KR101570428B1

KR101570428B1 - 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템

Info

Publication number: KR101570428B1
Application number: KR1020140085392A
Authority: KR
Inventors: 이동규; 윤상철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-11-20
Also published as: WO2016006871A1; US20170205787A1; US9891609B2

Abstract

본 명세서는, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 중앙 제어 장치 및 이를 포함하는 설비 제어 시스템을 제공한다.
이를 위하여, 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치는, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치로서, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 기상 정보 획득부; 및 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템{CENTRAL CONTROL APPARATUS AND FACILITY CONTROL SYSTEM}

본 발명은 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템에 관한 것으로, 특히, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치 및 이를 포함하는 설비 제어 시스템에 관한 것이다.

최근, 건물의 설비가 현대화됨에 따라 건물 내에 설치된 전력, 조명, 공조, 방재 및 방범 등의 설비들을 자동으로 제어하는 자동제어시스템이 확대되고 있다.

즉, 설비들을 전체적으로 통합하여 관리할 수 있는 설비 관제 시스템(또는 설비 제어 시스템)의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

설비 관제 시스템(또는 설비 제어 시스템)은 일반적으로 관제점이라고 하는 하나의 제어 또는 모니터링을 위한 감시점을 바탕으로 이루어질 수 있다.

사용자 등은 한 개의 설비(장비)에 여러 개 혹은 단일 관제점을 설정하여 해당 관제점의 값을 통해 설비에 대한 모니터링, 제어 등을 수행할 수 있다.

엔지니어는 빌딩에 설치되는 설비의 종류 및 형태별로 해당 관제점을 설정하고, 설비 관제 시스템에 등록하여 빌딩의 자동제어를 수행할 수 있다.

기존 빌딩 에너지 관리 시스템(BEMS)은 VBDD(Variabled Based Degree Day) 로 일간 사용량을 예측하여 빌딩에 대한 관리 또는 제어를 수행하여 왔다.

그러나, 이러한 방식은, 일간 사용량만을 예측하는바 시간별 제어가 어렵고 정확하지 않은 문제점이 있었다.

본 명세서는 전술된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 중앙 제어 장치 및 이를 포함하는 설비 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 중앙 제어 장치는, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치로서, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 기상 정보 획득부; 및 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어 영역은, 건물, 빌딩, 점포, 상기 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 상기 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 상기 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 중앙 제어 장치는, 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 시분할 모델은, 상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은, 기본 부하 성분을 더 포함하는 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기본 부하 성분은, 외기 온도에 종속되지 않는 상기 제어 영역의 기본 전력 사용량을 나타내는 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하고, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 설비 제어 시스템은, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비; 및 상기 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치를 포함하되, 상기 중앙 제어 장치는, 전술된 실시예들에 따른 중앙 제어 장치인 것일 수 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 전력 사용량 예측 방법은, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치에 의한 시간대 별 전력 사용량 예측 방법으로서, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 단계; 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하는 단계; 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하는 단계; 및 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하는 단계; 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하는 단계; 및 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하는 단계; 및 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하는 단계; 및 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템에 따르면, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출함으로써 보다 정확한 전력 사용량 예측이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 명세서에 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량을 산출하는 중앙 제어 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 구체적인 중앙 제어 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 시분할 전력 사용량 회귀식을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 모델을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치에 연결되는 외부 단말을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 중앙 제어 장치와 연결되는 단말의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법을 나타내는 예시도이다.

본 명세서에 개시된 기술은 설비를 제어하기 위한 설비 제어 시스템 또는 설비 관제 시스템, 상기 설비 제어 시스템등에 포함된 중앙 제어 장치(또는 중앙 관제 서버)에 적용될 수 있다.

여기서 설비 제어 시스템(또는 설비 관제 시스템)은 건물 또는 빌딩에 배치된 설비를 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템일 수 있다. 특히, 상기 설비 제어 시스템은 빌딩종합관리시스템(BMS; Building Management System)일 수 있다. 즉, 상기 빌딩 자동화 시스템은 자동화 시스템에서 적용 대상을 한정하지 않고, 공장 자동화 시스템 등을 포함하는 개념이나 특히, 본 명세서에서는 빌딩에 설치된 설비들을 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템에 적용될 수 있다.

또한, 상기 설비 제어 시스템은 건물 내에 설치된 설비들과 관련된 에너지를 관리하여 건물 내의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 에너지 성능을 높이기 위하여 사용되는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)을 의미할 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술은 건물 내에 설치된 설비를 제어하기 위해 설비들이 소비하는 전기 에너지 사용량을 산출하기 위한 전기 에너지 산출 방법에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

설비 제어 시스템 또는 설비 관제 시스템에 대한 설명

도 1은 본 명세서에 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서에 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(또는 설비 관제 시스템, 10)은 중앙관제서버(100), 상기 중앙관제서버와 통신 네트워크를 통해 연결된 설비제어장치(200, 200'), 하나 이상의 설비(300, 300') 및 장비(400, 400')를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템 또는 설비 관제 시스템은, 하나 이상의 설비(300, 300')와, 상기 설비에 대한 하나 이상의 관제점을 등록하고, 상기 관제점을 이용하여 상기 설비를 관제하는 중앙 제어 장치(또는 중앙 관제 서버, 100)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 관제점의 적어도 일부를 등록하여 생성되는 하나 이상의 스테이션(또는'가상의 서버')을 구비하고, 상기 각 스테이션은 사용자 입력을 통해 입력된 제어명령에 따라 등록된 일부 관제점에 대한 설비를 관제하도록 구성될 수 있다.

