KR101336162B1 - 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템 - Google Patents

전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 패킷데이터 변압기(100), 가구별 배전 관리장치(200) 및 AP 타입 전송단말 집합체(300)로 이루어지는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 있어서, 상기 가구별 배전 관리장치(200)는, 패킷정보(1), 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP 주소(3), 전송데이터(4), 제 2 목적지 IP 주소(5) 그리고 전력정보(6)를 포함하는 패킷데이터의 단위 기반의 패킷데이터 분할 방식을 이용해 상기 변압기(100)로부터 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)로 공급되는 총 전력 공급량과, 상기 총 전력 공급량과는 별도로 연산되는 총 전력 사용량을 기반으로 전력을 가정 단위로 분배하는 전력 분배 자동화 모듈(200b); 및 전력선 통신 방식 또는 이동 통신 방식을 이용해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수)와 신호 및 데이터를 송수신하는 것을 기본으로, 상기 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)에서 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 고장 신호를 수신하여, 고장 신호에 응답하는 고장 응답 신호를 고정이 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 전송하여 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 전력 공급을 자동으로 제어하도록 하는 배전 자동화 모듈(200a)로 이루어지며, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은, 전력통신망(800)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 전력선 통신 모듈(210a-1)과, 이동통신망(700)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 이동통신 모듈(201a-2)을 포함하는 듀얼 통신모듈(210a); 및 상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하여 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 통신 경로를 디폴트 값으로 하여 형성하는 접속 제어모듈(220a); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 배전선로에 구비된 가전기기의 장애 감지 및 복구 과정 전에 자동적으로 장애가 발생된 가전기기에 대한 전력 제어를 수행할 뿐만 아니라, 전력 제어를 기반으로 전력 사용량을 측정하여 전력 부족시를 대비해 전력 공급을 위한 전력 수급량을 예측할 뿐만 아니라, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은, 고장난 가전기기에 대한 전력 자동 제어를 기반으로 배전 변압기에 대한 전력 공급 관리를 위해 각 가정(house) 별로 구비된 단말로부터 수신된 패킷데이터를 활용하며, 이와는 별도로 배전 변압기에 대한 공급 전력량과 실제 가구별 가전기기에 대한 개별적인 전력 사용 패턴을 분석하여, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템{Management system of electric power distribution for automation of electric power control and electric power distribution}
본 발명은 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배전선로에 구비된 가전기기의 장애 감지 및 복구 과정 전에 자동적으로 장애가 발생된 가전기기에 대한 전력 제어를 수행할 뿐만 아니라, 전력 제어를 기반으로 전력 사용량을 측정하여 전력 부족시를 대비해 전력 공급을 위한 전력 수급량을 예측할 뿐만 아니라, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시키도록 하기 위한 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 관한 것이다.
최근에는 원자력 설비의 노후와 이상 등에 의해 여름과 같이 전력량 사용이 극대화되는 경우, 전력 공급에 대한 관리가 중요시되고 있다.
즉, 하나의 배전 변압기에 의해 공급될 수 있는 전력량의 한계를 초과하게 되는 경우, 배전망을 통한 전력 공급에 문제를 일으키게 된다.
특히, 배전 변압기로부터의 전력 공급은 한계가 있으며, 이를 초과하는 전력 수요가 발생하게 되면, 변압기의 사고로 이어지는 문제가 발생한다.
한편, 종래에는 배전 선로의 곳곳에 위치한 많은 수의 가전기기 가운데 하나에서 장애가 발생하는 경우가 있어 왔으며, 장애를 감지한 사용자로부터 해당 가전기기에 대한 제조사에서 신고를 접수받고, 장애 발생지로 관리 요원이 방문하여 직접 가전기기에 대한 배전선로의 연결 상태 및 가전기기 자체의 문제를 조정하여 장애를 복구하는 번거로움이 있었다.
