KR101393417B1 - 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수용가에 설치되고, 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 스마트태그, 수용가에 설치되고, 상기 스마트태그로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 스마트미터 및 상기 스마트미터로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하고, 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 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 콘센트에 구비되는 스마트태그가 어떤 전력기기의 전력량을 모니터링하는지 알고 있어야 한다. 상기 스마트태그는 콘센트에 구비되어 콘센트에 연결된 전력기기의 전력사용량을 계측한다.
종래에는 수용가에 설치된 콘센트 마다 구비된 스마트태그별로 전력기기 종류를 1:1로 수작업으로 매핑하여 관리하고 있다. 따라서, 전력기기의 위치를 변경하여 콘센트에 다른 전력기기를 연결하거나 새로운 전력기기를 구입하여 새로이 콘센트에 연결할 때 마다 스마트태그와 전력기기 종류를 수작업으로 1:1로 매핑해야 하는 문제가 있다. 또한 사용자가 스마트태그에 처음부터 연결되어 있던 전력기기가 아닌 다른 전력기기를 연결해서 사용하게 되면 전력기기별로 전력사용량을 정확히 계측할 수 없으며, 에너지 효율을 최적화하려는 스마트 그리드 사업의 근본 취지에도 어긋나게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 수용가에 설치되고, 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 스마트태그, 수용가에 설치되고, 상기 스마트태그로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 스마트미터 및 상기 스마트미터로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하고, 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 운영센터를 포함하는 전력기기를 식별하는 시스템을 제공한다.
이때, 상기 스마트태그는 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 전력사용량 계측부 및 상기 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 스마트미터로 전송하고, 상기 스마트미터로부터 임의의 전력기기의 식별정보를 수신하는 태그 송수신부를 포함할 수 있다.
더불어, 상기 스마트태그는 전력기기 식별정보를 표시하는 제1디스플레이부와 사용자로부터 전력기기 종류를 입력 받는 제1전력기기 입력부를 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 스마트미터는 상기 스마트태그로부터 스마트태그 식별정보 및 계측된 전력사용량 중 적어도 하나를 수신하는 미터기 송수신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스마트미터는 상기 스마트미터와 유선 또는 무선 네트워크로 연결된 스마트태그 및 상기 스마트태그에 연결된 전력기기의 종류를 표시하는 제2디스플레이부와 사용자로부터 스마트태그에 연결된 전력기기 종류를 입력 받는 제2전력기기 입력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 운영센터는 상기 스마트미터로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부, 비교 전력기기 종류별로 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부 및 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 데이터베이스부에 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 운영센터는 상기 전력기기 식별부에서 식별한 전력기기 종류에 관한 전력기기 식별정보를 상기 스마트미터로 전송하는 전력기기 식별정보 송신부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력기기 식별부는 다음의 식에 따라 각 비교 전력기기별 상관정도 R을 산출할 수 있다.
Figure 112011103033332-pat00001
(xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
Figure 112011103033332-pat00002
,
Figure 112011103033332-pat00003
)
이때, 상기 전력기기 식별부는 상기 상관정도 R이 제1기준값 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신단계 및 기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 이용하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별단계를 포함하는 전력기기를 식별하는 방법을 제공한다.
여기서, 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 112011103033332-pat00004
(xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
Figure 112011103033332-pat00005
,
Figure 112011103033332-pat00006
)
한편, 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.
또한, 상기 임의의 전력기기의 종류를 식별할 수 없는 경우, 사용자로부터 임의의 전력기기의 종류를 입력받는 전력기기 입력단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 콘센트에 연결된 전력기기의 종류를 자동으로 식별할 수 있는 전력기기를 식별하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 사용자가 수작업으로 콘센트에 연결된 전력기기의 종류를 입력할 필요없이 콘센트에 연결된 전력기기의 종류를 자동으로 식별할 수 있는 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 스마트미터의 디스플레이부에 표시되는 내용의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 비교 전력기기에 따른 상관정도와 전력사용량 비를 표로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 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 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 스마트태그(10)를 포함할 수 있다. 또한, 수용가에 설치되고 스마트태그(10)로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 스마트미터(20)를 포함할 수 있다. 또한, 스마트미터(20)로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하고, 수신된 시간대별 전력사용량을 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 운영센터(30)를 포함할 수 있다.
