KR101120886B1 - 에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치, 에너지 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 그리드와 스마트 미터 기술이 상용화되고 에너지 가격의 변동제가 실시되는 등 한정된 에너지 자원을 효율적으로 이용하고자 하는 추세에 발 맞추어 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 접근 방식을 통해 에너지를 더욱 효율적으로 이용할 수 있도록 한다. 이를 위하여 각 에너지 사용 기기와의 통신을 통해 파악되는 개별 에너지 사용 기기의 동작 정보와 스마트 미터가 검출하는 에너지 사용량 정보를 바탕으로 각 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량을 측정하고, 이를 이용하여 현재 또는 미래의 에너지 사용요금을 예측한다. 예측 결과는 개별 에너지 사용요금에 따른 기기 제어 등 에너지의 효율적인 이용을 위해 다양한 방법으로 응용될 수 있다.

Description

에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치, 에너지 관리 방법{ System, Apparatus and Method for Energy Management }
본 발명은 에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치 및 에너지 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 에너지 가격이 시간에 따라 변동하는 스마트 그리드 사회에서 한정된 에너지 자원을 더욱 효율적으로 이용하고자 하는 추세에 발 맞추어 개별 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 접근 방식을 통해 에너지를 더욱 합리적으로 이용할 수 있도록 한다.
지금까지 전기, 가스, 수도 등 각종 에너지는 최대수요에 맞추어 공급되고 있었고, 에너지 가격도 고정적으로 유지되었다.
그러나 최근 한정된 에너지 자원을 더욱 효율적으로 이용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 방안으로 에너지 가격을 시간대나 계절별로 구분하여 차등화 하는 방안이 강구되고 있다.
또한 에너지의 효율적인 이용을 도모하기 위한 기술로서 스마트 그리드(Smart Grid)나 스마트 미터(Smart Meter)가 관심의 대상이 되고 있다.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환할 수 있도록 함으로써 에너지 효율을 최적화하고 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 차세대 전력망이다.
스마트 그리드를 사용자의 입장에서 보면 에너지 가격의 변동에 따라 자신에게 가장 합리적인 시간대를 찾아 에너지를 이용하는 것이 된다.
스마트 미터(Smart Meter)는 통신 기능을 추가한 디지털 전력량계를 말하는 것으로서 전력 사용량의 실시간 조사나 전력 공급자와 소비자 사이의 양방향 통신이 가능하다.
그러므로 검침원이 직접 가정을 방문하지 않아도 원격 검침이 가능하고, 실시간 검침이 가능하기 때문에 전력 사용량을 정밀 측정할 수 있어 검침 비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다
한편, 스마트 그리드 사회에서 에너지를 더욱 효율적으로 이용하려면 에너지 사용 정보가 전체적으로 고려되는 것만으로는 부족하고 에너지 소비처에 있는 각 에너지 사용 기기의 상태가 개별적으로 파악될 수 있어야 한다.
특히 사용자들의 가장 큰 관심은 에너지 사용요금을 절약하는데 있다. 그러므로 에너지 사용요금의 관점에서 에너지 사용 기기를 개별적으로 다루기 위해서는 에너지 소비처에 있는 각 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 개별적으로 파악하는 것이 필요하게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 각 에너지 사용 기기와의 통신을 통해 동작 여부를 감지하고, 이를 통해 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하여 부하를 제어함으로써, 에너지를 더욱 효율적으로 사용할 수 있도록 해주는 에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치 및 에너지 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단, 상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단, 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단, 및 상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단을 포함한다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 상기 예측수단의 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치는 스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단, 상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단, 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단, 및 상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단을 포함한다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치는 상기 예측수단의 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금을 중앙서버, 사용자의 휴대단말, IHD(In Home Display) 등으로 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 기 설정된 상한 값을 초과하는지의 여부를 감시할 수 있으며, 상기 감시 결과에 따라 사용자의 휴대단말이나 IHD(In Home Display) 등으로 경고 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 에너지 제어수단이 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 에너지 사용 기기가 전기기기일 때, 상기 에너지 제어수단은 상기 전기기기의 전원을 직접 제어하거나 상기 전기기기가 연결된 콘센트를 제어할 수 있다.
상기 에너지 제어 수단은 에너지 사용 기기에 대한 제어 결과를 사용자의 휴대단말이나 IHD(In Home Display) 등으로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법은 스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 단계, 상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 단계, 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 단계, 및 상기 측정된 개별 에너지와 상기 저장된 개별 에너지 사용 기기의 동작시간 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법은 상기 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 에너지 제어단계가 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 에너지 사용 기기가 전기기기인 경우 상기 에너지 제어단계는 상기 전기기기의 전원을 직접 제어하거나 상기 전기기기가 연결된 콘센트를 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각 에너지 사용 기기와의 통신을 통해 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 알 수 있고, 이를 통해 각 에너지 사용 기기의 동작 시간과 단위 시간당 에너지 사용량을 파악하여 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 합리적인 범위 내에서 예측할 수 있다.
그리고 예측 결과에 따라 가정, 사무실, 회사 등 에너지 소비처에 있는 각 에너지 사용 기기를 개별적으로 온/오프(ON/OFF) 시킴으로써 에너지가 제한된 범위 내에서 효율적으로 사용되도록 조절할 수 있다.
