KR101263341B1 - System and method of managing load in building using smart power devices - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건물용 부하 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 전력장치를 이용하여 건물의 부하를 효율적으로 관리할 수 있는 건물용 부하 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a building load management system and method, and more particularly to a building load management system and method that can efficiently manage the load of a building by using an intelligent power device.
건물 내의 전력을 관리하는데 있어서 절전을 위한 다양한 부하 관리 시스템에 제안되고 있다. 건물용 부하 관리 시스템은 기본적으로 건물에서 소비되는 전기에너지를 효율적으로 관리하여 에너지 절약 효과를 높이기 위한 것이다. 종래의 건물용 부하 관리 시스템의 일례가 대한민국 공개특허공보 제2010-0094833호에 개시되어 있다.Various load management systems have been proposed for power saving in managing power in buildings. The building load management system is basically to efficiently manage the electric energy consumed in the building to increase the energy saving effect. An example of a conventional building load management system is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0094833.
상기한 공보에 개시된 전력 제어 장치는, 부하단의 상태를 감시하는 부하 상태 감지 모듈, 및 감시된 부하단 상태에 관한 제1 정보를 포함하는 제1 메시지를 생성하여 관리자 측에 전송하고 관리자 측으로부터 제1 메시지에 대응하는 제2 메시지를 수신하는 통신 및 제어 모듈을 포함하며, 제2 메시지는 부하단을 제어하기 위한 제2 정보를 포함하고, 통신 및 제어 모듈은 제2 정보를 기초로 부하단을 제어하도록 구성된다. 전술한 종래 기술에서는 건물 내의 공조, 전력, 조명용 시스템 등에 대한 각각의 부하 상태를 각 부하단별로 관리하고 제어함으로써 건물에서 소비되는 전기에너지를 보다 효율적으로 절약할 수 있도록 한다.The power control device disclosed in the above publication generates a first message including a load state sensing module that monitors a state of a load end, and first information about the monitored load end state, and transmits the first message to the manager side, and from the manager side. A communication and control module for receiving a second message corresponding to the first message, the second message including second information for controlling the load end, and the communication and control module based on the second information. It is configured to control. In the above-described prior art, by managing and controlling each load state for air conditioning, electric power, lighting systems, etc. in each building, it is possible to more efficiently save electric energy consumed in the building.
그러나, 전술한 종래 기술은 각 부하단의 상태를 감시하고 단순히 각 부하단에 흐르는 전류의 값이 기설정된 값보다 높거나 낮은 경우에 제1 메시지를 생성하고 생성된 제1 메시지에 기초하여 각 부하단을 차단하는 것을 개시할 뿐 실질적으로 어떠한 구체적인 방법으로 건물 내에서 소비되는 전기에너지를 보다 효율적으로 절약할 수 있는가에 대한 방안을 제공하고 있지 못하다.However, the above-described prior art monitors the state of each load stage and simply generates a first message when the value of the current flowing through each load stage is higher or lower than a predetermined value, and based on the generated first message, It only discloses blocking the bottom, but does not provide a practical way to save more effectively the electrical energy consumed in the building.
본 발명은 건물 내에서 소비되는 전기에너지를 보다 효율적으로 절약할 수 있는 방안을 제공하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 지능형 전력장치를 이용하여 건물 내 부하를 효율적으로 관리할 수 있는 건물용 부하 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention was derived to provide a method for more efficiently saving the electrical energy consumed in a building, the object of the present invention is for buildings that can efficiently manage the load in the building by using an intelligent power device It is to provide a load management system and method.
또한, 본 발명의 목적은 분전반에서의 전체 소비전력과 각 분기별 또는 각 콘센트 장치별 소비전력에 기초하여 미리 설정된 차단 우선순위에 따라 각 콘센트 장치를 차단함으로써 불요불급하지 않은 전력을 차단하고, 그에 의해 건물 내 전기에너지의 효율을 향상시킬 수 있는 건물용 부하 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to cut off the unnecessary power by blocking each outlet device according to a preset blocking priority based on the total power consumption in the distribution panel and the power consumption for each quarter or each outlet device, By providing a building load management system and method that can improve the efficiency of the electrical energy in the building.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 건물용 부하 관리 시스템은, 소켓부를 통해 부하에서 소비되는 전력을 측정하고, 순시전력 및 소비전력에 대한 정보와 상태 정보를 무선 통신을 통해 출력하는 콘센트 장치; 콘센트 장치로부터 수신한 정보를 저장부에 저장하며, 콘센트 장치로의 분기 및 전체 소비전력량을 산출하는 분전반; 및 콘센트 장치와 분전반의 소비전력 및 상태 정보를 모니터링하고, 소비 전력 현황을 파악하여 콘센트 장치 또는 분전반의 온오프를 제어하며, 콘센트 장치 및 분전반의 소비전력에 대한 전력 추이를 표시장치를 통해 출력하는 전력 제어부를 구비한다. 여기서, 분전반은 전력 제어부의 제어 신호에 응하여 콘센트 장치의 온오프를 제어하며, 분전반의 전체 소비전력이 기준치 이상일 때, 전력 제어부는 미리 설정된 콘센트 장치의 차단 우선순위에 따라 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단한다.In order to solve the above technical problem, the building load management system according to an aspect of the present invention measures power consumed by a load through a socket, and outputs information and state information on instantaneous power and power consumption through wireless communication. Outlet device; A distribution panel that stores information received from the outlet device in a storage unit and calculates branching and total power consumption to the outlet device; And monitoring power consumption and status information of the outlet device and the distribution panel, controlling the on / off of the outlet device or the distribution panel by identifying the current state of power consumption, and outputting the power trend of the outlet device and the distribution panel through the display device. And a power control unit. Here, the distribution panel controls the on / off of the outlet device in response to a control signal of the power control unit, and when the total power consumption of the distribution panel is greater than or equal to the reference value, the power control unit cuts off at least one outlet device according to the blocking priority of the preset outlet device. do.