상기 스마트태그(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 스마트태그, 스마트미터 및 운영센터의 구성에 대해 상세히 설명한다.
상기 스마트태그(10)는 수용가에 설치된 콘센트에 구비되어 상기 콘센트에 연결된 임의의 전력기기(1)의 시간대별 전력사용량을 계측한다. 여기서 전력기기(1)는 전력선을 통해 흘러 들어온 전력을 사용하여 원하는 기능을 수행한다. 상기 전력기기는 냉장고, 에어컨, 세탁기, 텔레비전, 사무기기 등을 포함한 전력을 소비하는 모든 기기를 포함한다.
상기 스마트태그(10)는 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 전력사용량 계측부(11)와 계측된 시간대별 전력사용량을 상기 스마트미터로 전송하는 태그 송수신부(12)를 포함할 수 있다.
상기 전력사용량 계측부(11)는 상기 콘센트에 임의의 전력기기가 연결되는 시점부터 시간대별 전력사용량을 계측한다. 여기서 시간대별은 단위시간을 의미하며 단위시간은 초(second), 분(minute), 또는 시(hour)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 전력사용량 계측부(11)는 단위시간별로 임의의 전력기기의 전력사용량을 계측한다. 이때, 상기 전력사용량 계측부(11)는 비교기간 동안 임의의 전력기기기의 시간대별 전력사용량을 측정한다. 이때, 비교기간은 사용자의 설정에 의해 달라질 수 있으며, 1분, 10분, 30분 또는 1시간일 수 있으나 반드시 이에 한정되지는 않는다.
상기 태그 송수신부(12)는 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 스마트미터(20)로 전송한다. 더불어, 상기 태그 송수신부(12)는 상기 스마트태그(10)의 식별정보를 상기 스마트미터(20)로 전송한다. 통상 수용가에는 여러 개의 콘센트가 구비되므로, 각 콘센트에 연결된 스마트태그(10)는 고유의 스마트태그 식별정보(태그 ID)에 의해 식별된다. 또한, 상기 태그 송수신부(12)는 스마트미터(20)로부터 전력기기 식별정보를 수신할 수 있다. 즉, 후술하는 운영센터(30)의 전력기기 식별부(34)에 의해 임의의 전력기기의 전력기기 식별정보가 생성되면, 생성된 전력기기 식별정보는 운영센터(30)에서 상기 스마트미터(20)로 전송되고, 다시 스마트미터(20)에서 스마트태그(10)로 전송될 수 있다. 이때, 상기 태그 송수신부(12)는 상기 스마트미터(20)로부터 전력기기 식별정보를 수신한다.
한편, 상기 스마트태그(10)는 전력기기 식별정보를 표시하는 디스플레이부(13)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 태그 송수신부(12)에 의해 수신된 전력기기 식별정보는 상기 디스플레이부(13)에 의해 표시된다. 따라서, 사용자는 해당 콘센트에 구비된 스마트태그(10)의 디스플레이부를 통해 해당 콘센트에 연결된 가전기기의 종류가 제대로 식별되었는지 확인할 수 있다. 상기 디스플레이부(13)는 해당 스마트태그(10)가 계측한 전력기기의 시간대별 전력사용량 또는 해당 전력기기의 누적 전력사용량을 표시할 수 있다.
또한, 상기 스마트태그(10)는 사용자로부터 전력기기 종류를 입력받는 전력기기 입력부(14)를 더 포함할 수 있다. 후술하는 전력기기 식별부(34)에 의해서 임의의 전력기기의 식별이 불가능할 경우 사용자는 상기 전력기기 입력부(14)를 통해 해당 전력기기의 종류를 직접 입력할 수 있다. 이때, 상기 전력기기 입력부(14)는 수용가에 설치된 전력기기의 종류를 제시할 수 있으며, 사용자는 상기 제시된 전력기기의 종류 중 해당 전력기기를 선택하여 전력기기 종류를 입력할 수 있다.