이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 배전선로에 구비된 가전기기의 장애 감지 및 복구 과정 전에 자동적으로 장애가 발생된 가전기기에 대한 전력 제어를 수행할 뿐만 아니라, 전력 제어를 기반으로 전력 사용량을 측정하여 전력 부족시를 대비해 전력 공급을 위한 전력 수급량을 예측할 뿐만 아니라, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시키도록 하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 전력사용량에 따른 전자제품추천시스템 및 방법(A SYSTEM AND METHOD FOR RECOMMENDING APPLIANCES ACCORDING TO THE POWER CONSUMATION)(특허출원번호 제10-2009-0097269호)
2. 전력선통신 개폐기를 이용한 전력수요 제어 시스템 및 그방법(SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING POWER DEMAND USING POWER LINE COMMUNICATION SWITCH)(특허출원번호 제10-2008-0072625호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배전선로에 구비된 가전기기의 장애 감지 및 복구 과정 전에 자동적으로 장애가 발생된 가전기기에 대한 전력 제어를 수행할 뿐만 아니라, 전력 제어를 기반으로 전력 사용량을 측정하여 전력 부족시를 대비해 전력 공급을 위한 전력 수급량을 예측할 뿐만 아니라, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시키도록 하기 위한 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 고장난 가전기기에 대한 전력 자동 제어를 기반으로 배전 변압기에 대한 전력 공급 관리를 위해 각 가정(house) 별로 구비된 단말로부터 수신된 패킷데이터를 활용하며, 이와는 별도로 배전 변압기에 대한 공급 전력량과 실제 가구별 가전기기에 대한 개별적인 전력 사용 패턴을 분석하여, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시키도록 하기 위한 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템은, 패킷데이터 변압기(100), 가구별 배전 관리장치(200) 및 AP 타입 전송단말 집합체(300)로 이루어지며, 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 있어서, 상기 가구별 배전 관리장치(200)는, 패킷정보(1), 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP주소(3), 전송데이터(4), 제 2 목적지 IP주소(5) 그리고 전력정보(6)를 포함하는 패킷데이터의 단위 기반의 패킷데이터 분할 방식을 이용해 상기 변압기(100)로부터 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)로 공급되는 총 전력 공급량과, 상기 총 전력 공급량과는 별도로 연산되는 총 전력 사용량을 기반으로 전력을 가정 단위로 분배하는 전력 분배 자동화 모듈(200b); 및 전력선 통신 방식 또는 이동 통신 방식을 이용해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수)와 신호 및 데이터를 송수신하는 것을 기본으로, 상기 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)에서 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 고장 신호를 수신하여, 고장 신호에 응답하는 고장 응답 신호를 고장이 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 전송하여 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 전력 공급을 자동으로 제어하도록 하는 배전 자동화 모듈(200a); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은, 전력선통신망(800)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 전력선 통신 모듈(210a-1)과, 이동통신망(700)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 이동통신 모듈(210a-2)을 포함하는 듀얼 통신모듈(210a); 및 상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하여 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 통신 경로를 디폴트 값으로 하여 형성하는 접속 제어모듈(220a); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접속 제어모듈(220a)은, 웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 생성하여 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로 전송하여 각 AP 타입 전송단말과 통신 경로를 형성하여 접속이 가능한 통신 상태를 설정하며, 상기 웨이크 업 신호(Wake up Signal)는, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각이 다수의 가전기기(A)로부터 수집한 데이터 신호(DATA)를 요청하는 신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로의 웨이크 업 신호(Wake up Signal) 전송에 따라, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터의 응답 신호를 수신한 뒤, 웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 수신한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의한 다수의 가전기기(A)로부터 데이터를 수집하여 데이터 신호(DATA)에 대한 생성이 완료되면, 상기 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)과의 사이의 전력선 통신 방식으로 통신 경로가 유지되도록 상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하는 프로토콜 처리모듈(230a); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로토콜 처리모듈(230a)은, 상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 이용하여 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로 테스트 신호를 전송하고, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 측에서 이에 응답하는 신호를 반환하는 경우 전력선 통신 방식을 이용해 통신 경로가 유지되도록 설정하며, 상기 전력선 통신 방식을 통한 통신 경로가 형성된 AP 타입 전송단말과는, 데이터 신호(DATA)를 전력선 통신 프로토콜로 변환 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로토콜 처리모듈(230a)은, 테스트 신호에 응답하는 응답 신호를 AP 타입 전송단말로부터 미리 설정된 시간 동안 수신하지 못한 경우, 이동통신 모듈(210a-2)을 이용한 이동 통신 방식을 선택한 뒤, 해당 AP 타입 전송단말로부터 데이터 신호(DATA)를 이동 통신 프로토콜로 변환 처리하여 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 데이터 신호(DATA)를 분석하여, 각 AP 타입 전송단말이 관리하는 다수의 가전기기(A) 중에서 하나 이상의 가전기기로부터 발생된 고장을 탐지시, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 고장 응답 신호를 생성하여 전송하는 접수 처리모듈(240a); 을 더 포함하며, 상기 고장 응답 신호는, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)이 탐지한 고장 기기에 공급되는 전력을 제어하도록 하는 제어 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)에 포함된 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 중 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말이 있는 경우, 상기 배전 자동화 모듈(200a)의 상기 접수 처리모듈(240a)에 의해 동작을 위한 호출(call)이 수행된 뒤, 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로부터 패킷데이터를 수신한 뒤, 각 수신된 패킷데이터 단위에서 패킷정보(1)를 추출하여 패킷 구조 정보를 파악한 뒤, 수신된 패킷데이터에 대한 분리 수행을 시작하며, AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 각각으로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 2 목적지 IP주소(5), 그리고 전력정보(6)를 추출하여 제 1 분할 패킷데이터를 생성하며, 상기 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 각각으로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP주소(3), 그리고 전송데이터(4)를 추출하여 제 2 분할 패킷데이터를 생성하는 전력량 수집 모듈(210b); 및 상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 