또한 예측정보는 사용자에게 통보되어 사용자의 에너지 이용과 관련된 의사 결정에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시예,
도 2는 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 또 다른 실시예,
도 3과 도 4는 본 발명과 관련하여 에너지 사용 기기가 수행하는 역할을 설명하기 위한 예,
도 5는 측정수단의 동작을 설명하는 예,
도 6 내지 도 8은 에너지 사용 기기가 단위 시간당 소비하는 에너지 사용량을 알아내는 원리를 설명하는 예,
도 9는 예측수단을 설명하기 위한 예,
도 10은 에너지 가격 구조의 예,
도 11 내지 도 14는 미래의 에너지 사용요금을 예측하는 다양한 방법을 설명하기 위한 예,
도 15는 에너지 제어수단을 설명하기 위한 예,
도 16과 도 17은 에너지 제어수단이 에너지 사용 기기를 제어하는 구조에 관한 다양한 예,
도 18과 도 19는 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 실시예,
도 20은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 구체적인 실시예,
도 21과 도 22는 에너지 관리 정보를 표시하는 디스플레이 화면의 예,
도 23과 도 24는 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 실시예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명과 관련하여 에너지란 특별히 언급하지 않는 한 전기, 가스, 수도 중 어느 하나를 말한다.
도 1을 참조하자면, 에너지 공급 회사(11)가 공급하는 에너지는 에너지 전송 선로(11-1)를 따라 에너지 소비처로 인입되어 각종 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에서 사용된다.
에너지 소비처에는 스마트 미터(13)가 설치된다.
스마트 미터(13)는 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 통해 에너지가 사용되는 정보, 예컨대 에너지 사용량을 검출하는 전자식 계량기이다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 적어도 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24)을 포함하여 이루어진다.
에너지 관리 시스템의 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24) 중 하나 이상은 같은 장치에 일체적으로 구성되어 타 구성요소와 통신하면서 그 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.
에너지 관리 시스템의 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24)의 역할은 스마트 미터(13)에서 수행하도록 구성될 수 있다.
또한 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24)의 역할은 스마트 미터(13)와는 별개의 장치에서 수행하도록 구성될 수 있다.
에너지 관리 시스템은 예측수단(24)에서의 예측 결과에 따라 에너지 소비처의 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 제어하는 에너지 제어수단(25)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하자면, 저장수단(22)과 예측수단(24)의 역할은 중앙서버(15)가 수행하도록 구성될 수 있다.
중앙서버(15)는 에너지 공급 회사(11)가 에너지 관련 서비스를 제공하는 서버로서, 무선 메쉬(Mesh), 전력선 통신망, 인터넷망 등 다양한 통신망을 통해 에너지 가격 정보를 전송할 수 있다.
에너지 사용 기기(16-1~16-k)는 에너지 공급 회사(11)에서 공급하는 에너지를 소비하는 장치이다. 구체적인 예로서 에너지가 전기인 경우 에너지 사용 기기는 냉장고, 티브이(TV) 세트, 난방기기, 냉방기기, 조명기기 등 전기를 이용하여 동작하는 기기이다.
도 3을 참조하자면, 에너지 사용 기기(16-1~16-k)는 통신 기능을 수행하기 위한 통신모듈(18-1~18-k)을 구비한다.
에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 통신모듈(18-1~18-k)은 다양한 유선 또는 무선 통신방식을 이용하여 감지수단(21)과 통신할 수 있다.
에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 통신모듈(18-1~18-k)이 감지수단(21)과 통신하는 정보는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 적어도 감지수단(21)이 에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 동작 상태를 확인할 수 있도록 하는 정보를 포함한다.
도 4는 각 에너지 사용 기기의 통신모듈(18-1~18-k)이 감지수단(21)과의 사이에서 통신하는 과정을 보인 것으로서, 통신모듈(18-1~18-k)은 해당 에너지 사용 기기의 전원이 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 되었을 때(S311), 감지수단(21)으로 해당 에너지 사용 기기가 동작 중임을 알리는 신호를 전송한다(S314).
또한 해당 에너지 사용 기기가 동작 상태를 계속 유지하고 있다면(S312), 주기적으로 동작 중임을 알리는 신호를 전송한다(S313,S314).
감지수단(21)은 통신모듈(18-1~18-k)로부터 수신되는 신호를 이용하여 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 동작 여부를 감지하고, 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 동작시간 정보를 저장수단(22)에 저장하여 관리한다.
예를 들자면, 어느 에너지 사용 기기가 동작하고 있지 않은 상태에서 동작 중임을 알리는 신호가 수신되면 해당 에너지 사용 기기의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 된 것을 알 수 있으며, 동작 중인 어느 에너지 사용 기기로부터 동작 중임을 알리는 신호가 수신되지 않으면 해당 에너지 사용 기기의 전원이 온 상태에서 오프 상태로 된 것을 알 수 있다.
이와 같이 각 에너지 사용 기기의 동작 상태를 알 수 있기 때문에 그 동작시간을 파악할 수 있다.
