KR101081464B1 - 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

전력사용기기와 전원공급장치 사이에 연결된 스위치를 개폐하는 제1 제어부 및 제2 제어부, 전력사용기기의 전력사용량을 검침하는 전력검침장치, 및 원격감시서버에 유무선 통신을 통해 연결되는 프로세서와, 제2 제어부에 연결되어, 원격감시서버로부터 수신한 1일당 제1 및 제2 자동운전시간대에 자동으로 전력이 공급도록 제2 제어부에 신호를 송신하는 시간설정장치를 포함하고, 프로세서는, 전력 검침장치로부터 수신한 검침 횟수 대비 전력 사용량이 기준전력값을 초과하는 횟수의 비율로 가동율을 산출하여 원격감시서버의 요청에 따라 송신하고, 가동율이 제1 임계값을 초과하는지 여부에 근거한 원격감시서버의 스위치 개폐 신호를 수신하여 제1 제어부에 스위치 개폐 제어 신호를 송신한다. 또한 원격감시서버는 자동운전시간대 중 스위치가 차단될 경우, 스위치의 차단에 의한 전원 공급 차단 시간을 제2 자동운전시간대에 보상함으로서, 총 자동운전시간이 동일하도록 유지하는 기능을 더 포함한다.

Description

전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치 및 방법 {REMOTE POWER CONSUMPTION MEASURING AND AUTOMATIC CONTROLLING APPARATUS AND METHOD OF POWER CONSUMPTION DEVICE}

본 발명은 유무선통신망을 이용하여 전력사용기기에 대한 운전감시(사용 전력량 측정)를 통하여 전력사용기기의 전력 사용량을 감시하고, 이를 통해 부하이전과 피크 전력량 억제를 통한 예비전력량의 확보 및 부하율의 향상, 손전, 변전, 배전설비의 안정적 운용을 위한 전력 수요관리에 관한 기술로, 특히, 전력사용기기에서 사용되는 전력을 실시간으로 감지하는 한편, 전력사용기기의 자동운전시간대를 설정하고, 자동운전시간대에도 전력 사용량 제어를 하는 기술에 관한 것이다.

냉난방기의 사용이 현저하게 늘어나면서, 전력 사용량에 대한 측정 및 가용 전력량에 근거한 전력 사용 제어 기술에 대한 연구가 늘어나고 있다. 가용 전력량이 일정하고, 지역의 냉난방기의 사용이 가용 전력량을 초과하여 예비 전력량의 확보가 어려운 경우, 전력회사의 제어 시스템에 의해 전력 공급을 조절하는 기술이 연구되어 왔다.

종래의 냉난방기를 포함한 전력사용기기에 대한 직접부하제어 기술은, 무선호출망을 이용하여 원격지에서 전력사용기기 내부의 컨트롤 장치를 원격제어하는 방법이나 전력사용기기에 대한 전원공급을 차단하는 시스템이 사용되어 왔다. 하지만 상기의 종개 기술은 에어컨 각각의 실제 전력 사용량과는 상관없이 일률적으로 제어되는 방식인 단방향 통신을 통한 제어가 대부분이고, 직접제어 대상에 대한 보상 역시 실제 전력사용량 절감량과는 상관없이 일률적으로 처리되어왔다. 또한 직접부하제어를 위해서는 무선호출기를 에어컨 내부의 컨트롤러나 전원공급장치에 내장하는 경우에만 직접부하제어가 가능하여 기판된 에어컨에 대해서는 직접부하제어가 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 겨울철 심야 축열방식 난방용 전기보일러의 보급확대로 가동시간이 동일한 시간대에 집중되어, 비교적 저렴하고 사용량이 적다고 여겨져왔던 심야 전력의 사용에 대해서도 피크수요 억제가 필요한 경우가 나타나고 있으며, 이를 해결하기 위해서는, 종래에는 심야전력 타이머의 시간 설정에 차이를 두어 심야전력기기의 작동개시 시간에 대한 분산, 또는 전일의 사용량에 연동하여 심야전력 공급을 지연하는 심야전력 공급시간 자동제어장치를 이용하여 부하를 분산시키는 방법이 사용되어 왔다.

또한 심야전력제도가 심야전력기기의 급속한 보급으로 인해 값비산 제약발전설비를 사용하게 됨으로써, 연료사용의 비효율이 이루어지고 있어 심야전력용 전력사용기기의 전력공급시간 이전이 필요한 경우가 나타나고 있지만, 상기 축열기기 등 심야전력사용기기에 대한 부하이전을 위한 효과적인 장치가 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 실시간으로 전력사용기기의 사용량을 측정하고, 이를 전력회사의 원격감시서버 등 제어 장치에서 수신하여, 이에 근거한 실시간 양방향 전력제어를 가능하게 하고, 서버로부터 간단한 명령을 직접 수신하거나, 무선 리모컨에 의해 수신하게 하여, 실시간으로 부하를 제어하고 그 결과를 확인할 수 있게 함으로써, 전력 제어의 효용성을 높이는 데 그 목적이 있다.

