KR100980030B1 - 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 심야전력 기기가 특정 심야시간대에 집중적으로 사용되는 것이 방지되도록 심야전력 기기의 작동시간을 원격 조절하는 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 상기 심야전력 기기를 작동시킬 시간 정보를 설정하여 전송하는 메인 제어장치와; 상기 메인 제어장치로부터 전송받은 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키는 심야전력 제어기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치 및 이 제어장치에 의해 심야전력을 제어하는 제어방법이 제공된다.
본 발명의 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법에 의하면, 심야전력 부하를 적정하게 관리하여 운영하는 비용을 절감하는 것이 가능해지며, 전력 피크치를 대비하기 위한 추가적인 발전소 및 변전소의 건설에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 또한 자동검침 기능을 부가하여 전력요금관리에 있어서도 운영비용을 크게 절감하고 정확한 관리가 가능하게 된다.
심야전력, 원격제어, 유선통신, 무선통신

Description

원격 심야전력 제어장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOTELY CONTROLLING MIDNIGHT ELECTRIC POWER}
본 발명은 야간의 잉여 유휴전력을 사용하는 심야전력 기기를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 심야전력 기기가 특정 심야시간대에 집중적으로 사용되는 것이 방지되도록 심야전력 기기의 작동시간을 탄력적으로 원격 조절하는 것이 가능한 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
종래 주간에는 전력의 사용량이 많아 부하가 집중되고 야간에는 전력 수요가 많지 않아, 부하가 집중되는 주간의 전력 사용량에 맞춰 발전설비를 건설할 경우 야간에 유휴전력이 지나치게 많이 남게 되는 문제가 있었다.
그에 따라 전력회사 측에서는 심야 잉여 유휴전력을 효율적으로 관리하기 위하여 요금할인 등의 혜택을 주어 수용가에 심야전력 기기의 사용을 적극 권장하였다. 일반적으로 심야전력을 이용하는 심야전력 기기라 함은 심야시간대(23시 ~ 익일 09시)의 저렴한 전력을 이용하여 소정 열량을 발열시킨 후, 이를 축적하여 원하는 시간대에 소정 온도로 발열토록 함에 따라 전력 이용의 용이성을 증대시킨 기기 라 할 수 있다. 이와 같은 심야전력용 기기는 공기 난방을 위한 심야전력용 기기와 온돌 난방을 위한 심야전력용 기기, 축열기, 온돌기, 온수기, 빙축열기기 등이 있다.
도 1에는 종래의 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 심야전력은 심야전력 전력량계(11), 타이머(12) 및 전력 개폐기(13)를 거쳐 심야전력 기기(14)에 공급된다.
예를 들어, 축열기나 온수기 등의 심야전력 기기(14)를 이용하여 심야전력으로 온수를 만들어 저장하여 사용할 경우, 심야전력 시간이 되면 심야전력 전력량계(11)와 전력 개폐기(13) 사이에 설치된 타이머(12)에 의해 전력 개폐기(13)를 ON 시킴으로써 심야전원을 자동으로 공급하여 심야전력 기기(14)를 가동시켜 온수를 만들고 심야전력 사용시간이 종료되면 타이머(12)에 의해 전력 개폐기(13)를 OFF 시킴으로써 자동으로 전원을 차단하여 상대적으로 저가인 심야전력만을 사용할 수 있게 하고 있다.
그러나 최근에는 오히려 심야전력 기기의 사용량이 증가하여 심야에 부하가 집중됨에 따라 전력계통 운영에 어려움이 발생되었다. 특히 기존의 심야전력 기기에 대한 심야전력 공급은 타이머(12)에 의해 전력 개폐기(13)를 ON 및 OFF 시킴으로써 제어되었기 때문에, 심야전력 시간대(23시 ~ 익일 09시) 동안 무조건 전기에너지를 공급받도록 되어 있었다. 결국 부하에 따른 운전시간을 고려하지 않아 불 필요한 전기에너지를 사용하게 되거나, 전력 사용량의 집중을 초래하는 문제가 있었다.