상기 스마트미터(20)는 스마트태그(10)로부터 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하고, 이를 상기 운영센터(30)로 전송한다.
상기 스마트미터(20)는 상기 스마트태그(10)로부터 수신된 임의의 전력기기 전력사용량을 수신하는 미터기 송수신부(21)를 포함한다. 상기 미터기 송수신부(21)는 수신된 임의의 전력기기 전력사용량을 상기 운영센터(30)로 전송한다. 또한, 상기 미터기 송수신부(21)는 운영센터(30)로부터 전력기기 식별정보를 수신하고 이를 상기 스마트태그(10)의 태그 송수신부(12)로 전송할 수 있다.
한편, 상기 스마트미터(20)는 스마트태그(10)에 연결된 전력기기의 종류를 표시하는 디스플레이부(22)를 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(22)는 상기 스마트미터(20)와 네트워크 연결된 모든 스마트태그(10)와 각 스마트태그(10)에 연결된 전력기기의 종류를 표시할 수 있다. 더불어, 각 전력기기의 시간대별 전력사용량(실시간 전력사용량)과 누적 전력사용량을 표시할 수 있다. 또한, 각 전력기기가 콘센트에 연결된 시각 및 각 전력기기의 누적 동작시간을 표시할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 디스플레이부는 스마트미터와 네트워크로 연결된 스마트태그와 각 스마트태그에 연결된 전력기기를 표시할 수 있다. 이때, 식별되지 않은 전력기기가 연결된 스마트태그의 경우 해당 전력기기는 식별되지 않았음을 나타내는 메시지(예를 들어 ‘NOT Identified’)를 표시할 수 있다. 또한, 스마트태그에 연결된 전력기기가 없을 경우 아무런 전력기기가 연결되지 않음을 표시하는 메시지(예를 들어 ‘Vacant’)를 표시할 수 있다.
또한, 상기 스마트미터(20)는 사용자로부터 전력기기 종류를 입력받는 전력기기 입력부(23)를 더 포함할 수 있다. 후술하는 전력기기 식별부(34)에 의해서 임의의 전력기기의 식별이 불가능할 경우 사용자는 상기 전력기기 입력부(23)를 통해 해당 전력기기의 종류를 직접 입력할 수 있다. 이때, 상기 전력기기 입력부(23)는 수용가에 설치된 전력기기의 종류를 제시할 수 있으며, 사용자는 상기 제시된 전력기기의 종류 중 해당 전력기기를 선택하여 전력기기 종류를 입력할 수 있다.
상기 운영센터(30)는 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 기 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별한다.
상기 운영센터(30)는 상기 스마트미터(20)로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부(31)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 운영센터(30)는 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 저장하는 전력사용량 저장부(32)를 포함할 수 있다. 또한, 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부(33)를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 임의의 전력기기 종류를 식별하는 전력기기 식별부(34)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력기기 식별부(34)에 의해 식별된 임의의 전력기기의 종류에 대한 전력기기 식별정보를 상기 스마트미터(20)로 전송하는 식별정보 송신부(35)를 포함할 수 있다.
이하, 상기 전력기기 식별부(34)에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 상기 데이터베이스부(33)에는 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 정보가 저장되어 있다. 즉, 상기 데이터베이스부(33)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 비교기간 동안의 시간대별 전력사용량을 포함한다. 상기 비교기간은 1분, 10분, 30분, 1시간일 수 있으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. 구동 시의 비교 전력기기의 전력사용량과 상기 구동 시부터 단위시간 별로 비교 전력기기의 전력사용량이 상기 데이터베이스부(33)에 저장되어 있다.
상기 전력기기 식별부(34)는 상기 데이터베이스부(33)에 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 해당 전력기기의 종류를 식별한다.
