KR101127966B1

KR101127966B1 - 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101127966B1
Application number: KR1020090041081A
Authority: KR
Inventors: 홍승기; 전종암; 정우석
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2012-04-12
Also published as: KR20100063630A

Abstract

본 발명은 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 다수의 전기기기의 소비전력값을 측정하고, 측정된 소비전력값의 변화 정도를 나타내는 변동소비전력값을 기록하는 전자식 전력량계; 상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 감지하는 부하 제어 장치; 및 상기 부하 제어 장치에서 감지된 상기 다수의 전기기기의 동작 상태에 따라 전기기기별로 상기 전자식 전력량계에 기록된 변동소비전력값을 저장하는 전력 관리 장치를 포함한다.

전기기기, 전력량계, 소비전력값, 변동소비전력값, 부하 제어

Description

전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템{Method and System for Collecting Power Consumption According to Operation of Electric Device}

본 발명은 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하 제어의 대상이 되는 전기기기의 동작 상태의 변화가 감지되는 시점에서 전자식 전력량계에게 질의를 하고 응답을 받아 실제 소비전력의 변화값을 읽어오도록 함으로써, 해당 전기기기의 동작에 따른 소비전력량의 변화량을 얻어내기 위한 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템에 관한 것이다.

오늘날 산업의 발전과 생활수준의 향상으로 전기 사용량이 늘어가고 있는 추세이다. 특히, 냉난방기 사용이 많은 시기에는 일시적으로 전력의 공급이 부족한 상황이 발생한다. 따라서 전력 사용량이 급증하는 특정 시간대의 원활한 전력 공급을 위하여 시설에 투자하는 비용이 엄청나게 증가하고 있다.

이에 대한 해결 방법으로 전력 부하 제어 방법들이 제안되고 있다. 전력 부하 제어는 전력의 사용을 의도적으로 제어하는 기능, 예컨대 에어컨의 동작과 관련하여 건물 내의 전력 관리 시스템을 통하여 원격으로 에어컨의 실내 온도를 조절하 거나, 아니면 전원을 차단하는 경우를 가리킨다. 즉, 전체 전력 사용량을 절약하고자 하는 목적으로 사용자가 직접 전기기기에 접근하여 제어하는 것이 아니라 원격에서 임의의 주체에 의하여 이루어지고, 특정 시간에 전력 사용에 대한 수요가 급증하는 것을 조절하고자 하는 것을 목적으로 전기 사용이 많은 기기의 전원공급을 일시적으로 중단시키거나 동작을 적절히 조정함으로써 전력의 사용을 줄이는 방법이다.

부하 제어의 대상이 되는 전기기기의 실제 동작의 변경이 발생하는 시점에서의 소비전력값을 획득하기 위해서는 그 시점에서의 전력량계의 소비전력값의 변동량을 획득함으로써 검침이 이루어지는 값과의 오차를 최소화할 필요가 있다. 하지만, 실제 전력량계를 통한 변동전력량 값을 획득하고자 하는 경우 획득한 값이 관련 전기기기의 동작 변경에 따른 결과인지 아니면 다른 외부 요소의 영향으로 인해 발생한 변동값인지 구분하기가 쉽지 않다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기기기의 동작에 따른 소비전력량의 변화량을 얻어내기 위한 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 전기기기의 소비전력값을 측정하고, 측정된 소비전력값의 변화 정도를 나타내는 변동소비전력값을 기록하는 전자식 전력량계; 상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 감지하는 부하 제어 장치; 및 상기 부하 제어 장치에서 감지된 상기 다수의 전기기기의 동작 상태에 따라 전기기기별로 상기 전자식 전력량계에 기록된 변동소비전력값을 저장하는 전력 관리 장치를 포함하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템을 제공한다.

본 발명은, 다수의 전기기기의 소비전력값을 측정하고, 측정한 소비전력값의 변화 정도를 나타내는 변동소비전력값을 기록하는 단계; 상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 다수의 전기기기의 동작 상태에 따라 전기기기별로 상기 기록된 변동소비전력값을 저장하는 단계를 포함하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기기기의 동작에 따른 소비전력량의 변화량을 얻어내기 위한 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법 및 시스템을 제공함으로써, 실제 소비가 이루어지는 소비전력값을 획득할 수 있고, 이를 바탕으로 부하 제어가 이루어질 때 원하는 소비전력량의 변화를 미리 예측할 수 있으며, 부하 제어의 운용 스케줄을 적절하게 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 전자식 전력량계를 갖추고 있는 건물을 대상으로 하며, 전자식 전력량계는 소비되는 전력량을 기록하고 통신기능을 갖춘 디지털 장치로서, 전력량에 관한 정보를 전력 관리 장치로 제공한다.