상기 설비(300, 300')는, 상기 설비 제어 시스템(10)을 구성하는 서브 시스템으로서, 예를 들어, 에어컨, 환기, 공조기, 팬, 보일러,냉각탑, 펌프, 온/습도센서, 냉동기, 조명기기, 전력기기, 화재 시스템 등을 의미할 수 있다.

또한, 장비(400, 400')는 예를 들어 냉각탑 시스템을 설비로 하는 경우, 냉각탑, 펌프, 온도 센서 등을 의미할 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)는, 건물 전체의 상황을 종합적으로 제어 및/또는 감시하는 장치로서, 상기 설비들(300, 300'), 예를 들어 기계설비, 조명, 전력, 출입통제, 방재, 주차관리, 시설관리 등을 위한 별도의 단말기들을 구비할 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 설비 제어 장치(200)와 네트워크 통신을 통해 서로 정보를 공유하고, 관제점을 통해 상기 설비(300, 300') 및 이에 포함된 장비들(400, 400')을 제어 또는 감시하는 자동화 서버일 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)는 일반적으로, 상기 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')에 기설정된 하나 이상의 관제점을 등록하고, 상기 관제점을 통해 상기 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')를 운전하는 관제 프로그램을 생성할 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 관제 프로그램을 이용하여 상기 설비들(300, 300')을 제어 및/또는 감시할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 중앙 제어 장치(100)는 제어 영역에 설치된 설비에 대한 제어 화면을 표시할 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 제어 화면을 통하여 사용자 입력을 수신하고 상기 사용자 입력에 따른 설비에 대한 제어 처리 과정 또는 제어 처리 결과를 출력할 수 있는 유저 인터페이스 또는 입출력 화면을 제공할 수 있다.

구체적으로, 상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 제어 화면상의 제 1 영역에 상기 설비에 대한 제어 시간이 시간의 흐름에 따라 순차적으로 표시되는 타임 라인을 표시하고, 상기 제어 화면상의 제 2 영역 상에 상기 타임 라인 상의 제어 시간에 대응되는 상기 설비에 대한 상태 정보를 표시함에 의해 상기 제어 화면 또는 상기 제어 화면에 해당하는 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.

상기 제어 영역은 건물 내지 빌딩 내에 포함된 제어 관심 영역 내지 제어 대상 영역을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 영역은, 제어 대상이 되는 건물 또는 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층(또는 임의의 층)에 해당하는 영역인 것일 수 있다.

여기서, 상기 건물 내지 빌딩은 제어 대상이 되는 건축물을 의미하는 것으로, 상가, 편의점, 점포, 주택, 사무실, 오피스텔, 공장 건물 빌딩, 학원 또는 병원 건물등을 의미할 수 있다.

상기 설비 제어 장치(200)는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 상기 하나 이상의 설비(300, 300') 사이에 위치하고, 상기 중앙 제어 장치(100)로부터 수신되는 관제 프로그램을 실행할 수 있다.

즉, 상기 설비제어장치(200)는, 설비들(300, 300')을 제어하는 직접 제어기(Direct Digital Controller) 또는 PLC(Programmable Logic Controller)일 수 있다.

또한, 상기 설비 제어 장치(200)는, 상기 중앙관제서버(100)와 서로 통신하여 정보를 교환하고, 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 수신하여 실행함으로써 상기 설비들(300, 300')을 제어할 수 있다.

또한, 상기 설비 제어 장치(200)는, 상기 설비들(300, 300')에 구비된 하나 이상의 장비(400, 400'), 예를 들어 각각의 센서 및 조작 기기들에 설정된 관제점을 통해 건물 내 설비들의 제어출력 및 상태 변화 등과 같은 설비관련 정보를 기록하거나 저장할 수 있다.

상기 설비 제어 장치(200)는, 예를 들어, 상기 관제 프로그램에 따라 상기 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')를 제어 또는 감시하는 마이크로 컴퓨터일 수 있다. 다시 말해, 상기 설비제어장치(200)는 통신 네트워크를 통해 상기 중앙 제어 장치(100)와 연결되어서, 필요한 정보를 서로 송수신한다. 그에 따라, 건물 내에 설치된 공조 및 기타 설비에 대한 각 관제점들을 감시 또는 제어하고, 상기 각 관제점들에 내장된 함수를 이용하여 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')의 입출력 신호를 직접 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 설비 제어장치(200)는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 상기 하나 이상의 설비(300, 300') 사이에 연결되어서 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 수신하여, 이를 실행할 수 있다.

