KR101652109B1 - 전력 모니터링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전력 모니터링 장치는, 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부; 상기 감지된 전기적 특성으로부터, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부; 및 상기 제어부가 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정보 또는 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 저장하는 저장부를 포함한다.
전력 모니터링, 전력 관리, 모니터링 라인, 테스트 신호

Description

전력 모니터링 장치{POWER MONITORING DEVICE}
본 발명은 가정 및/또는 사무실의 전력 공급을 관리하는 전력 모니터링 장치에 관한 것이다.
컴퓨터와 컴퓨터 네트워크가 가정/사무실에 보급되면서 차세대 가정/사무실에서는 네트웍(Network)망으로 연결되는 컴퓨터, 통신, 지능 설비와 안전 시스템이 갖추어질 수 있도록 연구되고 있다. 그런데, 네트웍망으로 연결되는 시스템은 전기를 사용하게 되어 전기 화재나 다른 위험 상황들은 재난을 야기시킬 우려가 있을 뿐만 아니라 전력 소비가 증대될 수도 있다.
요즘, 가정/사무실은 공기조화기나 난방기, 조명기구, 냉장고, TV, VCR, 컴퓨터와 같은 전기 사용 기구들로 채워져 있다. 대부분의 가정/사무실에서 전기는 인입단에서 전선에 의해 전달되고, 집이나 사무실의 전력 공급 라인을 통해 내부로 들어오게 된다. 상기 전력 공급 라인으로부터 차단기의 패널 기판은 전력선을 그 집/사무실의 개개의 방에 가기 위해 분기 라인으로 나누어지게 된다. 각각의 분기 라인은 벽 스위치, 콘센트 등을 경유하여 전등이나 부하(전기장치)로 전기를 공급하게 된다.
그런데, 최근 많은 종류의 대용량 디지털 적용 제품의 가정 내 보급으로 댁내 사용하는 소비전력이 매우 급증하였다. 특히, PDP와 기타 전열기구, PC 등을 사용하면서, 무의식적으로 전원을 파워온 해 놓은 상태로의 지속이나 대기전력 등으로 인하여 불필요한 낭비가 매우 심해지고 있다. 또한, 이러한 상황은 하나의 전원에서의 여러 전력 소비기구의 사용에 따른 용량 초과로 과열화재 등의 위험도 가중시키고 있다.
본 발명은 건물의 전력 사용 현황을 용이하게 파악할 수 있는 전력 모니터링 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 모니터링 장치는, 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부; 상기 감지된 전기적 특성으로부터, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부; 및 상기 제어부가 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정보 또는 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 저장하는 저장부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 모니터링 방법은, 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들을 획득하는 단계; 모니터링 라인의 전기적 특성을 모니터링하는 단계; 상기 모니터링된 전기적 특성과, 상기 획득된 전기적 특성에 대한 정보를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과로 각 전기기기의 동작 상태를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 구성에 따른 본 발명의 전력 모니터링 장치를 실시함에 의해, 건물의 전력 소비 현황을 용이하게 파악할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 사상에 따른 전력 모니터링 장치는, 하나의 전력 라인에서 다수개의 분기 라인들로 분기하는 구조에서, 상기 하나의 전력 라인의 전기적 특성을 모니터링함으로써, 상기 분기 라인들에 연결되어 전력을 소모하는 전기기기들의 동작 상태를 파악할 수 있다. 또한, 상기 전력 모니터링 장치는, 상기 다수개의 전기기기들의 기기별 전력 사용 현황을 파악하여, 전력 사용자 및/또는 전력 공급 회사로 제공할 수 있다.
이때, 상기 전기적 특성을 모니터링 하는 대상이 되는 전력 라인을 모니터링 라인이라 칭하겠다. 상기 모니터링 라인은, 건물에서 전기 계량기가 위치한 전력 공급 라인일 수 있으며, 또는, 다수개의 콘센트로 분기되는 건물 내 일정 전력 라인일 수 있다.
즉, 상기 전력 모니터링 장치는, 건물(예: 가정) 내 전력 사용 현황을 능동적으로 파악한 정보를, 전력 사용자에게 디스플레이하고, 절감 요소를 도출하여 제시할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 모니터링 장치(200)를 도시한다.