본 발명에 따른 부하 제어 장치는 전기기기의 전기 사용을 직접 제어하는 부하 제어 명령을 수행하도록 설계된 장치로서, 프로세싱부, 통신 인터페이스부 및 메모리부 등을 탑재하고, 개별 전기기기에 공급되는 전원을 온오프하거나 동작을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 전력 관리 장치는 전력 소비량, 부하 제어 및 기타 부가 관련한 정보를 수집하고 관리하는 장치로서, 전자식 전력량계로부터 전력량을 받거나 요청할 수 있으며, 부하 제어 장치로 하여금 소비되는 전력량을 제어하기 위한 명령을 내리거나 그에 대한 동작 결과를 수집할 수 있다.

실시예

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템은 전력 관리 장치(110), 전자식 전력량계(120), 부하 제어 장치(130) 및 다수의 전기기기(140) 등을 포함한다.

우선, 전력 관리 장치(110)는 전자식 전력량계(120) 및 부하 제어 장치(130)와 직접 통신이 가능하고, 전자식 전력량계(120)와 부하 제어 장치(130)는 필요에 따라 선택적으로 통신이 가능하다. 부하 제어 장치(130)는 부하 제어 대상이 다수의 전기기기(140)와 1:n의 관계로 통신이 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템에서 장치들 간의 신호 흐름을 나타낸 신호 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 다수의 전기기기(140)는 전력소모와 관련이 있는 동작 상태 변화가 일어난 경우, 어떠한 동작 상태의 변화가 일어났는지를 나타내는 기기동작변경 메시지를 부하 제어 장치(130)로 전송한다(S210). 예를 들면, 더운 날씨에 실내 온도를 좀 더 낮추기 위해 에어컨의 온도를 조절할 경우, 에어컨은 이에 따른 동작 상태의 변화를 나타내는 기기동작변경 메시지를 부하 제어 장치(130)로 전송하게 된다.

부하 제어 장치(130)는 기기동작변경 메시지에 포함된 정보를 바탕으로 다수의 전기기기(140)에 대한 정보 및 동작 상태를 나타내는 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지를 전력 관리 장치(110)로 전송한다(S220).

전력 관리 장치(110)는 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지에 포함된 정보를 바탕으로 변동소비전력값을 요청하는 전력변동량 요청 메시지를 생성하고(S230), 생성한 전력변동량 요청 메시지를 전자식 전력량계(120)로 전송한다(S240). 여기서, 전력변동량 요청 메시지는 전기기기의 동작 상태 변화가 일어난 시간인 동작 변경 감지 시간을 포함한다.

전자식 전력량계(120)는 전력변동량 요청 메시지에 포함된 동작 변경 감지 시간에 의해 전력 관리 장치(110)가 유효기록시간 내의 변동소비전력값을 요청하는지 여부를 판단하고(S250), 유효기록시간 내의 변동소비전력값을 요청하는 경우 메모리에서 동작 변경 감지 시간에 대응되는 변동소비전력값을 검색한 후, 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값이 존재하는지 여부를 판단한다(S260).

이어서, 전자식 전력량계(120)는 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값이 존재하는 경우, 변동소비전력값을 포함하는 전력변동량 응답 메시지를 전력 관리 장치(110)로 전송한다(S270). 여기서, 최소변동소비전력값은 전력변동량 요청 메시지에 포함되어 제공되거나 전자식 전력량계(120)의 메모리에 사전에 저장될 수 있다. 또한, 전자식 전력량계(120)는 메모리를 효율적으로 관리하기 위해 유효기록시간이 지난 변동소비전력값에 대해서 삭제함이 바람직하다.

따라서, 전력 관리 장치(110)는 개별 전기기기의 동작 상태와 관련하여 소비전력값을 저장하고, 이에 부하 제어 장치(130)는 전력 사용량이 급증할 때 다수의 전기기기(140)를 효과적으로 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 전력량계 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.

