KR101355978B1

KR101355978B1 - 전력 관리 시스템 및 전력 사용량 예측 방법

Info

Publication number: KR101355978B1
Application number: KR1020120104695A
Authority: KR
Inventors: 유준재; 이민구; 박용국
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-02-03

Abstract

본 발명은 에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 전력 관리 시스템은, 적어도 하나의 가정 내 전력 사용량을 예측할, 예측 기간을 입력받는 입력부; 상기 예측 기간의 일 평균기온을 수신하는 통신부; 및 상기 예측 기간의 일 평균기온 및 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 전력 사용량을 예측하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 관리 시스템 및 전력 사용량 예측 방법{Electric Management System and Method for Electric Consumption Prediction}

본 발명은 전력 관리 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 가정 내 소비되는 전력 사용량을 계측할 수 있는 전력 관리 시스템 및 전력 사용량 예측 방법에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약에 대한 사회적/경제적 이슈가 증가함에 따라 주택이나 건물에서 에너지 관리 시스템의 기능을 업그레이드(Upgrade)하여 에너지 절약을 유도하는 경향이 두드러지고 있다.

종래의 전력 사용량 관련 시스템은 전기 사용량 실시간 모니터링, 일부 가전의 선택적으로 계측, 또는 향후 전기 사용량 계측과 같은 기능을 제공하고 있다.

예를 들어, 종래의 전력 사용량 관련 시스템은 아파트 단지 내 평균 전력 사용량 정보, 각 가정의 전력 사용량 순위 정보, 또는 현재 시점에 대응되는 과거 사용량을 이용하여 사용될 전기 사용량 정보를 제공하였다.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 기후 정보를 려하여 가정 내 전력 사용량을 예측할 수 있는 전력 관리 시스템 및 전력 사용량 예측 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따른 전력 관리 시스템은, 적어도 하나의 가정 내 전력 사용량을 예측할, 예측 기간을 입력받는 입력부; 상기 예측 기간의 일 평균기온을 수신하는 통신부; 및 상기 예측 기간의 일 평균기온 및 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 전력 사용량을 예측하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 면에 따른 전력 관리 시스템에 의한 전력 사용량 예측 방법은, 전력 사용량을 예측할, 예측 기간을 입력받으면, 상기 예측 기간의 일 평균기온을 확인하는 단계; 및 상기 예측 기간의 일 평균기온 및 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 전력 사용량을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 건물 및 주택에 대한 신뢰성 있는 전력 사용량 예측이 가능하여, 거주자는 전력 사용량 예측 정보를 기준으로 자신의 전력 사용을 관리할 수 있고, 따라서 주택 단위의 전기 절약 효과를 거둘 수 있다.

도 1은 본 발명의 전력 관리 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 전력 사용량 예측용 수학식 도출 방법을 도시한 흐름도.
도 3a는 2009년 1월, 용인지역의 일 평균기온에 대응하는 난방도일을 도시한 그래프.
도 3b는 2009년 1월, 용인지역의 어느 주택의 난방도일과 전력 사용량을 도시한 분산형 그래프.
도 4a는 2010년 1월, 용인지역의 일 평균기온에 따른 일별 난방도일을 도시한 그래프.
도 4b는 2010년 용인지역 특정가정의 월간 전력 사용량 예측치와 실제 전력 사용량을 비교하여 도시한 그래프.
도 4c는 2010년, 용인지역 74세대 가정의 전력 사용량 예측 오차율을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 가전별 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 요일별 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템을 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(10)은 입력부(130), 통신부(110), 저장부(140), 결정부(150), 연산부(120) 및 표시부(160)를 포함한다.

입력부(130)는 전력 사용량을 예측할 예측 기간 및 전력 사용량의 제공형태 중 적어도 하나를 설정하는 사용자 인터페이스이다. 여기서, 전력 사용량의 제공형태는 예측 기간의 전력 사용량을 종합적으로 제공하는 형태, 가전별로 구분하여 제공하는 형태 또는, 요일별로 구분하여 제공하는 형태 등일 수 있다.

통신부(110)는 예측 기간의 일 평균기온, 과거 일정기간의 일 평균기온, 과거 일정기간의 전력 사용량 중 적어도 하나를 수신한다. 이때, 통신부(110)는 기상청과 같이 기온정보를 제공하는 기관의 장치로부터 과거 일정기간이나, 예측 기간의 일 평균기온을 수신할 수 있다.