도시한 실시예는, 전력 모니터링 장치가 모니터링하는 각 전기기기에 대한 정보를 직접 입력받지 못하는 형태로서, 종래의 일반적인 전기기기를 사용하는 경우이다. 본 실시예의 상기 전력 모니터링 장치는 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하여, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 판단한다. 여기서, 동작 상태란 해당 전기기기의 사용 여부 및/또는 동작 모드(예: 진공 청소기 강/약)을 포함하는 개념일 수 있다.
도 1에 도시한 전력 모니터링 장치(200)는, 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부(210); 상기 감지된 전기적 특성으로부터, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부(220); 및 상기 제어부(220)가 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정보 또는 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 저장하는 저장부(230)를 포함한다.
또한, 상기 전력 모니터링 장치(200)는, 상기 제어부(220)가 파악한 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 사용자에게 통보하기 위한 사용자 인터페이스(250); 및 상기 동작 상태에 대한 정보를 네트워크를 통해 외부로 전송하기 위한 통신 모듈(240)을 더 포함할 수 있다.
상기 센싱부(210)는 상기 분기 라인들로 분기되기 이전의 모니터링 라인에 연결된 전력 공급 경로의 전기적 특성을 감지하기 위한 것이다. 상기 센싱부(210)는, 상기 모니터링 라인의 전압 및/또는 전류 및/또는 전력 및/또는 위상을 감지할 수 있다. 상기 센싱부(210)는, 전류 검출을 위한 저항 또는 검출용 트랜스포머를 구비할 수 있다.
상기 저장부(230)는, 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정 보로서, 각 전기기기가 동작할 때의 특정 파라미터(예: 전압, 전류, 전력 또는 위상)의 시간적으로 변화하는 패턴을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(230)는, 상기 파악된 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보로서, 특정 전기기기의 사용 시작 시각, 사용 종료 시각 및 사용 단계(예: 진공 청소기 강/약 단계)를 저장할 수 있다.
또한, 상기 저장부(230)는, 비교적 장기간 저장이 필요한 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 장시간에 걸친 건물의 전력 소모 현황을 파악할 수 있는 장기간의 측정 정보들을 저장할 수 있다. 또는, 상기 제어부(220)가 전력 산정을 수행하는 근거 정보들(예: 전압, 전류)을 기록할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스(250)는, 전력 모니터링에 대한 지시 또는 필요한 정보를 사용자로부터 직접 입력받거나 및/또는 사용자에게 전력 모니터링 수행 결과를 통보하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 사용자 인터페이스(250)는 입력 수단으로서 터치 스크린, 키보드, 버튼 등을 구비할 수 있고, 출력 수단으로서 디스플레이나 스피커 등을 구비할 수 있다.
상기 제어부(220)는, CPU나 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러로 구현될 수 있으며, 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 역할 뿐만 아니라, 다른 기능(예: 전력 모니터링 장치의 전체 동작 제어)을 수행할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(220)는, 사용자가 원하는 기간 및/또는 원하는 장소의 전력 모니터링 정보를 디스플레이 할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(220)는 사용 자 인터페이스(250)를 통해, 사용자가 디스플레이를 원하는 기간 및/또는 장소(건물 내부의 장소)를 입력받으며, 상기 저장부(230)에 상기 입력받은 기간 및/또는 장소에 관한 정보들을 검색하여, 적합한 모니터링 정보를 구성하여, 상기 사용자 인터페이스(250)를 통해 디스플레이할 수 있다.
상기 제어부(220)는, 건물(예: 가정) 내 전력 사용 현황을 사용자에게 디스플레이하고, 절감 요소를 도출하여 제시할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(220)는, 상기 통신 모듈(240)을 통해, 외부 서버로부터 전기기기의 종류에 따른 평균 전력 사용량에 대한 정보를 전송받은 후, 건물에 위치한 해당 종류의 전기기기의 전력 사용 현황과 비교할 수 있다. 이후, 상기 제어부(220)는, 평균 사용량 보다 전력 소모가 많은 전기기기에 대해서, 사용자 인터페이스(250)를 통해 사용자에게 경고할 수 있다.
이하, 상기 제어부(220)가, 상기 감지된 전기적 특성으로부터 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하여, 전력 사용을 모니터링 하는 방법에 대하여 살펴보겠다.
