KR101189852B1

KR101189852B1 - 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101189852B1
Application number: KR1020100102982A
Authority: KR
Inventors: 임영섭; 이상기; 박용우; 전경석; 박경수; 김권준; 김한웅
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR20120041498A

Abstract

원격검침, 변압기 부하감시, 전기자동차 및 전기자동차 충전장치 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리하도록 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법이 제시된다. 제시된 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은 장치 식별자를 근거로 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하고, 기설정되는 부하 기준값 및 부하 측정값을 근거로 전력량계 및 충전장치와 연결되는 변압기의 부하 상태를 판단하고, 부하 상태에 따라 전력량계와 충전장치를 온오프 제어하는 데이터집중장치; 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 데이터집중장치에게로 전송하고, 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 전력량계; 및 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 데이터집중장치에게로 전송하고, 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 충전장치를 포함한다.

Description

원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법{System and method for managing charger of Electric vehicle using a network of AMI system}

본 발명은 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력선통신 및 근거리 무선통신 기반의 원격 검침 장치(AMI)를 이용하여 전기자동차용 충전장치를 관리하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 석유를 엔진의 구동을 위한 연료로 사용한다. 자동차를 이용하기 위해 석유를 연료로 이용하는 경우에는 석유를 소비하는 과정에서 환경오염의 문제가 발생하고, 지구상에 매장된 석유자원의 고갈과 친환경 규제 강화로 다른 연료를 사용하는 자동차의 개발이 요구되었다.

현재 세계 각국에서 개발되고 있는 전기자동차에는 순수 전기자동차(Batttery Powered Electric Vehicle)와 전동기와 엔진을 함께 이용하는 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle) 및 연료전지 전기 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 등이 있다. 특히, 플러그인(Plug-in) 하이브리드 전기자동차와 순수 전기 자동차는 차량 내부에 구비된 고압배터리로부터 구동에 필요한 전력을 공급받는 전기자동차이다.

이러한, 전기자동차는 외부로부터 전력에너지를 공급할 수 있는 공급수단이 필요하다. 즉, 가정, 충전소, 회사 등에서 전기자동차의 충전을 위한 충전장치를 필요로 한다.

일상생활에서 전기를 공급하는 시스템은 일반적으로 가정용 가전제품의 사용에 대해 최적화되어 있거나, 공장에서 사용하는 설비시스템에 최적으로 공급되도록 되어 있다.

따라서, 전기자동차의 충전을 위한 복수의 충전장치를 설치하고, 충전장치를 관리하기 위한 관리 시스템을 구성하여 충전장치를 관리한다.

그러나, 종래의 충전장치 관리 시스템은 가정용/공장용 등의 전력 사용량 검침 및 관리는 위한 원격검침 시스템과 별도의 시스템을 구성하여 운영하기 때문에, 별도의 시스템 구축 및 운영에 따르는 원격검침 시스템의 관리 및 운용이 복잡하고 관리 및 운용인력이 많이 필요하게 되어 관리 시스템의 구축 및 운영에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 충전장치 관리 시스템은 가정용/공장용 등의 전력 사용량 검침 및 관리는 위한 원격검침 시스템과 별도의 시스템을 구성하여 운영하기 때문에, 전기 자동차 및 충전장치의 증가로 인해 발생할 수 있는 변압기의 과부하 발생을 방지하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 원격검침, 변압기 부하감시, 전기자동차 및 전기자동차 충전장치 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리하도록 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은, 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망 기반 원격검침시스템의 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템에 있어서, 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device을 근거로 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하고, 기설정되는 부하 기준값 및 부하 측정값을 근거로 전력량계 및 충전장치와 연결되는 변압기의 부하 상태를 판단하고, 부하 상태에 따라 전력량계와 충전장치를 온오프 제어하는 데이터집중장치; 수용가에 설치되어 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 데이터집중장치에게로 전송하고, 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 전력량계 및 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 데이터집중장치에게로 전송하고, 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 충전장치를 포함한다.

데이터집중장치는, 부하 측정값이 부하 설정값을 초과하면 변압기의 과부하로 판단하고, 변압기의 과부하로 판단하면 전력량계 및 충전장치를 오프 구동 제어한다.

데이터집중장치는, 변압기의 정격 부하 또는 전력량계의 정격 부하를 부하 기준값으로 설정한다.

데이터집중장치는, 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전부하에 따른 변압기의 순시전력 부하값, 변압기의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 변압기의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량, 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다.

데이터집중장치는, 전력량계의 순시전력 부하값, 전력량계의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 전력량계의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다.

데이터집중장치는, 전력량계의 오프 구동 제어시 수용가의 일반전력에 대한 전력량계의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지한다.

데이터집중장치는, 전력량계의 과부하 발생시 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버 및 충전장치의 출력장치를 통해 변압기의 과부하 발생을 통보한다.

충전장치는, 입력 전력 및 출력 전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 오프 구동한다.

충전장치 및 계량기와 충전장치를 이용하여 충전하는 전기자동차는 고유한 장치 식별자가 설정된다.

전력량계 및 충전장치는, 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 관리 서버로부터 수신하여 저장한다.

충전장치는, 충전을 위해 연결된 전기자동차로부터 수신되는 장치 식별자를 데이터집중장치를 통해 관리 서버로 전송하고, 전기자동차와 분리되면 충전장치 및 전기자동차의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 데이터집중장치를 통해 관리 서버로 전송한다.

충전장치는, 데이터집중장치를 통해 관리 서버로부터 전기자동차의 충전정보 및 충전장치의 충전정보를 수신하여 출력한다.

변압기 단위로 데이터집중장치에 연결된 충전장치를 관리하고, 장치 식별자를 근거로 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 관리하고, 충전 부하 정보에 근거하여 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 관리 서버를 더 포함한다.

관리 서버는 장치 식별자를 근거로 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보에 근거하여 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 충전장치 관리부; 및 수용가의 전력 사용량을 근거로 수용가의 전력 사용량 및 전력 사용 요금을 누적하여 관리하는 원격검침 관리부를 포함한다.