일 실시예에서, 콘센트 장치는, 분전반으로부터의 전원선에 연결되고 도전성 재료로 이루어진 플러그삽입용 홀을 구비하는 소켓부; 전원선에 연결되어 전원선에 흐르는 전압과 전류를 측정하는 소비전력 측정부; 전원선에 결합하며 제어 신호에 따라 소켓부로 공급되는 전력을 차단하는 전력차단부; 및 소비전력 측정부로부터 소비전력 정보를 받고 전력차단부에 제어 신호를 전달하며 분전반과 무선 통신하는 통신부를 구비한다.In one embodiment, the outlet apparatus comprises: a socket portion connected to a power line from a distribution panel and having a plug insertion hole made of a conductive material; A power consumption measurement unit connected to a power line to measure a voltage and a current flowing through the power line; A power cut-off unit coupled to a power line and cutting off power supplied to the socket unit according to a control signal; And a communication unit receiving power consumption information from the power consumption measuring unit, transmitting a control signal to the power cutoff unit, and wirelessly communicating with the distribution panel.
일 실시예에서, 분전반은, 콘센트 장치 및 전력 제어부와 무선 통신하는 통신부; 콘센트 장치로부터 수신한 콘센트 장치 상태 정보 및 기지정된 콘센트 장치 설정 전류 값을 저장하는 저장부; 콘센트 장치로부터의 소비전력 및 순시전력에 대한 정보를 표시장치를 통해 출력하는 콘센트 장치 상태 모니터링부; 각 콘센트 장치의 소비전력과 분전반의 소비전력을 산출하는 전력량 산출부; 전력 제어부로부터의 제어 신호에 응하여 콘센트 장치를 차단 또는 차단해제하는 콘센트 장치 ON/OFF 제어부; 및 각 콘센트 장치의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치의 차단을 위한 신호를 콘센트 장치 온오프(ON/OFF) 제어부로 출력하는 보조 릴레이를 구비한다.In one embodiment, the distribution panel includes a communication unit for wireless communication with the outlet device and the power control unit; A storage unit for storing the outlet device state information received from the outlet device and a predetermined outlet device setting current value; An outlet device state monitoring unit for outputting information on power consumption and instantaneous power from the outlet device through a display device; A power amount calculating unit for calculating power consumption of each outlet device and power consumption of the distribution panel; An outlet device ON / OFF control unit for blocking or unblocking the outlet device in response to a control signal from the power control unit; And an auxiliary relay configured to detect an overcurrent and a short circuit of each outlet device, and output a signal for blocking the outlet device to an outlet device ON / OFF control unit when an overcurrent or a short circuit is detected.
상기한 콘센트 장치의 차단 우선순위는 각 콘센트 장치의 설정 전류량에 대한 초과 전류량의 비율이 큰 순서에 대응한다.The interruption priority of the outlet apparatus corresponds to the order in which the ratio of the excess current amount to the set current amount of each outlet device is large.
본 발명의 일 측면에 따른 건물용 부하 관리 방법은, 콘센트 장치, 분전반 및 전력 제어부를 구비한 건물용 부하 관리 시스템에서 건물의 부하를 관리하는 방법으로서, 각 콘센트 장치로부터 소비전력 정보를 수신하는 제1 단계; 각 콘센트 장치의 소비전력 정보를 저장하는 제2 단계; 분전반에서의 분기 및 전체 소비전력량을 산출하는 제3 단계; 전력 제어부에서 분전반의 전체 소비전력량이 기준치 이상인지를 판단하는 제4 단계; 및 분전반의 전체 소비전력량이 기준치 이상이면, 각 콘센트 장치의 설정 전류량에 대한 초과 전류량의 비율이 큰 순서대로 소비전력의 감소에 대한 목표치만큼 콘센트 장치를 차단하는 제5 단계를 구비한다.A building load management method according to an aspect of the present invention is a method for managing a load of a building in a building load management system having an outlet device, a distribution panel, and a power control unit, the method comprising: receiving power consumption information from each outlet device;
일 실시예에서, 건물용 부하 관리 방법은, 상기한 제1 단계 후에, 각 콘센트 장치의 상태를 모니터링하는 단계; 각 콘센트 장치에서 특정 콘센트 장치의 소비전력이 일정 범위 내에 있는지를 판단하는 단계; 특정 콘센트 장치의 소비전력이 미리 설정된 일정 범위 내에 있으면, 일반 모드에서 외출 모드로 전환하는 단계; 및 외출 모드 시에 대하여 미리 설정된 동작 프로세스에 따라 기지정되어 있는 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단하는 단계를 구비한다.In one embodiment, a building load management method includes, after said first step, monitoring the status of each outlet device; Determining whether power consumption of a specific outlet device is within a predetermined range in each outlet device; If the power consumption of the specific outlet device is within a predetermined range, switching from the normal mode to the outing mode; And blocking at least one outlet device that is predetermined according to a preset operation process in the outing mode.
