KR101351305B1 - Ａｄｒ기능을 갖는 스마트 파워 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치에 관한 것으로서, 전력공급자의 DR(Demand Response)신호에 자동으로 응답하여 스마트 파워 스위치에 접속된 부하의 우선순위에 따라 강제적으로 전원을 차단함으로써 전력부하의 시간별 재분배를 이루어 전력공급자의 전력공급 안정화를 이룰 뿐만 아니라 수용가에서는 사용용도에 따라 효과적으로 대응할 수 있으며, 수용가 내부의 전력사용량에 따라 전원을 차단함으로써 내부의 전력부하를 재분배할 수도 있다.

Description

ＡＤＲ기능을 갖는 스마트 파워 스위치{SMART POWER SWITCH WITH AUTO DEMAND RESPONSE FACILITY}
본 발명은 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력공급자의 DR(Demand Response)신호에 자동으로 응답하여 스마트 파워 스위치에 접속된 부하의 우선순위에 따라 강제적으로 전원을 차단하거나 내부 전력사용량에 따라 강제적으로 전원을 차단할 수 있도록 한 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 건물 내 전기에너지를 절약하기 위해서는 크게 조명과 콘센트부하를 효과적으로 관리함으로써 달성할 수 있다.
이제까지 건물 내 조명을 일괄적으로 제어하기 위한 조명제어시스템으로는 전기 분전함 옆에 조명제어반을 별도로 설치해야하고, 조명제어반 내에 조명부하를 제어하는 릴레이(relay) 및 제어 콘트롤러(controller) 등을 설치한 후, 상기 콘트롤러를 중앙서버(server)에 접속시켜야지만 일괄적인 감시 및 제어가 가능하였다.
그러나, 이러한 조명제어시스템은 신축하는 건물일 경우에는 위와 같은 제반사항을 감안하여 시설하면 가능하겠지만, 기존건물인 경우 별도의 조명제어반을 설치하기 위한 공간확보와 배관 및 배선문제로 조명제어시스템을 도입하기가 사실상 어려웠었다.
그리고, 기존 조명제어시스템은 타임 스케쥴(Time Schedule)에 의해서만 부하를 제어함으로 에너지 절약이 제한적이고 효율적이지 못하며, 콘센트 부하제어는 사실상 배관 및 배선의 보수공사가 곤란한 문제로 전기분전반에서 일괄 제어할 수밖에 없었다.
또한, 일반 가정에서 TV, 컴퓨터, 전자렌지, 오디오 등과 같이 사용빈도가 높은 전자기기의 경우 항상 플러그가 콘센트에 꽂힌 상태로 사용하게 되며 장시간 미사용시에도 플러그가 방치되는 경우가 많다.
이때, 상기와 같은 전자기기는 사용되지 않는 경우에도 일정 용량의 대기전력을 소모하며, 그에 따른 불필요한 전력소모가 발생한다.
이러한 대기전력 소모를 방지하기 위해서는 플러그를 뽑아 전원이 상기 전자기기로 공급되는 것을 차단하여야 하나, 전자기기의 플러그를 사용시마다 꽂거나 뽑는 것은 매우 번거로운 작업을 요구하게 된다.
따라서, 전자기기 플러그가 연결되는 콘센트에서 전자기기로 전원을 공급/차단할 수 있도록 하는 스위치가 부착된 콘센트가 많이 사용되고 있는 추세이다.
또한, 콘센트에 대기전력 차단용 장치를 별도로 부착하여 사용하거나 리모컨으로 수동조작 또는 타이머(timer)를 설정하여 사용하도록 되어 있어, 사용자가 재사용시 수동으로 작동시켜야하는 불편함으로 인해 절전의 실효성을 제대로 거두지 못하고 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 2006-0115964호(2006.11.13.) "자동 전원차단 콘센트"가 있다.
최근에는 전력공급자와 전력수급에 따라 전원을 차단할 수 있도록 하는 DR(Demand Response) 계약에 따라 DR신호가 발생할 경우 수용가에 설치된 파워 스위치에서 DR신호에 따라 전원을 차단함으로써 전력부하의 시간별 재분배를 이루어 전력공급자의 전력공급 안정화를 이루고, 수용가 측면에서는 DR계약에 따른 인센티브 제공과 전력절감을 동시에 만족시킬 수 있도록 하고 있다.
