KR101073114B1 - 비내구재에 대한 수요 자동 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

전기 에너지, 가스, 열 에너지 및 민물과 같은 비내구재에 대한 수요의 자동 관리가 멀티 유틸리티 제공자(20)와 복수의 각각의 최종 사용자들(5) 간의 2-방향 통신 네트워크에 의해 제공된다. 최종 사용자 구내의 전문 전자 박스들(27,28)은 멀티 유틸리티 제공자(20)로부터 방송 다운링크 신호들을 수신하고, 검침 행동을 시작하고, 순간 또는 반(semi) 순간의 비내구재 소비값을 포함하는 업링크 리턴 신호들을 멀티 유틸리티 제공자에게 전송함으로써, 멀티 유틸리티 제공자의 비내구재 가격에 총제적으로 영향을 준다.
Figure R1020057023374
멀티 유틸리티, 비내구재, 가격 조정, 원격 검침, 최종 사용자

Description

비내구재에 대한 수요 자동 관리 방법 및 시스템{A METHOD AND A SYSTEM FOR AUTOMATIC MANAGEMENT OF DEMAND FOR NON-DURABLES}
본 발명은 전력, 가스, 열 에너지, 민물(fresh water) 등과 같은 비내구재(non-durables)에 대한 수요 자동 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 추가의 양상들에서, 본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램물, 제어 방송 신호 및 데이터 복귀 통신 신호에 관한 것인바, 이들 모두는 본 발명의 방법 및 시스템에 사용하기 위한 것이다.
전기 에너지 소모는 세계적으로 증가하고 있지만, 새로운 전력 전송 및 전력 분배 네트워크 그리고/또는 에너지 생성 능력에 투자는 점점 어려워지고 있다.
이는 CO2 방출 형태의 환경상에 증가한 부하를 포함하는 인자들, 및 규제해제된(deregulated) 그리고/또는 급변하는 에너지 시장들에 투자를 하지 않으려는 것에 기인한다.
이러한 사실에 기하여, 최근 몇 년 동안 전력 생성, 전송 및 분배 전력 네트워크들에 관하여, 전력 회사, 규제 단체들, 환경 단체들 및 정부 기관들에 의해 설치된 자산의 더욱 최적화된 이용을 달성하는데에 상당한 관심이 있었다. 또한, 모 든 타입의 최종 사용자들에 대한 총 에너지 사용 및 소모의 더욱 최적화된 이용이 그 사용자들, 환경 단체들, 정부 기관들에 의해 의제(agenda)로 놓여졌다.
생성, 전송 및 분배 능력은 전력 네트워크의 고장, 전력 시스템 운영자들에 의해 수행된 오작동들, 전력 네트워크에서 구성요소들의 기능부전(malfunctioning) 또는 다른 불예측 교란들 등으로 인한 있을 수 있는 예기치않은 공급정지(outage)를 처리하는 생성 및 전송에서의 추가 능력(또는 보안 마진)을 갖는 설치된 피크 전기 부하에 따라 치수화된다. 전세계의 거의 모든 전력 시스템 운영자에 대한 표준 관례(standard practice)는, 만일 하나의 주요 구성요소가 교란들 때문이나 계획된 공급정지 때문에 서비스해제된(out of service) 경우 전력 시스템이 보안의, 안전하고 신뢰성있는 전력 공급기로 복귀하는 것이다. 이 보안 마진은 N-1 기준으로서 표시된다.
전력 시스템들의 대부분은 24시간 동안 연결된 전기 부하에 큰 변화를 갖는다. 전력 케이블들, 오버헤드 라인들, 트랜스포머들 및 스위치 장비들과 같은 전력 그리드(power grid) 주요 구성요소들은 모두 전력 시스템의 피크 전기 부하를 견디도록 설계되어야 한다. 이 피크 전기 부하들은 통상적으로 단지 24 시간 동안의 기간의 수 퍼센트에 대하여만 발생한다. 평균 전기 이용에 대해, 피크를 벗어난(off-peak) 전기 부하는 전기 피크 부하의 3분의 1이다.
전기 부하 수요를 충족하는 잘 알려진 방식은 전기 부하 커브의 피크 쉐이빙(peak shaving), 즉 수요측 관리(DSM)이다. 이 방식은 전력 시스템의 이용도 및 효율성을 증가시키려는 것이며, 이에 따라 전송 또는 분배 시스템, 그리고/또는 설치 된 생성 능력에 투자를 지연시킨다.
DSM을 수행하는 방식들 중 하나는 2-방향 통신 시스템(2WC 시스템)을 사용하는 것이다. 2WC 시스템들에 대한 기술 및 완성된 솔루션들이 수년 동안 미국 및 세계적인 시장에서 이용가능하게 되었다. 2WC 시스템들은 전기 유틸리티 또는 다중 유틸리티와 최종 사용자들 간의 직접 통신 경로 및 그 역경로를 확립하는 통신 인프라구조 시스템이다.
미국 특허 제 4,264,960호는 전력 전기 유틸리티가 부하 쉐이빙(load shaving) 및 부하 지연(load deferral)을 포함하는 부하 관리 철학(philosophy)을 용이하게 하기 위한 고객의 부하들에 대한 직접 제어를 허용하게 하는 방법 및 시스템을 설명한다. 이 시스템은 마스터 국, 및 고객의 부하들에 위치되며, 고객의 부하들의 온 및 오프 시간들을 제어하도록 연결된 복수의 원격 수신기 유닛들을 포함한다. 원격 수신기 유닛들은 전력 네트워크 라인들에 도입된(injected) 펄스 코드 신호들로 구성되는 하부국들로부터의 신호에 의해 제어된다.
미국 특허 제 4,360,881호는 피크 시간들 동안에 에너지 소모를 감소하기 위한, 유틸리티 회사에 의해 사용하기 위한 에너지 소모 제어 및 방법에 관한 것이다. 이 시스템은 하나 이상의 식별가능 제어 코드들을 선택적으로 생성하는 중앙 코드 신호 생성기와, 이 제어 코드들을 기존 상업 방송국의 반송파에 인가(impress)하기 위한 다중화기와, 및 각각이 상기 제어 코드들 중 하나의 수신하에서 선택된 기구(appliance)들의 연결해제를 위해 선택된 고객 위치에 배치된 복수의 무선 수신기들을 포함한다. 각 수신기는 상기 신호 코드들 중 하나의 수신을 검 출하기 위한 신호 검출기 및 하나의 상기 제어 코드들의 검출하에서 고객들의 선택된 기구들을 연결해제(disconnecting) 하기 위한 연결해제 스위치를 포함한다. 타이머가 소정의 시간 기간에 대한 상기 제어중 하나를 검출한 이후에 연결해제 스위치의 동작을 유지하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 마이크로프로세서 구성상에 래칭 릴레이(latching relay)가 제 2 제어 코드 전송이 검출될 때까지 이 기구들이 연결해제로 남아있을 경우에 사용될 수 있다.
미국 특허 제 4,686,630호는 중앙국 제어기로부터의 부하 발산(load shedding) 정보를 기존 전화선들을 통해 하부국 제어기로 통신하는 부하 관리 제어 시스템 및 방법을 설명한다. 이 하부국 제어기는 엔코딩된 스텝 전압 신호들을 전력선을 통해 부하 제어 수신기로 송신한다.
부하 쉐이빙을 포함하는 전력 및 에너지 관리를 위한 시스템들 및 방법들은, 통신 신호들을 엔코딩 또는 디코딩하기 위해 종종 특정 설계된 디바이스들의 하나 이상의 세트들이 전력 네트워크의 고전압부에 연결되도록 요구된다는 결점을 갖는다. 자동 전기부하 관리를 위한 기존 시스템들은 또한 종종 하나 이상의 개별 통신 인프라구조들을 요구하며, 이들 중 다수는 시간에 기초한다. 하지만, 만일 예를 들어, 피크 부하가 하루 중 예상치않은 시간에서 발생하는 경우, 이러한 시간 기반 시스템은 전기 부하를 감소하거나 제거(smooth)하는데 실패하게 될 것이다.
전기 부하들의 발산에 기초한 기존 전력 관리 시스템들에서 잘 알려진 결점은 전력 시스템의 복구와 동시에, 재연결될 전기 부하 크기가 사실상 알려져 있지 않다는 것이다. 결과적으로, 부하 발산 이후의 복구는 오랜 시간이 걸리는 경향이 있다. 발산된 전기 부하들은 새로운 문제들 및 가능한한 추가 부하 연결해제를 초래할 전력 시스템에서의 새로운 교란의 생성을 피하기 위해 소정 방식으로 신중한 모니터링하에서 하나씩 재에너지화되어야 한다.
일부 최근 시스템들은 인터넷 통신 그리고/또는 인터넷과 관련된 표준들에 기초한 개선점을 갖는다. 미국 특허 제 5,862,391호는 하나 이상의 DDE 서버들(동적 데이터 교환)에 접속된 Modbus 필드 버스를 통한 버스 통신을 위해 장착된 컴퓨터들을 포함하는 확장성 전력 관리 시스템을 설명한다. 이 컴퓨터들은 전력 사용/소모의 선택된 양상들을 모니터링하여 제어하는데 관련된 다양한 소프트웨어 패키지를 포함한다. 이더넷 LAN(근거리망들)을 통한 TCP/IP(전송 제어 프로토콜)을 사용한 통신들이 설명된다. 범용 전기 EPM3720 소모 검침 유닛과 같은 필드 디바이스들이 Modbus RTU 프로토콜을 사용한 DDE 서버 수행 전력 관리 기능들에 의해 연속적으로 폴링(polling)되는 것으로 설명된다.
EP 814 393 A1은 감독 및 제어를 위해 전기 구성요소들, 주로 가정에서의 기구와 통신하는 방법의 일부로서 인터넷의 사용을 설명한다. 이 방법 제어 신호들에 통신을 위해 전력 분배 네트워크상에 중첩(superimpose)된 신호의 사용과 더불어 각 기구들에 추가될 지능형 소켓을 요구한다.
US 2002/0010690 A1은 에너지 정보 시스템 및 이와 더불어 사용하기 위한 하부-측정 보드를 설명한다. 일반적으로, 이 개시는 통신 인에이블된 에너지 정보 시스템 및 이와 더불어 사용하기 위한 하부 측정들에 관한 것이다. 특히, 이 개시는 고객의 분배 부하 패널의 개별 회로의 전력 소모들을 측정하여, 고객의 다른 검침 된 유틸리티들의 누적된 주기적 소모 데이터를 제공할 수 있는 하부 측정 보드를 갖는 에너지 정보 시스템에 관한 것이다. 특히, 이 개시는 실내에서 사용을 위해 에너지 정보 서비스 제공자에 의해 액세스가능하며, 고객이 난방, 에어콘, 조명 등과 같은 특정 회로 부하들의 에너지 사용을 모니터링하기 위해 액세스가능한 포맷으로 프로세싱하기 위해, 개별 전기 회로의 부하 프로파일 데이터를 에너지 정보 서비스 제공자로 역전송하며, 누적 주기 소모 데이터를 전기, 가스 및 수돗물과 같은 모든 고객의 검침된 유틸리티에 제공할 수 있는 에너지 정보 시스템에 관한 것이다.
WO 01/73628 A1은 소비품 비내구재, 특히 전기, 가스 및 수돗물을 검침하기 위한 방법 및 시스템을 설명한다. 이 개시는 검침기 위치와 중앙 데이터 베이스 간의 원격 통신을 사용하여 소비품, 특히 전기, 가스 및 수돗물의 검침, 즉 측정 및 측정 파라미터 보고를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
US 2001/0010032 A1은 에너지 관리 및 자동화 시스템의 구축을 설명한다. 본 발명은 가정 또는 비즈니스 자동화 분야, 및 전력 분배 관리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 발명은 주거용 및 상업용 부지의 전기 부하들의 수요측 관리를 위한, 및 그 밖의 이들 부하들의 제어를 위한 컴퓨터 제어 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 바람직하게 제어 컴퓨터와 부하들 간에 통신을 위한 부지들 내의 전력선 캐리어(PLC) 기술, 및 유틸리티 회사에 의해 공급된 설비의(즉, 고객의) 로컬 전력 검침계와 통신을 위한 PLC 또는 RF 기술을 사용한다.
NO 314557은 제어 및 통신을 위한 방법을 설명한다. 이 발명은 전력 생성, 전송 네트워크 및 분배 네트워크의 모니터링 및 제어에 연결된다. 특히, 이 발명은 중간 전압(medium voltage) 전력 분배 네트워크에 연결된 중간 전압 디바이스들의 제어를 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램이다.
US006102487A는 중앙 설비가 많은 최종 사용자 위치들에서 전기-난방 디바이스들을 제어하는 시스템을 개시한다. 각 최종 사용자는 하루 동안의 바람직한 온도 프로파일을 설정한다. 이 정보는 인터넷과 같은 데이터 네트워크를 통해 중앙 설비에 업로딩된다. 모든 최종 사용자들의 프로파일들을 전력 그리드 성능에 상관함으로써, 중앙 설비는 각 최종 사용자에 대한 실제 전력 프로파일을 결정한다. 실제 전력 프로파일들은 이후에 난방 디바이스들을 턴온 또는 턴오프하기 위해 사이트들로 보내진다. 이 다운링크를 위해, 이동 무선 통신이 사용되며, 그리고 각 사이트에 두 전화 번호들-개별 번호(각 사이트에 고유함), 및 그룹 번호(여러 사이트들 간에서 공유됨)가 할당되는 것이 제안된다.
여러 통신 네트워크들의 사용을 결합하며 전력 그리드의 성능을 고려하지만은, US006102487A에서의 이 발명은 많은 결점들을 갖는다:
ㆍ상당한 기술을 가진 사람(훈련된 기술자)이 각 사이트에 필요한 장비를 설치해야 하는데, 이는 넓은 스케일 배치(또는 거대 시장)가 느리며 고비용임을 의미한다.
·이 발명은 전적으로 전기 난방에 집중된다.
·전화망이 제한된 성능을 갖기 때문에, 다수의 최종 사용자들 및 다른 타입의 부하로의 확장은 어렵다.
·최종 사용자들의 프로파일들(이들이 가정에 있는지 등에 관계없이, 이들의 에너지 사용 습성을 의미함)이 중앙 설비에 보고되기 때문에 프라이버시 문제가 있다.
일반적으로, 모든 최종 사용자들의 위치에서 비내구재들에 연결된 검침 디바이스들의 판독은 전력 생성 회사들, 다중 유틸리티(전기 유틸리티, 열 에너지 유틸리티, 민물 유틸리티, 가스 유틸리티 등), 도매업자, 서비스 제공자(SP), 에너지 서비스 제공자(ESP) 또는 하나 이상의 비내구재들을 최종 사용자에게 전달하는 다른 플레이어들의 비즈니스에 중요한 관심을 갖는다.
전기 에너지 전달에 관하여, 최종 사용자의 위치에서 전기 검침 디바이스들의 판독은 전기 유틸리티 및 도매업자들의 비즈니스에 중요한 관심을 갖는다. 초기에, 전기 유틸리티 자체가 다른 최종 사용자의 설치물들을 방문함으로써 수동으로 전기 검침기의 판독들 수행한다.
상기의 시스템들, 디바이스들 및 방법들이 이들이 의도한 목적에 적합하지만은, 이들 발명들은 상업용 무선에 의한 통신 인프라구조의 사용에 의해 에너지 비즈니스의 모든 플레이어들을 고려하는 임의의 2-방향 에너지 정보 시스템을 개시하지 않는다.
