습도센서, 일사량센서, 먼지센서로 구성되어 태양광 패널 스트링(30), 인버터(40)의 성능에 영향을 제공하는 패널표면 온도, 온습도, 일사량, 먼지의 환경 상태정보를 센서를 통해 수집하여 발전량 불균형으로 인한 발전 성능저하를 조속히 조치할 수 있도록 해당 상태정보를 상기 저전력 무선센서 네트워크(60)를 통해 감시서버(100)로 전송하도록 구성된다.Theenvironmental measurement sensor 70 is constituted by a panel surface temperature sensor, a temperature and humidity sensor, a solar radiation sensor, and a dust sensor to detect the surface temperature of the panel, temperature and humidity, And transmits the status information to themonitoring server 100 through the low-powerwireless sensor network 60 so that the power generation performance due to the power generation amount imbalance can be promptly corrected by collecting environmental condition information of the solar radiation amount and dust through the sensor .

상기 설비방범센서(80)는 인체감지센서, 적외선감지센서, 화재감지센서로 구성되어 외적인 환경상태에 따라 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 원할한 유지보수, 관리를 위해 해당 인체감지, 화재감지 등의 상태정보를 상기 저전력 무선센서 네트워크(60)를 통해 감시서버(100)로 전송하도록 구성된다.Thefacility security sensor 80 is composed of a human body sensor, an infrared ray sensor, and a fire sensor, and is suitable for maintaining a plug-in type situation awareness-based photovoltaic system integrated monitoring system using a low- To themonitoring server 100 through the low-powerwireless sensor network 60, status information such as human body detection, fire detection, etc. for maintenance and management.

즉, 태양광 패널 스트링(30)의 출력은 표면온도 상승으로 인한 일시적 출력저하나 패널 모듈의 열화로 인한 출력 저하 또는 비산먼지, 황사 등 패널 표면의 오염에 위한 출력 저하나 적설이나 연무, 안개, 구름 낀 날씨 등 일조권의 영향에 의한 출력 저하 등 다양한 조건에 따라 출력저하가 발생할 수 있다. 따라서, 측정센서(70, 80)를 통해 이러한 출력저하 요인 중 USN 기반 상황인지 기술을 이용하여 태양광 패널의 발전 효율을 저해하는 원인을 자체적으로 감지하여 출력 저하 요인을 제거함으로서 태양광 발전 시설의 효율을 최상의 상태로 유지하거나 높일 수 있다.In other words, the output of thesolar panel string 30 is affected by a temporary decrease in output due to a rise in surface temperature or a decrease in output due to the deterioration of the panel module, an output reduction due to scattered dust, The output may be lowered due to various conditions such as the output drop due to the influence of the sunshine zone such as cloudy weather. Therefore, by using the USN-based condition recognition technology among the output deterioration factors through themeasurement sensors 70 and 80, it is possible to detect the cause of the deterioration of the power generation efficiency of the photovoltaic panel by itself, The efficiency can be maintained or increased in the best condition.

상기 통신망(90)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 통신망(20)이 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 통신망(20)은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 통신망(90)은 감시서버(100), 게이트웨이(50) 및 휴대단말(110)과 연동되어 시스템 상호 간의 호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다.Thecommunication network 90 may be a next generation wired and wireless network for providing Internet or high-speed multimedia service, which is a high speed period network of a large communication network capable of a large capacity, long distance voice and data service. When thecommunication network 20 is a mobile communication network, it may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication network is exemplified. In this case, although not shown in the drawing, thecommunication network 20 may include a Radio Network Controller (RNC). Meanwhile, although the WCDMA network is exemplified, it may be a next generation communication network such as a 3G LTE network or a 4G network, or an IP network based on other IP. Thecommunication network 90 is interlocked with themonitoring server 100, thegateway 50, and themobile terminal 110 to transmit the calls and data between the systems.

상기 감시서버(100)는 상황인지 기반 통합감시를 위해 상황정보 수집, 상황정보 필터링, 상황정보 모델링, 상황정보 융합 및 추론, 다중센서간 최적 서비스를 위한 모니터링 구성, 상기 통신망(90)과 통해 휴대단말(110)에 원격으로 실시간 영상 및 상태정보를 감시할 수 있는 기능을 제공하도록 구성된다.Themonitoring server 100 may be configured to collect status information, condition information filtering, situation information modeling, situation information fusion and inference, monitoring configuration for optimal service between multiple sensors, and communication with thecommunication network 90 And to provide the terminal 110 with a function of remotely monitoring real-time video and status information.

