KR101625689B1 - 네트워크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크 시스템에 관한 것이다. 일 측면에 따른 네트워크 시스템은, 에너지발생부가 포함되며, 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보가 포함되는 에너지 정보를 송신 가능한 유틸리티 네트워크; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 하나 이상의 에너지소비부가 포함되며, 상기 에너지 정보를 수신 가능한 가정용 네트워크; 및 상기 하나 이상의 에너지 소비부에서 소비될 전력과 관련한 예측 전력 정보를 인식할 수 있는 에너지 측정부가 포함된다.

Description

네트워크 시스템{Network system}

본 실시 예는 네트워크 시스템에 관한 것이다.

공급자는 전기, 물, 가스 등과 같은 에너지원(Energy source)을 단순히 공급만하고, 수요처는 공급받은 에너지원을 단순히 사용만 하였다. 따라서, 에너지 생산, 분배, 또는 에너지 사용 등의 측면에서 효과적인 관리가 수행되기 어려웠다. 따라서, 에너지를 효과적으로 관리하기 위한 네트워크 시스템이 요구된다.

본 발명의 목적은, 에너지원의 효과적인 관리가 가능한 네트워크 시스템을 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 네트워크 시스템은, 에너지발생부가 포함되며, 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보가 포함되는 에너지 정보를 송신 가능한 유틸리티 네트워크; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 하나 이상의 에너지소비부가 포함되며, 상기 에너지 정보를 수신 가능한 가정용 네트워크; 및 상기 하나 이상의 에너지 소비부에서 소비될 전력과 관련한 예측 전력 정보를 인식할 수 있는 에너지 측정부가 포함된다.

제안되는 발명에 의하면, 실시 간 전력사용량 뿐만 아니라, 각 에너지소비부의 예측 전력 사용량 및 가정 전체의 전력 사용량을 예측할 수 있으므로, 전력공급자는 전력의 효율적 관리가 가능하게 된다.

또한, 메모리부에 저장된 정보값을 이용하여 각 에너지소비부의 사용 전력량을 예측할 수 있으므로, 각 에너지소비부의 전력 사용량을 직접 측정하기 위한 별도의 측정부(일 례로 전류 센서)가 불필요한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 블럭도.
도 3은 본 발명의 가정용 네트워크를 구성하는 일 예를 보여주는 개략도.
도 4는 제 1 실시 예에 따른 에너지측정부의 개략적인 구성을 보여주는 블럭도.
도 5는 에너지측정부의 메모리부에 저장된 에너지소비부의 전력 사용 예측을 위한 정보 테이블을 개략적으로 보여주는 도면.
도 6은 제 2 실시 예에 따른 에너지소비부의 개략적인 구성을 보여주는 블럭도.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 도면이다.

본 네트워크 시스템은 전기, 물, 가스 등과 같이 에너지원(Energy source)을 관리하기 위한 시스템이다. 에너지원은, 발생량 또는 사용량 등이 계측(meter)될 수 있는 것을 의미한다. 따라서, 위에서 언급되지 않은 에너지원도 본 시스템의 관리 대상에 포함될 수 있다. 이하에서는 에너지원으로서 일 예로 전기에 대해서 설명하기로 하며, 본 명세서의 내용은 다른 에너지원에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예의 네트워크 시스템은, 전기를 생산하는 발전소(Power plant)를 포함한다. 상기 발전소는, 화력발전이나 원자력발전 등을 통하여 전기를 생산하는 발전소와, 친환경 에너지인 수력, 태양광, 풍력 등을 이용한 발전소를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발전소에서 발생된 전기는 송전선을 통하여 전력소로 송전되고, 전력소(substation)에서는 변전소로 전기를 송전하여 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.

그리고, 친환경 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 송전되어 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전기저장장치를 거쳐서 또는 직접 사무실이나 각 가정으로 분배된다.

가정용 네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지 등을 통하여 전기를 자체적으로 생산하거나, 저장하거나, 분배하거나, 남는 전기를 외부(일 례로 전력회사)에 되팔 수도 있다.