본 발명은 임의의 기존의 AMR 구성을 배제하지 않는다. 사실상, 만일 AMR이 이미 지리적 영역에 배치된 경우, 본 발명은 단순히 이 AMR을 비내구재들의 소모(시간으로 소모)를 로컬 다중 유틸리티 그리고/또는 서비스 제공자의 백 오피스에 통신하기 위한 업스트림 경로로서 사용한다. 하지만, 전형적 AMR 배치는 느리며, 고비용이며, 많은 경우들에서 기술적으로 신뢰할 수 없다. 이러한 이유들에 대해, 본 발명은 2WC 시스템의 업스트림 경로를 구축하기 위한 저 비용 수단을 설명한다.
따라서, 에너지 소모의 주기적 측정 수행 및 데이터 또는 임의의 다른 타입의 정보의 로컬 다중 유틸리티 그리고/또는 서비스 제공자(SP)로 역전송을 위한, 최종 사용자의 비내구재들의 제어, 다중 유틸리티(그리고/또는 서비스 제공자(SP))와 최종 사용자들간의 임의의 타입의 정보 교환을 위한 저비용인 효율적인 2-방향 통신 시스템이 필요하다.
본 발명이 수요측 관리(DSM) 및 검침기 판독에 전통적으로 관련된 문제들에 관한 것이지만은, 본 발명은 최종 사용자들이 시간에 따라 변하는 가격(예를 들어, 현물 가격)에서 에너지를 구입하는 전력 시장들에서 광범위한 내포를 갖는다.
규제가 해제된 세계에서, 전기 가격은 경매에 의해 설정되며 매우 변덕스럽다. 현물 시장에서 구입하여 고정율(fixed-rate)로 최종 사용자들에 재판매하는 전력 회사들에 대해, 가격 급등은 경제적 손실 및 파산을 초래할 수 있다. 시장 가격을 지불하는 최종 사용자들에 대해, 소모를 조정하기 위한 시간적 가격의 감시 불능은 매달 높은 요금이 부과됨을 의미할 수 있다.
가치 제안은 하기와 같이 명시된다:
·최종 사용자에 대해, 낮은 에너지 요금
·사회에 대해, 보다 효율적인 에너지 사용; 인프라구조에 과잉 투자를 피한다; 에너지 보존 및 대안 에너지를 보충물.
본 발명은 모든 최종 사용자들이 실시간으로 가격을 감시하게 하며, 따라서 가격이 너무 높을 때에 에너지 사용을 줄인다. 그 결과는 경제학자들이 “가격 응답”(탄력적) 수요 커브로 지칭하는 것이다. 모든 또는 대부분의 최종 사용자들이 실행에 참여하는 경우, 공급 부족 동안의 작은 수요 감소는 가격을 탄력적으로 할인할 수 있음이 잘 알려져 있다. 이는 최종 사용자들에 대한 낮은 에너지 요금을 의미할 뿐만 아니라 이들에게 에너지 판매자에 대한 전체적으로 할인된 전력을 제공한다.
다른 중요한 인자들은, 전기 유틸리티, 열에너지 유틸리티, 수돗물 유틸리티 그리고/또는 가스 파이프라인들을 소유하는 지자체, 정부 기관들 또는 개인 엔티티들이 동작, 관리 및 유지보수 내에서 상승작용(synergy)을 찾는 것이다. 모든 다른 비즈니스들이 네트워크들의 동작을 처리하기 때문에, 이는 타당하다. 따라서, 이들 중 일부는 비내구재들을 최종 사용자들에 전달하는 전기 유틸리티, 열에너지 유틸리티, 민물 유틸리티, 가스 유틸리티 등 모두를 조직하는 다중 유틸리티로서 지칭되는 새로운 회사 구조들을 형성한다. 이러한 환경에서, 비내구재들은 하기의 전달을 포함한다:
·특정 시간 기간에서 Mwh(전기 유틸리티)
·소정 시간 기간의 온도(T)에서 ㎥(열 유틸리티)
·소정 시간 기간에서 민물 ㎥(민물 유틸리티)
·소정 시간 기간에서 천연 가스의 표준 ㎥(가스 유틸리티)
·소정 시간 기간에서 다른 타입의 연료들의 표준 ㎥
네트워크의 동작 및 유지보수를 또한 처리하는 다른 타입의 비즈니스가 광대 역 네트워크, 섬유 통신 네트워크 등을 포함하는 통신 비즈니스이다. 따라서, 이런 타입의 네트워크 및 비즈니스는 다중 유틸리티에 의해 조직되고 운영될 수 있다.
비내구재를 최종 사용자들에게 제공하는 이런 타입의 네트워크들은 토폴로지(topology)에 관하여 전기 네트워크에 유사하며, 운영자들은 비내구재들의 최종 사용자들에 전달을 보증해야 한다. 동작 지점의 견지에서, 운영자들은 혼잡을 처리하고, 전달을 보증해야 하는데, 이는 전력 네트워크의 동작에 견줄만하다.
현재에, 하기 내용이 수반된 낮은 노동 비용으로 다른 비내구재들의 검침기 판독을 수행하는 다른 방식들이 존재한다: 최종 사용자들은 승락된 계획에서 자신의 검침기들을 판독하며, 메일, 이메일, 인터넷을 통해 다른 비내구재들의 소모 값을 제시하거나, 다중 유틸리티 또는 다른 서비스 제공자들이 자동 원격 검침(AMR)을 수행한다. AMR은, 주기적으로 판독을 수행하며 통신 인프라구조에 의해 비내구재들의 소모를 최종 사용자들에게 전송하는 시스템이다. 이에 따라, 본 발명은 비내구재들을 최종 사용자들에게 제공하는 네트워크들에 응용가능하다.
본 발명은 2-방향 통신 시스템을 개시하는 바, 이 시스템은 멀티 유틸리티(그리고/또는 서비스) 제공자와 최종 사용자 간에 그리고 그 반대의 경우 간에 정보의 교환을 제공하는, 즉 2WC 시스템을 형성하는 다운스트림 통신 경로 및 업스트림 통신 경로를 제공하는 적어도 2개의 서브 시스템으로 이루어진다.
본 발명은 하기의 다운스트림 통신 경로 및 업스트림 통신 경로를 제공하는 2개의 목적을 갖는다.
다운스트림 통신 경로: RDS/RBDS, DAB(RDS=무선 데이터 시스템, RBDS=미국에서 이용되는 무선 방송 데이터 서비스, DAB=디지털 오디오 방송), 인터넷 기술, 다른 어떠한 유선 또는 무선 통신 기술 또는 그 결합을 이용하여 상업 방송과 호환가능한 현대의 통신 프로토콜의 안전한 제어 신호들에 의해, 멀티 유틸리티(전기 유틸리티, 열 에너지 유틸리티, 가스 유틸리티, 민물 유틸리티 또는 결합) 그리고/또는 에너지 서비스 제공자(ESP) 그리고/또는 서비스 제공자(SP)로부터, 비내구재를 전달하는 네트워크에 접속된 1명 또는 그 이상의 최종 사용자들에게 제어 신호 또는 다른 어떠한 타입의 데이터를 전송하기 위한 전자 디바이스 및 알고리즘으로 이루어지는 방법, 시스템.
업스트림 통신 경로: 인터넷 기술 또는 다른 어떠한 유선 또는 무선 통신 기술 또는 그 결합과 호환가능한 현대의 통신 프로토콜의 안전한 데이터 전송에 의해, 최종 사용자로부터, 멀티 유틸리티(전기 유틸리티, 열 에너지 유틸리티, 가스 유틸리티, 민물 유틸리티 또는 결합) 그리고/또는 에너지 서비스 제공자(ESP) 그리고/또는 서비스 제공자(SP)로 어떠한 타입의 데이터의 전송 및 자동 원격 검침(automatic meter reading: AMR)을 위한 전자 디바이스 및 알고리즘으로 이루어지는 방법, 시스템.
상기 목적 및 다른 목적은 제 1 항에 따른 방법, 제 20 항에 따른 시스템, 제 34 항에 따른 컴퓨터 프로그램물, 제 36 항에 따른 제어 방송 신호 및 제 40 항에 따른 데이터 통신 신호에 의해 구현된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 종속항들에 기재되어 있다.
첨부된 청구항에서, 용어 "멀티 유틸리티 제공자"는 전력, 열 에너지, 민물, 가스 및 다른 타입의 연료중에서 적어도 1개의 제공자를 나타내고, 이는 또한 그 의미 내에 서비스 제공자(SP) 및 에너지 서비스 제공자(ESP)를 포함한다.
장점
본 발명의 장점은, 상업적인 무선 방송 제공자를 이용하여 전력 시스템의 전력 수요의 관리가 자동화될 수 있다는 것에 있는 바, 최종 사용자에 대한 즉각적인 액세스는 이미 존재하는 통신 인프라구조를 이용한다. 상업적인 무선 방송은 전세계적으로 잘 확립되어 있는 기술로서, 액세스 속도가 빠른데, 그 이유는 거의 모든 위치에서 무선 신호들을 이용할 수 있게 됨에 따라, 대부분의 최종 사용자들에 대해 무선 신호들을 이용할 수 있기 때문이다. 이러한 기술은 저비용으로 구매할 수 있고, 용이하게 설치되고, 용이하게 교환되고, 그리고 예를 들어 보다 작은 분리된 공급자 시스템 및 유사한 설비를 포함하는 중간 전압 네트워크의 경제적인 자동화를 가능하게 한다.
본 발명의 특정한 경제적인 장점은 고전압선으로부터 특별한 하드웨어 디바이스 엔코딩 또는 디코딩 신호들이 요구되지 않는 것에 부분적으로 기인한다. 다른 경제적인 장점은 사설 소프트웨어 대신 보다 낮은 가격의 개방된 표준 하드웨어 및 소프트웨어의 이용을 가능하게 하는 상업적인 방송의 이용으로부터 비롯된다.
본 발명의 다른 중요한 장점은, 본 발명에 따른 부하 쉐이빙(load shaving)에 의해 차단되었던 부하들의 복구가 본 발명에 따른 부하 관리 시스템에 의해 신속하고 안전한 방식으로 이루어질 수 있다는 것이다. 이는, 복구되어야 하는 쉐이빙된 부하의 크기가 알려짐에 따라, 쉐이빙된 부하의 복구시 최대 전기 부하 전력 수요가 또한 알려지기 때문이다. 따라서, 자동 계산이 수행됨으로써, 전력 수요와 네트워크 내에서의 이용가능한 전력 간의 관계가 소정값에 이르자 마자, 쉐이빙되었던 부하들의 복구가 자동으로 진행될 수 있게 된다. 이러한 장점에 의해, 본 발명에 따른 전력 관리 시스템이 국가적인 측면에서 최종 사용자들에게 보다 잘 수락될 수 있게 하는데, 그 이유는 소등(black out)(정전) 이후 전력의 복구와 관련된 긴 지연없이 보다 큰 전기 부하의 매끄러운 복구가 가능해지기 때문이다.
다른 장점은, 기존의 전력 분배 시스템이 본 발명에 따른 접속 포인트 디바이스 및 컴퓨터 프로그램물에 의해 간단하고 경제적으로 개선될 수 있다는 것이다.
본 발명에 의해 제공되는 장점은, 사용자들에게 자신들의 예산에 따라 에너지를 구입할 수 있는 완전한 유연성을 제공한다는 것이다. (불충분한 자원으로 인한 것이든, 아니면 일부 판매자들에 의한 시장 조작에 의한 것이든 간에) 에너지의 가격이 비쌀 때, 본 발명은 최종 사용자들이 자신들의 소비를 자동으로 줄일 수 있게 한다. 작은 감소만으로도 가격을 하락시키기에 충분하다. 이는 전기의 최종 사용자들이 더 이상 지배되는 최종 사용자들이 아님을 의미하며, 이들은 제조업자 및 판매자에 대해 단체 교섭력을 갖게 된다.
가스, 다른 타입의 연료, 열 에너지 및 민물 등의 다른 유틸리티 네트워크에 있어서, 상기 설명한 2WC 시스템을 이용하는 것의 장점은 낮은 설비 비용, 신속한 배치 시간 및 낮은 가변 비용이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 중앙 집중 전력 발생 유닛(들), 분배된 전력 발생 유닛들(DG), 전력 전송 네트워크, 1차 및 2차 전력 분배 네트워크, 최종 사용자의 서로 다른 기능 레벨을 나타낸 개략도이다.
도 2는 중앙 집중 전력 발생 유닛들, 분배된 전력 발생 유닛들, 전력 전송 네트워크, 1차 및 2차 전력 분배 네트워크, 및 주거의, 상업적인 그리고 산업적인 최종 사용자들을 포함하는 전력 네트워크에 있어서의 기능들을 나타낸 개략도로서, 상기 전력 네트워크에 포함되는 모든 것들은 상업적인 무선 방송 네트워크, 임의의 다른 정보 네트워크 또는 결합에 의해 함께 접속된다.
도 3은 중간 전압 및 고 전압 설비 및 기능들, 그리고 전력 네트워크 및 전압 분배 발생 유닛들(DG)에 있어서의 주택의 최종 사용자, 농민 최종 사용자, 시골집의 최종 사용자, 상업적인 최종 사용자 및 산업적인 최종 사용자에 대한 전력 분배를 나타내는 개략적인 계층도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 분배 부분에 접속된 주택의 최종 사용자의 개략선도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 서브 전송 부분에 접속된 상업적인 최종 사용자들의 대응하는 개략선도이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 분배 부분에 접속된 산업적인 최종 사용자들의 대응하는 개략선도 이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 서브 전송 부분에 접속된 분배 발생기 유닛(DG)의 개략선도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 분배 부분에 접속된 분배 발생기 유닛(DG)의 대응하는 개략선도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 접속 포인트 디바이스를 갖도록 구성된 전력 네트워크의 분배 부분에 접속된 분배 발생기 유닛(DG) 및 주택의 최종 사용자들의 대응하는 개략선도이다.
도 7은 종래 기술에 따라 최종 사용자들의 에너지 소비의 원격 검침을 제공하는 개략적인 레이아웃의 개략선도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 쿠리에(courier), 통신 인프라구조, 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox), 멀티 유틸리티 제공자 간의 통신 경로를 포함하는, 다운스트림 통신 경로의 개략선도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 쿠리에, 통신 인프라구조, 검침 포인트 게이트웨이(metering point gateway)(Mbox), 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox), 검침에 대한 내부 통신 경로, 및 멀티 유틸리티 제공자 그리고/또는 서비스 제공자(SP) 간의 통신 브리지를 포함하는, 업스트림 통신 경로의 개략선도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 2WC 시스템의 개략선도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 시스템 파라미터들 및 변수들 (입력 들)이 디바이스 어드레스들 및 커맨드 (데이터)(이들은 이후 무선 방송 인프라구조를 이용하여 전송된다)로 변환되는 것을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox)의 블록도를 나타내는바, 이 게이트웨이는 전송된 디바이스 어드레스들 및 커맨드 (데이터)를 무선 방송 인프라구조를 이용하여 수신하여 디코드하고, 수신된 데이터를 처리하고, 구현되는 기능에 따라 기능한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)의 블록도로서, 이 게이트웨이는 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox), 검침 디바이스 및 유틸리티에 접속된 통신 네트워크와 상호 작용을 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 네트워크에 접속된 최종 사용자, 및 최종 사용자의 집 내에서의 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox)와 전기 부하 간의 내부 통신 인프라구조를 나타내는 개략적인 블록도이다. 또한, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 지능적인 홈 게이트웨이(Bbox), 검침 포인트 게이트웨이(Mbox), 및 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)와 전기적인 검침 간의 접속이 통신 경로와 관련하여 서로 어떻게 인터페이스하는 지를 보여준다.