일 실시예에서, 건물용 부하 관리 방법은, 분전반에 결합된 보조 릴레이의 동작에 의해 각 콘센트 장치의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치를 차단하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment, the load management method for a building further includes detecting an overcurrent and a short circuit of each outlet device by an operation of an auxiliary relay coupled to a distribution panel, and blocking the outlet device when an overcurrent or a short circuit is detected.
본 발명에 의하면, 분전반에서의 전체 소비전력과 각 분기별 또는 각 콘센트 장치별 소비전력에 기초하여 미리 설정된 차단 우선순위에 따라 각 콘센트 장치를 차단함으로써 불요불급하지 않은 전력을 차단하고, 그에 의해 건물 내 전기에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 건물용 부하 관리 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, by cutting off each outlet device according to a predetermined interruption priority based on the total power consumption in the distribution panel and the power consumption for each quarter or for each outlet device, the unnecessary power is cut off, thereby It is possible to provide a load management system and method for buildings that can efficiently manage electric energy.
또한, 본 발명에 의하면, 콘센트 장치, 분전반 및 전력제어부를 무선 통신 방식으로 서로 연결하고, 각 콘센트 장치와 분전반에 전력 정보를 저장함으로써, 각 콘센트 장치와 분전반의 전력이나 상태 정보를 쉽게 파악할 수 있고, 현재 소비하고 있는 전력량뿐만 아니라 일정 기간 동안 소비한 전력량을 간편하게 조회하고, 그것에 의해 시간대별로 긴급하지 않은 전기사용을 전력 수요가 적은 시간대에 사용하도록 유도하여 손쉽게 전력 절감을 도모할 수 있다.In addition, according to the present invention, by connecting the outlet device, the distribution panel and the power control unit to each other by a wireless communication method, and storing the power information in each outlet device and the distribution panel, it is possible to easily grasp the power and status information of each outlet device and the distribution panel. In addition, it is possible to easily inquire the amount of power consumed for a certain period of time as well as the amount of power currently being consumed, thereby facilitating power savings by inducing non-urgent electricity use at a time when power demand is low.
또한, 본 발명에 의하면, 전기에너지 사용자의 재실 유무에 따라 외출 모드 및 일반 모드 등으로 구분한 전력 사용 지침을 미리 설정하고, 콘센트 장치에서 감지되는 전류 또는 소비전력에 기초하여 모드를 전환하고, 전환된 모드의 전력 사용 지침에 따라 일부 콘센트 장치를 차단하거나 조명, 난방기기, 가전기기 등의 사용 시간대를 조정함으로써 불필요한 전력 소비를 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, according to the presence or absence of the user of the electrical energy, the power usage instructions divided into the outing mode and the normal mode, etc. are set in advance, and the mode is switched based on the current or power consumption detected by the outlet device. You can prevent unnecessary power consumption by shutting off some outlet devices or by adjusting the time zones for lighting, heating appliances, appliances, etc., according to the current mode's power usage guidelines.
아울러, 본 발명에 의하면, 태양광 발전기나 풍력 발전기 등의 신재생 에너지 시스템을 구비함으로써, 전술한 작용효과에 더하여 신재생 에너지 시스템에서 생산된 전력의 일부를 건물 내에서 소비하고 남은 잉여전력을 판매하여 건물의 부하를 효율적으로 관리할 수 있다.In addition, according to the present invention, by providing a renewable energy system such as a solar generator or a wind generator, in addition to the above-described effects, the surplus power remaining after consuming a part of the power produced in the renewable energy system in the building is sold. To efficiently manage the load on the building.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 부하 관리 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 건물용 부하 관리 시스템의 콘센트 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 1의 건물용 부하 관리 시스템의 분전반에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 도 1의 시스템에 채용가능한 건물용 부하 관리 방법의 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.
도 5는 도 1의 시스템에 채용가능한 건물용 부하 관리 방법의 또 다른 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.
도 6은 건물 내 일일 중 소비되는 전력 추이의 일례를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic block diagram of a building load management system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of an outlet device of the building load management system of FIG. 1.
3 is a schematic block diagram of a distribution panel of the building load management system of FIG.
4 is a schematic flowchart of an example of a building load management method employable in the system of FIG. 1.
5 is a schematic flow chart of yet another embodiment of a building load management method employable in the system of FIG.
