KR101393416B1 - 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템 - Google Patents

전력기기를 식별하는 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101393416B1
KR101393416B1 KR1020110141822A KR20110141822A KR101393416B1 KR 101393416 B1 KR101393416 B1 KR 101393416B1 KR 1020110141822 A KR1020110141822 A KR 1020110141822A KR 20110141822 A KR20110141822 A KR 20110141822A KR 101393416 B1 KR101393416 B1 KR 101393416B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
time
amount
power device
usage
Prior art date
Application number
KR1020110141822A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130073788A (ko
Inventor
임영길
유재형
황찬규
Original Assignee
주식회사 케이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020110141822A priority Critical patent/KR101393416B1/ko
Publication of KR20130073788A publication Critical patent/KR20130073788A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101393416B1 publication Critical patent/KR101393416B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Abstract

본 발명은, 수용가에 설치되고, 시간대별 전체 전력사용량을 계측하는 전력량계, 상기 전력량계로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 스마트미터 및 상기 스마트미터로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부와, 상기 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출부와 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부와 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별부를 포함하는 운영센터를 포함하는 전력기기를 식별하는 시스템을 제공한다.

Description

전력기기를 식별하는 방법 및 시스템 {Method and system for indentifying electric appliances}
본 발명은 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 수용가에서 사용되는 전력기기의 종류를 식별하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
에너지를 효율적으로 관리하기 위해 스마트 그리드(Smart Gird)라는 개념이 도입 되었는데, 스마트 그리드는, '발전-송전·배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 발전소와 송전·배전 시설과 전력 소비자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한 몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.
스마트 그리드는 전력 인프라에 지능형 능력이 추가되어 전력의 생산에서부터 소비까지의 전 과정을 보다 효율적이고 능률적으로 관리하고 제어하기 위하여, 전력 인프라에 ICT(Information ＆ Communication Technology) 기술들의 적용이 활발히 진행되고 있는 상황이며, 특히 전력 그리드에 통신 기술을 접목시킴으로써 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 전력 정보를 교환할 수 있으므로 양방향 전력정보 교환을 통하여 합리적 에너지 소비를 유도하고, 고품질의 에너지 및 다양한 부가서비스를 제공하여 에너지효율을 최적화하는 차세대 전력망으로 각광받고 있다.
이와 같은 분위기에서 미국, 유럽 등의 선진국은 2000년 초부터 IT 기반의 다양한 전력망 정책을 추진 중이고, 한국도 국가 단위의 스마트 그리드 관련 정책 및 전략을 추진 중에 있다.
이와 같은 스마트 그리드를 이용하여 가정 내 에너지 관리 서비스를 제공하기 위해서는 수용가에 설치된 특정 전력기기의 전력사용량을 계측하는 스마트태그를 구비할 필요가 있다. 이러한 스마트태그는 콘센트에 구비되어, 해당 콘센트에 연결된 전력기기의 전력사용량을 측정하고 측정된 전력사용량을 스마트미터로 전송한다.
통상 수용가에는 하나 이상의 전력기기와 콘센트가 사용되고 있으며, 각 전력기기 마다 또는 콘센트 마다 스마트태그를 구비해야 한다. 이와 같이 수용가의 각 콘센트 마다 또는 전력기기 마다 스마트태그를 구비할 경우 스마트태그의 제작비용 및 설치비용이 증가하여 스마트 그리드 사업의 구축 비용이 상당히 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 스마트 그리드 사업의 구축 비용을 절감할 수 있는 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 수용가에 설치되고, 시간대별 전체 전력사용량을 계측하는 전력량계, 상기 전력량계로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 스마트미터 및 상기 스마트미터로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부와, 상기 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출부와 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부와 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별부를 포함하는 운영센터를 포함하는 전력기기를 식별하는 시스템을 제공한다.
이때, 상기 전력기기 사용량 독출부는 시간대별 전체 전력사용량에서 시간대별 변화량을 산출하고, 상기 변화량의 크기가 일정기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용을 독출할 수 있다.
이때, 상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 변화량 및 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
더불어, 상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 변화량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
더불어, 상기 운영센터는 최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화 하는 예측함수 E(ti)를 산출하는 예측부를 더 포함할 수 있다.
J=
Figure 112011103033679-pat00001
(여기서, Pi 는 시간대 △ti의 전체 전력사용량을 의미한다)
이때, 상기 전력기기 사용량 독출부는, 임의의 시간대 △tN에서 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량이 일정 기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출할 수 있다.
또한, 상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
더불어, 상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 전력기기 식별부는 다음의 식에 따라 각 비교 전력기기별 상관정도 R을 산출하고, 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다.
Figure 112011103033679-pat00002
(xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
Figure 112011103033679-pat00003
,
Figure 112011103033679-pat00004
)
또한, 본 발명은 수용가로부터 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신단계, 상기 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출단계, 기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별단계를 포함하는 전력기기를 식별하는 방법을 제공한다.
이때, 상기 전력기기 사용량 독출단계는 상기 시간대별 전체 전력사용량의 변화량을 산출하는 변화량 산출단계, 상기 변화량의 크기가 일정기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1시점의 변화량 및 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균일 수 있다.