관리 서버는, 소유자의 주택용 전력량계에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 소유자의 전기자동차에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리한다.

관리 서버는, 정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 충전장치의 운전정보를 데이터집중장치를 통해 수신한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은, 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망 기반 원격검침시스템의 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법에 있어서, 데이터집중장치에 의해, 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 전력량계로부터 수신하는 단계; 데이터집중장치에 의해, 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 충전장치로부터 수신하는 단계; 데이터집중장치에 의해, 수신하는 단계에서 수신한 충전 부하 정보 및 전력 사용량에 근거하여 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device별로 구분되는 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하는 단계; 데이터집중장치에 의해, 기설정되는 부하 기준값 및 측정하는 단계에서 측정된 부하 측정값을 근거로 전력량계 및 충전장치와 연결되는 변압기의 부하 상태를 판단하는 단계; 및 데이터집중장치에 의해, 판단하는 단계에서 판단한 부하 상태에 따라 전력량계와 충전장치를 온오프 제어하는 단계를 포함한다.

판단하는 단계에서는, 부하 측정값이 부하 설정값을 초과하면 변압기의 과부하로 판단하고, 온오프 제어하는 단계에서는 판단하는 단계에서 변압기의 과부하로 판단하면 전력량계 및 충전장치가 정지하도록 오프 구동 제어한다.

판단하는 단계에서는, 변압기의 정격 부하로 설정된 부하 기준값 및 부하 측정값을 이용하여 변압기의 부하 상태를 판단한다.

측정하는 단계에서는, 수신하는 단계에서 수신한 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하 정보에 따른 변압기의 순시전력 부하값, 변압기의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 변압기의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다.

측정하는 단계에서는, 전력량계의 순시전력 부하값, 전력량계의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 전력량계의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다.

온오프 제어하는 단계에서는, 전력량계의 오프 구동 제어시 수용가의 일반전력에 대한 전력량계의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지한다.

데이터집중장치에 의해, 판단하는 단계에서 변압기의 과부하로 판단하면 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버 및 충전장치의 출력장치를 통해 변압기의 과부하 발생을 통보하는 단계를 더 포함한다.

충전장치에 의해, 입력전력 및 출력전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 오프 구동하는 단계를 더 포함한다.

관리 서버에 의해, 충전장치 및 계량기와 충전장치를 이용하여 충전하는 전기자동차는 고유한 장치 식별자가 설정하는 단계를 더 포함한다.

관리 서버에 의해, 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통해 연결된 전력량계 및 충전장치에게로 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 전송하는 단계를 더 포함한다.

관리 서버에 의해, 충전을 위해 연결된 전기자동차로부터 수신되는 장치 식별자를 데이터집중장치를 통해 충전장치로부터 수신하는 단계; 및 관리 서버에 의해, 전기자동차와 분리되면 충전장치 및 전기자동차의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 데이터집중장치를 통해 충전장치로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.

충전장치에 의해, 데이터집중장치를 통해 관리 서버로부터 수신되는 전기자동차의 충전정보 및 충전장치의 충전정보를 출력하는 단계를 더 포함한다.

관리 서버에 의해, 소유자의 주택용 전력량계에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 소유자의 전기자동차에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리하는 단계를 더 포함한다.

관리 서버에 의해, 정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 충전장치의 운전정보를 데이터집중장치를 통해 수신하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 의하면, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 원격검침, 변압기 부하감시, 전기자동차 및 전기자동차 충전장치 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리함으로써, 관리 시스템의 구축 및 운영에 따른 비용이 증가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 원격검침, 변압기 부하감시, 전기자동차 및 전기자동차 충전장치 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리함으로써, 전기 자동차 및 충전장치의 증가로 인해 발생할 수 있는 변압기의 과부하 발생을 방지할 수 있다.

부수적으로, 본 발명에서는 전체 AMI 시스템을 구성하는 모든 전력량계 및 충전장치를 국제표준 기반의 전력량계, 충전장치 및 전기자동차 주소관리 체계를 일원화함으로써 관리 및 운용인력을 절감 및 다양한 요금정책에 적용할 수 있게 되었다.

부수적으로, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 기반으로 하는 이 충전장치 통합관리용AMI 시스템을 전력회사에서 운영하고 있는 수요관리시스템과 연계하여 전력수급 상황에 따라 전력계통에 연계하여 많은 부하를 소비하고 있는 충전장치를 원격에서 일괄 온오프 제어함으로써, 별도의 통신망 구축비용과 운영비가 필요 없어 경제적이고 효율적인 에너지관리가 가능하고, 에너지 관리정책 수립시 에너지 관련 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1의 전력량계의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 5는 도 1의 충전장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 6 및 도 7은 도 1의 데이터집중장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 1의 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 도 9의 전기자동차 충전단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 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 고속 전력선통신, 및 고속 근거리무선통신(Binary CDMA 또는 WiFi) 원격검침망을 이용한 전기자동차 및 충전소 통합관리시스템에 관한 것으로, 특히, 고속 전력선통신 및 고속 근거리무선통신 기술을 이용하여 일반 수용가의 원격검침, 전기자동차, 전기자동차 충전장치 및 배전 변압기에서 사용되는 전력 부하를 원격검침국제표준 프로토콜인 IEC 62056 (DLMS/COSEM) 기반으로 효율적으로 통합 관리하는 에너지 통합관리 기능을 포함하는 원격검침시스템(AMI)에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 각 단독주택, 공동주택, 공용 주차장 및 도로변에 설치된 전기자동차 충전장치에 전력을 공급하는 전력선을 통신선로로 이용하는 전력선통신 원격검침망을 이용하여 각 단독주택, 공동주택, 공용 주차장 및 도로변에 설치된 전기자동차 충전장치에서 소비되는 전력사용량을 모니터링하고 충전장치를 원격 제어할 수 있을 뿐만 아니라, Binary CDMA (또는 WiFi)와 같은 근거리 무선통신 기술을 이용하여 전기자동차 및 충전장치의 부하관리, 안전 관련 정보를 실시간으로 상시 모니터링하는 원격검침, 전기자동차 및 충전장치 통합관리시스템에 관한 것이다.