저장수단(22)은 에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 동작시간 정보를 저장하여 유지하는 역할을 수행하며, 디지털 데이터의 읽고 쓰기가 가능한 비휘발성의 저장매체를 이용하여 구성된다.
측정수단(23)은 스마트 미터(13)에서 검출하는 시간에 따른 에너지 사용량 정보를 기반으로 각 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량을 측정한다.
도 5를 참조하자면, 측정수단(23)은 어느 에너지 사용 기기가 동작하지 않는 상태에서 동작하는 상태로 변동한 경우(S321), 전체 에너지 사용량의 단위 시간당 변동량을 바탕으로 해당 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량을 측정한다(S322).
여기서 전체 에너지 사용량이란 현재 동작 중인 전체 에너지 사용 기기가 사용하는 에너지 사용량을 말한다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 측정수단(23)이 개별 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량을 측정하는 원리를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 에너지 사용 기기 L1 내지 L5의 동작 상태가 각 시간 구간에서 변동하는 예를 나타낸 것으로서 감지수단(21)에 의해 감지된다. 도 7은 각 시간 구간에서 스마트 미터(13)가 검출하는 전체 에너지 사용량의 변동 상태를 나타낸 것으로서, 각 구간은 단위 시간 구간을 의미한다.
구간 1에서는 에너지 사용 기기 L2만이 동작하고 있으므로 단위 시간당 전체 에너지 사용량은 Q2이고, 구간 2에서는 에너지 사용 기기 L4가 동작하기 시작하였으므로 단위 시간당 전체 에너지 사용량은 'Q2+Q4'이다.
구간 3에서는 에너지 사용 기기 L1이 동작하기 시작하였으므로 단위 시간당 전체 에너지 사용량은 'Q2+Q4+Q1'이고, 구간 4에서는 에너지 사용 기기 L5가 동작하기 시작하였으므로 단위 시간당 전체 에너지 사용량은 'Q2+Q4+Q1+Q5'이다.
구간 5에서는 에너지 사용 기기 L2가 동작을 중지 하였으므로 단위 시간당 전체 에너지 사용량은 'Q4+Q1+Q5'가 된다.
그러면 측정수단(23)은 구간 1에서 에너지 사용 기기 L2가 동작하기 시작한 후 단위 시간당 전체 에너지 사용량이 Q2로 변동하였으므로 에너지 사용 기기 L2의 단위 시간당 에너지 사용량은 Q2임을 알 수 있다.
같은 이유로 구간 2에서 에너지 사용 기기 L4가 동작하기 시작한 후 단위 시간당 전체 에너지 사용량이 'Q2+Q4'로 변동하였으므로 에너지 사용 기기 L4의 단위 시간당 에너지 사용량은 Q4임을 알 수 있다.
또한, 구간 3에서 에너지 사용 기기 L1이 동작하기 시작한 후 단위 시간당 전체 에너지 사용량이 'Q2+Q4+Q1'로 변동하였으므로 에너지 사용 기기 L1의 단위 시간당 에너지 사용량은 Q1임을 알 수 있다.
또한, 구간 4에서 에너지 사용 기기 L5가 동작하기 시작한 후 단위 시간당 전체 에너지 사용량이 'Q2+Q4+Q1+Q5'로 변동하였으므로 에너지 사용 기기 L5의 단위 시간당 에너지 사용량은 Q5임을 알 수 있다.
도 8은 측정수단(23)이 상기와 같이 에너지 사용 기기 L1 내지 L5에 대한 단위 시간당 에너지 사용량을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 에너지 사용 기기 L3은 도 6의 예에서 그 동작상태가 변동하지 않았으므로 그 단위 시간당 에너지 사용량은 알 수 없다. 에너지 사용 기기 L3의 단위 시간당 에너지 사용량을 알기 위해서는 그 동작상태가 변동해야 한다.
예측수단(24)은 측정수단(23)에서 측정된 각 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량 정보와 저장수단(22)에 저장되어 유지되는 각 에너지 사용 기기의 동작시간 정보를 기초로 각 에너지 사용 기기에 대한 현재 또는 미래의 에너지 사용요금을 예측한다.
예측수단(24)은 개별 에너지 사용 기기별로 에너지 사용요금을 예측할 수 있지만, 전체 에너지 사용요금을 예측할 수도 있음은 물론이다. 여기서 전체 에너지 사용요금이란 전체 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 말한다.
도 9를 참조하자면, 예측수단(24)은 에너지 사용요금을 예측하기 위해 필요로 하는 에너지 가격 정보를 중앙서버(15)로부터 수신하거나 사용자(12)로부터 입력받을 수 있다.
에너지 가격은 다양한 구조를 가질 수 있다.
에너지 가격이 고정적이라면 에너지 가격 정보는 원/KWh, 원/KVarh, 원/KVAh 등의 단순한 구조를 가진다.
그러나 에너지 가격은 누진제, 계시별 요금제(Time of Use Pricing), 임계 피크 요금제(Critical Peak Pricing), 실시간 요금제(Real-Time Pricing) 등 에너지 사용량이나 시간에 따라 변동할 수 있다.
다음의 표 1은 에너지가 전기일 때 에너지 사용량이 증가할수록 단위 가격이 높아지는 누진제의 예를 보인 것이다.