그리고 상기 설비 제어 장치(200)는 그 실행 결과를 상기 중앙 제어 장치(100)에 전송할 수 있다. 이를 위해, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 상기 설비제어장치(200)에 전송하고, 상기 설비 제어장치(200)로부터 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령에 따른 실행 결과를 수신하는 수단으로 통신부를 구비할 수 있다.

상기 실행 결과를 사용자 화면에 표시하기 위한 수단으로 디스플레이부를 더 구비할 수 있다.

상기 중앙 제어 장치(100)와, 설비제어장치(200), 및 각 설비들(300, 300')은 통신 네트워크를 통해 서로 연결될 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 통신 네트워크는 다양한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 중앙 제어 장치(100)와, 설비제어장치(200), 및 각 설비들(300, 300')은 TCP/IP(Transmission control protocol/Internet protocol), 백넷(Building Automation &Control Network; BACnet)을 통해 서로 연결될 수 있다.

또한, 상기 통신 프로토콜에는 CAN, DeviceNet, Profibus, Interbus, LonWorks 등이 있으며, 그 중 특히 LonWorks는 OSI 7계층을 모두 사용하여 인터넷에 쉽게 연결될 수 있어 인터넷을 통한 감시 및 제어가 가능하다는 장점이 있어 다양하게 응용되고, 그 중요성 역시 점차 확대되고 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치에 대한 설명

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치는, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치로서, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 기상 정보 획득부 및 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어 영역은, 건물, 빌딩, 점포, 상기 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 상기 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 상기 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치는, 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 시분할 모델은, 상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은, 기본 부하 성분을 더 포함하는 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 기본 부하 성분은, 외기 온도에 종속되지 않는 상기 제어 영역의 기본 전력 사용량을 나타내는 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하고, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것일 수 있다.

도 2는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량을 산출하는 중앙 제어 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량을 산출하는 중앙 제어 장치(100)는, 제어부(140) 및 기상 정보 획득부(160)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 상기 중앙 제어 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

상기 기상 정보 획득부(160)는, 특정 시간대에서의 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비가 설치된 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득할 수 있다.

여기서, 상기 제어 영역은, 건물, 빌딩, 점포, 상기 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 상기 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 상기 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 기상 정보 획득부(160)는, 상기 예측 외기 온도를 기상청 서버(W100)로부터 획득할 수 있다.

따라서, 상기 기상 정보 획득부(160)는 상기 기상청 서버(W100)에 상기 예측 외기 온도를 획득하기 위해 접속할 수 있는 통신 모듈 형태로 구성될 수 있다.

상기 제어부(140)는, 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출할 수 있다.

시간별 예측 모델인 상기 시분할 모델은 아래의 식을 시간대별로 적용하여 24개의 회귀식을 도출함에 의해 얻어진다.

Elec_Hour(h) = OutTemp(h) * C1 + Baseload

여기서, Elec_Hour(h)는 시간대 h에서의 누적 전력 사용량, OutTemp(h)는, 시간대 h에서의 평균 외기온도, Baseload(기본 부하)는 외기온도에 종속되지 않는 기본 사용량을 의미할 수 있다.

상기 시분할 모델은, 해당 시간대의 외기온도와 전력량의 Linear 한 상관관계를 반영한 것으로, 시간대 별 회귀계수 도출에 사용되는 샘플링 데이터는 과거 해당 시간대 데이터로 한정하며, 예측일에 대한 기상청 예상 정보 활용하여 전력 사용량이 예측될 수 있다.

여기서, 상기 Baseload(기본 부하)는, 상기 적어도 하나의 설비가 공기 조화기인 경우, 공기 조화 기능이 활성화되지 않은 상태에서의 상기 공기 조화기의 대기 전력인 것일 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출할 수 있다.

여기서, 상기 최종 전력 사용량은 시간대 별 전력 사용량 순시치를 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 저장하는 저장부(도 3의 저장부(150)에 대응)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 시분할 모델은, 상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량(또는 전력 사용량 순시치)을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은, 기본 부하 성분을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기본 부하 성분은, 외기 온도에 종속되지 않는 상기 제어 영역의 기본 전력 사용량을 나타내는 것일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(140)는, 상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하고, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(140)는, 균일 보정(또는 균일 조정)인 경우, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출할 수 있다.

이 경우, 상기 최종 전력 사용량은 다음과 같은 수식으로 나타내어 질 수 있다.

Elec_Hour_final(h) = Elec_Hour(h) + Diff_VBDD_Hourly(Day)/24

여기서, Elec_Hour_final(h)는 h 시간대에서의 최종 전력 사용량(시간별 전력 사용량 순시치), Elec_Hour(h) h 시간대에서의 시분할 전력 사용량, Diff_VBDD_Hourly(Day)는 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이를 의미할 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(140)는, 비균일 보정(또는 비균일 조정)인 경우, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하고, 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출할 수 있다.