이때, 통신부(110)는 와이브로(WiBro), 와이파이(WiFi), CDMA나, 이더넷 등의 다양한 통신 방식으로 통신할 수 있다.

저장부(140)는 과거 일정기간의 일 평균기온, 과거 일정기간의 전력 사용량, 예측 기간의 일 평균기온 및 전력 사용량 예측용 수학식 중 적어도 하나를 저장한다.

결정부(150)는 과거 일정기간의 일 평균기온과 과거 일정기간의 전력 사용량을 이용하여 난방을 하는 제1 기간의 전력 사용량 예측용 수학식 및 냉방을 하는 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다.

구체적으로, 결정부(150)는 과거 일정기간 중에서 제1 기간에 대해서는 제1 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출하고, 과거 일정기간 중에서 냉방을 하는 제2 기간에 대해서는 제2 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출한다. 그리고, 결정부(150)는 제1 기간의 일별 난방도일과 전력 사용량 간의 상관관계를 이용하여 제1 기간의 전력 사용량 예측용 수학식을 결정하고, 제1 기간의 일별 냉방도일과 전력 사용량 간의 상관관계를 이용하여 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다.

여기서, 제1 기간은 10~3월을 포함하는 겨울철일 수 있으며, 제2 기간은 4월~9월을 포함하는 여름철일 수 있다. 이때, 결정부(150)는 1년 동안 각 가정의 냉방기기와 난방기기의 사용 정도를 확인하고, 난방 기기가 더 많이 사용되는 기간을 제1 기간으로 결정하고, 냉방 기기가 더 많이 사용되는 기간을 제2 기간으로 결정할 수 있다.

연산부(120)는 예측 기간의 일 평균기온과 제1 및 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식을 이용하여 예측 기간의 전력 사용량을 예측한다.

구체적으로, 연산부(120)는 예측 기간의 일 평균기온을 하기의 수학식 1에 대입하여 예측 기간의 일별 난방도일 및 일별 냉방도일 중 적어도 하나를 산출한다.

수학식 1에서, 제1 및 제2 기준온도는 정부 등에 의해 권장되는 난방과 냉방의 권장 실내온도일 수 있다. 이하의 명세서는 제1 기준온도는 현재 난방에 대한 권장 실내온도인 18도이고, 제2 기준온도는 현재 냉방에 대한 권장 실내온도인 24도인 경우를 예로 들어 설명한다.

그리고, 연산부(120)는 예측 기간의 일별 난방도일 일별 냉방도일을 하기의 수학식 2과 같은 제1 및 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하여 예측 기간의 일별 전력 사용량의 예측치를 산출한다.

수학식 2에서 x는 난방도일, 또는 냉방도일이며, f(x)는 전력 사용량의 예측치이다.

그리고, 연산부(120)는 예측 기간의 일별 전력 사용량의 예측치를 모두 합산하여 예측 기간의 전력 사용량의 예측치를 산출한다.

표시부(160)는 연산부(120)의 제어에 따라 예측 기간의 전력 사용량의 예측치를 수치로 표시할 수도 있으며, 막대 그래프 등의 그래프 형태로 표시할 수 있다.

한편, 전술한 예에서는 결정부(150)가 전력 관리 시스템(10)의 일 구성요소인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 결정부(150)는 외부에 구비된 중앙 서버의 일 구성요소일 수도 있다. 이 경우, 연산부(120)는 통신부(110)를 통해 결정부(150)에 의해 결정된 제1 및 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식을 전달받아, 저장부(140)에 저장해두고, 전력 사용량 예측시에 사용한다.

또한, 전술한 예에서는 결정부(150)가 난방기간 및 냉방기간에 대응되는 제1 및 제2 기간의 전력예측용 수학식을 제공하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그런데, 결정부(150)는 이와 달리, 과거 일정기간의 일 평균기온과 과거 일정기간의 기기별 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 기기별 전력 사용량 예측용 수학식을 제공할 수도 있다. 이 경우, 연산부(120)는 가정 내 기기(예컨대, 가전/정보 기기)별 ID를 수집하여, 예측 기간의 일 평균기온으로부터 예측 기간의 일별 난방도일 및 일별 냉방도일 중 적어도 하나를 확인하고, 예측 기간의 일별 난방도일 및 일별 냉방도일 중 적어도 하나를 ID에 대응되는 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하여 기기별 전력 사용량의 예측치를 산출할 수 있다.