본 발명은 국제표준 원격검침 프로토콜인 ISO/IEC 62056 (DLMS/COSEM), 국제표준 고속PLC(Power Line Communication) 프로토콜인 ISO/IEC 12139-1, 국제표준 근거리 고속무선통신기술(B-CDMA)인 ISO/IEC 24771 및 근거리무선통신기술(WiFi) IEEE 802.11 기술을 기반으로 구축하는 원격검침인프라(AMI : Advanced Metering Infrastructure)를 이용하여 원격검침, 변압기 부하감시, 전기자동차 및 전기자동차 충전장치 관련 정보(감시, 제어,계측 등)를 유기적으로 결합하여 시스템 구축의 경제성 및 운영 효율성을 향상시킬 수 있는 통합관리시스템에 관한 것이다.

현재는 상용 전기자동차 운전을 위하여 전기자동차 및 충전장치 인프라 개발이 국제적으로 확산되고 있는 추세이다. 향후 확산될 경우, 충전장치 자체의 전기안전, 무인충전장치의 방범방재 및 도전방지, 충전장치가 수용되는 변압기의 과부하를 방지, 가정용 원격검침 부하를 변압기 단위로 통합적으로 고려하여 효율적으로 관리할 수 있는 시스템이 필요하다.

전기자동차의 충전을 위한 충전소를 전력선통신 및 Binary CDMA (또는 WiFi) 원격검침망 기반으로 통합관리하여 급속충전장치들이 다수가 설치된 충전소의 변압기 과부하를 변압기부하관리시스템과 연계하여 관리하고, 또한 일반충전장치 및 무인충전장치의 경우, 충전장치 자체의 전기안전, 방범방재 정보를 센싱하여 전력선통신 및 Binary CDMA (또는 WiFi) 원격검침망을 통해 충전소 통합관리시스템으로 전송하여 무인충전소를 효율적으로 관리하기 위한 시스템에 관한 것이다.

전력선통신 및 Binary CDMA (또는 WiFi) 원격검침망 기반의 충전장치 통합관리시스템은 각 단독주택, 공동주택, 공용 주차장 및 도로변 등의 충전장치 단말부, 충전장치 전기안전, 방범방재 센서정보 수집관련정보를 센서정보 단말와 충전소의 전력사용량을 검침하는 검침단말, 충전장치 단말, 센서정보 단말, 검침정보 단말과 전력선통신(PLC)망으로 연결되어 상기의 센서 정보, 검침 정보 및 전력 기기에 관한 정보를 통합관리하는 충전소 통합관리시스템을 포함하며, 상기의 충전장치 단말부, 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보가 양방향으로 입출력되어 변압기 단위로 에너지 통합관리를 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은 전력량계(100), 충전장치(200), 데이터집중장치(300), 관리 서버(600)를 포함하여 구성된다. 이때, 먼저, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템에서는 충전장치(200) 및 전력량계(100)와 충전장치(200)를 이용하여 충전하는 전기자동차(500)에 고유한 장치 식별자가 설정한다.

원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은 국제표준 원격검침 프로토콜인 ISO/IEC 62056 (DLMS/COSEM), 국제표준 고속PLC(Power Line Communication) 프로토콜인 ISO/IEC 12139-1, 국제표준 근거리 고속무선통신기술(B-CDMA)인 ISO/IEC 24771 및 근거리무선통신기술(WiFi) IEEE 802.11 기술을 기반으로 구축하는 원격검침인프라(AMI : Advanced Metering Infrastructure)를 이용하여 송수신되는 원격검침, 변압기(400) 부하감시, 전기자동차(500) 및 전기자동차(500) 충전장치(200) 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 이용하여 충전소 또는 수용가에 설치된 충전장치(200)를 관리한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터집중장치(300)는 근거리 무선통신망을 통해 충전장치(200)에서 충전을 수행하는 전기자동차(500)와 충전관련 정보를 송수신하고, 전력선통신망 또는 근거리 무선통신망을 통해 전력량계(100) 및 충전장치(200)와 충전관련 정보를 송수신하며, 네트워크(즉, 인터넷)을 통해 관리 서버(600)와 충전관련 정보를 송수신한다. 전기자동차(500)와 충전장치(200; 또는 전력량계(100))는 무선 통신망을 통해 충전장치(200) 관련 정보를 송수신한다. 여기서, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은 IEC 62056 원격검침 프로토콜(즉, SLMS/COSEM Protocol)을 이용하여 충전장치(200) 관련 정보를 송수신한다.

원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템은 IEC 62056 원격검침 프로토콜에서 사용하는 전력량계(100) 식별자인 COSEM Local Device Name(16 bytes)을 전력량계(100), 충전장치(200), 전기자동차(500) 등의 장치 식별자로 사용하여 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 기반의 원격검침망의 데이터집중장치(300)를 통하여 변압기(400)부하감시, 전력량계(100)단말기(모뎀, 전력량계(100), ON/OFF 제어), 충전장치(200)단말기(모뎀, 전력량계(100), 충전장치(200), ON/OFF 제어) 및 전기자동차(500)의 충전부하를 감시, 제어, 계측 및 관리를 수행한다. 즉, IEC 62056 원격검침 프로토콜에서 사용하는 전기자동차용 전력량계(100)식별자인 COSEMLocal Device Name(16 bytes)를 기준으로 충전전력(충전값, 순시값, TOU, LP)을 관리하여 이 전기자동차(500)가 각 단독주택용, 아파트용, 영업용 등 충전장치(200) 설치장소에 상관없이 충전량과 충전요금이 COSEM Local Device Name(16 bytes)를 기준으로 누적하고 관리한다. 이때, IEC 62056 원격검침 프로토콜의 전력량계(100) 식별자(즉, COSEM Local Device Name)는 총 16 바이트로 구성된다. 여기서, 바이트 14 내지 바이트 16은 DLMS 표준규격에 따라 제조사 ID(즉, 도 3의 manufactureridentifier)로 설정되고, 나머지 13 바이트는 전력회사와 제작사의 협의에 따라 전력량계(100), 전기자동차(500), 충전장치(200)의 장치 식별자로 사용된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이트 1 내지 바이트 8에는 전력량계(100), 전기자동차(500), 충전장치(200)의 시리얼 번호를 설정한다. 이때, 시리얼 번호는 각 장치별로 고유한 값을 갖도록 설정된다. 바이트 9에는 전력량계(100), 전기자동차(500), 충전장치(200)의 타입(즉, AC 100V:1, AC 200V:2, AC380V:3, DC:4 등)을 설정하고, 바이트 10 및 바이트 11에는 전력량계(100), 전기자동차(500), 충전장치(200)의 생산연도를 설정하고, 바이트 12 및 13은 전력회사와 제작사의 협의에 의해 설정된 예약어를 설정한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템의 구성요소를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 도 1의 전력량계의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 1의 충전장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6 및 도 7은 도 1의 데이터집중장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 1의 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

