KR100615276B1 - 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기피크전력 적응제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력사용처인 일반적인 대형 빌딩에 전력수요가 많은 여름철에 최대피크전력을 적절하게 관리하도록 한 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 피크전력 적응제어장치는 인터넷을 이용한 전력수요를 설정된 최대전력도달시간 이내에 예측하여 목표전력량이하로 유지되도록 하는 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크관리장치에 있어서, 상기 전력사용처인 수용가의 다수 전기시스템과 연동하는 허브와 게이트웨이를 통한 인터넷망과 통신가능하게 하는 라우터를 구비한 인터넷접속기와, 상기 수용가 내에 설치되어 있으며, 한전으로부터 공급되는 전력량을 계량하여 상기 허브에게 전달하는 디지탈전력량계와, 원격으로 제공된 제어신호에 의해서 상기 수용가 내에 설치되어 있는 전기기기 중 차단가능한 조명기기, 에어컨, 엘리베이터에 공급되는 전력과 전체전력을 선택적으로 차단하는 부하제어부와, 상기 수용가의 외부온도를 감지하여 상기 허브에게 전달하는 온도센서와, 원격으로 제공된 제어신호에 의해서 수용가에게 상기 한전전력과 동기되는 발전전력을 공급하는 발전기와, 상기 인터넷접속기와 인터넷망으로 통신연결되어 있으며, 상기 디지탈전력량계의 소비전력량을 실시간으로 받아 최대전력도달시간 내에 소비되는 예측전력량을 산출하여 이를 목표전력량과 비교하고, 이에 기초하여 상기 부하제어부와 상기 발전기를 제어하는 메인피크제어부를 갖는 서버를 포함하며; 상기 서버는 수용가의 전기시설 중에서 전력차단 가능한 동종 및 이종의 전기기기 및 그의 전력량과 시간대별로 수용가의 외부를 감지한 온도데이타를 각 수용가별로 저장하고 있는 제1데이타베이스와, 상기 예측전력량이 목표전력량을 초과할 경우, 목표적력량을 초과하지 않도록 상기 전기시설 중 전력차단 가능한 전력량을 산출하는 다단계의 산출알고리즘에 따라 발생되는 데이타를 각 수용가별로 저장하는 제2데이타베이스를 포함하며; 상기 메인피크제어부는 다수의 수용가 중 적어도 어느 하나이상으로부터 수신되는 전력데이타를 인식할 수 있으며, 상기 최대전력도달시간 내에 예측전력량과 목표전력량을 비교하여 차단가능한 모든 전기기기의 전력량을 산출하고, 이를 감산한 예측전력량이 목표전력량을 초과하는지를 판단하여 목표전력량을 초과하지 않는 범위내에서 감산전력량에 해당하는 전기기를 차단하도록 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 실제 최대전력치를 목표전력치 이하로 관리하는 신뢰성을 확보할 수 있으며, 누전이나 기타, 갑작스런 다른 전기적인 수요가 발생하더라도 신속하게 대처하여 목표전력치 이하로 관리할 수 있으므로 에너지절약을 가능케하는 효과가 있는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기피크전력 적응제어장치가 제공된다.

피크, 최대전력, 피크관리, 전력수요, 수용가, 예측전력량, 목표전력량

Description

인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치 및 그 방법{adaptive control apparatus of peak power on summer using the internet}

도 1은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치를 나타낸 블록도이고,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 인터넷접속기 3 ; 디지탈 전력량계

