KR101306198B1 - 대기전력차단 및 전력감시시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 대기전력차단 및 전력감시시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 스마트 분전반을 통하여 계측된 분전반의 전력 사용량을 분석하여 스케줄에 따른 제어명령을 생성하고, 생성된 제어명령에 따라 자동으로 스마트 분전반을 제어하여 부하단의 전원을 매우 안전하면서도 효과적으로 공급 및 차단할 수 있게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 메인 전원을 입력받아 복수의 채널로 부하단에 전원을 공급하는 분전반; 상기 분전반과 부하단 사이에 설치되어, 상기 분전반의 전력을 계측하고, 상기 부하단과의 복수의 채널에 연결되는 전자 접촉기를 통하여 전원을 공급 또는 차단하는 적어도 하나의 스마트 분전반; 및 상기 스마트 분전반과 네트워크로 연결되어, 상기 분전반별 전력 사용량을 계측 및 분석하고, 상기 계측 및 분석 결과에 따라 스케줄링되는 제어명령을 생성하여 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하는 중앙감시반을 포함하고, 상기 스마트 분전반은 상기 중앙감시반으로부터 상기 제어명령을 수신 및 저장하고, 상기 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 온오프 동작을 제어하는 대기전력차단 및 전력감시시스템을 개시한다.

Description

대기전력차단 및 전력감시시스템{SYSTEM FOR TURNING OFF STANBY POWER AND MONITORING ELECTRIC POWER}
본 발명의 일 실시예는 대기전력차단 및 전력감시시스템에 관한 것으로서, 분전반의 전력 사용량을 계측 및 분석하여 미리 설정된 스케줄에 따라 자동으로 부하단의 전력을 매우 안전하면서도 효과적으로 공급 및 차단할 수 있는 대기전력차단 및 전력감시시스템에 관한 것이다.
최근 석유 에너지 자원의 고갈과 지구 온난화에 따른 이산화탄소(CO2) 저감 등의 환경문제에 대해 효율적으로 대처하기 위해 에너지 절약이 필연적으로 요구되고 있다. 이에 따라, 전 세계적으로 이러한 문제에 대처하기 위하여 태양광, 풍력, 조력 등의 친환경 발전 시스템을 사용하기 위한 스마트 그리드 시스템이 도입되고 있다.
스마트 그리드 시스템(smart grid system)은 차세대 전력망 시스템으로, 기존의 전력 생산, 운반, 소비의 과정에 정보통신 기술을 접목하여 시스템의 효율성을 높인 것으로, 전력 공급자와 소비자가 서로 상호작용하면서 효율성을 높일 수 있다. 이러한 시스템의 핵심은 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것이다.
소비자는 전기요금이 저렴할 때 전기를 사용할 수 있고, 전력회사는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있으며, 또한 전력 사용이 적은 시간대에 최대 전력량을 유지하지 않아도 되므로 낭비하는 전기를 감소시킬 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또한 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.
결국, 스마트 그리드 시스템은 일반 가정에서 사용하는 텔레비젼, 냉장고와 같은 전기제품뿐 아니라 공장에서 운용되고 있는 산업용 장비들까지 포함하여 전기가 흐르는 모든 것을 묶어 효율적으로 관리하는 신개념 시스템이다. 집, 사무실, 공장 어느 곳에서나 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 세탁기를 밤에 돌리는 등 가전제품을 선별해 사용하는 것이 가능하다.
최근에는 스마트 그리드 시스템과 대기전력을 차단하기 위한 대기전력 차단기를 결합시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대기전력 차단기는 불필요하게 소모되는 대기전력의 손실을 방지하기 위하여 전기제품의 전원 플러그를 연결하는 콘센트나 멀티 탭에 주전원 차단을 위한 온/오프 스위치를 별도로 구비하고, 이를 통해 대기 전력 상태에서 콘센트나 멀티 탭의 스위치를 오프시켜 전력손실을 최소화한다.