도 15a는 멀티 유틸리티 제공자로부터 최종 사용자에게로의 다운스트림 방송 신호의 발생, 방송, 수신 및 디코딩을 나타내는 개략도이다.
도 15b는 방송 신호를 구성하는 신호 블록들의 표시이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 몇 개의 컴퓨터 프로그램물(A, B 및 C)에 의해 수행되는 방법에 대한 주요 구조의 흐름도이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따라 컴퓨터 프로그램물(A)에 의해 수행되는 방법의 일부에 대한 흐름도이다.
도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따라 컴퓨터 프로그램물(B)에 의해 수행되는 방법의 일부에 대한 흐름도이다.
도 17c는 본 발명의 일 실시예에 따라 컴퓨터 프로그램물(C)에 의해 수행되는 방법의 일부에 대한 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공급 및 수요 곡선을 보여주며, 무선 방송 이전 및 이후의 전기 에너지의 가격을 나타내는 개략도이다.
본 발명은 최종 사용자의 비내구재, 특히 전기, 열 에너지, 가스, 다른 타입의 연료 및 민물의 감독, 제어, 자동화, 검침 및 측정을 위한 2-방향 통신 시스템(2WC 시스템)에 관련된다.
본 발명의 다운스트림 경로는 최종 사용자들에게 하기의 것들:
(a) 가격 정보(이에 따라, 수요가 가격에 민감해진다),
(b) 위기 정보(이에 따라, 그리드 오퍼레이터가 순환(rolling) 정전에 의존하지 않아도 된다),
(c) 기타 에너지 서비스 관련 정보 등(에너지 공급자의 변경, 다른 타입의 에너지의 가격의 광고, 광고 등)을 제공하기 위한 무선 방송 및 저비용의 디바이스/스위치의 시스템이다.
다시 말해, 본 발명의 다운스트림 경로는 2개의 주요 목적을 갖는다.
제 1 목적은, 최종 사용자들이 시간에 따라 변하는 시세로 전기 에너지(제품)을 구매하기는 하지만 실시간으로 가격을 지켜볼 수는 없는, 통제가 해제된 에너지 시장에 적용될 수 있다. 가격을 무선 방송함으로써, 그리고 최종 사용자들에게 가격을 지켜볼 수 있는 저비용의 수단을 제공함으로써, 본 발명은 최종 사용자들의 소비 행동을 새롭게 형성할 수 있다. 구체적으로, 가격이 높으면, 최종 사용자들은 소비를 감소시킨다. 또한, 많은 최종 사용자들이 가격에 반응을 보이면, 그 총체적인 감소는 도매 시장에서의 수요를 변하게 함으로써, 가격의 하락을 야기한다. 다시 말해, 이러한 "공동체 효과(community effect)"는 게임 체인저(game changer)인데, 그 이유는 최종 사용자들에게 에너지 제조업자들 및 판매자들에 대한 단체 교섭력을 제공하기 때문이다.
제 2 목적은, 시장이 통제되든 아니면 통제가 해제되든 지에 상관없이, 긴급 사태 동안 그리드 오퍼레이션에 적용될 수 있다. 그리드 오퍼레이터가 모든 최종 사용자들에게 "당신의 소비를 5% 만큼 제한(ration)하십시요" 등의 비상 사태 커맨드를 방송하면, 각 최종 사용자의 사이트에서의 간단한 제어 시스템이 소비 제한 커맨드(rationing command)에 반응한다. 총체적인 소비 제한에 의해, 그 누구에게도 전력 공급을 끊지 않으면서도, 그리드 부하가 궁극적으로 감소된다. 이러한 소비 제한 방법은 부하 발산 및 순환 정전 등의 기존의 관행을 대체하기 위한 것이다.
다운스트림 통신 경로는 기존의 상업적인 무선 방송 네트워크를 이용한 무선 방송으로서, 여기에서는 아날로그 또는 디지털 무선 방송 네트워크에서의 정상 서 비스에 영향을 주지 않으면서, 멀티 유틸리티 또는 다른 서비스 제공자로부터 정보가 방송된다. 다운스트림 통신부는, 이를 테면 RDS(무선 데이터 시스템), RBDS(미국에서 이용되는 무선 방송 데이터 서비스)를 이용하는바, 이는 표준 무선 서비스와 함께, 또는 임의의 유사한 시스템과 함께 정보를 전송하는 방법이다.
본 발명의 업스트림 경로는, 멀티 유틸리티 컴퍼니들에게 하기의 것들을 제공하기 위한, 무선 통신(이동 전화를 포함하는 기술, GSM, GPRS, 3G, SMS, 블루투스 기술 등)과 저비용의 디바이스들의 시스템이다:
(a) 소비 정보,
(b) 최종 사용자의 사이트와 관련된 보안 정보,
(c) 최종 사용자의 사이트와 관련된 진단 정보,
(d) 최종 사용자의 집에서의 다른 시스템, 특히 스마트 하우스 시스템, 보안 시스템 등으로부터의 정보.
2WC 시스템의 다운스트림 통신 경로에 있어서, 본 발명은 하기와 같은 비내구재들을 제어하기 위한 전자 디바이스 및 알고리즘으로 이루어지는 방법 및 시스템을 개시한다:
· 전력 발생, 전력 전송 및 전력 분배 네트워크에 접속된 전기 부하,
· 전력 발생, 전력 전송 및 전력 분배 네트워크에 접속된 분배 발생 유닛(DG),
· 열 에너지 네트워크에 접속된 열 에너지 부하,
· 민물 네트워크에 접속된 민물 부하,
· 분배 네트워크를 경유하여 에너지 부하 또는 제조 유닛, 예를 들어 분배 발생 유닛(DG)에 전달되는 가스 또는 다른 타입의 연료,
· 최종 사용자에 의해 가끔 이용되는 구내(premise)에 접속된 전기 부하들의 원격 제어(예로는, 최종 사용자의 집에 대해 다른 지리적 영역에 위치하는 시골집이 있다),
· 전력 제어, 전력 전송, 전력 분배 네트워크에 접속된 주요 구성 요소들(변압기, 브레이커, 반응성 전력 소스 등)을 포함하는 제어 서브 스테이션,
· 가스, 다른 타입의 연료, 열 에너지 및 민물을 최종 사용자에게 제공하는 분배 네트워크의 제어 중심에 위치하는 노드들.
업스트림 통신 경로는 바람직하게는 기존의 유선 또는 무선 전화 네트워크를 이용함으로써, 많은 데이터 유닛들이 중앙의 위치, 즉 로컬 멀티 유틸리티 제공자, 에너지 서비스 제공자(ESP), 서비스 제공자(SP), 다른 타입의 엔티티들 또는, 1개 또는 몇 개 엔티티의 결합에 보고할 수 있게 한다.
2WC 시스템의 업스트림 통신 경로에 있어서, 본 발명은 하기와 같은 비내구재들의 자동 원격 검침(AMR)을 행하기 위한 전자 디바이스 및 알고리즘으로 이루어지는 방법 및 시스템을 개시한다:
· 전력 발생, 전력 전송 및 전력 분배 네트워크에 접속된 전기 부하에 있어서의 전기 에너지 및 전력 소모,
· 연료 분배 네트워크에 접속된 저장 디바이스 내의 나머지 연료, 예를 들어 가스, 디젤 등,
· 전력 발생, 전력 전송 및 전력 분배 네트워크에 접속된 독립형 분배 발생 유닛들(DG) 또는 유닛들(DG)에 있어서 생산된 전기 에너지,
· 열 에너지 네트워크에 접속된 열 에너지 부하에 있어서의 물 소비,
· 민물 네트워크에 접속된 민물 부하에 있어서의 민물 소비,
· 전력 발생, 전력 전송 및 전력 분배 네트워크에 접속된 독리형 분배 발생 유닛들(DG) 또는 유닛들(DG)에 있어서의 연료, 예를 들어 가스, 디젤 등의 소비,
· 최종 사용자에 의해 때때로 이용되는 구내에서의 에너지의 주기적인 소비의 원격 검침(그 예로는, 최종 사용자의 집에 대해 다른 지리적 영역에 위치하는 시골집이 있다),
· 전력 발생, 전력 전송, 전력 분배 네트워크에 접속된 서브 스테이션들의 업스트림 및 다운스트림의 주요 구성 요소들 상에서의 전력 부하 및 다운스트림의 전기 에너지의 소비,
· 가스, 다른 타입의 연료, 열 전력 및 민물을 최종 사용자에게 제공하는 분배 네트워크의 중앙 위치에 있어서의 비내구재의 소비.
2WC 시스템에 대한 통상적인 시도와 반대되는 것으로서, 본 발명은 2WC 시스템의 정보 흐름의 각 경로(다운스트림 통신 경로 및 업스트림 통신 경로)에 서로 다른 기술을 이용한다는 점에서 하이브리드 시스템을 포함한다.
최종 사용자는 자신의 구내 내에 위치하는 비내구재 부하들의 소유자로서 정의된다. 비내구재들은, 큰 인프라구조에 접속되거나 작은 독립형 네트워크에 접속된 분배 네트워크에 의해 전달된다. 분배 발생기 유닛들(DG)은, 큰 인프라구조 내 의 또는 독립형 네트워크의, 네트워크 내의 서로 다른 장소에 접속될 수 있다. 구내는 가정 집, 상업 빌딩 또는 공장 단지, 병원, 요양원, 산업 빌딩 또는 공장 단지, 농장, 시골집, 또는 비내구재들의 공급을 필요로 하는 임의의 타입의 구내가 될 수 있다.
멀티 유틸리티는 전기 유틸리티, 열 에너지 유티리티, 민물 유틸리티, 또는 가스 또는 다른 타입의 연료의 공급을 제공하는 유틸리티로서 정의된다.
서비스 제공자(SP) 및 에너지 서비스 제공자(ESP)는, 에너지 그리고/또는 서비스를 시장에 제공하는 다른 플레이어들, 또는 이들의 결합으로서 정의된다.
도 1은 전력 발생, 메인 및 서브 전송, 1차 및 2차 분배에 대한 전력 네트워크(1)를 나타낸다. 전력 네트워크(1)는 전력 발생 퍼실리티(2a), 복수의 분배 발생 유닛들(DG)(2b), 전송부(3a), 서브 전송 네트워크(3b), 분배부(4) 및 복수의 최종 사용자들(5)을 포함한다.
도 2는 ISO(독립 시스템 오퍼레이터), SO(시스템 오퍼레이터), RTO(지역 전송 오퍼레이터), TSO(전송 시스템 오퍼레이터), 로컬 유틸리티(DISCO), PM(전력 시장), ESP(에너지 서비스 제공자) 및 SP(서비스 제공자) 등의 전력 네트워크 내의 관련자 및 다른 기능과의 개념도에 있어서 분배 발생 유닛들(DG)(2b) 및 최종 사용자들(5)을 나타낸다.
도 3은 중앙 집중화 전력 발생 유닛, 분배 발생 유닛(DG)(2b), 주 및 서브 전송 네트워크, 제 1 및 제 2 분배 네트워크들과 최종 사용자(5)를 포함하는 전력 네트워크의 서로 다른 기능 레벨의 단순화된 다이어그램을 도시한다.
도 4a는 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어된 중간 전압 분배 전력 네트워크에 각각 접속된 최종 사용자들(R1, R2, R3 및 R8)로 구체화되는 복수의 주거 최종 사용자들(5)을 도시한다.
도 4b는 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어되는 중간 전압 분배 네트워크에 각각 접속된 상용 최종 사용자들(C1, C3 및 C7)로 구체화되는 복수의 상용 최종 사용자들(5)을 도시한다.
도 4c는 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어되는 서브 전송 네트워크(3b)에 연결된 산업 최종 사용자들(11 및 13)로 구체화되는 복수의 최종 사용자들(5)에 대응하는 구성을 도시한다.
도 5a는 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어되는 서브 전송 네트워크(3b)에 각각 접속된 분배 발생 유닛(DG1, DG2 및 DG5)으로 구체화되는 복수의 분배 발생 유닛(2b)을 도시한다.
도 5b는 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어되는 중간 전압 분배 네트워크에 각각 접속된 분배 발생 유닛들(DG1, DG2 및 DG3)로 구체화되는 복수의 분배 발생 유닛(2b)을 도시한다.
도 6은 접속 포인트 장치(15)에 의해 제어된 중간 전압 분배 네트워크에 각각 접속된 최종 사용자들(R1 및 R8)로 구체화되는 복수의 최종 사용자들(5)과 분배 발생 유닛(DG1 및 DG5)으로 구체화되는 복수의 분배 발생 유닛(2b)을 도시한다.
접속 포인트 장치(15)는 주거용, 상용 및 산업용 사용자와 같은 최종 사용자들(5)의 편리한 공급 접속 포인트와 분배 발생 유닛(DG)(2b)에 대한 편리한 접속 포인트에 배치된다. 접속 포인트 장치(15)는 만약 전계 부하가 접속된다면 부하 포인트 장치로 또는 만약 분배 발생 유닛들(DG)(2b)이 접속된다면 발생 포인트 장치로 또는 만약 전계 부하 및 분배 발생 유닛들(DG) 모두가 접속된다면 이들의 결합으로 기능한다. 접속 포인트 장치(15)는 컴퓨터, 처리기, PLC(프로그램 가능 로직 제어기) 타입의 제어기, 내장 제어기 또는 전술한 것들의 결합을 포함한다.
도 7은 자동 원격 검침(AMR), 최종 사용자 자신이나 다른 권한 있는 인원에 의한 수동 검침, 그리고 주거용, 산업용 및 상용 최종 사용자들(5)의 에너지 소비의 로컬 유틸리티(16)로부터의 사람들에 의한 수동 검침을 제공하기 위한 단순한 개략적인 레이아웃 선도를 도시한다. 최종 사용자들(5) 또는 다른 인가된 자에 의한 수동 검침의 경우에, 에너지 소비는 전화 또는 이동 전화의 사용, SMS, 또는 다른 모든 수단에 의해 로컬 유틸리티의 인터넷 사이트를 사용하는 메일이나 이메일을 사용하는 로컬 유틸리티로 전달된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 쿠리에(22), 통신 인프라구조(23 및 21), 지능 홈 게이트웨이(Bbox)(27), 및 멀티 유틸리티 제공자(20) 그리고/또는 서비스 제공자(SP)(24) 사이의 통신 경로를 포함하는 다운스트림 통신 경로의 단순화된 선도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 통신 인프라구조(21), 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28), 지능 홈 게이트웨이(Bbox)(27), 검침기(31)로의 내부 통신 경로, 그리고 유틸리티(20) 그리고/또는 서비스 제공자(SP)(24) 사이의 통신 브리지를 포함하는 업스트림 통신 경로의 단순화된 선도를 도시한다.
도 10은 완전한 2WC 시스템의 단순화된 선도를 도시하는바, 이는 본 발명의 실시예에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 다운스트림 및 업스트림 통신 부분들에 의해 형성된다.
도 11에서, 그리드 파라미터 및 상태들과 같은 시스템 입력들은 에너지 시장, 에너지 풀, 그리고 정부 단체, 조정기, 이익 기구 등과 같은 다른 소스들에서 적절한 플레이어들로부터 수집된다. 그 다음, 이러한 입력들은 알고리즘 및 데이터베이스(데이터의 변환)에 의해 커맨드 및 어드레스들과 같은 장치 데이터로 변환된다.
전송될 데이터는 적절한 인코팅 표준에 따른 포맷으로 변환되기 전에, 제일 먼저 함께 멀티플렉스되고, 압축 및 암호화(멀티플렉서, 압축, 암호화)된다.
데이터의 변환 및 멀티플렉서, 암호화, 압축은 또한 도 8 및 도 10에서 쿠리에(1 및 22)로 지칭된다.