전력량계(100)는 수용가에 설치되어 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 데이터집중장치(300)와 연결된다. 전력량계(100)는 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 데이터집중장치(300)에게로 전송하고, 데이터집중장치(300)로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동한다.

전력량계(100)는 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 관리 서버(600)로부터 수신하여 저장한다. 즉, 전력량계(100)는 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 ON/OFF 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보를 원격에서 업데이트한다.

이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 전력량계(100)는 수용가에서 소비되는 일반 전력의 사용량을 측정하는 일반 전력 사용량 측정부(120), 수용가에 설치된 충전장치(200)에서 전기자동차(500)의 충전에 따라 소비되는 전력인 충전 전력의 사용량을 측정하는 충전 전력 사용량 측정부(140), 장치 식별자, 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보 등을 포함하는 충전관련 정보를 저장하는 장치 정보 저장부(160), 및 충전장치(200)와 데이터집중장치(300) 및 관리 서버(600)와 데이터를 송수신하는 통신부(180)를 포함하여 구성된다. 이때, 충전력량계(100)는 충전장치(200)의 온오프 구동을 위한 부하 스위치(미도시)를 포함한다.

충전장치(200)는 수용가, 충전소 등에 설치되어 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 데이터집중장치(300) 및 전력량계(100)와 연결되어 충전관련 정보를 송수신한다. 즉, 충전장치(200)는 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보를 데이터집중장치(300)에게로 전송하고, 데이터집중장치(300)로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 충전장치(200)를 포함한다. 충전장치(200)는 충전에 따른 충전 부하 정보를 전력량계(100)로 전송할 수도 있다.

충전장치(200)는 트립 이벤트(Trap Event)를 발생하여 운전정보(즉, 정전, 고장, 충전 중, Sleep mode 등)를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송한다.

충전장치(200)는 전기자동차(500)와 연결되면 충전 개시를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송하여 충전 개시를 통보하고, 전기자동차(500)와 분리되면 충전 완료를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송하여 충전 개시를 통보한다. 이를 위해, 충전장치(200)는 충전을 위해 전기자동차(500)와 연결되거나 분리되면 전력선통신 및 근거리무선통신방식에 의해 DLMS/COSEM에서 규정하고 있는 통신방식(즉, 전기자동차(500)의 요청에 의한 충전장치(200)의 응답)에 따라, 장치 식별자(즉, COSEM Local Device Name(16 bytes))을 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송하여 충전 개시 및 충전 완료를 통보한다. 충전장치(200)는 충전에 대한 정보(충전장치(200) ID, 전기자동차(500) ID, 충전량, 충전시간, 요금정보 등)에 대한 정보를 관리 서버(600)로 전송할 수도 있다. 즉, 충전장치(200)는 충전 완료시마다 전기자동차(500) ID, 충전장치(200) ID, 충전량, 충전시간, 요금정보 등을 관리 서버(600)로 전송한다.

충전장치(200)는 입력 전력 및 출력 전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 오프 구동한다. 즉, 충전장치(200)는 입력 전력인 순방향전력(Import) 및 출력 전력인 역방향전력(Export)을 계측하고 순방향 전력값 또는 역방향 전력값이 설정치를 초과할 때 자동으로 부하 스위치를 오프시켜 오프 구동을 수행한다. 이때, 충전장치(200)는 순방향 전력값 및 역방향 전력값이 설정치 이하를 유지하는 경우 부하 스위치를 온시켜 온 구동 상태로 구동한다.

충전장치(200)는 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 관리 서버(600)로부터 수신하여 저장한다. 즉, 충전장치(200)는 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 ON/OFF 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보를 원격에서 업데이트한다.

충전장치(200)는 충전을 위해 연결된 전기자동차(500)로부터 수신되는 장치 식별자를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송한다. 즉, 충전장치(200)는 장치 식별자를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송하여 전기자동차(500)의 충전 개시를 통보한다.

충전장치(200)는 전기자동차(500)와 분리되면 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송한다. 즉, 충전장치(200)는 충전정보를 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로 전송하여 전기자동차(500)의 충전 종료를 통보한다.

충전장치(200)는 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로부터 전기자동차(500)의 충전정보 및 충전장치(200)의 충전정보를 수신하여 출력한다. 충전장치(200)는 데이터집중장치(300) 또는 관리 서버(600)로부터 과부하 발생 알람신호를 수신하면 음성 또는 화면 출력을 통해 과부하 발생으로 인한 충전 불가를 전기자동차(500)의 운전자에게 통보한다.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 충전장치(200)는 전기자동차(500)의 충전에 따라 소비되는 전력인 충전 전력의 사용량을 측정하는 충전 전력 사용량 측정부(220), 장치 식별자, 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보 등을 포함하는 충전 관련 정보를 저장하는 장치 정보 저장부(240), 전기자동차(500) 및 충전장치(200)의 충전정보와 과부하 발생으로 인한 충전 불가를 디스플레이장치 및 스피커를 통해 출력하는 출력부(260), 전력략예와 데이터집중장치(300) 및 관리 서버(600)와 데이터를 송수신하는 통신부(280)를 포함하여 구성된다. 이때, 충전장치(200)는 충전장치(200)의 온오프 구동을 위한 부하 스위치(미도시)를 포함한다.