그러나, 대기전력 차단기의 제어에 있어서, 지금까지 알려진 기술은 기존의 멀티탭 등에 직접 설치된 스위치를 수동으로 조작해야 하기 때문에 전기제품의 전원 플러그를 뽑는 것만큼이나 번거로움이 있다. 또한, 대기전력 차단시 다시 복귀시키기 위해서는 사용자가 직접 수동으로 복귀시켜야 하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 콘센트가 손에 닿지 않는 위치에 설치될 경우 별도의 스위치를 설치해야 하며, 이로 인해 그 제작이 용이하지 않고 추가적인 장치의 장착으로 제품의 부피나 크기가 증가하여 기존 전기장치에 연결할 경우에 공간을 많이 차지하고 제작 비용 또한 증가되는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1087729호 '건물의 대기전력 제어시스템 및 이의 제어방법' 등록특허공보 제10-1187760호 '유비쿼터스형 대기전력 제어시스템 및 방법'
본 발명의 일 실시예는 스마트 분전반을 통하여 계측된 분전반의 전력 사용량을 분석하여 스케줄에 따른 제어명령을 생성하고, 생성된 제어명령에 따라 자동으로 스마트 분전반을 제어하여 부하단의 전원을 매우 안전하면서도 효과적으로 공급 및 차단함과 동시에 부하단의 대기전력을 안정적으로 차단할 수 있는 대기전력차단 및 전력감시시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 대기전력차단 및 전력감시시스템은 메인 전원을 입력받아 복수의 채널로 부하단에 전원을 공급하는 분전반; 상기 분전반과 부하단 사이에 설치되어, 상기 분전반의 전력을 계측하고, 상기 부하단과의 복수의 채널에 연결되는 전자 접촉기를 통하여 전원을 공급 또는 차단하는 적어도 하나의 스마트 분전반; 및 상기 스마트 분전반과 네트워크로 연결되어, 상기 분전반별 전력 사용량을 계측 및 분석하고, 상기 계측 및 분석 결과에 따라 스케줄링되는 제어명령을 생성하여 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하는 중앙감시반을 포함하고, 상기 스마트 분전반은 상기 중앙감시반으로부터 상기 제어명령을 수신 및 저장하고, 상기 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 온오프 동작을 제어할 수 있다.
상기 스마트 분전반은, 상기 분전반으로부터 상기 부하단으로 전원을 공급 및 차단하도록 복수의 채널 상에 각각 형성된 전자 접촉기를 포함하는 자동 스위치부; 상기 전자 접촉기에 인접되도록 복수의 채널 상에 각각 형성된 수동 스위치를 포함하는 수동 스위치부; 상기 분전반으로부터 전원을 공급받는 전원 공급부; 상기 중앙감시반과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성하는 제1 데이터 송수신부; 상기 분전반과의 복수의 채널 상에서의 전력을 계측하는 전력 계측부; 상기 중앙감시반으로부터의 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어하는 자동 제어부; 상기 스마트 분전반의 자체 동작 오류인 경우에 상기 전자 접촉기를 모두 온시킴과 동시에 상기 수동 스위치부를 수동으로 동작하도록 제어하는 수동 제어부; 및 상기 분전반의 전력, 상기 제어명령, 및 제1 데이터송수신부를 통하여 송수신되는 데이터를 저장하는 제1 메모리부를 포함할 수 있다.
상기 스마트 분전반은 비상상황 발생시 상기 전자 접촉기를 오프시키고, 소정시간 경과후 비상상황 발생 전의 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어가능하도록 복구시키는 복구 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 제어부는 상기 중앙감시반과의 데이터 송수신에 오류가 발생되는 경우, 상기 오류 발생 전의 제어명령을 이용하여 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어할 수 있다.
상기 전자 접촉기는 마그네틱 접촉기(magnetic contactor)일 수 있다.
