KR101002396B1 - 스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템 - Google Patents

스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템 Download PDF

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김봉철
심경택
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Abstract

본 발명은 전기제품의 대기전력 상태를 실시간으로 판단하여 불필요한 대기전력을 자동으로 차단하고, 사용자의 패턴에 따라 원격에서 자동 또는 수동으로 대기전원을 복귀시킬 수 있는 스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은 본 발명은 대기전력차단상태 또는 일반동작상태에 따라 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 계전기와, 상기 계전기의 동작을 제어하는 계전기 구동부와, 사용자 패턴에 대응하여 기설정된 스케줄 정보에 따라 상기 계전기 구동부를 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 중앙 제어부를 구비하고, 상기 중앙 제어부는, 시간정보를 제공하는 클럭부와, 상기 스케줄 정보를 저장하는 저장부와, 상기 스케줄 정보와 상기 시간정보를 비교 분석하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 상기 부하로 공급되는 전원을 차단하는 처리부를 구비하는 스마트 미터 제어기를 제공한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 세대 내의 전기 사용량을 실시간으로 측정하여 사용량을 예측 표시하고, 전기제품의 대기전력 상태를 판단하여 불필요한 대기전력을 자동 차단하며, 사용자의 패턴에 따라 자동 또는 수동으로 대기전원을 복귀시키며, 과전류 또는 누전시 자동으로 차단함으로써 전기사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템{SMART METER CONTROLLER AND INTELLIGENT ELECTRONIC HOUSEHOLD BOARD HAVING THE SAME}
본 발명은 스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템에 관한 것으로서, 특히 세대 내의 전기 사용량을 실시간으로 측정하여 사용량을 예측 표시하고, 전기제품의 대기전력 상태를 판단하여 불필요한 대기전력을 자동 차단하며, 사용자의 패턴에 따라 자동 또는 수동으로 대기전력을 복귀시키며, 과전류 또는 누전시 자동으로 차단함으로써 전기사고를 미연에 방지할 수 있는 스마트 미터 제어기 및 이를 구비한 지능형 전자식 세대 분전반 시스템에 관한 것이다.
최근 석유 에너지 자원의 고갈과 지구 온난화에 따른 이산화탄소(CO2) 저감 등의 환경문제에 대해 효율적으로 대처하기 위해 에너지 절약이 필연적으로 요구되고 있다. 이에 따라, 전 세계적으로 이러한 문제에 대처하기 위하여 태양광, 풍력, 조력 등의 친환경 발전 시스템을 사용하기 위한 스마트 그리드 시스템이 도입되고 있다.
스마트 그리드 시스템(smart grid system)은 차세대 전력망 시스템으로, 기존의 전력 생산, 운반, 소비의 과정에 정보통신 기술을 접목하여 시스템의 효율성을 높인 것으로, 전력 공급자와 소비자가 서로 상호작용하면서 효율성을 높일 수 있다. 이러한 시스템의 핵심은 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것이다.
소비자는 전기요금이 저렴할 때 전기를 사용할 수 있고, 전력회사는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있으며, 또한 전력 사용이 적은 시간대에 최대 전력량을 유지하지 않아도 되므로 낭비하는 전기를 감소시킬 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또한 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.
결국, 스마트 그리드 시스템은 일반 가정에서 사용하는 텔레비젼, 냉장고와 같은 전기제품뿐 아니라 공장에서 운용되고 있는 산업용 장비들까지 포함하여 전기가 흐르는 모든 것을 묶어 효율적으로 관리하는 신개념 시스템이다. 집, 사무실, 공장 어느 곳에서나 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 세탁기를 밤에 돌리는 등 가전제품을 선별해 사용하는 것이 가능하다.
최근에는 스마트 그리드 시스템과 대기전력을 차단하기 위한 대기전력 차단기를 결합시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대기전력 차단기는 불필요하게 소모되는 대기전력의 손실을 방지하기 위하여 전기제품의 전원 플러그를 연결하는 콘센트나 멀티 탭에 주전원 차단을 위한 온/오프 스위치를 별도로 구비하고, 이를 통해 대기전력 상태에서 콘센트나 멀티 탭의 스위치를 오프시켜 전력손실을 최소화한다.