구분 제1구간 제2구간 제3구간 제4구간 ...
누적 사용량[Kwh] ~100 101~200 201~300 301~400 ...
단위 가격(원/Kwh) 55.10 113.80 168.30 248.60 ...
도 10a는 상가, 공장, 대형건물 등에서 주로 사용하는 계시별 요금제(TOU)를 보인 것으로서 시간대에 따라 전기의 가격이 다르다. 도 10b는 임계 피크 요금제(CPP)를 보인 것으로서 시간대에 따라 전기의 가격이 다르며 특히 피크 구간에서의 가격이 매우 높다. 도 10c는 실시간 요금제(RTP)를 보인 것으로서 전기의 가격이 실시간으로 변동한다.
예측수단(24)이 개별 에너지 사용 기기의 현재 에너지 사용요금을 예측하는 것은 다음의 수학식 1과 같이 이루어질 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00001
여기서 k는 에너지 사용 기기를 구별하는 변수, i는 에너지 사용 기기 #k가 동작 중이었던 각 단위 시간을 구별하는 변수, M(k)는 에너지 사용 기기 #k에 대한 에너지 사용요금, Q(k,i)는 에너지 사용 기기 #k의 시간 구간 i에서의 에너지 사용량, P(i)는 시간 구간 i에서의 에너지 가격을 말한다.
상기 수학식 1의 계산은 저장수단(22)을 통해 관리되는 각 에너지 사용 기기의 동작시간에 대해 이루어짐은 물론이다.
전체 에너지 사용요금 MT는 다음의 수학식 2와 같이 예측될 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00002
여기서 n은 에너지 사용 기기의 개수이고, k는 에너지 사용 기기를 구별하는 변수, M(k)는 에너지 사용 기기 #k에 대한 에너지 사용요금이다.
또한 예측수단(24)은 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금을 상기 수학식 1과 수학식 2를 통해 최소 두 시점에서 연산하고 그 변동률을 바탕으로 미래의 에너지 사용요금을 예측할 수 있다.
여기서 에너지 사용요금을 예측하려는 미래의 시점은 일, 주, 월, 년 등의 단위로 설정되거나, 미래의 특정 시점으로 설정될 수도 있다. 후자에서 특정 시점은 사용자가 에너지 사용요금을 결제하도록 규정되어 있는 시점, 예컨대 매월의 마지막 날일 수 있다.
예측수단(24)이 미래의 에너지 사용요금을 예측하는 방법은 다양하게 구성될 수 있으며, 특히 선형의 1차 함수를 이용하여 예측하거나 또는 2차 이상의 비선형 함수를 이용하여 예측할 수 있다.
도 11 내지 도 14를 참조하여, 예측수단(24)이 미래의 에너지 사용요금을 예측하는 다양한 방법을 설명하기로 한다.
과거 시점 t1에서의 에너지 사용요금(개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금 또는 전체 에너지 사용요금)이 M1이고, t1로부터 일정 시간이 경과한 현재 시점 t2에서의 에너지 사용요금이 M2이며, 예측하고자 하는 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용요금이 M3이라고 가정하기로 한다.
그러면 에너지 사용요금의 변동량은 dM이고, 에너지 사용요금의 변동률은 'dM÷dt'로 계산될 수 있다. 여기서 dM은 'M2-M1'이고, dt는 't2-t1'이다.
도 11은 미래의 에너지 사용요금을 예측하기 위해 선형적인 방법을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용요금 M3은 다음의 수학식 3과 같이 예측될 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00003
도 12는 미래의 에너지 사용요금을 예측하기 위해 가중치를 이용하는 예로서, 가중치를 이용하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
그 하나의 예로는 에너지 사용요금의 변동률에 따라 가중치 'C'를 1보다 큰 값, 1, 또는 1보다 작은 값으로 적용하는 방법을 들 수 있다. 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용요금 M3은 다음의 수학식 4와 같이 예측될 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00004
도 13은 미래의 에너지 사용요금을 예측하기 위해 지수곡선을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용요금 M3은 다음의 수학식 5과 같이 예측될 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00005
여기서 a값은 에너지 가격의 누진제 또는 에너지 사용요금의 변동률을 기초로 결정될 수 있다.
도 14는 미래의 에너지 사용요금을 예측하기 위해 로그곡선을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용요금 M3은 다음의 수학식 6과 같이 예측될 수 있다.
Figure 112010043089436-pat00006
여기서 a값은 에너지 가격의 누진제 또는 에너지 사용요금의 변동률을 기초로 결정될 수 있다.
한편 예측수단(24)은 에너지 공급 회사(11)의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 요금을 현재 또는 미래의 에너지 사용요금으로 예측할 수 있다.
에너지 공급 회사(11)의 요금 부과 정책은 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있는 것으로서, 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 역률 요금, 요금 혜택 등의 정보가 포함될 수 있다.
세금은 부가가치세나 각종 기금 등을 포함할 수 있으며, 요금 혜택이란 특정 산업, 예컨대 지식 서비스 산업은 타 산업보다 전기요금이 저렴하게 책정된다는 것 등을 말한다.
