KR101674954B1 - 통신컴포넌트의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기제품의 제어방법으로서, 상세하게는 전력요금을 절감할 수 있는 전기제품과 같이 전력통신 네트워크를 구성하는 통신컴포넌트의 제어방법이다.

Description

통신컴포넌트의 제어방법{A control method of a communication component}

본 발명은 전기제품의 제어방법으로서, 상세하게는 전력요금을 절감할 수 있는 전기제품과 같이 전력통신 네트워크를 구성하는 통신컴포넌트의 제어방법이다.

가정에서 사용되는 가전제품 또는 사무실에서 사용되는 사무기기등과 같은 전기제품이 작동하기 위한 전력은 일반적으로 한국전력공사에서 운영하는 전력발전소와, 송전선로, 그리고, 배선선로의 순서를 통하여 공급되는 것이 특징이다.

이는 분산전원이 아닌 중앙전원의 성격을 가지고 있으며, 중앙에서 주변부로 퍼져나가는 방사형구조이고, 수요자 중심이 아닌 단방향의 공급자 중심이라는 특징을 가지고 있다.

또한, 그 기술기반은 아날로그 또는 전자기계적이고, 사고시 수동적으로 복구되어야하고, 설비 또한 수동적으로 복구되어야 한다는 문제점이 있었다.

전기에 대한 가격의 정보도 실시간으로 알 수 있는 것이 아니라, 전력거래소를 통하여 제한적으로만 알 수 있었고, 가격제도 또한 사실상의 고정가격제이기 때문에 가격변화를 통한 수요자에 대한 인센티브와 같은 유인책을 사용할 수 없다는 문제점도 있었다.

이러한 문제점을 해결하고, 에너지의 효율성을 제고하기 위하여 최근에는 스마트 그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.

스마트 그리드라 함은 현대화된 전력기술과 정보통신 기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미한다.

상술한 바와 같이, 현재의 전력망은 중앙에 집중되고 생산자가 통제하는 수직적, 중앙 집중적인 네트워크인 반면에, 스마트 그리드는 공급자에게 덜 집중되어 있고, 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능케 해주는 수평적, 협력적, 분산적 네트워크이다.

스마트 그리드에서는 모든 전기기기, 전력저장장치 및 분산된 전원이 네트워크로 연결되어 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능하게 하므로, 스마트 그리드를 "에너지 인터넷"으로 부르기도 한다.

한편, 이러한 스마트 그리드가 가정이나 빌딩과 같은 전력수요자 입장에서 구현되기 위해서는 개별적인 가전기기 및 복수개의 가전기기가 연결되는 네트워크가 일방적으로 전력을 받기만 하는 것에서 벗어나서 전력공급원과 전력정보에 관하여 양방향 통신을 해야 한다는 필요성과, 이러한 양방향 통신을 위한 새로운 장치들에 대한 필요성이 제기 되었다.

본 발명은 이러한 스마트 그리드 하에서, 시간의 변화에 따른 전력요금의 변화 및 전기제품과 같은 통신 컴포넌트에 대한 사용자의 희망 운전시간대를 고려하여, 전력요금을 절감할 수 있는 통신컴포넌트의 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전력통신 네트워크를 구성하는 소정의 통신 컴포넌트의 제어방법에 있어서, (A) 사용자가 입력한 전기 제품의 희망 운전 시작 시간 또는 희망 운전 종료 시간 중 적어도 어느 하나를 포함하는 희망 운전 시간대와, 상기 통신 컴포넌트의 예상되는 운전소요시간을 포함하는 운전 상태 정보를 인식하는 단계와; (B) 전력 공급 또는 전력 요금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전력정보를 인식하는 단계와; (C) 상기 전력정보와 상기 운전 상태 정보를 고려하여, 상기 희망 운전 시간대 안에서 상기 예상 운전소요시간 동안에 발생되는 적어도 하나 이상의 예상 전력요금정보를 포함한 예상 전력정보를 산출하는 단계와; (D) 산출된 예상 전력 정보를 인식하여 이를 제공하거나, 또는 산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 상기 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법을 제공한다.