상기 중앙감시반은, 상기 스마트 분전반과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성하는 제2 데이터 송수신부; 상기 스마트 분전반에 의하여 계측된 전력을 기초로 각각의 분전반별 전력 사용량을 계측하는 전력량 계측부; 상기 전력량 계측부에 의하여 계측된 전력 사용량을 기초로 분전반 각각의 시간 및 일별 전력 사용량을 분석하는 전력량 분석부; 상기 전력량 분석부에 의하여 분석된 시간 및 일별 전력 사용량을 기초로 특정 시간 및 일별로 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하도록 스케줄링된 제어명령을 생성하는 스케줄 제어명령 생성부; 상기 스케줄링된 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하는 스케쥴 제어부; 및 상기 스케줄링된 제어명령과, 상기 제2 데이터 송수신부를 통하여 송수신되는 데이터를 저장하는 제2 메모리부를 포함할 수 있다.
상기 중앙감시반은 상기 분전반별 전력 사용량에 관한 데이터를 외부계기로 송수신하기 위한 네트워크를 구성하는 제3 데이터 송수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 스케줄 제어명령 생성부는 상기 스마트 분전반별로 전력 사용량이 피크인 시간, 휴일, 또는 평일의 저녁 시간에 해당 전자 접촉기를 소정 주기로 온오프할 수 있도록 스케줄링된 제어명령을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력차단 및 전력감시시스템은 분전반과 부하단 사이에 분전반의 전력을 계측하는 스마트 분전반을 설치하여, 스마트 분전반과 네트워크를 통하여 연결된 중앙감시반에 분전반별 전력 사용량을 전송하고, 중앙감시반에 의하여 분전반별 전력 사용량을 분석하여 스케줄링된 제어명령을 생성하여, 제어명령에 따라 자동으로 스마트 분전반의 동작을 제어하기 때문에, 부하단의 전원을 매우 안전하면서도 효과적으로 공급 및 차단함과 동시에 부하단의 대기전력을 안정적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력차단 및 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스마트 분전반을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 스마트 분전반의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 중앙감시반의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 중앙감시반과 스마트 분전반의 기능을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 6d는 도 1의 스마트 분전반에 이상상황 발생시의 대기전력차단 및 전력감시시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함(또는, 구비)한다' 및/또는 '포함(또한, 구비)하는'으로 언급된 구성 요소 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력차단 및 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 스마트 분전반을 개략적으로 나타내는 회로도이며, 도 3은 도 1의 스마트 분전반의 구조를 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 1의 중앙감시반의 구조를 나타내는 블록도이며, 도 5는 도 1의 중앙감시반과 스마트 분전반의 기능을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6a 내지 6d는 도 1의 스마트 분전반에 이상상황 발생시의 대기전력차단 및 전력감시시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력차단 및 전력감시시스템은 분전반(10), 스마트 분전반(20) 및 중앙감시반(30)을 포함한다.
상기 분전반(10)은 아파트, 빌라, 단독주택, 공공건물, 오피스텔 등과 같은 건물에서 단위 세대별로 설치되어 있으며, 외부로부터 공급되는 메인전원(즉, 상용전원)을 공급받아 건물 외부/내부 조명제품, 사무용 컴퓨터, 냉난방기, 복사기 및 프린터 등과 같은 전기제품, 즉 부하단(40)으로 전원을 복수의 채널로 분산 공급한다. 또한, 상기 분전반(10)은 누전 또는 과부하 발생시 전원공급을 차단하고, 이를 통해 화재발생이나 전기부하의 파손을 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 복수의 채널 각각은 단상 2선 또는 R, S, T 3상 4선식으로 설계될 수 있으나, 본 발명에서는 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 스마트 분전반(20)은 분전반(10)과 중앙감시반(30) 사이에 설치되어, 분전반(10)의 전력을 계측하고, 부하단(40)과의 복수의 채널(204)에 연결되는 전자 접촉기(211)를 통하여 부하단(40)으로의 전원을 공급 또는 차단한다. 이를 위하여 상기 스마트 분전반(20)은 중앙감시반(30)으로부터 제어명령을 수신 및 저장하고, 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)의 온오프 동작을 제어한다. 상기 전자 접촉기(211)는 마그네틱 접촉기(magnetic contactor)일 수 있으나, 본 발명의 전자 접촉기(211)는 디지털 제어신호에 의하여 온오프 동작될 수 있는 다양한 스위칭 소자도 적용될 수 있다. 여기서, 상기 스마트 분전반(20)은 분전반(10)을 대체할 수도 있다.