또한, 종래 수용가의 전력량계 옆에 설치된 타이머는 가변운전제어 및 원격시간조정이 불가능하였기 때문에, 시간오차 발생 등의 이유로 전력 사용시간대를 조정하기 위해서는 운영자가 직접 수많은 심야전력 수용가를 방문하여 타이머의 시간을 수동으로 조정해야 하였으므로, 전력 사용량에 따라 심야전력 기기를 탄력적으로 작동시키는 것이 매우 불편하였다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 심야전력 기기의 작동시간을 탄력적으로 원격 조정함으로써 심야전력 기기가 특정 시간대에 집중적으로 사용되는 것을 방지하여 전력 피크를 조절할 수 있도록 한 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 심야전력 기기가 특정 심야시간대에 집중적으로 사용되는 것이 방지되도록 심야전력 기기의 작동시간을 원격 조절하는 원격 심야전력 제어장치로서, 상기 심야전력 기기를 작동시킬 시간 정보를 설정하여 전송하는 메인 제어장치와; 상기 메인 제어장치로부터 전송받은 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키는 심야전력 제어기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 심야전력 기기가 특정 심야시간대에 집중적으로 사용되는 것이 방지되도록 심야전력 기기의 작동시간을 원격 조절하 는 원격 심야전력 제어방법으로서, 메인 제어장치에서 상기 심야전력 기기를 작동시킬 시간 정보를 설정하여 전송하는 단계와; 심야전력 제어기에서 전송받은 상기 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어방법이 제공된다.
본 발명에 따른 원격 심야전력 제어장치는, 심야전력 기기의 작동시간을 정확히 수행시키기 위한 표준시간을, 유선, 무선으로 정해진 프로토콜에 의하여 전송함으로써 각 심야전력 기기의 작동을 제어함으로써 심야시간대의 부하 집중을 방지한다.
심야전력 제어장치의 메인 제어장치는, 부하의 변동을 감지하고 과거에 축적된 데이터를 근간으로 수요를 예측하여, 제어군 별로 작동시간을 가변하도록 제어하기 위하여 복수 개의 시간대별 제어 패턴을 미리 판단하여 작동시간대를 설정한다. 또한, 상기 메인 제어장치는, 설정된 작동시간대를 심야 시간대 전에 미리 심야전력 제어기에 전달함으로써, 이 심야전력 제어기가 각 심야전력 기기를 제어할 수 있도록 한다.
심야전력 제어기는, 전력량 검출기능을 가져, 정해진 기간 내 사용한 전력량과 작동상태를 메인 제어장치로 전송하는 기능을 보유하는 것이 바람직하다.
메인 제어장치와 심야전력 제어기 사이에는 중계 전송장치가 구비되는 것이 바람직하다. 각 중계 전송장치는, 자체적으로 정해진 시간마다 심야전력 제어기의 상태를 점검하고 표준시간을 전송하며 사용 전력량을 읽어 들이는 기능과, 자신이 관리하는 심야전력 제어기의 상태에 에러가 발생하면 이를 리포트하여 이를 주기적으로 중앙제어장치에 전송하는 기능을 보유한다.
또한 각 중계 전송장치는 운영자가 모바일 폰 등으로 심야전력 제어기의 작동을 수동으로 ON 및 OFF 시킬 수 있도록 하는 기능을 보유할 수 있다.
심야전력 제어기는, 전파 사각지역을 회피하기 위한 수단으로서 데이터를 수신한 후 경과시간이 자신의 ID번호의 특정부분과 일치하면 수신한 패킷번호와 수명시간을 하나 감소하여 전송메시지를 재전송하는 기능을 보유할 수 있다. 또한 심야전력 제어기에는, 부하의 작동특성을 파악하기 위하여 온도센서 등을 설치할 수 있어 보일러의 가열시간 등의 작동상태 정보를 일정기간만큼 보유하도록 구성할 수 있다.
또한 심야전력 제어기와 중계 전송장치 사이, 그리고 메인 제어장치와 중계 전송장치 사이의 데이터 전송시, 일정한 암호화 함수식을 이용하여 전송하여 통신망에 외부인이 임의로 침입하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 심야전력 기기의 작동시간을 탄력적으로 원격 조정함으로써 심야전력 기기가 특정 시간대에 집중적으로 사용되는 것을 방지하여 전력 피크를 조절할 수 있도록 한 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법이 제공될 수 있다.
