KR101672507B1 - 에너지 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

소매점에 대하여, 전기 공급자와 전기 사용자 간에 맺는 계약 전력을 합리적으로 추천하고 전기 사용자의 에너지 사용 상태 정보를 제공하여 에너지 절감을 유도할 수 있는 에너지 관리 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하고, 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 계약 전력 산출 모듈;을 포함한다.

Description

에너지 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING ENERGY}
본 발명은 에너지 관리를 위한 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 전기 공급자와 전기 사용자 간에 맺는 계약 전력 등을 추천하고 전기 사용자의 에너지 사용 상태 정보를 제공하는 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
평소에 우리 주변의 가정이나 기업에서 많은 기기의 전력을 소모하고 있으며, 이에 따라 여러 기업들은 그린 IT 정책에 맞추어 에너지 효율을 높일 수 있는 여러 가지 아이디어 및 제품을 생산하고 있다. 그 중 에너지 절감 알고리즘을 개발하여 이를 실생활에 적용하려는 다양한 시도가 전개되고 있다. 특히, 에너지 관리 시스템(EMS:Energy Management System)은 빌딩 자동 제어 시스템에서 많이 적용되고 있다. 대표적으로 한국공개특허 10-2009-0066107호를 들 수 있다.
이러한 에너지 관리 시스템은 대부분 빌딩과 같은 단위 건물에만 적용되고 있을 뿐 일반 다수의 소매점에는 적용되고 있지 않다. 종래의 에너지 관리 시스템을 적용하기 위해서는 단일 소매점이 직접 에너지 관리 시스템을 적용해야 하는데, 영세한 소매점의 특성상 비용 부담과 관리의 문제로 소매점 자체적으로 에너지 관리 시스템을 이용하는 데는 한계가 있다.
아울러, 최근 프랜차이즈 사업이 활발하게 전개되고 있고 프랜차이즈 사업의 가맹점인 소매점들은 업장의 규모나 영업 방식이 유사하다. 대부분의 프랜차이즈 사업의 경우 가맹점의 전기 요금 50%를 본사가 지원하고, 24시간 운영되는 편의점과 같은 가맹점들은 비용 중 전기 요금이 많은 부분을 차이하고 있기 때문에, 본사 및 가맹점 모두의 전기 요금의 부담을 줄일 수 있는 에너지 관리 시스템이 필요한 실정이다.
그리고 국내 전기 요금은 기본 요금과 사용량 요금으로 크게 구분할 수 있다. 이는 국내뿐만 아니라, 대부분의 국가에서 적용하는 요금 구조이다. 기본 요금은 전기 사업자와 사용자 간의 계약과 관련된 요금으로 계약 전력과 최대 수요 전력 그리고 초과 사용 부가금과 관련되어 있다. 사용량 요금은 정해진 기간 동안 전기 사용 장소에서 사용된 전기 사용량을 계량하여 요금 단가를 적용하여 계산된다.
이러한 기본 요금과 사용량 요금 중 기본 요금은 상술한 바와 같이 계약 전력과 관련되어 있다. 계약 전력은 전기 사용자가 전기 공급자에게 요청하는 최대 사용 전력이라고 표현할 수 있다. 예를 들어, 임의의 사용자가 전기 공급자와 30kW의 계약 전력으로 전력 계약을 맺는다는 것은 그 사용자가 어떠한 경우에도 30kW를 초과하는 전력은 사용하지 않겠다는 쌍방 계약이다. 이와 같은 계약 사항에 따라 전기 공급자는 사용자가 최대 30kW의 전력을 사용하기에 충분한 공급 설비를 갖추어 전력 공급을 하게 된다.
이와 같이 전기 공급자와 전기 사용자는 최대 사용 전력에 기초한 전력 계약을 맺게 되는데, 사용자가 이 계약 사항, 즉 계약 전력을 초과하여 전력을 사용하게 되면 전기 공급자는 가산금을 부과한다. 이러한 가산금이 초과 사용 부담금이다.
전기 공급자는 전기 사용자가 월 평균 얼마의 전력을 사용하는 가와 관계없이 언제든지 그 최대 전력, 즉 계약 전력을 사용할 수 있는 공급 설비를 예비해 두어야 한다. 그러나 최근까지 전력량계에 사용되어온 기계식 전력량계로는 저압 고객의 최대 사용 전력을 확인할 수 없었다. 최대 사용 전력을 계량할 수 있는 기계식 전력량계도 있지만 상대적으로 고가이므로, 대용량 고객인 고압 고객에 한해서만 적용해 왔고 저압 고객에 대해서는 사용 전력량만 계량하는 보통 전력량계를 공급해 왔다. 따라서 최근까지 국내의 전기 공급자인 한국전력은 저압 고객의 계약 전력을 초과하는 전력 사용에 대한 판단은 유일한 계량값인 월 사용 전력량을 근거로 할 수밖에 없었다. 즉 월 전력 사용량이 해당 최대 전력, 즉 계약 전력으로 450 시간 이상 연속 사용하는 경우의 양에 해당되는 경우에 계약 전력 위반에 따른 가산금을 부과하는 소극적인 방식을 이용한다.
하지만, 최근 IT와 전력 전자 기술의 발전으로 전자식 전력량계들이 속속 개발되었고 최근에는 전자식 전력량계가 기계식보다 저렴하게 공급됨에 따라 향후 모든 전력량계는 전자식으로 교체될 예정이다. 이와 같은 환경 변화에 따라 전기 공급자는 지금까지 관리할 수 없었던 저압 고객의 최대 사용 전력을 실시간으로 계량할 수 있어, 약관 변경을 통해 월 단위의 사용량이 아닌 짧은 시간 단위의 사용량이 계약 전력을 초과할 경우에 바로 초과 사용 부가금을 부과하고 있다.
이에 따라 저압 고객, 예를 들어 소매점들은 매우 불리한 상태에 놓이게 된다. 예를 들어, 정상적인 전기 사용 상태에서는 문제가 없지만, 대용량 기기의 기동이나, 설비의 고장 순간, 또는 갑작스런 고온 또는 저온의 기상 변화시 냉난방 기기의 풀 가동으로 비정상적인 순간 전력 사용이 필요할 수 있는데, 현재의 초과 사용 부가금 방식을 적용할 경우 불가피하게 초과 사용 요금을 부담해야 하는 문제점이 있다.
그리고, 통상적으로 소매점들이 전기 공급사와 맺게 되는 계약 전력은 특별한 기준이 없이, 소매점에 설치되는 전력 소비 기기들의 소비 전력을 단순 합산한 후 2, 3배를 계약 전력으로 설정하여 전기 공급사와 전력 계약을 맺는다. 따라서 소매점들이 실제로 사용하는 전력은 계약 전력보다 매우 낮아 불필요하게 많은 전기 요금을 납부하고 있다.
국내등록특허 제10-0903196(2009.06.09)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 소매점에 대하여, 전기 공급자와 전기 사용자 간에 맺는 계약 전력을 합리적으로 추천하고 전기 사용자의 에너지 사용 상태 정보를 제공하여 에너지 절감을 유도할 수 있는 에너지 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하고, 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 계약 전력 산출 모듈;을 포함한다.
상기 계약 전력 산출 모듈은, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합한 후 버퍼 계수를 곱하여 추천 계약 전력을 산출할 수 있다.
상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간일 수 있다.
상기 계약 전력 산출 모듈은, 상기 기준 시간(A)보다 작은 시간(B)의 전력 사용량의 N 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 N은 A/B이다.
상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간보다 작은 시간일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 일정한 기간의 냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 고정 부하 전력 사용량을 산출하고, 상기 일정한 기간에서 냉난방 전력 사용량을 포함한 전력 사용량이 상기 고정 부하 전력 사용량 이상인 시간 구간을 확인하며, 그 확인된 시간 구간의 전력 사용량과 상기 고정 부하 전력 사용량 간의 비율의 합을 고정 전력 배율로 산출하는 고정 전력 배율 관리 모듈;을 포함한다.
상기 고정 전력 배율 관리 모듈은, 상기 일정한 기간 내에서, 기준 시간(T1) 동안의 전력 사용량 중 최대 전력 사용량을 상기 고정 부하 전력 사용량으로 결정할 수 있다.