상기 스마트 분전반(20)은 자동 스위치부(210), 수동 스위치부(220), 전원 공급부(250), 제1 데이터 송수신부(240), 전력 계측부(230), 자동 제어부(215), 수동 제어부(225), 제1 메모리부(260), 복구 제어부(270) 및 표시부(280)를 포함한다. 한편, 상기 스마트 분전반(20)은 사각 형상의 케이스(201) 내부 또는 외표면에 전원 공급부(250), 제1 데이터 송수신부(240), 자동 제어부(215), 수동 제어부(225), 제1 메모리부(260), 복구 제어부(270) 및 표시부(280)를 구비할 수 있고, 자동 스위치부(210), 수동 스위치부(220) 및 전력 계측부(230)에 각각 연결되는 입출력단자(202, 203)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 스마트 분전반(20)은 전원 공급부(250), 제1 데이터 송수신부(240), 자동 제어부(215), 수동 제어부(225), 제1 메모리부(260) 및 복구 제어부(270)를 하나의 인쇄회로기판 상에 각각이 기능을 구현하기 위한 전자소자가 SOC(System on Chip) 형태로 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 스마트 분전반(20)을 이루는 각각의 구성요소들의 구현 형태에 대하여 한정하는 것은 아니다.
상기 자동 스위치부(210)는 분전반(10) 또는 부하단(40)과의 사이의 복수의 채널(204) 상에 각각 형성된 복수의 전자 접촉기(211)를 포함하고, 상기 전자 접촉기(211)를 통하여 분전반(10)으로부터 부하단(40)으로 전원을 공급 및 차단할 수 있다.
상기 수동 스위치부(220)는 전자 접촉기(211)에 인접되도록 복수의 채널(204) 상에 각각 형성된 복수의 수동 스위치를 포함하고, 중앙감시반(30)으로부터의 제어명령에 따라 또는 스마트 분전반(20)에 이상이 발생시 수동으로 온오프될 수 있다. 상기 수동 스위치는 토글 스위치(Toggle S/W)일 수 있으나, 본 발명에서는 수동으로 온오프 동작가능한 다른 스위치 소자도 적용될 수 있다.
상기 전원 공급부(250)는 분전반(10)으로부터 전원을 공급받아 내부 전원을 생성하여 스마트 분전반(20)을 구동시킨다. 즉, 상기 스마트 분전반(20)은 전원 공급부(250)로부터 별도의 전원공급단자를 통하여 내부 전원을 공급받아 기본적인 동작을 수행할 수 있다.
상기 제1 데이터 송수신부(240)는 중앙감시반(30)과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성한다. 상기 제1 데이터 송수신부(240)는 중앙감시반(30)과의 데이터 송수신을 위하여 중앙감시반(30)과 PLC(Power Line Communication), 이더넷(ethernet), RS-232C, RS-485, TCP/IP, RS-232, IEEE 1394 등과 같은 유선기술과, IEEE 802.11 WLAN(Wireless Local Area Network), IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network), UWB(Ultra-WideBand) 등의 무선기술로 이루어진 네트워크를 구성한다.