6 is a graph showing an example of the power consumption consumed during the day in the building.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 부하 관리 시스템의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a building load management system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 건물용 부하 관리 시스템(100)은 콘센트 장치(10), 분전반(20) 및 전력제어부(30)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the building
콘센트 장치(10)는 소켓부를 통해 부하에서 소비되는 전력을 측정하고, 순시전력 및 소비전력에 대한 정보와 상태 정보를 무선 통신을 통해 출력한다.The
분전반(20)은 콘센트 장치(10)로부터 수신한 정보를 저장부에 저장하며, 콘센트 장치(10)로의 분기 및 전체 소비전력량을 산출한다.The
전력제어부(30)는 콘센트 장치(10)와 분전반(20)의 소비전력 및 상태 정보를 모니터링하고, 소비 전력 현황을 파악하여 콘센트 장치(10) 또는 분전반(20)의 온오프(ON/OFF)를 제어하며, 콘센트 장치(10) 및 분전반(20)의 소비전력에 대한 전력 추이를 표시장치를 통해 출력한다.The
전술한 분전반(20)은 전력제어부(30)의 제어 신호에 응하여 콘센트 장치(10)의 온오프를 제어한다. 그리고, 전력제어부(30)는 분전반(20)의 전체 소비전력량이 기준치 이상일 때, 미리 설정된 콘센트 장치(10)의 차단 우선순위에 따라 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단한다. 여기서, 콘센트 장치의 차단 우선순위는 각 콘센트 장치(10)에 대하여 기설정된 설정 전류량에 대하여 현재의 전류량이 얼마나 초과하였는지를 비유로 나타내는 비율 즉, 설정 전류량 대 초과 전류량의 비율이 큰 것부터 작은 것으로 나열된 것에서 큰 것부터의 순서에 대응한다.The above-described
건물 내에 공급되고 사용되는 전기에너지를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.The electrical energy supplied and used in the building is described as follows.
우선, 발전소로부터 공급되는 상용전원이 건물 내 변전소의 수전시설 또는 분전반(100)에 공급된다. 건물에 공급되는 전력량을 검출하기 위한 상용 계량기가 건물 인입부에 설치된다. 한편, 상용전원 이외에 건물에 전력을 공급할 수 있는 발전 시설로부터 전기에너지를 공급받을 수 있다. 예컨대, 8개 분야의 재생에너지(태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지)와 3개 분야의 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지) 중 적어도 어느 하나를 이용하는 신재생에너지 시스템으로부터 전력을 공급받을 수 있다.First, commercial power supplied from a power plant is supplied to a power receiving facility or a
건물에 공급되는 전력은 분전반 인입부에 설치된 계량기(40)를 거쳐 분전반(20)에 공급된다. 분전반(20)에는 전력을 공급하는 메인 전원 라인을 차단하기 위한 메인 차단기(21)와, 각 분기별 전원 라인을 차단하기 위한 복수의 차단기(22) 및 스위치(23)가 설치된다. 차단기(22)는 수동으로 또는 자동으로 분기별 전원 라인을 차단하기 위한 것이며, 스위치(23)는 수동으로 또는 자동으로 차단기(22)의 동작을 제어하기 위한 것이다.Power supplied to the building is supplied to the
분전반(20)에 공급되는 전력은 메인 차단기(21), 분기별 차단기(22)를 거쳐 콘센트 장치(10)나 냉동공조 장치, 조명 등에 공급된다. 콘센트 장치(10)에는 소정의 부하, 예컨대, 가전제품이 연결되어 분전반(20) 측으로부터의 전력을 공급받는다.Power supplied to the
도 2는 도 1의 건물용 부하 관리 시스템의 콘센트 장치에 대한 개략적인 블록도이다.FIG. 2 is a schematic block diagram of an outlet device of the building load management system of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 콘센트 장치(10)는, 소켓부(11), 소비전력 측정부(12), 통신부(13) 및 전력 차단부(14)를 구비한다. 콘센트 장치(10)는 주기적으로 소비전력, 순시전력, 한계치 또는 설정 전류값에 대한 설정 정보, 온오프 상태 정보 등의 정보를 분전반(20)이나 전력제어부(30)로 전송하고, 분전반(20)이나 전력제어부(30)로부터의 제어 명령에 따라 콘센트 장치의 차단 제어를 수행하고 그에 대한 상태 정보를 분전반(20)이나 전력제어부(30)로 전송한다.Referring to FIG. 2, the
콘센트 장치(10)의 각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 소켓부(11)는 분전반(20)의 분기별 차단기(22)에 일단이 연결되는 전원선의 타단에 연결되고 도전성 재료로 이루어진 플러그삽입용 홀을 구비한다. 소켓부(11)는 소정의 하우징을 구비하고, 건물 벽 등의 내부에 삽입 설치되거나 건물 벽 위에 노출 설치될 수 있다.To describe each component of the
소비전력 측정부(12)는 소켓부(11)에 연결되는 전원선에 결합하며 전원선에 흐르는 전압과 전류를 측정한다. 소비전력 측정부(12)는 해당 소켓부(11)에 결합된 가전제품 등의 부하에 의해 콘센트 장치에서 소비되는 소비전력을 산출하기 위한 것이다. 이러한 소비전력 측정부(12)는 전압계, 전류계, 전압전류 감지부 및 연산부를 구비하도록 구현될 수 있고, 그 경우 전압전류 감지부와 연산부는 플립플롭을 이용한 제어회로 또는 마이컴이나 마이크로프로세서의 일부 기능부 또는 이 기능부에 상응하는 기능을 수행하는 일부 구성부로 구현될 수 있다. 여기서, 하나의 제어회로나 마이컴이나 마이크로프로세서는 장치의 구현에 따라 하나의 콘센트 장치에 결합하거나 복수의 콘센트 장치에 결합할 수 있다.The