생성된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 제 2 목적지 IP주소(5)를 이용해 상기 제 1 분할 패킷데이터를 유선통신망(400)을 통해 전력공급 관리서버(500)로 전송하며, 생성된 제 2 분할 패킷데이터에 포함된 제 1 목적지 IP주소(3)를 이용해 상기 유선통신망(400)을 통해 상기 제 2 분할 패킷데이터를 수신단말(600)로 전송하는 패킷데이터 처리 모듈(220b); 을 포함하며, 상기 전력공급 관리서버(500)는, 상기 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 패킷데이터에 의해 생성된 상기 제 1 분할 패킷데이터를 모두 수신하여, 각 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)의 각 가전기기의 전력사용량 정보를 이용해 하나의 단위로 총 전력 사용량을 합산하여 총 전력 사용량 정보를 생성한 뒤, 총 전력 사용량 정보를 이용해 전력 수급량을 예측하여, 상기 변압기(100)를 포함한 관리하는 다수의 변압기에 대한 전력 공급을 관리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력공급 관리서버(500)는, 수신된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)를 이용해 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말을 추출한 뒤, 상기 유선통신망(400)을 통해 수신단말(600)로 전송하며, 상기 수신단말(600)은, 상기 전력공급 관리서버(500)로부터 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 제 2 분할 패킷데이터를 추출한 뒤, 추출된 제 2 분할 패킷데이터에서 전송데이터(4)를 다시 추출하고, 추출된 전송데이터(4)를 이용해 미리 설정된 사용 전력 이상을 사용하는 가전기기(A)에 대한 정보를 독출한 뒤, 독출된 가전기기(A)에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 상기 유선통신망(400)을 거친 제어를 통해 해당 가전기기(A)에 대한 전력 공급이 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은, 상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 제 1 분할 패킷데이터 생성시 사용된 전력정보(6)를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 구분한 뒤, 저장부(200c) 상에 임시 저장하며, 상기 변압기(100)와 전력선 통신에 의한 데이터 송수신을 수행하여 상기 변압기(100)로부터 출력된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터로부터 부하 패턴을 산출하는 부하패턴 산출 모듈(230b); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)은, 상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)의 부하 데이터를 상기 변압기(100)로부터 제공받으며, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 다수의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터 형태로 상기 변압기(100)로부터 제공받으며, 상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 추출되어 상기 저장부(200c)에 저장된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m: m은 2 이상의 자연수)"에 의해, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A) 각각에 대한 부하 데이터를 산출하며, 부하 데이터에 대한 연산시 상기 변압기(100)에 의한 전자기유도현상을 이용한 교류의 전압이나 전류의 값을 변화에 따른 제공시의 각 변화된 전압이나 전류에 대한 제공을 위한 변화 제어 시그널에 의하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)은, 부하 패턴 산출시 상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 데이터, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 데이터를 미리 설정된 시간 동안 수집한 뒤, 수집된 부하 데이터를 이용해 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 생성하여 상기 저장부(200c)에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은, 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의한 상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 이용해, 상기 변압기(100)로부터 상기 가구별 배전 관리장치(200), 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300), 그리고 모든 가정 내의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 기초로 전체적으로 사용되는 시간대별 전체 사용 전력량을 산출하는 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은, 전체적으로 상기 변압기(100)에서 공급되는 시간대별 전체 공급 전력량에서 상기 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b)에 의해 산출된 시간대별 전체 사용 전력량을 섭트랙션(subtraction) 하는 연산을 수행하여, 상기 가구별 배전 관리장치(200) 및 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)에 의한 사용 전력량을 산출하는 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b); 을 더 포함하며, 상기 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은, 모든 가정내의 가전기기(A)에 의한 전체 사용 전력량을 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의해 산출된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A)에 대한 부하 데이터의 총합에 대한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 부하 데이터에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행하여, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신한 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m)"에서의 전력사용량(6-1 내지 6-m)의 총합에 대한 각 제 1 내지 제 m 가전기기에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행하여, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A) 하나 하나에 대한 개별적인 사용 전력량에 대한 산출을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템은, 배전선로에 구비된 가전기기의 장애 감지 및 복구 과정 전에 자동적으로 장애가 발생된 가전기기에 대한 전력 제어를 수행할 뿐만 아니라, 전력 제어를 기반으로 전력 사용량을 측정하여 전력 부족시를 대비해 전력 공급을 위한 전력 수급량을 예측할 뿐만 아니라, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템은, 고장난 가전기기에 대한 전력 자동 제어를 기반으로 배전 변압기에 대한 전력 공급 관리를 위해 각 가정(house) 별로 구비된 단말로부터 수신된 패킷데이터를 활용하며, 이와는 별도로 배전 변압기에 대한 공급 전력량과 실제 가구별 가전기기에 대한 개별적인 전력 사용 패턴을 분석하여, 배전 변압기에 의한 전력량 공급의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에서의 배선 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템 영역을 구별하여 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에서의 가구별 배전 관리장치(200)에 대한 기본 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 가구별 배전 관리장치(200)에서 배전 자동화 모듈(200a)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 가구별 배전 관리장치(200)에서 전력 분배 자동화 모듈(200b)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템상에서 사용되는 패킷데이터의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에서의 배선 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템 영역을 구별하여 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템은 변압기(100), 가구별 배전 관리장치(200), AP (Access Point) 타입 전송단말 집합체(300), 유선통신망(400), 전력공급 관리서버(500), 수신단말(600), 이동통신망(700) 및 전력선통신망(800)을 포함한다.