상기 전력 계측부(230)는 분전반(10)과의 복수의 채널(204) 상에서의 전력을 계측한다. 또한, 상기 전력 계측부(230)는 부하단(40)과의 복수의 채널(204) 상에서의 전력을 계측한다. 즉, 상기 전력 계측부(230)는 복수의 채널(204) 상에 전력을 계측하기 위한 복수의 전류센서를 설치하여, 분전반(10)으로부터 부하단(40)으로 공급되는 전력 또는 부하단(40)에서의 소모전력을 계측할 수 있다. 여기에는, 부하단(40)이 동작하지 않을 때의 복수의 채널(204) 상에서의 전력(즉, 대기전력)을 계측할 수 있는 것도 포함한다.
상기 자동 제어부(215)는 중앙감시반(30)으로부터의 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)의 동작을 자동으로 제어한다. 또한, 상기 자동 제어부(215)는 중앙감시반(30)과의 데이터 송수신에 오류가 발생되는 경우, 오류 발생 전의 제어명령을 이용하여 전자 접촉기(211)의 동작을 자동으로 제어할 수 있다. 이러한 자동 제어부(215)는 기본적으로 전자 접촉기(211)를 특정시간 대에 온오프할 수 있도록 제어하는 기능과, 분전반(10)과 부하단(40) 사이의 복수의 채널(204) 각각을 제어하는 기능을 내장하고 있다.
상기 수동 제어부(225)는 스마트 분전반(20)의 자체 동작 오류인 경우에 전자 접촉기(211)를 모두 온시킴과 동시에 수동 스위치부(220)를 수동으로 동작하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 수동 제어부(225)는 중앙감시반(30)으로부터의 제어명령에 의하여 수동 스위치부(220)를 수동으로 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 메모리부(260)는 분전반(10)의 전력, 제어명령, 및 제1 데이터송수신부를 통하여 송수신되는 데이터를 저장한다. 상기 제1 메모리부(260)는 FRAM(ferroelectrics random access memory) 등과 같은 비휘발성 메모리가 사용될 수 있다.
상기 복구 제어부(270)는 비상상황 발생시 전자 접촉기(211)를 오프시키고, 소정시간 경과후 비상상황 발생 전의 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)의 동작을 자동으로 제어가능하도록 복구시킨다.
상기 표시부(280)는 분전반(10)의 전력, 전자 접촉기(211) 및 수동스위치의 접촉상태 등의 정보를 표시한다. 상기 표시부(280)는 정보의 표시 및 입력이 가능한 터치 패널일 수 있다.
상기 중앙감시반(30)은 스마트 분전반(20)과 네트워크로 연결되어, 분전반별 전력 사용량을 계측 및 분석하고, 계측 및 분석 결과에 따라 스케줄링되는 제어명령을 생성하여 전자 접촉기(211)의 동작을 제어한다.
이러한 동작을 구현하기 위하여, 상기 중앙감시반(30)은 제2 데이터 송수신부(310), 전력량 계측부(320), 전력량 분석부(330), 스케줄 제어명령 생성부(340), 스케쥴 제어부(350), 제2 메모리부(360) 및 제3 데이터 송수신부(370)를 포함한다.
상기 제2 데이터 송수신부(310)는 스마트 분전반(20)과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성한다. 상기 제2 데이터 송수신부(310)는 스마트 분전반(20)과의 데이터 송수신을 위하여 스마트 분전반(20)과 PLC(Power Line Communication), 이더넷(ethernet), RS-232C, RS-485, TCP/IP, RS-232, IEEE 1394 등과 같은 유선기술과, IEEE 802.11 WLAN(Wireless Local Area Network), IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network), UWB(Ultra-WideBand) 등의 무선기술로 이루어진 네트워크를 구성한다.
상기 전력량 계측부(320)는 스마트 분전반(20)에 의하여 계측된 전력을 기초로 각각의 분전반별 전력 사용량을 계측한다. 즉, 상기 전력량 계측부(320)는 스마트 분전반(20)에 의하여 계측된 전력을 기초로 계측 시간, 계측 일자 및 계측 월 등에 따른 각각이 분전반별 전력 사용량을 계측한다.
