KR101089057B1 - 에너지 절약형 전력관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 각 분기회로에 연결되도록 설치되는 복수 개의 분전반용 파워세이버 및 변전설비에 연결되도록 설치되는 변전실용 파워세이버를 포함하는 에너지 절약형 전력관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 분전반용 파워세이버는 각 분기회로에 공급되는 전압, 전류 및 전력 정보를 실시간으로 모니터링하여 변전실용 파워세이버에 전송하고, 변전실용 파워세이버(200)는 상기 모니터링 정보를 이용하여 각 분기회로 및 전체 분기회로의 전력상태를 분석하고, 또한 현재 설치되어 있는 변전설비를 분석한 후에, 변전설비가 개선되어야할 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절약형 전력관리 시스템에 관한 것이다.

Description

에너지 절약형 전력관리 시스템{Energy-saving type power management system}
본 발명은, 각 분기회로에 연결되도록 설치되는 복수 개의 분전반용 파워세이버 및 변전설비에 연결되도록 설치되는 변전실용 파워세이버를 포함하는 에너지 절약형 전력관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 분전반용 파워세이버는 각 분기회로에 공급되는 전압, 전류 및 전력 정보를 실시간으로 모니터링하여 변전실용 파워세이버에 전송하고, 변전실용 파워세이버는 상기 모니터링 정보를 이용하여 각 분기회로 및 전체 분기회로의 전력상태를 분석하고, 또한 현재 설치되어 있는 변전설비를 분석한 후에, 변전설비가 개선되어야할 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절약형 전력관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트형 공장, 대형상가 및 아파트 등과 같은 대형 건물이나 단지에서는 변전소로부터 공급된 고압의 전기를 각 건물이나 단지에 적절한 수준으로 다시 변전하여 배전하는 전력 계통을 갖는다.
이러한 전력 계통에는 수변전설비와 배전설비가 필요하게 되는데, 수전점에서 변압기 1차 측까지의 기기 구성을 수전설비라 하고, 변압기에서 전력을 부하에 공급하기 위한 배전반까지를 변전설비라고 한다.
또한 배전설비는 배전반, 분전반 및 분기회로가 포함되는데, 전력은 배전반, 분전반을 통해 분기회로를 거쳐서 부하로 공급된다.
그런데 수변전설비의 최초 설계시에 부하 계산을 통해 수전전압, 배전전압을 결정하고 변전설비의 용량을 결정하게 되나, 시간이 흐를수록 부하가 변화함에 따라 전압의 변동 및 불평형이 발생한다.
이로 인해 각 부하가 정격전압에서 동작하지 못하게 되어 수명이 짧아지고, 이러한 상황이 개선되지 않으면 계통 전체적으로 비효율성이 증가하게 된다.
따라서 분전반에서 부하로 공급되는 전력의 상태를 모니터링하고 이를 변전실에서 종합 분석하여 변전설비를 개선할 수 있는 정보를 제공함으로써, 전력 계통의 에너지 낭비를 절감할 수 있는 기술이 절실하다.
한편 종래에 공개되었던 특허문헌을 검토해 보면, 먼저, 대한민국 공개특허공보 특1996-0011748호에는 전력계통 보호계전기의 모니터링 장치가 개시되어 있다.
이는 디지털 보호 계전기의 상태를 모니터링 및 정정하는 것에 특징이 있는 것으로서, 에너지 절약을 위해 변전설비의 개선안을 제공하는 것과는 관련이 없다.
두 번째, 대한민국 공개특허공보 10-2007-0013675호에는 디지털 분전반이 개시되어 있는데, 분전반을 통해서 각 분기회로에 공급되는 전력의 정보를 제공하는 것이 기재되어 있다.
이는 파형캡쳐기를 이용하여 전류 및 전압 데이터를 수집한다는 점에서 긍정적이나, 이러한 정보를 이용하여 변전설비의 개선안을 제공하는데 까지는 이르지 못했다는 점에서 한계가 있다 하겠다.
세 번째, 대한민국 공개특허공보 10-2011-0059681호에는 데이터 스토리지 및 게이트웨이 기능 분전반 시스템이 기재되어 있다.
이는 전원 라인의 전류 및 전압과 차단기의 온/오프를 검출한다는 점에서 긍정적이나, 이러한 정보를 이용하여 변전설비의 개선안을 제공하는 것은 기재되어 있지 않다.
네 번째, 대한민국 등록특허공보 10-0816997호에는 전력선 통신을 이용한 분/배전반 통합 관리 시스템이 기재되어 있다.