또한, 상기 네트워크 시스템에는, 수요처(가정 또는 사무실 등)의 전기 사용량을 실시간으로 파악하는 스마트 미터(Smart meter)와, 다수의 수요처의 전기 사용량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI: Advanced Metering infrastructure)가 포함될 수 있다. 즉, 상기 계측장치는 다수의 스마트 미터에서 계측된 정보를 받아 전기 사용량을 계측할 수 있다.

또한, 상기 네트워크 시스템은, 에너지를 관리하는 에너지관리장치(EMS: Energy Management System)를 더 포함할 수 있다. 상기 에너지관리장치는 에너지와 관련(에너지의 생성, 분배, 사용, 저장 등)하여, 하나 이상의 컴포넌트의 작동에 대한 정보를 생성할 수 있다. 상기 에너지관리장치는, 적어도 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

본 명세서에서 에너지관리장치에 의해서 수행되는 기능 또는 솔루션은 에너지관리기능(Energy Management Function) 또는 에너지관리솔루션(Energy Management Solution)이라고 언급될 수 있다.

본 발명의 네트워크 시스템에서 상기 에너지관리장치는 별도의 구성으로 하나 이상이 존재하거나, 하나 이상의 컴포넌트에 에너지관리기능 또는 솔루션으로서 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 네트워크 시스템은 다수의 컴포넌트 들에 의해서 구성된다. 예를 들어, 발전소, 변전소, 전력소, 에너지관리장치, 가전제품, 스마트 미터, 축전기, 웹 서버, 계측장치, 홈 서버 등이 네트워크 시스템의 컴포넌트 들이다.

또한, 본 발명에서, 각 컴포넌트는 다수의 세부 컴포넌트 들에 의해서 구성될 수 있다. 일 례로, 일 컴포넌트가 가전제품인 경우, 가전제품을 구성하는 마이컴, 히터, 디스플레이 등이 세부 컴포넌트일 수 있다.

즉, 본 발명에서는 특정 기능을 수행하는 모든 것이 컴포넌트가 될 수 있으며, 이러한 컴포넌트 들은 본 발명의 네트워크 시스템을 구성한다. 그리고, 두 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

또한, 하나의 네트워크(network)는 하나의 컴포넌트일 수 있거나, 다수의 컴포넌트로 구성될 수 있다.

본 명세서에서, 통신 정보가 에너지원과 관련한 네트워크 시스템을 에너지 망(Energy grid)이라 할 수 있다.

일 실시 예의 네트워크 시스템은, 유틸리티 네트워크(UAN: Utility Area Network: 10)와, 가정용 네트워크(HAN, Home Area Network: 20)로 구성될 수 있다. 유틸리티 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20)는 통신수단에 의해서 유선 또는 무선 통신할 수 있다. 일 례로 상기 통신수단은 단순 통신선이거나 전력선 통신수단(Power line communication means)일 수 있다. 물론, 전력선 통신수단은 두 컴포넌트와 각각 연결되는 통신기(일 례로 모뎀 등)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 통신수단은 zigbee, wi-fi 등일 수 있다.

본 명세서에서, 유선 통신을 위한 방법 또는 무선 통신을 위한 방법에는 제한이 없다.

본 명세서에서, 가정은, 사전적 의미의 가정 뿐만 아니라, 건물, 회사 등 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다. 그리고, 유틸리티는 가정 외부의 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 11)와, 에너지를 분배 또는 전달하는 에너지분배부(Energy distribution component: 12)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 13)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 14)와, 에너지 관련 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 15)를 포함한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 하나 이상의 컴포넌트가 에너지를 소비하는 경우, 에너지를 소비하는 컴포넌트는 에너지소비부일 수 있다.

상기 에너지발생부(11)는 일 례로 발전소일 수 있다. 상기 에너지분배부(12)는 상기 에너지발생부(11)에서 생성된 에너지 및/또는 에너지저장부(13)에 저장된 에너지를 에너지 소비부(26)로 분배 또는 전달한다. 상기 에너지분배부(12)는 송전기, 변전소, 전력소 등일 수 있다.