에러 검출 그리고/또는 에러 수정을 위한 정보도 또한 데이터에 추가된다. 그 다음, 인코딩 정보는 표준 무선 서비스(Audio)에 따라 무선방송 인프라구조(무선 전송기 및 무선방송 안테나)를 사용하여 이들에 영향을 미침이 없이 전송된다.
도 12에서, 분배 지능 홈 게이트웨이(BBoxes)는 무선 방송 인프라구조에 의해 전송된 데이터의 수신 및 디코딩을 위한 시스템을 포함한다.
수신된 데이터에 에러가 없거나 전송된 에러 검출 그리고/또는 에러 정정 정보를 사용하여 에러가 정정된 때는, 데이터가 실행되는 그리고/또는 커맨드된 기능들에 따른 알고리즘에 의해 처리된다.
지능 홈 게이트웨이(Bbox)는 최종 사용자 또는 오퍼레이터로/로부터 정보를 제공하거나/수신하기 위한 인간 대 기계 인터페이스(human-to-machine interface)(HMI)를 구비한다.
게다가, 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)는 데이터 및 정보의 제어, 모니터링 및 교환을 위한 다른 전자 장비 그리고/또는 장치 그리고/또는 시스템들에 대한 다양한 인터페이스를 구비한다. 예를 들면: 개인 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 통신 장치들, 광고 수단, 보안 및 안전 시스템, 스마트 하우스 시스템, 에너지 공급 관리 시스템 등이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 업스트림 통신 경로를 통해 유틸리티 그리고/또는 서비스 제공자(SP)로의 게이트웨이로서 행동하는 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28)의 개략적인 블록도를 도시한다.
게다가, 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28)는 최종 사용자들 구내 내부에, 전력 네트워크, 민물 네트워크, 가스 네트워크, 가열 네트워크, 및 다른 연료 네트워크들의 진단 및 비내구재의 검침을 수행하기 위한 내장 알고리즘 및 인터페이스들을 구비한다.
검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28)는 또한 인간 대 기계 인터페이스(HMI)를 통해 최종 사용자로의 비내구재의 소비 측정을 디스플레이하는 능력이 있다.
검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28)는 또한 기계적 또는 전기기계적 검침 장치들에 의해 비내구재의 축적된 소비량을 측정하고 디스플레이함으로써 구형장비개선시장에서 도움이 될 것이다.
도 14는 점선 "xx"으로 에워싸인 소비자 구내(26)에 전기를 제공하는 전력 그리드(1)를 도시한다. 1로부터, 전력은 차단기 그리고/또는 퓨즈의 패널(55)을 통하고 그 다음 전기 배선(58)을 통해 흘러 수많은 전기 부하들(56 및 57)에 공급된다. 구내는 대안적인 에너지원인 온사이트 전원(2b)을 가질 수 있으며 이들은 그리드 전력 실패이거나 너무 고가이다. 전기 검침기(29)는 구내에 의해 소비된 에너지(kWh)의 기록을 보유한다. 검침은 인간에 의해 판독되지만, 이번 실시예에서, 중앙 오피스로의 업스트림과 통신하는 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)(28)에 의해 판독된다(다수의 예에서, 28 및 27은 하나의 장치 내에 매우 잘 수용된다). 지능 홈 게이트웨이(27)(Bbox)는 그리드 오퍼레이터나 전기 유틸리티 회사로부터 특별한 정보 방송에 의해 데이터를 받는 무선 수신기이다. 데이터는 시간당 가격이거나 사용 제한 커맨드이다.
가장 단순한 경우에, 데이터는 지능 홈 게이트웨이(27)(Bbox) 상에 디스플레이된다. 예를 들면, 디스플레이는 현재 시간 kWh당 $0.25의 가격을 도시하고, 소비자는 스스로 이 가격이 너무 높다면 일부 전기기구가 스위치 오프될 필요가 있는지(및 DG(2b)가 스위치 온되어야 하는지 스테이 오프되너야 하는지)를 결정할 수 있다. 그는 이러한 행동들을 수동적으로 수행할 수 있다. 그러나, 만약 수동 작동이 바람직하지 않거나 불가능하다면, 일부 자동 형식이 가능하게 될 필요가 있다.
전기 부하의 자동 스위칭은 인프라-구내 통신 링크(31)를 통해 수행된다. 이 링크는 가정/빌딩 자동화에 사용되는 수 개의 통신 기술들 중 어느 하나 또는 이들의 결합일 수 있다. 예를 들어 X-10(통신 매체로서 기존의 전선을 사용함), 초음 파, 적외선, 무선 주파수나 블루투스와 같은 무선 기술들을 포함한다. 전기 부하의 자동 스위칭을 용이하게 하기 위해, 지능 홈 게이트웨이(27)(Bbox)는: 전원, 변환 및 분배 유닛; 처리 유닛(예컨대, 마이크로처리기); 인간 대 기계 인터페이스(예컨대, 액정 디스플레이, 터치 스크린, 푸시 버튼 및 발광 다이오드들); 인터페이스 세트(예컨대, 시리얼, 무선 RF, GSM, GPRS, X-10, 적외선, TCP/IP, 이더넷, 인터넷, 초음파); 아날로그 그리고/또는 디지털 상용 무선 방송(예컨대, RDS/RBDS 또는 DAB); 그리고 전술한 무선 방송을 통해 전송된 데이터의 디코더를 포함한다.
부하의 자동 스위칭이 두 개의 서로 다른 애플리케이션들에 대해서 후술된다.
실시간 가격:
지능 홈 게이트웨이를 통해, 사용자는 그가 용인하는 가격을 설정한다. 예를 들면, 그는 제 1 그룹의 부하들에 대해서 $0.05/kWh 이하, 제 2 그룹의 부하에 대해서는 $0.15/kWh이하로 지불하기를 원한다. 사용자가 얼마나 자주 이러한 설정들 및 그룹 멤버들을 변경하느냐는 온전히 그의 습관과 그의 자금사정에 따른다. 정기적으로(하루에 한번, 또는 매시간), 가격은 방송전파(airwave)를 통해 방송되고 지능 홈 게이트웨이(27)에서 수신, 디코딩 및 저장된다.
예를 들면, 현재 시간이 06:05이고, 방송은 07:00시 이후에 가격은 $0.04/kWh이고, 08:00시 이후에 $0.085/kWh이고, 09:00시 이후에 $0.12/kWh이고, 10:00시 이후에 $0.25/kWh이고, 11:00시 이후에 $0.14/kWh등일 것임을 표시한다. 결과적으로, 제 1 부하 그룹은 08:00시 이후에 차단될 것이고(제 1 그룹에 대한 가 격 설정은 $0.05/kWh이기 때문임), 그리고 제 2 그룹은 10:00시와 11:00시 사이에 차단될 것이다. 이러한 행동을 수행하기 위해, 08:00시에 지능 홈 게이트웨이는 통신 매체(31)로 "그룹 1, 턴오프" 커맨드를 전송하고, 10:00시에는 "그룹 2, 턴오프" 그리고 11:00시에는 "그룹 2, 턴온" 커맨드를 전송한다. 그룹 1은 도 14에서 56 및 57 멤버를 포함할 수 있고; 유사하게 그룹 2도 그러하다. 이러한 멤버들 내의 액튜에이터(actuator)는 상기 커맨드(턴온/턴오프)에 자동으로 응답한다.
언제라도, 사용자는 가격 설정을 변경할 수 있다. 전술한 예에서, 제 1 그룹의 부하가 08:00시 이후에 턴오프된 때, 사용자는 상기 그룹에 대한 가격을 $0.085/kWh보다 큰 임의의 값으로 그룹의 가격을 상승시킴으로써 이를 무효로 할 수 있다. 가격을 선택할 수 있는 능력은 사용자가 자신의 자금 및 생활스타일에 따라 에너지 구매를 완전히 유연하게 하도록 한다.
부하의 사용 제한:
전형적인 그리드에서, 사용 제한은 매우 드물고 이는 그리드가 전체적으로나 부분적으로 위기에 처한 때에만 필요하다. 특정 영역에서 전기 부하를 줄이거나 사용 제한하기 위한 필요조건은 다음과 같은 이유로부터 야기된다:
ㆍ서브스테이션에서 측정된 부하가 그 정격 공칭 용량에 도달한 경우
ㆍ알고리즘이 특정 영역에서 전력 시스템이 전압 붕괴에 근접했음을 검출
한 경우
ㆍ알고리즘이 특정 영역에서 전력 시스템이 불안정에 근접했음을 검출한
경우
ㆍ에너지 공급이 고갈된 경우
사용 제한은 전기 사용자가 아닌, 그리드 오퍼레이터나 그리드 오퍼레이션에 관련이 있는 일부 자동 결정에 의해 결정된다. 사용 제한이 발행되면, 일반적으로 채널을 통해 전송되는 커맨드는 "부하의 x% 사용 제한"을 나타낸다.
각 소비자의 구내에서 지능 홈 게이트웨이가 이러한 커맨드를 수신할 때, 이는 다음의 추정 방법들을 수행할 수 있다:
그 다음, 지능 홈 게이트웨이는 구내 상의 타겟 액튜에이터에 "턴오프" 커맨드를 전송한다. 각 사이트는 단지 적은 양의 소비량(대략 x%)만을 턴오프하고, 수많은 사이트에서 집합적인 행동은 결과적으로 그리드에 대한 필요한 부하를 감소시킨다. 지금까지, 전기 부하 감소는 일반적으로 "순환 정전" 또는 브라운아웃(brownout)에 의해 수행되어, 일부 소비자들이 전기를 완전히 잃도록 했다.
도 18은 최종 사용자들인 에너지 가격에 응답하게 된 때 "네트워크"나 "공동체(community)" 효과를 도시한다. 공급 곡선은 가격이 낮은 용량 활용에서 $25/MWh에서 시작하고, 처음에는 점진적으로 증가하고, 그리고 85%의 생산 용량을 초과한 후에는 급등한다. 전통적인 수요곡선은 수직 곡선(점선)으로 도시되며 이는 수요 곡선이 가격 유연성이 없음을 의미한다. 공급 곡선과 수요 곡선 사이의 교차점은 평형 가격으로 "사전-무선 방송"으로 명칭된다. 에너지 가격이 무선 방송 기술을 통해 모든 최종 사용자들에게 이용가능하게 된 때, 사람들은 소비량을 줄임으로써 높은 가격에 반응할 것이다. 이는 수요 곡선을 수직에서 경사 곡선으로 구부릴 것이고; 새로운 평형 가격은 "사후-무선 방송" 포인트로 표시된 바와 같이 더 낮아질 것이다.
전력 시장에 대해 수집된 데이터는 단 5%의 소비량 감소가 즉각적으로 가격을 50% 다운시킬 수 있음을 나타낸다. 여기서 공동체 효과는 바람직한 결과를 달성하기 위해, 공동체의 모든 구성원 또는 적어도 대부분이 그 행동에 동참해야 함을 의미한다.
다운스트림 통신 경로의 구현:
본 발명은 자동 부하 관리 시스템에 의해 전력 발생, 전송 및 분배 전력 시스템을 감독 및 제어하는 방법으로서 기술되며, 여기서 부하 쉐이빙 또는 부하 발산 동작은 하나 이상의 부하 포인트들 및 한묶음의 부하 포인트에 배치된 장치에 의해 수행된다. 부하 쉐이빙 결정은 시스템에서 각 접속 포인트 장치에 대해 저장된 각 전기 부하 및 각 분배 발생 유닛들(DG)에 관한 기준 정보를 사용하여 부분적으로 연산된다. 바람직한 실시예에서 접속 포인트 장치는 제어 목적으로 원격적으로 야기되는 프로시저 호출을 구현하도록 구성되며, 이 원격 절차 호출(remote procedure call)은 상용 무선 네트워크나 유선 또는 무선 통신 인프라구조로의 인터페이스에 따라 만들어진다.
전기 부하를 줄이기 위한 필요조건은 다음과 같은 원인들로부터 야기된다:
ㆍ서브스테이션에서 측정된 전기 부하가 일부 한계에 도달한 경우
ㆍ알고리즘이 전력 시스템이 전압 붕괴에 근접했음을 검출한 경우
ㆍ알고리즘이 전력 시스템이 순간적으로 안정하지 않음을 검출한 경우
ㆍ전기의 가격이 재정적 한계에 도달한 경우
ㆍ에너지 공급이 고갈된 경우
가격 신호를 통한 부하 쉐이빙:
민영화되거나 비규제 전기 시장에서, 전기 에너지의 가격은 시간에 따라 변화한다. 그러나, 일부 대규모 에너지 최종 사용자를 제외하고는 가격 정보가 최종 사용자들에 의해 용이하게 관찰되지 않는다. 이는 어느 누구도 최종 사용자 시장을 위한 저가의 해결법을 개발하지 못했기 때문이다. 본 발명은 다른 서비스들(음악, 뉴스, 토크 라디오, 트래픽 정보, 광고 등)에 대해 이미 사용중인 상용 무선 방송(RDS/RBDS 또는 DAB)의 사용을 제안한다.
더욱 일반적으로, 본 발명은 최종 사용자의 개별 위치에서, 전원과, 전력 전송과, 제 1 및 제 2 전력 분배 네트워크(1)에 자동으로 접속된/접속되지 않은 분배 발생 유닛(DG)들에서 비내구재 수요 및 생산을 관리하고 그리고 비내구재들의 자동 원격 검침을 수행하는 방법으로서 기술된다. 상기 방법은:
ㆍ"엔마스(en masse)" 분배를 위한 데이터(가격, 커맨드....)의 암호화.
ㆍ모든 최종 사용자 위치들로의 RDS 또는 RBDS나 DAB를 통해 암호화된
데이터를 방송하기 위해 상용 무선의 사용.
ㆍ데이터를 수신, 디코딩, 및 해석하기 위해 각 최종 사용자 사이트에서
전자 박스(Bbox: 지능 홈 게이트웨이)의 사용.
ㆍ특정 부하 장치들을 스위치 온 또는 오프하기 위해 전자 스위치들을 구
비한 Bbox의 인터페이스.
ㆍ중앙 처리 설비로 데이터(에너지 소비 등)를 전송하는 각 최종 사용자 사 이트에서 검침 게이트웨이의 사용. 데이터를 전송하는 매체는 GSM 및 다른 전화 기술들을 포함한다. 각 사이트로부터의 전송은 산발적인 방식으로 수행된다(예컨대, 1시간에 한번, 하루에 한번 또는 1주일에 한번). 전송을 유발하기 위해, 중앙 설비는 방송 기술을 통해 사이트에서 검침 게이트웨이로 웨이크업(wake up) 신호를 전송한다.
방송 기술은 주어진 영역, 특히 전기 소비 밀도가 높은 도심 영역에서 하나의 중앙 위치에서 수많은 사용자(포인트 투 멀티포인트)로 데이터를 분배하는데 잘 맞는다. 이러한 기술들이 단지 단방향일지라도, 이들은 고속 데이터가 필요하지 않은 수많은 애플리케이션에서 대안적인 최저 비용을 제공한다. 이런 통신은 가격 신호를 방송하기에 완벽한바, 이는 정보가 높은 대역폭을 필요로 하지 않기 때문이다: 전기 가격은 시간에 따라 변화하고 미리(실제 사건 발생 전 수시간 내지 24시간) 설정되어 있다.