구체적인 예로서 사용자에게 실제 청구될 요금은 '전기요금 + 부가요금'으로 계산될 수 있으며, 이때 전기 요금은 '전력 사용량 × 단위 가격 + 기본요금', 부가요금은 '전력산업기반기금 + 부가가치세', 전력산업기반기금은 전기요금의 3.7%, 부가가치세는 전기요금의 10%로 설정될 수 있다.
여기서 전기요금을 이루는 '전력 사용량 × 단위 가격' 부분이 상기 수학식 1 내지 수학식 6을 통해 예측되는 값이다.
예측수단(24)은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금을 중앙서버(15), 사용자의 휴대단말(17-1), IHD(17-2: In Home Display) 등으로 전송할 수 있다.
또한 예측수단(24)은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 사용자(12)가 설정해 놓은 상한 값을 초과하는지의 여부를 감시할 수 있다.
이를 위하여 예측수단(24)은 사용자(12)가 상한 값 정보를 설정해 놓을 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 제공하거나, 타 장치로부터 사용자가 설정한 상한 값 정보를 수신할 수 있다.
그리고 예측수단(24)은 예측된 개별 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 상한 값을 초과하면, 사용자의 휴대단말(17-1)이나 IHD(17-2) 등으로 경고 메시지를 전송할 수 있다. 이때 예측수단(24)은 근거리 무선 통신 네트워크나 인터넷망 등 다양한 통신 인터페이스를 통해 경고 메시지를 전송할 수 있으며, 특히 이동통신망을 통해 사용자의 휴대폰으로 전송할 수도 있다.
도 15를 참조하자면, 에너지 제어수단(25)은 예측수단(24)에서 예측된 정보를 이용하여 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 제어한다.
에너지 제어수단(25)이 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에 대한 제어를 수행하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들자면 예측된 개별 에너지 사용요금이 기 설정된 상한 값을 넘는 에너지 사용 기기의 전원을 차단하는 방법, 전체 에너지 사용요금이 상한 값을 넘는 경우에는 개별 에너지 사용요금이 높거나 에너지 효율이 낮은 에너지 사용 기기의 전원을 우선적으로 차단하는 방법 등을 들 수 있다.
에너지 사용 기기를 제어하기 위한 상한 값이나 에너지 효율 등 에너지 제어수단(25)의 동작에 필요한 각종 기기 제어용 정보는 사용자가 입력할 수 있다.
이때 에너지 제어 수단(25)은 사용자가 기기 제어용 정보를 입력할 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스를 제공하거나, 타 장치로부터 기기 제어용 정보를 수신할 수 있다.
에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하는 방식으로 이루어질 수 있다.
도 16은 에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)로 인입되는 전력선(11-2)의 접점을 직접 제어하는 예로서, 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에 대응하여 전력선(11-2)을 연결하거나 개방하는 접점(c-1~c-k), 접점 구동부(25-3), 제어판단부(25-1)를 포함하고 있다.
제어판단부(25-1)는 메모리(25-2)의 기기 제어용 정보를 이용하여 제어 대상을 선택하고, 선택된 에너지 사용 기기에 대응하는 접점을 연결하거나 개방하도록 접점구동부(25-3)에 명령을 내린다.
그러면 접점구동부(25-3)는 이 명령에 따라 해당 접점을 연결하거나 개방시킨다.
도 17은 에너지 제어수단(25)이 RS-485와 같은 유선 직렬 통신 또는 무선 근거리 통신 등 각종 통신 인터페이스를 이용하여 에너지 사용 기기를 제어하는 예를 도시한 것이다.
도 17a를 참조하자면, 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에는 접점(19-3), 접점구동부(19-2), 통신모듈(19-1)이 구비된다.
에너지 제어수단(25)이 특정 에너지 사용 기기(16-1)로 전원을 제어하기 위한 기기제어신호를 전송하면, 해당 에너지 사용 기기의 통신모듈(19-1)은 에너지 제어수단(25)이 전송한 기기제어신호를 수신한다. 통신모듈(19-1)은 수신된 기기제어신호를 접점구동부(19-2)로 전달하고, 접점구동부(19-2)는 해당 에너지 사용 기기의 전원에 관한 접점(19-3)을 연결하거나 개방시킨다.
도 17b는 에너지 제어수단(25)이 무선 근거리 통신 인터페이스를 이용하여 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)가 연결되는 제3장치(205: 이하, 전원 스위치 장치라 한다)를 제어하는 예로서, 각 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)는 전원 스위치 장치(205)를 통해 콘센트(204)에 연결된다.
전원 스위치 장치(205)는 벽 콘센트나 벽 콘센트에 연결된 멀티 콘센트(204)의 체결구(204-1,204-2)에 탈부착할 수 있는 체결핀(205-1,205-2)을 가지고, 또한 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)를 연결할 수 있는 체결구(205-3,205-4)를 가지도록 구성될 수 있다.
에너지 제어수단(25)이 해당 에너지 사용 기기로 전원을 제어하기 위한 기기제어신호를 전송하면, 해당 전원 스위치 장치(205)의 통신모듈(205-7)은 에너지 제어수단(25)이 전송한 기기제어신호를 수신하여 접점구동부(205-8)로 전달하고, 접점구동부(205-8)는 해당 에너지 사용 기기의 전원에 관한 접점(205-6)을 연결하거나 개방시킨다.