전력차단부(14)는 전원선을 전기적으로 분리하는 스위치 형태로 전원선에 결합하며 소비전력 측정부(12)나 분전반(20) 측의 제어 신호에 따라 분전반(20)에서 소켓부(11)로 공급되는 전력을 차단한다. 전력차단부(14)에는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등의 전력 반도체 소자가 이용될 수 있다.The power cut-off
통신부(13)는 소비전력 측정부(12)로부터 소비전력 정보를 받고 받은 소비전력 정보를 분전반(20)이나 전력제어부(30)로 전달하며, 분전반(20)이나 전력제어부(30)로부터 제어 신호를 받고 받은 제어 신호를 전력차단부(14)에 전달한다. 통신부(13)는 분전반(20)하고만 무선 통신 방식으로 통신하거나, 또는 분전반(20) 및 전력제어부(30)와 무선 통신 방식으로 통신한다. 통신부(13)는 근거리 무선 통신 장치, 특히 지그비(Zigbee) 방식을 이용하는 장치로 구현될 수 있다. 지그비는 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로, 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 약 10M 내지 약 20M 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술이다. 지그비를 이용하면, 다른 근거리 무선 통신 방식에 비해 전력소모를 작으므로 전력 소모를 최소화할 수 있다.The
전술한 소비전력 측정부(12)의 적어도 일부 구성부(전압계, 전류계 등), 통신부(13) 및 전력차단부(14)는 소켓부(11)의 하우징 내에 일체로 탑재될 수 있다.At least some components (voltmeter, ammeter, etc.), the
도 3은 도 1의 건물용 부하 관리 시스템의 분전반에 대한 개략적인 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a distribution panel of the building load management system of FIG.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 분전반(20)은 통신부(24), 콘센트 장치 상태 저장부(25), 콘센트 장치 상태 모니터링부(26), 소비전력량 산출부(27), 콘센트 장치 온오프 제어부(28) 및 보조 릴레이(29)를 구비한다. 분전반(20)은 분기 및 전체 소비전력량 또는 누적전력량, 사고 정보, 상태 정보 등의 분전반 정보와 주기적으로 수신된 콘센트 정보(10)를 메모리 등의 저장부에 저장하며, 전력제어부(30)에서 요청하는 정보를 전송하거나 전력제어부(30)에서 제어 신호를 받아 콘센트 장치(10)로 해당 제어 명령을 전송한다.Referring to FIG. 3, the
분전반(20)의 각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 통신부(24)는 콘센트 장치(10) 및 전력 제어부(30)와 무선 통신 방식으로 통신하는 수단 또는 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로 구현된다. 일례로, 통신부(24)는 지그비(Zigbee) 통신 방식의 통신 장치로 구현될 수 있다.In more detail, each component of the
저장부(25)는 콘센트 장치(10)로부터 수신한 콘센트 장치 상태 정보 및 기지정된 콘센트 장치 설정 전류 값을 저장한다. 저장부(25)는 도 3에서 콘센트 장치 상태 저장부에 대응한다.The
콘센트 장치 상태 모니터링부(26)는 콘센트 장치(10)로부터의 소비전력 및 순시전력에 대한 정보를 표시장치를 통해 출력한다.The outlet device
콘센트 장치 온오프(ON/OFF) 제어부(28)는 전력 제어부(30)로부터의 제어 신호에 응하여 콘센트 장치(10)로 제어 명령을 전송함으로써 특정 콘센트 장치(10)를 차단 또는 차단해제한다.The outlet device ON /
소비전력량 산출부(27)는 각 콘센트 장치(10)의 소비전력과 분전반(20)의 소비전력을 산출한다. 이러한 소비전력량 산출부(27)는 마이크로프로세서의 일부 기능부나 이러한 기능부에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로 구현될 수 있다. 그 경우, 소비전력량 산출부(27)는 소비전력량 산출 기능을 구비하고 분전반의 각 구성요소를 제어하는 다양한 기능을 수행하는 전력 제어부의 일부 기능부 또는 이러한 기능부에 대응하는 기능을 수행하는 일부 구성부로 구현될 수 있다.The power
전술한 경우, 전력 제어부(도 1의 참조부호 30 참조)는 계량기(40)에서 조회된 전체 소비전력을 바탕으로 분전반의 분기별 전력(또는 소비전력)을 비교함으로써 분전반을 통한 특정 분기의 전원을 관리할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 전체 소비전력과 분기별 소비전력을 비교하고 각 분기별 차단 우선순위를 설정함으로써 분기별 소비전력의 상한값을 초과하였을 경우 차단 우선순위별로 콘센트 장치의 전원을 차단할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 분전반(20)에서 획득된 전력량 정보를 이용하여 각 분기별 최대 소비전력을 설정할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 가전제품의 부하연결을 고려하여 계량기의 전체 소비전력과 분기별 소비전력량의 관계를 파악하여 분기별 최대 소비전력과 콘센트 장치의 소비전력의 한계를 설정할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 분기별 설정된 최대 소비전력량을 초과할 경우 전원 말단에 설치된 지능형 콘센트 장치(10)를 이용하여 차단 우선순위에 따라 전원 차단 및 경보음 발생을 처리할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 전력 소비의 추이를 체감할 수 있도록 예컨대 3개월간 10일 단위의 전력량을 분전반(20)의 표시장치를 통해 출력할 수 있다. 또한, 전력 제어부는 댁내 사람의 유무에 따라 외출 모드나 일반 모드를 설정하여 불필요한 전력의 소비를 차단하여 건물 내 전력소비를 최소로 유지할 수 있다. 아울러, 전력 제어부는 콘센트 장치의 전력차단부를 통해 누전 및 과부하 차단 등과 같은 전기안전사고의 발생 위험 요소를 사전에 인지하여 전력을 신속하게 차단할 수 있다.In the above-described case, the power control unit (refer to