상기 고정 전력 배율 관리 모듈은, 상기 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 상기 고정 부하 전력 사용량으로 결정할 수 있고, 여기서, 상기 M은 T1/T2이다.
상기 고정 전력 배율 관리 모듈은, 적어도 두 개 이상의 매장들의 고정 전력 배율의 평균 대비 각 매장의 고정 전력 배율의 비율을 비교 고정 전력 배율로서 산출할 수 있다.
상기 고정 전력 배율 관리 모듈은, 상기 비율의 합의 평균을 고정 전력 배율로 산출할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여, 현재 계약 전력을 일정한 값만큼 감소시키며 감소 전 계약 전력에 따른 전기 요금에 대비한 전기 요금의 이득과 손실의 합을 산출하되, 그 전기 요금의 이득과 손실의 합이 0 이상이 되는 최소의 계약 전력을 적정 계약 전력으로 선택하는 계약 전력 배율 관리 모듈;을 포함한다.
상기 계약 전력 배율 관리 모듈은, 상기 일정한 기간의 월별로 전기 요금의 이득 및 손실을 산출하되, 상기 전기 요금으로서, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 작은 경우에는 감소 전 계약 전력과 감소 후 계약 전력의 차를 이용하고, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 큰 경우에는 상기 기준 시간의 전력 사용량과 상기 감소 후 계약 전력의 차에 페널티 부가 비율을 곱한 값을 이용할 수 있다.
상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간이고, 상기 계약 전력 배율 관리 모듈은, 상기 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간의 전력 사용량으로 이용하고, 여기서, 상기 M은 T1/T2이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 산출하고, 그 최대값과 현재 계약 전력의 비율을 계약 전력 배율로서 출력하는 계약 전력 배율 관리 모듈;을 포하고, 여기서, 상기 M은 T1/T2이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치는, 과거 전기 요금 데이터와 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 과거 전기 요금 데이터를 이용하여 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하고, 그 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량과 현재 계약 전력을 이용하여 비교 계약 전력 배율을 산출하는 계약 전력 배율 관리 모듈;을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법은, 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하는 단계; 및 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법은, 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 일정한 기간의 냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 고정 부하 전력 사용량을 산출하는 단계; 상기 일정한 기간에서 냉난방 전력 사용량을 포함한 전력 사용량이 상기 고정 부하 전력 사용량 이상인 시간 구간을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 시간 구간의 전력 사용량과 상기 고정 부하 전력 사용량 간의 비율의 합을 고정 전력 배율로 산출하는 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법은, 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 및 일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여, 현재 계약 전력을 일정한 값만큼 감소시키며 감소 전 계약 전력에 따른 전기 요금에 대비한 전기 요금의 이득과 손실의 합을 산출하되, 그 전기 요금의 이득과 손실의 합이 0 이상이 되는 최소의 계약 전력을 적정 계약 전력으로 선택하는 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법은, 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 산출하는 단계; 및 상기 최대값과 현재 계약 전력의 비율을 계약 전력 배율로서 출력하는 단계;를 포함하고, 여기서, 상기 M은 T1/T2이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법은, 과거 전기 요금 데이터와 상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 상기 과거 전기 요금 데이터를 이용하여 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하는 단계; 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량과 현재 계약 전력을 이용하여 비교 계약 전력 배율을 산출하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 전력 소비자가 설치한 전력 소비 기기의 정격 소비 전력을 단순 합산하여 계약 전력을 추천하지 않고 전자식 전력량계에서 수집되는 전력 사용량 데이터를 이용하여 계약 전력을 산출하여 추천함으로써 실제 사용량에 맞는 계약 전력을 추천할 수 있어 전력 소비자의 전기 요금 부담을 경감할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력 소비자의 에너지 사용 상태를 수치화하여 제공함으로써 에너지 절감 가능성을 판단할 수 있도로 한다.
또한, 본 발명은 전력 소비자의 에너지 사용 상태를 다른 전력 소비자의 에너지 사용 상태와 비교하여 제공함으로써 에너지의 사용 상태에 대한 객관적인 상황 판단을 하도록 하여 에너지 절감을 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 및 전력 사용량을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계약 전력 추천 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 3의 에너지 관리 프로그램(313)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 전력 배율을 산출하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 월 간 피크 전력과 계약 전력을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 3의 에너지 관리 프로그램의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 3의 에너지 관리 프로그램의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
계약 전력은 전기 사용자가 최대로 사용할 수 있는 순간 최대 전력으로 최대 수요 전력을 의미한다. 이와 같이 계약 전력이 최대 수요 전력을 의미하지만, 사용 전력의 순시 값으로 최대 수요 전력을 판단하여 부가금을 매기는 것은 사용자에게 매우 불리하다.
따라서 대부분의 국가에서 일정한 수요 시간(즉, 기준 수요 시간)을 정하여 그 시간 동안의 평균 전력으로 최대 수요 전력을 정하고 있고, 국내와 대부분의 국가에서 15분을 그 기준 수요 시간으로 정하고 있다. 결과적으로 한달 동안의 기간에서 최대 수요 전력은 그 한달 동안의 15분 평균 전력 중 가장 높은 값을 지칭하게 되고, 전기 공급사는 한달 동안의 기간에서 계약 전력, 즉 최대 수요 전력을 초과하는 전력 사용이 발생하면 부가금을 부과한다.
발명의 구체적인 설명에 앞서 전력과 전력량의 의미 차이를 설명한다.
전력은 어느 한 순간에 전력 계통에 접속된 부하시설에서 소모되는 전체 전력을 나타내는 것으로 그 단위는 [W] 또는 [kW]를 주로 사용한다. 순시 전력은 순간순간 나타나는 전력으로 어느 순간에 나타나는 전력이다.
전력 사용량(이하에서 전력량과 혼용함)은 일정 기간 동안 사용된 전력의 양을 나타내는 것으로 기간은 통상적으로 1 시간이며 단위는 [Wh] 또는 [kWh]로 나타낸다. 즉 전력 사용량=전력*시간이다. 이를 달리 표현하면, 전력 사용량은 1 시간 동안의 순시 전력의 평균이라고 할 수 있다.
평균 전력은 상기 전력 사용량을 시간으로 나눈 값으로, 수식으로 표현하면 평균 전력=전력 사용량/시간이다.
앞서 설명한 바와 같이, 전기 공급자는 매 15분 마다 사용한 전력 사용량을 누산하고, 평균 전력을 계산하여 최대 수요 전력을 구한다.
예를 들어, 15분 동안 100kW의 전력을 지속적으로 사용하면 전력 사용량은 25kWh(=100kW*0.25시간)이다. 그리고 그 전력 사용량을 0.25 시간(즉, 15분)으로 나누면 평균 전력은 100kW(25kWh/0.25시간)가 된다. 또는 1 시간 동안 100kW의 전력을 지속적으로 사용하면 전력 사용량은 100kWh(=100kW*1시간)이다. 이를 달리 표현하면, 100kW의 순시 전력이 1 시간 동안 유지될 경우 순시 전력의 1 시간 평균은 100kW이므로 전력 사용량은 100kWh가 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 및 전력 사용량을 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 (a)는 앞서 설명한 예로서 15분 동안 100kW의 전력을 지속적으로 사용하였을 때의 전력 그래프로서, 도 1의 (a)에서 전력 사용량은 100kW*0.25시간(15분)으로 25kWh이다. 그리고 15분 동안의 평균 전력은 전력 사용량을 시간으로 나눈 값으로서 25kWh/0.25시간으로 100kW이다. 이러한 15분의 패턴을 1 시간 동안 유지한다고 가정하면, 1 시간 동안의 전력 사용량은 100kWh이다. 달리 표현하면, 100kW의 순시 전력이 1 시간 동안 유지되므로 순시 전력의 1 시간 평균은 100kW이고 전력 사용량은 100kWh이다. 또는 15분 동안의 전력 사용량은 25kWh이므로 여기에 4를 곱하면 1 시간 동안의 전력 사용량인 100kWh이 구해진다.