그러나, 지금까지 스마트 그리드 시스템과 대기전력 차단기를 결합하여 효율적으로 운영하는 방법에 대해서는 구체적으로 제안된 바가 없다. 더욱이, 대기전력 차단기의 제어에 있어서, 지금까지 알려진 기술은 기존의 멀티 탭 등에 직접 설치된 스위치를 수동으로 조작해야 하기 때문에 전기제품의 전원 플러그를 뽑는 것만큼이나 번거로움이 있다. 또한, 대기전력 차단시 다시 복귀시키기 위해서는 사용자가 직접 수동으로 복귀시켜야 하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 콘센트가 손에 닿지 않는 위치에 설치될 경우 별도의 스위치를 설치해야 하며, 이로 인해 그 제작이 용이하지 않고 추가적인 장치의 장착으로 제품의 부피나 크기가 증가하여 기존 전기장치에 연결할 경우에 공간을 많이 차지하고 제작 비용 또한 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.
첫째, 본 발명은 세대 내의 전기 사용량을 실시간으로 측정하여 전기 사용량을 실시간으로 예측 표시할 수 있는 스마트 미터 제어기를 제공하는데 그 목적이 있다.
둘째, 본 발명은 전기제품의 대기전력 상태를 실시간으로 판단하여 불필요한 대기전력을 자동으로 차단하고, 사용자의 패턴에 따라 원격에서 자동 또는 수동으로 대기전력을 복귀시킬 수 있는 스마트 미터 제어기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
셋째, 본 발명은 전기제품의 과전류 또는 누전시 자동으로 차단하여 전기사고를 미연에 방지할 수 있는 스마트 미터 제어기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
넷째, 본 발명은 상기한 스마트 미터 제어기를 구비하여 월 패드(홈 네트워크 단말장치) 또는 세대 단말기(IHD : In Home Display) 등을 통해 쉽고 편리하게 에너지 관리 및 제어할 수 있는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 대기전력차단상태 또는 일반동작상태에 따라 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 계전기와, 상기 계전기의 동작을 제어하는 계전기 구동부와, 사용자 패턴에 대응하여 기설정된 스케줄 정보에 따라 상기 계전기 구동부를 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 중앙 제어부를 구비하고, 상기 중앙 제어부는, 시간정보를 제공하는 클럭부와, 상기 스케줄 정보를 저장하는 저장부와, 상기 스케줄 정보와 상기 시간정보를 비교 분석하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 상기 부하로 공급되는 전원을 차단하는 처리부를 구비하는 스마트 미터 제어기를 제공한다.
바람직하게, 상기 중앙 제어부는 상기 스케줄 정보와 상기 시간정보가 일치하는 경우 상기 시간정보에 응답하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 상기 부하로 공급되는 전원을 차단하고, 상기 스케줄 정보와 상기 시간정보가 일치하지 않는 경우 상기 시간정보를 상기 스케줄 정보로 갱신한 후 갱신된 시간정보에 응답하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
바람직하게, 상기 스케줄 정보는 상기 사용자 패턴에 따라 주간 또는 월간 단위로 설정하고, 전원공급시간, 전원차단시간 및 전원공급/차단 동작주기를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 중앙 제어부는 상기 스케줄 정보의 전원공급시간에 응답하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 대기전력차단상태에 있는 상기 계전기를 상기 일반동작상태로 복귀시키고, 상기 스케줄 정보의 전원차단시간에 응답하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 일반동작상태에 있는 상기 계전기를 상기 대기전력차단상태로 전환할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 부하의 전력량을 측정하여 전력량 정보를 제공하는 측정부와, 대기전력차단상태 또는 일반동작상태에 따라 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 계전기와, 상기 계전기의 동작을 제어하는 계전기 구동부와, 상기 전력량 정보를 비교 분석하여 상기 부하가 상기 일반동작상태인지 상기 대기전력차단상태인지를 판단하고, 상기 전력량 정보를 통해 얻어진 상기 일반동작상태에서의 동작정보를 이용하여 상기 계전기 구동부의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 구비하고, 상기 중앙 제어부는, 시간정보를 제공하는 클럭부와, 상기 동작정보를 저장하는 저장부와, 상기 동작정보와 상기 시간정보를 비교 분석하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 처리부를 구비하는 스마트 미터 제어기를제공한다.