또는, 결정부(150)는 요일별로 각기 구분되는 복수의 요일별 전력소비량 예측용 수학식을 제공할 수도 있다. 이 경우, 연산부(120)는 일별 난방도일 또는 일별 냉방도일을 요일별로 구분하여 복수의 요일별 전력소비량 예측용 수학식에 각기 대입하여 요일별로 구분되는 일별 전력 사용량의 예측치를 산출하고, 요일별로 구분되는 일별 전력 사용량의 예측치를 요일별로 구분해 합산하여 예측 기간의 요일별 전력 사용량의 예측치를 산출할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 건물 및 주택에 대한 신뢰성 있는 전력 사용량 예측이 가능하여, 거주자는 전력 사용량 예측 정보를 기준으로 자신의 전력 사용을 관리할 수 있고, 주택 단위의 전기 절약 효과를 거둘 수 있다. 따라서, 본 발명은 신 재생 에너지 분야에서 미래 서비스하고자 하는 개별 주택 단위의 전력 상거래 서비스와 연계되어, 전력을 가정 단위로 사고 팔 수 있는 전력 상거래 서비스 등 같은 전력사용 예측에 대한 기술적 기반이 될 것으로 기대된다.

나아가, 본 발명은 국가 단위로 에너지 절약 효과가 발생하여 추후 발전소 건설 비용과 에너지원 수입 비용을 크게 절약할 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측용 수학식 도출 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측용 수학식 도출 방법을 도시한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 각 가정이 속한 지역의 겨울철의 적어도 한 달(예컨대, 10월~2월)과 전년도 여름 철의 적어도 한 달(예컨대, 4월~9월)의 일 평균온도를 확인한다(S210). 이때, 전력 관리 시스템(10)은 기상청 등의 데이터베이스로부터 해당 지역의 전년도 각 달의 일 평균온도를 제공받을 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 수학식 1을 이용하여 겨울철 적어도 한 달의 일 평균온도에 대응하는 일별 난방도일 및 여름철 적어도 한 달의 일 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일 중 적어도 하나를 산출한다(S220).

전력 관리 시스템(10)은 각 가정의 전년도 겨울철 적어도 한 달과 여름철 적어도 한 달의 일별 전력 사용량을 확인한다(S230). 이때, 전력 관리 시스템(10)은 기저장된 전년도 적어도 한 달의 일별 전력 사용량이 없으면, 한국전력 등의 데이터베이스로부터 제공받을 수 있다. 여기서, 일별 전력 사용량을 산출하는 겨울철 적어도 한 달은 일별 난방도일을 산출하는 겨울철 적어도 한 달과 동일하며, 일별 전력 사용량을 산출하는 여름철 적어도 한달은 일별 냉방도일을 산출하는 여름철 적어도 한달과 동일하다.

전력 관리 시스템(10)은 겨울철 적어도 한 달의 일별 난방도일과 겨울철 적어도 한 달의 전력 사용량의 상관관계를 모델링하여 겨울철의 전력 사용량 예측용 수학식을 산출한다. 또한, 전력 관리 시스템(10)은 여름철 적어도 한달의 일별 냉방도일과 겨울철 적어도 한 달의 전력 사용량 간의 상관관계를 모델링하여 여름철의 전력 사용량 예측용 수학식을 산출한다(S240).

한편, 전술한 예에서는 전력 관리 시스템(10)이 전년도 전력 사용량 및 일 평균기온을 이용하여 전력 사용량 예측용 수학식을 도출하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 전력 관리 시스템(10)은 전년도 이전의 데이터나, 전년도를 포함하는 과거 데이터를 종합하여 전력 사용량 예측용 수학식을 도출할 수도 있음은 물론이다.

또한, 전력 관리 시스템(10)은 설치 후 최초 1회만 전력 사용량 예측용 수학식을 산출할 수 있으며, 주기적으로 새로이 전력 사용량 예측용 수학식을 산출할 수도 있다.