도 2에 도시한 전력 모니터링 방법은, 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들을 획득하는 단계(S110); 모니터링 라인의 전기적 특성 변화를 모니터링하는 단계(S120); 상기 모니터링된 전기적 특성의 패턴과, 상기 획득된 전기적 특성 정보에 따른 패턴을 비교하는 단계(S140); 상기 패턴 비교 결과로 각 전기기기의 동작 상태를 판단하는 단계(S160); 및 상기 판단된 동작 상태 에 대한 정보를 디스플레이하거나, 외부 서버로 전송하는 단계(S180)를 포함한다.
상기 S110 단계에서는, 상기 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들이, 도 1의 저장부(230)에 저장될 수 있다. 상기 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들은, 통신 모듈(240)을 통해 인터넷에서 다운로드 받아 저장되거나, 사용자 인터페이스(250)를 통해 사용자로부터 직접 입력받을 수 있다. 상기 전기적 특성으로서, 상기 모니터링 라인의 전력, 전압, 전류 및 위상 중 적어도 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 전기적 특성에 대한 정보로서, 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나의 소정 시간의 변화 패턴(즉, 시간축에서의 패턴)일 수 있다.
다른 구현의 상기 S110 단계에서는, 상기 전력 모니터링 장치가 상기 사용자의 조작에 따라, 상기 분기 라인에 연결된 전기기기의 동작에 따른 전기적 특성 변화를 실측하여 획득할 수 있다.
예컨대, 사용자의 상기 사용자 인터페이스(250)의 입력 조작에 따라, 상기 제어부(220)는 전력 모니터링 장치를, 전기적 특성 정보 실측 모드로 전환한다. 이때 사용자는 실측하려는 전기기기를 상기 분리 라인에 연결하고, 상기 전력 모니터링 장치를 상기 전기적 특성 정보 실측 모드로 전환한 후, 상기 연결된 전기기기를 파워-온 한다. 상기 실측 모드로 전환된 직후, 상기 제어부(220)는 상기 센싱부(210)에 의해 감지된 전기적 특성의 패턴을 상기 저장부(230)에 저장한다. 그 결과, 상기 전기기기의 파워-온 직전 부터 상기 전기기기의 동작에 따른 전기적 특성의 변화 패턴이 획득된다. 이후, 사용자가 상기 연결된 전기기기를 파워-오프하면, 상기 전기기기의 동작 완료에 따른 전기적 특성의 변화 패턴이 획득된다.
상기 S120 단계는, 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나(예 : 상기 모니터링 라인의 전력, 전압, 전류 및 위상)의 실시간에 걸쳐 변화되는 패턴(즉, 시간축에서의 실시간 패턴)을 획득하기 위한 것이다. 이를 이해 상기 S120 단계는 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나를 도 1의 저장부(230)에 주기적으로 저장하는 것을 포함할 수 있다.
상기 S140 단계는, 상기 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 동작 상태 변화를 추정하도록, 상기 S120 단계에서 획득된 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나의 변화되는 패턴을 분석할 수 있다. 상기 S140 단계에서는, 상기 S110 단계에서 상기 저장부(230)에 저장된 상기 전기기기들의 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나의 소정 시간의 변화되는 패턴들과, 상기 S120 단계에서 획득된 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나의 변화되는 패턴을 비교할 수 있다.
상기 S160 단계에서는, 비교적 장시간에 걸친 상기 전기적 특성들 중 적어도 하나의 모니터링 정보에 대한 상기 S140 단계의 비교 결과, 특정 전기기기의 동작 시간 및/또는 동작 모드를 추정한다.
상기 S180 단계에서는, 상기 S160 단계의 분석 결과를, 도 1의 통신 모듈(240)을 통해 외부의 전력 관리 서버로 전송하거나, 도 1의 사용자 인터페이스(250)를 통해 사용자에게 통보할 수 있다.
이하, 상기 전기적 특성을 이용하여 전기기기의 동작 상태를 추정하는 구체적인 방법에 대하여 살펴보겠다.
도 3은 상기 모니터링 라인에서 측정된 시간축 상에서의 전력 패턴의 일 례를 도시한다.