변압기(100)는 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N: N은 2 이상의 자연수) 각각과 연결된 가전기기(A)로 전력을 공급할 수 있다. 이러한 변압기(100)는 변전소 등과 같은 전기 생산 시설로부터 할당된 전력을 가구별 배전 관리장치(200), AP 타입 전송단말 집합체(300), 그리고 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 다수의 가전기기(A)에 분배하여 공급하는 기능을 수행한다.
AP 타입 전송단말 집합체(300)는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N: N은 2 이상의 자연수)를 포함한다. 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)은 적어도 하나 이상의 가전기기(A)와 전력선 통신을 수행한다. 여기서 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)은 가구별로 형성되어 각 가구에 있는 적어도 하나 이상의 가전기기(A)에 대한 전력량을 수집하는데 사용된다.
한편, 가구별 배전 관리장치(200)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에서의 가구별 배전 관리장치(200)에 대한 기본 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 가구별 배전 관리장치(200)는 배전 자동화 모듈(200a), 전력 분배 자동화 모듈(200b) 그리고 저장부(200c)를 포함한다.
도 4는 도 3의 가구별 배전 관리장치(200)에서 배전 자동화 모듈(200a)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면 배전 자동화 모듈(200a)은 듀얼 통신모듈(210a), 접속 제어모듈(220a), 프로토콜 처리모듈(230a), 접수 처리모듈(240a)을 포함한다.
듀얼 통신모듈(210a)은 전력선 통신 모듈(210a-1) 및 이동통신 모듈(210a-2)로 구분된다.
전력선 통신 모듈(210a-1)은 전력선통신망(800)을 통해 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신 방식을 통한 신호 및 데이터 송수신을 수행한다.
이동통신 모듈(210a-2)은 이동통신망(700)을 통해 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 이동 통신 방식을 통한 신호 및 데이터 송수신을 수행한다.
접속 제어모듈(220a)은 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하여 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 통신 경로를 형성한다.
접속 제어모듈(220a)은 웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 생성하여 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로 전송하여 각 AP 타입 전송단말과 통신 경로를 형성하여 접속이 가능한 통신 상태를 설정한다. 여기서, 웨이크 업 신호(Wake up Signal)는 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각이 다수의 가전기기(A)로부터 수집한 데이터 신호(DATA)를 요청하는 신호일 수 있다.
프로토콜 처리모듈(230a)은 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로의 웨이크 업 신호(Wake up Signal) 전송에 따라, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)으로부터의 응답 신호를 수신한다.
이후, 웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 수신한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의한 다수의 가전기기(A)로부터 데이터를 수집하여 데이터 신호(DATA)에 대한 생성이 완료되면, 프로토콜 처리모듈(230a)은 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)과의 사이의 전력선 통신 방식으로 통신 경로가 유지되도록 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어한다.
즉, 프로토콜 처리모듈(230a)은 전력선 통신 모듈(210a-1)을 이용하여 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로 테스트 신호를 전송하고, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 측에서 이에 응답하는 신호를 반환하는 경우 전력선 통신 방식을 이용해 통신 경로가 유지되도록 설정한다.
이에 따라, 프로토콜 처리모듈(230a)은 전력선 통신 방식을 통한 통신 경로가 형성된 AP 타입 전송단말과는, 데이터 신호(DATA)를 가구별 배전 관리장치(200)에 맞는 프로토콜, 예컨대 전력선 통신 프로토콜로 변환 처리하는 것이 바람직하다.
이후, 프로토콜 처리모듈(230a)은 데이터 신호(DATA)를 수신하였다는 응답 신호를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로 전송할 수 있으며, 이에 따라 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)은 응답 신호를 수신할 수 있는 일정 시간 동안 가구별 배전 관리장치(200)와 전력선 통신 접속을 유지시킬 수 있다.
한편, 프로토콜 처리모듈(230a)은 테스트 신호에 응답하는 응답 신호를 AP 타입 전송단말로부터 미리 설정된 시간 동안 수신하지 못한 경우, 이동통신 모듈(210a-2)을 이용한 이동 통신 방식을 선택한다.
이에 따라, 프로토콜 처리모듈(230a)은 이동통신 모듈(210a-2) 통해 테스트 신호에 응답하지 않은 AP 타입 전송단말 사이의 통신 경로를 형성한 뒤, 해당 AP 타입 전송단말로부터 데이터 신호(DATA)를 이동 통신 프로토콜로 변환 처리하여 수신한다.
이후, 접수 처리모듈(240a)은 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 데이터 신호(DATA)를 분석하여, 다수의 가전기기(A) 중에서 하나 이상의 가전기기로부터 발생된 고장을 탐지시, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 고장 응답 신호를 생성하여 전송한다. 여기서, 고장 응답 신호는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)이 탐지한 고장 기기에 공급되는 전력을 제어하도록 하는 제어 데이터를 포함할 수 있다.