도 15a에서, 정보(입력 1, 2 및 n)가 처리되고 결국 무선 전송기로 입력되는 포맷으로 변환된다. 처리는 f1(), f2() 및 fn()로 명칭된 함수들에 의해 수행된다. 입력(1)은 예를 들면 음성이나 음악이며, 반면에 입력(2)은 예를 들면 킬로와트-시간(kilowatt-hour) 당 전기 비용과 같은 에너지 정보이다. 무선 전송기로부터의 출력은 방송 인프라구조를 통해 그리고 마지막으로 대기로의 무선 방송 안테나를 통해 그 진로를 발견하여, "신호"로 명칭된 전자계 신호의 형태를 취한다.
신호는 최종 사용자의 구내에서 무선 수신기에 의해 수신된다. 무선 수신기 로부터의 출력들은 입력(1, 2 및 n)을 방송하는 경우와는 반대로 처리되고, 결과적으로 입력(1, 2 및 n)이 다시 발생한다.
도 15b는 "신호"의 컨텐츠를 도시한다.
표준 무선 서비스들(무선 서비스들)과 나란히, 오디오(예를 들어, 음악 또는 음성), 데이터(어드레스, 커맨드, 데이터 및 에러) 등이 상기 표준 무선 서비스들에 영향을 미치지 않고서 전송된다. 데이터는 바람직하게는 암호화되어, 컨텐츠의 무인가 디코딩을 방지한다.
적절한 무선 수신기 및 디코더를 갖춘 모든 분배된 전자 장치들은 신호로부터 데이터를 수신하여 디코딩한다.
개별적으로, 그리고 개별적으로 분배된 전자 장치들의 그룹은 어드레스들(어드레스 필드), 주어진 서로 다른 타입들의 커맨드들(커맨드 필드) 및 할당된 서로 다른 타입들의 데이터(데이터 필드)일 수 있다.
커맨드들의 예는:
·어드레싱된 전자 장치들에 의해 제어되는 전체 전기 부하의 스위치 오프;
·가입된 기능들 및 서비스들의 디스에이블 또는 인에이블(예를 들어, 전기 비용의 디스플레이).
·기타 등등
모든 분배된 전자 장치들에 의해 수신되지만, 어드레싱된 장치들에 할당되는 전송 데이터(데이터 필드)는 다음을 포함할 수 있다:
·데이터 및 시간 정보;
·현재 시간에 대한 전기 비용;
·다음 24 시간 동안의 전기 비용;
·예를 들어, 디스플레이 상에 표시하는 텍스트;
·기타 등등
최종 필드(에러 필드)는 통신 링크의 신뢰성을 최대화하기 위해, 에러 검출 및 에러 정정을 위한 정보를 포함할 수 있다.
다음은 최종 사용자들이 전기를 어떻게 구매하는지의 전형적인 시나리오를 설명한다:
·다가오는 24 시간 동안 전기의 (하루 전날) 가격들은 방송 전파를 통해 방송된다.
·각 최종 사용자 사이트에 설치된 특정 전자 박스들("Bbox")이 가격 신호를 수신하고 상기 가격들을 그들의 메모리에 저장한다.
·Bbox는 간단한 무선 수신기의 모양을 갖고, 상기 무선 수신기와 유사한 사용자-인터페이스 특징들을 구비하며, 따라서 기술자에 의한 사이트 방문을 필요로 하지 않고도, 사용자에 의해 구매되고 셋업될 수 있다.
·사용자는 Bbox 상의 일부 버튼들 및 디스플레이를 통해, 그가 구매하고자 하는 전기의 가격들을 선택한다. 가격들은 구내의 부하 장치의 중요도에 따라 서로 다른 그룹으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, "녹색" 그룹은 최소 중요 그룹을 나타내며, 이 그룹내의 모든 장치들(현관 램프 등)에 대한 전력은 그 가격이 kWh 당 5 센트를 초과하여 상승하면 셧 오프되어야 한다.
·현재 시간에서의 가격이 설정된 임계치를 초과할 때(즉, 상기 예에서의 5 센트보다 높으면), Bbox는 먼저, 그 표면 상에 LED 광을 깜박거리게 하여, 전력 차단이 발생할 것에 대한 시각적 표시를 제공한 후, 신호를 그의 출력 포트에 전송한다. 상기 출력 포트는 기존의 홈-오토메이션 인터페이스(X-10 인터페이스 또는 무선 대응부들 등)와 인터페이싱하여, 예를 들어 현관 램프를 공급하는 X-10 스위치에 커맨드를 전송함으로써 적절한 장치(상기 예에서의 현관 램프)를 턴 오프한다.
·언제든, 사용자는 가격 임계치를 변경할 수 있다. 사용자가 현관에서 손님들을 접대하는데, 현관 램프가 턴 오프될 경우, 사용자가 "녹색" 그룹에 대한 가격을 올리기만 하면 상기 램프는 다시 턴 온된다.
·모든 부하 장치가 상기 Bbox를 통해 제어되는 것을 의미하지는 않는다. 사용자가 그의 냉장고를 가동하기 위해 어떠한 가격도 기꺼이 지불하려 한다면, 사용자는 벽의 콘센트에 직접 냉장고의 플러그를 꽂으면 된다.
높은 가격들의 기간 동안의 소비를 줄이는 동작은 최종 사용자에 대한 에너지 청구서를 감소시키는 것을 목적으로 한다. 상기 감소는 2가지 구성요소들을 갖는다. 제 1 구성요소는 적게 소비함으로써 적게 지불하는 것이기 때문에 명백한 것이다. (이는 "개별적" 영향이라 칭해질 수 있다.) 제 2 구성요소는 경제학자들이 "네트워크 효과"라 부르는 것과 유사하다: 충분히 많은 최종 사용자들이 가격에 응답하게 될 때, 수요의 총괄적인 감소는 도매시장에서의 수요 곡선을 굽히는데 충분하게 되어, 균형 가격으로의 극적인 급강하를 초래하고, 이는 훨씬 더 많은 절약을 의미한다. (이는 "공동체" 영향이라 지칭될 수 있다.)
사용 제한 명령을 통한 부하 쉐이빙
무선 방송은 예를 들어, 유선 또는 무선 전화 네트워크, PLC, GSM 모뎀, 아날로그 모뎀 등의 전형적인 통신 기술들에 비해 즉시 그리고 동시에 의도한 청취자들에 도달할 수 있는 능력 때문에 긴급 상황 동안 매우 유효하다.
다음은 이러한 용도의 전형적인 시나리오를 설명한다:
·그리드 오퍼레이터는 상기 그리드 상의 긴급 상황을 깨닫는다. 소비의 감소가 요구된다. 상기 오퍼레이터는 특정 정보 방송 회사에 알린다.
·상기 특정 정보 방송자는 예를 들어, 5% 감소의 사용 제한 명령을 전송한다.
·각 사이트에서, Bbox는 상기 사이트 소유자에 의해 "인터럽트가능"으로 사전-특정된 부하들을 턴 오프한다(이는 예를 들어, 최저 가격 설정을 갖는 장치의 그룹일 수 있다).
·사용 제한으로 인해 일단 부하가 턴 오프되면, 상기 사이트 소유자는 무효화할 수 없다.
·시간 경과(5분으로 함) 후에, 오퍼레이터는 또 다른 라운드의 사용 제한이 필요한지를 결정한다. 만약 필요하다면, Bbox들은 각 사이트에 대한 부하들의 다음 블록을 턴 오프시킨다.
·일정 시간 후에, 오퍼레이터는 상기 긴급 상황이 종료된 것으로 판단한다. 특정 정보 방송자는 "사용 제한 해제" 커맨드를 전송한다. 상기 Bbox들은 그에 따라 반응하며 선택된 부하들을 다시 턴 온시킨다.
·여기서 주목할 사항으로서, 사용 제한은 간접 수단에 의해 달성될 수 있다: 상기 방송자는 매우 높은 가격을 전송할 수 있다.
무선 방송의 다른 에너지 관련 이용들:
가격 신호들 및 사용 제한에 더하여, 상기 무선 방송은 전국 그리드를 보호하기 위해 다른 애플리케이션들을 갖는다.
최종 사용자들에 대한 가격 신호:
상기 애플리케이션에서, Bbox는 상기 가격들을 단순히 수신하고 디스플레이할 뿐, 동작을 행하지 않는다. 상기 디스플레이 상의 가격들을 관찰하면, 상기 최종 사용자는 스스로 어떤 부하들을 턴 오프할지 또는 턴 온 할지를 결정할 수 있다.
DG 참여에 대한 가격 신호:
상기에는 에너지 사용자들이 에너지를 구매하고자 하는 가격을 선택하도록 허용하는 Bbox들에 관련된 무선 방송의 사용을 설명한다. 유사한 토큰에 의해, 동일한 Bbox는 에너지를 전력 네트워크에 공급할 때 또는 상기 그리드로부터 차단할 때를 결정하기 위해 상기 DG 소유자에 의해 이용될 수 있다.
임계 전력 장비에 대한 부하 경감:
상기 특징은 더 작은 지리적 영역에만 영향을 미치는 것을 제외하고 상술한 사용 제한과 유사하다. 예를 들어, 분배 서브스테이션에서의 변압기는 과부하된다. 상기 방송자는 상기 언급한 변압기로부터 다운스트림으로 사이트들의 모든 Bbox들에 사용 제한 명령을 전송한다. 상기 사이트들은 그들의 kWh 사용을 총괄하여 중지하고, 따라서 변압기에 다운스트림 공동체에 대한 정전을 의미하는 오류가 발생하는 것을 방지한다.
"날씨-스마트(Weather-smart)" 부하 제어:
·국내 날씨 서비스는 심각한 폭풍이 접근하고 있음을 예측한다.
·특정 방송자는 메세지를 전송한다.
·각 사이트에서, Bbox는 상기 사이트가 타겟인지를 조사하기 위해 상기 메세지를 연구한다.
·타겟 사이트들에 필요하지 않은 부하들이 셧 오프된다.
·폭풍이 통과한 후에, 방송자는 새로운 신호를 전송한다. 모든 부하들은 자동으로 다시 턴 온된다.
·이유: 상기 특징은 그리드상의 부하를 감소시켜 상기 그리드를 더 안전하게 한다. 전력 라인이 폭풍이나 번개에 의해 해체되면, 상기 이벤트에 대해 후속 조치를 트리거하는 것이 훨씬 더 힘들어진다.
서비스 복구:
본 발명은 또한 하나 이상의 부하 포인트들에 배치된 디바이스에 의해 실행되는 부하 복구를 제공한다. 상기 부하 복구 결정은 상기 시스템의 각 부하 포인트 디바이스에 대해 저장된 각 로드에 대한 기준 정보를 이용함으로써 실행된다. 하나 이상의 부하 복구 동작들의 효과는 알려진 증분으로 부하의 점진적 복구를 제공하는 것이다.
·도시는 정전 상태이다. 그리드 회사는 서비스들의 복구를 시도한다. 이는 까다로운 동작인데(많은 히트들 및 미스들) 왜냐하면, 최종 사용자 사이트들에 무엇이 "on"상태로 유지되는지 아무도 모르기 때문이다. (고객들이 전체를 턴 오프시켰다면 좋았을것이다.)
·그리드 오퍼레이터와 관련하여 동작하는 특정 방송자는 "복구" 신호들을 전송한다.
·각 사이트에서, Bbox는 "약간의" 부하들만을 허용함으로써 상기 명령에 응답한다.
·상기 오퍼레이터는 도시를 그리드에 연결한다. 각 최종 사용자의 사이트에서, 부하들의 제 1 청크(chunk)가 턴 온된다.
·방송자는 또 다른 신호를 전송한다. 상기 프로세스는 모든 부하들이 복구될 때까지 계속된다.
·이유: 이 특징은 오퍼레이터의 결정으로부터의 추측을 제거하여, 그리드를 서비스에 되돌리는 시간을 더 고속으로 한다.
그리드 보호/제어를 위한 테스트 계획:
·도전 과제: 그리드 긴급 상황은 아주 드물게 발생하며, 그들에 대해 고안된 제어 계획들은 실제 테스트에 거의 적용되지 않는다. 액튜에이터들(브레이커들, 스위치들)이 실제 이벤트 동안 비참하게 실패할 수 있다.
·해결책: 특정 방송자는 긴급 상황 제어기들의 성능을 테스트하는데 의존할 수 있다. 방법: 문제의 제어가 부하 발산과 관련되면, 특정 방송자는 부하 사용 제한을 테스트함으로써 부하 발산을 모방할 수 있다.
전력 네트워크들과 달리, 다른 유틸리티 네트워크들(수도 및 가스 등)은 실시간으로 생성 및 소비의 균형을 맞추는 도전 과제에 직면하지 않는다; 그러나, 상기 유틸리티 네트워크들은 설명한 다운링크 시스템에서의 이점을 취할 수 있다. 다운스트림 링크는 네트워크 긴급 상황(물 또는 가스가 고갈될 때 등)의 경우에 방송을 위해 사용될 수 있고, Bbox들은 사용 제한 용도로 응답한다.
업스트림 통신 경로의 구현:
본 발명은 자동화 시스템 및 업스트림 통신 경로에 의해, 전력 생성, 전송 및 분배 전력 시스템에 접속된 최종 사용자들의 개별적 위치들에서의 전기, 가스 및 수도 등의 비내구재들의 자동 검침을 수행하는 방법 및 시스템으로서 설명될 수 있다.
특히, 본 발명은 (a) 기존의 통신 인프라구조를 이용하고, (b) 비내구재들의 자동 검침에 관하여 통신 인프라구조를 이용하는 변동하는 비용을 최소화하는데 중점을 둔다.
제안된 업스트림 통신 경로의 메인 요소들은 전기 에너지 소비의 자동 검침기 판독 및 최종 사용자들과 전기 유틸리티 그리고/또는 에너지 서비스 공급자(ESP)와의 임의 타입의 교환을 위한 것이다:
·다수의 무선 모뎀들(GSM, 3G 등)은 동일한 PIN 카드를 갖는다.
·하나의 모뎀만이 언제나 온 상태에 있을 수 있다. 따라서, 모든 모뎀들은 전화 회사에 하나의 전화로 나타나며, 이는 전화 인프라구조를 이용하는 변동하는 비용을 최소화하는 방법이다.
·각 최종 사용자 사이트에 설치된 특정 전자 서브박스들("Mbox")이 상기 전기 검침 유닛 및 Bbox에 연결된다.
·다운스트림 경로(RDS/RBDS 또는 DAB)가 GSM 모뎀들을 선택적으로 턴 온 하기 위해 이용된다. 상세한 사항은 이하와 같다:
·단계 0: 모든 GSM 모뎀들이 오프된다.
·단계 1: 방송자는 Bbox를 통해 웨이크업(wakeup) 모뎀 #n에 ID=n을 전송한다.
·단계 2: 사이트 #n의 Mbox는 상기 웨이크업 신호를 인지한다. 상기 Mbox는 그의 모뎀을 턴 온시킨다. 한편, 다른 사이트들의 Mbox들은 그대로 남아있는다.
·단계 3: 사이트 #n의 GSM 모뎀은 사전 설정된 전화번호를 다이얼하고, 그 후에 GSM 전화 네트워크를 통해 데이터를 전송한다(데이터 = kWh, 등).
·단계 4: 사이트 #n에서의 GSM 모뎀은 스스로 턴 오프된다.
·단계 5: 방송자는 다음의 n을 선택하고, 프로세스는 단계 1로 계속된다.
가스 또는 다른 타입의 연료, 온수 및 민물을 검침하는 자동 검침기의 메인 요소들은 상술한 바와 동일한 방식으로 주로 동작한다.