그에 따라, 본 발명의 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법에 의하면, 심야전력 부하를 적정하게 관리하여 운영하는 비용을 절감하는 것이 가능해지며, 전력 피크치를 대비하기 위한 추가적인 발전소 및 변전소의 건설에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 또한 자동검침 기능을 부가하여 전력요금관리에 있어서도 운영비용을 크게 절감하고 정확한 관리가 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도가 도시되어 있다. 편의상 도 1과 동일한 부재에는 동일한 부재번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 심야전력 제어장치는, 심야전력 전력량계(310)와 전력 개폐기(13) 사이에 설치되어 전력 개폐기(13)를 ON 및 OFF 시킴으로써 심야전력 기기(14)에 대한 전력 공급을 제어하는 심야전력 제어기(320)와, 이 심야전력 제어기(320)를 원격 제어하기 위한 메인 제어장치(100)와 중계 전송장치(200)를 구비한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 심야전력 제어장치는, 전력량계의 기능과 자동 원격 검침 기능을 동시에 수행하면서 전력 개폐기(13)를 ON 및 OFF 시킴으로써 심야전력 기기(14)에 대한 전력 공급을 제어하는 복합기능형 심야전력 제어기(330)와, 이 복합기능형 심야전력 제어기(330)를 원격 제어하기 위한 메인 제어장치(100)와 중계 전송장치(200)를 구비한다.
본 발명에 따른 심야전력 제어장치는, 제1 실시예와 같이 심야전력 전력량계(310)와 심야전력 제어기(230)가 별개로 이루어지는 경우와, 제2 실시예와 같이 하나의 복합기능형 심야전력 제어기(330)를 사용하는 경우로 나눠질 수 있으나, 무선통신이나 유선통신 중 어느 하나의 방식, 혹은 유무선통신을 동시에 이용하는 방식에 의해 메인 제어장치(100)로부터 심야전력 제어기(320 또는 330)에 원격으로 심야전력 기기(14)가 작동하는 시간패턴을 전송함으로써 이 심야전력 기기(14)의 작동시간을 조정한다.
본 발명에서 사용하는 무선통신 방식으로서는, 지그비(ZIGBEE) 혹은 블루투스(Bluetooth)를 비롯하여, 전파법규에서 지정한 임의의 주파수대역의 전파 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 유선통신 방식으로서는, 전력선 통신, RS-232, RS-422, RS-485, Lonworks, CAN 버스, Profibus, Interbus 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 그 밖에도 메인 제어장치(100)로부터 심야전력 제어기(320 또는 330)에 원격으로 시간패턴을 전송할 수 있다면 다른 어떠한 통신방식이라도 사용할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 상기된 바와 같은 통신방식 중 하나 이상의 통신방식에 의해 원격으로 심야전력 기기(14)가 작동하는 시간패턴을 메인 제어장치(100)로부터 심야전력 제어기(320 또는 330)에 전송한다.
이때 메인 제어장치(100)와 심야전력 제어기(320 또는 330) 사이에는 중계 전송장치(200)가 개재되는 것이 바람직하다.
이와 같이 메인 제어장치(100)로부터 시간패턴을 전송받은 심야전력 제어기(320 또는 330)는, 그 시간패턴의 정보에 따라 전력 개폐기(13)를 ON 및 OFF 시킴으로써 심야전력 기기(14)에 공급되는 심야전력을 조절한다. 한편, 시간패턴의 정보에 따라 일정시간 동안 심야전력을 차단한 경우에는 합산된 차단시간만큼 심야시간대 이후, 즉 09시 이후에 심야시간대와 동일한 조건으로 전력을 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 실시예의 심야전력 제어기(320)는 이미 설치되어 있는 심야전력 전력량계(310) 및 일반전력 전력량계(도시생략)의 전력사용량을 유무선 통신에 의해 전달받아 계측이 이루어지도록 할 수 있다. 한편 제2 실시예의 복합기능형 심야전력 제어기(330)는 제어기 자체에 전력량을 계측하기 위한 전압 및 전류 검출회로를 설치하여 사용하는 전력량을 계측하도록 할 수 있다.