도 3을 참조하면, 전력 관리 장치와의 통신을 담당하는 통신 인터페이스부(310), 다수의 전기기기(140)의 소비전력값을 측정하고 수집하는 전력정보 수집부(320), 전자식 전력량계와 외부 장치 사이의 유효기록시간, 최소변동소비전력값 및 변동소비전력값의 입출력을 담당하는 입출력 인터페이스부(330), 유효기록시간, 최소변동소비전력값 및 변동소비전력값을 저장하는 메모리부(340) 및 전력 관리 장치(110)의 변동소비전력값 요청시 메모리부(340)로 하여금 저장된 변동소비전력값을 제공하도록 제어하는 프로세싱부(350) 등을 포함한다.

도 4는 다수의 전기기기의 시간별 소비전력값을 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자식 전력량계(120)는 기설정된 유효기록시간 동안 다수의 전기기기(140)에서 실시간으로 감지된 소비전력값의 변화를 기록한다. 예를 들면, 다수의 전기기기(140)의 소비전력값이 100와트에서 105와트로 변화하는 경우, 변화된 +5와트를 메모리부(340)에 저장한다.

그리고, 전자식 전력량계(120)는 유효기록시간이 지난 변동소비전력값에 대해서는 삭제하게 된다. 예를 들면, 전자식 전력량계(120)는 유효기록시간이 2분인 경우, 2분 동안 감지된 소비전력값을 메모리부(340)에 기록하고, 이와 동시에 이 시간 동안의 변동소비전력값을 메모리부(340)에 저장한다.

본 발명에 따른 전자식 전력량계(120)는 전력 관리 장치(110)로부터 전력변동량 요청 메시지를 수신하면, 전력변동량 요청 메시지에 포함된 동작 변경 감지 시간이 유효기록시간 내에 있는 경우, 해당 시간의 소비전력값의 변화가 발생한지 여부를 판단하고, 이때 유효기록시간 범위 내에서 최소변동소비전력값 이상의 변동소비전력값을 검색하며, 검색된 변동소비전력값을 전력 관리 장치(110)로 전송한다. 여기서, 최소변동소비전력값은 전력변동량 요청 메시지에 포함될 수도 있고, 메모리부(340)에 사전에 저장될 수도 있다. 이는 전기기기의 동작 중 소비전력값의 변화가 항상 일정하지 않고 약간의 변동이 발생하기 때문에 이를 필터링하기 위해서이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 메시지의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, (a)는 기기동작변경 메시지의 구조를 나타낸 도면으로서, 기기동작변경 메시지는 전기기기 ID, 동작 변경 감지 시간 및 동작 속성 등을 포함한다. (b)는 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지의 구조를 나타낸 도면으로서, 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지는 부하 제어 장치 ID, 전기기기 ID, 동작 변경 감지 시간 및 동작 속성 등을 포함한다. (c)는 전력변동량 요청 메시지의 구조를 나타낸 도면으로서, 전력변동량 요청 메시지는 메시지 ID, 동작 변경 감지 시간 및 최소변동소비전력값 등을 포함한다. (d)는 전력변동량 응답 메시지의 구조를 나타낸 도면으로서, 전력변동량 응답 메시지는 메시지 ID, 변동전 소비전력값, 변동후 소비전력값 및 변동시간 등을 포함한다. (e)는 전력변동량 응답 메시지의 다른 구조를 나타낸 도면으로서, 전력변동량 응답 메시지는 메시지 ID, 변동소비전력값 및 변동시간 등을 포함한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템의 네트워크 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템에서 장치들 간의 신호 흐름을 나타낸 신호 흐름도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 전력량계 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,

도 4는 다수의 전기기기의 시간별 소비전력값을 나타낸 그래프,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 전력 관리 장치 120: 전자식 전력량계

130: 부하 제어 장치 140: 다수의 전기기기

310: 통신 인터페이스부 320: 전력정보 수집부

330: 입출력 인터페이스부 340: 메모리부

350: 프로세싱부

Claims

다수의 전기기기의 소비전력값을 측정하고, 측정된 소비전력값의 변화 정도를 나타내는 변동소비전력값을 기록하는 전자식 전력량계;