예를 들어, 전력 관리 시스템(10)은 새로운 해가 시작되는 연초나 연말마다 작년 데이터에 근거하여 전력 사용량 예측용 수학식을 산출할 수 있다.

한편, 전술한 전력 관리 시스템(10)은 각 가정 내에 구비된 전력 계측 기기일 수 있으며, 각 가정 내 전력 계측 기기를 관리하는 중앙 모니터링 기기일 수 있다. 후자의 중앙 모니터링 기기는 산출된 전력 사용량 예측용 수학식을 각 가정 내 전력 계측 기기로 송신하여 전력 계측 기기에 의해 각 가정의 전력 사용량이 예측되도록 한다.

이하, 도 3a 및 3b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리 시스템의 일 가정의 전력 사용량 예측용 수학식 산출 과정에 대하여 설명한다.

도 3a는 2009년 1월, 용인지역의 일 평균기온에 대응하는 난방도일을 도시한 그래프이며, 도 3b는 2009년 1월, 용인지역의 어느 주택의 난방도일과 전력 사용량을 도시한 분산형 그래프이다.

전력 관리 시스템(10)은 도 3a와 같이, 2009년 1월, 용인지역의 일 평균기온을 확인하고, 겨울철이므로 수학식 1에 의해 일 평균기온에 대응하는 난방도일을 산출한다. 이때, 전력 관리 시스템(10)은 기상청의 데이터베이스로부터 2009년 1월, 용인지역의 일 평균기온을 제공받아 확인할 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 2009년 1월, 용인지역 특정가구(도 3b에서는 용인지역, 102호 가구)의 일별 전력 사용량을 확인하고, 도 3b와 같이 일별 전력 사용량과 일별 난방도일 간의 상관관계를 분산형 그래프로 도출한다. 이때, 전력 관리 시스템(10)은 한국전력 등의 데이터베이스로부터 특정가구의 전력 사용량을 확인할 수 있다.

도 3b의 그래프로부터 특정가구의 겨울철 전력 사용량 예측용 수학식(도 3b의 실선 참조)을 산출하면, 하기의 수학식 3과 같다.

전력 관리 시스템(10)은 냉방도일에 대해서도 동일한 방식을 통해서 여름철 전력 사용량 예측용 수학식을 산출할 수 있다.

한편, 전술한 수학식 1 내지 3에서는 과거 냉방도일 또는 과거 난방도일과 과거 전력 사용량의 상관관계를 2차 다항식으로 모델링하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 3차, 4차, 지수함수, Sign 함수 등으로 모델링할 수도 있음은 물론이다.

이하, 도 4a 내지 4c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 사용량 예측치의 적용 예에 대하여 설명한다.

도 4a는 2010년 1월, 용인지역의 일 평균기온에 따른 일별 난방도일을 도시한 그래프이고, 도 4b는 2010년, 용인지역 특정가정의 월간 전력 사용량 예측치와 실제 전력 사용량을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 4c는 2010년, 용인지역 74세대 가정의 전력 사용량 예측 오차율을 도시한 그래프이다.

도 4a와 같이, 전력 관리 시스템(10)은 각 가정의 2010년 각 월의 일별 평균기온을 확인하고, 일별 평균기온에 대응하는 각 가정의 난방도일 또는 냉방도일을 산출한다. 도 4a는 2010년 1월의 예이며, 2, 3, 10 내지 12월에 대해서는 난방도일을 확인하고, 4월 내지 9월에 대해서는 냉방도일을 확인한다.

도 4b와 같이, 전력 관리 시스템(10)은 난방도일 또는 냉방도일을 각기 난방도일 또는 냉방도일에 대응하는 전력 사용량 예측 수학식에 입력하여 각 가정의 월별 전력 사용량의 예측치를 산출한다. 여기서, 전력 관리 시스템(10)은 난방도일을 겨울철 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하고, 냉방도일을 여름철 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하여 각 가정의 월별 전력 사용량 예측치를 산출할 수 있다.