도 1의 (b)는 15분의 시간 중 초기 7분은 100kW의 전력을 지속적으로 사용하고 나머지 7분은 전력을 사용하지 않았을 때의 전력 그래프로서, 도 1의 (b)에서 전력 사용량은 100kW*0.125시간(7.5분)으로 12.5kWh이다. 그리고 15분 동안의 평균 전력은 전력 사용량을 시간으로 나눈 값으로서 12.5kWh/0.25시간으로 50kW이다. 이러한 15분의 패턴을 1 시간 동안 유지한다고 가정하면, 1 시간 동안의 전력 사용량은 12.5kWh에 4를 곱한 50kWh이다. 달리 표현하면, 15분 동안의 순시 전력의 평균은 50kW이고 따라서 이 패턴을 1 시간 동안 유지하므로 순시 전력의 1 시간 평균은 50kW이고, 전력 사용량은 50kWh이다.
도 1의 (c)는 15분의 시간 중 초기 7분은 100kW의 전력을 지속적으로 사용하고 나머지 7분은 50kW의 전력을 사용하였을 때의 전력 그래프로서, 도 1의 (c)에서 전력 사용량은 {100kW*0.125시간(7.5분)+50kW*0.125시간(7.5분)}로서 18.75kWh이다. 그리고 15분 동안의 평균 전력은 전력 사용량을 시간으로 나눈 값으로서 18.75kWh/0.25시간으로 75kW이다. 이러한 15분의 패턴을 1 시간 동안 유지한다고 가정하면, 1 시간 동안의 전력 사용량은 18.75kWh에 4를 곱한 75kWh이다. 달리 표현하면, 15분 동안의 순시 전력의 평균은 75kW이고 따라서 이 패턴을 1 시간 동안 유지하므로 순시 전력의 1 시간 평균은 75kW이고, 전력 사용량은 75kWh이다.
도 1을 참조하면, 기준 수요 시간을 15분으로 하였을 때, 도 1의 (a) 예에서의 최대 수요 전력은 상기 계산된 15분 동안의 평균 전력인 100kW이고, 도 1의 (b) 예에서의 최대 수요 전력은 상기 계산된 15분 동안의 평균 전력인 50kW이며, 도 1의 (c) 예에서의 최대 수요 전력은 상기 계산된 15분 동안의 평균 전력인 75kW이다. 따라서, 예를 들어, 계약 전력이 80kW인 경우, 도 1의 (a) 예에서 최대 수요 전력은 100kW로 계약 전력인 80kW를 초과하므로 부가금이 부과되고, 도 1의 (b) 및 (c) 예에서 최대 수요 전력은 각각 50kW 및 75kW로서 계약 전력인 80kW를 초과하지 않으므로 부가금이 부과되지 않는다.
본 발명은 저압 고객, 예컨대 소매점들의 계약 전력, 즉 전기 공급자인 한국전력과 전기 소비자인 소매점 간의 계약 전력을 개별 전기 소비자인 소매점마다 추천하는 것을 예로 들어 설명하나, 여기에 제한되는 것은 아니고 동일한 방식으로 전력을 계약하는 전력 소비자에게는 모두 적용될 수 있다.
본 발명은 소정의 기준 시간 동안의 전력 사용량을 이용하여 계약 전력을 추천한다. 여기서 상기 소정의 기준 시간은 5분이 될 수도 있고, 또는 10분이 될 수도 있으며, 또는 15분이 될 수도 있다. 이하의 실시예에서는 상기 소정의 기준 시간을 5분 또는 15분으로 한다. 5분 또는 15분으로 하는 이유는, 통상적으로 전기 공급자는 계약 전력에 따라 부가금을 매기는 기준 수요 시간을 15분으로 정하고 있기 때문이다. 즉 5분 동안의 전력 사용량을 기준으로 계약 전력을 산출하여 추천함으로써 실제 소매점에서 5분 동안 과도한 전력 사용을 보이더라도 나머지 10분 동안 계약 전력을 초과하지 않도록 에너지 제어를 수행할 수 있도록 하기 위함이다. 그리고 15분 동안의 전력 사용량을 기준으로 계약 전력을 산출하여 추천하는 경우 소매점의 실제 전력 사용 패턴에 가장 근접한 계약 전력을 추천할 수 있다. 그리고 이러한 소정의 기준 시간을 전력 사용량 기준 시간으로 지칭한다.
본 발명은 소매점에 전자식 전력량계를 도입하면서 소매점의 에너지 관리 시스템을 채용한다. 즉 소매점의 에너지 관리 시스템은 소매점 내 전력 기기들의 전력 소비를 제어하여 에너지 절감을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 에너지 관리 시스템은 관리 서버(110), 통합 관제 센터(170), 그리고 복수의 매장들을 포함한다.
관리 서버(110)는 매장의 정보와 각 매장의 전력 데이터를 수신하여 저장하고, 각 매장의 에너지 관리를 위한 정책을 각 매장의 관제기(120)로 전송할 수 있다. 또한 관리 서버(110)는 각 매장의 전력 데이터를 이용하여 각 매장별로 계약 전력을 추천할 수 있고, 또는 이하에서 설명하는 고정 전력 배율, 계약 전력 배율 등을 산출하여 각 매장으로 전송할 수 있다.
관리 서버(110)는 상기 정보들을 이용하여 각 매장별로 디밍 값 플랜 그리고 냉난방 가이드 온도를 생성하여 각 매장의 관제기(120)로 전송할 수도 있다. 각 매장의 관제기(120)는 관리 서버(110)로부터 수신된 디밍 값 플랜을 이용하여 소매점 내 조명을 제어하고, 상기 냉난방 가이드 온도를 기준으로 소매점 내 온도 제어를 수행한다.
또한, 관리 서버(110)는 각 매장의 면적 정보, 그리고 정격 소비 전력, 일 평균 POS(Point Of Sale) 데이터의 수를 저장하고, 또한 각 매장의 총 전력 사용량 그리고 냉난방기별 전력 사용량, 조명 전력 사용량을 수신하여 저장한다.
통합 관제 센터(170)는 상기 관리 서버(110)로부터 각 매장의 에너지 소비 상태, 계약 전력, 또는 각 매장별 특성 데이터(예를 들어, 고정 전력 배율, 계약 전력 배율 등)를 수신하여 관제 화면을 생성하여 관리자 단말로 전송할 수 있다.
관리 서버(110)와 매장 관제기(120), 그리고 관리 서버(110)와 통합 관제 센터(170)는 통신망을 통해 통신을 수행한다. 여기서 통신망은 인터넷망, GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access) 등의 통신망일 수 있고, 본 출원의 출원 시점에 아직 개발되지 않은 통신망을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각 개별 매장는 매장 관제기(120), 디머(140), 미터기(150), 냉난방 제어기(160)가 설치된다.
매장 관제기(120)는 미터기(150)로부터 전력 사용 기록을 수집하여 관리 서버(110)로 전송할 수 있다. 매장 관제기(120)는 관리 서버(110)로부터 조명 제어를 위한 디밍 값 플랜을 수신하고 그 수신된 디밍 값 플랜에 따라 디머(140)에 조명 제어 명령을 전송한다. 또한 매장 제어기(120)는 관리 서버(110)로부터 냉난방 가이드 온도와 권고 온도를 수신하고 그 냉난방 가이드 온도와 권고 온도를 기초로 냉난방 제어기(160)를 제어하여 온도 제어를 수행한다.
또한 매장 제어기(120)는 미터기(150)로부터 수신되는 전력 사용 데이터를 이용하여 계약 전력을 추천할 수 있고, 또한 관리 서버(110)로부터 다른 매장의 전력 사용 데이터를 수신하여 저장할 수 있다. 매장 제어기(120)는 이하에서 설명하는 고정 전력 배율, 계약 전력 배율을 산출하여 표시할 수 있다.
디머(140)는 조명을 제어하는 조명 제어 수단으로서, 상기 매장 관제기(120)의 제어 명령에 따라 매장 내 조명을 소정의 밝기로 제어한다. 냉난방 제어기(160)는 에어컨, 온풍기 등의 냉난방기를 제어하는 제어 수단으로서 상기 매장 관제기(120)의 제어 명령에 따라 에어컨 또는 온풍기를 가동하여 실내를 소정의 온도로 제어한다.
미터기(150)는 매장의 전력 사용량을 측정하여 매장 관제기(120)로 전송한다.