또한, 건물용, 또는 가정용 냉난방기기 등 일정시간의 사용이 필요한 전력사용기기에 대해서는 자동운전시간대를 하루에 일정 시간 설정하고, 이에 대한 전력사용 차단이 있을 경우, 냉방 난방에 필요한 전력 사용시간을 보장하는 시스템을 제안하여, 부하이전, 즉 전력 사용의 분산을 효과적으로 수행하는 데 그 목적이 있다.

상기 언급한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치는, 전력사용기기와 전원공급장치 사이에 연결된 스위치를 개폐하는 제1 제어부 및 제2 제어부, 전력사용기기의 전력사용량을 검침하는 전력검침장치, 및 원격감시서버에 유무선 통신을 통해 연결되는 프로세서와, 제2 제어부에 연결되어, 원격감시서버로부터 수신한 1일당 제1 및 제2 자동운전시간대에 자동으로 전력이 공급도록 제2 제어부에 신호를 송신하는 시간설정 장치를 포함하고, 프로세서는, 전력 검침장치로부터 수신한 검침 횟수 대비 전력 사용량이 기준전력값을 초과하는 횟수의 비율로 가동율을 산출하여 원격감시서버의 요청에 따라 송신하고, 가동율이 제1 임계값을 초과하는지 여부에 근거한 원격감시서버의 스위치 개폐 신호를 수신하여 제1 제어부에 스위치 개폐 제어 신호를 송신한다. 또한 원격감시서버는 자동운전시간대 중 스위치가 차단될 경우, 스위치의 차단에 의한 전원 공급 차단 시간을 제2 자동운전시간대에 보상함으로서, 총 자동운전시간이 동일하도록 유지하는 기능을 더 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법은, 운전자의 조작 또는 원격감시서버에 의해 미리 설정된 제1 및 제2 자동운전시간대에 대한 프로세서의 제어에 의해 전력사용기기가 가동되는 단계, 전력검침장치가 전력사용기기의 전력 사용량을 측정하는 단계, 프로세스가 전력검침장치로부터 수신한 전력 사용량 측정 횟수대비 전력 사용량이 기준 전력값을 초과하는 횟수의 비율을 가동율로 산출하여 가동율, 전력사용기기의 현재 제어상태, 전력사용기기의 순간최대 전력 사용량을 원격감시서버에 실시간으로 송신하는 단계, 가동율이 제1 임계값을 초과하는 경우 원격감시서버가 프로세서에 전력사용기기에 대한 전원 공급을 제1 제어시간 동안 차단하는 제어신호를 송신하는 단계, 및 전원 공급을 차단하는 시간이 제1 또는 제2 자동운전 시간대에 존재할 경우, 제2 자동운전 시간대에 전원 공급을 차단하는 시간을 더하여 전력사용기기에 전원을 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치 및 방법에 의하면, 실시간으로 부하의 사용 전력을 감시하고 이에 근거하여 부하에 대한 전력공급을 제어함으로써, 효과적인 전력 공급 제어 및 부하 이전이 가능한 양방향 제어가 가능하고, 자동시간대를 설정하고 이에 대한 제어를 함으로써, 자동으로 효율적인 전력사용 및 부하이전이 가능하도록 함으로써, 심야 전력의 사용 또는 주간 전력의 사용에 있어서 피크 억제를 통한 예비 전력량 확보를 가능하도록 할 수 있다.

이하 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치에 대한 장치도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어 장치는, 전력사용기기(111)와 전원공급장치(110) 사이에 연결되고 제1 제어부(101) 또는 제2 제어부(102)에 의해 전원공급장치(110)로부터 전력사용기기(111)에 대한 전원의 공급 또는 차단을 제어하는 스위치(104)와,

전원공급장치(110)와 전력사용기기(111)의 연결점, 즉 전력사용기기(111)에 전력이 공급되는 전력선에 위치하여 전력사용기기(111)에 흐르는 전류 및 전력사용기기(111)의 부하 또는 전력사용기기(111)에 인가되는 전압에 근거하여 전력사용기기(111)에서 실시간으로 사용되고 있는 전력을 측정하는 전력검침장치(105)와,