여기서, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말은 미리 정의된 응답 시간에 기초하여 접수 처리모듈(240a)로부터 고장 응답 신호가 수신되는 지를 판단하고, 판단 결과에 따라 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다.
즉, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말은 접수 처리모듈(240a)로부터 전송된 고장 응답 신호에 따라 고장이 탐지된 가전기기에 대한 전력 공급을 자동적으로 제어할 수 있다. 여기서 전력 공급을 자동적으로 제어하는 것은 전력 차단 내지는 대기 전력 상태만을 유지하는 것일 수 있다.
다시 말하면, 접수 처리모듈(240a)로부터 전송된 고장 응답 신호에는 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대하여 전력 공급을 제어하기 위한 제어 데이터가 포함될 수 있고, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말은 이러한 제어 데이터에 기초하여 전력 공급을 자동 제어할 수 있다.
도 5는 도 3의 가구별 배전 관리장치(200)에서 전력 분배 자동화 모듈(200b)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 1의 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템상에서 사용되는 패킷데이터의 구조를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 전력 분배 자동화 모듈(200b)은 전력량 수집 모듈(210b), 패킷데이터 처리 모듈(220b), 부하패턴 산출 모듈(230b), 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b), 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b) 및 가용 전력량 분배 모듈(260b)을 포함하며, AP 타입 전송단말 집합체(300)에 포함된 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 중 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말이 있는 경우, 배전 자동화 모듈(200a)의 접수 처리모듈(240a)에 의해 동작되도록 호출(call)이 수행된 뒤, 구동되는 것이 바람직하다.
전력량 수집 모듈(210b)은 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N: N은 2 이상의 자연수) 각각에 대한 패킷데이터 요청에 따른 반환으로 패킷데이터를 수신한다.
여기서 패킷데이터 단위체의 구조는 도 6과 같다. 이에 따라, 전력량 수집 모듈(210b)은 각 패킷데이터에서 패킷정보(1)를 추출함으로써, 수신된 패킷데이터에 대한 분리 수행을 시작한다. 여기서 패킷정보(1)는 패킷데이터의 패킷 구조 정보를 포함한다.
전력량 수집 모듈(210b)은 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 2 목적지 IP주소(5), 그리고 전력정보(6)를 추출하여 제 1 분할 패킷데이터를 생성한다.
여기서 제 2 목적지 IP주소(5)는 전력공급 관리서버(500)의 IP주소로 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 가구별 배전 관리장치(200)로 패킷데이터 전송시 자동적으로 삽입되도록 설정된 정보인 것이 바람직하다.
전력량 수집 모듈(210b)은 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP주소(3), 그리고 전송데이터(4)를 추출하여 제 2 분할 패킷데이터를 생성한다. 여기서 제 1 목적지 IP주소(3)는 수신단말(600)의 IP주소를 의미한다.
패킷데이터 처리 모듈(220b)은 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 생성된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 제 2 목적지 IP주소(5)를 이용해 제 1 분할 패킷데이터를 유선통신망(400)을 통해 전력공급 관리서버(500)로 전송한다. 또한, 패킷데이터 처리 모듈(220b)은 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 생성된 제 2 분할 패킷데이터에 포함된 제 1 목적지 IP주소(3)를 이용해 유선통신망(400)을 통해 제 2 분할 패킷데이터를 수신단말(600)로 전송한다.
이에 따라, 전력공급 관리서버(500)는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 패킷데이터에 의해 생성된 제 1 분할 패킷데이터를 모두 수신하여, 각 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)의 각 가전기기의 전력사용량 정보를 이용해 하나의 단위로 총 전력 사용량을 합산하여 총 전력 사용량 정보를 생성한다. 한편, 전력공급 관리서버(500)는 수신된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)를 이용해 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말을 추출한 뒤, 유선통신망(400)을 통해 수신단말(600)로 전송한다.
전력공급 관리서버(500)는 총 전력 사용량 정보를 이용해 전력 수급량을 예측하여, 도시된 변압기(100)를 포함한 관리하는 다수의 변압기에 대한 전력 공급을 관리한다.
한편, 수신단말(600)은 전력공급 관리서버(500)로부터 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 제 2 분할 패킷데이터를 추출한 뒤, 추출된 제 2 분할 패킷데이터에서 전송데이터(4)를 다시 추출한다. 이후, 수신단말(600)은 추출된 전송데이터(4)를 이용해 미리 설정된 사용 전력 이상을 사용하는 가전기기(A)에 대한 정보를 독출한 뒤, 독출된 가전기기(A)에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 유선통신망(400)을 거친 제어를 통해 해당 가전기기(A)에 대한 전력 공급이 차단되도록 한다. 여기서 수신단말(600)은 가구별 배전 관리장치(200)를 운영하는 운영자가 소지한 단말일 수 있다.