5 ; 부하제어부 7 ; 발전기

9 ; 메인피크제어부 10 ; 서버

13 ; 제1데이타베이스 15 ; 제2데이타베이스

17 ; 유무선통신부

본 발명은 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력사용처인 일반적인 대형 빌딩에 전력수요가 많은 여름철에 최대피크전력을 적절하게 관리하도록 한 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 빌딩에는 전력수요가 많은 것으로, 특히 여름철에 발생되는 전력수요가 1년 중 최대치를 기록하고 있으며, 그 최대치(또는 피트전력치)에 대한 비용이 기본적으로 1년동안의 전기료에 반영되기 때문에 그 최대(피크)전력치를 일정하게 관리하거나, 낮출 수 있는 방안이 없는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 1996년 1월 3일자로 "최대전력관리기기(출원번호;10-1996-0000899)"가 출원된 바, 이는 통상의 최대수요전력량계의 동화상(지시계 눈금의 움직임)을 촬영하는 CCD카메라; 최대수요전력량계에 적절한 조명을 제공하는 조명부; 15분 최대수요지시계의 리세트시점과 사용전력량을 검출하는 동기접속장치; 수용가의 최대전력이 사전에 정해진 목표전력으로 유지되도록 제어하는 최대전력관리 주장치; 사용전력량을 정해진 시간마다 출력하는 프린터; 최대사용 전력량이 목표전력을 초과할때 외부의 제어대상 부하들을 순차적으로 차단하는 마그네틱 스위치들을 구동하는 릴레이로 구성되는 릴레이 박스; 및 경보용 출력장치로 구성되며, 상기의 동기접속장치는 다시 아날로그 영상신호를 디지탈 데이타로 변환하는 프래임 그래버부; 상기의 디지탈 데이타를 신호처리하여 15분 최대수요지시계의 리세트시점과 사용전력량을 연산하는 화상처리 CPU부; 및 상기 연산값에 비례하는 펄스들을 발생시키는 출력부;로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래기술의 최대전력관리기기의 동작은 먼저, CCD카메라가 15분 최대수요지시계의 지시자의 움직임 및 15분 최대수요전력치와 회전원판의 적색 혹은검은색 마크의 움직임 또는 회전을 촬영한 아날로그 영상신호를 프래임 그래버부에 입력하면, 프래임 그래버부는상기의 신호를 디지탈 영상데이타로 변환하여 화상처리 CPU부에 전송한다. 화상처리 CPU부는 상기 영상데이타를신호처리하여 15분 최대수요지시계의 리세트 시점 및 사용 전력량을 연산해 내고 이 연산값을 출력부에 전송하게 된다. 상기 연산값을 전송받은 출력부는 15분 수요시한 리세트마다 발생하는 펄스와 사용전력량에 비례하는 만큼의 펄스를 근거리 또는 원격지에 있는 최대전력관리 주장치에 출력한다. 최대전력관리 주장치는 상기 펄스들을 입력받아 예측 전력값을 계산하고 이 예측 전력값이 이미 설정된 목표전력을 초과하는 경우에는 릴레이 박스내의 특정 릴레이에 제어신호를 보내 마그네틱 스위치 박스내의 특정 스위치를 개방시켜 특정부하가 사용하는 전력을 차단시키는 동시에 경보용 출력장치를 제어하여 외부의 경보발생기를 구동하게 된다.

사용하는 최대전력이 계속상승하게 되면 차단우선순위에 따라 차단하는 릴레이 박스내의 릴레이의 수를 증가시켜 외부에서 부하에 공급되는 전력을 마그네틱 스위치를 이용해 더 차단하고, 사용하는 최대전력이 감소하는 경우에는 차단된 릴레이를 투입시켜 부하에 다시 전력을 공급함으로써 이미 설정된 목표전력의 범위내에서 최대의 전력사용을 할 수 있도록하여 부하율 향상과 전력설비의 가동률을 증대시킴은 물론 최대전력의 사용이 억제되어 전력공급사측은 발전설비의 투자를 절감할 수가 있는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 동기접속장형 최대전력관리기기 및 그 관리방법에서는, 전력공급사측과무관하게 수용가가 독립적으로 설치하고 목표전력 또한 전력공급사측과 독립되어 관리됨으로써, 즉각적인 목표전력에 의한 관리가 필요한 기간의 변경이 불가능하여 수시로 변동하는 최대전력 발생시점을 효율적으로 제어하지 못하는 문제점이있었다. 이는, 개개의 수용가별 전력사용이 하계의 특정일이 아닌 다른 날에 최대가 되는 경우가 발생할 뿐만 아니라, 대규모 전력 수용가인 산업용 공장의 경우에는 전력사용량이 동계에 년중 최대가 되는 경우가 빈번히 발생하게 됨으로써 특히 문제가 되고 있다.

또한, 전력공급사에서 직접수용가의 냉방부하들을 수분∼수십분간 장시간 차단함으로써 수용가의 반발을 심하게 야기시키고 이로인해 상기 장치의확대보급이 되지 않음으로써 수용가의 최대사용전력을 목표치로 제한하고자 하는 특정기간의 피크전력관리를 달성할 수없는 문제점을 여전히 내재하고 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 1996년 8월 9일자 "전력수급 온라인 연동형 최대전력관리방법 및 그 관리장치(출원번호;10-1996-0033507)"가 출원된 바, 이의 방법은 수용가의 전력사용현황및 전력사용관리수단등의 동작상황에 관한 데이타를 온라인(on-line)으로 연결된 통신망을 통해서 전력공급사의 전력집중관리수단으로 전송하는 단계; 상기 각 수용가로 부터 전송된 데이타를 이용해 전체적인 최대전력수급상황을 감시·예측하는 단계; 특정 수용가의 최대전력을 조정할 필요성 여부를 판단하는 단계; 특정 수용가의 최대전력을 조정할 필요성이 있다고 판단되는 경우에는, 상기 판단단계에서 정해진 수용가에 대해서 원격제어 명령, 목표전력 및 운전시간을 온라인으로연결된 통신망을 통해 전송하는 단계; 상기 수용가의 최대전력 관리수단은 전송된 상기 목표전력 및 운전시간등을 저장하고 상기 명령에 응답하는 단계; 및 상기 설정된 내용에 따라 최대전력을 제어하는 단계;를 포함하고 있으며,