제1 제어부(101)에 연결되어 직접적으로 전력사용기기(111)에 전원이 공급 또는 차단되도록 스위치(104)를 제어하고, 전력사용기기(111)의 전력사용량을 감시하고 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급 또는 차단을 판단하여 제어 신호를 송신하고 그 결과를 확인하는 원격감시서버(108)에 전력사용기기(111)의 전력사용 제어에 필요한 전력사용량을 송신하며, 이하 언급한 제2 제어부(102)의 동작 역시 제어하여 자동운전시간대에도 원격감시서버(108)가 전력사용기기(111)의 전력사용을 제어할 수 있도록하며, 원격감시서버(108)와 상기 언급한 전력사용기기(111)의 전력사용 제어에 필요한 통신을 하기 위하여, 원격감시서버(108), 제1 및 제2 제어부(101, 102), 및 전력검침장치(105)와 유무선 통신망을 이용하여 연결되어 있는 프로세서(100)와,

제2 제어부(102)에 연결되어, 제2 제어부(102)가 프로세서(100)의 제어를 받을 때를 제외하고 원격감시서버(100)에서 설정된 1일당 2구간으로 나누어진 자동운전시간대인 제1 및 제2 자동운전시간대에 전력사용기기(111)가 자동으로 운전 할 수 있도록 제2 제어부(102)에 시간에 따른 제어신호를 송신하는 시간설정장치(103)를 포함한다.

또한 프로세서(100)는, 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급 차단 제어에 대한 정보를 원격감시서버(108)에 송신하기 위하여, 전력검침장치(105)로부터 전력사용기기(111)에 대한 전력사용량 검침 횟수 및 전력 사용량을 수신하게 되고, 전력사용량 검침 횟수 대비 전력 사용량이 기준전력값을 초과하는 횟수의 비율을 가동율로 정의하고, 가동율을 원격감시서버(108)에 송신한다. 가동율에 대한 정보를 수 신받은 원격감시서버(108)는 이를 미리 저장된 제1 임계값(예를 들어 35%)과 비교하게 되어, 가동율이 제1 임계값을 초과하는 경우에는 전력사용기기(111)가 전력을 초과하여 사용하고 있는 것으로 판단하여 전원 공급을 차단하는 신호를 프로세서(100)에 송신하게 된다. 이를 수신한 프로세서(100)는 스위치(104)를 차단하여(즉, 스위치를 오픈하여) 전원공급장치(110)로부터 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급을 차단하는 제어를 수행하게 된다.

본 발명의 실시 예에서 기준전력값이란, 전력사용기기(111)가 가동상태인지 정지상태인지를 구분하는 기준값이다. 따라서, 기준전력값은 정의식 또는 전력사용기기(111)의 종류에 따라서 하나 이상의 값을 가지게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 기준전력값의 정의로서 전력사용기기(111)가 가동중인 상태, 즉 전력이 공급될 때 전력검침장치(105)에 의해 측정된 사용 전력량과 전력사용기기(111)가 정지된 상태, 즉 전력이 공급되더라도 전력사용기기(111)의 운전이 정지된 상태에서의 전력량의 평균값(예를 들어 100KW의 평균전력사용기기(111)의 실제 구동시 사용전력이 96KWh이고, 정지 상태에서 소비되는 전력이 6KWh인 경우 51KWh가 기준전력량이 된다.)이 사용되고 있다.

가동율은 상기 언급한 바와 같이 전력사용량 검침 횟수 대비 전력 사용량이 기준전력값을 초과하는 횟수의 비율을 말한다. 즉, 전력사용기기(111)의 전력 사용량을 전력검침장치(105)가 예를 들어 1시간 주기 동안 1초 주기로 지속적으로 측정하게 되는 경우, 프로세서(100)는 1시간 동안 1초 주기로 측정한 횟수(즉 360회) 및 측정된 전력 사용량이 기준전력값(예를 들어 51KWh)을 초과하는 횟수를 합산하 여 그 비율을 산출하여 백분율 값으로 산출하게 된다.

전력사용기기(111)는 전원공급장치(110)로부터 전원을 공급받아 전력을 사용하는 모든기기를 나타낸다. 본 발명의 실시 예에서는 대표적으로 전력소비가 최근 급증한 냉방기 또는 난방기를 예를 들어 설명하고 있지만, 컴퓨터, 티비, 냉장고 등 전력소비가 꾸준한 모든 전력 사용기기는 그 사용에 있어서 제어가 필요할 경우가 생기므로(예를 들어 심야 전력을 이용하고 주간에는 전력 사용이 필요없을 경우 일정 시간 전원 차단이 필요하다.), 본 발명의 실시 예에 다른 전원 공급 제어 대상이 될 수 있다.