도시한 바와 같이, 모니터링 라인에 여러개의 전기기기들이 연결되어 동작하고 있는 경우, 상기 모니터링 라인의 전력을 감지하여, 그 시간적 변화를 살펴보면, 다소 복잡한 패턴을 가짐을 알 수 있다. 한편, 상기 각 전기기기는 상기 모니터링 라인에서 갈라진 하나의 전력 분기 라인으로부터 전력을 공급받으며, 상기 각 전기기기가 동작하는 경우, 자신의 전력 분기 라인에서 감지한 전력의 시간적 변화를 살펴보면, 고유의 패턴을 가진다.
그런데, 도시한 바와 같이, 상기 모니터링 라인의 복잡한 전력 패턴은, 상기 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 고유의 전력 패턴들의 영향을 받은 것이다.
도 4는 모니터링 라인의 전류 패턴을 이용하여, 상기 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 동작 상태를 판단하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도시한 바와 같이, 각 전기기기는 동작시 고유의 전류 패턴을 가지고 있으며, 상기 모니터링 라인에서의 전류 패턴은, 상기 모니터링 라인에 연결되어 동작하는 전기기기들의 고유의 전류 패턴들의 합으로 나타난다고 가정한다.
도 2의 S110 단계의 수행 결과, 도시한 전기기기들의 고유한 전류 패턴들(p1, p2, p3)이 획득되어, 저장될 수 있다.
S120 단계의 수행 결과, 도 5의 맨 아래 전류 패턴(S)을 획득한다.
S140 단계에서는, 상기 S120 단계에서 획득된 전류 패턴(S)과, 저장된 전기 기기들의 고유의 전류 패턴들(p1, p2, p3)을 비교한다. 상기 S140 단계는 하나 혹은 2개 이상의 시간 구간 단위로 수행될 수 있다.
예컨대, 도면에서 t1 구간에 대하여 S140 단계를 수행하면, t1 구간에서는 p1의 고유 전류 패턴을 가지는 TV만이 동작 중이라고 판단할 수 있다.
다음 도면에서 t2 구간에 대하여 S140 단계를 수행할 때에는, 먼저, 이전 t1 구간에서 동작 중으로 판단된 전기기기가 계속 동작 중인지를 판단할 수 있다. 그 결과 TV가 동작 중으로 판단하면, 상기 t2 구간의 S 전류 패턴에서, TV의 전류 패턴(도면에서 p1 패턴의 t2 구간의 패턴)을 뺀 전류 패턴을, 다른 전기기기들의 전류 패턴들(p2, p3)과 비교한다. 상기 비교 결과 t2 구간에서는 냉장고 고유의 전류 패턴(p2)이 시작되었음을 알 수 있고, 그에 따라, t2 구간에서는, TV와 냉장고가 동작 중인 것으로 판단할 수 있다.
t3 구간 및 t4 구간에서도, 마찬가지의 과정으로, 동작 중인 전기기기를 판정할 수 있다.
도 5는, 하나의 전기기기가 동작할 때의 전압 패턴, 전류 패턴 및 위상 패턴을 도시한다. 일반적으로 전기적 특성(전압, 전류, 전력, 위상 등) 중 하나의 패턴으로 전기기기의 동작 여부를 판단하는 것을 부정확할 수 있다. 상기 전기기기의 동작 여부를 판단하는 것의 정확도를 높이기 위해서, 하나의 전기적 특성 패턴을 이용하기 보다는, 2개 이상의 전기적 특성 패턴을 이용할 수 있다. 예컨대, 위상 패턴의 경우, 다른 전기적 특성보다는 특정 전기기기가 동작 중 패턴의 변화가 심 하지 않다는 점을 반영하고, 전류 패턴의 경우, 다른 전기적 특성보다는 특정 전기기기의 시작 및 종료에 변화가 심하다는 점을 반영하기 위해, 전류 패턴 및 위상 패턴을 상기 S140 단계의 판단에 함께 이용할 수 있다.
전력 패턴을 함께 사용할 수도 있지만, 실질적으로 전압과 전류의 곱으로 전력이 결정되므로, 도면에서는 전력 패턴은 생략하였다.
본 발명의 사상에 따라 전기적 특성 패턴으로부터 전기기기들의 동작 상태를 판단하기 위해 비교적 복잡한 알고리즘을 적용할 수 있다. 예컨대, 부하정치 모델링 기법, 전력패턴 구분 기술(Harmonics) 또는 오차보정 알고리즘(Neural networks) 등을 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 모니터링 장치를 도시한다.