상기 전력량 분석부(330)는 전력량 계측부(320)에 의하여 계측된 전력 사용량을 기초로 분전반(10) 각각의 시간 및 일별 전력 사용량을 분석한다.
상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 전력량 분석부(330)에 의하여 분석된 시간 및 일별 전력 사용량을 기초로 특정 시간 및 일별로 전자 접촉기(211)의 동작을 제어하도록 스케줄링된 제어명령을 생성한다. 상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 분전반별로 전력 사용량이 피크인 시간, 휴일, 또는 평일의 저녁 시간에 해당 전자 접촉기(211)를 소정 주기로 온오프할 수 있도록 스케줄링된 제어명령을 생성한다. 즉, 스케줄 제어명령 생성부(340)는 구체적으로, 상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 전원공급시간, 요일별 전원차단 시간 및 전원공급/차단 동작주기 등을 포함하는 제어명령을 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 전력량 분석부(330)에 의하여 분석된 시간 및 일별 전력 사용량을 기초로 분전반별(즉, 분기별)로 전력 사용량이 피크인 시간과 일별로 차단되도록 스케줄링된 제어명령이나, 공휴일인 경우에 특정 시간대에 전력 공급을 차단하기 위하여 스케줄링된 제어명령을 생성할 수 있다. 즉, 상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 특정 분기에 20시부터 24시까지 매주 월요일에서 목요일까지만 전원을 공급하여 구동시키고, 특정일은 동작하지 않도록 설정할 수 있다. 이때, 상기 특정일이 2일인 경우 2일이 월요일 내지 목요일에 포함된 경우 2일에는 동작하지 않도록 설정한다. 또한, 상기 스케줄 제어명령 생성부(340)는 공휴일일 경우에는 전체 분전반별로 일괄적으로 스케줄링된 제어명령을 전송할 수 있다. 이때, 상기 공휴일중 법정 공휴일은 자동으로 설정될 수 있으나, 임시 공휴일은 수동으로 설정될 수 있다.
상기 스케쥴 제어부(350)는 스케줄링된 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)의 동작을 제어한다. 즉, 상기 스케쥴 제어부(350)는 스케줄 제어명령 생성부(340)에 의하여 생성된 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)의 온오프 동작을 제어할 수 있다.
상기 제2 메모리부(360)는 스케줄링된 제어명령과, 제2 데이터 송수신부(310)를 통하여 송수신되는 데이터를 저장한다. 상기 제2 메모리부(360)는 FRAM(ferroelectrics random access memory) 등과 같은 비휘발성 메모리가 사용될 수 있다.
상기 제3 데이터 송수신부(370)는 분전반별 전력 사용량에 관한 데이터를 외부계기로 송수신하기 위한 네트워크를 구성한다. 즉, 상기 제3 데이터 송수신부(370)는 분전반별 전력 사용량에 관한 데이터를 외부계기로 송수신하기 위하여 외부계기와 PSTN(Public Switched Telephone Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), FTTH(Fiber To The Home), 이동 통신망 등의 네트워크를 구성할 수 있다.
이하에서는 도 6a 내지 6d을 참조하여 상기와 같이 구성된 대기전력차단 및 전력감시시스템의 스마트 분전반(20)에 이상상황 발생시의 대기전력차단 및 전력감시시스템의 동작을 설명하기로 한다. 도 6a 내지 6d에서는 동작 설명의 편의를 위하여 스마트 분전반(20)에 포함된 전자 접촉기(211)를 스마트 분전반(20)과 분리하여 도시하였고, 스마트 분전반(20)과 중앙감시반(30)은 서로 이더넷(Ethernet)통신으로 연결되어 있는 것을 일 예로 하여 도시하였다.