통합 관제 센터(170)는 상기 관리 서버(110)와 연결되어 서버 단에서 작성한 플랜과 분석 데이터 그리고 매장에서 송신한 데이터들을 상기 관리 서버(110)로부터 수신하여 관제 서비스를 제공한다.
계약 전력 추천
1) 5분 전력 사용량 최대값을 이용한 계약 전력 추천
추천 계약 전력은 5분 최대 전력 사용량을 이용하여 다음 [수학식 1]에 의해 계산된다.
Figure 112015013052494-pat00001
여기서 5분 최대 전력 사용량은 냉난방기를 제외한 특정 기간에서의 5분 전력 사용량 중 최대값이다. 5분 최대 전력 사용량에 곱해지는 상수 '12'는 1 시간의 전력 사용량을 계산하기 위한 상수이다. 즉 1시간은 앞서 설명한 바와 같이 전력 사용량 단위 시간으로, 5분 전력 사용량을 1시간 동안의 전력 사용량으로 변환하기 위한 상수이다. 즉, 5분 전력 사용량을 1시간 동안 계속 유지할 때를 가정하고 1시간 동안의 전력 사용량을 산출하는 것이다. 냉난방기 정격 소비 전력은 냉난방기의 정격 용량을 나타내고, 만약 2대 이상을 사용할 경우 합산하여 주고, 하나의 기기에서 냉방과 난방의 기능을 모두 제공하면서 각 기능에서 정격 용량이 다를 경우 큰 값을 이용한다.
상기 상수 '1.2'는 안정율로서 다른 표현으로 계약 전력의 버퍼(buffer) 역할을 위한 버퍼 계수이다. 본 실시예에서는 '1.2'로 설정하지만 1에서 2 사이의 값을 가질 수 있다. 즉, 매장은 특별한 경우가 아니면 냉난방 기기를 전부 가동하지 않고 또한 모든 조명을 켜지 않는다. 조명의 경우 70%를 최대로 하여 조명 제어를 수행한다. 따라서 불가피한 경우 나머지 조명 30%도 켤 수 있다. 냉난방 기기도 마찬가지다. 그러므로 추천 계약 전력은 이러한 불가피한 상황에 대비하기 위한 버퍼링 소비 전력을 커버할 수 있도록 상기 버퍼 계수를 곱해주는 것이다.
상기 [수학식 1]의 의미를 예로 들어 설명한다. 계약 전력이 120kW라 할 때, 120kW의 소모 전력으로 1시간을 사용할 경우 전력 사용량은 120kWh가 된다. 반면, 120kW의 소모 전력으로 15분만을 사용하고 나머지 45분은 전력을 사용하지 않는다면 1시간 동안의 전력 사용량은 120kW에 0.25(즉, 1/4) 시간을 곱한 30kWh이다. 또는 120kW의 소모 전력으로 5분을 사용하고 나머지 55분은 전력을 사용하지 않는다면, 1시간 동안의 전력 사용량은 120kW에 1/12시간을 곱한 10kWh이다. 즉, 전력 사용량은 1시간 단위인데, 1시간 미만 시간 동안의 전력 사용량의 값을 그대로 계약 전력으로 할 경우, 계약 전력의 값은 매우 낮은 수준의 값이 되어, 기준 수요 시간인 15분 동안에 계약 전력을 초과하는 상황이 발생하게 된다. 따라서 1시간 동안의 전력 사용량의 값을 계약 전력으로 하기 위해, 5분 전력 사용량에 12를 곱하여 1시간 동안 사용한 전력 사용량의 값을 계약 전력의 기초로 삼는 것이다.
2) 15분 최대 전력 사용량을 이용한 계약 전력 추천
추천 계약 전력은 15분 최대 전력 사용량을 이용하여 다음 [수학식 2]에 의해 계산된다.
Figure 112015013052494-pat00002
[수학식 1]과 [수학식 2]를 비교하면, [수학식 1]에서 5분 최대 전력 사용량에 곱해지는 상수는 '12'이나, [수학식 2]에서 15분 최대 전력 사용량에 곱해지는 상수는 '4'이다. 즉, [수학식 1]과 [수학식 2]에서 모두, 1시간 동안 사용한 전력 사용량을 계산하고 그 값을 계약 전력의 기초로 삼는 것이다.
15분 최대 전력 사용량은 5분 단위의 전력 사용량의 3 구간 이동 합으로 산출할 수 있다. 예를 들어, 5분 단위로 1 구간, 2 구간, 3 구간, 4 구간, 5 구간이 있다고 가정할 때, 1, 2, 3 구간의 합, 2, 3, 4 구간의 합, 3, 4, 5 구간의 합과 같이, 한 구간씩 이동하면서 세 개의 5분 전력 사용량의 합을 계산하고, 이 중 최대 값을 상기 15분 최대 전력 사용으로 선택한다. 이외 [수학식 2]의 의미는 [수학식 1]에서 설명한 바와 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 에너지 관리 장치(300)는 메모리(310), 메모리 제어기(321), 하나 이상의 프로세서(CPU)(322), 주변 인터페이스(323), 입출력(I/O) 서브시스템(330), 디스플레이 장치(341), 입력 장치(342) 및 통신 회로(352)를 포함한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 통하여 통신한다. 도 3에 도시한 여러 구성요소는 하나 이상의 신호 처리 및/또는 애플리케이션 전용 집적 회로(application specific integrated circuit)를 포함하여, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어 둘의 조합으로 구현될 수 있다.
메모리(310)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 메모리(310)는 하나 이상의 프로세서(322)로부터 멀리 떨어져 위치하는 저장 장치, 예를 들어 통신 회로(352)와, 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), SAN(Storage Area Network) 등, 또는 이들의 적절한 조합과 같은 통신 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 더 포함할 수 있다. 프로세서(322) 및 주변 인터페이스(323)와 같은 에너지 관리 장치(300)의 다른 구성요소에 의한 메모리(310)로의 액세스는 메모리 제어기(321)에 의하여 제어될 수 있다.
메모리(310)는 에너지 관리 장치(300)의 각종 정보와 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(310)는 전자식 전력량계에 의해 계량된 전력 사용량의 정보(날짜, 시간, 전력 사용량 등), 그리고 계산된 추천 계약 전력의 정보를 저장할 수 있다.
주변 인터페이스(323)는 에너지 관리 장치(300)의 입출력 주변 장치를 프로세서(322) 및 메모리(310)와 연결한다. 하나 이상의 프로세서(322)는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리(310)에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 에너지 관리 장치(300)를 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다.
일부 실시예에서, 주변 인터페이스(323), 프로세서(322) 및 메모리 제어기(321)는 칩(320)과 같은 단일 칩 상에서 구현될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 이들은 별개의 칩(320)으로 구현될 수 있다.
I/O 서브시스템(330)은 디스플레이 장치(341), 입력 장치(342)와 같은 에너지 관리 장치(300)의 입출력 주변장치와 주변 인터페이스(323) 사이에 인터페이스를 제공한다.
디스플레이 장치(341)는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있고, 이러한 디스플레이 장치(341)는 용량형, 저항형, 적외선형 등의 터치 디스플레이일 수 있다. 터치 디스플레이는 에너지 관리 장치(300)와 사용자 사이에 출력 인터페이스 및 입력 인터페이스를 제공한다. 터치 디스플레이는 사용자에게 시각적인 출력을 표시한다. 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 비디오와 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시각적 출력의 일부 또는 전부는 사용자 인터페이스 대상에 대응할 수 있다. 터치 디스플레이는 사용자 입력을 수용하는 터치 감지면을 형성한다.
프로세서(322)는 에너지 관리 장치(300)에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리(310)로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 에너지 관리 장치(300)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 구성요소는 운영 체제(311), 그래픽 모듈(명령어 세트)(312) 및 에너지 관리 프로그램(명령어 세트)(313)이 메모리(310)에 탑재(설치)된다.
운영 체제(311)는, 예를 들어, 다윈(Darwin), RTXC, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS 또는 VxWorks, 안드로이드 등과 같은 내장 운영체제일 수 있고, 일반적인 시스템 태스크(task)(예를 들어, 메모리 관리, 저장 장치 제어, 전력 관리 등)를 제어 및 관리하는 다양한 소프트웨어 구성요소 및/또는 장치를 포함하고, 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 촉진시킨다.