상기 제1시점의 변화량이 양의 값의 가지고 상기 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균과 상기 제2시점 이후의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균 중 높은 값일 수 있다.
한편, 상기 전력기기 사용량 독출단계는 최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화 하는 예측함수 E(ti)를 산출하는 단계, PN-E(tN)으로 정의되는 오차량이 일정 기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
J=
Figure 112011103033679-pat00005
(여기서, Pi는 시간대 △ti의 전체 전력사용량을 의미한다)
이때, 상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 전력기기 식별단계는 다음의 식에 따라 각 비교 전력기기의 상관정도 R을 산출하는 상관정도 산출단계 및 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
Figure 112011103033679-pat00006
(xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
Figure 112011103033679-pat00007
,
Figure 112011103033679-pat00008
)
이때, 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 복수인 경우, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기와 임의의 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나가 일정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 세부 판단단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 존재하지 않는 경우, 상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 이하인 비교 대상기기와 임의의 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나가 일정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 세부 판단단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 스마트태그를 구비하지 않고 수용가에 설치된 전력기기의 종류를 식별하고 해당 전력기기의 전력사용량을 측정할 수 있어 스마트 그리드 사업의 구축 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 시간의 흐름에 따라 그래프로 나타낸 도면이다.
도 4는 비교 전력기기에 따른 상관정도와 전력사용량 비를 표로 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직할 실시예에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템은 수용가에 설치되고 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 계측하는 전력량계(10)를 포함할 수 있다. 또한, 수용가에 설치되고 전력량계(10)로부터 계측된 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 스마트미터(20)를 포함할 수 있다. 또한, 스마트미터(20)로부터 계측된 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하고, 수신된 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하고, 이를 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 운영센터(30)를 포함할 수 있다. 여기서 전력기기는 전력선을 통해 흘러 들어온 전력을 사용하여 원하는 기능을 수행한다. 상기 전력기기는 냉장고, 에어컨, 세탁기, 텔레비전, 사무기기 등을 포함한 전력을 소비하는 모든 기기를 포함한다.
상기 전력량계(10)와 스마트미터(20)는 유선 또는 무선 네트워크에 의해 연결될 수 있으며, 상기 스마트미터(20)와 운영센터(30)는 유선 또는 무선 네트워크에 의해 연결될 수 있다.
도 2를 참조하여 전력량계, 스마트미터 및 운영센터의 구성에 대해 상세히 설명한다.
상기 전력량계(10)는 수용가에 구비되어 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 계측한다. 상기 전력량계(10)는 수용가에 구비된 분전반에 설치될 수 있다. 상기 전력량계(10)는 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 계측하는 전력사용량 계측부(11)와 계측된 시간대별 전체 전력사용량을 상기 스마트미터(20)로 전송하는 계측량 송신부(12)를 포함할 수 있다.
상기 전력사용량 계측부(11)는 수용가의 시간대별 전체 전력사용량 Pi을 계측한다. Pi는 i번째 시간대의 전체 전력사용량을 의미한다. 여기서 시간대는 단위시간을 의미하며 단위시간은 초(second), 분(minute), 또는 시(hour)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 전력사용량 계측부(11)는 단위시간별로 수용가의 전체 전력사용량을 계측한다. 전체 전력사용량이란 하나의 수용가에서 소모되는 모든 전력사용량을 의미한다. 보다 상세히 설명하면, 하나의 시간대 △ti의 전체 전력사용량은 시작시점 ti에서 종료시점 ti+1까지 수용가에서 사용되는 전체 전력사용량이며, 시작시점 ti에서 종료시점 ti+1까지의 시간간격이 시간대가 된다. 예를 들어, 단위시간이 1초라면 1분간 60개의 시간대 △t1 내지 △t60 전체 전력사용량인 P1 내지 P60이 계측된다. 상기 계측량 송신부(12)는 계측된 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 상기 스마트미터(20)로 전송한다.
상기 스마트미터(20)는 전력량계(10)로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하고, 이를 상기 운영센터(30)로 전송한다.
상기 스마트미터(20)는 상기 전력량계(10)로부터 수신된 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 미터기 송수신부(21)를 포함한다. 상기 미터기 송수신부(21)는 수신된 시간대별 전체 전력사용량을 상기 운영센터(30)로 전송한다. 또한, 상기 미터기 송수신부(21)는 운영센터(30)로부터 전력기기 식별정보를 수신한다.
한편, 상기 스마트미터(20)는 수용가에서 사용되는 전력기기의 종류를 표시하는 디스플레이부(22)를 더 포함할 수 있다. 더불어, 각 전력기기의 시간대별 전력사용량과 누적 전력사용량을 표시할 수 있다. 또한, 각 전력기기의 사용시작 시각 및 각 전력기기의 누적 동작시간을 표시할 수 있다.
상기 운영센터(30)는 수신된 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하고, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별한다.