이는 분/배전반에 각각 제어단말기를 배치하고, 관리단말기를 이용하여 각 제어단말기에서 전력선 통신을 기반한 데이터를 수집함으로써, 분/배전반의 상태를 실시간으로 계측 및 제어하는 것에 관한 것이나, 변전설비의 개선안을 제공하는 것은 기재되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 분전반에서 부하로 공급되는 전력의 상태를 모니터링하고 이를 변전실에서 종합 분석하여 변전설비를 개선할 수 있는 정보를 제공함으로써, 전력 계통의 에너지 낭비를 절감할 수 있는, 에너지 절약형 전력관리 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은, 각 분기회로에 연결되도록 설치되는 복수 개의 분전반용 파워세이버 및 변전설비에 연결되도록 설치되는 변전실용 파워세이버를 포함하는 에너지 절약형 전력관리 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 분전반용 파워세이버는 각 분기회로에 공급되는 전압, 전류 및 전력 정보를 실시간으로 모니터링하여 변전실용 파워세이버에 전송하고, 변전실용 파워세이버는 상기 모니터링 정보를 이용하여 각 분기회로 및 전체 분기회로의 전력상태를 분석하고, 또한 현재 설치되어 있는 변전설비를 분석한 후에, 변전설비가 개선되어야할 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절약형 전력관리 시스템를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 분전반에서 부하로 공급되는 전력의 상태를 모니터링하고 이를 변전실에서 종합 분석하여 변전설비를 개선할 수 있는 정보를 제공함으로써, 전력 계통의 에너지 낭비를 절감할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
본 발명은, 사용자 및 관리자가 에너지 절약을 위한 이벤트를 설정하여 각 분전반에 제공되는 전력을 제어할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
본 발명은, 시공과 동시에 설치되어 지속적으로 전력관리 기능을 담당하거나 또는 시공이 완료된 배선 구조에 적용되어 일시적으로 변전설비 진단을 하고 철거될 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템은, 아파트형 공장, 대형상가 및 아파트 등과 같은 대형 건물이나 단지와 같이, 별도의 변전실을 운용하는 전력 계통에 적용될 수 있는 발명임을 밝혀둔다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템은 분전반용 파워세이버 및 변전실용 파워세이버를 포함한다.
분전반용 파워세이버는 복수 개의 분전반에 각각 설치될 수 있는 것으로서, 분전반에서 분기회로로 공급되는 전력을 모니터링하여 그 정보를 변전실용 파워세이버로 전송하는 기능을 주로 담당한다.
변전실용 파워세이버는 복수 개의 분전반용 파워세이버로부터 전송된 정보를 종합하여 변전설비를 개선할 수 있는 가이드 정보를 제공하는 기능을 주로 담당한다.
바람직하게, 분전반용 파워세이버와 변전실용 파워세이버는 전력선 통신을 이용하여 통신할 수 있도록 구성되며, 설계조건에 따라 TCP/IP 무선통신 또는 센서네트워크 통신을 할 수 있도록 변경될 수 있음은 물론이다.
바람직하게, 분전반용 파워세이버와 변전실용 파워세이버는 시공과 동시에 설치되어 지속적으로 전력관리 기능을 담당하거나 또는 시공이 완료된 배선 구조에 적용되어 일시적으로 변전설비 진단을 하고 철거될 수 있도록 구성될 수 있다.
설계조건에 따라, 분전반용 파워세이버(100) 및 변전실용 파워세이버(200)는 별도의 원격 조정 단말기가 제어하거나 또는 정보를 송수신하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 전력관리 시스템의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
분전반용 파워세이버(100)는 전력모니터링부(110), 분전반용 이벤트제어부(120) 및 분전반용 통신부(130)을 포함한다.
전력모니터링부(110)는 전력량계측모듈 및 전력상태측정모듈을 포함하도록 구성되며, 주요하게 분기회로로 공급되는 전력량 및 전력상태를 지속적으로 모니터링한다.
여기에서, 전력상태는 분기회로에 실시간으로 공급되는 전압, 전류 및 전력 정보를 포함하는 것으로서, 변전실용 파워세이버(200)에서 부하율, 역률, 전압변동율 등을 분석할 수 있는 기초정보로서 기능한다.
분전반용 이벤트제어부(120)는 화면/키패드 인터페이스, 사용자 이벤트 설정모듈 및 전력제어모듈을 포함하며, 사용자가 자율적으로 에너지를 절약할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.
여기에서, 사용자 이벤트는 시간을 설정하여 자동으로 전력을 온/오프할 수 있는 기능을 포함하는 것으로서, 일 예로 장기간 휴가 또는 정해진 시간에 온/오프할 수 있는 기능을 포함한다.
전력제어모듈은 사용자는 물론 변전실용 파워세이버(200)에서도 제어할 수 있도록 구성되며, 일 예로 관리자가 분전반의 전력을 오프할 수 있도록 구성된다.
분전반용 통신부(130)는 전력선통신모듈을 포함하며, 설계조건에 따라서는 무선 TCP/IP 인터페이스를 추가로 포함하도록 설계된다.
분전반용 통신부(130)는 변전실용 파워세이버(200)와 지속적으로 통신하는 기능을 수행하며, 전력모니터링부(110)의 모니터링 정보를 실시간으로 변전실용 파워세이버(200)에 제공하거나 또는 관리자의 전력 제어 명령을 수신한다.
변전실용 파워세이버(200)는 분전반용 파워세이버(100)에서 전송된 모니터링 정보를 이용하여 전력상태를 분석하고 변전설비의 개선 가이드 정보를 관리자에게 제공하는 기능을 주로 수행한다.