도 6에 도시한 전력 모니터링 장치(201)는, 모니터링 라인에 테스트 신호를 인가하는 테스트 신호 인가부(280); 상기 테스트 신호의 인가에 응답하는 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부(210); 상기 감지된 전기적 특성으로부터, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부(221); 상기 제어부(221)가 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정보 또는 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 저장하는 저장부(230); 상기 제어부(221)가 파악한 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 사용자에게 통보하기 위한 사용자 인터페이스(250); 및 상기 동작 상태에 대한 정보를 네트워크를 통해 외부로 전송하기 위한 통신 모듈(240)을 더 포함할 수 있다.
상기 테스트 신호 인가부(280)는, 소정 주기로 상기 모니터링 라인에 테스트 신호로서 전기적 펄스(예 : 전압 펄스, 전류 펄스)를 인가할 수 있다. 일반적으로 전기기기는 외부에서 볼 때, 서로 다른 커패시터, 인덕터 및 저항의 조합으로 보여질 수 있으며, 서로 다른 커패시터, 인턱터 및 저항의 조합들은, 외부에서 인가되는 펄스에 대하여 서로 다른 형태의 반사파를 반사시킨다.
상기 센싱부(210)는, 상기 테스트 신호가 상기 모니터링 라인에 인가된 직후, 상기 테스트 신호에 대한 반사파로서 상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지한다. 상기 테스트 신호에 대한 반사파로서의 전기적 특성도, 소정 시간 구간에서의 패턴으로 인식될 수 있으며, 도 3 내지 도 5의 설명과 유사한 방식으로, 기 획득된 각 전기기의 반사파 패턴들과 비교될 수 있다. 본 실시예의 경우, 패턴의 비교를 수행하는 단위 시간 구간은, 상기 테스트 신호의 인가 주기와 동일할 수 있다.
상기 테스트 신호에 따른 센싱부(210) 및 제어부(221)의 동작을 제외한 부분들은, 도 1의 전력 모니터링 장치의 경우와 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하겠다.
도 7은 도 6의 전력 모니터링 장치(201)에서 수행되는 전력 모니터링 방법을 도시한다.
도시한 전력 모니터링 방법은, S110 단계 이후, S140 단계 이전에, 모니터링 라인에 테스트용 신호를 인가하는 단계(S122); 및 상기 테스트용 신호에 반사되는 상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 단계(S124)를 포함함에, 도 2의 경우와 차이가 있다.
상기 S122 단계에서는, 상기 모니터링 라인에 짧은 유지 시간을 가지는 단일 펄스나 다수개의 펄스를 인가할 수 있다. 상기 S124 단계는 도 2의 S120 단계와 수행하는 방식이 유사할 수 있다. 예컨대, 상기 전기적 특성으로서 전압, 전류, 전력 및 위상 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 그러나, 도 2의 S120 단계는 실시간적으로 항상 수행되나, 상기 S124 단계는, 상기 테스트용 신호를 인가한 시점부터 소정 시간 동안만 수행될 수 있다.
상기 S122 단계 및 S124 단계를 제외한 나머지 단계들은 도 2의 경우와 유사하므로 중복되는 설명을 생략하겠다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 모니터링 장치를 도시한다.
도시한 실시예는, 전력 모니터링 장치가 모니터링하는 모니터링 라인에 연결된 각 전기기기가 능동적으로 자신의 상태 정보를 상기 전력 모니터링 장치에 전송하는 것이다. 상기 전력 모니터링 장치는 전송된 각 전기기기의 상태 정보로부터 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 판단한다.
도 8에 도시한 전력 모니터링 장치(202)는, 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부(212); 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 분기 라인의 전기적 특성을 전송받는 분기 라인 통신 모듈(260); 상기 감지된 전기적 특성 및/ 또는 전송받은 전기적 특성으로부터, 상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부(222); 상기 제어부(222)가 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는데 필요한 정보 또는 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 저장하는 저장부(232); 상기 제어부(222)가 파악한 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 사용자에게 통보하기 위한 사용자 인터페이스(250); 및 상기 동작 상태에 대한 정보를 네트워크를 통해 외부로 전송하기 위한 통신 모듈(240)을 더 포함할 수 있다.