즉, 상기 감시서버(100)는 로지스틱 회귀분석 기반 상황정보 추론 기술을 이용하여 저비용으로 구축된 낮은 수준의 상황정보로부터 패널의 출력저하 상황을 패널의 열화에 의한 것인지, 오염에 의한 것인지, 기상조건에 의한 것인지 등 수준별 상황정보로 유추하여 운용자 및 휴대단말(110) 단말 사용자에게 제공함으로서 태양광 발전설비를 최적으로 운용할 수 있도록 구성된다.That is, themonitoring server 100 determines whether the output degradation of the panel is caused by deterioration of the panel, pollution, weather condition, or the like from the low-level situation information constructed at low cost using the logistic regression analysis based context information reasoning technology. And provides the information to the user of the terminal and the user of themobile terminal 110, thereby making it possible to operate the photovoltaic power generation facility optimally.

또한, 상기 휴대단말(110)는 앱(APP) 기능과 연동되도록 구성되어 통신망(90)을 통해 태양광 발전 설비 통합 감시하고, 웹 카메라를 통한 실시간 영상 모니터링 및 태양광 발전 설비 이상 발생 시 알림 Push 서비스를 제공한다.In addition, theportable terminal 110 is configured to be interlocked with an APP function, and is capable of monitoring the photovoltaic power generation facilities through thecommunication network 90, monitoring real time through a web camera, Service.

즉, 휴대단말(110)은 앱(APP)을 통해 태양광 발전 설비의 발전량과 패널 성능정보, 환경측정 센서 정보를 실시간으로 조회하고, 설치된 방범용 원격 카메라를 통해 실시간 영상 화면을 모니터링하고, 현장의 태양광 발전 설비 이상 발생 시 실시간 알림 기능을 제공한다.That is, theportable terminal 110 monitors the power generation amount of the solar power generation facility, the panel performance information and the environment measurement sensor information in real time through the APP (APP), monitors the real-time image screen through the remote camera for security installation, To provide real-time notification function in case of abnormal PV power generation facilities.

한편, 저전력 무선 모듈은 상기 게이트웨이(50), 패널 스트링 성능 진단용 저전력 센서노드(S-Node)(10), 환경측정센서(70), 설비방범센서(80)에 실장되어 무선통신을 통해 해당 기기의 상태정보를 확인할 수 있도록 무선 모듈로 구성된다.
The low power wireless module is mounted on thegateway 50, the low power sensor node (S-node) 10 for diagnosing panel string performance, theenvironmental measurement sensor 70 and theequipment security sensor 80, And a wireless module for checking the status information of the wireless terminal.

도 5는 도 3에 따른 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템의 태양광 패널스트링 모니터링 구성을 도시한 구성도이고, 도 6은 도 5에 따른 P-Node 및 S-Node의 세부구성을 도시한 태양광 패널스트링 모니터링 구성도를 나타낸다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of monitoring a solar panel string of a plug-in type context awareness-based PV system integration monitoring system using a low-power sensor network according to FIG. 3. FIG. And a detailed configuration of the S-Node.

첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 세부동작을 살펴보면, 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)는 운용 중인 각 태양광 패널에 커넥터 형태로 플러그-인(Plug-in) 가능하도록 구성되고, 패널별로 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)(10)와 연결되어 RS-485 통신을 통해 각 패널 스트링(30)로 상태 정보 즉, 패널 스트링(30)에서 생산된 전류, 전압 정보를 전송한다.5 and 6, the sensor node (P-Node) 20 for individual panel performance diagnosis is plug-inable in the form of a connector to each solar panel under operation And for panel string performance diagnosis by panel And transmits status information, that is, current and voltage information produced by thepanel string 30, to eachpanel string 30 through RS-485 communication, connected to the low power sensor node (S-Node) 10.

보다 세부적으로 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)은 운용 중인 패널 스트링(30) 내에 J-box를 이용하여 플러그-인(Plug-in) 되어 각 패널에서 생산되는 전압 정보를 실시간으로 측정하는데, P-Node(20)간 저전력 센서로 구성된 voltage Senssor는 P-Node로 인한 전력 손실을 최소화 되도록 구성되고 S-Node(10)와 RS-485 통신을 통해 패널 스트링(30) 별 생산된 전압 정보를 전송하도록 구성된다. 이때, 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)는 패널별로 연결되어 각 패널별 상태정보를 확인할 수 있으며, 스트링별로 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)(10)와 스트링별로 연동되어 P-Node(10)의 스트링별 생산되는 전압정보를 실시간으로 측정할 수 있으며 개별 패널의 성능을 진단할 수 있다.More specifically, the sensor node (P-Node) 20 for individual panel performance diagnosis is plug-in using a J-box in thepanel string 30 in operation, A voltage sensor composed of a low-power sensor between the P-Node 20 and the P-Node 20 is configured to minimize power loss due to the P-Node and is connected to the S-Node 10 via the RS- And to transmit the produced voltage information. At this time, the sensor node (P-Node) 20 for individual panel performance diagnosis is connected to each panel to check the status information for each panel. It is possible to measure the voltage information produced by each string of the P-Node 10 in real time in cooperation with the low-power sensor node (S-Node) 10 by string and diagnose the performance of the individual panel.