Elec_Hour_final(h) = Elec_Hour(h) + Diff_VBDD_Hourly(Day) * (Elec_Hour(h) / Elec_Sum_Hourly(Day))

여기서, Elec_Hour_final(h)는 h 시간대에서의 최종 전력 사용량(시간별 전력 사용량 순시치), Elec_Hour(h) h 시간대에서의 시분할 전력 사용량, Diff_VBDD_Hourly(Day)는 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이, Elec_Sum_Hourly(Day)는 시분할 일간 예측 전력 사용량을 의미할 수 있다.

도 3은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 구체적인 중앙 제어 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치(100)는 통신부(130), 제어부(140)를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 중앙 제어 장치(100)는 저장부(150), 디스플레이부(120) 및 입력부(110) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

이외에도 상기 중앙 제어 장치(100)는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전기 에너지 사용량을 검출하기 위한 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 상기 중앙 제어 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

상기 통신부(130)는 상기 설비 제어 장치(200)에 제어 명령, 관제 프로그램 또는 관제 프로그램의 실행 결과등을 전송할 수 있다. 이를 통해, 상기 설비 제어 장치(200)는 제어 대상이 되는 설비를 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 통신부(130)는 상기 설비 제어 장치(200)에 의한 설비의 제어 결과 내지 제어 처리 과정에 대한 정보를 상기 설비 제어 장치(200)로부터 수신할 수 있다.

또한, 상기 통신부(130)는 다수의 관제점으로부터 설비들에 대한 다양한 정보(예를 들어, 상태 정보)를 수신할 수 있다.

또한, 상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 통신부(130)를 통하여 외부 단말과 연결될 수 있다. 상기 중앙 제어 장치(100)의 사용자는 상기 외부 단말을 통해 상기 중앙 제어 장치(100)에 의해 수행되는 기능(예를 들어, 설비에 대한 관리 또는 제어 기능)을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 통신부(130)는, 전술된 상기 기상 정보 획득부(160)의 역할을 수행할 수 있다.

따라서, 상기 통신부(130)는, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 상기 기상청 서버(W100)으로부터 획득할 수 있다.

상기 통신부(130)는 상기 외부 단말과 유무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(130)는 BluetoothTM, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication), Wireless LAN 또는 이동 통신망 중 어느 하나 이상을 위한 전자 부품을 포함할 수 있다.

상기 제어부(140)는, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 순시치 산출 기능을 제공하기 위하여 상기 중앙 제어 장치(100)에 포함된 구성요소들을 제어하는 역할을 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부(140)는, 상기 입력부(110)를 통해 입력된 사용자 제어 입력을 근거로 상기 선택된 두 개 이상의 설비를 함께 제어할 수 있다.

본 명세서에 개시된 기술은, 미리 정해진 설비 그룹 또는 복수의 존으로 구분된 제어 영역을 존 단위로만 제어하는 것이 아니라, 특정 장치 또는 설비에 해당하는 상태 정보의 변화 패턴으로 동작중인 장치를 일괄적으로 선택, 제어함으로써, 설비 운영 환경을 최적화하고, 이를 통하여 설비 내지 장치를 효율적으로 관리할 수 있는 장점을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부(140)는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 특정 통신 방식으로 통신을 수행하는 설비 제어 장치(200)를 통해 상기 특정 영역에 배치된 설비를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 특정 통신 방식은, TCP/IP(Transmission control protocol/Internet protocol), 백넷(Building Automation &Control Network; BACnet) 및 LonWorks 중 적어도 하나인 것일 수 있다.

또한, 상기 설비 제어 장치(200)는, 직접 제어기(Direct Digital Controller) 또는 PLC(Programmable Logic Controller) 중 적어도 하나인 것일 수 있다.

전력 사용량 예측 기능과 관련된 상기 제어부(140)의 구체적인 역할은 전술된 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 디스플레이부(120)는, 제어 영역에 설치된 설비에 대한 제어 화면 및 상기 제어 화면과 관련된 다양한 그래픽 객체들을 표시하는 역할을 할 수 있다.

여기서, 상기 제어 영역은, 제어 대상이 되는 건물 또는 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역일 수 있다.

상기 디스플레이부(120)는, 상기 중앙 제어 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시하여 출력한다. 예를 들면, 상기 디스플레이부(110)는 상기 중앙 제어 장치(100)에 의해 제공되는 기능과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이부(120)는, 전력 사용량 순시치 산출 결과 및 산출 과정을 상기 제어 화면상에 표시할 수 있다.

상기 디스플레이부(120)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고 상기 중앙 제어 장치(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(120)가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들면, 상기 중앙 제어 장치(100)에 외부 디스플레이부(도시하지 않음)와 내부 디스플레이부(도시하지 않음)가 동시에 구비될 수 있다.

상기 디스플레이부(120)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 상기 디스플레이부(140)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어 화면은 상기 중앙 제어 장치(100)에 연결된 디스플레이 장치(미도시)를 통하여 표시될 수 있다.