상기 통신컴포넌트는 전기제품으로 구성되되,

상기 (D) 단계에서 상기 산출된 예상 전력정보를 인식하여 제공하는 단계는, 상기 예상 전력 정보 및 그에 대응되는 운전 상태 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 통신 컴포넌트는 전기제품으로 구성되되, 상기 (D) 단계에서,

산출된 예상 전력정보 중 소정의 기준을 만족하는 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계는,

산출된 예상 전력정보가 소정 기준을 만족하지 못한 것으로 판단되는 경우 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (D) 단계에서, 산출된 예상 전력정보 중 소정의 기준을 만족하는 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계는, 예상 소비 전력요금이 소정 기준 이하가 될 수 있는 운전 상태 정보에 따라 전기제품이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 (D) 단계에서, 산출된 예상 전력정보 중 소정의 기준을 만족하는 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 전기제품이 동작하도록 제어하는 단계는, 사용자가 전제품의 작동 시간대의 변경을 원하는지 여부를 판단하여, 사용자가 시간대 변경을 원한다고 판단되는 경우, 상기 전기제품의 원 설정된 운전상태정보를 유지하면서, 상기 전기제품의 예상 소비전력요금이 소정기준 이하가 될 수 있도록 상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어되는 단계는,

(D-1) 산출된 추정 전력 요금 정보가 기준치 이하가 되는 시간대를 안내하는 단계와;

(D-2) 사용자가 안내된 시간대를 선택하였는지 판단하여, 선택한 경우 상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (D) 단계에서, 산출된 예상 전력정보 중 소정의 기준을 만족하는 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 전기제품이 동작하도록 제어하는 단계는, 사용자가 전제품의 작동 시간대의 변경을 원하는지 여부를 판단하여, 사용자가 시간대 변경을 원하지 않는 경우, 상기 전기제품의 예상 소비전력요금이 소정기준 이하가 될 수 있도록 상기 전기제품의 소비전력이 감소되게 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한,본 발명은 전력통신 네트워크를 구성하는 소정의 통신 컴포넌트의 제어방법에 있어서,

(A) 사용자가 입력한 전기 제품의 희망 운전 시작 시간 또는 희망 운전 종료 시간 중 적어도 어느 하나를 포함하는 희망 운전 시간대와, 상기 통신 컴포넌트의 예상되는 운전소요시간을 포함하는 운전 상태 정보를 인식하는 단계와;

(B) 전력 공급 또는 전력 요금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전력정보를 인식하는 단계와;

(C) 상기 전력정보와 상기 운전 상태 정보를 고려하여, 상기 희망 운전 시간대 안에서 상기 예상 운전소요시간 동안에 발생되는 적어도 하나 이상의 예상 전력요금정보를 포함한 예상 전력정보를 산출하는 단계와;

(D) 산출된 예상 전력정보를 소정의 기준치와 비교하는 단계와;

(E) 상기 산출된 예상 전력 정보 중 상기 소정의 기준치 만족하는 예상 전력 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 희망 운전 시간대의 변경을 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 통신 컴포넌트는 전기제품으로 구성되되, 상기 (E) 단계는 상기 소정의 기준을 만족시키는 예상 전력 정보가 산출될 수 있는 운전시간대를 탐색하고, 탐색결과 그러한 운전시간대가 도출되는 경우, 해당 운전시간대를 사용자에게 추천하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전기제품의 운전상태정보는 운전모드를 포함하며,

(F) 상기 운전모드가 시계열적으로 연결되는 복수의 단위 행정으로 구성되고, 상기 운전모드의 수행 시간구간 중 적어도 일부가 전력요금이 소정기준 이상이 되는 온피크 시간구간에 속하는지 판단하고,

(G) 그러한 경우, 상기 온피크 시간구간에 속한 단위 행정을 온피크 시간으로 이동시켜, 상기 온피크 시간구간에 속한 단위행정의 비중을 감소시키도록 전기제품의 운전모드의 수행 시간대를 변경하는 것을 특징으로 한다.

상기 (G) 단계는 복수 개의 단위 행정 중 최후 단위 행정 또는 상기 최후 단위 행정을 포함한 일부 단위 행정만 온피크 시간구간에서 수행되도록 하고, 나머지 단위행정들은 전력요금이 소정 기준 미만이 되는 오프 피크 시간 구간에서 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 통신 컴포넌트는 전기제품으로 구성되되, 상기 (D) 단계 비교 결과,

상기 산출된 예상 전력 정보 중 상기 소정의 기준치 만족하는 예상 전력 정보가 존재하는 경우에는 산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 상기 전기제품이 동작하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하여 전력통신 네트워크를 구성하는 통신컴포넌트 중의 하나인 각 전기제품에서의 효율적인 전력관리가 가능해져서 전력요금을 절약할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 사용자가 희망하는 시간대에서 전기제품이 특정한 운전모드와 같은 운전정보에 근거하여 운전되기를 원하는 경우, 시간에 따른 전력요금의 변화 등을 고려하여 운전시간대를 유지하거나, 또는 옮길 수 있거나, 또는 희망시간대에서의 운전에 소비되는 전력을 조절할 수 있다.

따라서, 사용자의 취향이나 선택에 따라서 다양한 전력절감 옵션을 제공하면서, 전기제품이 제공하는 본연의 기능을 훼손시키지 않기 때문에 사용자의 편의성 및 경제적인 이점을 구현할 수 있다.