바람직하게, 상기 중앙 제어부는 상기 동작정보와 상기 시간정보가 일치하는 경우 상기 시간정보에 따라 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하고, 상기 동작정보와 상기 시간정보가 일치하지 않는 경우 상기 시간정보를 상기 동작정보로 갱신한 후 갱신된 시간정보에 따라 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
바람직하게, 상기 동작정보는 상기 일반동작상태에서의 사용시작시간을 요일별로 평균한 값일 수 있다.
바람직하게, 상기 중앙 제어부는 상기 동작정보의 전원공급시간에 응답하여 상기 계전기 구동부를 통해 상기 대기전력차단상태에 있는 상기 계전기를 상기 일반동작상태로 복귀시킨 후에도 상기 부하가 상기 일반동작상태로 복귀되지 않았을 때에는 설정시간 후에 자동으로 상기 대기전력차단상태로 전환되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 상기 스마트 미터 제어기와, 상기 스마트 미터 제어기와 유선 또는 무선통신을 통해 연결되어 상기 스마트 미터 제어기를 원격에서 제어하는 세대 단말기 또는 월 패드를 구비하는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 지능형 전자식 세대 분전반 시스템은 상기 스마트 미터 제어기를 수동 조작하여 상기 부하의 전등을 일괄 소등하는 일괄소등스위치와, 상기 스마트 미터 제어기를 수동 조작하여 상기 계전기 구동부를 제어하는 대기전력스위치를 더 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 세대 단말기는 상기 스마트 미터 제어기와 무선통신을 통해 연결되어 상기 스마트 미터 제어기의 계전기 구동부를 원격으로 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 월 패드는 유선통신을 통해 상기 스마트 미터 제어기와 연결되고, 액세스망을 통해 게이트 웨이와 연결되어 홈 네트워크 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 스마트 미터 제어기는 세대 분전반 내에 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 본 발명에 따르면, 세대 내의 전기 사용량을 실시간으로 측정하여 전기 사용량을 실시간으로 예측 표시할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따르면, 전기제품의 대기전력 상태를 실시간으로 판단하여 불필요한 대기전력을 자동으로 차단하고, 사용자의 패턴에 따라 원격에서 자동 또는 수동으로 대기전력을 복귀시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따르면, 전기제품의 과전류 또는 누전시 자동으로 차단하여 전기사고를 미연에 방지할 수 있다.
넷째, 본 발명에 따르면, 상기한 스마트 미터 제어기를 구비하여 월 패드(홈 네트워크 단말장치) 또는 세대 단말기(IHD : In Home Display) 등을 통해 쉽고 편리하게 에너지 관리 및 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 미터 제어기 및 주변기기를 상세하게 도시한 구성도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함(또는, 구비)한다' 및/또는 '포함(또한, 구비)하는'으로 언급된 구성 요소 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서, '대기전력차단상태' 및 '일반동작상태'라 함은 부하의 동작상태를 의미하는 것으로서, '대기전력차단상태'는 부하가 동작하지 않아 대기전력이 차단된 상태, 즉 전원이 스마트 미터 제어기를 통해 차단되어 공급되지 않는 상태를 의미하고, '일반동작상태'는 부하가 동작하여 전원이 공급되는 상태를 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 첨부된 도면을 통해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전자식 세대 분전반 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스마트 미터 제어기 및 주변기기를 상세하게 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전자식 세대 분전반 시스템은 세대 분전반(100), 스마트 미터 제어기(200), 부하(300), 일괄소등스위치(400), 대기전력스위치(500), 월 패드(wall pad, 600) 및 게이트 웨이(gate way, 700)를 구비한다.