상기 에너지저장부(13)는 축전지 일 수 있고, 상기 에너지관리부(14)는 에너지와 관련하여, 에너지발생부(11), 에너지분배부(12), 에너지저장부(13), 에너지소비부(26) 중 하나 이상의 구동을 위한 정보를 생성한다. 상기 에너지관리부(14), 적어도 특정 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

상기 에너지관리부(14)는 에너지관리장치 일 수 있다. 상기 에너지측정부(15)는 에너지의 발생, 분배, 사용, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 계측장치(AMI) 일 수 있다. 상기 에너지관리부(14)는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 터미널 컴포넌트(미도시)에 의해서 상기 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다. 상기 터미널 컴포넌트는 일 례로 게이트웨이(Gate way)일 수 있다. 이러한 터미널 컴포넌트는 상기 유틸리니 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20) 중 하나 이상에 구비될 수 있다.

또한, 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

상기 가정용 네트워크(20)는 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 21)와, 에너지를 분배하는 에너지분배부(Energy distribution component: 22)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 23)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 24)와, 에너지와 관련한 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 25)와, 에너지를 소비하는 에너지소비부(Energy consumption component: 26)와, 다수의 컴포넌트를 제어하는 중앙관리부(Central management component: 27)와, 에너지 망 보조부(Energy Grid Assistance Component: 28)를 포함한다.

상기 에너지발생부(Energy generation component: 21)는 가정용 발전기일 수 있고, 상기 에너지저장부(Energy storage component: 23)는 축전지일 수 있고, 에너지관리부(Energy management component: 24)는 에너지관리장치 일 수 있고, 상기 에너지측정부(Energy metering component: 25)는 에너지의 발생, 분배, 사용, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 스마트 미터(Smart meter)일 수 있다. 상기 에너지소비부(26)는 일 례로 가전제품 또는 가전제품을 구성하는 히터, 모터, 디스플레이 등일 수 있다. 본 실시 예에서 에너지소비부(26)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 에너지관리부(24)는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다.

상기 에너지발생부(21), 상기 에너지분배부(22), 에너지저장부(23)는 개별적인 컴포넌트이거나, 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

상기 중앙관리부(27)는 일 례로 다수의 가전제품(Appliance)을 제어하는 홈 서버(Home server) 일 수 있다.

상기 에너지 망 보조부(28)는, 상기 에너지 망을 위해 추가적인 기능을 하면서, 본래의 기능을 가지고 있는 컴포넌트이다. 예를 들어, 상기 에너지 망 보조부는 웹 서비스 제공부(일 례로 컴퓨터 등), 모바일 기기(Mobile device), 텔레비전 등일 수 있다.

그리고, 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

위에서 언급된 에너지 발생부(11, 21), 에너지 분배부(12, 22), 에너지 저장부(13, 23), 에너지 관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 에너지소비부(26), 중앙관리부(27)는, 각각 독립적으로 존재하거나 둘 이상이 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

예를 들어, 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 각각 단일의 컴포넌트로 존재하여, 각각의 기능을 수행하는 스마트미터, 에너지관리장치, 홈서버로 구성되거나 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 기구적으로 단일의 장치를 이룰 수 있다.

또한, 하나의 기능을 수행함에 있어, 다수 개의 컴포넌트 및/또는 통신수단에서 그 기능이 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 별도의 에너지관리부와, 에너지측정부 및 에너지소비부에서 순차적으로 에너지 관리 기능이 수행될 수 있다.

본 네트워크 시스템의 경우, 복수의 유틸리티 네트워크(10)가 단일의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있고, 단일의 유틸리티 네트워크(10)가 복수의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다.

또한, 유틸리티 네트워크와 가정용 네트워크를 구성하는 특정 기능의 컴포넌트는 복수 개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 에너지 발생부 또는 에너지소비부 등은 복수 개일 수 있다.