리턴 업링크 시그널링은 즉시 또는 반-즉시로 발생하는데, 이는 예를 들어 상기와 같이 취급되는 그리드 위기(crisis)의 경우에, 즉시의 소비값들이 보고될 수 있는 한편, 보통의 경우에 한 시간 또는 훨씬 더 긴 기간 동안의 소비값들이 사용될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 컴퓨터 프로그램물에 의해 부분적으로 실행된다. 상기 컴퓨터 프 로그램물은 또한 지능 홈 게이트웨이들(Bbox) 및 검침 포인트 게이트웨이들(Mbox)에 의해 실행되는 본 발명에 따른 방법의 단계들과 계산들을 실행하기 위한 소프트웨어부들 또는 컴퓨터 프로그램 코드 요소들을 포함하는 것으로 요약하여 설명된다.
전기-전력 네트워크들과 유사하게, (물 및 가스와 같은) 다른 유틸리티 네트워크들은 검침기-판독 동작들을 필요로 한다. 상술한 업스트림 링크는 정기적으로 검침 데이터를(온수 소비, 물 소비, 가스 소비) 중앙 설비에 전달하도록 이용될 수 있다. 다운스트림 링크는 어떤 지리적 사이트에서 어떤 검침기가 보고되어야 하는지를 선택하도록 이용된다.
시그널링 시스템
2WC 시스템의 방송부(즉, 다운스트림)는 신호에서 다음의 정보를 포함한다(도 15b를 참조).
·데이터 필드: 상기 데이터는 다음의 24시간 동안의 24개 가격들 등의 가격들일 수 있다. 데이터는 또한 그들의 내부 프로그램들을 업그레이드하기 위한 지능 홈 게이트웨이(Bbox들)에 대한 명령 세트일 수 있다. 데이터는 또한, 중앙집중화 클록으로 모든 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)을 동기화하는 클록 신호를 포함할 수 있다.
·커맨드 필드: 커맨드는 사용 제한, 서비스 복구 등의 중앙 설비로부터의 특정 명령을 지칭한다.
·어드레스 필드: 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들) 중 어느 것들이 상기 데이 터 필드 및 커맨드 필드의 컨텐츠에 반응해야 하는지를 통지하기 위한 것이다. 상기 어드레스 필드를 적절하게 설정함으로써, 신호는 전체 인구, 또는 단지 하나의 그룹 또는 단지 하나의 개인을 의미할 수 있다. 예를 들어, 그 목적이 "시장-청산(market-clearing) 가격들"을 방송하는 것이라면, 상기 어드레스는 전체 인구를 나타내고, 모든 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)은 상기 방송을 인지한다. 그 목적이 특정 에너지 제공자에 의해 제공되는 가격을 방송하는 것이라면, 상기 제공자로부터 에너지를 구매하는 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)만이 상기 방송을 인지하도록 상기 어드레스는 적절한 서브필드를 포함해야 한다. 상기 목적이 지리적 영역 내의 부하들을 사용 제한하는 것이라면, 상기 어드레스는 그 지리적 영역을 나타내는 서브필드를 포함해야 하며, 상기 영역에 상주하는 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)의 그룹만이 상기 무선 방송에 반응할 것이다.
송신단에서, 상기 신호들은 방송 전에 암호화된다. 수신단에서, 상기 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)은 그 자신의 프로그램들을 이용하여 상기 신호들을 해독하고(전송 에러들에 대한 검사뿐 아니라) 상기 해독된 신호를 적절한 동작들로 변화시킨다. 암호화 및 해독은 악의적인 해커들이나 사보타지(sabotage)로부터 통신 시스템을 보호하기 위해 중요한 것이다.
다음에, 업스트림 경로에 대한 정보 흐름에 대해 논의한다. (제어 룸 등의) 중앙 설비가 그의 무선 방송에 대한 고객의 응답을 측정하는 2가지 방법들이 존재한다.
상기 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)로부터의 수집 응답을 관찰하기 위해, 상 기 중앙 설비는 SCADA/EMS 데이터(그리드 정체, 그리드 전압, 라인 흐름, 변압기 부하, 등)를 검사할 수 있다. 다음의 방송이 무엇이어야 하는지를 결정할 필요가 있다. 예를 들어, 과부하 변압기를 경감시키기 위해, 중앙 설비는 상기 변압기로부터 다운스트림으로 모든 지능 홈 게이트웨이들(Bbox들)에 사용 제한 커맨드를 전송한다. (SCADA/EMS를 통해) 상기 변압기를 모니터링함으로써, 상기 중앙 설비는 또 다른 사용 제한 커맨드를 발행할 필요가 있는지 여부를 알게 된다.
개별 응답들을 기록하기 위해, 각각의 지능 홈 게이트웨이(Bbox)는 데이터를 업스트림으로 전송하는 능력을 갖는 하나의 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)를 수반할 필요가 있다. 상기 데이터는 실시간으로 전송될 필요가 없다; 오히려, 상기 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)는 상기 시간 정보(그 날의 각 시간에 걸쳐 소비된 kWh 등)와 함께 에너지 소비를 기록하고 상기 중앙 설비의 명령에 따라 이후의 시간에 배치(batch)를 전송한다. 상기 가격은 매 시간마다 변화하기 때문에, 시간 단위에 기초한 데이터(즉, 소비 프로파일)를 기록하는 능력은 각 최종 사용자에 대한 적정한 매월 청구서를 계산하는데 있어서 중요하다.
각 사이트에 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)를 설치하는 것이 비실용적이거나 비경제적인 경우에, 본 발명은 각 최종 사용자에 대한 적정한 매월 청구서를 계산하기 위한 근사화 방법을 제안한다. 상기 근사화 방법은 (시간 단위에 기초하여 데이터를 기록하는 능력을 갖는 수입 검침기들로부터) 서브스테이션 기록을 이용하여 하부의 서브스테이션에 의해 공급되는 모든 최종 사용자들에 대한 프로파일을 생성하는 것이다. 그 후에, 상기 프로파일은 다운스트림의 최종 사용자들 각각에 대한 프로파일로서 리스케일(re-scale)되어 사용된다.
컴퓨터 프로그램물의 설명
도 16은 컴퓨터 프로그램물(A, B 및 C)과 서로 다른 외부 입력들 사이의 정보의 흐름의 개요를 도시한다.
컴퓨터 프로그램물(A)은 멀티 유틸리티 제공자에 위치하거나 최종 사용자들 구내에서의 지능 홈 게이트웨이 Bbox에 위치할 수 있다. A는 시장으로부터의 입력, 다른 타입들의 관련 정보, 최종 사용자들로부터의 주기적 에너지 소비의 실제적 측정치 및 컴퓨터 프로그램물(B)로부터의 입력을 처리한다. 상기 컴퓨터 프로그램물(A)의 출력은 컴퓨터 프로그램(B 및 C)에 각각 전송된다.
컴퓨터 프로그램(B)은 멀티 유틸리티 제공자에 위치해야 한다. B에 대한 입력은 주요 구성요소들 및 동작 모드에 관련된 인프라구조 토폴로지에 관한 유틸리티들로부터의 정보이다. 컴퓨터 프로그램물(B)의 출력은 컴퓨터 프로그램물(A)에 대한 입력이고, 최종 사용자가 접속되는 특정 변압기 스테이션의 다운스트림으로 턴 온 또는 턴 오프되는 이용가능한 부하에 관한 정보이다.
컴퓨터 프로그램(C)은 최종 사용자 구내에서의 지능 홈 게이트웨이 Bbox에 위치하며, 상기 컴퓨터 프로그램물은 컴퓨터 프로그램물(A)로부터의 입력 및 최종 사용자 우선순위들을 처리한다. 컴퓨터 프로그램물(C)로부터의 출력은 전기 부하들이 최종 사용자들의 요금들에 기초하여 턴 온 또는 턴 오프되는 것이다. 컴퓨터 프로그램물(C)은 또한 에너지 소비의 자동 주기 측정을 제공하고, 상기 최종 사용자들의 내부 전원 시스템에 접속된 다른 관련 정보를 수집하며, 이들 데이터를 상기 컴퓨터 프로그램물(A)에 전송한다.
구현의 설명
컴퓨터 프로그램물(A)
도 17a는 컴퓨터 프로그램물(A)을 더 상세하게 도시하고, 상기 컴퓨터 프로그램물(A)이 컴퓨터 프로그램물들(B 및 C)과 각각 어떻게 정보를 교환하는지를 도시한다. 이들 컴퓨터 프로그램물들은 최종 사용자들에 대한 전달 에너지 비용을 감소시키는 프로세스, 방법 및 시스템을 설명한다. 상기 언급한 컴퓨터 프로그램물은 또한, 전기 유틸리티들, 전력 생산자들 및 도매업자들에 대한 계획, 조작적, 증대된 신뢰성을 획득한다. 다음에서, 각 블록이나 프로세스가 더 상세하게 설명된다.
#1: 시장 정보
블록: "시장 정보" 또는 #1은 상기 전기 에너지 시장에 접속된, 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다. 상기 정보는 기존의 프로그램 모듈들을 통해 이용가능하며, 전체 결정 프로세스에서 사용되는 에너지 시장의 특성이다.
#2: 다른 정보
블록: "다른 정보" 또는 #2는 다음에 관한 관련 소스들로부터 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다:
·전력 및 에너지의 역사적 가격들에 대한 데이터
·전기 에너지의 공급에 관한 서로 다른 계약들에 연관된 계속적인 가격들에 대한 데이터
·최종 사용자가 접속되는 전력 분배 그리드에서의 수송비용에 대한 현재 및 역사적 가격들에 대한 데이터
·지역 및 전송 전력 그리드에서의 수송비용에 대한 현재 및 역사적 가격들에 대한 데이터
·도매업자들로부터의 전기 에너지의 전달에 대한 서로 다른 가격들에 관련된 데이터의 계속적인 로깅(logging) 및 개요
상기 정보는 기존 프로그램 모듈들을 통해 이용가능하게 되어 있으며 전체 결정 프로세스에서 사용되는 에너지 시장의 특성이다.
#3: 컴퓨터 프로그램(B)로부터의 입력
블록: "컴퓨터 프로그램(B)로부터의 입력" 또는 #3은 다운스트림의 각 변압기 스테이션에서의 이용가능한 발산가능한(sheddable) 부하량에 관하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다.
#4: 최종 사용자 No. 1 ~ No. n에서의 측정치들
블록: 도 16에서의 "최종 사용자 No. 1 ~ No. n에서의 측정치들" 또는 #4(이는 컴퓨터 프로그램물(C)로부터의 입력을 지칭함)는 다음과 관련된 특정 지리적 영역 "m"에 관한 n 최종 사용자들에 대해 연속적으로 수집된 측정치들을 나타낸다.
·활성 전력 및 에너지의 소비
·반응성 전력 및 에너지의 소비
·최종 사용자의 내부 전력 네트워크에 접속된 전기기구들 상의 오류
·최종 사용자의 내부 전력 네트워크에 관련된 오류
·최종 사용자의 전력 시스템 또는 접속된 전기기구들의 진단으로부터의 결 과들
이 정보는 전체 결정 프로세스에서 사용되는 최종 사용자들의 특성으로서 수집 목적 및 수신을 위해 기존의 프로그램 모듈들을 통해 이용가능하게 되어 있다. 상기 정보는 최종 사용자의 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)로부터 또는 실제 전기 유틸리티로부터 직접 이용가능하게 되어 있다.
#5: 라이브러리들- 최종 사용자의 에너지 프로파일
블록: "라이브러리-최종 사용자의 에너지 프로파일" 또는 #5는 수학적 전력 및 에너지 소비(가열 장비들, 급탕 전기 모터용 히터들 등)를 설명하는 프로그램 모듈들의 일반적 집합체이다. 게다가, 상기 블록은 각 전기 구성요소에 대해, 그리고 주기적 시간 간격 동안 함께 묶여진(bundled) 최종 사용자의 부하 프로파일들의 이력 데이터의 하나 또는 여러 세트들을 포함한다.
#6: 에너지 관련 정보의 사전처리
블록: "에너지 관련 정보의 사전처리" 또는 #6은 블록들 #1, #2, #3 및 #5에 의해 수집된 데이터를 정보, 파라미터들 또는 키 정보의 하나 또는 여러 세트들로 변환하는 수치적 알고리즘의 세트를 나타낸다. 그와 같은 수치적 알고리즘의 예는 다음과 같다:
·통계적 계산들
·경제적 계산들
·전력 및 에너지 관련 정보의 예측 및 평가
#7: 최종 사용자의 부하 프로파일 업데이트
블록: "최종 사용자의 부하 프로파일 업데이트" 또는 #7은 다음의 변경을 저장하는 컴퓨터의 요소들의 세트를 나타낸다:
·최종 사용자들에 대한 전력 및 에너지의 주기적 소비
·최종 사용자의 내부 전력 네트워크의 변경들
·전기기구들의 변경들
#8: 라이브러리들- 최종 사용자의 전기 구성요소들 및 네트워크
블록: "라이브러리들- 최종 사용자의 전기 구성요소들 및 네트워크" 또는 #8은 다음을 수학적으로 설명하는 다수의 일반 프로그램 모듈들이다:
·최종 사용자의 전기기구들의 전기적 특성들
·최종 사용자의 내부 네트워크의 구성
상기 블록은 품질의 검사를 수행하고 정상 모드 및 오류의 동작 모드 각각에서의 전기기구들의 수학적 모델을 포함한다. 상기 블록은 공개된 재료 또는 미공개된 재료로부터 이용가능하다.
#9: 측정치의 사전처리
블록: "측정치의 사전처리" 또는 #9는 #4로부터의 출력을 정보, 파라미터들 및 키 정보의 하나 또는 여러 세트들로 변환하는 수치적 알고리즘의 세트를 나타낸다. 적절한 수치적 알고리즘들의 예는 다음과 같다:
"윈도우 이산 퓨리에 변환"(WDFT), 퓨리에 시리즈, 코사인 및 사인 변환, 코사인 및 사인 시리즈, 통계 시리즈, 시간 종속 측정의 예측 및 평가
#10: 최종 사용자의 요금표들의 업데이트
블록: "최종 사용자의 요금표들의 업데이트" 또는 #10은 다음의 변경들을 저장하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다:
· 요금표들
· 전력 및 에너지에 대한 계약들
#10은 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 재료로부터 컴파일될 수 있다. #9의 목표는 결정이 올바른 방식으로 이루어지는 방식으로, 최종 사용자의 구내에서의 전기적 부하의 턴 온 또는 턴 오프에 관하여 저장된 데이터를 업데이트하는 것이다.
#11: 부하 프로파일의 변경
블록: "부하 프로파일의 변경" 또는 #11은 이력 데이터로부터 추출된 파라미터들과 다음과 관련된, 샘플링된 연속 측정치들로부터 추출된 파라미터들을 비교하는 컴퓨터 요소들의 세트이다:
·전력 및 전기 에너지의 주기적 소비
·최종 사용자 전체에서의 전기기구들의 오류들
·최종 사용자의 내부 전력 네트워크에서의 오류들
·전기기구 및 최종 사용자의 내부 전력 시스템의 진단을 제공하는 컴퓨터 프로그램물로부터의 결과들
#11의 목적은 결정 프로세스가 상기 최종 측정된 주기에서의 실제 에너지 부하를 반영할 수 있도록, 저장된 데이터를 업데이트하는 것이다.
#12: 알고리즘- 최종 사용자의 구내들에서 턴 온 또는 턴 오프되는 부하를 계산
블록: "알고리즘- 최종 사용자의 구내들에서 턴 온 또는 턴 오프되는 부하를 계산" 또는 #12는 최종 사용자에 공급된 에너지의 비용을 감소시키기 위한 정보 및 제어 신호의 생성에 관한 키 알고리즘이다. 상기 알고리즘은 상기 입력들로부터 추출된 파라미터들이 다음을 생성해야 하는지를 결정하기 위한 지식 데이터베이스 및 정량적 인수 절차(qualitative argument procedure)로 이루어진다.