에너지 제어수단(25)은 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에 대한 제어 결과를 중앙 서버(15), 사용자의 휴대단말(17-1), IHD(17-2: In Home Display) 등으로 전송해 주도록 구성될 수 있다.
에너지 제어수단(25)은 유선 또는 무선의 다양한 통신 인터페이스를 통해 제어 결과를 전송할 수 있으며, 특히 이동통신망을 통해 사용자의 휴대폰으로 제어 결과를 전송할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치(30)의 일 실시예를 도시한 것으로서, 에너지 관리 장치(30)는 적어도 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24)을 포함하여 이루어진다.
도 19는 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서 예측수단(24)의 예측 결과에 따라 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 제어하는 에너지 제어수단(25)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
에너지 관리 장치(30)는 스마트 미터(13)의 일부로서 구성되거나, 스마트 미터(13)와는 다른 장치로 구성될 수 있다.
에너지 관리 장치(30)를 구성하는 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24), 에너지 제어수단(25) 중 하나 이상은 단일 장치로 구성되어 타 구성요소와 통신하면서 그 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.
에너지 관리 장치(30)를 구성하는 감지수단(21), 저장수단(22), 측정수단(23), 예측수단(24), 에너지 제어수단(25)은 위에서 설명한 에너지 관리 시스템의 그 것과 동일한 역할을 수행하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 20을 참조하여 스마트 미터와는 별도로 에너지 관리 장치(30)를 구성하는 구체적인 일 실시예를 설명하기로 한다.
프로세서(160-1)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)나 마이크로 프로세서 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 다양한 구조를 가질 수 있는 시스템 버스(160-10)를 통해 각 요소들과 정보를 주고 받으면서 에너지 관리 장치(30)를 총괄적으로 제어한다.
주 기억 장치로서의 램(160-2: RAM, Random Access Memory)은 프로세서(160-1)가 즉시 액세스할 컴퓨터 프로그램이나 데이터를 일시 저장한다.
비디오 어댑터(160-4)는 에너지 관리 장치(30)의 동작 상태나 사용자에게 제시할 정보를 디스플레이 모듈(160-5)을 통해 시각적으로 출력하며, 디스플레이 모듈(160-5)은 LCD(Liquid Crystal Display)나 LED(Light Emitting Diode) 등 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다.
입력장치 인터페이스(160-6)는 사용자가 키패드나 터치 스크린 등 다양한 입력장치(160-7)를 이용하여 에너지 관리 장치(30)의 동작에 관한 정보나 명령을 입력할 수 있도록 한다.
사용자는 에너지 관리 장치(30)의 동작에 필요한 정보, 예컨대 에너지 사용 기기의 제어 기준이 될 에너지 사용요금의 상한 값 정보 등을 입력장치(160-7)를 통해 입력할 수 있다.
네트워크 인터페이스(160-8)는 에너지 관리 장치(30)가 통신망을 통해 타 서버와 통신할 수 있도록 한다.
이러한 서버의 예로는 위에서 설명한 중앙서버(15)를 들 수 있으며, 중앙서버(15)로부터 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신할 수 있다.
접점구동부(25-3)는 도 16에 도시된 예와 같이 각 에너지 사용 기기에 연결되는 전력선의 접점(c-1~c-k)을 연결하거나 개방하는 역할을 수행한다.
제1통신부(160-11)는 통신 인터페이스를 통해 연결되는 각 에너지 사용 기기와 통신하는 역할을 수행하고, 제2통신부(160-12)는 스마트 미터(13)와 연결되어 스마트 미터(13)로부터 에너지 사용량 정보 등을 수신한다.
별도로 도시하지는 않았으나 전력선의 접점(c-1~c-k)에 연결되어 있는 에너지 사용 기기들도 에너지 관리 장치(30)로 동작 중임을 알리는 신호를 전송하기 위한 통신 인터페이스를 구비할 수 있음은 물론이다.
제3통신부(160-13)는 사용자의 휴대단말(17-1)이나 IHD(17-2)와 인터페이스하며, 예측된 에너지 사용요금이나 경고 메시지 등 각종 에너지 관리 정보를 전송하는 등의 역할을 수행한다.
제1통신부(160-11), 제2통신부(160-12), 제3통신부(160-13)는 유선 직렬통신, 무선 근거리 통신, 전력선 통신 등 필요에 따라 다양한 통신 인터페이스 구조를 가질 수 있다. 특히 제3통신부(160-13)는 이동통신망 등 광역 통신망을 통해 사용자의 휴대단말과 통신하도록 구성될 수 있다.
저장매체(160-3)는 에너지 관리 장치(30)의 동작에 필요한 구동 프로그램과 데이터를 저장하여 유지하며, 특히 저장수단(22)의 역할을 담당할 수 있다.
저장매체(160-3)의 역할은 롬(ROM: Read Only Memory)이 수행할 수도 있지만, 수시로 저장되거나 삭제되고 또한 전원 공급 여부에 관계없이 유지해야 할 정보를 저장하기 위해서는 디지털 데이터의 읽고 쓰기가 가능한 비휘발성의 성질을 가져야 한다.