우선, 도 6a를 참조하면, 본 대기전력차단 및 전력감시시스템은 정상상태인 경우, 스마트 분전반(20)과 중앙감시반(30)은 이더넷 통신 중이고, 중앙감시반(30)으로부터 스케줄링된 제어명령을 수신하는 스마트 분전반(20)(구체적으로는 자동 제어부(215))이 제어명령에 따라 전자 접촉기(211)(즉, 자동스위치부)의 동작을 제어하여 부하단(40)의 전원 공급 및 차단할 수 있게 된다.
도 6b를 참조하면, 본 대기전력차단 및 전력감시시스템은 중앙감시반(30)과 스마트 분전반(20)이 통신 이상이 발생된 경우, 스마트 분전반(20)이 중앙감시반(30)과 통신 이상이 발생하기 직전에 중앙감시반(30)으로부터 수신된 제어명령을 저장하여 계속 전자 접촉기(211)의 동작을 제어하게 된다. 즉, 상기 스마트 분전반(20)의 자동 제어부(215)는 제어명령에 포함된 스케쥴에 따라 전자 접촉기(211)의 동작을 자동제어하게 된다. 이때, 중앙감시반(30)과 스마트 분전반(20)이 통신 이상 상태이기 때문에, 중앙감시반(30)에서의 별도의 제어명령 전달은 할 수 없다.
도 6c를 참조하면, 본 대기전력차단 및 전력감시시스템은 스마트 분전반(20)의 고장으로 인하여 동작오류가 발생되는 경우, 전자 접촉기(211)는 자동으로 온 상태로 전환되고, 수동 스위치를 이용하여 부하단(40)으로의 전원 공급 및 차단을 위하여 온오프 제어를 실행하게 된다. 이때, 스마트 분전반(20)은 그 동작이 불가하고 수동으로 전환된다.
도 6d를 참조하면, 본 대기전력차단 및 전력감시시스템은 순간정전 및 정전 상황이 발생하는 경우, 스마트 분전반(20)의 모든 전자 접촉기(211)는 오프상태로 전환되고, 복전이 되면 중앙감시반(30)과 스마트 분전반(20)과의 통신이 복구되는데 소정의 시간(예를 들면, 2분 내지 5분 정도의 시간)이 필요하므로 일단 스마트 분전반(20)이 정전되기 전의 상태로 자동으로 복구된다. 이때, 스마트 분전반(20)이 복전되는 시간은 2초 내지 3초 정도의 시간이 걸린다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력차단 및 전력감시시스템은 분전반(10)과 부하단(40) 사이에 분전반(10)의 전력을 계측하는 스마트 분전반(20)을 설치하여, 스마트 분전반(20)과 네트워크를 통하여 연결된 중앙감시반(30)에 분전반별 전력 사용량을 전송하고, 중앙감시반(30)에 의하여 분전반별 전력 사용량을 분석하여 스케줄링된 제어명령을 생성하여, 제어명령에 따라 자동으로 스마트 분전반(20)의 동작을 제어하고 있기 때문에, 부하단(40)의 전원을 매우 안전하면서도 효과적으로 공급 및 차단함과 동시에 부하단(40)의 대기전력을 안정적으로 차단할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 대기전력차단 및 전력감시시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 분전반 20: 스마트 분전반
30: 중앙감시반 40: 부하단
201: 케이스 202, 203: 입출력단자
204: 채널 210: 자동 스위치부
211: 전자 접촉기 215: 자동 제어부
220: 수동 스위치부 225: 수동 제어부
230: 전력 계측부 240: 제1 데이터 송수신부
250: 전원 공급부 260: 제1 메모리부
270: 복구 제어부 280: 표시부
310: 제2 데이터 송수신부 320: 전력량 계측부
330: 전력량 분석부 340: 스케줄 제어명령 생성부
350: 스케줄 제어부 360: 제2 메모리부
370: 제3 데이터 송수신부

Claims (8)

  1. 메인 전원을 입력받아 복수의 채널로 부하단에 전원을 공급하는 분전반;
    상기 분전반과 부하단 사이에 설치되어, 상기 분전반의 전력을 계측하고, 상기 부하단과의 복수의 채널에 연결되는 전자 접촉기를 통하여 전원을 공급 또는 차단하는 적어도 하나의 스마트 분전반; 및