이렇게 계측된 전력량은, 심야전력 제어기(320 또는 330) 기능을 구현하기 위하여 구축한 유선 혹은 무선통신 네트워크를 이용하여, 메인 제어장치(100)(또는 중계 전송장치(200))로부터 전송요청이 있을 때나 일정시간 간격으로 메인 제어장치(100)(또는 중계 전송장치(200))에 전송함으로써, 본 발명에 따른 심야전력 제어장치가 자동검침기능도 구현하도록 구성할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 심야전력 제어장치 및 제어방법에 의하면, 도 8의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 심야시간대의 전력 부하를 적절하게 관리하여 부하 평준화를 도모할 수 있게 된다. 그에 따라 전력 피크치를 낮은 수준으로 유지할 수 있어 별도의 발전소 및 변전소 건설이 필요 없게 되어 많은 비용을 절감할 수 있다. 또한, 자동검침 기능을 부여함으로써 전력요금 관리에 있어서도 운영비용을 크게 절감하고 정확한 관리가 가능하게 된다.
도 4에는 본 발명에 따른 메인 제어장치의 구성도가 도시되어 있다. 종래 획일적으로 23시부터 익일 09시까지 공급되던 심야전력을 분산하여 전력 피크치를 조절하기 위해서, 도 4에 도시된 바와 같은 메인 제어장치를 전력회사의 각 지사에 설치한다.
메인 제어장치는, 로컬 호스트 장치(110), 배전 자동화 시스템(DAS)(120) 및 에너지 관리 시스템(EMS)(130)을 포함한다. 또한, 메인 제어장치는, 중계 전송장치(200)와의 통신수단으로서 CDMA 단말기(140) 및 이더넷 전송장치(145)를 포함한다.
로컬 호스트 장치(110)는, 배전 자동화 시스템(DAS)(120) 및 에너지 관리 시스템(EMS)(130)과, CDMA 단말기(140) 혹은 이더넷 전송장치(145)와 연계하여 현재 전력수요에 관련한 데이터를 전달받아 퍼지방식 혹은 전문가 시스템을 구현하여 현재의 전력 수요량뿐만 아니라 과거 동일한 시기의 전력수요자료를 바탕으로 예상수요를 예측하여 심야전력 기기(14)의 작동시기를 분산시키기 위해 제어군 별로 시간대별 전력 제어패턴을 작성한다. 아래의 표 1에는 메인 제어장치(100)의 로컬 호스트 장치(110)에 의해 작성된 전력 제어패턴의 일례가 나타나 있다.
헤더 그룹ID 기기ID 시퀀스
번호		 수명시간 데이터 암호화
코드		 테일
STX 01 1A3C 03 05 12ST010
2300430		 2A ETX
본 발명의 메인 제어장치(100)는, 현재의 전력 예비율이 적정 예비율보다 작아지면 CDMA 단말기(140) 혹은 이더넷 전송장치(145)를 이용하여 심야전력 기기(14)의 작동을 중단하도록 제어하여 부하를 분산한다.
작성된 제어군 별 전력 제어패턴은, 20시경에 1일 1회 혹은 임의 변동요구가 있을 때마다 중계 전송장치(200)에 전송된다. 후술하는 바와 같이, 중계 전송장치(200)의 CDMA 단말기(260) 혹은 이더넷 전송장치(265)는 메인 제어장치(100)로부터의 제어패턴을 전송받아 중계 전송장치(200)의 중앙 처리장치(210)로 전송한다.
한편 전력시스템은 한 DL(Distribution Line)당 최대 10000KW를 공급하므로 실질적으로 약 3000~6000KW 정도로 구분하여 운영하는데, 본 발명에서는 다시 중계 전송장치(200)를 중심으로 전력수요가 일정한 양으로 정하거나 혹은 무선통달거리 혹은 유선통달거리를 기준으로 다시 소그룹의 제어군으로 나누어 제어한다.