이의 장치는 통신망을 통해 데이타를 송·수신하기 위한 통신수단, 독립된 전력관리모드와 연동된 전력관리모드들을 설정할 수 있도록 하는 입력수단 및 제어명령과 목표전력을 상기 통신수단을 통해서 수신받고 설정된 목표전력에 따라 외부의 전력부하장치의 전력제어를 수행함과 동시에 측정된 전력사용현황과 동작상황을 상기 통신수단을 통해 전송하며 일정시간의 경과여부를 감시하는 주제어수단을 포함하여 구성되는 수급연동형 최대전력관리수단; 동시에 다수의 상기 수급 연동형 최대전력관리수단들의 통신수단과의 접속과 통신이 가능한통신집중수단을 포함하여 구성되는 일정지역의 최대전력을 감시하고 상기 수급 연동형 최대전력관리수단의 목표전력을 원격으로 명령하는 전력집중관리수단; 및 상기 통신수단 및 통신집중수단이 접속되어 데이타 교환이 가능하도록 하는 통신망을 포함하고 있다.

그런데, 이와같은 전력수급 온라인 연동형 최대전력관리방법 및 그 관리장치는 예측전력값이 목표전력값을 초과할 것으로 예상시, 차단우선순위에 따라 차례로 전력을 차단하더라도 일정한 한계점이 있으므로 순간적으로 급속하게 증가하는 전력수요의 증가률을 급격하게 감소시키지 못하는 경우가 종종 발생하게 되어 최대전력수요의 관리를 적절하게 대처하지 못하는 문제점이 있으며, 수용가의 전력 사용처인 빌딩이 다수로서 여러지역에 분포하게 될 경우에 적절하게 대처할 수 없는 문 제점이 있다.

특히, 예측전력값이 목표전력값을 과다하게 초과할 경우 전기기기의 차단 우선순위에 따라서 순차적으로 차단하면 최대전력치의 합산시간 즉 15분 이내에 예측전력값을 목표전력값이하로 낮출 수가 어렵거나, 낮추게 되면 수용가의 전력 상당수를 차단하게 되어 수용가의 업무가 거의 마비되는 치명적인 경우가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 예측전력치를 목표전력치이하로 낮추지 못하면 실제전력치가 최대전력치로 되어 1년동안의 전기료상승요인으로 작용하여 에너지비용이 과다하게 지출되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 전력사용처의 예측전력값이 목표전력값을 과다하게 초과하더라도 정상적으로 전력을 공급하면서 항상 목표전력값이하로 유지하도록 하여 사용되는 최대전력치가 관리기준 내에서 과금될 수 있도록 하고, 원거리에 위치한 다수의 전력사용처에서 사용되는 최대전력치를 예측전력치이하로 연동하여 관리할 수 있도록 한 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치 및 그 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 인터넷을 이용한 전력수요를 설정된 최대전력도달시간 이내에 예측하여 목표전력량이하로 유지되도록 하는 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크관리장치에 있어서, 상기 전력사용처인 수용가의 다수 전기시스템과 연동하는 허브와 게이트웨이를 통한 인터넷망과 통신가능하게 하는 라우터를 구비한 인터넷접속기와, 상기 수용가 내에 설치되어 있으며, 한전으로부터 공급되는 전력량을 계량하여 상기 허브에게 전달하는 디지탈전력량계와, 원격으로 제공된 제어신호에 의해서 상기 수용가 내에 설치되어 있는 전기기기 중 차단가능한 조명기기, 에어컨, 엘리베이터에 공급되는 전력과 전체전력을 선택적으로 차단하는 부하제어부와, 상기 수용가의 외부온도를 감지하여 상기 허브에게 전달하는 온도센서와, 원격으로 제공된 제어신호에 의해서 수용가에게 상기 한전전력과 동기되는 발전전력을 공급하는 발전기와, 상기 인터넷접속기와 인터넷망으로 통신연결되어 있으며, 상기 디지탈전력량계의 소비전력량을 실시간으로 받아 최대전력도달시간 내에 소비되는 예측전력량을 산출하여 이를 목표전력량과 비교하고, 이에 기초하여 상기 부하제어부와 상기 발전기를 제어하는 메인피크제어부를 갖는 서버를 포함하며; 상기 서버는 수용가의 전기시설 중에서 전력차단 가능한 동종 및 이종의 전기기기 및 그의 전력량과 시간대별로 수용가의 외부를 감지한 온도데이타를 각 수용가별로 저장하고 있는 제1데이타베이스와, 상기 예측전력량이 목표전력량을 초과할 경우, 목표적력량을 초과하지 않도록 상기 전기시설 중 전력차단 가능한 전력량을 산출하는 다단계의 산출알고리즘에 따라 발생되는 데이타를 각 수용가별로 저장하는 제2데이타베이스를 포함하며; 상기 메인피크제어부는 다수의 수용가 중 적어도 어느 하나이상으로부터 수신되는 전력데이타를 인식할 수 있으며, 상기 최대전력도달시간 내에 예측전력량과 목표전력량을 비교하여 차단가능한 모든 전기기기의 전력량을 산출하고, 이를 감산한 예측전력량이 목표전력량을 초과하는지를 판단하여 목표전력량을 초과하지 않는 범위내에서 감산전력량에 해당하는 전기기를 차단하도록 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치에 의해 달성된다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 다수의 수용가 중 적어도 어느 하나이상으로부터 디지탈 전력량계의 전력량데이타를 초, 분 중 어느 하나의 시간간격으로 수신하는 1단계와, 상기 수용가의 외부 온도를 감지하여 설정온도를 초과할 경우, 상기 외부온도를 설정온도로 재설정하고, 차단가능한 전기기기 중에 공급되는 60%~70%의 전력을 차단하는 2단계와, 수신된 상기 전력량데이타로부터 최대전력도달시간 내에 예측전력량을 산출하여 목표전력량과 비교하는 3단계와, 상기 비교결과 중 상기 예측전력량이 상기 목표전력량을 초과하지 않도록 차단가능한 전기기기의 전력량을 순차적으로 산출하는 산출알고리즘을 수행하는 4단계와, 상기 산출알고리즘에 따른 예측전력량이 목표량을 초과하게 될 경우 발전기를 가동하여 전력공급처의 전력 1/2을 차단함과 동시에 발전기 전력으로 동기화시켜 전환시키는 5단계와, 상기 발전기 전력으로 동기화시키는 단계 후에 최대전력도달시간이 초과하게 되면 발전기 전력과 공급처전력을 동기화시키면서 차단된 공급처전력을 복구시키는 6단계를 포함하며; 상기 전력데이타를 수신하면서 이에 해당하는 수용가의 IP를 검출하고, 등록된 수용가인지를 제1데이타베이스에서 확인하여 그 수용가의 전기시설데이타를 확인 후에 상기 제2단계 내지 제6단계를 수행함을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기 피크관리방법에 의해 달성된다.