세대 분전반(100)은 아파트, 빌라, 단독주택, 공공건물, 오피스텔 등과 같은 건물에서 단위 세대별로 설치되어 있으며, 외부로부터 공급되는 상용전원을 공급받아 각 전기제품, 즉 전기부하로 전원을 분산 공급하여 누전 또는 과부하 발생시 전원공급을 차단하고, 이를 통해 화재발생이나 전기부하의 파손을 방지하는 역할을 하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 미터 제어기(200)는 계전기(도시되지 않음), 전원부(210), 증폭부(220), 측정부(230), 표시부(240), 중앙 제어부(250), 계전기 구동부(260), 입력부(270) 및 통신부(280)를 구비한다.
계전기는 래칭 계전기로서 계전기 구동부(260)에 의해 제어되어 부하(300)로 로 공급되는 전원을 차단한다. 래칭 계전기는 접점상태 자기유지형 계전기로서, 한 번의 펄스 전류만으로도 동작상태를 계속 유지할 수 있기 때문에 일반 계전기를 통해 소모되는 전력을 최소 50% 이상 감소시킬 수 있다. 특히, 가정용 TV나 컴퓨터와 같이 일일 사용시간이 많은 장치에서는 전원 공급 시간이 길어 소모되는 전력량이 그만큼 증가되기 때문에 래칭 계전기를 사용하는 경우 소모 전력을 크게 감소시킬 수 있다.
전원부(210)는 기타 전원 또는 주전원으로부터 상용전원을 실시간으로 공급받아 내부전원을 생성하여 스마트 미터 제어기(200)를 구동시킨다. 스마트 미터 제어기(200)는 전원부(210)로부터 생성된 내부전원을 공급받아 기본적인 동작을 수행하게 된다.
증폭부(220)는 측정부(230)를 통해 측정된 전력량 정보를 증폭시켜 중앙 제어부(250)로 제공한다.
측정부(230)는 부하(300)로부터 소모되는 전력량을 실시간으로 측정하여 전력량 정보를 중앙 제어부(250)로 제공한다. 측정부(230)는 변류기(CT)와 변성기(PT)를 통해 주전원에서 부하(300)로 공급되는 전압 및 전류를 측정한다. 또한 영상변류기(ZCT)를 통해 누전 여부를 검출하여 증폭부(220)를 통해 중앙 제어부(250)로 제공한다.
중앙 제어부(250)는 증폭부(220)를 통해 입력되는 정보를 토대로 전기정보(전압, 전류, 역률, 유효전력, 무효전력, 전력량 등)을 계산한다. 계산된 정보는 표시부(240)를 통해 출력되거나, 통신부(280)를 통해 세대 단말기(900) 또는 월 패드(600)로 전송된다. 전기 사용량을 포함하는 이러한 정보는 실시간으로 사용자에게 제공됨으로써 사용자의 경각심을 일으켜 자발적으로 에너지 절약을 유도할 수 있다.
표시부(240)는 실시간 측정 전력량뿐만 아니라 전체 누적 전력량을 표시할 수도 있다. 이때, 누적 전력량은 특정 시간별 누적 전력량, 시간별 누적 전력량, 일별 누적 전력량, 주별 누적 전력량, 월별 누적 전력량, 연별 누적 전력량, 총 누적 전력량을 별도로 표시할 수도 있다. 또한, 누적 전력량을 요금으로 자동 환산하여 표시할 수도 있다. 이와 같이, 누적 전력량에 대한 요금을 포함하는 소비전력량 정보를 실시간으로 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전력 사용량을 절약할 수 있게 된다.