그래픽 모듈(312)은 디스플레이 장치(341) 상에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함한다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.
통신 회로(352)는 외부 포트를 통한 통신 또는 RF 신호에 의한 통신을 수행한다. 통신 회로(352)는 전기 신호를 RF 신호로 또는 그 반대로 변환하며 이 RF 신호를 통하여 통신 네트워크, 다른 이동형 게이트웨이 장치 및 통신 장치와 통신할 수 있다. 또한 통신 회로(352)는 유무선 LAN 또는 전력선 통신 등을 통해 전자식 전력량계와 통신을 수행하거나 또는 전자식 전력량계에서 측정된 계량 데이터를 저장하는 장비와 통신을 수행하여 전력 사용량에 대한 정보를 수신할 수 있다.
통신 회로(352)는 예를 들어 안테나 시스템, RF 트랜시버, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 오실레이터, 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 등을 포함할 수 있고, 이러한 기능을 수행하기 위한 주지의 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로(352)는 월드 와이드 웹(World Wide Web, WWW)으로 불리는 인터넷, 인트라넷과 네트워크 및/또는, 셀룰러 전화 네트워크, 무선 LAN 및/또는 MAN(metropolitan area network)와 같은 무선 네트워크, 그리고 근거리 무선 통신에 의하여 다른 장치와 통신할 수 있다. 무선 통신은 GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), VoIP(voice over Internet Protocol), Wi-MAX, 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 엔에프씨(NFC:Near Field Communication) 또는 본 출원의 출원 시점에 아직 개발되지 않은 통신 프로토콜을 포함하는 기타 다른 적절한 통신 프로토콜을 포함하지만 이에 한정되지 않는 복수의 통신 표준, 프로토콜 및 기술 중 어느 것을 이용할 수 있다.
입력 장치(342)는 키보드 또는 터치 패드 또는 마우스, 터치 펜 등의 물리적인 입력 인터페이스를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있고, 또는 디스플레이 장치(341)의 터치 디스플레이와 연계하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력 장치(342)는 전자식 전력량계에서 측정된 계량 데이터를 사용자로부터 입력받을 수 있다.
에너지 관리 프로그램(313)은 메모리(310)에 저장된 전자식 전력량계에 의해 측정된 순시 전력 프로파일을 이용하여 추천 계약 전력을 산출하고, 그 산출한 추천 계약 전력을 디스플레이 장치(341)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 관리 프로그램(313)은 수신 모듈(301), 계약 전력 산출 모듈(303) 및 계약 전력 추천 모듈(305)을 포함한다.
수신 모듈(301)은 통신 회로(352) 또는 입력 장치(342)를 통해 전자식 전력량계에 의해 측정된 전력 사용량 데이터를 수신하고, 메모리(310)에 저장한다.
계약 전력 산출 모듈(303)은 상기 메모리(310)에 저장된 전력 사용량 데이터를 이용하여 상기 [수학식 1] 또는 상기 [수학식 2]에 의해 추천 계약 전력을 산출하여 메모리(310)에 저장한다. 계약 전력 산출 모듈(303)은 일정한 기간마다 주기적으로 계약 전력을 산출할 수 있다. 여기서 주기는 주 단위일 수 있고, 또는 월 단위일 수 있으나, 여기에 특별히 제한되는 것은 아니다.
계약 전력 추천 모듈(305)은, 상기 계약 전력 산출 모듈(303)에 의해 산출된 추천 계약 전력을 디스플레이 장치(341)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
계약 전력 추천 모듈(305)은, 전기 공급자의 정책에 따라 매월 단위로 차기 월의 계약 전력을 추천하거나, 또는 년 단위로 한 차례 계약 전력을 추천할 수 있다. 예를 들어, 1년에 한 번씩 전기 공급자와 소비자 간에 계약 전력을 계약하고 도중에 계약 전력 수정이 불가능한 경우, 매월 단위로 계산된 계약 전력 중 최대값의 계약 전력을 추천할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계약 전력 추천 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 에너지 관리 장치(300)는 통신 회로(352) 또는 입력 장치(342)를 통해 계약 전력을 추천하고자 하는 당해 월의 전력 사용량 데이터를 수신한다(S401).
에너지 관리 장치(300)는 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 상기 [수학식 1] 또는 [수학식 2]에 의해 추천 계약 전력을 산출하여 메모리(310)에 저장한다. [수학식 1]을 예로 들어 설명하면, 에너지 관리 장치(300)는 당해 월의 전력 사용량 데이터를 이용하여 5분 전력 사용량 중 최대 값을 산출한다(S403). 그리고 에너지 관리 장치(300)는 상기 산출한 5분 최대 전력 사용량을 1 시간의 전력 사용량으로 계산하며 냉난방기 정격 소비 전력의 합 및 버퍼 계수를 반영하여 추천 계약 전력을 산출하여 메모리(310)에 저장한다(S405).
에너지 관리 장치(300)는 상기 산출된 추천 계약 전력을 디스플레이 장치에 출력하여 표시한다(S407).
고정 전력 배율(FPR : Fixed Power Ratio)
매장의 부하는 고정(상시) 부하와 변동(유동) 부하로 구분할 수 있다. 고정 부하란 매장을 운영하면서 필수적으로 사용되는 전력 사용량을 의미하고, 변동 부하란 사용자의 조작 등을 통해 간헐적으로 발생하며 매장 운영에 필수적이지 않을 수 있는 전력 사용량을 의미한다. 따라서 특정 기간 내 매장의 고정 부하 이상의 전력 사용량을 판단하면 해당 매장의 에너지 절감 가능성을 판단할 수 있다. 본 실시예에서는 특정 기간 내 매장의 고정 부하 이상의 전력 사용량들의 비율의 합을 고정 전력 배율이라 칭하고 다음 [수학식 3]과 같이 구할 수 있다. 여기서 특정 기간은 시간, 일, 주, 월 단위일 수 있다. 아래 [수학식 3]에서는 비율의 합을 평균하였으나(즉, 고정 부하 이상의 전력 사용량이 나타나는 구간의 수(n)로 나눔), 여기에 제한되는 것은 아니며 평균을 하지 않을 수 있다.
Figure 112015013052494-pat00003
여기서 Pfixed는 고정 부하로서 특정 기간 내 냉난방 사용량을 제외한 5분 전력 사용량들의 12 구간의 이동 합들 중 최대값이다. Pi는 동일한 특정 기간 내에서 한 시간 단위의 전력 사용량 중 상기 고정 부하 이상의 전력 사용량을 나타낸 구간의 전력 사용량으로 냉난방 사용량을 포함하는 전력 사용량이다. n은 고정 부하 이상의 전력 사용량을 나타낸 구간의 개수로서, Pi의 구간의 개수이다.
예를 들어 설명하면, 밤 12시부터 하루 24시간에서, Pfixed는 12시부터 1시까지의 전력 사용량, 12시 5분부터 1시 5분까지의 전력 사용량, 12시 10분부터 1시 10분까지의 전력 사용량과 같이, 5분 단위로 이동하며 산출된 1 시간 단위의 전력 사용량 중에서 최대값이다. Pi는 구간의 중복없이 1 시간 단위의 전력 사용량이다.
상술한 고정 전력 배율은 단일 매장의 값이다. 이러한 고정 전력 배율은 복수의 매장 간에 비교될 수 있다. 즉, 프랜차이즈 매장들과 같이 유사한 크기의 면적, 유사한 업종의 매장들 간에 고정 전력 배율을 비교할 수 있다. 전체 매장들의 고정 전력 배율의 평균을 구하고 그 평균 값 대비 각 매장의 고정 전력 배율의 비율을 구함으로써 각 매장의 고정 전력 비율을 서로 비교할 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 다음 [수학식 4]와 같다.
Figure 112015013052494-pat00004
여기서 cFPR(cFPR:compared FPR)i는 전체 매장들의 고정 전력 배율의 평균 대비 i(1부터 n) 매장의 고정 전력 배율의 비율을 나타내는 값으로 비교 고정 전력 배율이다. FPRi는 i 매장의 고정 전력 배율이며, FPRaverage는 전체 매장의 고정 전력 배율의 평균이다.