도1은 본 발명이 구현되는 스마트 그리드의 전체적인 개요도이다.
도2는 본 발명에서 전력공급원과 가정 간에 마련되는 전력관리네트워크의 개략도이다.
도3은 본 발명에서 에너지 관리장치의 정면도이다.
도4은 본 발명에서 전력공급원과 가정 간에 마련되는 전력관리네트워크의 제어블록도이다.
도5내지 도8 본 발명의 제어흐름도이다
도9(a)는 본 발명에서 전기제품에 대한 희망운전모드 및 희망 운전시간대가 최초로 입력된 상태를 도시한 그래프이다.
도9(b)는 본 발명에서 전기제품에 대한 운전시간대를 변경한 것을 도시한 그래프이다.
도9(c)는 본 발명에서 전기제품에 대한 소비전력을 저하시킨 것을 도시한 그래프이다.
도10(a)는 복수개의 단위행정을 가진 전기제품의 희망운전시간대가 최초로 입력된 상태를 도시한 그래프이다.
도10(b)는 도10(a)에서 복수개의 단위행정 중 일부가 옮겨진 상태를 도시한 그래프이다.
도11은 온피크 시간구간과 오프피크 시간구간을 나타내는 그래프이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1은 스마트 그리드의 개략도에 관한 것으로서, 스마트 그리드는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소를 포함한다.

그리고, 상기 화력발전 또는 원자력발전소 또는 수력발전소는 송전선을 통하여 전력소로 전력을 보내고, 전력소에서는 변전소로 전기를 보내어 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.

그리고, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전력저장장치를 거쳐서 삼무실이나 각 가정으로 분배된다.

가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 자체적으로 생산하여 전기를 자체공급할 수 있고, 남는 전기는 외부에 되팔수도 있다.

그리고, 사무실이나 가정에는 스마트 계측장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 이를 통하여 사용자는 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다.

한편, 상기 발전소, 전력소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처에서 일방적으로 전기를 받도록 하는 것만을 떠나서, 수요처의 상황을 저장장치, 전력소, 발전소로 통지함으로써 수요처의 상황에 맞게 전기 생산 및 전기분배를 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 스마트 그리드에서는 수요처의 실시간 전력통신 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)가 중추적인 역할을 담당한다.

여기서 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.

여기서, 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 전기기구가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 전기기구가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다.

따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율성 개념을 가능케 한다.

즉, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS)와 스마트 미터를 통하여 중계되며, 에너지관리장치(EMS)와 스마트 미터는 각 전기제품와 통신을 하며 이를 제어하므로 사용자는 에너지관리장치(EMS) 또는 상기 스마트 미터를 보고 각 전기제품의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력정보처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.

한편, 상기 각 전기제품에도 각 전기제품의 운전모드에 대한 상태정보를 취합하고, 상기 에너지관리장치(EMS) 또는 상기 스마트 미터로부터 전달받은 전력정보나 온도 또는 습도와 같은 환경정보를 수신하여 이를 전기제품의 운전제어에 반영하는 스마트 제어 디바이스가 마련된다.

이러한 스마트 제어 디바이스와, 상기 에너지관리장치(EMS), 그리고, 상기 스마트 미터간의 통신에 의하여 각 전기제품에 대한 제어가 수행될 수 있다.

여기서 에너지관리장치(EMS)는 사무실이나 가정에서 사용되는 로컬 에너지관리장치(Local EMS)와, 상기 로컬 에너지관리장치(Local EMS)와 양방향 통신을 하여 로컬 에너지관리장치(EMS)에서 취합된 정보를 처리하는 중앙 에너지관리장치(Central EMS)로 구성되는 것이 바람직하다.

스마트 그리드에서 공급자와 수요자간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하게 되기 때문에, "실시간 전력망 반응"을 현실화 시킬 수 있고, 이에 따라서, 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다.

도2는 스마트 그리드의 주요 수요처인 가정에서의 전력통신네트워크(10)를 도시한 것이다.

상기 전력통신네트워크(10)는 각 가정에 공급되는 전력 및 전력요금과 같은 전력정보를 외부에서 받을 수 있고, 가정 내에서의 사용전력 및 전력요금을 실시간으로 측정할 수 있는 스마트 미터(20)와, 상기 스마트 미터(20)와 연결되며 하나 이상의 전기제품과 통신하고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리장치(EMS)(30)을 구비한다.

이와 같이 상기 전력통신 네트워크(10)를 구성하는 스마트 미터(20), 에너지관리장치(EMS)(30), 그리고 전기제품을 포괄하여 통신 컴포넌트라고 할 수 있다.