중앙 제어부(250)는 입력부(270)를 통해 일괄소등스위치(400) 또는 대기전력스위치(500)로부터 제공되는 제어신호를 입력받아 필요시 계전기 구동부(260)로 출력하여 부하(300)로 공급되는 전원을 차단하거나, 차단된 전원을 복귀시킨다. 이와 같이, 일괄소등스위치(400)를 통해 전원을 차단할 수 있도록 제공하여 사용자 외출시 일괄적으로 전등을 소등함으로써 불필요하게 낭비되는 전기 에너지를 줄일 수 있다.
중앙 제어부(250)는 사용자 패턴에 대응하여 기설정된 스케줄 정보에 따라 계전기 구동부(260)의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나 부하(300)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 이를 위해, 중앙 제어부(250)는 시간정보, 즉 클럭정보를 제공하는 클럭부(253)와, 스케줄 정보를 저장하는 저장부(252)와, 스케줄 정보와 시간정보를 비교 분석하여 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나 부하(300)로 공급되는 전원을 차단하는 처리부(251)를 구비한다.
예를 들어, 중앙 제어부(250)는 스케줄 정보와 시간정보가 일치하는 경우 시간정보에 응답하여 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하고, 이를 통해 부하(300)로 전원을 공급하거나 부하(300)로 공급되는 전원을 차단하고, 스케줄 정보와 시간정보가 일치하지 않는 경우 시간정보를 스케줄 정보로 갱신한 후 갱신된 시간정보에 응답하여 계전기 구동부(300)를 통해 계전기의 동작을 제어할 수 있다.
상기 스케줄 정보는 상기 사용자 패턴에 따라 주간 또는 월간 단위로 설정하고, 전원공급시간, 요일별 전원차단시간 및 전원공급/차단 동작주기를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 중앙 제어부(250)는 스케줄 정보의 전원공급시간에 응답하여 계전기 구동부(260)를 통해 대기전력차단상태에 있는 계전기를 일반동작상태로 복귀시키고, 스케줄 정보의 전원차단시간에 응답하여 계전기 구동부(260)를 통해 일반동작상태, 즉 부하(300)에 전원을 공급하는 계전기를 대기전력차단상태로 전환할 수 있다.
중앙 제어부(250)는 측정부(230)를 통해 측정된 전력량 정보를 비교 분석하여 부하(300)가 일반동작상태인지 대기전력차단상태인지를 판단하고, 전력량 정보를 통해 얻어진 일반동작상태에서의 동작정보를 이용하여 계전기 구동부(260)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해 중앙 제어부(250)는 시간정보, 즉 처리부(251)의 동작을 동기시키는 클럭정보를 제공하는 클럭부(253)와, 동작정보를 저장하는 저장부(252)와, 동작정보와 시간정보를 비교 분석하여 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나 차단하는 처리부(251)를 구비한다.
예를 들면, 중앙 제어부(250)는 동작정보와 시간정보가 일치하는 경우 시간정보에 따라 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나 부하(300)로 공급되는 전원을 차단하고, 동작정보와 시간정보가 일치하지 않는 경우 시간정보를 상기 동작정보로 갱신한 후 갱신된 시간정보에 따라 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
상기 동작정보는 일반동작상태에서의 사용시작시간을 요일별로 평균한 값일 수 있다.
또 다른 예로, 중앙 제어부(250)는 동작정보의 전원공급시간에 응답하여 계전기 구동부(260)를 통해 대기전력차단상태에 있는 계전기를 일반동작상태로 복귀시킨 후에도 부하(300)가 일반동작상태로 복귀되지 않았을 때에는 일정 설정시간(예를 들면, 10분 내지 60분) 후에 자동으로 대기전력차단상태로 전환되도록 제어할 수 있다.
일반적으로 종래기술에 따른 스마트 그리드 시스템에서는 대기전력차단상태에서 일반동작상태로 복귀시키는 경우 사용자가 대기전력차단용 콘센트를 수동 조작해야 한다. 하지만, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스마트 미터 제어기는 중앙 제어부(250)의 동작을 통해 사용자의 스케줄 또는 사용자 패턴 자동인식 기능을 통하여 자동으로 복귀가 가능하도록 하여 사용자의 불편을 최소화할 수 있다.