한편, 본 발명의 네트워크 시스템에서, 특정 컴포넌트는 통신수단에 의해서 에너지와 관련한 정보(이하에서는 "에너지 정보"라 함)를 수신할 수 있다. 또한, 상기 특정 컴포넌트는 통신수단에 의해서 에너지 정보 외에 부가 정보(환경 정보, 다른 컴포넌트의 상태 또는 작동 정보, 시간 정보 등)를 더 수신할 수 있다. 이 때, 정보 들은 다른 컴포넌트로부터 수신할 수 있다. 즉, 수신되는 정보에는 적어도 에너지 정보가 포함된다.

상기 특정 컴포넌트는 상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 일 컴포넌트 또는 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 일 컴포넌트 일 수 있다.

상기 에너지 정보는, 상술한 바와 같이, 전기, 물, 가스 등의 정보 중 하나 일 수 있다.

일 례로, 전기와 관련한 정보에는, 전기 요금(Time-based Pricing) 및 전기요금 이외의 정보가 포함된다. 상기 전기 요금 이외의 정보에는, 에너지저감(curtailment), 긴급상황(Grid emergency), 망 안전(grid reliability), 발전량(Energy Amount), 작동 우선 순위(operation priority) 등이 있다.

이러한 정보는, 이전의 정보를 토대로 미리 생성된 스케줄 정보(scheduled information)와, 실시 간으로 변동되는 실시 간 정보(real time information)로 구분될 수 있다. 스케줄 정보와 실시 간 정보는 현재 시간 이후(미래)의 정보 예측 여부에 의해서 구분될 수 있다.

상기 에너지 정보는, 네트워크 시스템 상에서 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 실제 Price가 송수신되거나, 다수 개로 레벨화되어 송수신될 수 있다.

또한, 상기 에너지 정보는, 시간에 따른 데이터의 변화 패턴에 따라서 TOU(time of use) 정보이거나, CPP(critical peak pattern) 정보이거나, RTP(real time pattern) 정보로 구분될 수 있다.

상기 TOU 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 단계적으로 변화된다. 상기 CPP 정보에 의하면, 데이터가 시간에 따라 단계 또는 실시간으로 변화되며, 특정 시점에 강조(emphasis)가 표시된다. 상기 RTP 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 실시간으로 변화된다.

에너지 정보가 일 례로 전기 요금 정보인 경우, 상기 전기 요금에 관련한 정보는 변동된다. 상기 전기요금 정보는 네트워크 시스템 상에서 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 실제 Price가 송수신되거나, 다수 개로 레벨화되어 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 Boolean과 같이 true or false 신호를 수신하는 경우, 어느 하나의 신호를 온 피크(on-peak) 신호라 인식하고, 다른 하나의 신호를 오프 피크(off-peak) 신호라 인식할 수 있다.

이와 달리, 특정 컴포넌트는 상기 전기요금을 포함하는 적어도 하나 이상의 구동에 관한 정보를 인식할 수 있고, 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식할 수 있다.

예를 들어, 특정 컴포넌트가 레벨화된 정보 또는 실제 가격 정보를 인식하는 경우, 상기 특정 컴포넌트는 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식한다.

이 때, 상기 구동에 관한 정보값은 전기요금, 전력량, 전기요금의 변화율, 전력량의 변화율, 전기요금의 평균값 및 전력량의 평균값 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 기준 정보값은 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 최소값과 최대값의 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 기준 변화율(일 례로: 단위 시간 당 소비전력량 기울기) 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 기준정보값은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 기준정보값은 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

상기 특정 컴포넌트(일 례로 에너지 소비부)가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로, 인식 시점), 출력을 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지) 출력을 저감할 수 있다. 그리고, 필요 시에 출력을 회복하거나 증가할 수 있다. 상기 특정 컴포넌트는 작동 시작 전에 미리 판단하여 구동 방식을 결정할 수도 있고, 작동 시작 후 on-peak를 인식하였을 때, 구동 방식을 변경할 수 있다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 작동 가능한 조건이면 출력을 유지한다. 이 때, 작동 가능한 조건은 구동에 관한 정보값이 일정 기준 이하인 경우를 의미한다. 상기 구동에 관한 정보값은, 전기요금, 소비전력량 또는 작동시간에 관한 정보 등일 수 있다. 상기 일정기준은 상대값 또는 절대값일 수 있다.