도 5는 도 3의 에너지 관리 프로그램(313)의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 도 5를 참조하면, 에너지 관리 프로그램(313)은 고정 전력 배율 관리 모듈(501)을 더 포함한다.
고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 메모리(310)에 저장된 전자식 전력량계에 의해 측정된 전력 사용량 데이터를 이용하여 고정 부하를 산출한다. 고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 특정 기간 내 냉난방 사용량을 제외한 5분 전력 사용량들의 12 구간의 이동 합들 중 최대값을 고정 부하로 결정한다.
또한, 고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 메모리(310)에 저장된 전자식 전력량계에 의해 측정된 전력 사용량 데이터를 이용하여 상기 특정 기간 내의 1시간 단위의 냉난방 사용량을 포함한 전력 사용량을 산출한다.
고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 상기 산출된 고정 부하와 상기 1시간 단위의 냉낭방 사용량을 포함한 전력 사용량을 비교하여, 상기 [수학식 4]에 따라 고정 전력 배율을 산출한다. 고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 산출된 고정 전력 배율을 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
또한, 고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 매장 간 고정 전력 배율의 비교 결과를 산출할 수 있다. 고정 전력 배율 관리 모듈(501)은 메모리(310)에 저장된 각 매장별 전력 사용량 데이터를 이용하여 특정 기간 내의 각 매장별 고정 전력 배율을 산출하여 평균을 산출한다. 고정 전력 배율 관리 모듈(401)은 전체 매장의 고정 전력 배율의 평균을 구하고 그 평균 값 대비 각 매장의 고정 전력 배율의 비율을 산출하여, 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
에너지 관리 장치(300)는 매장 내에 설치되어 각 매장의 고정 전력 배율을 산출할 수 있다. 또한 에너지 관리 장치(100)는 매장들의 에너지 정책을 총괄하는 중앙의 서버에 설치되어 각 매장의 전자식 전력량계에서 측정된 순시 전력 프로파일 또는 전자식 전력량계에서 측정된 실시간 전력 사용량 정보를 수신하여 상술한 매장 간 고정 전력 배율의 비교 결과를 산출하고, 산출 결과를 각 매장의 단말기로 전송하거나 매장주의 휴대용 단말이나 퍼스널 컴퓨터로 전송할 수 있다. 에너지 관리 장치(100)의 통신 회로(352)는 각 매장 내 설치된 전자식 전력량계 또는 각 매장 내에 설치된 게이트웨이로부터 실시간 전력 사용량을 수집하여 메모리(310)에 저장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 전력 배율을 산출하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 에너지 관리 장치(300)는 통신 회로(352) 또는 입력 장치(342)를 통해 복수의 매장의 특정 기간 동안의 전력 사용량 데이터를 수신한다(S601).
에너지 관리 장치(300)는 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 상기 [수학식 3]에 의해 각 매장의 고정 전력 배율을 산출하여 메모리(310)에 저장한다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
에너지 관리 장치(300)는 매장의 전력 사용량 데이터를 이용하여 해당 매장의 고정 부하를 계산한다(S603). 에너지 관리 장치(300)는 특정 기간 내 냉난방 사용량을 제외한 5분 전력 사용량들의 12 구간의 이동 합들 중 최대값을 고정 부하로 결정한다. 그리고 에너지 관리 장치(300)는 동일한 특정 기간 내에서 구간의 중복없이 한 시간 단위의 전력 사용량을 산출하여, 상기 고정 부하 이상의 전력 사용량을 나타낸 구간을 확인한다(S605). 여기서의 전력 사용량은 냉난방 사용량을 포함하는 전력 사용량이다.
에너지 관리 장치(300)는 상기 계산한 고정 부하 그리고 상기 확인한 고정 부하 이상의 전력 사용량을 나타내는 구간의 전력 사용량을 이용하여 상기 [수학식 3]에 의해 해당 매장의 고정 전력 배율을 산출하여 메모리(310)에 저장한다(S607). 에너지 관리 장치(300)는, 산출된 고정 전력 배율을 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 통신 회로(352)를 통해 문자 메시지로 사용자에게 알려줄 수 있다.
다음으로, 에너지 관리 장치(300)는, 매장 간 고정 전력 배율의 비교 결과를 산출하기 위해, 메모리(310)에 저장된 각 매장별 고정 전력 배율을 이용하여 전체 매장의 고정 전력 배율의 평균 값을 산출한다(S609). 그리고 에너지 관리 장치(300)는 전체 매장의 고정 전력 배율의 평균 값 대비 각 매장의 고정 전력 배율의 비율을 산출한다(S611). 에너지 관리 장치(300)는 그 산출된 비율을 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 통신 회로(352)를 통해 문자 메시지로 사용자에게 알려줄 수 있다.
계약 전력 배율(CPR : Contract Power Ratio)
계약 전력 배율은 매장의 계약 전력 대비 전력 사용량의 차이를 나타내는 지표이다. 계약 전력 배율을 이용하여 매장의 계약 전력 설정이 적절한지 여부를 판단할 수 있고, 계약 전력 수정 및 보완의 가능성을 확인할 수 있다. 계약 전력은 전술한 바와 같이 전기 공급자와 전기 수요자 간 맺는 전력 사용에 관한 계약으로, 15분을 기준으로 한다. 따라서 계약 전력 배율을 구하기 위한 전력 사용량을 계산할 때 15분의 전력 사용량을 사용한다. 15분의 전력 사용량은 5분 단위의 전력 사용량의 이동 합으로 구한다. 구체적으로, 계약 전력 배율은 다음 [수학식 5]와 같다.
Figure 112015013052494-pat00005
여기서 Pcontract는 매장의 계약 전력이다. Pmax는 특정 기간 내에서 5분 전력 사용량의 3 구간(즉, 15분)의 이동 합 중 최대값이다. 이동 합의 의미는 앞서 설명하였으므로 여기서는 생략한다. CPR은 매장의 계약 전력 배율로서, 그 값이 0.8 미만이면 계약 전력 상태가 양호함을 의미하고, 0.8 내지 0.89의 값이면 관심을 가져야 하는 단계이며, 0.9 내지 0.99이면 경계, 1.0 이상인 경우 계약 전력의 상태가 심각하여 부가금이 과다하게 부과될 수 있다는 것을 의미한다. 즉 1.0 이상은, 실제 전력 사용량이 계약 전력 이상인 것을 의미한다.
실시간 전력 사용량 이외, 전력 요금 고지서를 이용하여 계약 전력 배율을 구할 수 있다. 이에 따른 계약 전력 배율을 pCRP(Pre CRP)이라 칭하고, 아래 [수학식 6]에 의해 구할 수 있다.
Figure 112015013052494-pat00006
P고지서는 전기 요금 고지서에 의해 구한 적정 계약 전력으로, 실제로 전기 공급사와 맺은 계약 전력이 아닌, 전기 요금 고지서를 기초로 적절하다고 추정한 계약 전력이다. 그리고 Pcontract는 실제 매장에서 전력 공급사와 맺은 계약 전력이다. P고지서(적정 계약 전력)은 다음과 같이 구할 수 있다.
Figure 112015013052494-pat00007
위 pCRP이 1에 가까우면 계약 전력이 적정 수준이고, 1보다 작으면 과도한 계약 전력의 설정일 가능성이 높으며, 1보다 크면 피크 페널티의 가능성, 즉 과도한 부가금이 부과될 가능성이 있다. 여기서 α는 월 중 하루 전력 사용량이 최대일 때를 가정하기 위해 도입된 변수로서 예를 들어 1.5이고, β는 안정율로서 다른 표현으로 계약 전력의 버퍼 역할을 위한 버퍼 계수로서 예를 들어 1.2이다.
eCPR(Extened CPR)
eCPR은 매장의 전력 사용량의 추이 분석을 통해 계약 전력의 수정 가능성을 확인할 수 있는 지표이다. 앞서 설명한 바와 같이, 계약 전력의 초과 사용에 따른 부가금은 월 단위로 산출된다. 월 중에 계약 전력 이상의 피크 전력이 발생하게 되면 전기 요금 기본료에 페널티 요금이 부과된다. 현재는 기본료의 2.5배가 페널티 요금으로 부과된다. 이때 피크 전력 발생은 15분 단위로 파악을 하게 된다. 즉 월 중에 15분 단위로 전력을 산출하여 한 번이라도 전력이 계약 전력을 초과하는 경우, 해당 월에는 페널티 요금이 부과된다. 한편, 매장의 계약 전력이 높아 계약 전력 이상의 피크 전력이 발생하지 않는 경우, 해당 매장은 기본료를 과도하게 많이 내고 있는 것이다. 따라서, 계약 전력이 높은 매장의 경우, 계약 전력을 낮추어 어느 특정 월에는 계약 전력 이상의 피크 전력이 발생하여 페널티 요금이 부과되더라도, 나머지 월에는 계약 전력 이상의 피크 전력이 발생하지 않는 경우 해당 나머지 월에서는 기본 요금의 절감이 있으므로, 1년으로 보았을 때, 기본 요금의 절감액이 페널이 요금보다 크다면, 계약 전력을 수정하는 것이 바람직하다. eCPR은 이러한 계약 전력의 수정안을 찾는데 이용하는 지표이다.