상기 운영센터(30)는 상기 스마트미터(20)로부터 계측된 수용가의 시간대별전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부(31)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 운영센터(30)는 수신된 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 저장하는 전력사용량 저장부(32)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출부(33)를 포함할 수 있다. 또한, 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부(34)를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 임의의 전력기기 종류를 식별하는 전력기기 식별부(36)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력기기 식별부(36)에 의해 식별된 임의의 전력기기의 종류에 대한 전력기기 식별정보를 상기 스마트미터(20)로 전송하는 식별정보 송신부(37)를 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 전력기기 사용량 독출부(33)에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 시간의 흐름에 따라 그래프로 나타낸 도면이다.
상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 수용가의 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출한다. 수용가의 시간대별 전체 전력사용량은 하나 이상의 전력기기에서 사용하는 전력사용량의 합이다. 즉, 시간대별 전체 전력사용량은 해당 시간대에 수용가에서 사용하는 모든 전력기기의 전력사용량의 합이 된다.
상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 시간대별 전체 전력사용량의 시간대별 변화량 Di을 산출한다. 상기 시간대별 변화량 Di은 인접하는 두 시간대의 전체 전력사용량의 차이이다. 예를 들어, 시간대 △ti와 △ti+1의 전체 전력사용량이 각각 Pi와 Pi+1이라면, 두 시간대 사이의 변화량 Di는 Pi+1-Pi가 된다. 상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 인접하는 두 시간대의 전체 전력사용량의 변화량을 연속적으로 산출한다.
더불어, 상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 변화량의 크기가 일정기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 전력사용량을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단한다. 이때, 제1시점의 변화량은 양의 값을 가지는 경우로 한정된다. 즉, 제1시점의 변화량이 양의 값을 가진다는 것은 임의의 전력기기가 제1시점에 사용이 시작되었다는 것을 의미하며, 상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 임의의 전력기기의 사용이 시작된 시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전력사용량을 독출한다. 상기 일정기준량은 임의의 전력기기의 사용시점을 판단하기 위해 사용된다. 상기 일정기준량은 시스템 운영자에 의해 설정될 수 있으며 수용가에서 사용되는 여러 전력기기의 초기 구동 사용량 중 최소 초기 구동 사용량일 수 있다. 즉, 수용가에서 사용되는 냉장고, 세탁기, 텔레비전, 믹서기 등 여러 전력기기의 초기 구동 전력사용량이 2W 내지 10W라면, 최소 초기 구동 사용량인 2W가 상기 일정기준량일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1시점 및 제2시점은 일정기준량 이상의 변화량의크기가 발생한 시각 t1, tl, tm, tn이 된다.(도 3은, 전력기기 A가 지속적으로 ON인 상태에서, 전력기기 B가 시각 t1에서 ON되어 tm에서 OFF되고, 전력기기 C가 시각 tl에서 ON되고 tn에서 OFF된 경우를 가정하였다.) 더불어, 제1시점에서 양의 변화량이 발생한 구간을 제1구간 및 제2구간으로 정의하였다. 즉, 양의 변화량이 발생한 시각 t1 및 tl을 대상으로, 시각 t1 에서 tl 사이의 시간범위를 제1구간, 시각 tl에서 tm 사이의 시간범위를 제2구간으로 정의하였다.
상기 기준 사용량은 제2시점의 변화량에 의해 결정된다. 앞서 설명한 바와같이 제1시점의 변화량은 양의 값을 가지는 경우로 한정된다. 제1시점에서 변화량이 음의 값을 가진다는 것은 임의의 전력기기의 사용이 중지된 것을 의미한다.
먼저, 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우에는 제1시점 이전의 일정기간(△te) 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균이 기준 사용량이 된다. 도 3을 참조하면, 시각 t1과 시각 tl에서 일정기준량 이상의 변화량이 발생했다. 이때, 시각 t1은 제1시점이 되며 시각 tl은 제2시점이 된다. 더불어, 제2시점에서 변화량(Dl)이 양의 값을 가지므로, 이때, 기준 사용량은 제1시점 이전의 일정기간(△te) 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균이 된다.(도 3에서 일정기간 동안의 평균을 점섬으로 표시하였다) 따라서, 시각 t1에서 시각 tl 사이의 제1구간의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은 제1구간의 시간대별 전체 전력사용량 Pi에서 제1시점 이전의 일정기간(△te) 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균인 De1을 뺀 값이 된다. 즉, 시각 t1에서 시각 tl 사이의 제1구간에서 사용된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은, 제1구간 동안 시간대별 전체 전력사용량에서 제1시점인 시각 t1 이전의 일정기간(△te) 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균(De1)의 차이로 정의된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
A1i = Pi - De1
여기서 A1i는 제1구간에서 임의의 전력기기의 i번째 시간대 전력사용량이며, Pi는 i번째 시간대의 전체 전력사용량, De1은 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 의미한다.
다음으로, 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우에는 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값이 기준 사용량이 된다.