저장매체는 내장형, 외장형, 분리형, 비분리형 등 필요에 따라 다양한 구조와 성능을 가질 수 있다.
저장매체(160-3)에 저장되는 구동 프로그램은 에너지 관리 장치(30)가 그 역할을 수행할 수 있도록 하는 컴퓨터 프로그램이다.
구동 프로그램은 다양하게 구성될 수 있으며, 감지수단(21)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 측정수단(23)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 예측수단(24)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 에너지 제어수단(25)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈을 포함한다.
에너지 관리 장치(30)가 동작을 시작하면, 프로세서(160-1)는 저장매체(160-3)에 저장되어 있는 구동 프로그램을 주 기억 장치(160-2)로 옮겨 저장하고 실행함으로써, 에너지 관리 장치(30)가 위에서 설명한 각 실시예의 기능에 따라 동작할 수 있도록 제어한다.
도 20은 에너지 관리 장치(30)를 구성하는 하나의 예일 뿐이며, 에너지 관리 장치(30)는 필요에 따라 얼마든지 다양하게 구성될 수 있다.
도 21은 사용요금 정보가 표시된 디스플레이 화면(250)의 예를 나타낸 것으로서, 전체 에너지 사용요금 정보와 함께 에너지 사용 기기 #1의 현재 에너지 사용요금과 미래의 에너지 사용요금 정보가 나타나 있으며, 사용자는 방향 버튼(251,252)을 조작하여 이전 또는 다음 에너지 사용 기기에 대한 개별 에너지 사용요금 정보를 확인할 수 있다.
이와 같은 화면은 다양한 장치를 통해 출력될 수 있다. 예컨대 도 20에 도시된 예의 디스플레이 모듈(160-5)을 통해 출력되거나, 사용자의 휴대단말(17-1) 또는 IHD(17-2) 등에서 출력될 수 있다.
도 22는 에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기를 제어한 이력 정보를 제공하는 화면의 예로서, 2010년 3월 2일 4시 18분 30초에 1번 부하의 전원을 차단하는 제어를 수행한 후 2010년 3월 2일 17시 56분 59초에 1번 부하의 전원을 다시 투입한 제어 이력이 나타나 있다.
이와 같은 화면은 또한 도 20에 도시된 예의 디스플레이 모듈(160-5)을 통해 출력되거나, 사용자의 휴대단말(17-1) 또는 IHD(17-2) 등에서 출력될 수 있다.
도 23과 도 24를 참조하여, 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 실시예를 설명하기로 한다.
도 23을 참조하자면, 본 발명에 따라 에너지를 관리하는 장치 또는 시스템은 각 에너지 사용 기기와 통신하여 각 에너지 사용 기기의 동작 여부를 개별적으로 확인한다(S351).
각 에너지 사용 기기는 전원이 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 되었을 때, 또는 주기적으로 자신이 동작 중임을 알리는 정보를 전송하며, 이를 통해 각 에너지 사용 기기의 동작 여부 및 동작시간을 알 수 있다.
그리고 각 에너지 사용 기기가 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 변동할 때 해당 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량을 측정한다(S352).
단계 S352는 스마트 미터에서 검출하는 시간에 따른 에너지 사용량 정보를 기반으로 이루어진다.
즉, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 어느 에너지 사용 기기가 동작하지 않는 상태에서 동작하는 상태로 변동한 경우 전체 에너지 사용량의 단위 시간당 변동량을 측정하면 이 값이 해당 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량이 된다.
단계 S352에서 각 에너지 사용 기기의 단위 시간당 에너지 사용량이 측정되면, 각 에너지 사용 기기의 동작시간과 단위 시간당 에너지 사용량을 바탕으로 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측한다(S353). 이때 전체 에너지 사용요금도 예측할 수 있다.
단계 S353에서 에너지 사용요금을 예측하기 위해서는 에너지 가격 정보가 필요한데, 에너지 가격 정보는 중앙서버로부터 수신하거나 사용자로부터 입력받을 수 있다.
에너지 가격은 누진제, 계시별 요금제(Time of Use Pricing), 임계 피크 요금제(Critical Peak Pricing), 실시간 요금제(Real-Time Pricing) 등과 같이 에너지 사용량이나 시간에 따라 변동할 수 있다.
단계 S353에서 개별 에너지 사용 기기의 현재 에너지 사용요금은 상기 수학식 1과 같이 예측될 수 있으며, 전체 에너지 사용요금은 상기 수학식 2와 같이 예측될 수 있다.
또한 단계 S353은 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금을 상기 수학식 1과 수학식 2를 통해 최소 두 시점에서 연산하고 그 변동률을 바탕으로 미래의 에너지 사용요금을 예측할 수 있다.
단계 S353에서 미래의 에너지 사용요금을 예측하는 방법은 다양하게 구성될 수 있으며, 특히 상기 수학식 3 내지 수학식 6을 통해 설명한 예와 같이 선형의 1차 함수를 이용하거나 2차 이상의 비선형 함수를 이용하여 예측할 수 있다.
단계 S353은 에너지 공급 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 요금을 현재 또는 미래의 에너지 사용요금으로 예측하도록 구성될 수 있다.