보조 릴레이(29)는 각 콘센트 장치(10)의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치(10)의 차단을 위한 신호를 콘센트 장치 온오프 제어부(28)로 출력한다. 전술한 보조 릴레이(29)를 이용하면, 건물용 부하 관리 시스템 있어서, 분전반(20)에 결합된 보조 릴레이(29)의 동작에 의해 각 콘센트 장치(10)의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치(10)를 차단할 수 있다. 이러한 보조 릴레이(29)를 이용한 분기별 또는 각 콘센트 장치별 과전류 또는 누전 감지 기능은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하는 건물용 부하 관리 방법에 적용 가능하다.The
도 4는 도 1의 시스템에 채용가능한 건물용 부하 관리 방법의 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.4 is a schematic flow chart of one embodiment of a building load management method employable in the system of FIG.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 건물용 부하 관리 방법은, 콘센트 장치, 분전반 및 전력 제어부를 구비한 건물용 부하 관리 시스템에서 건물의 부하를 효율적으로 관리하기 위하여, 우선 각 콘센트 장치로부터 소비전력 정보를 수신한다(S41).Referring to FIG. 4, in the building load management method according to the present embodiment, in order to efficiently manage the load of a building in a building load management system including an outlet device, a distribution panel, and a power control unit, first, each outlet device is consumed. Power information is received (S41).
다음, 각 콘센트 장치의 소비전력 정보를 저장한다(S42). 그리고, 분전반에서의 분기 및 전체 소비전력량을 산출한다(S43).Next, power consumption information of each outlet device is stored (S42). Then, the branch and the total power consumption in the distribution panel are calculated (S43).
다음, 전력 제어부에서 분전반의 전체 소비전력량이 기준치 이상인지를 판단한다(S44). 분전반의 전체 소비전력량이 기준치 이상이면, 전력 제어부는 각 콘센트 장치의 설정 전류량에 대한 초과 전류량의 비율이 큰 순서대로 소비전력의 감소에 대한 목표치만큼 콘센트 장치를 차단한다(S45). 여기서, 콘센트 장치의 차단 우선순위는 각 콘센트 장치의 설정 전류량에 대한 초과 전류량의 비율이 큰 순서에 대응한다. 한편, 분전반의 전체 소비전력량이 기준치보다 작으면, 현재의 부하 관리 프로세서를 종료한다. 이러한 부하 관리 프로세서는 주기적으로 또는 기설정된 시간에 간헐적으로 수행될 수 있다.Next, the power control unit determines whether the total power consumption of the distribution panel is greater than or equal to the reference value (S44). If the total power consumption of the distribution panel is greater than or equal to the reference value, the power control unit blocks the outlet device by the target value for the reduction of the power consumption in the order of the ratio of the excess current amount to the set current amount of each outlet device (S45). Here, the interruption priority of the outlet apparatus corresponds to the order in which the ratio of the excess current amount to the set current amount of each outlet device is large. On the other hand, if the total power consumption of the distribution panel is smaller than the reference value, the current load management processor is terminated. Such a load management processor may be performed periodically or intermittently at a predetermined time.
도 5는 도 1의 시스템에 채용가능한 건물용 부하 관리 방법의 또 다른 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.5 is a schematic flow chart of yet another embodiment of a building load management method employable in the system of FIG.
본 실시예에 따른 건물용 부하 관리 방법은, 도 4를 참조하여 앞서 설명한 건물용 부하 관리 방법의 제1 단계 후에 수행될 수 있다.The building load management method according to the present embodiment may be performed after the first step of the building load management method described above with reference to FIG. 4.
도 5에 도시한 바와 같이, 각 콘센트 장치로부터 소비전력 정보를 수신(S51)한 후에, 전력 제어부는 분전반의 모니터링부를 통해 각 콘센트 장치의 상태를 모니터링한다(S52).As shown in FIG. 5, after receiving power consumption information from each outlet device (S51), the power control unit monitors the state of each outlet device through the monitoring unit of the distribution panel (S52).