상기 입력부(110)는 상기 중앙 제어 장치(100)를 제어하기 위한 사용자 입력을 입력받는 역할을 할 수 있다.

상기 입력부(110)는 사용자가 상기 중앙 제어 장치(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 입력부(110)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 상기 디스플레이부(140)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 입력부(110)는, 사용자로부터 다양한 사용자 입력을 수신할 수 있다(또는 입력받을 수 있다).

예를 들어, 상기 입력부(110)는 전술된 사용자로부터 상기 제어 영역에 대한 전기 에너지 사용량 산출 기능을 활성화시키는 사용자 입력을 입력받을 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 입력부(110)는 사용자 설정 입력을 입력받을 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(140)는, 상기 사용자 설정 입력을 근거로 상기 특정 제어 시간에 해당하는 상기 설비에 대한 제어 파라미터를 설정할 수 있다.

또한, 상기 입력부(110)는 제어의 대상이 되는 관심 제어 영역 또는 대상 제어 영역에 설치된 설비를 제어하기 위한 제어 입력을 입력받을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 입력부(110)는 상기 중앙 제어 장치(100)이 사용자에게 제공하는 유저 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 입력받을 수 있다. 특히, 상기 유저 인터페이스는 그래픽 유저 인터페이스(GUI; Graphic User Interface)일 수 있다.

예를 들어, 상기 입력부(110)는 상기 제어 화면상의 제어 대상이 되는 설비를 나타내는(또는 표현한) 그래픽 오브젝트를 통하여 상기 제어 입력을 입력받을 수 있다.

구체적으로, 사용자가 상기 제어 화면상에 표시된 상기 그래픽 오브젝트를 클릭하거나, 터치하는 경우, 상기 유저 인터페이스는 상기 클릭 또는 터치에 대응하여 입력창등(예를 들어, 팝-업 메뉴)을 화면상에 표시할 수 있고, 사용자는 상기 입력창등을 통하여 상기 제어 입력을 입력할 수 있다.

여기서, 상기 그래픽 오브젝트는, 상기 설비를 나타내는 아이콘 또는 인디케이터일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 그래픽 오브젝트의 모양 또는 크기는 설비의 실제 모양 및 크기에 대응되도록 설정되어 상기 화면상에 표시되는 것일 수 있다.

예를 들어, 설비의 모양이 사각형인 경우, 상기 그래픽 오브젝트의 모양은 사각형이 될 수 있다. 또한, 상기 그래픽 오브젝트의 크기는 상기 설비의 크기를 일정 비율 만큼 축소한 것일 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 입력부(110)는 전술된 직선 모양의 인디케이터를 통하여 상기 제어 입력을 입력받을 수 있다.

구체적으로, 사용자가 상기 제어 화면상에 표시된 상기 직선 모양의 인디케이터를 클릭하거나, 터치하는 경우, 상기 유저 인터페이스는 상기 클릭 또는 터치에 대응하여 입력창등(예를 들어, 팝-업 메뉴)을 화면상에 표시할 수 있고, 사용자는 상기 입력창등을 통하여 상기 제어 입력을 입력할 수 있다.

상기 저장부(150)는 상기 제어부(140)에 의해 전력 사용량 산출 결과 및 그 처리 과정등을 저장하는 역할을 할 수 있다.

또한, 상기 저장부(150)는 상기 제어부(140)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들, 상기 사용자 입력, 제어 입력, 설정 입력등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 저장부(150)는, 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 저장할 수 있다.

이 경우, 상기 시분할 모델은, 상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것일 수 있다.

상기 저장부(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD(Solid State Disk or Solid State Drive), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 중앙 제어 장치(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 저장부(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템은, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비 및 상기 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치를 포함하되, 상기 중앙 제어 장치는, 상술된 실시예들에 따른 중앙 제어 장치인 것일 수 있다.

전력 사용량 예측 방법에 대한 구체적인 실시예

이하에서 개시되는 구체적인 실시예는 전술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 구체적인 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.

도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 시분할 전력 사용량 회귀식을 나타내는 예시도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치(100)는, 상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량(PINF10)을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식(EQ10)을 근거로 상기 시분할 모델을 생성할 수 있다.

전술된 바와 같이, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식(EQ10)은 다음과 같은 수식으로 나타내어 질 수 있다.

Elec_Hour(h) = OutTemp(h) * C1 + Baseload

도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 모델을 나타내는 예시도이다.

도 5를 참조하면, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득할 수 있다.

또한, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 예측 외기 온도 및 통계 모델인 VBDD 모델을 통하여 에너지 사용량(일간, 전술된 VBDD 일간 전력 사용량)을 산출할 수 있다. - 통계 모델(VBDD) 사용

또한, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 에너지 사용량(시간, 전술된 시분할 전력 사용량)을 산출할 수 있다. - 시분할 모델 사용

또한, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 에너지 사용량(시간, 전술된 최종 전력 사용량)을 산출할 수 있다. - 하이브리드(Hybrid) VBDD 시분할 모델 사용

외부 단말을 통해 제어되는 중앙 제어 장치

이하에서는, 도 6 내지 도 7을 참조하여, 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템에 연결되는 외부 단말(구체적으로는, 상기 중앙 제어 장치(100)에 연결되는 외부 단말에 대해 설명한다.