보다 구체적으로 다음 식에 의해 데이터베이스부(33)에 저장된 비교 전력기기 마다 상관정도 R을 산출하고 산출된 상관정도 R에 따라 임의의 전력기기의 종류를 식별한다.
Figure 112011103033332-pat00007
여기서,
Figure 112011103033332-pat00008
,
Figure 112011103033332-pat00009
이며, xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량을 의미하며, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량을 의미한다. 이때, 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량은 일정한 비교기간 동안 계측된 것으로 비교기간 동안 시간대별 전력사용량의 개수는 총 N개이다. 더불어, 상기
Figure 112011103033332-pat00010
는 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미하며,
Figure 112011103033332-pat00011
는 상기 비교기간 동안의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미한다. 상기 상관정도 R은
Figure 112011103033332-pat00012
의 값을 가진다. 이때, 임의의 전력기기와 비교 대상기기의 비교기간은 동일한 시간크기이다. 즉, 비교기간 10분간 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 측정하였다면, 비교 대상기기의 시간대별 전력사용량도 10분간의 시간대별 전력사용량을 이용하여 상관정도 R을 계산한다.
상기 전력기기 식별부(34)는 상기 데이터베이스부(33)에 저장된 복수 개의 비교 전력기기 각각과 임의의 전력기기와의 상관정도 R을 산출한다.
더불어, 상기 전력기기 식별부(34)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(34)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 대상전력기기가 콘센트에 연결되어 동작을 시작한 직후의 전력사용량을 의미한다.
따라서, 비(ratio)는 임의의 전력기기의 전력사용량을 비교 전력기기의 전력사용량으로 나눈 값이 된다.(또는 비교 전력기기의 전력사용량을 임의의 전력기기의 전력사용량을 나눈 값으로 정의될 수 있다.)
상기 전력기기 식별부(34)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(34)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(34)는 일정기준에 따라 임의의 전력기기를 판단한다. 즉, 전력기기 식별부(34)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 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신 단계(S10), 데이터베이스에 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 임의의 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별 단계(S15)(S130)를 포함할 수 있다.
전력사용량 수신 단계(S10)에서는 수용가에 설치된 스마트태그(10)로부터 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신한다. 상기 스마트태그(10)는 콘센트에 구비되며, 임의의 전력기기는 상기 콘센트에 연결되어 있다. 상기 전력사용량 계측부(11)는 상기 콘센트에 임의의 전력기기가 연결되는 시점부터 시간대별 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 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 스마트미터(20)의 미터기 송수신부(21)로 전송하고(S110), 상기 미터기 송수신부(21)는 운영센터(30)의 전력사용량 수신부(31)로 전송한다.(S120) 여기서, 상기 스마트태그(10)의 전력사용량 계측부(11)는 콘센트에 임의의 전력기기가 연결되는 시점부터 시간대별 전력사용량을 계측하며, 비교기간 동안의 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 스마트미터(20)로 전송할 수 있다.
전력기기 식별 단계(S15)는 데이터베이스부(33)에 저장된 복수 개의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 비교하여 가장 상관정도가 높은 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단한다.
상기 데이터베이스부(33)에는 복수 개의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량이 저장되어 있다. 상기 데이터베이스부(33)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(S15)는 상관정도 R을 산출하는 상관정도 산출 단계(S20)와 상기 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 경우(S30) 임의의 전력기기를 비교 전력기기로 판단하는 전력기기 판단 단계(S60)를 포함할 수 있다.
상관정도 R은 다음의 식에 의해 계산된다.
Figure 112011103033332-pat00013
여기서,
Figure 112011103033332-pat00014
,
Figure 112011103033332-pat00015
이며, xi는 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 그리고
Figure 112011103033332-pat00016
는 일정시간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미하며,
Figure 112011103033332-pat00017
는 상기 일정시간 동안의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량의 평균을 의미한다. 상기 상관정도 R은
Figure 112011103033332-pat00018
의 값을 가진다.