부하패턴 산출 모듈(230b)은 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 제 1 분할 패킷데이터 생성시 사용된 전력정보(6)를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 구분한 뒤, 저장부(200c) 상에 임시 저장한다.
또한, 부하패턴 산출 모듈(230b)은 변압기(100)와 전력선 통신에 의한 데이터 송수신을 수행함으로써, 변압기(100)로부터 출력된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터로부터 부하 패턴을 산출한다. 여기서 부하 데이터는 변압기(100)에 의한 전자기유도현상을 이용한 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시켜서 제공시의 각 변화된 전압이나 전류에 대한 제공을 위한 변화 제어 시그널에 의해 연산 된다.
부하패턴 산출 모듈(230b)은 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, AP 타입 전송단말 집합체(300)의 부하 데이터를 변압기(100)로부터 제공받는다. 또한, 부하패턴 산출 모듈(230b)은 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 다수의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터 형태로 변압기(100)로부터 제공받는다.
이후, 부하패턴 산출 모듈(230b)은 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 추출되어 저장부(200c)에 저장된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m)"에 의해, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A)에 대한 부하 데이터를 산출한다.
또한, 부하패턴 산출 모듈(230b)은 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 데이터, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 데이터를 미리 설정된 시간 동안 수집한다.
이후, 부하패턴 산출 모듈(230b)은 수집된 부하 데이터를 이용해 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 생성하여 저장부(200c)에 저장한다.
전체 공급 전력량 산출 모듈(240b)은 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의한 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 이용해 변압기(100)로부터 가구별 배전 관리장치(200), AP 타입 전송단말 집합체(300), 그리고 모든 가정내의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 기초로 전체적으로 사용되는 시간대별 전체 사용 전력량을 산출한다.
가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은 전체적으로 변압기(100)에서 공급되는 시간대별 전체 공급 전력량에서 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b)에 의해 산출된 시간대별 전체 사용 전력량을 섭트랙션(subtraction) 하는 연산을 수행함으로써, 가구별 배전 관리장치(200) 및 AP 타입 전송단말 집합체(300)에 의한 사용 전력량을 산출한다.
이후, 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은 모든 가정내의 가전기기(A)에 의한 전체 사용 전력량을 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의해 산출된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A)에 대한 부하 데이터의 총합에 대한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 부하 데이터에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행함으로써, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 산출한다.
이후, 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신한 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m)"에서의 전력사용량(6-1 내지 6-m)의 총합에 대한 각 제 1 내지 제 m 가전기기에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행함으로써, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A) 하나 하나에 대한 개별적인 사용 전력량에 대한 산출을 수행한다.
가용 전력량 분배 모듈(260b)은 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)에 의해 산출된 각 가전기기(A)에 대한 개별적인 해당 미리 설정된 시간 동안의 사용 전력량에 대한 미리 설정된 시간 동안의 평균값을 연산함으로써, 연산된 평균값의 총합에 해당하는 사용 전력량에 대한 총합보다 높은 전체 공급 전력량을 변압기(100)로 요청하여 각 가전기기(A)에 대한 평균값을 기준으로 분배하여 제공한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1: 패킷정보
2: 출발지 IP 주소
3: 제 1 목적지 IP주소
4: 전송데이터
5: 제 2 목적지 IP주소
6: 전력정보
6-1: 제 1 가전기기의 식별번호, 제 1 가전기기의 전력사용량
6-m: 제 m 가전기기의 식별번호, 제 m 가전기기의 전력사용량
100: 변압기
200: 가구별 배전 관리장치
200a: 배전 자동화 모듈
210a: 듀얼 통신모듈
210a-1: 전력선 통신 모듈
210a-2: 이동통신 모듈
220a: 접속 제어모듈
230a: 프로토콜 처리모듈
200b: 전력 분배 자동화 모듈
210b: 전력량 수집 모듈
220b: 패킷데이터 처리 모듈
230b: 부하패턴 산출 모듈
240b: 전체 공급 전력량 산출 모듈
250b: 가구별 공급 전력량 산출 모듈
260b: 가용 전력량 분배 모듈
200c: 저장부
300: AP 타입 전송단말 집합체
300-1: 제 1 AP 타입 전송단말
300-2: 제 2 AP 타입 전송단말
300-N: 제 N AP 타입 전송단말
A: 가전기기
400: 유선통신망
500: 전력공급 관리서버
600: 수신단말
700: 이동통신망
800: 전력선통신망

Claims (16)

  1. 패킷데이터 변압기(100), 가구별 배전 관리장치(200) 및 AP 타입 전송단말 집합체(300)로 이루어지는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템에 있어서,
    상기 가구별 배전 관리장치(200)는, 패킷정보(1), 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP 주소(3), 전송데이터(4), 제 2 목적지 IP 주소(5) 그리고 전력정보(6)를 포함하는 패킷데이터의 단위 기반의 패킷데이터 분할 방식을 이용해 상기 변압기(100)로부터 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)로 공급되는 총 전력 공급량과, 상기 총 전력 공급량과는 별도로 연산되는 총 전력 사용량을 기반으로 전력을 가정 단위로 분배하는 전력 분배 자동화 모듈(200b); 및 전력선 통신 방식 또는 이동 통신 방식을 이용해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수)와 신호 및 데이터를 송수신하는 것을 기본으로, 상기 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N, N은 2 이상의 자연수) 각각이 가정 단위로 관리하는 가전기기(A)에서 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 고장 신호를 수신하여, 고장 신호에 응답하는 고장 응답 신호를 고정이 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 전송하여 고장이 탐지된 가전기기(A)에 대한 전력 공급을 자동으로 제어하도록 하는 배전 자동화 모듈(200a)로 이루어지며,