이하에서 개시되는 일 실시예에 따른 단말을 통한 중앙 제어 장치의 제어 방법은, 전술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 단말을 통한 설비의 관리 및 제어 방법의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.

일 실시예에 따르면 휴대 단말(500)은, 상기 중앙 제어 장치(100)에 연결되어 상기 중앙 제어 장치(100)를 제어할 수 있다.

즉, 사용자 내지 설비 관리자는 상기 휴대 단말(500)을 통하여 상기 중앙 제어 장치(100)에 접속하여 전술된 실시예들에 따른 전력 사용량 예측 기능을 수행할 수 있다.

도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치에 연결되는 외부 단말을 나타내는 예시도이다.

도 6을 참조하면, 본 명세서에 개시된 변형된 일 실시예에 따른 중앙 제어 장치(100)는 유선 또는 무선으로 단말(또는 외부 단말, 500)과 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중앙 제어 장치(100)의 제어부(140, 도 3 참조)는 상기 제어 화면을 상기 단말(500)에 전송할 수 있다. 이를 위해, 상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 통신부(150)를 통하여 상기 단말(500)과 연결될 수 있다.

이 경우, 상기 사용자는 상기 단말(500)에 의해 표시되는 제어 화면을 통해 전술된 실시예들에 따른 사용자 입력을 입력할 수 있다.

상기 단말(500)은 상기 입력된 사용자 입력을 상기 중앙 제어 장치(100)로 전송하여 전술된 실시예들에 따라 제어 또는 변경되는 제어 화면을 다시 전송받아 화면에 표시할 수 있다.

도 7은 본 명세서에 개시된 중앙 제어 장치와 연결되는 단말의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 단말(500)이 이동 단말기 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸다.

그리고, 상기 단말기(500)는 무선 통신부(510), A/V(Audio/Video) 입력부(520), 사용자 입력부(530), 센싱부(540), 출력부(550), 메모리(560), 인터페이스부(570), 제어부(580)를 더 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(510)는 단말기(500)와 무선 통신 시스템 사이, 단말기(500)와 단말기(500)가 위치한 네트워크 사이, 또는 단말기(500)와 상기 중앙 제어 장치(100) 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

예를 들어, 무선 통신부(310)는 방송 수신 모듈(511), 이동통신 모듈(512), 무선 인터넷 모듈(513), 근거리 통신 모듈(514) 및 위치정보 모듈(515) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(511)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 센터로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널 및 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 센터는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(212)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(511)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(211)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(511)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(560)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(512)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(513)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말기(500)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(514)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 무선의 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth®), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee® 등이 이용될 수 있다. 한편, 유선의 근거리 통신으로는 USB(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 썬더볼트(ThunderboltTM) 등이 이용될 수 있다.

상기 무선 인터넷 모듈(513) 또는 상기 근거리 통신 모듈(514)은 상기 중앙 제어 장치(100)와 데이터 통신 연결을 수립할 수 있다.

상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(513) 또는 상기 근거리 통신 모듈(514)은 무선으로 전력을 전달하는 중에, 출력할 오디오 신호가 있는 경우, 상기 오디오 신호를 상기 근거리 통신 모듈을 통해 상기 중앙 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(513) 또는 상기 근거리 통신 모듈(514)은 디스플레이할 정보가 있는 경우, 상기 정보를 상기 중앙 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 또는, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(513) 또는 상기 근거리 통신 모듈(514)은 상기 중앙 제어 장치(100)에 내장된 마이크를 통해 입력되는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 무선 인터넷 모듈(513) 또는 상기 근거리 통신 모듈(514)은 상기 이동 단말기(500)의 식별 정보(예컨대, 휴대폰인 경우 전화 번호, 또는 기기명)를 상기 수립된 데이터 통신을 통해 상기 중앙 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.

위치정보 모듈(515)은 단말의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 7을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(520)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(521)와 마이크(522) 등이 포함될 수 있다. 카메라(521)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(551)에 표시될 수 있다.

카메라(521)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(260)에 저장되거나 무선 통신부(510)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(521)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(522)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(512)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(522)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(530)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(530)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(540)는 근접센서(541), 압력센서(542), 및 모션 센서(543) 등을 포함할 수 있다. 상기 근접센서(541)는 이동 단말기(500)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(200)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 상기 근접센서(541)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 상기 근접센서(241)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

상기 압력센서(542)는 이동 단말기(500)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 상기 압력센서(542)는 사용환경에 따라 이동 단말기(500)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(542)가 디스플레이부(551)에 설치되는 경우, 상기 압력센서(542)에서 출력되는 신호에 따라, 상기 디스플레이부(551)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 상기 압력센서(542)에서 출력되는 신호에 따라, 압력터치 입력시 상기 디스플레이부(551)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.