스케줄 설정은 스마트 미터 제어기(200), 월 패드(600) 또는 세대 단말기(900)에서 설정할 수 있다. 스케줄은 사용자 패턴에 따라 주간 또는 월간 단위로 설정할 수 있으며, 각 부하(300)의 전원공급시간(전원공급시작시간), 전원차단시간, 동작주기를 요일별 또는 특정일을 지정하여 동작하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 특정 부하를 18시부터 23시까지 매주 월요일에서 금요일까지만 전원을 공급하여 구동시키고, 특정일은 동작하지 않도록 설정할 수 있다. 즉, 특정일이 22일인 경우 22일이 월요일 내지 금요일에 포함된 경우 22일에는 동작하지 않도록 설정한다.
상기 예에서와 같이 사용자 패턴에 따라 스케줄 정보가 설정되었을 경우 스마트 미터 제어기(200)는 중앙 제어부(250)의 클럭부(253)로부터 시간정보를 읽어서 설정된 스케줄의 조건과 비교 판단하여 계전기 구동부(260)를 통해 계전기의 동작을 제어하여 부하(300)로 전원을 공급하거나, 부하(300)로 공급되는 전원을 차단한다.
패턴 자동인식 기능은 스마트 미터 제어기(200)의 다른 기능으로서, 자동인식 모드 설정시 스마트 미터 제어기(200)는 부하(300)의 전력량 정보를 비교하여 부하(300)가 일반동작상태인지 대기전력차단상태인지를 판단하고, 일반동작상태인 경우 사용시작시간을 요일별로 저장부(252)에 저장한 후 요일별 동작정보, 즉 동작시간정보를 평균처리하여 해당 시간에 자동으로 부하(300)에 전원이 공급되도록 복귀시킨다.
스마트 미터 제어기(200)는 패턴 자동인식 기능으로서 중앙 제어부(250)를 이용하여 좀더 효율적인 에너지 절감을 위해 자동복귀 상태에서 사용자의 패턴에 따른 최대 시간이 경과한 후에도 부하(300)가 일반동작상태로 복귀하지 않는 경우 설정시간(예를 들면, 10분에서 60분) 후에 자동으로 대기전력차단상태로 전환되도록 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 세대 단말기(900)는 터치 스크린(910), 무선통신부(920), 처리부(930), 배터리부(940)를 구비한다. 세대 단말기(900)는 터치 스크린(910)을 통해 현재 에너지 정보 및 대기전력차단상태를 표시하고, 사용자는 제어 명령을 입력한다. 또한, 세대 단말기(900)는 배터리부(940)를 내장하여 휴대용으로 사용할 수 있다.
세대 단말기(900)는 무선통신부(920)를 통해 세대 분전반 또는 별도의 설치 공간에 설치된 스마트 미터 제어기(200)로 연결된다. 사용자는 세대 단말기(900)의 터치 스크린(910)을 이용하여 스마트 미터 제어기(200)를 원격으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 터치 스크린(910)을 통해 부하(900)의 사용 전력량을 제공받고, 실시간으로 스마트 미터 제어기(200)의 계전기 구동부(260)를 제어할 수 있다.
월 패드(600)는 유선통신, 댁내망(예를 들면, RS-485)을 통해 스마트 미터 제어기(200) 및 게이트 웨이(700)와 연결된다. 월 패드(600)는 게이트 웨이(700)를 통해 홈 네트워크와 통신한다.
'홈 네트워크'라 함은 가정내 전자기기를 네트워크로 연결해 시간과 장소에 구애를 받지 않고 자유롭게 사용할 수 있도록 하는 물리적 네트워크 기술을 의미한다. 홈 네트워크 구축 대상은 아날로그가 아닌 디지털 기기로 인터넷으로 작동이 가능한 냉장고나 세탁기, 디지털 TV, 디지털 캠코더, 카메라, 컴퓨터, 에어콘 등이 모두 연결될 수 있다. 전송 기술로는 유무선 기술이 모두 활용될 수 있으며, 무선 기술로는 RF(Radio Frequency)를 이용한 홈 RF, 블루투스(bluetooth), 무선 LAN(Local Area Network), 적외선을 이용한 IrDA(Infrared Data Association) 등이 있다.