이를 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 월 간 피크 전력과 계약 전력을 나타낸 도면이다. 여기서 피크 전력은 월 중 15분 전력의 최대 값을 나타낸 것이다. 도 7에서 기존 계약 전력은 매장에서 전기 공급자와 맺고 있는 계약 전력이고 수정 계약 전력은 기존 계약 전력을 수정한 예이다.
도 7을 참조하면, 기존 계약 전력 하에서는 어느 월에서도 계약 전력 이상의 피크 전력이 나타나지 않는다. 따라서 페널티 요금이 없다. 그러나 계약 전력이 상당히 높아 매달 높은 기본료를 부담하고 있다. 따라서 도 7에 도시된 바와 같이, 수정 계약 전력으로 기존 계약 전력을 변경할 수 있다. 만약 수정 계약 전력으로 계약 전력을 변경할 경우, 2월, 4월, 5월, 9월은 계약 전력 이상의 피크 전력이 발생하여 해당 월에는 페널티 요금을 부담하게 된다. 그러나, 해당 월에서 기본료는 이미 할인되어 있고, 또한 2월, 4월, 5월, 9월 이외 나머지 월에는 계약 전력을 낮추었기 때문에 기본료의 할인이 발생한다. 이와 같이 기본료의 할인 금액이 2월, 4월, 5월, 9월의 페널티 요금보다 크다면, 기존 계약 전력보다 수정 계약 전력으로 계약 전력을 설정하는 것이 더 유리하다. 이와 같은 원리에 따라 다음과 같이 eCPR를 산출한다.
먼저 월별로 15분 전력의 최대 값을 산출한다. 1년 동안의 전력 사용 기록을 이용하여 eCPR을 산출하는 경우, 12개월의 각 월별로 15분 전력의 최대 값을 산출한다. 여기서 각 월별 15분 전력의 최대 값을 Pmax(i)(i는 1부터 12까지)라 한다. 그리고 15분 전력은 5분 단위의 이동에 따라 계산된 값이다.
다음으로, 현재의 계약 전력(Pcontract)에서 1씩 감소시키며 임시 계약 전력(Ptemp_contract)을 설정하고 그 임시 계약 전력에 따른 1년간의 월별 이득 및 손실의 합을 계산한다. 여기서 월별 이득 및 손실의 합을 Cgain(i)라 하면, 1년 동안의 이득 및 손실의 합은 다음과 같다. 아래에서 α는 페널티 부가 비율로서, 예컨대 2.5이다.
Figure 112015013052494-pat00008
그리고, Cgain(i)는 다음과 같다.
Figure 112015013052494-pat00009
즉, 임시 계약 전력이 15분 전력보다 큰 경우, 페널티는 없고 계약 전력이 낮춰짐에 따라 기본료가 낮아지므로 이득이 발생한다. 반면, 임시 계약 전력이 15분 전력보다 작은 경우, 페널티가 부과되고 페널티는 15분 전력에서 임시 계약 전력을 뺀 값에 페널티 부가 비율(현재는 2.5)을 곱한 값이다. 이 값은 손실이 된다. 여기서는 페널티가 부과될 때 기본료의 할인을 반영하지 않았으나 페널티 부과에 따른 손실과 동시에 계약 전력이 낮아지면서 발생하는 기본료 이득을 반영할 수 있다.
이와 같이 임시 계약 전력을 1씩 낮춰가면서 상기 1년 동안의 이득 및 손실의 합이 0과 같거나 크도록 하는, 최소의 임시 계약 전력을 산출할 수 있고, 그 임시 계약 전력이 최적의 계약 전력(Popt_contract)이 된다. 따라서 이 최적의 임시 계약 전력을 새로운 계약 전력으로 추천할 수 있다. 또는 현재의 계약 전력과 상기 최적의 임시 계약 전력 간의 비율을 다음과 같이 계산하여 eCPR로서 사용자에게 알려줄 수도 있다.
eCPR=Popt_contract/Pcontract
이때, Popt_contract는 상기 산출된 최적의 임시 계약 전력 그 자체일 수도 있고, 또는 최적의 임시 계약 전력에 안정율, 예를 들면 1 내지 1.2 사이의 값이 곱해진 값일 수 있다.
eCPR이 1인 경우 현재의 계약 전력이 적절한 것을 의미하고, 1보다 큰 경우 계약 전력의 수정은 불가하다는 것을 의미하며, 1보다 작은 경우 계약 전력의 수정이 가능한 상태를 의미한다.
eCPR의 산출에 있어서, 1년간의 전력 사용 기록을 이용하는 것을 설명하였으나, 여기에 제한되는 것은 아니며, 그 기간은 6 개월이 될 수도 있고, 또는 그 이상이나 그 이하가 될 수도 있다. 실시 형태에 따라 그 기간은 적절히 선택하여 적용할 수 있다.
도 8은 도 3의 에너지 관리 프로그램(313)의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 도 8을 참조하면, 에너지 관리 프로그램(313)은 계약 전력 배율 관리 모듈(801)을 더 포함한다.
계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 메모리(310)에 저장된 매장의 전력 사용량 데이터를 이용하여 월별로 15분 전력의 최대 값을 산출한다. 계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 1년 동안의 전력 사용 기록을 이용하는 경우, 12개월의 각 월별로 15분 전력의 최대 값을 산출한다. 15분 전력은 5분 단위의 이동에 따라 계산된 값이다.
계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 현재의 계약 전력(Pcontract)에서 1씩 감소시키며 임시 계약 전력(Ptemp_contract)을 설정하고 그 임시 계약 전력에 따른 1년간의 월별 요금의 이득 및 손실의 합을 계산한다. 즉, 임시 계약 전력이 15분 전력보다 큰 경우, 페널티는 없고 계약 전력이 낮춰짐에 따라 기본료가 낮아지므로 이득이 발생한다. 반면, 임시 계약 전력이 15분 전력보다 작은 경우, 페널티가 부과되고 페널티는 15분 전력에서 임시 계약 전력을 뺀 값에 페널티 부가 비율(현재는 2.5)을 곱한 값이다. 이 값은 손실이 된다. 여기서는 페널티가 부과될 때 기본료의 할인을 반영하지 않았으나 페널티 부과에 따른 손실과 동시에 계약 전력이 낮아지면서 발생하는 기본료 이득을 반영할 수 있다.
계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 임시 계약 전력을 1씩 낮추면서 상기 1년 동안의 이득 및 손실의 합이 0과 같거나 크도록 하는, 최소의 임시 계약 전력을 산출할 수 있고, 그 임시 계약 전력을 최적의 계약 전력(Popt_contract)으로 선택한다. 계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 상기 최적의 임시 계약 전력을 새로운 계약 전력으로 사용자에게 추천할 수 있다. 계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
또한, 계약 전력 배율 관리 모듈(801)은 현재의 계약 전력과 상기 최적의 임시 계약 전력 간의 비율을 계산하여 디스플레이 장치(141)에 표시하거나, 문자 메시지 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 9는 도 3의 에너지 관리 프로그램(313)의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 도 9를 참조하면, 에너지 관리 프로그램(313)은 냉난방 제어 모듈(901)을 더 포함한다. 에너지 관리 장치(300)는 매장 내 하콘 등에 연결되어 매장의 실내 온도 정보를 수집하거나, 또는 자체 센서를 통해 매장의 실내 온도를 센싱할 수 있다.