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여기서, 상기 산출알고리즘은 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하게 되면 차단가능한 조명기기의 전력량(C)을 산출하는 단계와, 상기 조명전력량(C)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우 다시 절약가능한 에어컨의 전력량(A)을 산출하여 이를 감산한 상기 예측전력량(P)과 목표전력량(Q)을 비교하는 단계와, 상기 조명전력량(C)을 감산한 상기 예측전력량이 목표전력량(Q)을 초과하지 않을 경우 상기 예측전력량과 상기 조명전력량 및 그 시간을 데이타베이스에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선통신으로 알리는 단계와, 상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우 차단가능한 엘리베이터의 전력량(E)을 산출하여 이를 감산한 상기 예측전력량(P)과 목표전력량(Q)을 비교하는 단계와, 상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하지 않을 경우 상기 전력량들과 시간을 데이타제이스에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선통신으로 알리는 단계와, 상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A) 및 엘리베이커전력량(E)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 되는지를 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

본 하절기 피크전력 적응제어장치는 서로 다른 위치와 크기의 건물로 이루어진 다수의 수용가측 전력을 각각 관리하는 수용가전력제어장치와, 상기 각각의 장치와 인터넷으로 연결되어 있으며 이들 하나하나에서 발생될 수 있는 최대피크를 관리하는 최대피크관리장치로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수용가전력제어장치와 상기 최대피크관리장치는, 상기 수용가전력제어장치와 상기 최대피크관리장치 사이에 위치하고 인터넷망을 통하여 수용가측신호와 관리제어신호를 상호 상대방에게 및 상대방으로부터 발송 및 수신하는 인터넷접속기(1)와, 한전으로부터 상기 수용가에게 공급되는 전력량을 디지탈로 계량하여 상기 인터넷접속기(1)에게 전달하는 디지탈전력량계(3)와, 상기 수용가에게 설치된 모든 전기기기(또는 전기부하)를 개별적, 선택적으로 중앙에서 온,오프 제어할 수 있는 부하제어부(5)와, 상기 수용가의 외부온도를 감지하여 상기 인터넷접속기(1)에게 전달하는 온도센서(미도시)와, 상기 인터넷접소기(1)를 통하여 원격으로 제공된 제어신호에 의해 수용가에게 상기 한전전력과 동기되는 발전전력을 공급하는 발전기(7)와, 상기 인터넷접속기(1)와 인터넷망으로 통신연결되어 있으며, 상기 디지탈전력량계(3)의 소비전력량을 실시간으로 받아 이미 설정된 최대전력도달시간 내에 소비되는 예측전력량을 산출하여 이를 기 설정된 목표전력량과 비교하고, 이에 기초하여 상기 부하제어부의 모든 전기기기 중 적어도 선택가능한 어느 하나이상과 상기 발전기를 선별적으로 제어하는 서버(10)를 가지고 있다. 여기서, 상기 전기기기는 온, 오프제어가 가능한 조명기기와 에어컨 및 공조기와 엘리베이터로 설정되어 있다. 그리고, 상기 인터넷접속기(1)는 상기 수용가에 설치된 디지탈전력령계(3), 부하제어부(5), 발전기(7) 및 온도센서(미도시)를 동시에 연동하는 신호를 공유하는 허브(미도시)와, 상기 허브에 공유된 신호들을 선택적으로 게이트웨이로 이동하면서 동시에 상기 서버(10)에서 전송된 제어신호를 수신하는 라우터(미도시)를 가지고 있다.