도 3을 참조하면, 제2구간에서는 제1시점은 tl, 제2시점은 tm이 되며, tm에서 변화량의 크기는 음이 된다. 이때, 제2구간에서 사용된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량의 독출에 사용되는 기준 사용량은 제2구간에서의 제1시점인 tl 이전의 일정기간(△te) 동안의 평균인 De2와 제2시점인 tm 이후의 일정기간(△te) 동안의 평균인 De3 중 높은 값인 De2가 기준 사용량이 된다. 따라서, 제2기간 동안의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은 제2구간에서 시간대별 전체 전력사용량 Pi에서 제1시점인 tl 이전의 일정기간 동안의 전체 전력사용량의 평균인 De2를 뺀 값이 된다. 즉, 시각 tl에서 tm 사이의 제2구간에서 사용된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은, 제2구간 동안 시간대별 전체 전력사용량에서 제1시점인 시각 tl 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균(De2)의 차이로 정의된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
A2i = Pi - De2
여기서 A2i는 제2구간에서 임의의 전력기기의 i번째 시간대 전력사용량이며, Pi는 i번째 시간대의 전체 전력사용량, De2은 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 의미한다.
제3구간에서는 제1시점 tm에서 음의 변화량이 나타났으므로 제3구간에서의임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은 독출하지 않는다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템의 운영센터(30)는 최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화하는 예측함수 E(ti)를 산출하는 예측부(35)를 더 포함할 수 있다.
J=
Figure 112011103033679-pat00009
상기 예측함수 E(ti)는 일차함수 이상의 다항함수 일수 있다. 예측함수의 예측 확률을 높이기 위해서는 2차 이상의 고차 다항함수인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템의 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 예측부(35)에 의해 산출된 예측함수 E(ti)를 이용하여 차후 시간대 △tN의 전체 전력사용량 E(tN)을 예측하고, 실제 수신된 전체 전력사용량(PN)과 비교하여 오차값이 일정 기준량 이상인 경우 임의의 전력기기의 사용으로 판단할 수 있다.
보다 상세히, 상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 시간대 △tN에서 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량이 일정 기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출한다.
상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단한다. 더불어, 상기 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에 제1시점 이전의 일정기간 동안의 시간대별 전력 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단한다.
즉, 앞서 설명한 실시예에서는 시간대별 전력사용량의 변화량이 일정 기준량 이상인 경우에 임의의 전력기기의 사용이 발생한 것으로 판단하였으나, 본 실시예에서는 예측함수에 의해 예측된 사용량과 실제 계측된 사용량의 차이가 일정기준량 이상인 경우에 임의의 전력기기의 사용이 발생한 것으로 판단한다. 본 실시예에 따를 경우 임의의 전력기기의 사용여부를 보다 정확히 판단할 수 있다.
이하, 상기 전력기기 식별부(36)에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 상기 데이터베이스부(34)에는 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보가 저장되어 있다. 즉, 상기 데이터베이스부(34)에는 각 비교 전력기기별로 시간대별 전력사용량 정보가 저장된다. 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 청소기, 텔레비전 등 수용가에 설치되는 모든 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보가 저장된다. 각 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보는 비교 전력기기가 최초 구동되는 순간부터 일정기간 동안의 시간대별 전력사용량을 포함한다. 상기 데이터베이스부(34)에는 구동 시의 비교 전력기기의 전력사용량과 상기 구동 시부터 단위시간 별로 비교 전력기기의 전력사용량이 상기 데이터베이스부(34)에 저장되어 있다.
상기 전력기기 식별부(36)는 상기 데이터베이스부(34)에 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 전력기기 사용량 독출부(33)에 의해 독출된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 해당 전력기기의 종류를 식별한다.
보다 구체적으로 다음 식에 의해 데이터베이스부(34)에 저장된 비교 전력기기 마다 상관정도 R을 산출하고 산출된 상관정도 R에 따라 임의의 전력기기의 종류를 식별한다.
Figure 112011103033679-pat00010
여기서,
Figure 112011103033679-pat00011
,
Figure 112011103033679-pat00012
이며, xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량을 의미하며, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량을 의미한다. 이때, 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보의 개수와 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보의 개수는 총 N개이다. 여기서 비교기간이란, 1번째 시간대에서 N번째 시간대까지의 시간을 의미한다. 예를 들어, 시간대가 1분이고 총 30번째 시간대까지의 전력사용량 정보가 존재한다면, 비교기간은 30분이 된다. 한편, 상기 시간대별 전력사용량 정보의 개수 N은 상기 제1시점부터 제2시점까지 시간대별 전체 전력사용량 정보의 개수와 동일하거나 그 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1시점부터 제2시점까지 시간대별 전체 전력사용량 정보의 개수가 100개라면 상관정도 R의 산출에 이용되는 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보의 개수는 100개이거나 그 이하일 수 있다. 상기
Figure 112011103033679-pat00013
는 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미하며,
Figure 112011103033679-pat00014
는 상기 비교기간 동안의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미한다. 상기 상관정도 R은
Figure 112011103033679-pat00015
의 값을 가진다. 이때, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보의 개수와 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보의 개수는 동일하다.
상기 전력기기 식별부(36)는 상기 데이터베이스부(34)에 저장된 복수 개의 비교 전력기기 각각과 임의의 전력기기와의 상관정도 R을 산출한다.
더불어, 상기 전력기기 식별부(36)는 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단한다. 여기서 제1기준값은 0.5 이상의 임의의 값인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.8 이상의 임의의 값이다. 한편, 상관정도 R이 상기 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 두 개 이상일 경우 전력기기 식별부(36)는 임의의 전력기기와 비교 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나가 일정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 세부 판단단계를 수행한다.