상기 일정기준은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 일정기준은 상기 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 다만, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총출력량은, 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 작동할 때의 총출력량 보다 저감 또는 유지될 수 있다. 또는, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도, 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총소모전력 또는 총전기요금은 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 작동할 때의 총소모전력 또는 총전기요금 보다 저감될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다. 또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 작동 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수를 저장할 수 있다. 또는 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 축전할 수 있다.

상기 에너지저감(curtailment) 정보는, 컴포넌트가 정지되거나 전기요금을 적게 쓰는 모드와 관련한 정보이다. 상기 에너지저감 정보는, 네트워크 시스템 상에서 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다.

상기 긴급상황(Grid emergency) 정보는, 정전 등과 관련한 정보로서, 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다. 상기 정전 등과 관련한 정보는 에너지를 사용하는 컴포넌트의 신뢰성과 관련성이 있다.

상기 특정 컴포넌트가 긴급상황 정보를 인식한 경우, 즉시 셧 다운(shut down)될 수 있다.

상기 망 안전(grid reliability) 정보는, 공급 전기량의 많고 적음에 관한 정보 또는 전기의 품질에 관한 정보로서, Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 컴포넌트(일 례로 가전제품)으로 공급되는 AC전원의 주파수를 통하여 컴포넌트가 판단할 수도 있다.

즉, 컴포넌트로 공급되는 AC 전원의 기준 주파수 보다 낮은 주파수가 감지되면 공급 전기량이 적은 것으로 판단되고, AC 전원의 기준 주파수 보다 높은 주파수가 감지되면 공급 전기량이 많은 것으로 판단될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 망 안전 정보 중에서 전기량이 적음을 인식하거나 전기 품질이 좋지 않다는 정보를 인식하는 경우, 위에서 언급한 바와 같이 상기 특정 컴포넌트는 경우에 따라서, 출력 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지) 출력을 저감하거나 출력을 유지하거나 출력을 증가할 수 있다.

발전 전기량 과다 정보는, 발전량에 비하여 에너지를 소비하는 컴포넌트의 전기 사용량이 적어, 잉여 전기가 발생되는 상태에 관한 정보로서, 일 례로 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 발전 전기량 과다 정보를 인식한 경우, 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다. 또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 작동 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수를 저장할 수 있다.

도 3은 본 발명의 가정용 네트워크를 구성하는 일 예를 보여주는 개략도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예의 가정용 네트워크(20)는, 각 가정에서 사용되는 전력(또는 공급되는 전력) 및/또는 전기요금을 실시간으로 측정할 수 있는 에너지측정부(25)와, 상기 에너지측정부(25)와 통신할 수 있는 하나 이상의 에너지소비부를 포함할 수 있다.

상기 에너지소비부는, 일 례로, 냉장고(31), 세탁기 및/또는 건조기(32), 에어컨(33), TV(34) 또는 조리기기(35) 등 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 실시 예에서는 에너지측정부(25)가 에너지소비부와 통신하는 것을 설명하였으나, 이와 달리 상기 에너지소비부가 중앙 관리부(27) 또는 에너지관리부(24)와 통신하고, 상기 에너지측정부(25)가 상기 중앙 관리부(27) 또는 에너지관리부(24)와 통신하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 에너지측정부는 상기 에너지측정부(25)와 직접 또는 간접적으로 통신할 수 있다.

도 4는 제 1 실시 예에 따른 에너지측정부의 개략적인 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 5는 에너지측정부의 메모리부에 저장된 에너지소비부의 전력 사용 예측을 위한 정보 테이블을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 에너지 측정부(25)는, 제어부(251)와, 하나 이상의 에너지소비부와 통신을 위한 위한 제 1 통신부(252)와, 유틸리티 네트워크(10)와 통신을 위한 제 2 통신부(253)와, 각 에너지소비부의 모드에 따른 예측 전력 정보가 저장되는 메모리부(254)와, 각종 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(255)와, 외부로부터 특정 에너지 소비부의 전력 사용 예측을 위한 정보를 업데이트하기 위한 데이터 수신부(256)를 포함한다.