상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받아 연결된 전기기기(360)로 전력을 공급하는 분기 라인에는, 해당 분기 라인의 전기적 특성을 감지하기 위한 분기 라인 센싱 모듈(310)이 위치할 수 있다. 상기 분기 라인 통신 모듈(260)은 상기 분기 라인 센싱 모듈(310)이 감지한 전기적 특성(예: 전압, 전류, 전력, 위상 중 적어도 하나)을 PLC 통신을 통해 전송받는 PLC 통신 모듈일 수 있다.
상기 제어부(222)는, 상기 분기 라인 통신 모듈(260)을 통해 전기적 특성을 직접 입력받는 분기 라인의 전기기기(360)의 전력 사용 현황은, 상기 전기적 특성으로부터 직접 파악할 수 있다. 예컨대, 감지된 전압 및 전류를 곱하여 구해진 전력을 실시간적으로 획득할 수 있다.
상기 제어부(222)는, 상기 센싱부(212)에서 감지된 전기적 특성의 패턴에서, 상기 분기 라인 통신 모듈(260)을 통해 전송받은 상기 분기 라인의 전기적 특성의 패턴을 뺀, 패턴으로 다른 전기기기들의 동작 상태에 대한 분석을 수행할 수 있다.
상기 저장부(232)는, 상기 분기 라인 센싱 모듈(310)의 ID 및 상기 분기 라 인 센싱 모듈(310)과 동일한 분기 라인에 연결된 전기기기(360)에 대한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 제어부(222)는, 상기 분기 라인 센싱 모듈(210)에서 전달받은 정보(예: 전력 또는 전압/전류)로부터, 건물의 각 장소에서의 전력 소비를 파악하고, 이에 대한 모니터링 정보(예: 그래프)를 상기 사용자 인터페이스(280)를 통해 출력할 수 있다. 여기서, 상기 제어부(222)는, 각 분기 라인 통신 모듈(260)의 ID로부터, 파악하려는 전력 소비가 발생하는 장소를 판단할 수 있다.
다른 구현에서, 상기 제어부(222)는, 특정 분리 라인 센싱 모듈(210)에서 센싱된 전기적 특성이 소정 기준값 보다 높은 경우, 즉, 상기 특정 분리 라인 센싱 모듈(210)이 위치한 분기 라인으로부터 전력을 공급받는 전기기기의 전력 소모량이 과다하다고 판단한다. 상기 전기기기의 전력 소모량이 많다는 판단은, 전력 낭비의 경우 뿐만 아니라, 사고 발생에 의한 누설시에도 발생할 수 있다.
상기 누설에 따른 위험을 방지하기 위해, 상기 분기 라인에는 상기 분리 라인 센싱 모듈(210)과 함께, 상기 분리 라인에서 상기 전기기기로의 전력 공급을 차단할 수 있는 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부(222)는, 상기 전기기기의 전력 소모량이 과다하다고 판단하면, 상기 스위치를 동작시켜, 상기 전기기기로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 이때, 상기 스위치는 상기 분기 라인 통신 모듈(260)에 의해 스위칭될 수 있으며, 상기 제어부(222)가 분기 라인 통신 모듈(260)을 이용하여 상기 스위치를 제어할 수 있다.
상기 분기 라인 통신 모듈(260) 및 이에 따른 상기 제어부(222) 및 저장부(232)의 변경을 제외한 다른 구성요소들은 도 1의 경우와 유사하므로 중복되는 설명을 생략하겠다.
도 9는 분기 라인 통신 모듈들(41 ~ 46)을 다수 개 구비한 건물에서의 전력 모니터링 장치(20) 및 전기기기들(61 ~ 67)의 연결 구조를 도시한다. 도시한 구조에서는 분기 라인 통신 모듈로서 근거리 무선 통신 모듈을 적용하였다. 상기 근거리 무선 통신 모듈은 가정집 등의 공간에 효율적인 통신 수단으로서, 예컨대, 지그비 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈 또는 RF 통신 모듈로 구현될 수 있다.
도시한 전력 모니터링 장치(20)는 상기 분기 라인 통신 모듈들(41 ~ 46)로부터 전송받은 각 분기 라인의 전기적 특성으로부터, 각 전기기기들(61 ~ 67)의 전력 동작 상태를 정확하게 획득할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 전력 모니터링 장치에서 수행되는 전력 모니터링 방법을 도시한 흐름도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 사상에 따른 단일점에서 감지된 전기적 특성으로부터 전기기기들의 동작 상태를 추정하는 개념을 설명하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 7은 도 6의 전력 모니터링 장치에서 수행되는 전력 모니터링 방법을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 9는 도 8의 전력 모니터링 장치의 사용 예를 도시한 개념도.