    상기 배전 자동화 모듈(200a)은, 전력통신망(800)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 전력선 통신 모듈(210a-1)과, 이동통신망(700)을 통해 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 전력선 통신을 수행하는 이동통신 모듈(201a-2)을 포함하는 듀얼 통신모듈(210a); 및
    상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하여 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각과 통신 경로를 디폴트 값으로 하여 형성하는 접속 제어모듈(220a);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접속 제어모듈(220a)은,
    웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 생성하여 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로 전송하여 각 AP 타입 전송단말과 통신 경로를 형성하여 접속이 가능한 통신 상태를 설정하며,
    상기 웨이크 업 신호(Wake up Signal)는, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각이 다수의 가전기기(A)로부터 수집한 데이터 신호(DATA)를 요청하는 신호인 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은,
    상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 구성하는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로의 웨이크 업 신호(Wake up Signal) 전송에 따라, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터의 응답 신호를 수신한 뒤, 웨이크 업 신호(Wake up Signal)를 수신한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의한 다수의 가전기기(A)로부터 데이터를 수집하여 데이터 신호(DATA)에 대한 생성이 완료되면, 상기 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)과의 사이의 전력선 통신 방식으로 통신 경로가 유지되도록 상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 제어하는 프로토콜 처리모듈(230a); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 프로토콜 처리모듈(230a)은,
    상기 전력선 통신 모듈(210a-1)을 이용하여 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로 테스트 신호를 전송하고, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 측에서 이에 응답하는 신호를 반환하는 경우 전력선 통신 방식을 이용해 통신 경로가 유지되도록 설정하며, 상기 전력선 통신 방식을 통한 통신 경로가 형성된 AP 타입 전송단말과는, 데이터 신호(DATA)를 전력선 통신 프로토콜로 변환 처리하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 프로토콜 처리모듈(230a)은,
    테스트 신호에 응답하는 응답 신호를 AP 타입 전송단말로부터 미리 설정된 시간 동안 수신하지 못한 경우, 이동통신 모듈(210a-2)을 이용한 이동 통신 방식을 선택한 뒤, 해당 AP 타입 전송단말로부터 데이터 신호(DATA)를 이동 통신 프로토콜로 변환 처리하여 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 배전 자동화 모듈(200a)은,
    각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 데이터 신호(DATA)를 분석하여, 각 AP 타입 전송단말이 관리하는 다수의 가전기기(A) 중에서 하나 이상의 가전기기로부터 발생된 고장을 탐지시, 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말로 고장 응답 신호를 생성하여 전송하는 접수 처리모듈(240a); 을 더 포함하며,
    상기 고장 응답 신호는, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)이 탐지한 고장 기기에 공급되는 전력을 제어하도록 하는 제어 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은,
    상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)에 포함된 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 중 고장 신호가 탐지된 가전기기(A)를 관리하는 AP 타입 전송단말이 있는 경우, 상기 배전 자동화 모듈(200a)의 상기 접수 처리모듈(240a)에 의해 동작을 위한 호출(call)이 수행된 뒤, 구동되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은,
    상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 제 1 AP 타입 전송단말(300-1) 내지 제 N AP 타입 전송단말(300-N) 각각으로부터 패킷데이터를 수신한 뒤, 각 수신된 패킷데이터 단위에서 패킷정보(1)를 추출하여 패킷 구조 정보를 파악한 뒤, 수신된 패킷데이터에 대한 분리 수행을 시작하며, AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 각각으로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 2 목적지 IP주소(5), 그리고 전력정보(6)를 추출하여 제 1 분할 패킷데이터를 생성하며, 상기 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 각각으로부터 수신된 패킷데이터에서 출발지 IP 주소(2), 제 1 목적지 IP주소(3), 그리고 전송데이터(4)를 추출하여 제 2 분할 패킷데이터를 생성하는 전력량 수집 모듈(210b); 및
    상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 생성된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 제 2 목적지 IP주소(5)를 이용해 상기 제 1 분할 패킷데이터를 유선통신망(400)을 통해 전력공급 관리서버(500)로 전송하며, 생성된 제 2 분할 패킷데이터에 포함된 제 1 목적지 IP주소(3)를 이용해 상기 유선통신망(400)을 통해 상기 제 2 분할 패킷데이터를 수신단말(600)로 전송하는 패킷데이터 처리 모듈(220b); 을 포함하며,