홈 네트워크는 다양한 유무선 기술을 적용한 댁내의 개인용 컴퓨터, 가전기기, 제어기기, 각종 시설 등은 물론 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등을 통합한 네트워크이다. 홈 네트워크는 외부의 공중 네트워크와 접속되고, 그의 일부로서 존재한다. 따라서, 댁내 또는 댁외, 위치에 상관없이 각종 서비스를 제공받고 제어할 수 있을 뿐만 아니라 비상상황이 발생했을 때 이를 통보받고 이에 대한 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
홈 네트워크는 PLC(Power Line Communication), 이더넷(ethernet), 홈 PNA(home Phoneline Networking Alliance), IEEE 1394 등과 같은 유선기술과, IEEE 802.11 WLAN(Wireless Local Area Network), IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network), UWB(Ultra-WideBand) 등과 같은 무선기술, UPnP(Universal Plug and Plug), HAVi(Home Audio Video Interoperability), JINI, HNCP(Home Network Control Protocol) 등 홈 네트워크 미들웨어(Home Network middleware), 그리고 이들을 기반으로 하는 게임이나 영화에 이르기까지 각종 서비스 기술 등을 포함할 수 있다.
게이트 웨이(700)는 홈 네트워크 서비스를 제공하기 위해 다양한 유무선 통신망과 연결된다. 이때, 유무선 통신망은 PSTN(Public Switched Telephone Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), FTTH(Fiber To The Home), 이동 통신망 등을 포함한다.
게이트 웨이(700)는 유무선 통신망을 통해 제어장치들, 예를 들면 개인용 컴퓨터(810), 휴대 정보 단말기(820), 이동전화(830), 웹폰, 리모콘 등과 통신할 수 있다.
게이트 웨이(700)는 월 패드(600) 혹은 리모콘에 연결된다. 이에 따라, 사용자는 월 패드(600)의 터치 스크린(630) 입력장치를 이용하거나, 혹은 자신이 소지하고 있는 제어장치들을 이용하거나, 혹은 리모콘의 입력버튼을 통해 대기전력을 제어할 수 있다. 이때, 제어장치들은 유무선 통신망을 통해 게이트 웨이(700)와 연결되고, 리모콘은 게이트 웨이(700)용 전용 리모콘으로 직접 게이트 웨이(700)와 연결될 수 있다.
월 패드(600)는 제1 및 제2 통신부(610, 620), 터치 스크린(630) 및 처리부(640)를 구비한다. 제1 통신부(610)는 RS-485로서 스마트 미터 제어기(200)와 연결되고, 제2 통신부(610)는 게이트 웨이(700)와 연결된다. 월 패드(600)는 현재 사용량, 적산 전력량 및 상태 등 제반 전기정보를 터치 스크린(630)으로 표시 및 제어명령을 입력할 수 있고, 입력된 제어명령은 제1 통신부(610)를 통해 스마트 미터 제어기(200)의 통신부(280)로 전달된다. 제2 통신부(620)는 홈 네트워크 또는 인터넷으로서 게이트 웨이(700)와 연결되며, 사용자는 개인용 컴퓨터(810), 휴대 정보 단말기(820), 이동전화(830), 웹폰, 리모콘 등을 이용하여 유무선 통신망을 통해 통신할 수 있다.
지금까지 설명한 내용을 토대로 부하(300)에 연결된 전기제품이 대기모드 상태에 있는 경우 대기전력차단방법과 일반동작상태로 복귀하는 방법을 간단하게 설명한다.
전등 또는 콘센트에 연결된 전기제품이 대기모드상태에서 스마트 미터 제어기(200)가 자동차단모드로 설정된 경우, 5분 내지 10분 후 해당 부하를 자동으로 차단한다. 즉, 자동차단모드에서는 스마트 미터 제어기(200)는 설정된 시간에 응답하여 계전기 구동부(260)를 제어하여 부하(300)로 공급되는 전원을 자동으로 차단한다.