상세히, 도 5를 참조하면, 상기 메모리부(254)에는 각 에너지소비부의 모드 별로 총 예측 사용량과 부하 별 예측 사용량 정보가 저장된다. 또한, 이 때, 상기 총 예측 사용량 및 부하 별 예측 사용량은 전류, 전압, 전력, 전력량, 전기요금 등의 중 하나의 형태로 저장될 수 있다.

예를 들면, 조리기기의 경우, 해동일 때의 총 예측 사용량, 데움일 때의 총 예측 사용량 등이 저장될 수 있다.

세탁기의 경우, 표준코스일 때의 총 예측 사용량, 이불을 빨래하기 위한 코스일 때의 총 예측 사용량 등이 저장될 수 있다.

이 때, 상기 메모리부(254)에는 특정 모드의 작동 시간 별로 다른 예측 사용량 정보가 저장되어 있다. 즉, 세탁기의 표준코스에서 포량에 따라 작동 시간이 다르므로, 이에 대한 세부적인 정보값이 저장된다.

그리고, 상기 메모리부(254)에는, 동일한 종류의 에너지 소비부의 경우에도 제품별로 각각 다른 정보값이 저장된다. 즉, 세탁기의 경우에도 각 제품마다 작동 특성이 다르므로, 개개의 제품의 고유 정보 및 이에 대한 총 예측 사용량 정보가 저장된다. 상기 메모리부(254)에 저장되는 각 제품에 대한 총 예측 사용량 정보는 다수의 실험에 의해서 결정될 수 있다.

그리고, 각 에너지 소비부에 대한 새로운 제품 정보 및 이에 대한 예측 사용량 정보는 데이터 수신부(256)를 통하여 업데이트될 수 있다. 이와 달리 상기 제 2 통신부(253)를 통하여 유틸리티 네트워크로부터 새로운 제품 정보 및 이에 대한 예측 사용량 정보값을 주기적으로 수신하여 업데이트할 수 있다.

한편, 상기 에너지측정부(25)는 일반적으로 가정용 네트워크(20)를 구성하는 다수의 에너지소비부의 실시간 전력 사용량을 측정할 수 있다.

그리고, 상기 각 에너지 소비부는 자신의 작동 정보 및/또는 상태 정보를 상기 에너지측정부(25)로 송신할 수 있다. 그러면, 상기 에너지측정부(25)는 일 례로 각 에너지소비부의 작동 정보에 따른 예측 전력 사용량을 파악할 수 있다.

즉, 상기 에너지측정부(25)는 각 에너지소비부의 전력 사용량을 예측할 수 있다. 이러한 경우 가정 내에서의 다수의 에너지소비부의 전체 전력 사용량 또한 예측할 수 있다. 그리고, 각 에너지소비부 별 특정 시간 후의 사용될 전력량 또는 전체 에너지소비부의 사용될 전력량은 상기 디스플레이부(255)에서 디스플레이될 수 있다. 또한, 현재 각 에너지소비부의 전력 사용량 또는 전체 에너지 소비부의 전력 사용량이 상기 디스플레이부(255)에서 디스플레이될 수 있다.

또는, 각 에너지소비부의 예측 전력 사용량 및 각 에너지소비부의 현재 전력 사용량이 상기 에너지측정부에서 해당 에너지소비부로 전송되어, 해당 에너지 소비부에서 디스플레이될 수 있다.

또한, 전체 에너지소비부의 예측 전력 사용량 및 전체 에너지소비부의 현재 전력 사용량이 상기 에너지측정부(25)에서 각 에너지소비부로 전송되어 해당 에너지소비부에서 디스플레이될 수 있다.