다음, 각 콘센트 장치에서 특정 콘센트 장치의 소비전력이 일정 범위 내에 있는지를 판단한다(S53). 특정 콘센트 장치의 소비전력이 미리 설정된 일정 범위 내에 있으면, 전력 제어부는 해당 콘센트 장치에 대한 전력 관리 모드를 일반 모드에서 외출 모드로 전환한다(S54). 그리고, 외출 모드 시에 대하여 미리 설정된 동작 프로세스에 따라 기지정되어 있는 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단한다(S55). 만일, 상기 단계(S53)에서 특정 콘센트 장치의 소비전력이 미리 설정된 일정 범위 내에 있지 않으면, 그 이전의 단계(S52) 이하를 다시 수행한다.Next, in each outlet device, it is determined whether the power consumption of the specific outlet device is within a predetermined range (S53). If the power consumption of the particular outlet device is within a predetermined range, the power control unit switches the power management mode for the outlet device from the normal mode to the outing mode (S54). Then, at least one outlet device that is predetermined according to a preset operation process in the outing mode is blocked (S55). If the power consumption of the specific outlet device is not within a predetermined range in step S53, the process is performed again under the previous step S52.
한편, 전술한 실시예의 건물용 부하 관리 방법에서는, 분전반에 결합된 보조 릴레이의 동작에 의해 각 콘센트 장치의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in the building load management method of the above-described embodiment, further comprising the step of detecting the overcurrent and leakage of each outlet device by the operation of the auxiliary relay coupled to the distribution panel, and blocking the outlet device when detecting the overcurrent or leakage Can be.
전술한 실시예에 의하면, 국가 정책 등에 의해서 시간대별 요금을 차등 부과하는 변동요금제가 시행될 경우 개별 수용가에서 부하관리시스템을 이용하여 최대부하전력을 나타내는 시간 예컨대 도 6의 그래프에서 하루 24 시간 중 대략 오전 10시에서 12시 사이와 오후 5시에서 6시 사이를 피하여 전력을 사용함으로써 국가 전체적인 보유전력에 대한 여유전력을 확보하고, 그것에 의해 발전소 건설과 같은 국가예산을 절감할 수 있으며 아울러 수용가의 전기사용료를 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the above-described embodiment, when the variable tariff is applied to the hourly rate according to the national policy or the like, the time indicating the maximum load power using the load management system at the individual customer, for example, approximately 24 hours per day in the graph of FIG. By using electric power away from 10 am to 12 am and from 5 pm to 6 pm, we can free up power for the entire nation's reserves, thereby reducing the national budget, such as the construction of power plants. There is an advantage to reduce the cost.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. . It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10: 콘센트 장치
20: 분전반
30: 전력 제어부
40: 계량기
100: 건물용 부하 관리 시스템10: outlet device
20: distribution board
30: power control unit
40: Meter
100: building load management system
Claims (7)
소켓부를 통해 부하에서 소비되는 전력을 측정하고, 순시전력 및 소비전력에 대한 정보와 상태 정보를 무선 통신을 통해 출력하는 콘센트 장치;
상기 콘센트 장치로부터 수신한 정보를 저장부에 저장하며, 콘센트 장치로의 분기 및 전체 소비전력량을 산출하는 분전반; 및
상기 콘센트 장치와 분전반의 소비전력 및 상태 정보를 모니터링하고, 소비 전력 현황을 파악하여 콘센트 장치 또는 분전반의 온오프를 제어하며, 콘센트 장치 및 분전반의 소비전력에 대한 전력 추이를 표시장치를 통해 출력하는 전력 제어부
를 포함하고,
상기 분전반은 상기 전력 제어부의 제어 신호에 응하여 콘센트 장치의 온오프를 제어하며,
상기 분전반의 전체 소비전력량이 기준치 이상일 때, 상기 전력 제어부는 상기 콘센트 장치의 설정 전류량에 대한 초과 전류량의 비율이 큰 순서인 미리 설정된 콘센트 장치의 차단 우선순위에 따라 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단하고,
상기 콘센트 장치의 소비전력이 미리 설정된 일정 범위 내에 있을 때, 상기 전력 제어부는 일반 모드에서 외출 모드로 전환하고, 상기 외출 모드 시에 대하여 미리 설정된 동작 프로세스에 따라 기지정되어 있는 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단하는 것을 특징으로 하는 건물용 부하 관리 시스템.In the building load management system,
An outlet device for measuring power consumed by a load through a socket, and outputting information about instantaneous power and power consumption and state information through wireless communication;
A distribution panel that stores information received from the outlet device in a storage unit and calculates branching and total power consumption to the outlet device; And
Monitoring the power consumption and status information of the outlet device and the distribution panel, and control the on and off of the outlet device or the distribution panel by grasping the current state of power consumption, and outputs the power trend of the outlet device and the distribution panel through the display device Power control unit
Including,
The distribution panel controls the on and off of the outlet device in response to the control signal of the power control unit,
When the total power consumption of the distribution panel is greater than or equal to the reference value, the power control unit cuts off at least one outlet device in accordance with the blocking priority of the preset outlet device in the order of the ratio of the excess current amount to the set current amount of the outlet device,
When the power consumption of the outlet device is within a predetermined range, the power control unit switches from the normal mode to the outing mode, and at least one outlet device that is predetermined according to an operation process preset for the outing mode. Building load management system, characterized in that the cut off.