로컬 호스트 장치(110)는, 제어군 별 해당 CDMA번호를 CDMA번호가 저장되어 있는 데이터 베이스에서 선택하여 해당 제어패턴을 CDMA 단말기(140)를 통하여 중계 전송장치(200)로 전송하며, 또한 제어군 별 해당 IP번호를 IP번호가 저장되어 있는 데이터 베이스에서 선택하여 해당 제어패턴을 이더넷 전송장치(145)를 통하여 중계 전송장치(200)로 전송한다.
로컬 호스트 장치(110)는 중계 전송장치(200)에 특정한 임무를 부여하기 위하여 중계 전송장치(200)에 미리 작성된 명령어 체계를 SMS(단문자 전송)방식으로 전송한다. 로컬 호스트 장치(150)에서 전송된 SMS 데이터는 여타 통신공급자의 네트워크를 거쳐서 중계 전송장치(200)에 전송된다.
로컬 호스트 장치(150)는 심야전력 제어기(320 또는 330)에 표준시간 및 시간대별 작동패턴을 전송하는 것 외에 주기적으로 심야전력 제어기(320 또는 330)의 동작상태와 시간대별 동작패턴, 전력사용량의 데이터를 읽어 온다.
이때 하나의 로컬 호스트 장치(150)에 수많은 중계 전송장치(200)가 있는 경우, 이더넷 전송장치(145)에서 각 중계 전송장치(200)로 데이터를 전송하는 방법보다는, 설정된 시간마다 서버-클라이언트 방식으로 각 중계 전송장치(200)에서 로컬 호스트 장치(110)에 접속하여 로컬 호스트 장치(150)에 있는 해당 데이터를 읽어가는 방식으로 운영하는 편이 효율적일 수도 있다.
도 5에는 본 발명의 중계 전송장치의 구성도가 도시되어 있다. 중계 전송장치(200)는, 중앙 처리장치(210), 데이터 표시 및 설정장치(211), 데이터 저장 메모리(240) 및 전원 공급장치(250)를 포함한다. 또한, 중계 전송장치(200)는, 메인 제어장치(100)와의 통신수단으로서 CDMA 단말기(260) 및 이더넷 전송장치(265)를 포함하며, 심야전력 제어기(320 또는 330)와의 통신수단으로서 무선 송수신 장치(220) 및 유선 송수신 장치(230)를 포함한다.
중계 전송장치(200)는, CDMA 단말기(260) 혹은 이더넷 전송장치(265)를 통하여 수신된 데이터를 분석하여, 자체적으로 처리할 내용은 자신이 처리하고, 만일 심야전력 제어기(320 또는 330)로 데이터를 전송할 필요가 있으면 이를 심야전력 제어기(320 또는 330)로 전송한다.
전송시 중계 전송장치(200)의 중앙 처리장치(210)는, 표 1에 예시한 것과 같은 형태의 패킷을 만들어, 이를 예컨대 블루투스(Bluetooth)나, 지그비(ZIGBEE), 혹은 전파법규에 허용하는 주파수대역을 이용하는 무선 송수신 장치(220), 또는 예컨대 전력선 통신방식을 이용하는 유선 송수신 장치(230), 또는 이 두 방식 모두를 이용하여 메인 제어장치(100)로부터 전송받은 데이터를 심야전력 제어기(320 또는 330)로 전송한다.
중계 전송장치(200)는, 로컬 호스트 장치(110)로부터 전송된 명령을 중계하는 것 외에, 자체적으로 설정한 시간마다 무선 송수신 장치(220) 혹은 유선 송수신 장치(230)를 이용하여 심야전력 제어기(320 또는 330)의 상태 및 전력 사용량, 시간대별 작동패턴 등 데이터를 수집하여 데이터 저장 메모리(240)에 저장하고, 로컬 호스트 장치(110)의 요청이 있을 경우 CDMA를 이용한 SMS 방식 혹은 TCP/IP 방식으로 데이터를 전송한다.