제1 및 제2 제어부(101, 102)는 본 발명의 실시 예에서 2개로 한정되어 있다. 제1 제어부(101)는 프로세서(100)로부터 사용자의 임의 구동에 의한 전력사용기기(111)의 사용이 있을 때, 전력 사용량에 근거한 가동율에 대한 원격감시서버(108)의 판단에 근거하여, 스위치를 개폐하는 제어신호를 발생하는 기능을 한다. 제2 제어부(102)는 먼저 시간설정장치(103)에서 자동운전시간대에 해당한다는 신호를 보내지 않는다면 작동하지 않지만, 시간설정장치(103)에서 자동운전시간대에 해당한다는 신호를 보내면 작동을 시작한다. 하지만 자동운전시간대에 해당한다 하더라도 전력사용이 급증할 경우 제어가 필요하게 되므로, 제2 제어부(102)는 프로세서(100)의 제어신호에 의해서도 스위치(104)의 개폐를 제어하는 신호를 보내게 된다.

스위치(104)는 전원공급장치(110)로부터 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급 라인에 설치되어, 자동운전시간대 또는 사용자의 임의 구동 요청시에 전원을 공급하다가, 원격감시서버(108)의 전력 공급제어 신호 또는 시간설정장치(103)의 제어 신호를 수신한 제1 및 제2 제어부(101, 102)의 제어신호에 따라서 개폐되어, 전력사용기기(111)에 전원을 공급하는 것을 제어하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 스위치(104)는 마그네트 스위치를 사용하고 있으나, 전기적으로 제어신호를 수신하여 전원 공급을 차단 또는 연결할 수 있는 릴레이 소자, FET(Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor) 등의 소자가 이용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 스위치(104)의 동작에 있어서, 제1 제어부(101) 또는 제2 제어부(102) 중 하나가 온이면 스위치(104)는 연결된 상태를 유지하게 되나, 제1 제어부가 차단(또는 오프)되면, 제2 제어부의 온 상태에 상관없이 스위치(104)는 차단되게 된다.

전력검침장치(105)는 전원공급장치(110)가 전력사용기기(111)에 전력을 공급하는 전력선에 연결되어 있다. 전력검침장치(105)는 전력사용기기(111)의 전력사용량을 검침하는 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 전력사용기기(111)에 흘러들어가는 전류의 양 및 전력사용기기(111)의 부하량에 근거하여 전력사용량을 검침하고 있으므로, 전력검침장치(105)는 전류계 및 저항 측정계로 이루어져 있다. 하지만, 전력사용기기(111)의 전력사용량에 대한 측정이 되는 것이면 충분하므로, 전력사용기기(111)에 인가되는 전압을 측정하는 전압계 및 상기 언급한 전류계, 저항 측정계 중 하나 이상을 이용하여 전력사용기기(111)의 전력 사용량을 계산하여 상기 전력 사용량을 프로세서(100)에 송신할 수 있는 장치면 어느것이나 가능한 것은 당연할 것이다.

프로세서(100)는 상기 언급한 바와 같이, 원격감시서버(108)에 전력사용기기(111)의 전력사용량 제어에 필요한 복수의 정보를 송신하고, 원격감시서버(108)의 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급 여부에 대한 판단 신호를 수신하여 제1 및 제2 제어부(101, 102)에 스위치 개폐 신호를 송신하는 역할을 하게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 프로세서(100)는 마이컴(Microcomputer, 마이크로 컴퓨터)을 이용하여 상기 기능을 수행하고 있으며, 프로세서(100)와 연결되어 원격감시서버(108)와 유무선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 통신 장치(112)가 프로세서(100) 외부에 설치되어 있다. 상기의 프로세서(100) 및 통신 장치(112)는 전력사용기기(111) 내에 설치되어 있을 수 있으나, 종래의 전력사용기기의 프로세서가 본 발명의 실시 예에 다른 프로세서(100)의 기능을 수행할 수 있을 정도의 성능을 구비하고 있지 않을 경우, 프로세서(100)를 포함한 도 1에 도시된 장치는 구성의 특징에 따라서 전력사용기기(111) 외부에 존재할 수 있다. 이러한 경우 하나의 셋탑박스를 구성하여 복수의 전력사용기기(111)에 대한 전력사용량 제어가 가능할 것이다.