여기서 최대 전력사용량은 비교기간 동안 임의의 전력기기 또는 비교 대상전력기기의 시간대별 전력사용량 중 최대 전력사용량, 최소 전력사용량은 비교기간 동안의 시간대별 전력사용량 중 최소 전력사용량, 평균 전력사용량은 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 중 평균 전력사용량을 의미한다. 또한, 초기 구동 전력사용량은 임의의 전력기기 또는 비교 전력기기가 작동된 직후의 전력사용량을 의미한다.
따라서, 비(ratio)는 임의의 전력기기의 전력사용량을 비교 전력기기의 전력사용량으로 나눈 값이 된다.(또는 비교 전력기기의 전력사용량을 임의의 전력기기의 전력사용량으로 나눈 값으로 정의될 수 있다.)
상기 전력기기 식별부(36)는 최대 전력사용량 비, 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 어느 하나의 값이 설정기준 비 이상인 경우 임의의 전력기기로 판단한다. 여기서, 상기 복수의 전력사용량 비 중 일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 많을수록 비교 전력기기일 확률이 높다. 예를 들어, 비교 전력기기 1은 최대 전력사용량 비만 일정범위 내에 존재하고, 비교 전력기기 2는 최대 전력사용량 비, 최소 전력사용량 비 모두 일정범위 내에 존재하는 경우 비교 전력기기 2를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다.
일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기의 종류로 판단하되, 일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 동일한 경우 전력사용량 비가 1에 가까운 비교 전력기기를 임의의 전력기기의 종류로 판단하는 것이 바람직하다. 이때도, 동일한 조건의 비교 전력기기가 복수 인 경우 1에 가까운 전력사용량 비가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 것이 바람직하다. 더불어, 초기 구동 전력사용량 비는 다른 전력사용량 비(ratio) 보다 가중치를 두어 판단의 기준으로 설정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1기준값이 0.8인 경우, 상관정도 R이 제1기준값인 0.8을 초과하는 비교 전력기기는 컴퓨터와 텔레비전 2개이다. 이때, 컴퓨터와 텔레비전의 상관정도 R은 각각 0.85와 0.84로서 크게 차이 나지 않는다. 이때, 전력기기 식별부(36)는 초기 구동 전력사용량 비, 최대 전력사용량 비, 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비 중 적어도 하나를 산출하고, 이를 바탕으로 임의의 전력기기의 종류를 판단한다. 전력기기 식별부(36)는 일정기준에 따라 임의의 전력기기를 판단한다. 즉, 전력기기 식별부(36)는 상기 복수 개의 전력사용량 비가 일정범위에 존재하는 개수가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전력사용량 비가 0.8 내지 1.2 범위의 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다. 이 경우 컴퓨터의 전력사용량 비는 모두 상기 일정범위 내에 있으므로 컴퓨터를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다. 만약, 두 비교 전력기기의 전력사용량 비가 모두 일정범위에 존재하는 경우 일정범위에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다. 만약, 두 비교 전력기기가 일정범위에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 동일한 경우 어느 하나의 전력사용량 비에 가중치를 두어 판단할 수 있다. 예를 들어, 일정범위에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 동일한 경우 초기 구동 전력사용량 비에 가중치를 두어 초기 구동 전력사용량 비가 1에 가까운 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 수용가로부터 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신단계(S10), 상기 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출단계(S20), 기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별단계(S35)를 포함할 수 있다.
전력사용량 수신 단계(S10)에서는 수용가에 설치된 전력량계(10)로부터 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신한다. 상기 전력량계(10)는 수용가의 분전반에 설치될 수 있다. 상기 전력량계(10)의 전력사용량 계측부(11)는 수용가에서 사용되는 시간대별 전체 전력사용량을 계측한다. 여기서 시간대별은 단위시간을 의미하며 단위시간은 초(second), 분(minute), 또는 시(hour)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 전력사용량 계측부(11)는 측정된 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 스마트미터(20)의 미터기 송수신부(21)로 전송하고(S110), 상기 미터기 송수신부(21)는 운영센터(30)의 전력사용량 수신부(31)로 전송한다.
전력기기 사용량 독출단계(S20)는 시간대별 전체 전력사용량에서 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따를 경우, 상기 전력기기 사용량 독출단계(S20)는 상기 시간대별 전체 전력사용량 Pi의 변화량 Di을 산출하는 변화량 산출단계(S21), 상기 변화량 Di의 크기가 일정기준량 이상인(S22) 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량(Pi)에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단(S23)하는 단계를 포함할 수 있다.
전력기기 사용량 독출단계(S20)에서 전력기기 사용량 독출부(33)는 인접하는 두 시간대의 전체 전력사용량의 변화량이 일정기준량 이상인지 여부를 확인하면서(S22) 상기 변화량을 지속적으로 산출(S21)한다. 이때, 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 변화량이 일정기준량 이상인 제2시점이 도출되기 전까지 지속적으로 상기 변화량을 산출한다. 제2시점이 도출되면, 제1시점에서 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여, 제1시점에서 제2시점 사이에 사용된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출한다.(S23)
이때, 상기 제1시점의 변화량 및 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균이 된다.