패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드 개발(S-Node)(10)는 운용중인 접속함에 쉽게 플러그-인(Plug-in)이 가능하고, 태양광 셀 어레이 즉 태양광 패널 스트링(30)에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력 무선센서 네트워크(60)로 전달하도록 구성되는데, 상기 S-Node(10)는 운용중인 접속함에 플러그-인(Plug-in)되어, 접속함에 인입되는 패널 스트링(30)의 전류/전압 정보를 읽을 수 있는데, 이는 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)(20)를 통해 RS-485 인터페이스를 통해 전송되는 태양광 패널 스트링(30)의 전류, 전압의 실시간 데이터를 측정할 수 있다.The development of a low-power wireless sensor node (S-Node) 10 for the performance diagnosis of a panel string can be easily plug-in to a connection box in operation and is produced in a solar cell array, i.e., asolar panel string 30 The S-Node 10 collects, computes, analyzes the current and voltage information of the panel string and transmits it to the low-powerwireless sensor network 60. The S-Node 10 is connected to the plug- Voltage information of thepanel string 30 that is drawn into the connection box can be read by the RS-485 interface through the sensor node (P-Node) 20 for individual panel performance diagnosis. Time data of the current and voltage of thesolar panel string 30 transmitted through the photovoltaic panel.

따라서, 태양광 패널 스트링(30)에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력 무선센서 네트워크(60)로 전달하게 되는데, S-Node(30) 내 무선센서 모듈을 통해 게이트웨이(50)을 통해 감지서버(100), 휴대단말(110)로 전송할 수 있다.Accordingly, the power generated by thesolar panel string 30 is checked to see whether it is pulled into the connection box or the current and voltage information of the panel string is collected, calculated, analyzed and transmitted to the low powerwireless sensor network 60. The S- To thedetection server 100 and themobile terminal 110 through thegateway 50 through the wireless sensor module in thewireless sensor 30.

상기 패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드 개발(S-Node)(10)은 최소 16개의 패널 스트링의 전류 측정이 가능하도록 하며, 64채널까지 확장이 용이하도록 구성된다.
The low-power wireless sensor node (S-Node) 10 for diagnosing the performance of the panel string is capable of measuring currents of at least 16 panel strings and is configured to facilitate expansion to 64 channels.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 패널스트링성능진단노드(S-Node)20 : 패널성능진단노드(P-Node)
30 : 태양광 패널 스트링40 : 인버터
50 : 게이트웨이60 : 저전력무선센서 네트워크
70 : 환경측정센서80 : 설비방범센서
90 : 통신망100 : 감시서버
110 : 휴대단말10: Panel Strings Performance Diagnosis Node (S-Node) 20: Panel Performance Diagnosis Node (P-Node)
30: Solar panel string 40: Inverter
50: Gateway 60: Low power wireless sensor network
70: Environmental measurement sensor 80: Equipment security sensor
90: communication network 100: surveillance server
110:

Claims (5)