또한, 전등 또는 콘센트에 연결된 전기제품이 대기모드상태에서 스마트 미터 제어기(200)가 수동차단모드로 설정된 경우, 월 패드(600) 또는 세대 단말기(900)에 차단가능상태를 통보하고 사용자의 명령을 기다린다. 사용자가 일반동작상태로의 복귀를 원할 경우 월 패드(600)나 세대 단말기(900) 또는 대기전력 스위치(500)에서 수동으로 복귀할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전자식 세대 분전반 시스템에서는 대기전력 차단된 상태를 자동으로 복귀시킬 수 있도록 스케줄 기능 및 사용자 패턴 자동인식 기능이 있어 사용자는 필요한 시간에 별도의 조작없이 전기제품을 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 세대 분전반
200 : 스마트 미터 제어기
300 : 부하
400 : 일괄소등스위치
500 : 대기전력스위치
600 : 월 패드
700 : 게이트 웨이
800 : 이동통신망
900 : 세대 단말기

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 부하에서 소비되는 전력량을 측정하여 전력량 정보를 제공하는 측정부;
    대기전력차단상태 또는 일반동작상태에 따라 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 계전기;
    상기 계전기의 동작을 제어하는 계전기 구동부; 및
    일반동작상태에서 상기 측정부를 통해 측정된 전력량 정보를 토대로 상기 부하가 동작하는 사용시작시간을 요일별로 저장한 후 요일별 사용시작시간을 평균처리하여 얻어진 동작정보와, 상기 측정된 전력량 정보에 따라 상기 계전기 구동부를 제어하여 상기 일반동작상태 또는 대기전력차단상태로 전환하는 중앙 제어부를 구비하고,
    상기 중앙 제어부는,
    시간정보를 제공하는 클럭부;
    상기 동작정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 동작정보와 상기 시간정보를 각각 제공받아, 상기 동작정보와 상기 시간정보가 일치하는 경우 상기 시간정보에 따라 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하고, 상기 동작정보와 상기 시간정보가 일치하지 않는 경우 상기 시간정보를 상기 동작정보로 갱신한 후 갱신된 시간정보에 따라 상기 계전기 구동부를 통해 상기 계전기의 동작을 제어하여 상기 부하로 전원을 공급하거나 차단하는 처리부를 구비하되,
    상기 처리부는,
    상기 부하가 동작하지 않아 상기 대기전력차단상태로 동작하는 상태에서, 상기 동작정보에 따라 상기 계전기 구동부를 제어하여 상기 일반동작상태로 복귀시킨 후, 상기 측정부를 통해 측정된 전력량 정보를 비교 분석하여 상기 부하가 동작하지 않는 것으로 판단되면 자동으로 설정시간 후 상기 대기전력차단상태로 전환하는 스마트 미터 제어기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 5 항의 스마트 미터 제어기; 및
    상기 스마트 미터 제어기와 유선 또는 무선통신을 통해 연결되어 상기 스마트 미터 제어기를 원격에서 제어하는 세대 단말기 또는 월 패드를 구비하는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스마트 미터 제어기를 수동 조작하여 상기 부하의 전등을 일괄 소등하는 일괄소등스위치; 및
    상기 스마트 미터 제어기를 수동 조작하여 상기 계전기 구동부를 제어하는 대기전력스위치
    를 더 구비하는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 세대 단말기는 상기 스마트 미터 제어기와 무선통신을 통해 연결되어 상기 스마트 미터 제어기의 계전기 구동부를 원격으로 제어하는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 월 패드는 유선통신을 통해 상기 스마트 미터 제어기와 연결되고, 액세스망을 통해 게이트 웨이와 연결되어 홈 네트워크 서비스를 제공하는 지능형 전자식 세대 분전반 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 스마트 미터 제어기는 세대 분전반 내에 설치된 지능형 전자식 세대 분전반 시스템.
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