시간설정장치(103)는 제2 제어부(102)의 스위치(104)에 대한 제어신호 송신을 기본적으로 제어하는 장치이다. 시간설정장치(103)는 본 발명의 중요한 특징중 하나로서, 시간설정장치(103)는 원격감시서버(108)에 의해서 자동운전시간대에 대한 정보를 수신하게 된다. 자동운전시간대란, 전력사용기기(111), 예를 들어 축열기기의 부하이전을 위하여 축열에 지장을 주지않는 범위 내에서 전력을 하루 중 2개의 분리된 구간, 즉 제1 및 제2 자동운전시간대로 나누어 설정된 것으로, 그 시 간대에는 자동으로 전력사용기기(111)에 전력을 공급한다. 따라서, 사용자는 임의로 전력사용기기(111)에 전력을 공급할 수 있지만, 전력사용기기(111)에 대해서 미리 설정된 자동운전시간대에만 전력이 공급될 수도 있는 것이다.

본 발명의 실시 예에서는 자동운전시간대는 1일 중 2개의 구간으로 나누었으며 시간설정장치(103)는 자동운전시간대에 대한 원격감시서버(108)의 설정 신호로서 자동운전개시시각과 운전지속시간에 대한 신호를 수신하게 된다. 예를 들어 제1 자동운전시간대는 20시부터 2시간 전력공급, 24시부터 8시간 전력공급을 하는 등으로 전력 공급을 조절할 수 있는 것이다. 그러나 이외에도, 1일 중 2개의 시간대로 나누어 전력 공급을 조절할 수 있는 시간대에 대한 신호라면 어느것이라도 가능할 것이다.

상기 언급한 본 발명의 실시 예에 따른 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치에 의한 전력사용기기의 원격 사용 전력 측정 및 자동제어방법에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 도 1 또는 이와 균등한 기능을 하는 장치에 의한 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법에 대한 개략적인 흐름도이다.

먼저 도 2를 참조하면, 프로세서(100) 및 원격감시서버(108)가 복수의 주변 장치의 기능을 활용하여 전력사용기기(111)의 전력 공급을 제어하는 단계를 볼 수 있다.

먼저 전력사용기기(111)가 전력 공급시간대에(계속적인 전력 공급상태 또는 자동운전시간대에 의한 전력 공급상태) 가동을 시작하면, 전력검침장치(105)는 원 격감시서버(108)의 요청에 따라 주기적으로 일정 시간단위로(예를 들어 한시간 동안 1초에 한번씩) 전력사용기기(111)의 전력 사용량을 측정하는 단계(S1)를 수행한다. 전력검침장치(105)는 S1 단계를 수행하는 동시에 프로세서(100)에 전력사용기기에 대한 측정 횟수 및 전력사용기기(111)의 전력사용량에 대한 정보를 송신하게 된다.

프로세서(100)는 전력사용기기(111)로부터 상기 측정 횟수 및 전력사용량에 대한 정보를 수신하면, 감지횟수대비 전력 사용량이 기준전력값보다 큰 횟수의 비율을 백분율로 산출하는 단계(S2)를 수행한다. 본 발명에서는 상기 백분율이 가동율로 정의되어 있으므로, 프로세서(100)는 가동율을 산출하는 단계(S2)를 수행하며 동시에 가동율에 대한 정보를 원격감시서버(108)에 송신하게 되는 것이다.

이후 원격감시서버(108)는 가동율이 제1 임계값(예를 들어 35%)을 초과하는지를 판단하는 단계(S3)를 수행한다. 따라서 가동율이 제1 임계값을 초과하지 않는다면 다음 주기(예를 들어 다음 1시간 동안)의 전력 사용량을 측정하는 단계(S1)를 수행하면 되나, 가동율이 제1 임계값을 초과한다면 원격감시서버(108)는 전력사용기기(111)가 초과 전력량을 사용하여 제어의 대상이 된다고 판단하게 된다. 따라서 전력 공급을 차단하는 제어 신호를 프로세서(100)에 전달하게 되는데, 이하 설명하겠지만 전력사용기기의 무선조정장치(Remote Controller, 이하 리모컨이라 한다.)(109)가 존재하는 경우에는 리모컨(109)에 무선 근거리 통신 또는 기타 통신망(112)을 이용하여 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급 제어를 하게 된다. 따라서 프로세서(100)는 전력사용기기(111)에 리모컨(109)이 장착되어 있는지를 판단하 는 단계(S4)를 수행하고, 리모컨(109)이 존재한다면, 리모컨(109)에 전원공급을 제어하는, 즉 전원 공급, 차단 등 운전상태 변경에 대한 제어 신호를 송신하는 단계(S6)를 수행한다. 그러나 일반적으로 리모컨(109)에 무선 통신 기능이 없거나 부족한경우 또는 리모컨(109)이 존재하지 않는 경우에는 프로세서가 제1 제어부(101)를 통하여 스위치(104)의 개폐를 조절하여, 전원공급을 차단하는 제어를 하는 단계(S5)를 수행하게 된다.