중계 전송장치(200)는 무선 송수신 장치(220)를 통하여 데이터를 전송하는데, 전파의 사각지대에 있는 심야전력 제어기(320 또는 330)가 있을 수 있으므로, 동일한 데이터를 전력선 통신방식을 이용한 유선 송수신 장치(230)를 통하여 전송한다.
또한 전파 사각지역을 회피하기 위하여, 심야전력 제어기(320 또는 330)는 전송받은 데이터를 재전송하는 기능을 보유하며 재전송 프로토콜은 예를 들어 표 2와 같다.
헤더 그룹ID 장치ID 시퀀스
번호		 수명시간 데이터 에러검출
코드		 테일
STX 0105 1A3C 03 05 12ST010
2300430		 2A ETX
프로토콜은 헤더와 그룹ID, 장치ID, 시퀀스 번호, 수명시간, 데이터 바디, 에러검출 코드, 테일로 구성되며 헤더는 STX(02h)로 정한다.
그룹ID는 제어군을 복수개로 나누어 전국적으로 유일한 번호를 부여하며, 장치ID는 그룹ID 내에서 각 장치에 고유번호를 부여한다.
심야전력 제어기(320 또는 330)는 상기 그룹ID와 장치ID가 일치할 때 데이터를 수신하며, 예외적으로 그룹ID에 해당하는 모든 기기에 동일한 데이터를 전송하는 브로드캐스트 전송을 위하여 16진수 FFFFh를 지정하면 그룹내 모든 장치가 수신하도록 할 수 있다.
시퀀스 번호는 중계기에서 데이터를 송신할 때 자동적으로 '1' 씩 증가하는 번호로서 데이터 패킷마다 고유한 번호를 갖도록 한다.
수명시간은 수신한 데이터를 재전송할 때마다 하나씩 감소시켜 전송하며, 수명시간이 '0' 이 되면 그 패킷은 재전송하지 않고 폐기한다.
데이터에는 표준시간 설정 명령 및 표준 시간값, 장치 초기화 요청명령, 상태 및 계량값 요청, 수동조작 명령, 시간대별 타임패턴 전송 등의 명령이 포함된다.
에러 검출코드는 데이터의 신뢰성 향상과 암호화를 위한 숫자로서 CRC8, CRC16, 기타 포물선 함수 등 쌍방 간에 정해진 공식에 의하여 코드를 생성하고 수신하는 측에서 이 코드를 검증하여 에러 검출코드가 일치할 때만 데이터로 인식하여 수신하도록 한다.
이때 데이터의 재전송은 시간대별 타임패턴 전송 등 모든 장치가 수신해야 하는 브로드캐스트 명령(FFFFh)의 데이터 패킷을 수신한 경우에 한하여 재전송이 실행되며, 재전송 시간이 일치하면 서로 송신한 데이터가 충돌되어 오히려 전송이 불가능하게 되므로 이를 회피할 방법의 도출이 반드시 필요하게 된다. 따라서 데이터를 수신한 후, 자신의 장치 ID번호를 기초로 한 랜덤함수를 발생하여, 산출된 시간만큼 대기한 후 데이터를 전송하며, 만일 대기하는 중에 같은 시퀀스 번호를 갖는 데이터를 수신했다면 누군가가 데이터를 이미 재전송한 것이므로 동일한 데이터 패킷의 전송을 중단한다.
또한 중계 전송장치(200)는, 제1 실시예의 경우, 설정한 시간마다 주기적으로 기준 시간 데이터와 전력 제어패턴을 심야전력 제어기(320)에 전송하며, 심야전력 제어기(320)의 동작 상태를 읽어 들여 상태정보에 대한 데이터파일을 작성하여 데이터 저장 메모리(240)에 저장한다.
제2 실시예와 같이 복합기능형 심야전력제어기(330)를 사용하는 경우 사용 전력량도 함께 읽어 들여 데이터 저장 메모리(240)에 저장하고 메인 제어용 장치(110)의 요청이 있을 경우 해당 데이터를 전송한다.