도 4b와 같이, 본 발명에 따른 각 가정의 월별 전력 사용량 예측치는 실제 전력 사용량과 비교할 때 10.55%정도의 오차만을 나타내는 것으로 보아, 본 발명은 사용될 전력 사용량을 매우 정확하게 예측할 수 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 장기 외출 등으로 인해 전력사용 패턴이 매우 불규칙한 일부 가정을 제외한, 대부분의 가정에 대해 10% 이내의 오차율로 가구별 전력 사용량을 예측할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 4c와 같이, 본 발명의 전력 사용량 예측치의 오차율은 평균 13.1% 내로 정확도가 높음을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 각 가정의 전력 사용량을 매우 정확하게 예측할 수 있으므로, 향후 전력 상거래 서비스 등을 통해 향후 전력을 미리 확보해야 하는 상황에서, 어느 정도의 전력을 추가로 확보해야 할지에 대한 비교적 정확한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 사용자에 의해 설정된 전력 사용량의 예측 기간을 확인한다(S510). 이때, 전력 관리 시스템(10)은 기설정된 예측 기간이 없으면, 사용자에게 입력하도록 요청할 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 기상청 등과 같이 일 평균기온을 제공하는 데이터베이스로부터 예측 기간에 대응하는 일별 평균기온을 확인한다(S520).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간 중에 난방을 하는 제1 기간(예컨대, 10월~ 3월)에 포함된 일자가 있는지 여부를 확인한다(S530).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간 중에 제1 기간에 포함된 일자에 대해서는, 일별 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출한다(S540).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간 중에 제2 기간(예컨대, 4월~9월)에 포함된 일자에 대해서는, 일별 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출한다(S550).

전력 관리 시스템(10)은 기설정된 제1 기간의 전력 사용량 예측용 수학식과 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식 중 적어도 하나를 이용하여 일별 전력 사용량 예측치를 산출한다(S560).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간의 일별 전력 사용량 예측치를 모두 합산하여 예측 기간의 전력 사용량 예측치를 산출한다(S580).

전력 관리 시스템(10)은 산출된 예측 기간의 전력 사용량 예측치를 그래프 등과 같이 사용자에 의해 식별되기 용이한 형태로 사용자에게 표출한다(S590).

이와 같이, 본 발명은 계절별 기후 특성, 과거 기후 데이터 및 실측 전력 사용량 데이터를 이용하여 향후의 전력 사용량을 예측 가능하다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 가전별 전력 사용량 예측 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가전별 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 하기의 과정을 통해서, 난방을 하는 제1 기간(예컨대, 10~3월)의 전력 사용량 예측용 수학식과 냉방을 하는 제2 기간(예컨대, 4~9월)의 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다(S610).

구체적으로, 전력 관리 시스템(10)은 가정 내 각 기기에 구비된 스마트 플러그 등의 과거 일정기간의 전력 사용량 계측 데이터를 참조하여 과거 일정기간의 각 기기의 일별 전력 사용량을 확인한다. 그리고, 전력 관리 시스템(10)은 과거 일정기간 중에서 제1 기간에 포함된 날짜들에 대해서는 각 기기의 일별 전력 사용량과 각 기기가 구비된 지역의 일별 평균기온에 대응하는 난방도일 간의 상관관계를 모델링하여 제1 기간의 기기별 전력 사용량 예측용 수학식을 산출한다. 또한, 전력 관리 시스템(10)은 과거 일정기간 중에서 제2 기간에 포함된 날짜들에 대해서는 각 기기의 일별 전력 사용량과 각 기기가 구비된 지역의 일별 평균기온에 대응하는 냉방도일 간의 상관관계를 모델링하여 제2 기간의 기기별 전력 사용량 예측용 수학식을 산출한다.

전력 관리 시스템(10)은 각 가정에서, 전원을 공급받는 기기의 ID를 수집한다(S620). 이때, 전력 관리 시스템(10)은 각 가정에 최초 설치시 및 기기 변동(기기 추가, 삭제)이 있을시 중 적어도 하나의 경우에 적어도 1회 기기의 ID를 수집한다.

전력 관리 시스템(10)은 각 기기에 대해 기설정된 전력 사용량 예측용 수학식이 있는지를 확인한다(S630).

전력 관리 시스템(10)은 사용자에 의해 설정된 전력 사용량의 예측 기간을 확인한다(S640).

전력 관리 시스템(10)은 일 평균기온을 제공하는 데이터베이스로부터 예측 기간에 대응하는 일별 평균기온을 확인한다(S650).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간 중에 난방을 하는 제1 기간(예컨대, 10~3월)에 포함된 일자에 대해서는, 일별 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출하고, 예측 기간 중에 냉방을 하는 제2 기간(4~9월)에 포함된 일자에 대해서는, 일별 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출한다(S660).