상기 서버(10)는 상기 초대전력도달시간 내에 예측전력량과 목표전력량을 비교하여 차단가능한 모든 전기기기의 전력량을 산출하고, 이를 감산한 예측전력량이 목표전력량을 초과하는지를 판단하여 목표전력량을 초과하지 않는 범위내에서 감산전력량에 해당하는 전기기기를 차단하도록 제어신호를 발생하는 산출알고리즘을 수행하는 메인피크제어부(9)가 내장되어 있고, 상기 산출알고리즘은 다수의 수용가가 각각 개별적으로 상기 알고리즘을 수행하도록 상기 메인피크제어부(9)의 동작과 연동하여 이루어지며 인터넷망과 연계되는 모든 동작을 수행한다.

또한, 상기 서버(10)에는 수용가의 전기시설 중에서 전력차단 가능한 동종 및 이종의 전기기기 및 그의 합산 전력량과 시간대별로 수용가의 외부를 감지한 온도데이타를 각 수용가별로 저장하고 있는 제1데이타베이스(13)와, 상기 산출알고리즘에 따라 상기 예측전력량이 목표전략량을 초과하게 될 경우 상기 제1데이타베이스(13)에 저장된 전기시설 중 전력차단가능한 전력량을 산출하여 목표전력량을 초과하지 않도록 다단계의 산출알고리즘을 수행한 후에 발생되는 데이타를 각 수용가별로 저장하는 제2데이타베이스(15)와, 상기 예측전력량과 차단가능한 전력량을 감산한 예측전력량 중 적어도 어느 하나이상이 상기 목표전력량을 초과하지 않을 경우와 그렇지 않을 경우, 이 사실을 관리자에게 유,무선으로 시각과 청각 중 어느 하나로 알려주는 유,무선통신부(17)가 개별적으로 연결되어 있다.

상기 최대전력도달시간은 전력 공급처에서 전기사용료를 과금하기 위하여 미리 설정한 시간이며, 그 시간은 전기사용료 정책에 의해서 다소 변경(인상,인하)될 수 있고, 그 시간까지 사용한 전력을 기본사용전력으로 정하여 전체사용료 산정에 반영하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치의 동작을 설명하는 제어방법은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다.

먼저, 다수의 각 수용가에 설치된 디지탈 전력량계를 통하여 발생하는 전력량계신호는 인터넷접속기(1)의 허브에 수집되어 라우터의 게이트웨이로 전송한다. 즉, 상기 전력량계신호는 서로 다른 수용가로부터 다수가 동시에 발생되고, 인터넷접속기(1)의 게이트웨이드를 통하여 미리 설정된 IP의 서버(10)로 전송된다.

그러면, 상기 서버(10)는 다수의 상기 전력량계신호를 접속 순으로 수신하고, 각각의 인터럽트프로그램이 동작하여 동시에 수신하는 것 처럼 분할 수신한다.

이와 같이, 서버(10)는 상기 인터넷접속기(1)로부터 수용가의 전력량계신호가 수신되면(S1), 전력량계신호로부터 최대전력체크시각 데이타와, 사용전력량을 검출하고(S2), 상기 전력량계신호가 어느 수용가에서 발생되는 것인지를 파악하기 위하여 수용가의 IP를 검출한다(S3).

검출된 상기 IP가 제1데이타베이스(13)에 저장된 등록IP인지를 저장어드레스별로 비교판단하여(S4) 등록IP로 확인하여 수용가를 인지한다(S5). 그러면 상기 서버(10)는 제1데이타베이스(13)에 저장된 상기 IP에 해당하는 수용가의 전기설비데이타를 인출하여 전체의 전력사용량과 업무에 영향을 미치지 않으면서 차단가능한 전력량을 파악한다(S6).

그리고, 서버(10)는 인터넷접속기(1)의 허브에 연결된 온도센서를 통하여 상기 수용가의 외부온도(T1)를 감지하고, 전력수요를 미리 예측하는 자료로 활용한다(S7). 즉, 감지된 상기 외부온도(T1)가 설정온도(T2)보다 낮은지를 판단한다(S8).