또한, 각 중계 전송장치(200)는, 메인 제어장치(100)에 의한 정해진 시간패턴에 의한 제어 외에, 특정 수용가에 대하여 모바일 폰, 인터넷 등의 방법으로 운영자가 직접 해당 심야전력 제어기(320 또는 330)의 동작을 제어하도록 할 수도 있다.
도 6에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 심야전력 제어기의 구성도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 심야전력 제어기의 구성도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 심야전력 제어기(320)는, 중앙 처리장치(321), 기기상태 표시장치(322), 동기화 스위치(324), 데이터 저장 메모리(325), 전력 개폐장치(326) 및 전원 공급장치(327)를 포함한다. 또한 심야전력 제어기(320)는 중계 전송장치(200)와의 통신을 위해 유무선 데이터 송수신 장치(323)를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합기능형 심야전력 제어기(330)는, 중앙 처리장치(331), 기기상태 표시장치(332), 동기화 스위치(334), 데이터 저장 메모리(335), 전력 개폐장치(336) 및 전원 공급장치(337)를 포함한다. 또한 심야전력 제어기(330)는 중계 전송장치(200)와의 통신을 위해 유무선 데이터 송수신 장치(333)를 포함한다.
또한, 제2 실시예에 따른 복합기능형 심야전력 제어기(330)는 전압 및 전류 검출부(338)를 포함하여 상기 제1 실시예의 심야전력 제어기(320)에 비해 다양한 기능을 수행하도록 구성된다. 도 7에 도시되지는 않았지만, 제2 실시예의 복합기능형 심야전력 제어기(330)는 전력량계의 기능도 함께 수행할 수 있다.
제1 및 제2 실시예의 심야전력 제어기(320 또는 330)는, 중계 전송장치(200)의 무선 송수신 장치(220) 혹은 유선 송수신 장치(230)를 통하여 이 중계 전송장치(200)로부터 시간대별 제어패턴을 전송받아 전력 개폐기(13)를 ON 및 OFF 시킨다. 그에 따라 심야전력 제어기(320 또는 330)는 심야전력 기기(14)의 전력을 제어함으로써 표 3에 나타낸 것과 같이 전력수요의 피크치를 저감시킨다.
시간 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
전력 ON ON ON OFF OFF ON ON OFF ON ON ON ON
또한, 심야전력 제어기(320 또는 330)에 온도센서 등을 설치하고 부하의 작동특성을 파악하여 심야전력 기기(14)의 작동상태 정보를 일정기간만큼 보유하도록 구성할 수 있다.
또한, 심야전력 제어기(320 또는 330)에 에러가 발생한 경우, 에러가 발생한 심야전력 제어기(320 또는 330)가 일정한 시간을 초과하여 에러상태로 있는 경우 메인 제어장치(100) 혹은 중계 전송장치(200)는 초기화 명령을 전송한다.
전력선 통신방식을 이용한 유선 송수신 장치(230)의 경우 제어권 내에 복수개의 기기가 응답할 수 있으므로 중계 전송장치(200)와의 동기화를 위하여 동기화 스위치(324 또는 334)를 누른 심야전력 제어기(320 또는 330)에서만 자신의 ID번호를 송출하도록 하여 중계 전송장치(200)와의 동기화를 꾀할 수 있도록 한다.
이때 메인 제어용 장치(100)와 중계 전송장치(200) 사이, 그리고 중계 전송장치(200)와 심야전력 제어기(320 또는 330) 사이에 전송되는 데이터는, 일정한 암호화 함수식을 이용하여 암호화하여 전송하고, 수신측에서 다시 변환하여 데이터의 신뢰성을 향상시켜, 통신망에 외부인이 고의적으로 침입하는 것을 방지하도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 원격 심야전력 제어장치 및 제어방법을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래기술에 따른, 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 심야전력 기기에 심야전력을 공급하기 위한 심야전력 공급 계통도,
도 4는 본 발명의 메인 제어장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 중계 전송장치의 구성도,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 심야전력 제어기의 구성도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 심야전력 제어기의 구성도,
도 8은 기존의 전력수요와 본 발명에 의해 개선된 전력수요를 비교하기 위한 그래프이다.