Translated fromKorean

패널스트링성능 진단노드(S-Node), 패널성능 진단노드(P-Node), 태양광 패널스트링, 인버터, 게이트웨이, 저전력 무선센서 네트워크, 저전력 무선 모듈 및 감시서버가 통신망을 통해 연동되고, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력무선 센서 네트워크로 전달하는 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node); 운용 중인 태양광 패널 스트링 내의 개별 패널의 발전 전압 및 정보 변화를 실시간 측정, 축적하여 상기 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)로 RS-485 인터페이스를 통해 전달하여 개별 패널의 성능을 진단에 필요한 정보를 제공하는 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node); 반도체 소자를 이용하여 다양한 형태로 구성되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로 생성된 전력의 전류 또는 전압이 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)에 의해 측정, 축적되는 태양광 패널 스트링; 상기 태양광 패널 스트링에 의해 발생된 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시켜 배전반을 통해 저전압의 교류를 고전압으로 승압시켜 전력계통시스템으로 전송하는 인버터; 저전력 무선센서 네트워크와 인터넷이 유무선 정합하여 감시서버와 연동하여 유무선 공유기를 통하여 웹 카메라에 원격 접속하여 실시간 영상을 감시할 수 있도록 구성된 게이트웨이; 및 패널표면 온도센서, 온습도센서, 일사량센서, 먼지센서로 구성되어 태양광 패널 스트링, 인버터의 성능에 영향을 제공하는 패널표면 온도, 온습도, 일사량, 먼지의 환경 상태정보를 센서를 통해 수집하여 발전량 불균형으로 인한 발전 성능저하를 조속히 조치할 수 있도록 해당 상태정보를 저전력 무선센서 네트워크를 통해 감시서버로 전송하는 환경측정센서;를 포함하여 구성된 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템에 있어서,
상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)는
운용 중인 각 태양광 패널 스트링 내에 J-box를 이용하여 커넥터 형태로 플러그-인(Plug-in) 가능하도록 구성되고, 패널별로 연결되어 각 패널의 상태정보를 확인할 수 있으며, 패널 스트링 성능 진단용저전력 센서 노드(S-Node)와 각 패널 스트링별로 연동되어 RS-485 통신을 통해 각 패널 스트링별 생산되는 전류, 전압 정보 및 개별 패널의 성능을 진단할 수 있도록 구성되고,
패널 스트링 성능 진단용 저전력 무선 센서 노드(S-Node)는
운용중인 접속함에 쉽게 플러그-인(Plug-in)인 되도록 구성되고, 상기 개별 패널 성능 진단용 센서 노드(P-Node)를 통해 RS-485 인터페이스로 전송되는 태양광패널 스트링의 각 패널의 전류, 전압의 실시간 데이터를 수집하고, 태양광 패널 스트링에서 생산되는 전력이 접속함에 인입 여부를 확인하거나 패널 스트링의 전류, 전압 정보를 수집, 연산, 분석하여 저전력 무선센서 네트워크로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템.
Panel string performance diagnosis node (S-node), panel performance diagnosis node (P-node), solar panel string, inverter, gateway, low power wireless sensor network, low power wireless module and monitoring server are interworked through communication network, It analyzes the power generated from the panel string to check whether it is connected to the connection box, or collects, computes and analyzes the current and voltage information of the panel string and transmits it to the low power wireless sensor network. A low-power sensor node (S-Node); It is possible to measure in real time the changes in the power generation voltage and information of the individual panels in the solar panel strings in operation, A sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis, which provides information necessary for diagnosing performance of an individual panel through an RS-485 interface to a low-power sensor node (S-Node); A solar panel string constituted of various types using semiconductor devices and converting the light energy into electric energy, and a current or voltage of electric power generated and measured by the individual panel performance diagnostic sensor node (P-Node); An inverter for converting a direct current (DC) generated by the solar panel string into an alternating current (AC), boosting a low voltage alternating current to a high voltage through an electricity distribution panel, and transmitting the alternating current to a power system; A gateway configured to monitor a real-time image by wirelessly connecting a low-power wireless sensor network and the Internet to a web camera through a wired / wireless router in cooperation with a monitoring server in a wireless-wired manner; It is composed of panel surface temperature sensor, temperature and humidity sensor, solar radiation sensor and dust sensor to collect environmental condition information of panel surface temperature, temperature and humidity, solar radiation and dust, which gives influence on solar panel string and inverter performance, And an environment measurement sensor for transmitting the corresponding status information to the monitoring server through the low power wireless sensor network so as to quickly respond to the power generation degradation due to the imbalance. In a facility integrated monitoring system,
The sensor node (P-Node) for individual panel performance diagnosis
It can be plug-in in the form of a connector by using J-box in each solar panel string in operation. It can be connected to each panel to check status information of each panel, It is configured to diagnose the current, voltage information and performance of individual panels produced by each panel string through RS-485 communication interlocked with each low-power sensor node (S-Node)
A low power wireless sensor node (S-Node) for panel string performance diagnosis
And is configured to be plug-in easily into the connection box in operation, and is configured to be connected to the RS-485 interface through the sensor node (P-Node) It collects the real-time data of the current and voltage of each panel of the panel string, collects the electric current and voltage information of the panel string, confirms whether the power generated from the solar panel string is connected to the connection box, Based on the state-based photovoltaic system integrated monitoring system of the plug-in type using the low-power sensor network.
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