상기 S5, S6 단계를 수행하고 난 뒤에 프로세서(100)는 원격감시서버(108)에 현재의 스위치(104)에 대한 제어상태, 현재의 전력사용기기(111)의 순간 최대 전력 사용량(즉 실시간 측정 전력 사용량 중 최대치를 말한다.) 및 직전가동율(예를 들어 주기적으로 가동율을 산출하는 데 직전 1시간 동안의 가동율을 직전가동율이라 한다.)을 실시간으로 업데이트하는 단계(S7)를 추가적으로 수행하게 된다. 따라서, 전력사용기기(111)에 대한 전원 공급을 차단하는 단계(S5, S6)를 수행하고 난 뒤에, 원격감시서버는 전력사용기기(111)의 전력 사용량에 대한 측정치를 계속적으로 수신함으로써, 전력사용기기(111)에 대한 실시간적인 전원 공급 제어를 효과적으로 할 수 있는 것이다.

일단 전력사용기기(111)에 대한 전원공급 차단 제어가 수행되고 나면, 프로세서(100)는 추가적으로 자동운전시간대에 대한 정보(자동운전시간대 존재 여부 및 자동운전개시시각 및 운전지속시간 정보)를 원격감시서버(108) 또는 시간설정장치(103)으로부터 수신받는 단계(S8)를 수행한다. 그리고 전력사용기기(111)에 대한 전원공급이 차단되는 제어 상태가 자동운전시간대 중에 존재하는지, 즉 자동운전이 되어야 할 시간대에서 프로세서(100) 및 원격감시서버(108)에 의해 전원이 차단된 시간이 존재하는지를 판단하는 단계(S9)를 수행한다.

심야전력 공급시간 제어장치가 존재하는지를 판단하는 단계(S10)가 수행된다. 심야전력은 기본적으로 지역마다 차이가 있지만 예를 들어 22시부터 익일 오전 8시까지 등 그 이용 시간에 있어서 제한적인 면이 있다. 따라서, 자동운전시간대가 설정된 전력사용기기(111)라도 심야전력 공급시간에 대한 제어장치가 존재한다면, 단순 자동운전시간대가 설정된 기기와 제어 방식에 있어서 차이가 있어야 함은 당연할 것이다.

기본적으로 자동운전시간대 중에 전원차단시간이 존재하는 경우, 자동운전시간대 중 전원이 차단된 시간을 프로세서(100)가 산출하게 된다. 원격감시서버(108)는 이후 자동운전시간대를 구성하는 제1 및 제2 자동운전시간대 중 제2 자동운전시간대에, 자동운전시간대 중 전원이 차단된 시간을 합산하여 새로운 제2 자동운전시간대의 정보를 시간설정장치(103)에 송신하고, 시간설정장치(103)는 업데이트 된 제2 자동운전시간대를 이용하여 제2 제어부(102)에 스위치(104)의 개폐를 제어하는 신호를 송신하는 단계(S11)를 수행한다. 이를 통하여 총 자동운전시간대를 정확하게 보장하여 줌으로써, 부하이전이 용이하게 되고 예비 전력량을 확보하는 한편, 개별적인 전력사용기기(111)마다 정확하게 사용 전력을 보장할 수 있는 효과가 있다.

전력사용기기(111)에 심야전력 공급시간 제어장치가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 원격감시서버(108)는 프로세서(100)를 통하여 전원이 차단되고 난 뒤 다 시 복귀하는 것을 측정하게 된다. 제1 자동운전시간대 중 전원이 차단된 뒤 다시 복귀하는 경우, 제2 자동운전시간대에 보상을 한다면 심야전력 이용시간을 초과하여 문제점이 발생한다. 따라서 원격감시서버(108)는 프로세서(100)에, 전원 차단 제어 뒤 연결 제어를 하고 난 뒤, 제2 자동운전시간대가 도달하게 되면, 현재 전력사용기기의 자동운전시간대는 제1 자동운전시간대이므로, 제2 자동운전시간 시작 직전에 스위치(104)를 차단하여 전원 공급을 끊었다가 제2 자동운전시간대의 자동운전을 즉시 시작하게 하는 제어 단계(S12)를 수행한다. 따라서, 심야전력 공급시간 제어장치가 존재하는 경우에는 종 자동운전시간에 대한 보장보다는 심야전력의 공급 여부가 더욱 중요하므로, 제1 및 제2 자동운전시간대의 순서가 바뀌면 안되므로 상기의 제어 단계(S12)를 수행하여 최대한 총 자동운전시간대가 보장되도록 하는 것이다.