상기 외부온도(T1)가 설정온도(T2)보다 낮은 경우 현재 전력량데이타가 디지탈 전력량계(3)에 설정된 최대전력도달시간 내에 속하는지를 판단한다(S9). 상기 판단에서 최대전력도달시간을 초과하지 않는 범위내에 있을 경우 초단위로 상기 전 력량데이타를 복수회 수신하여 상기 최대전력도달시간 까지의 증가율을 산출하고(S10), 이를 기초로 하여 허여된 시간 이내까지 예측전력량(P)을 산출한다(S11).

그러면, 수용가측에서 관리하고 있는 목표전력량(Q)과 위에서 산출한 상기 예측전력량(P)를 비교하여 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하는지를 판단한다(S12). 상기 판단에서, 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하지 않을 경우, 현재 전력공급되는 시간과 상기 예측전력량(P) 및 증가율을 그 수용가에 해당하는 제2데이타베이스(15)의 메모리영역에 저장하고, 동시에 관리자에게 이벤트시간과 이벤트내용을 유무선 통신부(17)에 의해서 청각과 시각적으로 알려준다(S13). 그리고, 다시 9단계로 돌아가서 예측전력량(P)이 돌발적으로 발생하는 증가요인에 의하여 초과현상이 발생하는지를 감시한다.

만약, 상기와 같이 감시하는데, 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과할 경우(S12), 수용가의 전기기기에 해당하는 조명설비 중에서 상기 수용가의 업무에 방해되지 않는 범위에서 차단가능한 조명전력량(C)을 산출하고(S14), 이와 같은 예측전력량(P)의 초과이벤트와 차단가능한 조명에 관련된 정보를 제2데이타베이스(15)에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선 통신부(17)를 통하여 청각과 시각적으로 알려준다.

이어, 상기 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)를 초과하는지를 다시 판단한다(S15). 이 판단에서 상기 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)를 초과하지 않을 경 우, 상기 인터넷접속기(1)를 통하여 부하제어부(5)에 제어신호를 전송하여 산출된 상기 조명전력량(C)에 해당하는 조명을 차단한다(S16). 동시에 현재 전력공급되는 시간과 상기 예측전력량(P) 및 증가율과 차단가능한 조명전력량 및 조명기기에 관한 정보를 그 수용가에 해당하는 제2데이타베이스(15)의 메모리영역에 저장하면서 관리자에게 상기 이벤트시간과 상기 이벤트내용을 유무선 통신부(17)에 의해서 청각과 시각적으로 알려준다(S17). 그리고, 다시 9단계로 돌아가서 예측전력량(P)이 돌발적으로 발생하는 증가요인에 의하여 초과현상이 발생하는지를 감시한다.

상기 15단계에서, 상기와 같이 산출된 조명전력량(C)을 감산하더라도 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우, 수용가 건물의 중앙집중식 에어컨의 설정온도를 최대 5℃까지 상승시킨 전력량(A)을 산출한다. 동시에 이와 같이 조명전력량을 감산한 예측전력량(P)의 초과이벤트와 조명기기 및 에어컨의 설정온도상승에 따른 관련정보를 제2데이타베이스(15)에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선 통신부(17)를 통하여 청각과 시각적으로 알려준다.

이어, 상기 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)를 초과하는지를 다시 판단한다(S19). 이 판단에서 상기 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)를 초과하지 않을 경우, 상기 인터넷접속기(1)를 통하여 부하제어부(5)에 제어신호를 전송하여 산출된 상기 조명전력량(C)에 해당하는 조명과 에어컨의 동작을 정지시켜 설정온도가 상승할때까지 차단한다(S21). 동시에 현재 전력공급되는 시간과 상기 예측전력량(P) 및 증가율과 차단가능한 조명전력량 및 조명기기에 관한 정보를 그 수용가에 해당하는 제2데이타베이스(15)의 메모리영역에 저장하면서 관리자에게 상기 이벤트시간과 상기 이벤트내용을 유무선 통신부(17)에 의해서 청각과 시각적으로 알려준다(S22). 이 때, 감지된 외부온도(T1)를 감지하여 제1데이타베이스에 저장된 설정온도(T2)를 대체 저장한다(S20). 그리고, 다시 9단계로 돌아가서 예측전력량(P)이 또 다른 돌발적으로 발생하는 증가요인에 의하여 초과현상이 발생하는지를 감시한다.

상기 19단계에서, 상기와 같이 산출된 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)을 감산하더라도 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우, 수용가 건물에 설치된 엘리베이터 중 정지시켜도 업무에 방해되지 않으면서 불편을 감수할 수 있는 정지엘리베이터의 전력량(E)을 산출한다(S23). 동시에 이와 같이 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)을 감산한 예측전력량(P)의 초과이벤트와 조명기기 및 에어컨의 설정온도상승에 따른 관련정보와 정지된 엘리베이터의 정보를 제2데이타베이스(15)에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선 통신부(17)를 통하여 청각과 시각적으로 알려준다.