단계 S353은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금을 중앙서버, 사용자의 휴대단말, IHD(In Home Display) 등으로 전송하도록 구성될 수 있다.
또한 단계 S353은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 사용자가 설정해 놓은 상한 값을 초과하는지의 여부를 감시하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시예에서 감시 결과 예측된 개별 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 상한 값을 초과하면, 사용자의 휴대단말이나 IHD 등으로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
도 24를 참조하자면, 본 발명에 따른 에너지 관리 방법은 단계 S353에서 예측된 에너지 사용요금을 바탕으로 각 에너지 사용 기기를 제어하는 에너지 제어단계(S354)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
에너지 제어단계(S354)에서 에너지 사용 기기를 제어하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들자면 예측된 개별 에너지 사용요금이 기 설정된 상한 값을 넘는 에너지 사용 기기의 전원을 차단하는 방법, 전체 에너지 사용요금이 상한 값을 넘는 경우에는 개별 에너지 사용요금이 높거나 에너지 효율이 낮은 에너지 사용 기기의 전원을 우선적으로 차단하는 방법 등을 들 수 있다.
에너지 사용 기기의 제어 기준이 되는 상한 값이나 에너지 효율 등 에너지 제어단계(S354)에서 필요로 하는 각종 기기 제어용 정보는 사용자가 입력해 놓을 수 있도록 구성될 수 있다.
이때 에너지 제어단계(S354)는 사용자가 기기 제어용 정보를 입력할 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스를 제공하거나, 타 장치로부터 기기 제어용 정보를 수신할 수 있다.
에너지 제어단계(S354)에서 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하거나 에너지 사용 기기가 연결된 콘센트를 제어하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이와 관련한 구체적인 예는 도 16과 도 17을 참조하여 설명한 바와 같다.
또한 에너지 제어단계(S354)는 에너지 사용 기기에 대한 제어 결과를 사용자의 휴대단말이나 IHD(In Home Display) 등으로 전송하도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
11: 에너지 공급 회사 11-1: 에너지 전송 선로
13: 스마트 미터 15: 중앙서버
16-1~16-k: 에너지 사용 기기 17-1: 사용자의 휴대단말
17-2: IHD(In Home Display) 21: 감지수단
22: 저장수단 23: 측정수단
24: 예측수단 25: 에너지 제어수단
30: 에너지 관리 장치

Claims (23)

  1. 에너지 관리 시스템에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단; 및
    상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단을 포함하는 에너지 관리 시스템.
  2. 에너지 관리 시스템에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단;
    상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단; 및
    상기 예측수단의 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어수단을 포함하는 에너지 관리 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금을 중앙서버, 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금 중 하나 이상이 기 설정된 상한 값을 초과하는지의 여부를 감시하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예측수단은 상기 감시 결과에 따라 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단이 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기기기이고,
    상기 에너지 제어수단은 상기 전기기기의 전원을 직접 제어하거나 상기 전기기기가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 제어 수단은 에너지 사용 기기에 대한 제어 결과를 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  9. 에너지 관리 장치에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단; 및
    상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단을 포함하는 에너지 관리 장치.
  10. 에너지 관리 장치에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 감지수단;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 측정수단;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 저장수단;
    상기 측정수단과 저장수단의 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 예측수단; 및
    상기 예측수단의 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어수단을 포함하는 에너지 관리 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금을 중앙서버, 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 예측수단은 예측된 개별 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금 중 하나 이상이 기 설정된 상한 값을 초과하는지의 여부를 감시하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 예측수단은 상기 감시 결과에 따라 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단이 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기기기이고,
    상기 에너지 제어수단은 상기 전기기기의 전원을 직접 제어하거나 상기 전기기기가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 에너지 제어 수단은 에너지 사용 기기에 대한 제어 결과를 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  17. 에너지 관리 방법에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 단계;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 단계;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 단계; 및
    상기 측정된 개별 에너지와 상기 저장된 개별 에너지 사용 기기의 동작시간 데이터를 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
  18. 에너지 관리 방법에 있어서,
    스마트 미터와 개별 에너지 사용 기기의 통신을 통하여 상기 개별 에너지 사용 기기의 동작 여부를 감지하는 단계;
    상기 스마트 미터에서 시간에 따른 에너지 변동량을 기반으로 상기 개별 에너지 사용 기기의 개별 에너지를 측정하는 단계;
    상기 개별 에너지 사용 기기의 동작시간을 저장하는 단계;
    상기 측정된 개별 에너지와 저장된 개별 에너지 사용 기기의 동작시간 데이터를 통해 상기 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금을 예측하는 단계; 및
    상기 예측 결과를 바탕으로 상기 개별 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금과 전체 에너지 사용요금을 중앙서버, 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 예측된 개별 에너지 사용 기기의 에너지 사용요금이나 전체 에너지 사용요금이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 제어단계에서 에너지를 공급하거나 차단하는 제어는 에너지 사용 기기를 직접 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기기기이고,
    상기 에너지 제어단계는 상기 전기기기의 전원을 직접 제어하거나 상기 전기기기가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 제어단계는 에너지 사용 기기에 대한 제어 결과를 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
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