상기 S4 단계의 설명에서 언급한 바와 같이 전력사용기기(111)로의 전원공급을 제어하는 장치는, 원격감시서버(108)로부터 제어신호를 수신한 프로세서(100)가 직접 제1 제어부(101)를 제어함으로써 이루어지는 것이 본 발명의 실시 예에서 기본적인 제어 형태이나, 리모컨(109)를 이용한 간접적인 제어 역시 가능할 것이다. 리모컨은 상기의 제어를 위해, 프로세서(100)와 별도의 무선 통신망(112)을 통하여 연결되어 있거나, 리모컨(109)에 기본적으로 설치된 전력사용기기(111)의 조작을 위한 무선근거리 통신망을 통하여 상기 제어를 위한 신호를 수신하게 되고, 전력사용기기(111)에 대한 전력공급 제어를 위해 전원을 끄고 켠다거나, 운전상태를 전원이 차단된 상태(예를 들어 냉방기의 실외기가 작동하지 않도록 하는 상태) 또는 최 대 운전상태(예를 들어 냉방기의 실외기를 작동하도록 하는 상태)로 변경시키는 등의 조작을 수행하게 된다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 바람직하게는 가동율이 제1 임계값(예를 들어 35%)을 초과하는 경우에는, 일정시간 동안만 스위치(104)를 차단하게 된다. 상기 일정시간을 제1 제어시간으로 정의하며, 본 발명의 실시 예에 있어서 제1 제어시간은 1시간으로 설정되어 있다. 제1 제어시간은 원격감시서버(108)에 미리 저장되어 있을 수 있으나, 복수의 전력사용기기(111) 또는 복수의 세대의 총 전력 사용량에 따라서 원격감시서버(108)에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시 예에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이 외부 설정장치(106)가 더 포함될 수 있다. 외부 설정장치는, 상기 언급한 전력사용기기(111)에 따른 기준전력값, 가동율에 대한 임계값인 제1 임계값, 제1 및 제2 자동운전시간대 등의 미리 설정된 정보를 저장하는 장치로서, 프로세서 및 원격감시서버의 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체를 포함한다.

본 발명의 실시 예의 설명은 오로지 설명적인 용도로만 해석되어야 할 것이며 본 발명의 특허청구범위를 제한하지 않는다. 또한 본 발명의 실시 예에서 언급된 발명 이외에도 본 발명과 동일한 기능을 하는 균등한 발명도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원격 전력사용기기의 사용 전력측정 및 자동운전제어 장치에 대한 개략적인 장치도이다.

도 2 및 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원격 전력사용기기의 사용 전력측정 및 자동운전에저 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.

Claims (18)

1. 전력사용기기와 전원공급장치 사이에 연결된 스위치를 개폐하는 제1 제어부 및 제2 제어부, 전력사용기기의 전력사용량을 검침하는 전력검침장치, 및 원격감시서버에 유무선 통신을 통해 연결되는 프로세서와,

   상기 제2 제어부에 연결되어, 상기 원격감시서버로부터 수신한 1일당 제1 및 제2 자동운전시간대에 자동으로 전력이 공급되도록 상기 제2 제어부에 신호를 송신하는 시간설정장치를 포함하고,

   상기 프로세서는, 상기 전력 검침장치로부터 수신한 검침 횟수 대비 상기 전력 사용량이 기준전력값을 초과하는 횟수의 비율로 가동율을 산출하여 상기 원격감시서버의 요청에 따라 송신하고, 상기 가동율이 제1 임계값을 초과하는지 여부에 근거한 상기 원격감시서버의 상기 스위치 개폐 신호를 수신하여 상기 제1 제어부에 상기 스위치 개폐 제어 신호를 송신하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전력검침장치는,

   상기 전력사용기기 및 상기 전력사용기기와 상기 전원공급장치 사이의 전류에 근거하여 상기 전력사용기기에서 사용되는 전력을 검침하는 장치인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치는,

   상기 제2 제어부가 온상태이더라도 상기 제1 제어부의 상기 스위치에 대한 차단신호를 수신시 오프되는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 원격감시서버는,

   상기 가동율이 상기 제1 임계값을 초과하는 경우, 제1 제어시간 동안 상기 스위치를 차단한 뒤 다시 연결하는 신호를 상기 프로세서에 송신하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 전력사용기기를 무선 근거리 통신을 이용하여 제어 가능하고, 상기 원격감시서버의 상기 전원 공급 또는 차단 여부 판단 신호를 수신하여, 상기 전력사용기기의 운전상태를 변경하는 리모컨을 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 프로세서는,

   상기 원격감시서버의 상기 스위치 개폐 신호에 대응하여 상기 스위치를 개폐하는 제어를 수행한 후, 현재의 상기 스위치 개폐 상태, 상기 전력검침장치에서 측정한 순간 최대 전력 사용량, 상기 가동율을 상기 원격감시서버에 실시간 송신하는 기능을 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 원격감시서버는,