데이터집중장치(300)는 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device을 근거로 복수의 전력량계(100) 및 복수의 충전장치(200)를 제어한다. 즉, 데이터집중장치(300)는 설정되어 있는(변압기(400) 정격에 따라 설정값 수정 가능) 변압기(400) 정격부하값과, 현재 변압기(400) 순시전력 부하값(Instantaneous)을 비교하여 전력량계(100) 및 충전장치(200)의 부하 스위치를 원격에서 온오프 제어하여 변압기(400) 과부하 발생을 방지한다.

데이터집중장치(300)는 장치 식별자를 근거로 전력량계(100)와 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 충전 부하인 부하 측정값을 측정한다. 즉, 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)와 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 충전부하에 따른 변압기(400)의 순시전력 부하값, 변압기(400)의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 변압기(400)의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량, 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다. 여기서, 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 순시전력 부하값, 전력량계(100)의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 전력량계(100)의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 부하 기준값 및 부하 측정값을 근거로 전력량계(100) 및 충전장치(200)와 연결되는 변압기(400)의 부하 상태를 판단한다. 데이터집중장치(300)는 부하 측정값이 부하 설정값을 초과하면 변압기(400)의 과부하로 판단한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 정격 부하 또는 전력량계(100)의 정격 부하을 부하 기준값으로 설정한다. 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 부하 발생을 방지하기 위해 정격 부하의 대략 85% 정도를 부하 기준값으로 설정할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 정격부하(즉, 계약전력)를 부하 기준값으로 설정할 수도 있다. 즉, 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 정격부하(계약전력)값과, 현재 전력량계(100) 순시전력 부하값(Instantaneous)을 비교하여 전력량계(100) 및 충전장치(200)에 부착된 부하제어 스위치를 자동으로 온오프 제어하여 전력량계(100) 과부하(계약전력 초과, Critical Peak Pricing)를 방지할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 부하 기준값 및 부하 측정값을 근거로 판단한 변압기(400)의 부하 상태에 따라 충전장치(200) 및 전력량계(100)를 온오프 제어한다. 즉, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 과부하로 판단하면 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 오프 구동 제어한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 오프 구동 제어시 수용가의 일반전력에 대한 전력량계(100)의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지한다. 즉, 데이터집중장치(300)는 우선순위에 따라 수용가의 일반전력 부하에 대해서는 상시전원을 공급하고, 전기자동차(500) 충전장치(200)에 대해서는 선택적으로 부하 스위치를 온오프 구동 제어하여 전원을 공급 또는 차단한다.

데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 과부하 발생시 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버(600) 및 충전장치(200)의 출력장치를 통해 변압기(400)의 과부하 발생을 통보한다. 즉, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 과부하 발생으로 판단하면 알람신호를 관리 서버(600) 및 충전장치(200)로 전송하여 변압기(400)의 과부하 발생을 통보한다.

이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터집중장치(300)는 장치 식별자를 근거로 전력량계(100)와 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하는 측정부(310), 전력량계(100), 충전장치(200), 관리 서버(600), 전기자동차(500)와 충전관련 정보를 송수신하는 통신부(320), 부하 기준값 및 부하 측정값을 근거로 전력량계(100) 및 충전장치(200)와 연결되는 변압기(400)의 부하 상태를 판단하는 판단부(340), 변압기(400)의 부하 상태에 따라 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 온오프 구동 제어하는 제어부(360), 변압기(400)의 부하 상태를 판단하는데 기준이 되는 부하 기준값과 장치 식별자를 근거로 전력량계(100) 및 충전장치(200)의 충전관련 정보를 저장하는 저장부(380)를 포함하여 구성된다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 데이터집중장치(300)는 네트워크(즉, 인터넷)를 통해 요금관리서버(820), NMS서버(840), CRM서버(860) 등과 연결되어 충전관련 업무를 수행할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 충전장치(200)의 운전정보를 근거로 전기자동차(500)를 충전장치(200)에 연결시 자동으로 AC 전원(110/220/380V 등)을 통해 충전장치(200)를 온 구동 제어하고, 전기자동차(500)의 충전완료 또는 전기자동차(500)를 충전장치(200)에서 분리 후 일정시간 경과 후 충전장치(200)를 오프 구동 제어하여 충전장치(200)의 소비전력을 최소로 유지하도록 할 수도 있다.

관리 서버(600)는 변압기(400) 단위로 데이터집중장치(300)에 연결된 충전장치(200)를 관리한다. 관리 서버(600)는 정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 충전장치(200)의 운전정보를 데이터집중장치(300)를 통해 수신한다. 관리 서버(600)는 장치 식별자를 근거로 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보를 관리한다. 관리 서버(600)는 데이터집중장치(300)를 통해 충전장치(200)로 충전장치(200)의 운전정보(정전, 고장, 충전 중, Sleep mode 등)를 요청하여 수신하고, 이를 관리한다. 관리 서버(600)는 충전장치(200)로부터 수신되는 충전관련 정보를 COSEM Local Device Name(16 bytes)에 따라 분류하여 저장한다.

관리 서버(600)는 충전장치(200)의 운전정보를 근거로 전기자동차(500)를 충전장치(200)에 연결시 자동으로 AC 전원(110/220/380V 등)을 통해 충전장치(200)를 온 구동 제어하고, 전기자동차(500)의 충전완료 또는 전기자동차(500)를 충전장치(200)에서 분리 후 일정시간 경과 후 충전장치(200)를 오프 구동 제어하여 충전장치(200)의 소비전력을 최소로 유지하도록 한다.

관리 서버(600)는 충전 부하 정보에 근거하여 전기자동차(500)의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리한다. 이때, 관리 서버(600)는 수용가의 전력량계(100)에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 소유자의 전기자동차(500)에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리한다. 관리 서버(600)는 전기자동차(500)를 소유한 자의 수용가의 전력량계(100) 식별자와 이 전기자동차(500)의 식별자를 이용하여 전기사용량 및 전력요금을 통합관리한다.