전력 관리 시스템(10)은 제1 및 제2 기간의 전력 사용량 예측용 수학식 중 적어도 하나의 수학식을 이용하여 가정 내 각 기기의 일별 전력 사용량 예측치를 산출한다(S670).

전력 관리 시스템(10)은 각 기기의 일별 전력 사용량 예측치를 합산하여 예측 기간의 각 기기의 전력 사용량 예측치를 산출한다(S680).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간의 각 기기의 전력 사용량 예측치를 그래프 등의 형태로 표시한다(S680). 이때, 전력 관리 시스템(10)은 각 기기의 예측 기간의 전력 사용량 예측치를 각각의 그래프로 표시할 수 있으며, 가정 내 모든 기기의 예측 기간 동안의 전력 사용량 예측치를 하나의 화면에 표시할 수도 있다.

한편, 전력 관리 시스템(10)은 수집된 ID에 대응하는 기기 중에서 기기의 전력 사용량 예측용 수학식이 없는 기기에 대해서는 일정기간 전력 사용량을 모니터링한 후 (S610)과 같은 과정을 통해 기기의 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다.

이와 같이, 본 발명은 가전별 전력 사용 특성을 반영하여 가전별 전력 사용량을 예측 가능하다.

이하, 도 7을 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요일별 전력 사용량 예측 방법을 도시한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 과거 일정기간의 요일별 난방도일 또는 냉방도일과 그에 대응하는 요일별 전력 사용량의 상관관계로부터 요일별 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다(S710).

구체적으로 예를 들면, 전력 관리 시스템(10)은 과거 일정기간 중에서, 난방을 하는 제1 기간에 대해서는 요일별 난방도일을 산출하고, 냉방을 하는 제2 기간에 대해서는 요일별 냉방도일을 산출한다. 또한, 전력 관리 시스템(10)은 한국전력 등의 데이터베이스로부터 제1 기간의 요일별 전력 사용량과 제2 기간의 요일별 전력 사용량을 확인한다. 이어서, 전력 관리 시스템(10)은 제1 기간의 요일별 난방도일과 요일별 냉방도일 간의 상관관계를 모델링하여 제1 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다. 또한, 전력 관리 시스템(10)은 제2 기간의 요일별 냉방도일과 요일별 전력 사용량 간의 상관관계를 모델링하여 제2 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식을 결정한다. 이때, 산출된 제1 및 제2 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식은 각기 제1 및 제2 기간에 포함된 요일의 수에 대응하는 개수일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 기간에 각기 월~일요일까지의 7개의 요일이 포함되면, 제1 및 제2 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식은 14개일 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 사용자에 의해 설정된 전력 사용량을 예측할 예측 기간이 있는지를 확인한다(S720).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간의 각 날짜에 대응하는 일 평균기온을 확인한다(S730).

전력 관리 시스템(10)은 예측 기간에 제1 기간에 포함되는 날짜가 있는지를 확인한다(S740).

전력 관리 시스템(10)은 제1 기간에 포함된 날짜에 대해서는 요일별 난방도일을 산출하고, 요일별 난방도일을 제1 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하여 제1 기간의 요일별 전력 사용량을 산출한다(S750).

이때, 전력 관리 시스템(10)은 제1 기간에 포함된 각 날짜에 대해 각기 일별 난방도일을 산출하여 각기 일별 전력 사용량을 산출하고 산출된 일별 전력 사용량을 요일별로 누적함에 따라 제1 기간의 요일별 전력 사용량을 산출할 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 제2 기간에 포함된 날짜에 대해서는 요일별 냉방도일을 산출하고, 요일별 냉방도일을 제2 기간의 요일별 전력 사용량 예측용 수학식에 대입하여 제2 기간의 요일별 전력 사용량을 산출한다(S760).

이때, 전력 관리 시스템(10)은 제2 기간에 포함된 각 날짜에 대해 각기 일별 냉방도일을 산출하여 각기 일별 전력 사용량을 산출하고 산출된 일별 전력 사용량을 요일별로 누적함에 따라 제2 기간의 요일별 전력 사용량을 산출할 수 있다.