상기 상관정도 R은 운영센터(30)의 전력기기 식별부(34)에 의해 산출된다. 상기 전력기기 식별부(34)는 데이터베이스부(33)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.(S60) 여기서 제1기준값은 0.8일 수 있다.
한편, 상관정도 R이 상기 제1기준값 이상인 비교 전력기기가 둘 이상일 경우(S40) 세부 판단단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 상기 세부 판단단계(S50)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 전력사용량을 나눈 값으로 정의될 수 있다.)
상기 전력기기 식별부(34)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(S30), 상기 상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 이하인(S80) 비교 전력기기에 대해 수행하는 세부 판단단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 복수일 경우 수행했던 세부 판단단계(S50)를 상기 상관정도 R이 제2기준값을 초과하고 제1기준값 미만인 경우에 수행한다. 보다 상세히 설명하면, 데이터베이스부(33)에 저장된 각 비교 전력기기를 대상으로 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 상관정도 R을 산출하고, 상관정도 R이 제1기준값을 초과하는 비교 전력기기가 없는 경우에 세부 판단단계(S50)가 수행된다. 이때, 세부 판단단계(S50)는 상관정도 R이 제2기준값을 초과하는 비교 전력기기를 대상으로 수행된다. 세부 판단단계(S50)는 상술한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 상기 전력기기 식별부(34)에 의해 생성된 전력기기 식별정보를 스마트미터(20)로 전송하는 식별정보 전송 단계(S70)를 더 포함할 수 있다. 상술한 단계에 의해 임의의 전력기기의 종류를 식별하게 되면, 상기 전력기기 식별부(34)는 식별된 전력기기의 종류에 관한 전력기기 식별정보를 스마트미터로 전송한다.(S140) 이때, 스마트미터는 태그 식별정보(태그 ID)와 전력기기 식별정보에 의한 전력기기 종류를 매칭한다.(S150) 더불어, 상기 스마트미터(20)는 상기 식별정보를 스마트태그로 전송할 수 있다.(S160) 이때, 스마트태그(10)는 디스플레이부(13)를 통해 전력기기 식별정보에 따른 임의의 전력기기 종류를 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력기기를 식별하는 방법은 상기 전력기기 식별부(34)가 의해 임의의 전력기기를 식별할 수 없는 경우 식별불가 정보를 생성하고, 생성된 식별불가 정보를 스마트태그 또는 스마트미터로 전송하는 식별불가 단계(S90), 사용자에 의해 임의의 전력기기의 종류를 입력받는 전력기기 입력 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
상기 식별불가 단계에서는 상관정도 R이 제1기준값 이하인 경우에 상기 전력기기 식별부(34)는 임의의 전력기기를 식별할 수 없다는 식별불가 정보를 생성하고, 식별불가 정보를 상기 스마트미터(20)로 전송할 수 있다. 더불어, 상기 스마트미터(20)는 상기 식별불가 정보를 상기 스마트태그(10)로 전송할 수 있다.