관리 서버(600)는 데이터집중장치(300)로부터 변압기(400)의 과부하 발생이 통보되면 해당 변압기(400)에 연결된 충전장치(200)의 출력부(260) 또는 관련자 SMS 전송을 통해 과부하 발생으로 인한 충전 불가를 통보할 수도 있다.

관리 서버(600)는 데이터집중장치(300)를 통해 충전장치(200)에 장치 식별자(즉, COSEM Logical Device Name)을 기준으로 충전장치(200)의 충전값 및 전기자동차(500)의 충전값 두 개를 부가정보로 비교하여 표시하도록 충전장치(200)를 제어하여 충전데이터에 대한 오차 및 신뢰성을 검증을 수행할 수도 있다.

이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 관리 서버(600)는 장치 식별자를 근거로 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보에 근거하여 전기자동차(500)의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 충전장치 관리부(620), 수용가의 전력 사용량을 근거로 수용가의 전력 사용량 및 전력 사용 요금을 누적하여 관리하는 원격검침 관리부(640)를 포함하여 구성된다. 여기서, 관리 서버(600)는 충전장치 관리부(620) 및 원격검침 관리부(640)를 포함하는 하나의 서버로 구성되는 것으로 설명하였으나, 충전장치 관리부(620) 및 원격검침 관리부(640)는 별도의 서버로 분리되어 구성될 수도 있다.

관리 서버(600)는 원격검침 및 충전장치(200) 통합관리시스템을 전력회사의 수요관리시스템 연계하여 전력계통 상황에 따라 데이터집중장치(300)에 수용된 고속전력선통신 및 근거리무선통신망을 통해 이에 수용된 충전장치(200)를 온오프 구동 제어할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 도 9의 전기자동차 충전단계를 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 관리 서버(600)는 충전장치(200) 및 전력량계(100)와 충전장치(200)를 이용하여 충전하는 전기자동차(500)는 고유한 장치 식별자가 설정한다.

다음으로, 데이터집중장치(300)는 충전장치(200)를 제어하여 전기자동차(500) 충전 단계를 수행한다(S100). 이를 위해, 데이터집중장치(300)는 충전장치(200)의 상태를 감시한다(S110). 즉, 데이터집중장치(300)는 정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 충전장치(200)의 운전정보를 충전장치(200)로부터 수신한다. 데이터집중장치(300)는 수신한 운전정보를 장치 식별자와 함께 관리 서버(600)로 전송한다. 여기서, 데이터집중장치(300)는 충전장치(200)로부터 장치 식별자를 수신하면 해당 충전장치(200)를 충전 개시(즉, 충전 중 상태)로 판단할 수도 있다.

전기자동차(500)의 충전이 개시되면(S120; YES), 충전장치(200)는 전기자동차(500)로 전력을 공급하여 충전을 수행한다(S130).

전기자동차(500)의 충전이 완료되거나 충전 케이블이 분리되면(S140; YES), 충전장치(200)는 충전 관련 정보를 전송한다(S150). 즉, 충전장치(200)는 충전이 완료되거나 충전 케이블이 분리되면 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 데이터집중장치(300)로 전송한다. 데이터집중장치(300)는 충전장치(200)로부터 수신한 충전정보를 관리 서버(600)로 전송한다. 이때, 충전장치(200)는 데이터집중장치(300)를 통해 관리 서버(600)로부터 수신되는 전기자동차(500)의 충전정보 및 충전장치(200)의 충전정보를 출력할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 전력량계(100)로부터 충전 부하 정보 및 일반 전력 사용량을 수신한다(S210). 즉, 데이터집중장치(300)는 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 전력량계(100)로부터 수신한다.

데이터집중장치(300)는 충전장치(200)로부터 충전 부하 정보를 수신한다(S230). 데이터집중장치(300)는 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차(500)의 충전에 따른 충전 부하 정보를 충전장치(200)로부터 수신한다.

데이터집중장치(300)는 장치 식별자가 할당된 전력량계(100), 충전장치(200), 전기자동차(500)의 충전에 따른 부하값인 부하 측정값을 측정한다(S250). 즉, 데이터집중장치(300)는 수신한 충전 부하 정보 및 전력 사용량에 근거하여 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device별로 구분되는 전력량계(100)와 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 충전 부하인 부하 측정값을 측정한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 수신한 전력량계(100)와 충전장치(200) 및 전기자동차(500)의 충전 부하 정보에 따른 변압기(400)의 순시전력 부하값, 변압기(400)의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 변압기(400)의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정한다. 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 순시전력 부하값, 전력량계(100)의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량, 전력량계(100)의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량 중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정할 수도 있다.

데이터집중장치(300)는 부하 기준값과 부하 측정값을 근거로 변압기(400)의 부하 상태를 판단한다(S270). 즉, 데이터집중장치(300)는 기설정되는 부하 기준값 및 측정하는 단계에서 측정된 부하 측정값을 근거로 전력량계(100) 및 충전장치(200)와 연결되는 변압기(400)의 부하 상태를 판단한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 정격 부하로 설정된 부하 기준값을 부하 측정값을 이용하여 변압기(400)의 부하 상태를 판단한다. 데이터집중장치(300)는 부하 측정값이 부하 설정값을 초과하면 변압기(400)의 과부하로 판단한다.

부하 측정값이 부하 기준값을 초과하여 변압기(400)의 과부하 발생으로 판단하면(S270; YES), 데이터집중장치(300)는 해당 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 오프 구동 제어한다(S292). 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 과부하 발생시 해당 변압기(400)에 연결된 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 오프 구동 제어하여 변압기(400)의 부하를 최소화한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 전력량계(100)의 오프 구동 제어시 수용가의 일반전력에 대한 전력량계(100)의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지한다. 이때, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 과부하로 판단하면 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버(600) 및 충전장치(200)의 출력장치를 통해 변압기(400)의 과부하 발생을 통보할 수도 있다.

부하 측정값이 부하 기준값 이하를 유지하여 변압기(400)의 부하가 정상인 것으로 판단하면(S270; NO), 데이터집중장치(300)는 해당 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 온 구동 제어한다(S294).