    상기 스마트 분전반과 네트워크로 연결되어, 상기 분전반별 전력 사용량을 계측 및 분석하고, 상기 계측 및 분석 결과에 따라 스케줄링되는 제어명령을 생성하여 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하는 중앙감시반을 포함하고,
    상기 스마트 분전반은 상기 중앙감시반으로부터 상기 제어명령을 수신 및 저장하고, 상기 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 온오프 동작을 제어할 수 있으며,
    상기 스마트 분전반은,
    상기 분전반으로부터 상기 부하단으로 전원을 공급 및 차단하도록 복수의 채널 상에 각각 형성된 전자 접촉기를 포함하는 자동 스위치부;
    상기 전자 접촉기에 인접되도록 복수의 채널 상에 각각 형성된 수동 스위치를 포함하는 수동 스위치부;
    상기 분전반으로부터 전원을 공급받는 전원 공급부;
    상기 중앙감시반과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성하는 제1 데이터 송수신부;
    상기 분전반과의 복수의 채널 상에서의 전력을 계측하는 전력 계측부;
    상기 중앙감시반으로부터의 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어하는 자동 제어부;
    상기 스마트 분전반의 자체 동작 오류인 경우에 상기 전자 접촉기를 모두 온시킴과 동시에 상기 수동 스위치부를 수동으로 동작하도록 제어하는 수동 제어부; 및
    상기 분전반의 전력, 상기 제어명령, 및 제1 데이터송수신부를 통하여 송수신되는 데이터를 저장하는 제1 메모리부를 포함하고,
    상기 스마트 분전반은,
    비상상황 발생시 상기 전자 접촉기를 오프시키고, 일정시간 경과후 비상상황 발생 전의 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어가능하도록 복구시키는 복구 제어부를 더 포함하는 대기전력차단 및 전력감시시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 자동 제어부는 상기 중앙감시반과의 데이터 송수신에 오류가 발생되는 경우, 상기 오류 발생 전의 제어명령을 이용하여 상기 전자 접촉기의 동작을 자동으로 제어할 수 있는 대기전력차단 및 전력감시시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중앙감시반은,
    상기 스마트 분전반과의 데이터 송수신을 위한 네트워크를 구성하는 제2 데이터 송수신부;
    상기 스마트 분전반에 의하여 계측된 전력을 기초로 각각의 분전반별 전력 사용량을 계측하는 전력량 계측부;
    상기 전력량 계측부에 의하여 계측된 전력 사용량을 기초로 분전반 각각의 시간 및 일별 전력 사용량을 분석하는 전력량 분석부;
    상기 전력량 분석부에 의하여 분석된 시간 및 일별 전력 사용량을 기초로 특정 시간 및 일별로 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하도록 스케줄링된 제어명령을 생성하는 스케줄 제어명령 생성부;
    상기 스케줄링된 제어명령에 따라 상기 전자 접촉기의 동작을 제어하는 스케쥴 제어부; 및
    상기 스케줄링된 제어명령과, 상기 제2 데이터 송수신부를 통하여 송수신되는 데이터를 저장하는 제2 메모리부를 포함하는 대기전력차단 및 전력감시시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 중앙감시반은 상기 분전반별 전력 사용량에 관한 데이터를 외부계기로 송수신하기 위한 네트워크를 구성하는 제3 데이터 송수신부를 더 포함하는 대기전력차단 및 전력감시시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스케줄 제어명령 생성부는 상기 스마트 분전반별로 전력 사용량이 피크인 시간, 휴일, 또는 평일의 저녁 시간에 해당 전자 접촉기를 일정 주기로 온오프할 수 있도록 스케줄링된 제어명령을 생성하는 대기전력차단 및 전력감시시스템.
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