    상기 전력공급 관리서버(500)는, 상기 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신된 패킷데이터에 의해 생성된 상기 제 1 분할 패킷데이터를 모두 수신하여, 각 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)의 각 가전기기의 전력사용량 정보를 이용해 하나의 단위로 총 전력 사용량을 합산하여 총 전력 사용량 정보를 생성한 뒤, 총 전력 사용량 정보를 이용해 전력 수급량을 예측하여, 상기 변압기(100)를 포함한 관리하는 다수의 변압기에 대한 전력 공급을 관리하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전력공급 관리서버(500)는,
    수신된 제 1 분할 패킷데이터에 포함된 전력정보(6)를 이용해 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말을 추출한 뒤, 상기 유선통신망(400)을 통해 수신단말(600)로 전송하며,
    상기 수신단말(600)은,
    상기 전력공급 관리서버(500)로부터 미리 설정된 전력 사용량 이상인 제 1 분할 패킷데이터에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 제 2 분할 패킷데이터를 추출한 뒤, 추출된 제 2 분할 패킷데이터에서 전송데이터(4)를 다시 추출하고, 추출된 전송데이터(4)를 이용해 미리 설정된 사용 전력 이상을 사용하는 가전기기(A)에 대한 정보를 독출한 뒤, 독출된 가전기기(A)에 해당하는 AP 타입 전송단말에 대한 상기 유선통신망(400)을 거친 제어를 통해 해당 가전기기(A)에 대한 전력 공급이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은,
    상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 제 1 분할 패킷데이터 생성시 사용된 전력정보(6)를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 구분한 뒤, 저장부(200c) 상에 임시 저장하며, 상기 변압기(100)와 전력선 통신에 의한 데이터 송수신을 수행하여 상기 변압기(100)로부터 출력된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터로부터 부하 패턴을 산출하는 부하패턴 산출 모듈(230b); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)은,
    상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)의 부하 데이터를 상기 변압기(100)로부터 제공받으며, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 다수의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 부하 데이터 형태로 상기 변압기(100)로부터 제공받으며,
    상기 전력량 수집 모듈(210b)에 의해 추출되어 상기 저장부(200c)에 저장된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m: m은 2 이상의 자연수)"에 의해, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A) 각각에 대한 부하 데이터를 산출하며, 부하 데이터에 대한 연산시 상기 변압기(100)에 의한 전자기유도현상을 이용한 교류의 전압이나 전류의 값을 변화에 따른 제공시의 각 변화된 전압이나 전류에 대한 제공을 위한 변화 제어 시그널에 의하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)은,
    부하 패턴 산출시 상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 데이터, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 데이터, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 데이터를 미리 설정된 시간 동안 수집한 뒤,
    수집된 부하 데이터를 이용해 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 생성하여 상기 저장부(200c)에 저장하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은,
    상기 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의한 상기 가구별 배전 관리장치(200)의 부하 패턴 정보, 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)를 이루는 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)의 부하 패턴 정보, 그리고 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 각 가전기기(A)에 대한 부하 패턴 정보를 이용해, 상기 변압기(100)로부터 상기 가구별 배전 관리장치(200), 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300), 그리고 모든 가정 내의 가전기기(A)에 의한 부하 데이터를 기초로 전체적으로 사용되는 시간대별 전체 사용 전력량을 산출하는 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 전력 분배 자동화 모듈(200b)은,
    전체적으로 상기 변압기(100)에서 공급되는 시간대별 전체 공급 전력량에서 상기 전체 공급 전력량 산출 모듈(240b)에 의해 산출된 시간대별 전체 사용 전력량을 섭트랙션(subtraction) 하는 연산을 수행하여, 상기 가구별 배전 관리장치(200) 및 상기 AP 타입 전송단말 집합체(300)에 의한 사용 전력량을 산출하는 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b); 을 더 포함하며,
    상기 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은,
    모든 가정내의 가전기기(A)에 의한 전체 사용 전력량을 상기 부하패턴 산출 모듈(230b)에 의해 산출된 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 가전기기(A)에 대한 부하 데이터의 총합에 대한 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N) 별로 할당된 부하 데이터에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행하여, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 가구별 공급 전력량 산출 모듈(250b)은,
    각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A)의 총합에 의한 사용 전력량을 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)로부터 수신한 전력정보(6)에 포함된 "제 1 가전기기의 식별번호 및 제 1 가전기기의 전력사용량(6-1)" 내지 "제 m 가전기기의 식별번호와 제 m 가전기기의 전력사용량(6-m)"에서의 전력사용량(6-1 내지 6-m)의 총합에 대한 각 제 1 내지 제 m 가전기기에 대한 백분율(%)로의 연산을 수행하여, 각 AP 타입 전송단말(300-1 내지 300-N)에 의해 관리되는 가정내의 가전기기(A) 하나 하나에 대한 개별적인 사용 전력량에 대한 산출을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 자동 제어 및 전력 분배 자동화를 위한 가구별 배전 관리 시스템.
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