또한, 상기 제1시점의 변화량이 양의 값의 가지고 상기 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균과 상기 제2시점 이후의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균 중 높은 값이 된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따를 경우, 상기 전력기기 사용량 독출단계(S20)는 최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화 하는 예측함수 E(ti)를 산출하는 단계(S25)와 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량(S26)의 크기가 일정 기준량 이상인(S27) 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단(S28)하는 단계를 포함할 수 있다.
J=
Figure 112011103033679-pat00016
전력기기 사용량 독출단계(S20)에서 전력기기 사용량 독출부(33)는 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량의 크기가 일정기준량 이상인지 여부를 지속적으로 확인하고(S27), 예측부(35)는 예측함수 E(ti)를 산출(S25)하고 전력기기 사용량 독출부(33)는 오차량을 지속적으로 산출(S26)한다. 이때, 전력기기 사용량 독출부(33)는 상기 오차량이 일정기준량 이상인 제2시점이 도출되기 전까지 지속적으로 상기 오차량을 산출한다. 제2시점이 도출되면, 제1시점에서 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여, 제1시점에서 제2시점 사이에 사용된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출한다.(S28)
이때, 상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단한다.
상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단한다.
다시 도 5를 참조하면, 전력기기 식별 단계(S35)는 데이터베이스부(34)에 저장된 복수 개의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 전력기기 사용량 독출단계(S20)에서 독출된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 가장 상관정도가 높은 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단한다.
상기 데이터베이스부(34)에는 복수 개의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량이 저장되어 있다. 상기 데이터베이스부(34)에는 각 비교 전력기기의 초기 구동 전력사용량을 포함하여 비교기간 동안의 최대 전력사용량, 최소 전력사용량, 평균 전력사용량에 관한 정보가 저장되어 있다. 상기 각 전력사용량은 단위시간당 전력사용량을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우 전력기기 식별 단계(S35)는 상관정도 R을 산출하는 상관정도 산출 단계(S30)와 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 경우(S40) 임의의 전력기기를 비교 전력기기로 판단하는 전력기기 판단 단계(S70)를 포함할 수 있다.
상관정도 R은 다음의 식에 의해 계산된다.
Figure 112011103033679-pat00017
여기서,
Figure 112011103033679-pat00018
,
Figure 112011103033679-pat00019
이며, xi 는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량을 의미하며, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량을 의미한다. 이때, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은 비교기간 동안 계측된 것으로 상기 비교기간 동안 시간대별 전력사용량의 개수는 총 N개이다. 더불어, 상기
Figure 112011103033679-pat00020
는 일정시간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미하며,
Figure 112011103033679-pat00021
는 상기 일정시간 동안의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미한다. 상기 상관정도 R은
Figure 112011103033679-pat00022
의 값을 가진다.
상기 상관정도 R은 운영센터(30)의 전력기기 식별부(36)에 의해 산출된다. 상기 전력기기 식별부(36)는 데이터베이스부(34)에 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 각 비교 전력기기 마다 상관정도 R을 계산한다. 이때, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 경우 해당 비교 전력기기를 임의의 전력기기의 종류로 판단한다.(S70) 여기서 제1기준값은 0.8일 수 있다.
한편, 상관정도 R이 상기 제1기준값 이상인 비교 전력기기가 둘 이상일 경우(S50) 세부 판단단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 상기 세부 판단단계(S60)에서는 임의의 전력기기와 비교 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나의 값이 설정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단한다.
여기서 최대 전력사용량은 비교기간 동안 임의의 전력기기 또는 비교 대상전력기기의 시간대별 전력사용량 중 최대 전력사용량, 최소 전력사용량은 비교기간 동안의 시간대별 전력사용량 중 최소 전력사용량, 평균 전력사용량은 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 중 평균 전력사용량을 의미한다. 또한, 초기 구동 전력사용량은 임의의 전력기기 또는 비교 대상전력기기가 콘센트에 연결된 직후의 전력사용량을 의미한다.
따라서, 비(ratio)는 임의의 전력기기의 전력사용량을 비교 전력기기의 전력사용량으로 나눈 값이 된다. (또는 비교 전력기기의 전력사용량을 임의의 전력기기의 전력사용량으로 나눈 값으로 정의될 수 있다.)
상기 전력기기 식별부(36)는 최대 전력사용량 비, 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 어느 하나의 값이 설정기준 비 이상인 경우 임의의 전력기기로 판단한다. 여기서, 상기 복수의 전력사용량 비 중 일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 많을수록 비교 전력기기일 확률이 높다. 예를 들어, 비교 전력기기 1은 최대 전력사용량 비만 일정범위 내에 존재하고, 비교 전력기기 2는 최대 전력사용량 비, 최소 전력사용량 비 모두 일정범위 내에 존재하는 경우 비교 전력기기 2를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다.