전력 관리 시스템(10)은 제1 기간의 요일별 전력 사용량과 제2 기간의 요일별 전력 사용량을 요일별로 합산함에 따라 예측 기간의 요일별 전력 사용량을 산출한다(S770).

이와 같이, 본 발명은 기후 데이터뿐만 아니라, 요일별 전력 사용 특성을 반영하여 전력 사용량을 예측 가능하다.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

적어도 하나의 가정 내 전력 사용량을 예측할, 예측 기간을 입력받는 입력부;
상기 예측 기간의 일 평균기온을 수신하는 통신부; 및
상기 예측 기간의 일 평균기온 및 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 전력 사용량을 예측하는 연산부를 포함하고,
상기 연산부는,
상기 예측 기간 중에서 난방을 하는 제1 기간에 대해서는 상기 예측 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출하고, 상기 예측 기간 중에서 냉방을 하는 제2 기간에 대해서는 상기 예측 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출하고, 상기 일별 난방도일 또는 상기 일별 냉방도일을 상기 예측용 수학식에 대입하여 일별 전력 사용량의 예측치를 산출하고, 상기 예측 기간에 대응하는 상기 일별 전력 사용량의 예측치를 모두 합산하여 상기 예측 기간의 전력 사용량의 예측치를 산출하는 것
인 전력 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 통신부를 통해 상기 과거 일정기간의 일 평균기온과 전력 사용량을 제공받아, 상기 과거 일정기간 중에서 난방을 하는 제1 기간에 대해서는 상기 일 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출하고, 상기 과거 일정기간 중에서 냉방을 하는 제2 기간에 대해서는 상기 일 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출하고, 상기 일별 난방도일과 상기 제1 기간의 전력 사용량 간의 상관관계를 이용하여 상기 제1 기간의 예측용 수학식을 결정하고, 상기 일별 냉방도일과 상기 제2 기간의 전력 사용량 간의 상관관계를 이용하여 상기 제2 기간의 예측용 수학식을 결정하는 결정부
를 더 포함하는 전력 관리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연산부는,
상기 통신부를 통해 상기 예측용 수학식을 결정하는 외부의 결정부로부터 상기 제1 및 제2 기간의 예측용 수학식을 제공받는 것인 전력 관리 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 예측용 수학식이, 요일별로 각기 구분되는 복수의 예측용 수학식인 경우,
상기 연산부는, 상기 일별 난방도일 또는 상기 일별 냉방도일을 요일별로 구분하여 상기 복수의 예측용 수학식에 각기 대입하여 상기 요일별로 구분되는 일별 전력 사용량의 예측치를 산출하고, 상기 요일별로 구분되는 일별 전력 사용량의 예측치를 상기 요일별로 구분하여 합산하여 상기 예측 기간의 요일별 전력 사용량의 예측치를 산출하는 것인 전력 관리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연산부는,
상기 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 기기별 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 기기별 전력 사용량을 예측하는 것인 전력 관리 시스템.
전력 관리 시스템에 의한 전력 사용량 예측 방법으로서,
전력 사용량을 예측할, 예측 기간을 입력받으면, 상기 예측 기간의 일 평균기온을 확인하는 단계; 및
상기 예측 기간의 일 평균기온 및 과거 일정기간의 일 평균기온과 상기 과거 일정기간의 전력 사용량 간의 상관관계로부터 결정된 예측용 수학식을 이용하여 상기 예측 기간의 전력 사용량을 예측하는 단계를 포함하고,
상기 예측하는 단계는,
상기 예측 기간 중에서 난방을 하는 제1 기간에 대해서는 상기 제1 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 난방도일을 산출하는 단계;
상기 예측 기간 중에서 냉방을 하는 제2 기간에 대해서는 상기 제2 기간의 일 평균기온에 대응하는 일별 냉방도일을 산출하는 단계;
상기 일별 난방도일 또는 상기 일별 냉방도일을 상기 예측용 수학식에 대입하여 일별 전력 사용량의 예측치를 산출하는 단계; 및
상기 예측 기간에 대응하는 상기 일별 전력 사용량의 예측치를 모두 합산하여 상기 예측 기간의 전력 사용량의 예측치를 산출하는 단계를 포함하는 것
인 전력 사용량 예측 방법.
삭제