그러면, 사용자는 상기 에너지소비부의 디스플레이부 또는 상기 에너지측정부(25)의 디스플레이부(255)에서 디스플레이되는 예측 전력 사용량 및 현재 전력 사용량을 확인할 수 있으므로, 사용자가 전력 사용량을 줄이기 위한 시도를 할 수 있다.

예측 사용량 정보는 상기 유틸리티 네트워크(10) 측으로 송신될 수 있다. 그러면, 상기 유틸리티 네트워크(10)를 관리하는 관리자는 예측 전력 사용량을 파악하여, 발전량, 분배량 등을 조절하거나, 전기요금정보 등에 반영할 수 있다.

예를 들어, 1시간 후의 예측 사용량이 증가되는 경우, 발전량을 증가시키거나 분배량을 증가시킬 수 있다. 또는 실시 간 요금 정보를 가정용 네트워크로 송신하는 경우에는 1시간 후의 전기 요금 정보의 가격을 높여 송신할 수 있다.

각 에너지소비부 별로 모드를 수행할 때의 시간 경과에 따라 전력 사용량이 가변될 수 있고, 특정 에너지소비부가 현재 작동되지 않지만 1시간 후에 작동되도록 예약된 경우가 있을 수 있으므로, 전력 사용량을 예측하는 경우 전력의 관리를 효율적으로 할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 실시 간 전력사용량 뿐만 아니라, 각 에너지소비부의 예측 전력 사용량 및 가정 전체의 전력 사용량을 예측할 수 있으므로, 전력공급자는 전력의 효율적 관리가 가능하게 된다.

또한, 메모리부에 저장된 정보값을 이용하여 각 에너지소비부의 사용 전력량을 예측할 수 있으므로, 각 에너지소비부의 전력 사용량을 직접 측정하기 위한 별도의 측정부(일 례로 전류 센서)가 불필요한 장점이 있다.

위의 실시 예에서는 에너지측정부의 메모리에 저장된 정보를 이용하여 에너지소비부의 예측 정보를 인식하는 것으로 설명되나, 이와 달리, 에너지소비부와 상기 에너지 측정부가 에너지관리부 또는 중앙 관리부를 매개로 하여 통신하며, 에너지관리부 또는 중앙 관리부에 메모리가 구비되어 에너지 관리부 또는 중앙 관리부에서 예측 정보를 파악하도록 구성될 수 있다. 그러면, 상기 에너지측정부는 상기 에너지관리부 또는 중앙 관리부로부터 예측 정보를 수신하여 인식할 수 있다.

도 6은 제 2 실시 예에 따른 에너지소비부의 개략적인 구성을 보여주는 블럭도이다. 본 실시 예에서는 에너지소비부의 예측 전력 사용량 정보값이 상기 에너지소비부에 저장되는 것을 특징으로 한다.

도 6을 참조하면, 본 실시 예의 에너지소비부(26)는, 제어부(261)와, 메모리부(262), 통신수단(263) 및 디스플레이부(264)를 포함한다. 그리고, 상기 메모리부(262)에는 작동 모드에 따른 예측 사용량 정보가 저장된다. 다른 에너지소비부의 정보를 제외하고는 상기 메모리부(262)에 저장되는 예측 사용량 정보는 제1실시 예에서 설명한 메모리부에 저장되는 정보와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시 예에 의하면, 상기 에너지소비부(26)에서 작동 모드에 따른 예측 전력 사용량 정보가 파악되고, 파악된 예측 전력 사용량 정보는 상기 에너지측정부(25)로 송신될 수 있다. 상기 에너지측정부(25)는, 다수의 에너지소비부의 정보를 수집하여 유틸리티 네트워크(10)로 송신할 수 있다.

그리고, 상기 디스플레이부(264)에는 현재 전력 사용량과 예측 전력 사용량이 디스플레이될 수 있다. 그리고, 상기 에너지소비부는 상기 에너지측정부(25)로부터 전체 에너지소비부의 현재 전력 사용량 및 예측 전력 사용량을 수신할 수 있다. 그리고, 수신된 전체 에너지소비부의 전력 사용량 정보는 상기 디스플레이부(264)에서 디스플레이될 수 있다.