전력기기 입력 단계(S100)에서는, 수용가의 사용자는 상기 스마트미터(20) 또는 스마트태그(10)에 구비된 전력기기 입력부(23)(14)를 통해 임의의 전력기기의 종류를 입력할 수 있다. 즉, 임의의 전력기기를 콘센트에 연결하여 사용하면, 상기 전력기기 식별부(34)에서 임의의 전력기기를 식별가능 한 경우 스마트태그(10) 또는 스마트미터(20)에 임의의 전력기기의 종류에 관한 정보가 디스플레이부(13)(22)를 통해 표시된다.(S170) 또한, 임의의 전력기기를 식별하지 못하는 경우 디스플레이부(13)(22)에는 식별불가 정보로서 ‘NOT Identified’ 메시지를 표시할 수 있으며, 사용자는 식별불가 정보가 디스플레이부(13)(22)에 표시되는 경우 스마트태그(10) 또는 스마트미터(20)에 구비된 전력기기 입력부(14)(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 스마트태그 11 전력사용량 계측부
12 태그 송수신부 13, 22 디스플레이부
14, 23 전력기기 입력부 20 스마트미터
21 미터기 송수신부 30 운영센터
31 전력사용량 수신부 32 전력사용량 저장부
33 데이터베이스부 34 전력기기 식별부
35 식별정보 송신부

Claims (14)

  1. 수용가에 설치되고, 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 스마트태그;
    수용가에 설치되고, 상기 스마트태그로부터 계측된 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 스마트미터; 및
    상기 스마트미터로부터 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하고, 수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량과 기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량 사이의 상관 정도를 계산하여, 상기 계산된 상관 정도가 제 1 기준 값을 초과하는 비교 전력기기를 상기 임의의 전력 기기로 식별하는 운영센터;를 포함하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스마트태그는 콘센트에 연결된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 계측하는 전력사용량 계측부; 및
    상기 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 스마트미터로 전송하고, 상기 스마트미터로부터 임의의 전력기기의 전력기기 식별정보를 수신하는 태그 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스마트태그는 전력기기 식별정보를 표시하는 제1디스플레이부와 사용자로부터 전력기기 종류를 입력 받는 제1전력기기 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스마트미터는 상기 스마트태그로부터 스마트태그 식별정보 및 계측된 전력사용량 중 적어도 하나를 수신하는 미터기 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스마트미터는 상기 스마트미터와 유선 또는 무선 네트워크로 연결된 스마트태그 및 상기 스마트태그에 연결된 전력기기의 종류를 표시하는 제2디스플레이부와 사용자로부터 스마트태그에 연결된 전력기기 종류를 입력 받는 제2전력기기 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 운영센터는
    상기 스마트미터로부터 계측된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신부;
    비교 전력기기 종류별로 시간대별 전력사용량 정보를 저장하는 데이터베이스부; 및
    수신된 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 상기 데이터베이스부에 저장된 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 비교하여 전력기기의 종류를 식별하는 전력기기 식별부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 운영센터는 상기 전력기기 식별부에서 식별한 전력기기 종류에 관한 전력기기 식별정보를 상기 스마트미터로 전송하는 전력기기 식별정보 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전력기기 식별부는 다음의 식에 따라 각 비교 전력기기별 상관정도 R을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
    Figure 112011103033332-pat00019

    (xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
    Figure 112011103033332-pat00020
    ,
    Figure 112011103033332-pat00021
    )
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력기기 식별부는 상기 상관정도 R이 제1기준값 초과하는 비교 전력기기를 임의의 전력기기로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 시스템.
  10. 비교기간 동안 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량을 수신하는 전력사용량 수신단계; 및
    기 저장된 복수의 비교 전력기기의 시간대별 전력사용량과 상기 임의의 전력기기의 시간대별 전력사용량 사이의 상관 정도를 계산하여, 상기 계산된 상관 정도가 제 1 기준 값을 초과하는 비교 전력기기를 상기 임의의 전력기기로 식별하는 전력기기 식별단계;를 포함하는 전력기기를 식별하는 방법.
  11. 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 112011103033332-pat00022

    (xi는 i번째 시간대의 임의의 전력기기의 전력사용량, yi는 i번째 시간대의 비교 전력기기의 전력사용량,
    Figure 112011103033332-pat00023
    ,
    Figure 112011103033332-pat00024
    )
  12. 제11항에 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.
  13. 제11항에 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.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 임의의 전력기기의 종류를 식별할 수 없는 경우,
    사용자로부터 임의의 전력기기의 종류를 입력받는 전력기기 입력단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기를 식별하는 방법.
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KR20100125720A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 엘에스산전 주식회사 전력량 표시 시스템, 전력량 표시장치 및 이를 이용한 전력량 표시 방법
KR20110127032A (ko) * 2010-05-18 2011-11-24 주식회사 효성 스마트 홈을 위한 댁내 망 제어 시스템 및 방법

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