   상기 자동운전시간 동안 상기 가동율에 근거한 상기 스위치의 차단이 있을 경우, 상기 프로세서로부터 상기 스위치의 차단시간을 수신하고, 상기 자동운전시간동안의 상기 스위치의 차단시간을 상기 제2 자동운전시간에 더하는 기능을 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 원격감시서버는,

   상기 전력사용기기에 심야전력 공급시간에 상기 자동운전시간이 설정되는 자동제어장치가 설치된 경우, 상기 자동운전시간 동안 상기 스위치의 차단 후 연결이 있는 경우 상기 스위치의 차단시간을 상기 제1 자동운전시간에 더하고, 상기 제2 자동운전시간 직전에 상기 스위치가 연결되어 있을 경우, 상기 스위치를 즉시 차단 및 연결하는 기능을 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 기준전력값은,

   상기 전력사용기기의 가동 중의 사용 전력값과 정지 중의 사용 전력의 평균값인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 기준전력값, 상기 제1 임계값, 제1 및 제2 자동운전시간대를 포함하는 정보를 저장하고 읽을 수 있는 외부설정장치를 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
11. 청구항 5에 있어서, 상기 운전상태는,

    상기 리모컨의 제어에 따라 전원 공급 상태, 전원 차단 상태 중 어느 하나인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어장치.
12. 운전자의 조작 또는 원격감시서버에 의해 미리 설정된 제1 및 제2 자동운전시간대에 대한 프로세서의 제어에 의해 전원공급장치로부터 전력사용기기에 전력이 공급되는 단계,

    전력검침장치가 상기 전력사용기기의 전력 사용량을 측정하는 단계,

    상기 프로세서가 상기 전력검침장치로부터 수신한 상기 전력 사용량 측정 횟수대비 상기 전력 사용량이 기준 전력값을 초과하는 횟수의 비율을 가동율로 산출하여 상기 가동율, 상기 전력사용기기의 현재 제어상태, 상기 전력사용기기의 순간최대 전력 사용량을 상기 원격감시서버에 실시간으로 송신하는 단계,

    상기 가동율이 제1 임계값을 초과하는 경우 상기 원격감시서버가 상기 프로세서에 상기 전력사용기기에 대한 전원 공급을 제1 제어시간 동안 차단하는 제어신호를 송신하는 단계, 및

    상기 전원 공급을 차단하는 시간이 상기 제1 또는 제2 자동운전 시간대에 존재할 경우, 상기 제2 자동운전 시간대에 상기 전원 공급을 차단하는 시간을 더하여 상기 전력사용기기에 전원을 공급하는 단계를 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 전력검침장치는,

    상기 전력사용기기 및 상기 전력사용기기와 상기 전원공급장치 사이의 전류에 근거하여 상기 전력사용기기에서 사용되는 전력을 검침하는 장치인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
14. 청구항 12에 있어서,

    상기 전력사용기기를 무선 근거리 통신을 이용하여 제어 가능한 리모컨을 더 포함하고, 상기 리모컨이 상기 원격감시서버의 상기 전원 공급에 대한 차단 여부 판단 신호를 수신하여, 상기 전력사용기기의 운전상태를 변경하는 단계를 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
15. 청구항 12에 있어서,

    상기 전력사용기기에 심야전력 공급시간에 상기 자동운전시간이 설정되는 자동제어장치가 설치되었는지 여부를 판단하는 단계와,

    상기 전력사용기기에 심야전력 공급시간에 상기 자동운전시간이 설정되는 자동제어장치가 설치된 경우, 상기 자동운전시간 동안 상기 전원 공급 차단이 된 경 우 상기 전원 공급의 차단시간을 상기 제1 자동운전시간에 더하고, 상기 제2 자동운전시간 직전에 상기 전원 공급이 되는 경우, 상기 전원 공급을 즉시 차단 및 재공급하는 단계를 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
16. 청구항 12에 있어서, 상기 기준전력값은,

    상기 전력사용기기의 가동 중의 사용 전력값과 정지 중의 사용 전력의 평균값인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
17. 청구항 12에 있어서,

    외부설정장치가 상기 기준전력값, 상기 제1 임계값, 제1 및 제2 자동운전시간대를 포함하는 정보를 저장하고 상기 프로세서에 제공하는 단계를 더 포함하는, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.
18. 청구항 14에 있어서, 상기 운전상태는,

    상기 리모컨의 제어에 따라 전원 공급 상태, 전원 차단 상태 중 어느 하나인, 전력사용기기의 원격 사용 전력측정 및 자동제어방법.

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