변전실용 파워세이버(200)는 전력관리부(210), 변전실용 이벤트제어부(220) 및 변전실용 통신부(230)를 포함한다.
전력관리부(210)는 전력상태분석모듈, 변전설비분석모듈 및 변전설비개선가이드모듈을 포함하도록 구성된다.
바람직하게, 전력관리부(210)는 전력 상황에 적합한 변전설비 정보가 구축된 별도의 메모리나 데이터베이스를 포함하도록 설계될 수 있다.
전력상태분석모듈은 전력모니터링부(110)에서 전송된 모니터링 정보를 이용하여 전력상태를 분석하되, 부하율, 최대수요전력, 역률, 무효전력, 전압변동율 및 임피던스 강하 등을 분석하는 기능을 수행한다.
바람직하게, 전력상태분석모듈은 각 분전반의 전력상태는 물론 전체 분전반의 전력상태도 분석하여 정보를 제공하도록 설계된다.
변전설비분석모듈은 현재 설치되어 있는 변전설비 정보를 분석하는 기능을 수행하는데, 변압기 용량, 콘덴서 용량 및 배선에 대한 정보 등을 분석하는 기능을 수행한다.
바람직하게, 변전설비분석모듈은 현재 설치되어 있는 변전설비 정보를 관리자로부터 입력받아 분석할 수 있도록 설계된다.
변전설비개선가이드모듈은 전력상태분석모듈 및 변전설비분석모듈에서 제공하는 정보를 취합하여 변전설비를 개선할 수 있는 가이드 정보를 제공한다.
여기에서, 가이드 정보는 변압기 용량, 콘덴서 용량 및 배선의 굵기 등의 개선방향을 포함하도록 설계된다.
바람직하게, 특정 분전반에서의 부하가 문제일 경우에는, 콘덴서를 개별 설치하는 방안도 포함되도록 설계된다.
즉 전반적인 전력상태 및 각 분전반의 전력상태를 분석하여 보면, 변전설비 쪽의 개선 및/또는 각 분전반에서의 개선 방향이 도출될 수 있는 점을 이용하는 것이다.
변전실용 이벤트제어부(220)는 화면/키패드 인터페이스, 관리자 이벤트 설정모듈 및 전력제어모듈을 포함하며, 관리자가 변전설비 정보를 입력하거나 또는 전력제어 이벤트를 설정하도록 하는 기능을 제공한다.
여기에서, 관리자 이벤트는 최대 수요 전력의 증가를 방지하기 위해 일시적으로 부하를 차단하는 기능 등을 포함한다.
변전실용 통신부(230)는 분전반용 파워세이버(100)와 지속적으로 통신하는 기능을 수행하며, 전력모니터링부(110)의 모니터링 정보를 실시간으로 수신하거나 또는 관리자의 전력 제어 명령을 송신한다.
한편, 상기에서 도 1 내지 도 2를 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 2의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
100: 분전반용 파워세이버
110: 전력모니터링부
120: 분전반용 이벤트제어부
130: 분전반용 통신부
200: 변전실용 파워세이버
210: 전력관리부
220: 변전실용 이벤트제어부
230: 변전실용 통신부

Claims (2)

  1. 각 분기회로에 연결되도록 설치되는 복수 개의 분전반용 파워세이버(100);
    변전설비에 연결되도록 설치되는 변전실용 파워세이버(200);를 포함하는 에너지 절약형 전력관리 시스템에 있어서,
    분전반용 파워세이버(100)는 각 분기회로에 공급되는 전압, 전류 및 전력 정보를 실시간으로 모니터링하여 변전실용 파워세이버(200)에 전송하고;
    변전실용 파워세이버(200)는 전력상태분석모듈, 변전설비분석모듈 및 변전설비개선가이드모듈을 포함하되,
    전력상태분석모듈은 상기 모니터링 정보를 이용하여 각 분기회로 및 전체 분기회로의 부하율, 최대수요전력, 역률, 무효전력, 전압변동율, 임피던스 강하량을 분석하고,
    변전설비분석모듈은 현재 설치되어 있는 변압기 용량, 콘덴서 용량 및 배선 굵기를 분석하며,
    변전설비개선가이드모듈은 상기 전력상태분석모듈 및 변전설비분석모듈의 분석 정보를 취합하여, 변전설비 또는 분기회로에 추가될 변압기 용량, 변전설비 또는 분기회로에 추가될 콘덴서 용량, 변전설비 또는 분기회로에 설치 가능한 콘덴서 위치, 교체될 배선의 굵기를 포함하는 가이드 정보를 제공하고;
    상기 분전반용 파워세이버(100) 및 변전실용 파워세이버(200)는 전력선통신 또는 무선 TCP/IP 통신으로 상호 정보를 송수신하는 것;을 특징으로 하는, 에너지 절약형 전력관리 시스템.
  2. 삭제
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KR100632813B1 (ko) * 2004-03-05 2006-10-11 주식회사 케이디파워 디지털 그래픽 수배전 시스템
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