상기 모션 센서(543)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(500)의 위치나 움직임 등을 감지한다. 상기 모션 센서(543)에 사용될 수 있는 가속도 센서는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자이다. 가속도 센서는 보통 2축이나 3축을 하나의 패키지에 실장하여 구성되며, 사용 환경에 따라서는 Z축 한 축만 필요한 경우도 있다. 따라서, 어떤 이유로 Z축 방향 대신 X축 또는 Y축 방향의 가속도 센서를 써야 할 경우에는 별도의 조각 기판을 사용하여 가속도 센서를 주 기판에 세워서 실장할 수도 있다. 또한, 상기 자이로 센서는 회전 운동을 하는 이동 단말기(500)의 각속도를 측정하는 센서로서, 각 기준 방향에 대한 회전된 각도를 감지할 수 있다. 예컨대, 상기 자이로 센서는 3개 방향의 축을 기준으로 한 각각의 회전 각도, 즉 방위각(azimuth), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 감지할 수 있다.

출력부(550)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(551), 음향 출력 모듈(552), 알람부(553), 및 햅틱 모듈(554) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(551)는 단말기(500)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 단말가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 단말기(200)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(551)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(251)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(551)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

단말기(500)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(551)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 단말기(500)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(551)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(251)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(551)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(551)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(280)로 전송한다. 이로써, 제어부(580)는 디스플레이부(251)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

상기 터치스크린에 의해 감싸지는 단말의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(541)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(552)은 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(252)은 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(252)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(553)는 단말기(500)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(553)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(551)나 음성 출력 모듈(552)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(251,252)은 알람부(253)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(554)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(554)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(554)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(554)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(554)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(554)은 단말기(500)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(560)는 제어부(580)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(560)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

어떤 실시 예들에서는, 메모리(560)에 운영 체제(Operating System)(미도시), 무선통신부(510) 기능을 수행하는 모듈, 사용자 입력부(530)와 함께 동작하는 모듈, A/V 입력부(520)와 함께 동작하는 모듈, 출력부(550)와 함께 동작하는 모듈을 포함하는 소프트웨어 컴포넌트들이 저장될 수 있다. 상기 운영 체제(예를 들어, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS, Chrome, Symbian, iOS, Android, VxWorks 또는 기타 임베디드 운영체제)는 메모리 관리, 전력 관리 등과 같이 시스템 작업(tasks)들을 제어하기 위한 다양한 소프트웨어 컴포넌트들 및/또는 드라이버들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 메모리(560)는 설비의 제어 또는 관리 관련된 프로그램(예를 들어, 관제 프로그램)을 저장할 수 있다. 상기 프로그램은 상기 제어부(580)에 의하여 실행될 수 있다.

또한, 상기 메모리(560)는 어플리케이션 제공 서버(예: 앱스토어)로부터 다운로드한 설비 제어 또는 관리와 관련된 어플리케이션(application)을 저장할 수 있다.

메모리(560)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 xD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 단말기(500)는 인터넷(Internet)상에서 상기 메모리(560)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(570)는 단말기(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(570)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(500) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(500) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(570)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 단말기(500)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identity Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(500)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 단말기(500)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 단말기(500)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 단말로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 단말가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 280)는 통상적으로 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(580)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(581)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(581)은 제어부(580) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(580)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(580)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(590)는 제어부(580)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

전원공급부(590)는 단말기(500)의 각 구성요소로 전원을 공급하는 배터리(599)를 구비하며, 상기 배터리(599)를 유선 또는 무선 충전하기 위한 충전부(598)를 포함할 수 있다.

본 명세서는 상기 중앙 제어 장치(100)에 연결되는 이동 단말을 예로서 개시하고 있으나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템은, 하나 이상의 설비, 상기 하나 이상의 설비와 유선 또는 무선으로 연결된 설비 제어 장치 및 상기 설비 제어 장치를 통하여 상기 하나 이상의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치를 포함하고, 상기 중앙 제어 장치는, 휴대 단말과 유무선 통신으로 연결되어 원격으로 제어되되, 상기 휴대 단말은, 상술된 실시예들에 따른 휴대 단말인 것일 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법은, 제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치에 의한 시간대 별 전력 사용량 예측 방법으로서, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 단계, 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하는 단계, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하는 단계 및 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 시분할 모델은, 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은, 기본 부하 성분을 더 포함할 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하는 단계, 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하는 단계 및 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하는 단계 및 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하는 단계 및 상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

도 8은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법을 나타내는 예시도이다.

도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전력 사용량 예측 방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.

먼저, 특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득할 수 있다(S110).

다음으로, 상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출할 수 있다(S120).

다음으로, 상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출할 수 있다(S130).

다음으로, 상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출할 수 있다(S140).

본 명세서에 개시된 기술에 대해 간략하게 설명하면, 본 명세서에 개시된 기술은, VBDD(Variabled Based Degree Day)로 일간 사용량을 예측하고, 시분할 모델의 시간별 예측 결과의 합과 비교하여 시간별 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.