Claims (14)

  1. 다수개의 분기 라인들로 분기되는 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 센싱부;
    상기 모니터링 라인으로부터 전력을 공급받는 분기 라인의 전기적 특성을 감지하는 분기 라인 센싱 모듈;
    상기 분기 라인 센싱 모듈이 감지한 전기적 특성을 전송받는 분기 라인 통신 모듈;
    상기 센싱부가 감지한 전기적 특성 또는 상기 분기 라인 통신 모듈이 전송받은 전기적 특성으로부터, 상기 분기 라인들로부터 전력을 공급받는 다수 개의 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 제어부; 및
    상기 제어부가 파악한 전기기기들의 동작 상태를 저장하는 저장부;를 포함하되,
    사용자의 입력 조작에 따라 전기적 특성 정보 실측 모드로 전환되는 경우, 상기 제어부는, 상기 센싱부가 상기 분기 라인에 연결된 전기기기의 동작에 따른 전기적 특성 변화를 실측하여 획득하도록 제어하는 전력 모니터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 각 전기기기의 동작 상태에 따른 전기적 특성의 패턴을 저장하고,
    상기 제어부는, 상기 저장된 패턴과 상기 센싱부에서 감지된 전기적 특성의 패턴을 비교하는 전력 모니터링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 라인으로 테스트용 신호를 인가하는 테스트 신호 인가부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 테스트용 신호의 인가에 따른 상기 모니터링 라인의 전기적 특성 변화로부터 상기 전기기기들의 동작 상태를 파악하는 전력 모니터링 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가 파악한 상기 전기기기들의 동작 상태에 대한 정보를 사용자에게 통보하기 위한 사용자 인터페이스; 및
    상기 동작 상태에 대한 정보를 네트워크를 통해 외부로 전송하기 위한 통신 모듈을 더 포함하는 전력 모니터링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    전류 검출을 위한 저항 또는 검출용 트랜스포머를 포함하는 전력 모니터링 장치.
  7. 다수 개의 분기 라인들로 분기되는 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들을 획득하는 단계;
    상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 모니터링하는 단계;
    상기 분기 라인들의 전기적 특성을 감지하는 단계;
    상기 분기 라인들에서 감지된 전기적 특성을 전송받는 단계;
    상기 모니터링된 전기적 특성 또는 상기 감지된 전기적 특성과, 상기 획득된 전기적 특성에 대한 정보를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과로 각 전기기기의 동작 상태를 판단하는 단계;를 포함하되,
    상기 다수 개의 분기 라인들로 분기되는 모니터링 라인에 연결된 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들을 획득하는 단계에서, 사용자의 입력 조작에 따라 전기적 특성 정보 실측 모드로 전환되는 경우에는, 상기 분기 라인에 연결된 전기기기의 동작에 따른 전기적 특성 변화를 실측하여 획득하는 전력 모니터링 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 판단된 동작 상태에 대한 정보를 디스플레이하거나, 외부 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 전력 모니터링 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 모니터링하는 단계 이전에,
    상기 모니터링 라인에 테스트용 신호를 인가하는 단계
    를 더 포함하는 전력 모니터링 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 모니터링하는 단계에서는, 상기 테스트용 신호에 반사되는 상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 감지하는 전력 모니터링 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 모니터링 라인에 테스트용 신호를 인가하는 단계에서는,
    상기 모니터링 라인에 단일 펄스나 다수개의 펄스를 인가하는 전력 모니터링 방법.
  12. 삭제
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기적 특성에 대한 정보들을 획득하는 단계에서는,
    상기 전기기기들의 전기적 특성에 대한 정보들이, 인터넷에서 다운로드 받아 저장되거나, 사용자 인터페이스를 통해 입력받아 저장되는 전력 모니터링 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 모니터링 라인의 전기적 특성을 모니터링하는 단계에서는,
    상기 전기적 특성의 실시간에 걸쳐 변화되는 패턴을 획득하는 전력 모니터링 방법.
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