이어, 상기 엘리베이터전력량(E)과 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)를 초과하는지를 다시 판단한다(S24). 이 판단에서 상기 엘리베이터전력량(E)과 에어컨전력량(A)과 조명전력량(C)를 감산한 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)를 초과하지 않을 경우, 상기 인터넷접속기(1)를 통하여 부하제어부(5)에 제어신호를 전송하여 산출된 상기 조명전력량(C)에 해당하는 조명과 에어컨의 동작을 정지시켜 설정온도가 상승할때까지 차단하고, 설정된 엘리베이스를 기준층으로 이동시켜 정지시킨다(S25). 동시에 현 재 전력공급되는 시간과 상기 예측전력량(P) 및 증가율과 차단가능한 조명전력량 및 조명기기에 관한 정보와 정지엘리베이터의 정보를 그 수용가에 해당하는 제2데이타베이스(15)의 메모리영역에 저장하면서 관리자에게 상기 이벤트시간과 상기 이벤트내용을 유무선 통신부(17)에 의해서 청각과 시각적으로 알려준다(S26). 그리고, 다시 9단계로 돌아가서 예측전력량(P)이 또 다른 돌발적으로 발생하는 증가요인에 의하여 초과현상이 발생하는지를 감시한다.

그런데, 이와 같이 업무에 방해가 되지 않는 범위 내에서 차단가능한 모든 전기설비에 대한 전력량을 감산함에도 불구하고, 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)를 초과하게 될 경우 상기 25단계에서 전력량을 감산함과 동시에(S27), 수용가 자체에서 보유하고 있는 발전기(7)를 가동시키고(S28), 동시에 발전전력과 한전의 공급전력을 동기화시킨 후(S29) 한전전력 1/2을 차단하고(S30) 이와 같은 상황의 기초가 되는 요인을 제2데이타베이스(15)에 저장하고, 관리자에게 보고한다(S31).

상기와 같은 발전기의 전력이 공급되는 동안에 최대전력도달시간에 이르게 되면(S9) 발전 중인 발전기(7)를 정지시키고(S32,S33), 동시에 발전전력과 동시화시켜 차단된 한전전력을 복구한다(S34, S35).

한편, 8단계에서 감지된 외부온도(T1)가 설정온도(T2)보다 높을 경우 20단계의 플로우를 점핑하고, 상기 인터넷접속기(1)를 통하여 부하제어부(5)에 제어신호를 전송하여 산출된 상기 조명전력량(C)에 해당하는 조명과 에어컨의 동작을 정지시켜 설정온도가 상승할때까지 차단한다(S21). 동시에 현재 전력공급되는 시간과 상기 예측전력량(P) 및 증가율과 차단가능한 조명전력량 및 조명기기에 관한 정보 를 그 수용가에 해당하는 제2데이타베이스(15)의 메모리영역에 저장하면서 관리자에게 상기 이벤트시간과 상기 이벤트내용을 유무선 통신부(17)에 의해서 청각과 시각적으로 알려준다(S22). 이 때, 감지된 외부온도(T1)를 감지하여 제1데이타베이스에 저장된 설정온도(T2)를 대체 저장한다(S20). 그리고, 다시 9단계로 돌아가서 예측전력량(P)이 또 다른 돌발적으로 발생하는 증가요인에 의하여 초과현상이 발생하는지를 감시한다.

그리고, 발전기(7)를 동작하지 않은 단계(S13, S16, S26)에서 최대전력도달시간에 이르게 되면(S9) 31단계에서 초기단계의 디폴트상태로 이동하므로 33~35단계는 진행되지 않을 수도 있다.

본 발명은 전력사용처의 예측전력값이 목표전력값을 과다하게 초과하더라도 정상적으로 전력을 공급하면서 항상 목표전력값이하로 유지하도록 하여 사용되는 최대전력치가 관리기준 내에서 과금될 수 있도록 하고, 원거리에 위치한 다수의 전력사용처에서 사용되는 최대전력치를 예측전력치이하로 연동하여 관리하기 때문에 실제 최대전력치를 목표전력치 이하로 관리하여 전력사용료를 일정하게 유지하므로 경제성과 신뢰성을 확보할 수 있으며, 누전이나 기타, 갑작스런 다른 전기적인 수요가 발생하더라도 신속하게 대처하여 목표전력치 이하로 관리할 수 있으므로 에너지절약을 가능케하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 인터넷을 이용한 전력수요를 설정된 최대전력도달시간 이내에 예측하여 목표전력량이하로 유지되도록 하는 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기 피크관리장치에 있어서;

   상기 전력사용처인 수용가의 다수 전기시스템과 연동하는 허브와 게이트웨이를 통한 인터넷망과 통신가능하게 하는 라우터를 구비한 인터넷접속기와;

   상기 수용가 내에 설치되어 있으며, 한전으로부터 공급되는 전력량을 계량하여 상기 허브에게 전달하는 디지탈전력량계와;