먼저, 균일 조정의 경우, VBDD 예측결과와 시간별 예측결과로 구한 일간 예측값의 차이를 24등분하여 시간별 예측결과에 반영한다(아래 수식 참조).

Elec_Hour(Hour) = Elec_Hour(Hour) + Diff_VBDD_Hourly(Day)/24

다음으로, 비균일 조정인 경우, VBDD 예측결과와 시간별 예측결과로 구한 일간 예측값의 차이를 비균일하게 반영하되, 시간별 예측 결과값의 크기에 비례하게 반영한다(아래 수식 참조).

Elec_Hour(Hour) = Elec_Hour(Hour) + Diff_VBDD_Hourly(Day) * (Elec_Hour(Hour) / Elec_Sum_Hourly(Day))

여기서, Elec_Hour(Hour)는 시간별 예측값, Elec_Sum_Hour(Day)는 시간별 예측 결과를 합하여 구한 일간 전력 예상 사용량, Elec_VBDD(Day)는 VBDD로 구한 일간 전력 예상 사용량, Diff_VBDD_Hour(Day)는 VBDD로 구한 일간 예상량과 시간별 예측으로 구한 값의 차이를 의미한다.

본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

100: 중앙 제어 장치 110: 입력부
120: 디스플레이부 130: 통신부
140: 제어부 150: 저장부
200: 설비 제어 장치 500: 외부 단말

Claims

제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치에 있어서,
특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 기상 정보 획득부; 및
상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하고,
상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하고,
상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하고,
상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하고,
상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 영역은,
건물, 빌딩, 점포, 상기 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 상기 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 상기 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것인 중앙 제어 장치.
제1항에 있어서,
과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
상기 시분할 모델은,
상기 과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것인 중앙 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은,
기본 부하 성분을 더 포함하는 것인 중앙 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 기본 부하 성분은,
외기 온도에 종속되지 않는 상기 제어 영역의 기본 전력 사용량을 나타내는 것인 중앙 제어 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하고,
상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것인 중앙 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하고,
상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 것인 중앙 제어 장치.
제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비; 및
상기 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치를 포함하되,
상기 중앙 제어 장치는,
제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 하나에 해당하는 중앙 제어 장치인 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
제어 영역에 설치되어 에너지를 소비하는 적어도 하나의 설비를 제어하는 중앙 제어 장치에 의한 시간대 별 전력 사용량 예측 방법에 있어서,
특정 시간대에서의 상기 제어 영역에 해당하는 예측 외기 온도를 획득하는 단계;
상기 예측 외기 온도 및 시분할 모델을 근거로 상기 적어도 하나의 설비를 통하여 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에서 소비하는 예측 전력 사용량인 시분할 전력 사용량을 산출하는 단계;
상기 예측 외기 온도 및 VBDD(Variable Based Degree Day) 모델을 근거로 상기 제어 영역에 해당하는 예측 일간 전력 사용량인 VBDD 일간 전력 사용량을 산출하는 단계; 및
상기 시분할 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량을 근거로 상기 제어 영역이 상기 특정 시간대에 소비하는 최종적인 예측 전력 사용량인 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는,
상기 시분할 전력 사용량을 누적하여 시분할 일간 예측 전력 사용량을 산출하는 단계;
상기 시분할 일간 예측 전력 사용량 및 상기 VBDD 일간 전력 사용량 간의 차이인 예측 일간 전력 사용량 차이를 산출하는 단계; 및
상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 사용량 예측 방법.
제10항에 있어서, 상기 제어 영역은,
건물, 빌딩, 점포, 상기 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 상기 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 상기 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것인 전력 사용량 예측 방법.
제10항에 있어서, 상기 시분할 모델은,
과거 시간대 별 외기 온도 및 전력 사용량을 통하여 회귀적으로 도출된 시분할 전력 사용량 회귀식을 근거로 형성된 것인 전력 사용량 예측 방법.
제12항에 있어서, 상기 시분할 전력 사용량 회귀식은,
기본 부하 성분을 더 포함하는 것인 전력 사용량 예측 방법.
제13항에 있어서, 상기 기본 부하 성분은,
외기 온도에 종속되지 않는 상기 제어 영역의 기본 전력 사용량을 나타내는 것인 전력 사용량 예측 방법.
삭제
제10항에 있어서, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는,
상기 예측 일간 전력 사용량 차이를 24로 나누어 보정 전력 사용량을 산출하는 단계; 및
상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함하는 것인 전력 사용량 예측 방법.
제10항에 있어서, 상기 예측 일간 전력 사용량 차이 및 상기 시분할 전력 사용량을 근거로 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계는,
상기 예측 일간 전력 사용량 차이에 상기 시분할 전력 사용량을 상기 시분할 일간 예측 전력 사용량으로 나눈 값을 곱하여 보정 전력 사용량을 산출하는 단계; 및
상기 시분할 전력 사용량에 상기 보정 전력 사용량을 더함에 의해 상기 최종 전력 사용량을 산출하는 단계를 포함하는 것인 전력 사용량 예측 방법.