·전기 에너지의 비용 및 상기 전기 에너지에 대한 경쟁자의 가격과 관련된 최종 사용자에 대한 정보
·상기 최종 사용자의 구내들에서 턴 온 또는 턴 오프되는 가능한 전기적 부하들의 세트
#13: 새로운 에너지 공급자
블록: "새로운 에너지 공급자" 또는 #13은 다음과 관련된, 현재 에너지 공급자에 관한 이력 저장 데이터로부터 추출된 파라미터들과 시장에서 이용가능한 잠재적 에너지 공급자로부터 추출된 파라미터들을 비교하는 컴퓨터 요소들의 세트이다:
·요금표들
·전달된 전력 및 에너지에 대한 계약들의 타입
#13은 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료 또는 기존의 공개된 재료로부터 컴파일될 수 있다.
#14: 정보 & 제안 구제책
블록: "정보 및 제안 구제책" 또는 #14는 2개의 서로 다른 모드들을 갖는 컴 퓨터 요소들의 세트이다:
모드 A: 수동 동작
정보를 최종 사용자들에 이용가능하게 하고, 에너지 소비와 관련된 비용을 절약하기 위해 그 다음 기간에서 ON 또는 OFF되어야 하는 전기적 부하들이 어느 것인지를 제안한다.
모드 B: 자동 동작
정보를 최종 사용자들에 이용가능하게 하고, 최종 사용자들의 우선순위들에 기초하여, 에너지 소비와 관련된 비용을 절약하기 위해 다음의 기간에서 전기적 부하들을 "턴 온" 또는 "턴 오프"하는 제어 신호들을 자동으로 제공한다.
또한, #14는 실제의 에너지 공급자로부터 새로운 에너지 공급자로의 변경에 의한 에너지 가격들에 대한 정보를 #16에 전송한다.
#15: 사용 제한에 관한 구제책 제안
블록: "구제책 제안" 또는 #15는 다음에 관련된 결정을 행하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다:
·최종 사용자의 구내에서 턴 오프(턴 온)되는 에너지량
·각 최종 사용자에서 턴 오프되는 전기 부하량을 저장
·어느 지리적 영역 및 어느 최종 사용자의 구내에서, 전기 에너지의 사용 제한이 수행되는지
#16: 정보를 최종 사용자들에 전송
블록: "정보를 최종 사용자들에 전송" 또는 #16은 적절한 포맷으로 블록 #14 으로부터 데이터를 저장하고 이 정보를 통신 인프라구조 및 지능 홈 게이트웨이(Bbox)를 통해 최종 사용자들에 이용가능하게 하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다.
#17: 사용 제한에 관한 제어 신호들을 최종 사용자들에 전송
블록: "정보를 최종 사용자들에 전송" 또는 #17은 적절한 포맷으로 블록 #15로부터 데이터를 저장하고 이 정보를 통신 인프라구조 및 지능 홈 게이트웨이(Bbox)를 통해 최종 사용자들에 이용가능하게 하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다.
#18: 컴퓨터 프로그램물(B)에 정보를 전송
블록: "정보를 최종 사용자들에 전송" 또는 #18은 적절한 포맷으로 블록 #11로부터 데이터를 저장하고 상기 정보를 컴퓨터 프로그램물(B)에 전송하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다.
컴퓨터 프로그램물(B)
도 17b는 컴퓨터 프로그램물(B)을 더 상세하게 도시하고, 상기 컴퓨터 프로그램물(B)이 컴퓨터 프로그램물들(B 및 C)과 각각 어떻게 정보를 교환하는지를 도시한다.
상기 언급한 컴퓨터 프로그램물은 전기 유틸리티들 인프라구조의 모델을 업데이트하고 각 서브스테이션에서 다운스트림으로 발산가능한 에너지량을 계산하는 것과 관련된다. 전력량은 동등한 전기 부하에 각 최종 사용자의 전기적 부하 프로파일들을 함께 다발로 묶는 순환 알고리즘에 의해 제공된다.
#1: 영역 m에서의 유틸리티
블록: "영역 m에서의 유틸리티" 또는 #1은 전기 에너지를 특정 지리적 영역 "m"에 공급하는 전기 유틸리티들 분배 네트워크의 구성에 관련하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다. 그와 같은 측정들 및 정보는 기존의 컴퓨터 기반 데이터 수집 시스템(SCADA/EMS)에 의해 제공되고 컴퓨터 프로그램물(B)에서의 결정 프로세스에서 사용되는 전기 유틸리티들의 특성을 제공한다.
#2: 컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력
블록: "컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력" 또는 #2는 다운스트림의 각 변압기 스테이션에 대한 특정 지리적 영역에서 턴 온 또는 턴 오프되는 전기 부하량에 관한 연속적인 수집 정보 및 전력 네트워크에 대한 동작 모드를 나타낸다.
#3: 컴퓨터 프로그램(C)으로부터의 입력
블록: "컴퓨터 프로그램(C)으로부터의 입력" 또는 #3은 사용 제한 제어 신호로 인해 다운스트림으로 각 변압기 스테이션에 대한 특정 지리적 영역에서 턴 오프 또는 턴 온되는 전기 부하량에 관하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다.
#4: 네트워크 상태들 및 다른 관련 정보
블록: "네트워크 상태들 및 다른 관련 정보" 또는 #4는 블록 #1에 의해 생성된 데이터를 정보 및 파라미터들의 하나 또는 여러 세트들로 변환하는 수치적 알고리즘들의 세트를 나타낸다. 적합한 수치적 알고리즘들의 예들은 다음과 같다: "윈도우 이산 퓨리에 변환"(WDFT), 퓨리에 시리즈, 코사인 및 사인 변환, 코사인 및 사인 시리즈, 통계 시리즈, 시간 종속 측정들의 예측 및 평가.
#5: 유틸리티 네트워크 구조
블록: "유틸리티 네트워크 구조" 또는 #5는 다음을 수학적으로 나타내는 다수의 일반 컴퓨터 모듈들이다:
·실제 전기 유틸리티에 대한 각 전기 구성요소(전송 라인들, 전력 케이블들, 변압기들 등)가 서로 다른 동작 모드들에 대해 어떤 토폴로지에서 함께 연결되는지
·각 1차 구성요소의 전기 정격
·서로 다른 동작 모드들에 관련하여 전기 유틸리티 전력 네트워크에서의 서로 다른 개폐장치(switchgear)들의 위치
상기 라이브러리는 1차 구성요소들의 수학적 모델들과 전력 시스템 인프라구조를 정상 모드 및 오류 동작 모드 양쪽에서 비교한다. 따라서, 상기 라이브러리는 상기 소프트웨어에 의해 이루어진 결정들의 품질을 향상시킨다. 블록 #4는 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료들로부터 컴파일될 수 있다.
#6 - 유틸리티 네트워크에 대한 어셈블리 모델
블록: "유틸리티 네트워크에 대한 어셈블리 모델" 또는 #6은 블록 #2에서 주어진 입력을 통해 컴퓨터 프로그램물(A)에 의해 제공되는 측정들에 일치하는 네트워크 토폴로지로 상기 블록 #5로부터 수집된 데이터를 변환하는 다수의 수치적 알고리즘들을 나타낸다. 블록 #6은 품질 설명과 관련되며 정상 및 오류의 동작 모드에서 1차 구성요소들의 다수의 수학적 모델들을 포함한다. #6은 기존의 공개된 재 료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료로부터 컴파일될 수 있다.
#7: 알고리즘 - 업스트림으로 각 서브스테이션에서 이용가능한 누적된 발산가능한 부하를 계산
블록: "알고리즘 - 업스트림으로 각 서브스테이션에서 이용가능한 누적된 발산가능한 부하를 계산" 또는 #7은 얼마나 많은 전기 에너지가 이미 OFF되어 있는지 및 얼마나 많은 추가 전기 에너지가 최종 사용자들의 우선순위들에 기초하여 상기 최종 사용자들의 구내에서 턴 오프될 수 있는지에 관련된 발명 소프트웨어의 가장 중요한 부분이다. 상기 알고리즘은 (#2에서 이용가능한) 컴퓨터 프로그램물(A)에서 추출된 파라미터들이 다음의 제어 동작들을 유도하는지를 결정하기 위해 지식 데이터베이스 및 정량적 추론 절차로 이루어진다:
·정상 동작 모드에서 특정 지리적 영역의 다수의 변압기 스테이션들에서 턴 오프될 수 있는 전력량
·긴급 동작 모드에서 특정 지리적 영역의 다수의 변압기 스테이션들에서 턴 오프될 수 있는 전력량
·특정 지리적 영역에서 전력 네트워크의 더 최적의 동작을 달성하기 위해 턴 오프되어 정상 동작 모드의 전력 피크들을 쉐이빙할 수 있는 전력량
블록 #7은 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료로부터 컴파일될 수 있다.
#8: 매치
블록: "매치" 또는 #8은, 다음과 관련하여 전기적 유틸리티들에 대한 인프라 구조에 관한 이력 데이터로부터 추출된 파라미터들과 #1에 기초한 측정들의 연속적인 샘플링으로부터 추출된 파라미터들을 비교하는 다수의 컴퓨터 요소들이다:
·실제 전기 유틸리티에 대한 각 전기 구성요소(전송 라인들, 전력 케이블들, 변압기들 등)가 서로 다른 동작 모드들에 대해 어떤 토폴로지에서 함께 연결되는지
·각 1차 구성요소의 전기 정격
·서로 다른 동작 모드들에 관련하여 전기 유틸리티 전력 네트워크에서의 서로 다른 개폐장치들의 위치
블록 #8은 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료로부터 컴파일될 수 있다.
#9: 네트워크 구조의 업데이트
블록: "네트워크 구조의 업데이트" 또는 #9는 적절한 데이터베이스에서의 변경들을 저장하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다:
·실제 전기 유틸리티에 대한 각 전기 구성요소(전송 라인들, 전력 케이블들, 변압기들 등)가 서로 다른 동작 모드들에 대해 어떤 토폴로지에서 함께 연결되는지
·각 1차 구성요소의 전기 정격
·서로 다른 동작 모드들에 관련하여 전기 유틸리티 전력 네트워크에서의 서로 다른 개폐장치들의 위치
블록 #9는 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료로 부터 컴파일될 수 있다. 상기 목적은 컴퓨터 프로그램물(A)에서의 결정이 전력 시스템의 실제 상태를 반영하는 실질적인 데이터에 기초하게 하도록 상기 전기 유틸리티 인프라구조에 대한 저장 데이터를 업데이트하는 것이다.
#10: 각 서브스테이션에서의 발산가능한 부하량에 대한 정보의 전송
블록: "각 서브스테이션에서의 발산가능한 부하량에 대한 정보의 전송" 또는 #10은 컴퓨터 프로그램물(A)에 정보를 전송하는 컴퓨터 요소들의 세트를 나타낸다. 상기 블록 #10은 기존의 공개된 재료 또는 미공개된 상업적 소스들로부터의 재료로부터 컴파일될 수 있다.
컴퓨터 프로그램물(C)
도 17c는 컴퓨터 프로그램물(C)을 더 상세하게 도시하고, 상기 컴퓨터 프로그램물(C)이 컴퓨터 프로그램물들(A 및 B)과 각각 어떻게 정보를 교환하는지를 도시한다. 컴퓨터 프로그램물(C)에 대한 입력은 또한 어느 전기 부하가 턴 온 또는 턴 오프될 후보여야 하는지에 관한 최종 사용자의 우선순위들 및 측정된 주기적 에너지 소비이다. 컴퓨터 프로그램으로부터의 출력은 턴 온 또는 턴 오프되는 전기 부하들에 분배되는 제어 신호들을 포함하는 리스트이다.
#1: 컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력
블록: "컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력" 또는 #1은 최종 사용자의 구내에서 턴 온 또는 턴 오프되는 전기 부하들의 리스트를 포함하는 제어 신호들 및 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다.
#2: 컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력
블록: "컴퓨터 프로그램(A)으로부터의 입력" 또는 #2은 사용 제한의 결정으로 인해 턴 온 또는 턴 오프되는 전기 부하들의 리스트를 포함하는 제어 신호들에 관련하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다. 사용 제한은 긴급 동작 모드, 또는 최종 사용자들이 위치하는 특정 지리적 영역에서 이용가능한 전기 에너지가 결여된 상황에서 피크 전기 부하들을 쉐이빙하는데 사용된다.
#3: 최종 사용자들로부터의 입력
블록: "최종 사용자들로부터의 입력" 또는 #3은 시장에서의 전기 에너지의 가격에 기초하여 턴 온 또는 턴 오프될 수 있는 전기 부하에 관한 최종 사용자들의 우선순위들을 나타낸다.
#4: 전기 에너지의 측정들
블록: "전기 에너지의 측정들" 또는 #4는 최종 사용자의 구내에서 전기 에너지 소비의 측정에 관련하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다.
#5: 알고리즘
블록: "알고리즘" 또는 #5는 화면 상에 디스플레이되는 정보의 분배 및 전기 에너지 소비의 측정을 수집하는 제어 신호의 분배에 관한 알고리즘이다. 상기 알고리즘은 지식 데이터베이스, 정량적 인수 절차 및 정보 및 데이터의 일시적인 저장을 위한 데이터베이스로 이루어진다.
#6: 전기 에너지의 측정들
블록: "전기 에너지의 측정들" 또는 #6은 최종 사용자의 구내에서의 전기 에너지 소비의 측정에 관하여 연속적으로 수집된 정보를 나타낸다. 상기 전기 소비의 측정은 지능 홈 게이트웨이(Bbox)에 의해 트리거되고 검침 포인트 게이트웨이 Mbox를 통해 전기 검침기로부터 전송된다.
#7: 제어 신호들의 분배
블록: "제어 신호들의 분배" 또는 #7은 턴 온 또는 턴 오프될 수 있는 서로 다른 전기 부하들에 제어 신호들의 분배 및 전송을 제공한다. 상기 블록은 또한, 제어 신호들을 검침 포인트 게이트웨이(Mbox)에 분배하고 최종 사용자의 요청에 의해 디지털 화면 상에 에너지 관련 정보의 디스플레이를 제공한다.
#8: 에너지 공급자의 변경
블록: "에너지 공급자의 변경" 또는 #8은 에너지 공급자의 변경을 위해 확인 및 신호를 제공한다. 상기 블록은 구 에너지 공급자 및 신규 에너지 공급자의 전기 유틸리티에 대한 계약들에 관한 필요한 정보를 생성하고 전송한다.