그러나, DR신호의 발생으로 전력이 차단될 경우 냉장고와 같이 지속적으로 전력공급이 이루어져야 하는 것과, 일시적으로 사용하는 것 등 사용용도가 다양하지만 이를 전력공급자가 개별적으로 제어하기에는 사실상 곤란한 부분이 있어 콘센트 부하의 경우 전력수급 제어가 어려운 문제점이 있다.
또한, 파워 스위치를 통해 콘센트 부하를 제어할 경우 수용가 내부에서의 전력사용량에 따라 전력부하의 시간별 재분배를 통한 전력수급을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전력공급자의 DR(Demand Response)신호에 자동으로 응답하여 스마트 파워 스위치에 접속된 부하의 우선순위에 따라 강제적으로 전원을 차단하거나 내부 전력사용량에 따라 강제적으로 전원을 차단할 수 있도록 한 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치는 전자기기로 상용전원을 공급하기 위한 다수의 부하접속부; 부하접속부로 공급되는 상용전원을 각각 단속하는 다수의 스위칭부; 원격의 ADR서버와 접속하기 위한 네트워크 접속부; 부하접속부에 접속된 전자기기의 품목 및 부하접속부에 설정된 우선순위를 저장하는 저장부; 부하접속부에 접속된 전자기기 품목과 부하접속부의 우선순위와 스위칭부의 작동상태를 설정하기 위한 키입력부; 키입력부의 설정상태 및 네트워크 접속부로부터 DR신호가 수신될 경우 저장부에 저장된 우선순위에 따라 스위칭부를 제어하는 제어부; 제어부의 작동상태 및 스위칭부의 작동상태를 표시하는 표시부; 및 상용전원을 공급받아 제어부의 동작전원을 발생시키는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부하접속부 중 적어도 어느 하나는 스위칭부의 단속 없이 상용전원이 상시 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부하접속부를 통해 공급되는 전력사용량을 각각 측정하기 위한 다수의 전력측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는 전력측정부의 전력사용량을 기반으로 저장부에 저장된 우선순위에 따라 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전력공급자의 DR(Demand Response)신호에 자동으로 응답하여 스마트 파워 스위치에 접속된 부하의 우선순위에 따라 강제적으로 전원을 차단함으로써 전력부하의 시간별 재분배를 이루어 전력공급자의 전력공급 안정화를 이룰 뿐만 아니라 수용가에서는 사용용도에 따라 효과적으로 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은 수용가 내부의 전력사용량에 따라 전원을 차단함으로써 내부의 전력부하를 재분배할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치를 나타낸 블록구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치는 부하접속부(30), 스위칭부(20), 네트워크 접속부(70), 저장부(60), 키입력부(50), 제어부(80), 표시부(90) 및 전원부(40)를 비롯하여 전력측정부(120)를 포함한다.
부하접속부(30)는 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)와 제 0부하접속부(30_0)로 구성되며, 전자기기(미도시)와 접속되어 상용전원(10)을 공급하기 위한 콘센트로 구성된다.
이때 제 0부하접속부(30_0)는 DR신호가 발생하더라도 상용전원(10)이 차단되지 않는 콘센트로써 상시 안정적으로 전원공급이 이루어져야 하는 전자기기를 접속하는 것이 바람직하다. 그 외, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)에는 우선순위에 따라 즉, DR신호가 발생하여 강제적으로 상용전원(10)을 차단할 때 오프되어도 부방한 전자기기를 순차적으로 접속할 수 있다. 우선순위는 키입력부(50)를 통해 임의로 설정을 변경할 수 있도록 할 수 있다.
스위칭부(20)는 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)로 구성되어, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)로 공급되는 상용전원(10)을 각각 단속하기 위한 스위치로써 릴레이로 구성될 수 있다. 그러나, 설계자의 의도에 따라 릴레이 뿐만 아니라 반도체 소자를 비롯하여 다양한 스위칭 수단으로 구성될 수 있다.
네트워크 접속부(70)는 네트워크(100)를 경유하여 전력공급자의 전력공급 안정화를 위해 전력수급 상황을 모니터링하여 DR신호를 발생시키는 원격의 ADR 서버(110)에 접속되어 ADR 서버(110)로부터 발생되는 DR신호를 수신받아 제어부(80)로 전달한다.
또한, 네트워크 접속부(70)는 스마트 파워 스위치의 상태를 원격에서 모니터링할 수 있도록 클라우드 서버(미도시)로 데이터를 전송하도록 할 수도 있다.