상기 콘센트 장치는,
상기 분전반으로부터의 전원선에 연결되고 도전성 재료로 이루어진 플러그삽입용 홀을 구비하는 소켓부;
상기 전원선에 연결되어 전원선에 흐르는 전압과 전류를 측정하는 소비전력 측정부;
상기 전원선에 결합하며 제어 신호에 따라 소켓부로 공급되는 전력을 차단하는 전력차단부; 및
상기 소비전력 측정부로부터 소비전력 정보를 받고 상기 전력차단부에 제어 신호를 전달하며 상기 분전반과 무선 통신하는 통신부
를 포함하는 건물용 부하 관리 시스템.The method of claim 1,
The outlet device,
A socket portion connected to a power supply line from the distribution panel and having a plug insertion hole made of a conductive material;
A power consumption measurer connected to the power line to measure voltage and current flowing through the power line;
A power cut-off unit coupled to the power line and cutting off power supplied to the socket unit according to a control signal; And
A communication unit receiving power consumption information from the power consumption measuring unit and transmitting a control signal to the power cutoff unit and wirelessly communicating with the distribution panel
Building load management system comprising a.
상기 분전반은,
상기 콘센트 장치 및 상기 전력 제어부와 무선 통신하는 통신부;
상기 콘센트 장치로부터 수신한 콘센트 장치 상태 정보 및 기지정된 콘센트 장치 설정 전류 값을 저장하는 저장부;
상기 콘센트 장치로부터의 소비전력 및 순시전력에 대한 정보를 표시장치를 통해 출력하는 콘센트 장치 상태 모니터링부;
상기 각 콘센트 장치의 소비전력과 분전반의 소비전력을 산출하는 소비전력량 산출부;
상기 전력 제어부로부터의 제어 신호에 응하여 상기 콘센트 장치를 차단 또는 차단해제하는 콘센트 장치 온오프 제어부; 및
상기 각 콘센트 장치의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치의 차단을 위한 신호를 상기 콘센트 장치 온오프 제어부로 출력하는 보조 릴레이
를 포함하는 건물용 부하 관리 시스템.The method of claim 2,
The distribution panel,
A communication unit for wireless communication with the outlet device and the power control unit;
A storage unit for storing the outlet device state information received from the outlet device and a predetermined outlet device setting current value;
An outlet device state monitoring unit configured to output information on power consumption and instantaneous power from the outlet device through a display device;
A power consumption calculator for calculating power consumption of each outlet device and power consumption of the distribution board;
An outlet device on / off controller configured to block or unblock the outlet device in response to a control signal from the power controller; And
Auxiliary relay for detecting an over current and a short circuit of each outlet device, and outputs a signal for blocking the outlet device to the outlet device on-off control unit when an over current or a short circuit is detected
Building load management system comprising a.
각 콘센트 장치로부터 소비전력 정보를 수신하는 제1 단계;
상기 각 콘센트 장치의 소비전력 정보를 저장하는 제2 단계;
분전반에서의 분기 및 전체 소비전력을 산출하는 제3 단계;
전력 제어부에서 분전반의 전체 소비전력이 기준치 이상인지를 판단하는 제4 단계; 및
상기 분전반의 전체 소비전력이 기준치 이상이면, 각 콘센트 장치의 설정 전류 값에 대한 초과 전류 값의 비율이 큰 순서대로 소비전력 감소량에 대한 목표치에 기초하여 콘센트 장치를 차단하는 제5 단계;
를 포함하되,
상기 제1 단계 후에,
상기 각 콘센트 장치의 상태를 모니터링하는 단계;
상기 각 콘센트 장치에서 특정 콘센트 장치의 소비전력이 일정 범위 내에 있는지를 판단하는 단계;
상기 특정 콘센트 장치의 소비전력이 미리 설정된 일정 범위 내에 있으면, 일반 모드에서 외출 모드로 전환하는 단계; 및
상기 외출 모드 시에 대하여 미리 설정된 동작 프로세스에 따라 기지정되어 있는 적어도 하나의 콘센트 장치를 차단하는 단계;
를 더 포함하는 건물용 부하 관리 방법.In the method of managing the load of a building in a building load management system having an outlet device, a distribution panel and a power control unit,
A first step of receiving power consumption information from each outlet device;
A second step of storing power consumption information of each outlet device;
Calculating a branch and total power consumption in the distribution panel;
A fourth step of determining, by the power control unit, whether the total power consumption of the distribution panel is greater than or equal to the reference value; And
A fifth step of shutting off the outlet device based on a target value for the amount of power consumption reduction in order of increasing excess current value with respect to the set current value of each outlet device if the total power consumption of the distribution panel is equal to or greater than a reference value;
Including but not limited to:
After the first step,
Monitoring the status of each outlet device;
Determining whether power consumption of a specific outlet device is within a predetermined range in each outlet device;
If the power consumption of the specific outlet device is within a predetermined range, switching from the normal mode to the outing mode; And
Blocking at least one outlet device that is predetermined according to a predetermined operation process in the outing mode;
The load management method for a building further comprising.
상기 분전반에 결합된 보조 릴레이의 동작에 의해 상기 각 콘센트 장치의 과전류 및 누전을 감지하고, 과전류 또는 누전 감지 시 해당 콘센트 장치를 차단하는 단계를 더 포함하는 건물용 부하 관리 방법.The method of claim 5,
And detecting an overcurrent and a short circuit of each outlet device by an operation of an auxiliary relay coupled to the distribution panel, and disconnecting the outlet device when an overcurrent or a short circuit is detected.
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KR1020120059857A KR101263341B1 (en) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | System and method of managing load in building using smart power devices |
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