Claims (12)

  1. 심야전력 기기가 특정 심야시간대에 집중적으로 사용되는 것이 방지되도록 심야전력 기기의 작동시간을 원격 조절하는 원격 심야전력 제어장치로서,
    상기 심야전력 기기를 작동시킬 시간 정보를 설정하여 전송하는 메인 제어장치와;
    상기 메인 제어장치로부터 전송받은 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키며, 전력량을 계측하는 심야전력 제어기와;
    상기 메인 제어장치와 상기 심야전력 제어기기 사이의 통신을 중계하는 중계 전송장치;를 포함하며,
    상기 메인 제어장치는, 현재 전력수요에 대한 데이터와 과거 축적 데이터를 근거로 하여 수요를 예측함으로써 상기 심야전력 기기를 작동시키기 위한 상기 시간 정보를 제어군 별로 작성하는 로컬 호스트 장치를 포함하고,
    상기 원격 심야전력 제어장치는, 상기 계측된 전력량을 상기 메인 제어장치 또는 상기 중계 전송장치에 전송하여 자동검침기능을 구현하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 제어장치는, 상기 시간 정보를 전송하기 위하여 유선 통신수단 및 무선 통신수단 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 심야전력 제어기는, 상기 시간 정보를 전송받을 수 있는 동시에 전력량계의 전력 사용량과 심야전력 기기의 작동상태를 상기 메인 제어장치로 전송하기 위하여 유선 통신수단 및 무선 통신수단 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 제어장치는, 상기 중계 전송장치와의 통신수단으로 CDMA 단말기 및 이더넷 전송장치를 포함하고,
    상기 로컬 호스트 장치는 상기 제어군 별 CDMA 번호 및 IP 번호를 선택하여 상기 CDMA 단말기 및 상기 이더넷 전송장치를 통해 상기 중계 전송장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 중계 전송장치는, 일정한 시간마다 상기 심야전력 제어기의 상태 및 전력 사용량을 읽어 들이며, 상기 심야전력 제어기에 에러가 발생하는지 여부를 확인하여 주기적으로 상기 메인 제어장치에 전송하기 위한 중앙 처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 중계 전송장치는, 모바일 폰이나 인터넷을 통하여 운영자에 의해 명령을 전송받아 상기 심야전력 제어기의 작동을 ON 및 OFF 시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 심야전력 제어기는 전파 사각지역을 회피하기 위하여 전송받은 데이터를 재전송하며,
    상기 심야전력 제어기는 복수의 상기 심야전력 제어기 사이에서 재전송된 상기 데이터가 충돌되는 것을 방지하기 위하여 일정 대기시간 경과후 상기 데이터를 재전송하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 메인 제어장치와 상기 중계 전송장치 사이, 및 상기 중계 전송장치와 상기 심야전력 제어기 사이에 전송되는 데이터는 암호화 함수식을 이용하여 암호화하여 전송되는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어장치.
  11. 청구항 1에 따른 원격 심야전력 제어장치에 따르는 원격 심야전력 제어방법에 있어서,
    상기 메인 제어장치에서 상기 심야전력 기기를 작동시킬 시간 정보를 설정하여 전송하는 단계와;
    상기 심야전력 제어기에서 전송 받은 상기 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키며, 상기 전력량을 계측하는 단계와;
    상기 중계 전송장치에서 상기 메인 제어장치와 상기 심야전력 제어기기 사이의 통신을 중계하는 단계; 를 포함하며,
    상기 시간 정보를 설정하여 전송하는 단계는, 로컬 호스트 장치에서 현재 전력수요에 대한 데이터와 과거 축적 데이터를 근거로 하여 수요를 예측함으로써 상기 심야전력 기기를 작동시키기 위한 제어군 별로 상기 시간 정보를 작성하는 단계를 포함하며,
    상기 심야전력 제어기에서 전송 받은 상기 시간 정보에 근거하여 상기 심야전력 기기를 작동시키며, 상기 전력량을 계측하는 단계는, 계측된 전력량을 상기 메인 제어장치 또는 상기 중계 전송장치에 전송하여 자동검침을 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 심야전력 제어방법.
  12. 삭제
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