   원격으로 제공된 제어신호에 의해서 상기 수용가 내에 설치되어 있는 전기기기 중 차단가능한 조명기기, 에어컨, 엘리베이터에 공급되는 전력과 전체전력을 선택적으로 차단하는 부하제어부와;

   상기 수용가의 외부온도를 감지하여 상기 허브에게 전달하는 온도센서와;

   원격으로 제공된 제어신호에 의해서 수용가에게 상기 한전전력과 동기되는 발전전력을 공급하는 발전기와;

   상기 인터넷접속기와 인터넷망으로 통신연결되어 있으며, 상기 디지탈전력량계의 소비전력량을 실시간으로 받아 최대전력도달시간 내에 소비되는 예측전력량을 산출하여 이를 목표전력량과 비교하고, 이에 기초하여 상기 부하제어부와 상기 발전기를 제어하는 메인피크제어부를 갖는 서버를 포함하며;

   상기 서버는 수용가의 전기시설 중에서 전력차단 가능한 동종 및 이종의 전기기기 및 그의 전력량과 시간대별로 수용가의 외부를 감지한 온도데이타를 각 수용가별로 저장하고 있는 제1데이타베이스와;

   상기 예측전력량이 목표전력량을 초과할 경우, 목표적력량을 초과하지 않도록 상기 전기시설 중 전력차단 가능한 전력량을 산출하는 다단계의 산출알고리즘에 따라 발생되는 데이타를 각 수용가별로 저장하는 제2데이타베이스를 포함하며;

   상기 메인피크제어부는 다수의 수용가 중 적어도 어느 하나이상으로부터 수신되는 전력데이타를 인식할 수 있으며, 상기 최대전력도달시간 내에 예측전력량과 목표전력량을 비교하여 차단가능한 모든 전기기기의 전력량을 산출하고, 이를 감산한 예측전력량이 목표전력량을 초과하는지를 판단하여 목표전력량을 초과하지 않는 범위내에서 감산전력량에 해당하는 전기기를 차단하도록 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어장치.
2. 다수의 수용가 중 적어도 어느 하나이상으로부터 디지탈 전력량계의 전력량데이타를 초, 분 중 어느 하나의 시간간격으로 수신하는 1단계와;

   상기 수용가의 외부 온도를 감지하여 설정온도를 초과할 경우, 상기 외부온도를 설정온도로 재설정하고, 차단가능한 전기기기 중에 공급되는 60%~70%의 전력을 차단하는 2단계와;

   수신된 상기 전력량데이타로부터 최대전력도달시간 내에 예측전력량을 산출하여 목표전력량과 비교하는 3단계와;

   상기 비교결과 중 상기 예측전력량이 상기 목표전력량을 초과하지 않도록 차단가능한 전기기기의 전력량을 순차적으로 산출하는 산출알고리즘을 수행하는 4단계와;

   상기 산출알고리즘에 따른 예측전력량이 목표량을 초과하게 될 경우 발전기를 가동하여 전력공급처의 전력 1/2을 차단함과 동시에 발전기 전력으로 동기화시켜 전환시키는 5단계와;

   상기 발전기 전력으로 동기화시키는 단계 후에 최대전력도달시간이 초과하게 되면 발전기 전력과 공급처전력을 동기화시키면서 차단된 공급처전력을 복구시키는 6단계를 포함하며;

   상기 전력데이타를 수신하면서 이에 해당하는 수용가의 IP를 검출하고, 등록된 수용가인지를 제1데이타베이스에서 확인하여 그 수용가의 전기시설데이타를 확인 후에 상기 제2단계 내지 제6단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어방법.
3. 제2항에 있어서;

   상기 산출알고리즘은,

   상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하게 되면 차단가능한 조명기기의 전력량(C)을 산출하는 단계와;

   상기 조명전력량(C)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우 다시 절약가능한 에어컨의 전력량(A)을 산출하여 이를 감산한 상기 예측전력량(P)과 목표전력량(Q)을 비교하는 단계와;

   상기 조명전력량(C)을 감산한 상기 예측전력량이 목표전력량(Q)을 초과하지 않을 경우 상기 예측전력량과 상기 조명전력량 및 그 시간을 데이타베이스에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선통신으로 알리는 단계와;

   상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 될 경우 차단가능한 엘리베이터의 전력량(E)을 산출하여 이를 감산한 상기 예측전력량(P)과 목표전력량(Q)을 비교하는 단계와;

   상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하지 않을 경우 상기 전력량들과 시간을 데이타제이스에 저장하고, 이를 관리자에게 유무선통신으로 알리는 단계와;

   상기 조명전력량(C)과 상기 에어컨전력량(A) 및 엘리베이커전력량(E)을 감산한 상기 예측전력량(P)이 상기 목표전력량(Q)을 초과하게 되는지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 다수 전력사용처에 대한 하절기 피크전력 적응제어방법.
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