Claims (44)

  1. 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법으로서,
    (a) 최종 사용자들의 구내(premise)에,
    - 멀티 유틸리티 제공자로부터 방송 제어 신호들을 수신하는 기능,
    - 상기 방송 제어 신호들에 포함된 정보, 저장된 알고리즘 및 최종 사용자가 조정할 수 있는 파라미터값 설정치에 근거하여, 온(ON) 또는 오프(OFF)가 임의의 연결된 비내구재 소비 장치에 대한 정확한 조건을 구성하는지 여부를 계산하는 기능, 및
    - 상기 계산의 결과에 따라, 연결된 비내구재 소비 장치들을 턴온 및 턴오프하는 기능을 수행하는 마이크로 프로세서 성능을 갖는 특수 전자박스들을 제공하는 단계와;
    (b) 최종 사용자들의 우선순위에 따라 파라미터값을 설정함으로써 상기 최종 사용자들이 상기 전자박스들을 프로그래밍하는 단계와;
    (c) 상기 멀티 유틸리티 제공자로부터, 상기 전자박스들에 의해 수신될 제어 신호를 방송하는 단계를 포함하여 구성되며,
    상기 전자박스들은 저장된 제어 알고리즘, 상기 최종 사용자들에 의해 설정된 파라미터값 및 상기 제어 신호에 의해 제공되는 정보에 근거하여 일부 비내구재 소비 장치에 대해 자동적인 턴오프 또는 턴온 동작을 취하며;
    상기 전자박스들은 상기 최종 사용자들의 구내에 있는 인스턴트 또는 세미 인스턴트 비내구재 소비 값을 상기 멀티 유틸리티 제공자에 다시 전송함으로써, 비내구재들의 시장 가격에 집합적으로 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터값들은 상기 최종 사용자들의 다양한 장치들의 추정된 중요도에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터값들은 상기 비내구재들의 가격에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 유틸리티 제공자는 상기 비내구재들에 관한 가격 정보를 포함하는 제어 신호를 방송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 임의 시간주기 동안 유효한 가격에 관한 가격 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 유틸리티 제공자는 사용제한(rationing)에 관한 정보를 포함하는 제어 신호를 방송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 유틸리티 제공자는 전기 에너지, 열 에너지, 가스 및 생수 중 적어도 하나를 최종 사용자들의 공동체에게 제공하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 유틸리티 제공자는 적어도 하나의 상업 무선 방송국을 통해 상기 제어 신호를 방송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상업 무선 방송국은 상기 제어 신호를 방송하기 위해 RDS, RBDS 및 DAB 시스템들 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 유틸리티 제공자는 위성 무선 방송 시스템을 통해 상기 제어 신호를 방송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 박스들은 전화 네트워크와 이동 전화 네트워크중 어느 하나를 통해 소비 값을 다시 전송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 박스들과 그리고 상기 최종 사용자 구내의 상기 비내구재 소비 장치들과의 사이에서의 통신은, PLC 기술의 이용에 의해, 바람직하게는 X10 표준에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 박스들 중 어느 하나는 지능 홈 게이트웨이와 검침 게이트웨이에서 물리적으로 또는 기능적으로 분리되며,
    상기 지능 홈 게이트웨이는 상기 제어 신호를 수신 및 디코딩하며, 모든 연결된 장치들에 대한 ON 및 OFF 조건들을 계산해서, 상기 장치들이 상기 계산된 조건에 이르도록 턴온 및 턴오프 명령들을 전송함과 아울러, 상기 검침 게이트웨이와 통신하며; 그리고
    상기 검침 게이트웨이는 상기 지능 홈 게이트웨이와 2-방향 통신을 수행하고, 적어도 하나의 비내구재 검침 디바이스와 통신을 수행하며, 그리고 적어도 검침 정보를 상기 멀티 유틸리티 제공자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이는 최종 사용자 구내에 있는 연결 장치들을 턴온 및 턴오프하는 명령들을 전력선 캐리어(PLC) 시스템, 바람직하게는 X10 시스템을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이는, 각각의 장치들 또는 각각의 장치 그룹들에 대해 상기 최종 사용자에 의해 설정된 비내구재 가격 임계치에 따라, 최종 사용자 구내에 있는 연결 장치들을 턴오프하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이는, 상기 멀티 유틸리티 제공자로부터의 사용제한 명령 및 상기 최종 사용자에 의해 기입된 비내구재 소비 장치 우선순위 설정치에 따라, 최종 사용자 구내에 있는 연결 장치들을 턴오프하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    산업 최종 사용자와, 상업 최종 사용자와, 그리고 개인 최종 사용자들의 그룹/공동체 중 어느 것에 배속된(attached) 분배 발생 유닛(DG)에서의 비내구재 제품은, 상기 전자 박스들에 의해서 그리고 상기 최종 사용자의 설정치 및 우선순위에 따라 통제되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 개인 최종 사용자들의 그룹/공동체에 배속된 분배 발생 유닛(DG)은 상기 개인 최종 사용자의 모든 설정치 및 우선순위를 고려하는 알고리즘에 의해 통제되며, 상기 알고리즘은 상기 분배 발생 유닛을 제어하는 전용 컴퓨터의 컴퓨터 메모리에 저장됨과 아울러 상기 전자박스들과 통신하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    장애 상황(outage situation) 후의 상기 멀티 유틸리티 제공자로부터의 서비스 복구는, 상기 전자박스들에 의한 적절한 동작에 의해 최종 사용자의 구내에서의 부하들에 대한 단계적 턴온을 유발하도록 복구 신호들을 방송함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 방법.
  20. 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템으로서,
    상기 시스템은:
    (a) 최종 사용자들의 구내에 놓이며,
    - 멀티 유틸리티 제공자로부터 방송 제어 신호들을 수신하는 기능,
    - 상기 방송 제어 신호들에 포함된 정보, 저장된 알고리즘 및 최종 사용자가 조정할 수 있는 파라미터값 설정치에 근거하여, 온(ON) 또는 오프(OFF)가 임의의 연결된 비내구재 소비 장치에 대한 정확한 조건을 구성하는지 여부를 계산하는 기능, 및
    - 상기 계산의 결과에 따라, 연결된 비내구재 소비 장치들을 턴온 및 턴오프하는 기능을 수행하는 마이크로 프로세서 성능을 갖는 특수 전자박스를 포함함과 아울러,
    (b) 상기 최종 사용자들의 구내에 놓이며, 상기 전자 박스들과 통신하는 비내구재 소비 검침 디바이스들과; 그리고
    (c) 상기 멀티 유틸리티 제공자로부터 상기 전자박스들에 의해 수신될 제어 신호를 방송하는 방송 네트워크를 포함하여 구성되며,
    상기 특수 전자 박스들은:
    최종 사용자들이 자신들의 우선순위에 따라 파라미터값을 설정하도록 프로그램 가능하고;
    저장된 제어 알고리즘에 따라 일부 비내구재 소비 장치들에 대해 자동적인 턴오프 또는 턴온 동작을 취하며, 상기 파라미터값 및 정보는 상기 제어 신호에 의해 제공되고; 그리고
    인스턴트 또는 세미 인스턴트 비내구재 소비 값을 상기 멀티 유틸리티 제공자에 다시 전송하기 위한 전송 성능을 가짐으로써 비내구재들의 시장 가격에 집합적으로 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 방송 네트워크는 상업 무선 방송 네트워크인 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 방송 네트워크는 위성 무선 방송 시스템인 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 소비 값을 다시 전송하기 위한 리턴 전송 경로는, 전화 네트워크와 이동 전화 네트워크중 어느 하나를 통하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 최종 사용자의 구내에 있는 상기 전자 박스들과 상기 비내구재 소비 장치들과의 사이의 통신 경로는, 바람직하게는 PLC 기술 및 X10 표준에 의존하는 유선 경로인 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 방송 네트워크는 최종 사용자들에게 방송될 데이터를 암호화하는 마이 크로프로세서 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  26. 제 20 항에 있어서,
    산업 최종 사용자와, 상업 최종 사용자와, 그리고 개인 최종 사용자들의 그룹/공동체 중 어느 것에 배속되는, 추가적인 비내구재 제품들에 대한 분배 발생 유닛(DG)을 더 포함하며,
    상기 분배 발생 유닛은 상기 전자 박스들에 의해서 그리고 최종 사용자의 설정치 및 우선순위에 근거하여 통제되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 전자 박스들 중 어느 하나는 지능 홈 게이트웨이와 검침 게이트웨이에서 물리적으로 또는 기능적으로 분리되며,
    상기 지능 홈 게이트웨이는 상기 제어 신호를 수신 및 디코딩하며, 모든 연결된 장치들에 대한 온 및 오프 조건들을 계산해서, 상기 장치들이 상기 계산된 조건에 이르도록 턴온 및 턴오프 명령을 전송함과 아울러, 상기 검침 게이트웨이와 통신하며; 그리고
    상기 검침 게이트웨이는 상기 지능 홈 게이트웨이와 2-방향 통신을 수행하고, 적어도 하나의 비내구재 검침 디바이스와 통신을 수행하며, 그리고 적어도 검침 정보를 상기 멀티 유틸리티 제공자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이는 마이크로프로세서와 내장형 제어기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    최종 사용자 단말기가, 상기 마이크로 프로세서에 의해 디코드 되는 메세지들을 상기 최종 사용자에게 제시하기 위한 상기 지능 홈 게이트웨이에 부착되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이는 RDS, RBDS 및 DAB 시스템들중 적어도 하나에 대한 무선 시그널링 디코더 및 무선 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 지능 홈 게이트웨이에, 위성 방송 신호를 수신하기 위한 위성 수신 안테나가 연결되는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 검침 게이트웨이는 상기 지능 홈 게이트웨이 및 상기 검침 디바이스들로부터의 정보를 디코딩하기 위한 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  33. 제 20 항에 있어서,
    상기 비내구재는 전력이며, 상기 멀티 유틸리티 제공자는 전기 유틸리티 제공자이며, 상기 소비 검침 디바이스들은 전기 검침기인 것을 특징으로 하는 비내구재 수요에 대한 자동 관리 시스템.
  34. 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 전자 박스들에서 실행될 때, 상기 전자 박스들로 하여금,
    멀티 유틸리티 제공자로부터 방송된 방송 제어 신호들을 수신하는 단계와,
    상기 방송 제어 신호들에 포함된 정보, 저장된 알고리즘 및 최종 사용자가 조정할 수 있는 파라미터값 설정치에 근거하여, 온(ON) 또는 오프(OFF)가 임의의 연결된 비내구재 소비 장치에 대한 정확한 조건을 구성하는지 여부를 계산하는 단계와, 그리고
    상기 계산의 결과에 따라, 연결된 비내구재 소비 장치들을 턴온 및 턴오프하는 단계를 수행하게 하고,
    여기서 상기 전자 박스들은 최종 사용자들의 우선순위에 따라 파라미터값들을 설정함으로써 프로그래밍되며;
    상기 전자박스들은 저장된 제어 알고리즘, 상기 최종 사용자들에 의해 설정된 파라미터값 및 상기 제어 신호에 의해 제공되는 정보에 따라 일부 비내구재 소비 장치들에 대해 턴오프 또는 턴온 동작을 취하고;
    상기 전자박스들은 상기 최종 사용자들의 구내에 있는 인스턴트 또는 세미 인스턴트 비내구재 소비 값들을 상기 멀티 유틸리티 제공자에 다시 전송함으로써, 비내구재들의 시장 가격에 집합적으로(collectively) 영향을 미치게하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 비내구재들에 대한 수요를 자동 관리하는 시스템으로서,
    무선 방송 채널(radio broadcast channel)을 통해 복수의 최종 사용자들에게 무선 제어 신호들을 전송하도록된 멀티 유틸리티 제공자와, 여기서 상기 멀티 유틸리티 제공자는 RDS, RBDS 및 DAB 시스템 중 임의의 것을 사용하여 적어도 하나의 무선 방송 기지국을 통해 상기 제어 신호를 방송하고;
    최종 사용자 리턴 정보 제공을 위한 데이터 통신 신호를 상기 멀티 유틸리티 제공자에게 전송하도록 동작가능하고 그럼으로써 비내구재 배송 제어 및 수요에 의해 영향받는 가격책정을 가능하게 해주는 특화된 전자 박스들을 포함하며, 상기 데이터 통신 신호는 적어도 비내구재 소비 정보를 포함하고 그리고 상기 방송 채널과는 다른 신호 채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 비내구재들에 대한 수요를 자동 관리하는 시스템.
  41. 멀티 유틸리티 제공자와 복수의 최종 사용자들 사이의 통신 방법으로서,
    RDS, RBDS 및 DAB 시스템 중 임의의 것을 사용하여 적어도 하나의 무선 방송 기지국을 통해 상기 멀티 유틸리티 제공자로부터 무선 방송 신호를 방송하는 단계와, 여기서 상기 무선 방송 신호는 비내구재 소비 데이터를 수집하는 임의 시간에 하나의 최종 사용자의 게이트웨이들을 웨이크-업하며, 그리고
    상기 멀티 유틸리티 제공자로부터 수신된 신호들에 대한 응답으로서, 전화 또는 셀룰러 접속을 사용하여 복수의 최종 사용자들로부터 상기 멀티 유틸리티 제공자에게로 신호를 리턴하는 단계를 포함하며,
    여기서 상기 데이터를 배송하기 위한 상기 멀티 유틸리티 제공자로의 상기 전화 또는 셀룰러 접속을 설정하기 위하여, 모든 최종 사용자들에 대해 동일한 SIM 카드가 사용되는 것을 특징으로 하는 멀티 유틸리티 제공자와 복수의 최종 사용자들 사이의 통신 방법.
  42. 멀티 유틸리티 제공자와 복수의 최종 사용자들 간의 2-방향 통신 네트워크에서의 리턴 시그널링 장치로서,
    상기 리턴 시그널링 장치는 각각의 최종 사용자 구내에 있는 장치이며,
    RDS, RBDS 및 DAB 시스템 중 임의의 것을 사용하여, 검침 동작을 트리거하는 웨이크-업 무선 방송 신호를 수신하는 동작을 하는 지능 홈 게이트웨이와; 그리고
    모든 최종 사용자들에 대해 동일한 SIM 카드를 사용하여 비내구재들에 대한 각각의 최종 사용자들의 소비에 관한 검침 데이터를 배송하기 위한 상기 멀티 유틸리티 제공자로의 전화 또는 셀룰러 접속을 설정하는 동작을 하는 검침 포인트 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 시그널링 장치.
  43. 그리드 상의 비상상황(emergency)이 검출될 때 그리드 오퍼레이터, 그리드 소유자(grid owner) 또는 기관들 중 하나에 의해 최종 사용자측의 비내구재에 대한 소비절감(reduction)을 개시하는 방법으로서,
    a) 그리드 오퍼레이터, 그리드 소유자 또는 기관들 중 하나로부터 특정 정보 방송 회사에 사용제한(rationing)을 개시할 것을 통지하는 단계와;
    b) 데이터를 운반할 수 있는 RDS, RBDS, 또는 DAB 무선 방송 제어 신호 중 하나를 사용하여 상기 특별 정보 방송 회사로부터 사용제한 명령(rationing command)을 전송하는 단계와;
    c) 인터럽트가능 장치들(interruptible apparatuses)을 표시하는 사전-규격(pre-specification) 및 수신된 사용제한 명령에 근거하여, 최종 사용자 구내에 있는 스위칭 수단으로서 분산 지능 홈 게이트웨이(distributed intelligient home gateway)들을 사용하여 최종 사용자 구내에 있는 부하들(loads)을 턴온 또는 턴오프하는 단계와;
    d) 그리드 오퍼레이터, 그리드 소유자 또는 기관들 중 하나가 비상상황이 해제됨을 결정할 때, 데이터를 운반할 수 있는 RDS, RBDS, 또는 DAB 무선 방송 제어 신호 중 하나를 사용하여 특정 정보 방송 회사로부터 "사용제한 해제" 명령을 전송하는 단계와;
    e) 상기 분산 지능 홈 게이트웨이들에서 상기 특정 정보 방송 회사로부터의 "사용제한 해제" 명령을 수신하는 단계와, 그리고
    f) 최종 사용자 구내에 있는 상기 분산 지능 홈 게이트웨이들을 사용하여, 선택된 부하들(loads)을 턴온시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최종 사용자측의 비내구재에 대한 소비절감을 개시하는 방법.
  44. 제43 항에 있어서,
    상기 c) 단계는, 그리드 오퍼레이터, 그리드 소유자 또는 기관들 중 하나에 의해 소정의 시간 간격(predetermined time interval)에서 또 다른 라운드의 사용제한이 필요한지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최종 사용자측의 비내구재에 대한 소비절감을 개시하는 방법.
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