상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 감지하는 부하 제어 장치; 및

상기 부하 제어 장치에서 감지된 상기 다수의 전기기기의 동작 상태에 따라 전기기기별로 상기 전자식 전력량계에 기록된 변동소비전력값을 저장하는 전력 관리 장치;

를 포함하는 것으로서,

상기 전자식 전력량계는 기 설정된 최소변동전력값 이상의 변동전력값만을 기록하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제1항에 있어서,

상기 부하 제어 장치는 상기 다수의 전기기기로부터 상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 나타내는 기기동작변경 메시지를 수신하고, 상기 다수의 전기기기에 대한 정보 및 동작 상태를 나타내는 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지를 상기 전력 관리 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제2항에 있어서,

상기 기기동작변경 메시지는 전기기기 ID, 동작 변경 감지 시간 및 동작 속성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제2항에 있어서,

상기 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지는 부하 제어 장치 ID, 전기기기 ID, 동작 변경 감지 시간 및 동작 속성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제2항에 있어서,

상기 전력 관리 장치는 상기 기기동작변경 및 기기정보전달 메시지를 수신하면, 상기 변동소비전력값을 요청하는 전력변동량 요청 메시지를 생성하여 상기 전자식 전력량계로 전송하고, 상기 전자식 전력량계로부터 상기 변동소비전력값을 포함하는 전력변동량 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제5항에 있어서,

상기 전력변동량 요청 메시지는 메시지 ID, 동작 변경 감지 시간 및 최소변동소비전력값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제5항에 있어서,

상기 전력변동량 응답 메시지는 메시지 ID, 변동전 소비전력값, 변동후 소비전력값, 변동소비전력값, 변동 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제5항에 있어서,

상기 전자식 전력량계는 유효기록시간 동안 상기 소비전력값을 감지하고, 상기 유효기록시간이 지난 변동소비전력값을 삭제하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제8항에 있어서,

상기 전자식 전력량계는 상기 전력변동량 요청 메시지에 포함된 동작 변경 감지 시간이 상기 유효기록시간 내에 있는 경우, 상기 변동소비전력값을 포함하는 전력변동량 응답 메시지를 상기 전력 관리 장치로 전송하는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제9항에 있어서,

상기 전자식 전력량계는 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값이 존재하는 경우, 상기 변동소비전력값을 포함하는 전력변동량 응답 메시지를 상기 전력 관리 장치로 전송하는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자식 전력량계는,

상기 전력 관리 장치와의 통신을 담당하는 통신 인터페이스부;

상기 다수의 전기기기의 소비전력값을 감지하고 수집하는 전력정보 수집부;

유효기록시간, 최소변동소비전력값 및 상기 변동소비전력값을 저장하는 메모리부;

상기 전력 관리 장치의 변동소비전력값 요청시 상기 메모리부로 하여금 저장된 변동소비전력값을 제공하도록 제어하는 프로세싱부; 및

상기 전자식 전력량계와 외부 장치 사이의 유효기록시간, 최소변동소비전력값 및 상기 변동소비전력값의 입출력을 담당하는 입출력 인터페이스부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 시스템.
다수의 전기기기의 소비전력값을 측정하고, 측정한 소비전력값의 변화 정도를 나타내는 변동소비전력값을 기록하는 단계;

상기 다수의 전기기기의 동작 상태를 감지하는 단계; 및

상기 감지된 다수의 전기기기의 동작 상태에 따라 전기기기별로 상기 기록된 변동소비전력값을 저장하는 단계;

를 포함하는 것으로서,

상기 변동소비전력값을 저장하는 단계는 기 설정된 최소변동소비전력값 이상의 변동소비전력값만을 저장하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법.
제12항에 있어서, 상기 기록된 변동소비전력값을 저장하는 단계는,

상기 다수의 전기기기의 동작 변경 감지 시간이 유효기록시간 내에 있는지 여부를 판단하는 단계;

상기 다수의 전기기기의 동작 변경 감지 시간이 상기 유효기록시간 내에 있는 경우, 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값이 존재하는 경우, 상기 기설정된 최소변동소비전력값 이상인 변동소비전력값을 저장하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법.
제13항에 있어서, 상기 변동소비전력값을 기록하는 단계에서,

상기 유효기록시간이 지난 변동소비전력값을 삭제하는 것을 특징으로 하는 전기기기의 동작에 따른 소비 전력 수집 방법.