저장부(60)는 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)에 접속된 전자기기의 품목을 저장할 수도 있으며, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)에 대해 설정된 우선순위를 저장할 수 있다.
따라서, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)에 접속된 전자기기의 품목을 파악할 수 있어 우선순위를 설정하거나 임의로 전원을 단속할 때 정확하게 해당 전자기기를 선택할 수 있도록 한다.
키입력부(50)는 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)에 접속된 전자기기의 품목을 설정하고, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)의 우선순위를 설정할 수 있다.
또한, 키입력부(50)는 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)의 작동상태를 임의로 온오프시킬 수도 있다.
제어부(80)는 키입력부(50)의 설정상태에 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)의 작동상태를 온오프시켜 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)로 공급되는 상용전원(10)을 단속한다.
또한, 제어부(80)는 네트워크 접속부(70)로부터 DR신호가 수신될 경우 저장부(60)에 저장된 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)의 우선순위에 따라 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)를 제어하여 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n)로 공급되는 상용전원(10)을 차단한다.
표시부(90)는 DR신호의 수신에 따라 작동되는 제어부(80)의 작동상태를 표시하고, 이에 따라 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)의 작동상태를 표시한다.
물론, 키입력부(50)에 의해 임의로 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)의 작동상태가 온오프된 경우에도 표시된다.
전원부(40)는 상용전원(10)을 공급받아 제어부(80)의 동작전원을 발생시켜 공급한다.
전력측정부(120)는 제 1내지 제 n전력측정부(120_1~120_n) 및 제 0전력측정부(120_0)로 구성되어, 제 1내지 제 n부하접속부(30_1~30_n) 및 제 0부하접속부(30_0)를 통해 공급되는 전력사용량을 각각 측정한다.
이렇게 측정된 전력사용량을 기반으로 수용가 내부에서의 최대사용량을 제한하여 전력을 재분배할 수 있도록 한다.
즉, 제어부(80)가 전력측정부(120)를 통해 측정된 전력사용량을 입력받아 설정된 최대전력량을 기반으로 저장부(60)에 저장된 우선순위에 따라 제 1내지 제 n스위칭부(20_1~20_n)를 제어하여 수용가 내부의 전력부하를 재분배할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치에 따르면, 전력공급자의 DR(Demand Response)신호에 자동으로 응답하여 스마트 파워 스위치에 접속된 부하의 우선순위에 따라 강제적으로 전원을 차단하여 전력공급자의 전력공급 안정화를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 수용가 내부의 전력사용량을 기반으로 부하의 우선순위에 따라 전원을 차단함으로써 내부의 전력부하를 재분배할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 상용전원 20 : 스위칭부
30 : 부하접속부 40 : 전원부
50 : 키입력부 60 : 저장부
70 : 네트워크 접속부 80 : 제어부
90 : 표시부 100 : 네트워크
110 : ADR 서버 120 : 전력측정부

Claims (4)

  1. 전자기기로 상용전원을 공급하기 위한 다수의 부하접속부;
    상기 부하접속부로 공급되는 상용전원을 각각 단속하는 다수의 스위칭부;
    원격의 ADR서버와 접속하기 위한 네트워크 접속부;
    상기 부하접속부에 접속된 상기 전자기기의 품목 및 상기 부하접속부에 설정된 우선순위를 저장하는 저장부;
    상기 부하접속부에 접속된 전자기기 품목과 상기 부하접속부의 우선순위와 상기 스위칭부의 작동상태를 설정하기 위한 키입력부;
    상기 키입력부의 설정상태 및 상기 네트워크 접속부로부터 DR신호가 수신될 경우 상기 저장부에 저장된 상기 우선순위에 따라 상기 스위칭부를 제어하는 제어부;
    상기 제어부의 작동상태 및 상기 스위칭부의 작동상태를 표시하는 표시부; 및
    상기 상용전원을 공급받아 상기 제어부의 동작전원을 발생시키는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부하접속부 중 적어도 어느 하나는 상기 스위칭부의 단속 없이 상기 상용전원이 상시 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부하접속부를 통해 공급되는 전력사용량을 각각 측정하기 위한 다수의 전력측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전력측정부의 상기 전력사용량을 기반으로 상기 저장부에 저장된 상기 우선순위에 따라 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 ADR 기능을 갖는 스마트 파워 스위치.
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