여기서, 충전장치(200)는 입력전력 및 출력전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 데이터집중장치(300)의 제어와는 별도로 부하 스위치를 오프시켜 오프 구동을 수행한다.

관리 서버(600)는 소유자의 주택용 전력량계(100)에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 소유자의 전기자동차(500)에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리하는 단계를 수행할 수도 있다.

관리 서버(600)는 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통해 연결된 전력량계(100) 및 충전장치(200)에게로 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치(200) 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 전송하는 단계를 수행할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 정격부하를 부하 기준값으로 설정하고(S310), 변압기(400)의 부하 측정값을 측정하고(S320), 충전장치(200)의 온오프 상태를 감지한다(S330).

데이터집중장치(300)는 부하 측정값 및 부하 기준값을 비교하여 변압기(400)의 부하 상태를 판단한다(S340). 이때, 데이터집중장치(300)는 변압기(400)의 정격 부하의 대략 85% 정도를 부하 기준값으로 설정한다.

부하 측정값이 부하 기준값 미만으로 변압기(400)가 정상 상태이고(S340; YES), 충전장치(200)가 오프 구동 상태이면(S350; YES), 데이터집중장치(300)는 해당 변압기(400)에 연결된 충전장치(200)를 온 구동 제어한다(S360).

부하 측정값이 부하 기준값을 초과하여 변압기(400)의 과부하 발생으로 판단하고(S340; NO), 충전장치(200)가 온 구동 상태이면(S370; YES), 데이터집중장치(300)는 해당 압기에 연결된 충전장치(200)를 오프 구동 제어한다(S380).

상술한 바와 같이, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 원격검침, 변압기(400) 부하감시, 전기자동차(500) 및 충전장치(200) 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리함으로써, 관리 시스템의 구축 및 운영에 따른 비용이 증가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 원격검침, 변압기(400) 부하감시, 전기자동차(500) 및 전기자동차(500) 충전장치(200) 관련 정보(감시, 제어, 계측 등)를 유기적으로 결합하여 관리함으로써, 전기자동차(500) 및 충전장치(200)의 증가로 인해 발생할 수 있는 변압기(400)의 과부하 발생을 방지할 수 있다.

부수적으로, 본 발명에서는 전체 AMI 시스템을 구성하는 모든 전력량계(100) 및 충전장치(200)를 국제표준 기반의 전력량계(100), 충전장치(200) 및 전기자동차(500) 주소관리 체계를 일원화함으로써 관리 및 운용인력을 절감 및 다양한 요금정책에 적용할 수 있게 되었다.

부수적으로, 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템 및 방법은 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 기반으로 하는 이 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템을 전력회사에서 운영하고 있는 수요관리시스템과 연계하여 전력수급 상황에 따라 전력계통에 연계하여 많은 부하를 소비하고 있는 충전장치(200)를 원격에서 일괄 온오프 제어함으로써, 별도의 통신망 구축비용과 운영비가 필요 없어 경제적이고 효율적인 에너지관리가 가능하고, 에너지 관리정책 수립시 에너지 관련 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100: 전력량계 120: 일반 전력 사용량 측정부
140: 충전 전력 사용량 측정부 160: 장치 정보 저장부
180: 통신부 200: 충전장치
220: 충전 전력 사용량 측정부 240: 장치 정보 저장부
260: 출력부 280: 통신부
300: 데이터집중장치 310: 측정부
320: 통신부 340: 판단부
360: 제어부 380: 저장부
400: 변압기 500: 전기자동차
600: 관리 서버 820: 요금관리서버
840: NMS서버 860: CRM서버