일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기의 종류로 판단하되, 일정범위 내에 존재하는 전력사용량 비의 개수가 동일한 경우 전력사용량 비가 1에 가까운 비교 전력기기를 임의의 전력기기의 종류로 판단하는 것이 바람직하다. 이때도, 동일한 조건의 비교 전력기기가 복수 인 경우 1에 가까운 전력사용량 비가 많은 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 것이 바람직하다. 더불어, 초기 구동 전력사용량 비는 다른 전력사용량 비(ratio) 보다 가중치를 두어 판단의 기준으로 설정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 상관정도 R이 제1기준값을 초과하지 않는 경우(S40), 상기 상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 이하인(S90) 비교 전력기기에 대해 수행하는 세부 판단단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 복수일 경우 수행했던 세부 판단단계(S60)를 상기 상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 미만인 경우에 수행한다. 보다 상세히 설명하면, 데이터베이스부(34)에 저장된 각 비교 전력기기를 대상으로 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 상관정도 R을 산출하고, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 없는 경우에 세부 판단단계(S60)가 수행된다. 이때, 세부 판단단계(S60)는 상관정도 R이 제2기준값을 초과하는 비교 전력기기를 대상으로 수행된다. 세부 판단단계(S60)는 상술한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 상기 전력기기 식별부(36)에 의해 생성된 전력기기 식별정보를 스마트미터(20)로 전송하는 식별정보 전송 단계(S80)를 더 포함할 수 있다. 상술한 단계에 의해 임의의 전력기기의 종류를 식별하게 되면, 상기 전력기기 식별부(36)는 식별된 전력기기의 종류에 관한 전력기기 식별정보를 스마트미터(20)로 전송한다. 이때, 스마트미터(20)는 디스플레이부(22)를 통해 전력기기 식별정보에 따른 임의의 전력기기 종류를 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 상기 전력기기 식별부(36)에 의해 임의의 전력기기를 식별할 수 없는 경우 식별불가 정보를 생성하고, 생성된 식별불가 정보를 스마트미터로 전송하는 식별불가 단계(S100), 사용자에 의해 임의의 전력기기의 종류를 입력받는 전력기기 입력 단계(S110)를 더 포함할 수 있다.
상기 식별불가 단계에서는 상관정도 R이 제1기준값 이하인 경우에 상기 전력기기 식별부(36)는 임의의 전력기기를 식별할 수 없다는 식별불가 정보를 생성하고, 식별불가 정보를 상기 스마트미터(20)로 전송할 수 있다.
전력기기 입력 단계(S110)에서는, 수용가의 사용자는 상기 스마트미터(20) 에 구비된 전력기기 입력부(23)를 통해 임의의 전력기기의 종류를 입력할 수 있다. 즉, 상기 전력기기 식별부(36)에서 임의의 전력기기를 식별가능 한 경우 스마트미터(20)에 임의의 전력기기의 종류에 관한 정보가 디스플레이부(22)를 통해 표시된다.(S170) 또한, 임의의 전력기기를 식별하지 못하는 경우 디스플레이부(22)에는 식별불가 정보로서 ‘NOT Identified’ 메시지를 표시할 수 있으며, 사용자는 식별불가 정보가 디스플레이부(22)에 표시되는 경우 스마트미터(20)에 구비된 전력기기 입력부(23)를 통해 임의의 전력기기의 종류를 입력할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 전력량계 11 전력사용량 계측부
12 계측량 송신부 20 스마트미터
21 미터기 송수신부 22 디스플레이부
23 전력기기 입력부 30 운영센터
31 전력사용량 수신부 32 전력사용량 저장부
33 전력기기 사용량 독출부 34 데이터베이스부
35 예측부 36 전력기기 식별부
37 식별정보 송신부

Claims (19)

  1. 수용가에 설치되고, 상기 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 계측하는 전력량계;
    상기 전력량계로부터 상기 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 스마트미터; 및
    상기 스마트미터로부터 상기 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부와, 상기 수용가의 시간대별 전체 전력사용량의 시간대별 변화량에 기초하여 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출부와 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부와, 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 상기 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별부를 포함하는 운영센터;를 포함하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는 시간대별 전체 전력사용량의 시간대별 변화량을 산출하고, 상기 변화량의 크기가 일정기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용을 독출하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 운영센터는 최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화 하는 예측함수E(ti)를 산출하는 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
    J=
    Figure 112011103033679-pat00023

    (여기서, Pi는 시간대 △ti의 전체 전력사용량을 의미한다)
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는, 임의의 시간대 △tN에서 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량이 일정 기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감하여 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 변화량 및 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 변화량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출부는 상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전력기기 식별부는 다음의 식에 따라 각 비교 전력기기별 상관정도 R을 산출하고, 상기 상관정도 R이 제1기준값 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
    Figure 112011103033679-pat00024

    (xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
    Figure 112011103033679-pat00025
    ,
    Figure 112011103033679-pat00026
    )
  10. 수용가로부터 수용가의 시간대별 전체 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신단계;
    상기 수용가의 시간대별 전체 전력사용량의 시간대별 변화량에 기초하여 적어도 하나 이상의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 독출하는 전력기기 사용량 독출단계; 및
    기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 상기 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별단계;를 포함하는 전력기기를 식별하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출단계는
    상기 시간대별 전체 전력사용량의 변화량을 산출하는 변화량 산출단계; 및
    상기 변화량의 크기가 일정기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1시점의 변화량 및 제2시점의 변화량이 양의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균인 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1시점의 변화량이 양의 값의 가지고 상기 제2시점의 변화량이 음의 값을 가지는 경우, 상기 기준 사용량은 상기 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균과 상기 제2시점 이후의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력 사용량의 평균 중 높은 값인 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 전력기기 사용량 독출단계는