위의 두 실시 예를 정리하면, 상기 에너지측정부(25) 자체가 각 에너지소비부의 예측 전력 사용량을 파악하거나 상기 에너지소비부로부터 예측 전력 사용량 정보를 수신하여 파악하는 경우, 결과적으로 상기 에너지측정부가 각 에너지 소비부의 예측 전력 사용량 및 전체 에너지 소비부의 예측 전력 사용량을 인식하게 된다.

10: 유틸리티 네트워크 20: 가정용 네트워크
25: 에너지측정부 26: 에너지소비부

Claims (12)

1. 에너지발생부가 포함되며 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보가 포함되는 에너지 정보를 송신 가능한 유틸리티 네트워크와 통신 가능하게 구비되며, 상기 에너지 정보를 수신 가능한 가정용 네트워크;
   상기 가정용 네트워크에 구비되며, 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 하나 이상의 에너지소비부; 및
   상기 하나 이상의 에너지 소비부에서 소비될 전력과 관련한 예측 전력 정보를 인식할 수 있는 에너지 측정부가 포함되며,
   상기 에너지측정부 또는 상기 에너지소비부에는, 상기 에너지소비부의 작동 모드별로, 상기 예측전력 정보를 저장하는 메모리가 포함되며,
   상기 메모리에는,
   상기 에너지소비부를 구성하는 다수의 컴포넌트별로, 상기 작동 모드에 따른 동작시, 소비되는 전력의 예측사용량 및 상기 예측사용량에 따른 전기요금에 관한 정보가 매핑되어 저장되며,
   상기 에너지소비부에는, 조리기기 또는 세탁기가 포함되며,
   상기 메모리에는, 상기 조리기기의 해동모드 및 데움모드에서, 상기 예측사용량 및 상기 전기요금에 관한 정보가 구별되어 저장되거나,
   상기 세탁기의 표준코스 및 이불빨래 코스에서, 상기 예측 사용량 및 상기 전기요금에 관한 정보가 구별되어 저장되는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에는,
   상기 에너지소비부를 제어하는 에너지관리부;
   상기 에너지소비부의 에너지 소비 정보를 인식할 수 있는 에너지 측정부;
   상기 에너지 발생부에서 발생되는 에너지를 분배하는 에너지분배부; 및
   상기 에너지 발생부에서 발생되는 에너지 또는 에너지 분배부에서 분배되는 에너지를 저장하는 에너지저장부 중 적어도 하나가 포함되는 네트워크 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 메모리에는, 다수의 에너지 소비부의 고유 정보 및 각 에너지 소비부의 작동 모드에 따른 예측 전력 정보가 저장되며,
   상기 에너지측정부는, 새로운 에너지 소비부의 고유 정보 및 예측 전력 정보를 업데이트하기 위한 데이터 수신부를 더 포함하는 네트워크 시스템.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 메모리는 상기 에너지소비부에 구비되며,
   상기 에너지측정부는, 상기 에너지소비부로부터 수신한 예측 전력 정보를 인식하는 네트워크 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 에너지 소비부 및 상기 에너지측정부 중 하나 이상은, 상기 에너지 소비부의 예측 전력 정보가 디스플레이되기 위한 디스플레이부를 포함하는 네트워크 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    다수의 에너지 소비부를 제어하기 위한 중앙 관리부가 더 포함되고,
    상기 중앙 관리부는 상기 다수의 에너지 소비부 및 상기 에너지측정부와 통신 가능한 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에너지 소비부의 에너지 소비를 관리하기 위한 에너지관리부가 더 포함되고,
    상기 에너지 관리부는 상기 하나 이상의 에너지 소비부 및 상기 에너지측정부와 통신 가능한 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지측정부는, 상기 하나 이상의 에너지 소비부에서 소비되는 전력과 관련한 정보를 실시 간으로 측정할 수 있는 네트워크 시스템.

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