Claims

고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망 기반 원격검침시스템의 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템에 있어서,
상기 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device Name을 근거로 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하고, 기설정되는 부하 기준값 및 상기 부하 측정값을 근거로 상기 전력량계 및 충전장치와 연결되는 변압기의 부하 상태를 판단하고, 상기 부하 상태에 따라 상기 전력량계와 충전장치를 온오프 제어하는 데이터집중장치;
수용가에 설치되어 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 상기 수용가의 전력 사용량을 상기 데이터집중장치에게로 전송하고, 상기 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 전력량계;
전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 상기 데이터집중장치에게로 전송하고, 상기 데이터집중장치로부터의 제어신호에 따라 온오프 구동하는 충전장치; 및
상기 전기자동차에 설정된 장치 식별자인 COSEM Local Device Name을 기준으로 상기 전기자동차의 충전값, 순시값, TOU, LP를 포함하는 충전전력을 관리하고, 상기 충전 부하 정보에 근거하여 상기 충전장치의 설치장소에 관계없이 상기 장치 식별자인 COSEM Local Device Name을 기준으로 상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 부하 측정값이 상기 부하 설정값을 초과하면 변압기의 과부하로 판단하고, 상기 변압기의 과부하로 판단하면 상기 전력량계 및 충전장치를 오프 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 변압기의 정격 부하 또는 상기 전력량계의 정격 부하를 부하 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전부하에 따른 상기 변압기의 순시전력 부하값,
상기 변압기의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량,
상기 변압기의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량,
중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 전력량계의 순시전력 부하값,
상기 전력량계의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량,
상기 전력량계의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량
중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 전력량계의 오프 구동 제어시 상기 수용가의 일반전력에 대한 상기 전력량계의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터집중장치는,
상기 전력량계의 과부하 발생시 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버 및 상기 충전장치의 출력장치를 통해 상기 변압기의 과부하 발생을 통보하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충전장치는,
입력 전력 및 출력 전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 오프 구동하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충전장치 및 계량기와 상기 충전장치를 이용하여 충전하는 전기자동차는 고유한 장치 식별자가 설정되는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 전력량계 및 충전장치는,
상기 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통하여 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 관리 서버로부터 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충전장치는,
충전을 위해 연결된 전기자동차로부터 수신되는 장치 식별자를 상기 데이터집중장치를 통해 관리 서버로 전송하고,
상기 전기자동차와 분리되면 상기 충전장치 및 상기 전기자동차의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 상기 데이터집중장치를 통해 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충전장치는,
상기 데이터집중장치를 통해 관리 서버로부터 상기 전기자동차의 충전정보 및 상기 충전장치의 충전정보를 수신하여 출력하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 관리 서버는,
변압기 단위로 상기 데이터집중장치에 연결된 충전장치를 관리하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 관리 서버는
상기 장치 식별자를 근거로 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보에 근거하여 상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 충전장치 관리부; 및
상기 수용가의 전력 사용량을 근거로 상기 수용가의 전력 사용량 및 전력 사용 요금을 누적하여 관리하는 원격검침 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 관리 서버는,
소유자의 주택용 전력량계에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 상기 소유자의 전기자동차에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 상기 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 관리 서버는,
정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 상기 충전장치의 운전정보를 상기 데이터집중장치를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 시스템.
고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망 기반 원격검침시스템의 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법에 있어서,
데이터집중장치에 의해, 상기 고속 전력선 통신망 또는 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보 및 수용가의 전력 사용량을 전력량계로부터 수신하는 단계;
상기 데이터집중장치에 의해, 상기 고속 전력선 통신망 또는 상기 근거리 무선 통신망을 통해 전기자동차의 충전에 따른 충전 부하 정보를 충전장치로부터 수신하는 단계;
상기 데이터집중장치에 의해, 상기 수신하는 단계에서 수신한 충전 부하 정보 및 전력 사용량에 근거하여 상기 원격검침망의 원격검침 프로토콜인 IEC 62056(DLMS/COSEM)의 장치 식별자인 COSEM Local Device별로 구분되는 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하인 부하 측정값을 측정하는 단계;
상기 데이터집중장치에 의해, 기설정되는 부하 기준값 및 상기 측정하는 단계에서 측정된 부하 측정값을 근거로 상기 전력량계 및 충전장치와 연결되는 변압기의 부하 상태를 판단하는 단계;
상기 데이터집중장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 판단한 상기 부하 상태에 따라 상기 전력량계와 충전장치를 온오프 제어하는 단계; 및
관리 서버에 의해, 상기 전기자동차에 설정된 장치 식별자인 COSEM Local Device Name을 기준으로 상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 단계를 포함하되,
상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 단계에서는, 상기 관리 서버에 의해, 상기 전기자동차의 충전값, 순시값, TOU, LP를 포함하는 충전전력을 관리하고, 상기 충전장치의 설치장소에 관계없이 상기 장치 식별자인 COSEM Local Device Name을 기준으로 상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 판단하는 단계에서는, 상기 부하 측정값이 상기 부하 설정값을 초과하면 변압기의 과부하로 판단하고,
상기 온오프 제어하는 단계에서는 상기 판단하는 단계에서 변압기의 과부하로 판단하면 상기 전력량계 및 충전장치가 정지하도록 오프 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 판단하는 단계에서는, 상기 변압기의 정격 부하로 설정된 부하 기준값 및 상기 부하 측정값을 이용하여 상기 변압기의 부하 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 측정하는 단계에서는,
상기 수신하는 단계에서 수신한 상기 전력량계와 충전장치 및 전기자동차의 충전 부하 정보에 따른 상기 변압기의 순시전력 부하값,
상기 변압기의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량,
상기 변압기의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량
중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 측정하는 단계에서는,
상기 전력량계의 순시전력 부하값,
상기 전력량계의 계절별 부하 사용량, 월별 부하 사용량, 일별 부하 사용량, 시간대별 부하 사용량 중에 적어도 하나를 포함하는 부하감시 데이터를 근거로 예측한 부하 사용량,
상기 전력량계의 부하 사용량에 따른 부하 패턴을 근거로 예측한 부하 사용량
중에 어느 하나를 부하 측정값으로 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 온오프 제어하는 단계에서는,
상기 전력량계의 오프 구동 제어시 상기 수용가의 일반전력에 대한 상기 전력량계의 전원 출력은 온 구동 제어하여 상시 전원 공급 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 데이터집중장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 상기 변압기의 과부하로 판단하면 고속 전력선 통신망 및 근거리 무선 통신망을 통해 연결된 관리 서버 및 상기 충전장치의 출력장치를 통해 상기 변압기의 과부하 발생을 통보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 충전장치에 의해, 입력전력 및 출력전력 중에 적어도 하나가 설정치를 초과하면 오프 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 단계는,
상기 관리 서버에 의해, 상기 충전장치 및 계량기와 상기 충전장치를 이용하여 충전하는 전기자동차는 고유한 장치 식별자가 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 단계는,
상기 관리 서버에 의해, 상기 고속 전력선통신 및 근거리무선통신 원격검침망을 통해 연결된 전력량계 및 충전장치에게로 계약전력, 원격 온오프 제어, 실시간 요금 기준정보, 충전장치 운영관련 정보 중에 적어도 하나를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 전기자동차의 충전량 및 충전요금을 누적하여 관리하는 단계는,
상기 관리 서버에 의해, 충전을 위해 연결된 전기자동차로부터 수신되는 장치 식별자를 상기 데이터집중장치를 통해 상기 충전장치로부터 수신하는 단계; 및
상기 관리 서버에 의해, 상기 전기자동차와 분리되면 상기 충전장치 및 상기 전기자동차의 장치 식별자, 충전량, 충전시간, 충전요금 중에 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 상기 데이터집중장치를 통해 상기 충전장치로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
충전장치에 의해, 상기 데이터집중장치를 통해 관리 서버로부터 수신되는 전기자동차의 충전정보 및 상기 충전장치의 충전정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 관리 서버에 의해, 소유자의 주택용 전력량계에 부여된 장치 식별자의 전기 사용량 및 전력요금과, 상기 소유자의 전기자동차에 부여된 장치 식별자의 충전량 및 충전요금을 이용하여 상기 소유자의 전기사용량 및 전력요금을 누적 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 관리 서버에 의해, 정전, 고장, 충전 중, 대기 모드 중에 적어도 하나를 포함하는 상기 충전장치의 운전정보를 상기 데이터집중장치를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침망을 이용한 전기자동차용 충전장치 관리 방법.