    최소자승법에 의해 하기 식의 J를 최소화 하는 예측함수 E(ti)를 산출하는 단계; 및
    임의의 시간대 △tN에서 PN-E(tN)으로 정의되는 오차량이 일정 기준량 이상인 제1시점과 제2시점 사이의 시간대별 전체 전력사용량에서 기준 사용량을 차감한 값을 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
    J=
    Figure 112011103033679-pat00027

    (여기서, Pi는 시간대 △ti의 전체 전력사용량을 의미한다)
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1시점의 오차량 및 제2시점의 오차량이 양의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1시점의 오차량이 양의 값을 가지고, 상기 제2시점의 오차량이 음의 값을 가지는 경우에, 제1시점 이전의 일정기간 동안 시간대별 전체 전력사용량의 평균과 제2시점 이후의 일정기간 동안의 시간대별 전체 전력사용량의 평균 중 높은 값을 기준 사용량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 전력기기 식별단계는
    다음의 식에 따라 각 비교 전력기기의 상관정도 R을 산출하는 상관정도 산출단계; 및
    상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
    Figure 112011103033679-pat00028

    (xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
    Figure 112011103033679-pat00029
    ,
    Figure 112011103033679-pat00030
    )
  18. 제17항에 있어서,
    상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 복수인 경우,
    상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기와 임의의 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나가 일정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 세부 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 존재하지 않는 경우,
    상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 이하인 비교 대상기기와 임의의 전력기기의 최대 전력사용량 비(ratio), 최소 전력사용량 비, 평균 전력사용량 비, 초기 구동 전력사용량 비 중 적어도 하나가 일정범위 내에 존재하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 세부 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
KR1020110141822A 2011-12-25 2011-12-25 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템 KR101393416B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110141822A KR101393416B1 (ko) 2011-12-25 2011-12-25 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110141822A KR101393416B1 (ko) 2011-12-25 2011-12-25 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130073788A KR20130073788A (ko) 2013-07-03
KR101393416B1 true KR101393416B1 (ko) 2014-05-13

Family

ID=48988149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110141822A KR101393416B1 (ko) 2011-12-25 2011-12-25 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101393416B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015069007A1 (ko) * 2013-11-07 2015-05-14 삼성전자 주식회사 스마트 플러그에 연결된 전자장치를 검출하기 위한 방법 및 장치
KR102125331B1 (ko) 2013-11-07 2020-06-22 삼성전자 주식회사 스마트 플러그에 연결된 전자장치를 검출하기 위한 방법 및 장치
KR101696219B1 (ko) * 2015-08-20 2017-01-13 한국전력공사 근린생활시설 영업 현황 정보 제공 시스템 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110127032A (ko) * 2010-05-18 2011-11-24 주식회사 효성 스마트 홈을 위한 댁내 망 제어 시스템 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110127032A (ko) * 2010-05-18 2011-11-24 주식회사 효성 스마트 홈을 위한 댁내 망 제어 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130073788A (ko) 2013-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hong et al. A real-time demand response algorithm for heterogeneous devices in buildings and homes
JP5271387B2 (ja) 電気機器のエネルギー管理装置及び電気機器のエネルギー管理方法
US20120004784A1 (en) Apparatus and method for energy management
CN107103401B (zh) 控制配电网络中的电能消耗的方法和节点
US8515383B2 (en) Utility powered communications gateway
US9236741B2 (en) Apparatus, system, and method for managing energy consumption
Iwayemi et al. Knowing when to act: An optimal stopping method for smart grid demand response
US10198017B2 (en) Method and system for managing power consumption of a meter during communication activities
WO2011077745A1 (ja) 家電機器
WO2007030470A2 (en) Local power consumption load control
US20120221164A1 (en) Power controller for electric devices, and telephone
US8878692B2 (en) Energy management system and method and repeater for energy management system
CN105122583A (zh) 个人能量系统
KR101393416B1 (ko) 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템
US20120059610A1 (en) Energy metering system, apparatus and method
KR101393417B1 (ko) 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템
US11616391B2 (en) Energy management device and operation method therefor
US9146604B2 (en) Power control apparatus and power control method
KR101732628B1 (ko) 소비 전력 제어를 위한 전력관리장치 및 그 동작 방법
JP2014222396A (ja) 管理装置、機器管理方法、管理システム
EP2652859B1 (en) Power control apparatus and power control method
EP2503295B1 (en) Communication module, point of entry electricity metering device, metering system of a metered user area and method for self organized regulating a power consumption via a point of entry electricity metering device in a metered user area of an electricity grid
KR101449084B1 (ko) 댁내 부하 관리 시스템
US8719681B2 (en) Diagnostic tool for metrology errors caused by communication activities
KR20110138811A (ko) 네트워크 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 6