냉난방 제어 모듈(901)은 최초 구동시 매장의 실내 온도 정보를 이용하여 현재 냉방 모드인지 또는 난방 모드인지를 판단한다. 냉난방 제어 모듈(901)은 일정한 시간 동안(예를 들어 5분) 수집한 실내 온도 정보를 이용하여 이전 실내 온도 대비 현재 실내 온도가 높으면 난방 모드로 판단하고, 이전 실내 온도 대비 현재 실내 온도가 낮으면 냉방 모드로 판단한다.
난방 모드에서 온도 제어
냉난방 제어 모듈(901)은 현재 모드가 난방 모드인 경우, 실내 온도가 가이드 온도보다 일정한 값(T1) 이상 높은 경우 통신 회로(352)를 통해 난방 기기로 최저 온도(예컨대 18도)로 셋팅하기 위한 제어 명령을 전송한다.
냉난방 제어 모듈(901)은 상기 제어 명령을 송신했음에도 불구하고, 실내 온도가 가이드 온도보다 일정한 값(T2, 여기서 T2는 상기 T1보다 크다) 이상 높은 경우 통신 회로(352)를 통해 난방 기기로 오프 제어 명령을 전송한다.
냉난방 제어 모듈(901)은 냉난방 기기의 오프에 따라 실내 온도가 일정한 온도 이하(여기서의 온도는 가이드 온도보다 낮은 값임)가 되면 난방 기기로 온 제어 명령 및 최저 온도(예컨대 18도)로 셋팅하기 위한 제어 명령을 전송한다.
냉방 모드에서 온도 제어
일반적으로 냉방기가 온 상태에서 일정 온도까지는 온도가 빠르게 떨어진다. 그리고 일정 온도에서 목적한 특정 온도로 떨어지는 데는 오랜 시간이 걸린다. 즉 냉방기가 온 상태이지만 실내 온도는 떨어지지 않은(또는 천천히 떨어지는) 구간이 발생하고 이러한 구간은 전력 낭비 구간이다. 따라서 본 실시예에서는 이러한 낭비 구간에 진입하면 자동으로 냉방기를 송풍 모드로 변경하거나 오프시킨다.
냉난방 제어 모듈(901)은 냉방 모드에서 실내 온도가 일정 온도를 일정한 시간 동안 유지하거나, 또는 실내 온도가 떨어지는 비율이 낮아지는 시점, 또는 특정 온도에 도달하였을 때, 통신 회로(352)를 통해 냉방기로 송풍 모드로 변경하는 제어 명령 또는 오프 제어 명령을 전송한다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
300 : 에너지 관리 장치 310 : 메모리
320 : 칩 321 : 메모리 제어기
322 : CPU 323 : 주변 인터페이스
330 : I/O 서브 시스템 341 : 디스플레이 장치
342 : 입력 장치 352 : 통신 회로
301 : 수신 모듈 303 : 계약 전력 산출 모듈
305 : 계약 전력 추천 모듈

Claims (20)

  1. 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치에 있어서,
    상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및
    냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하고, 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 계약 전력 산출 모듈;을 포함하되,
    상기 계약 전력 산출 모듈은, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합한 후 버퍼 계수를 곱하여 추천 계약 전력을 산출하고,
    상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간이며,
    상기 계약 전력 산출 모듈은, 상기 기준 시간(A)보다 작은 시간(B)의 전력 사용량의 N 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량으로 결정하되,
    상기 N 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(B) 단위로 이동하며 N 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 N은 A/B인, 에너지 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치에 있어서,
    상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및
    냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하고, 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 계약 전력 산출 모듈;을 포함하되,
    상기 계약 전력 산출 모듈은, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합한 후 버퍼 계수를 곱하여 추천 계약 전력을 산출하고,
    상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간보다 작은 시간인 에너지 관리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치에 있어서,
    상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및
    일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여, 현재 계약 전력을 일정한 값만큼 감소시키며 감소 전 계약 전력에 따른 전기 요금에 대비한 전기 요금의 이득과 손실의 합을 산출하되, 그 전기 요금의 이득과 손실의 합이 0 이상이 되는 최소의 계약 전력을 적정 계약 전력으로 선택하는 계약 전력 배율 관리 모듈;을 포함하고,
    상기 계약 전력 배율 관리 모듈은,
    상기 일정한 기간의 월별로 전기 요금의 이득 및 손실을 산출하되,
    상기 전기 요금으로서, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 작은 경우에는 감소 전 계약 전력과 감소 후 계약 전력의 차를 이용하고, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 큰 경우에는 상기 기준 시간의 전력 사용량과 상기 감소 후 계약 전력의 차에 페널티 부가 비율을 곱한 값을 이용하며,
    상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간이고,
    상기 계약 전력 배율 관리 모듈은,
    상기 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간의 전력 사용량으로 이용하되,
    상기 M 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(T2) 단위로 이동하며 M 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 M은 T1/T2인 에너지 관리 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 매장의 에너지를 관리하는 에너지 관리 장치에 있어서,
    상기 매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 수신 모듈; 및
    일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 산출하고, 그 최대값과 현재 계약 전력의 비율을 계약 전력 배율로서 출력하는 계약 전력 배율 관리 모듈;을 포함하고,
    상기 M 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(T2) 단위로 이동하며 M 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 M은 T1/T2인 에너지 관리 장치.
  15. 삭제
  16. 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법에 있어서,
    매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계;
    냉난방 전력 사용량을 제외한 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 산출하는 단계; 및
    상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량을 토대로 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량을 산출하며 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합하여 추천 계약 전력을 산출하는 단계;를 포함하고,
    상기 추천 계약 전력을 산출하는 단계는, 상기 전력량 단위 시간 동안의 전력 사용량에 냉난방기의 정격 소비 전력을 합한 후 버퍼 계수를 곱하여 추천 계약 전력을 산출하며,
    상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간이고,
    상기 최대 전력 사용량을 산출하는 단계는, 상기 기준 시간(A)보다 작은 시간(B)의 전력 사용량의 N 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간 동안의 최대 전력 사용량으로 결정하되,
    상기 N 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(B) 단위로 이동하며 N 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 N은 A/B인, 에너지 관리 방법.
  17. 삭제
  18. 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법에 있어서,
    매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계; 및
    일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여, 현재 계약 전력을 일정한 값만큼 감소시키며 감소 전 계약 전력에 따른 전기 요금에 대비한 전기 요금의 이득과 손실의 합을 산출하되, 그 전기 요금의 이득과 손실의 합이 0 이상이 되는 최소의 계약 전력을 적정 계약 전력으로 선택하는 단계;를 포함하고,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 일정한 기간의 월별로 전기 요금의 이득 및 손실을 산출하되,
    상기 전기 요금으로서, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 작은 경우에는 감소 전 계약 전력과 감소 후 계약 전력의 차를 이용하고, 기준 시간의 전력 사용량이 상기 일정한 값만큼 감소시킨 계약 전력보다 큰 경우에는 상기 기준 시간의 전력 사용량과 상기 감소 후 계약 전력의 차에 페널티 부가 비율을 곱한 값을 이용하며,
    상기 기준 시간은, 전기 공급자가 계약 전력 위반을 판단하는 시간이고,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 상기 기준 시간의 전력 사용량으로 이용하되,
    상기 M 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(T2) 단위로 이동하며 M 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 M은 T1/T2인, 에너지 관리 방법.
  19. 에너지 관리 장치의 에너지 관리 방법에 있어서,
    매장의 전력량계로부터 전송된 전력 사용량 데이터를 수신하는 단계;
    일정한 기간의 상기 전력 사용량 데이터를 이용하여 기준 시간(T1)보다 작은 시간(T2)의 전력 사용량의 M 구간 이동 합 중 최대값을 산출하는 단계; 및
    상기 최대값과 현재 계약 전력의 비율을 계약 전력 배율로서 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 M 구간 이동 합은, 상기 작은 시간(T2) 단위로 이동하며 M 구간의 전력 사용량을 합한 값이고, 상기 M은 T1/T2인 에너지 관리 방법.
  20. 삭제
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