즉, 상기 전력통신 네트워크(10) 내에서 특정 요소가 다른 요소들과 통신하여 정보를 주고 받을 수 있고, 그 정보에 따라서 특정 요소가 다른 요소를 제어할 수 있거나 제어 받을 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전력 소모상태 및 외부의 환경(온도, 습도)를 표시하는 화면(31)을 구비하고, 사용자의 조작이 가능한 입력부(32) 등을 구비한 단말기 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 냉장고(101), 세탁기 및 건조기(102), 에어컨(103), TV(105) 또는 조리기기(104)와 같은 전기제품(100)과 연결되어, 이들과 양방향 통신을 하게 된다.

집안 내부에서의 통신은 무선 또는 PLC와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있다.

그리고, 각 전기제품들도 다른 전기제품들과 연결되어 통신이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다.

상기 가정에 전력을 공급하는 전력공급원(50)은 일반적인 발전장비(화력, 원자력, 수력)을 구비하거나 신재생에너지(태양광, 풍력, 지열)등을 이용한 발전장비등을 구비한 계통전원(51)이 될 수 있으며, 대표적으로는 한국전력과 같은 전력회사가 그 예가 될 것이다.

이외에도, 각 가정에 마련되는 태양광 발전시설과 같은 자가발전시설(52)이나, 또한 가정이나 차량에 비치되는 연료전지(53)도 다른 전력공급원이 될 수 있다.

통상적으로 상기 전력공급원(50)은 상기 스마트 미터(20)와 상기 에너지관리장치(30)와 연결되어 전력정보를 이들에게 제공하고, 이렇게 제공된 정보들은 다시 각 전기제품의 제어를 위한 기본정보로 쓰이게 된다.

다만, 상기 전력공급원(50)으로부터 제공되는 정보가 상기 스마트 미터(20)와 사기 에너지관리장치(30)를 거치지 않고 상기 각 전기제품(100)에 마련되는 각 통신장치(미도시)에도 직접적으로 전달될 수 있으며, 이를 통하여 전력회사 (51)와 같은 곳에서 직접적으로 각 가정의 특정 전기제품의 운전제어를 위한 정보도 제공할 수 있게 된다.

도3은 에너지관리장치(EMS)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 상기 에너지관리장치(EMS)는 터치패널(33)을 구비한 단말기 형태를 띠고 있다.

상기 터치패널(33)에는 현재 전기사용량, 및 전기요금, 그리고 누적된 히스토리에 의하여 예상되는 예상요금 및 이산화 탄소 발생량과 같은 정보와, 현재 시간 구간의 전기요금 및, 다음 시간구간의 전기요금 그리고, 전기요금이 변하는 시간대를 포함하는 실시간 에너지 정보 및 날씨정보가 디스플레이되는 화면(31)이 표시된다.

그리고, 터치패널의 화면(31)은 각 가전기기의 시간대별 전력소모량 및 그 변화를 나타내는 그래프를 포함하고 있다.

그리고, 제품별 전력공급 여부에 관한 사항도 ON/OFF 상태로 디스플레이 된다.

이러한 화면(31)의 일측에는 사용자가 필요에 따라 전기제품의 동작 등을 설정할 수 있는 입력부(32)가 마련된다.

이러한 입력부(32)를 이용하여 사용자는 자기가 사용하고자하는 전력량 또는 전기요금의 한계를 설정할 수 있고, 이러한 설정에 따라 에너지관리장치(EMS)(30)는 각 전기제품의 동작을 제어할 수 있게 되는 것이다.

도4는 스마트 그리드 하에서의 전력공급원(50)과, 가정 내의 전기제품에 대한 전력공급을 담당하는 전력통신네트워크의 제어블록도를 도시한 것이다.

상술한 바와 같이 전력공급원(50)은 계통전원(51)나 자가발전시설(52), 또는 연료전지(53)가 될 수 있다.

이러한 전력공급원(50)은 상기 스마트미터(20)와 연결되거나, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)와 연결될 수 있다.

여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)의 구성을 보면, 제어부(35) 및 입력부(38), 통신부(34), 표시부(39)를 포함하고 있다.

상기 통신부(34)는 가정내의 전기제품(100), 즉, 냉장고(101), 세탁기 또는 건조기(102), 그리고, 공기조화기(103), 조리기기(104) 등과 통신을 하며, 이들의 전력정보 및 구동정보를 송수신하는 역할을 한다.

상기 제어부(35)는 상기 입력부(38)에 의하여 사용자가 입력한 설정정보 및 기존에 누적된 전기제품의 동작 및 전력사용 히스토리 정보, 그리고 외부에서 공급되는 전력량을 실시간으로 파악하고 이들 정보를 실시간으로 처리하여 전기제품들의 동작을 제어하고, 이들 전기제품에 공급되는 전력을 제어한다.

이하에서는 시간에 따라 전력요금이 변화되는 것에 대응하여, 전력요금을 줄이기 위해 상기 에너지관리장치(30) 또는 스마트 미터(20) 또는 전기제품 자체적으로 전기제품의 동작을 제어하는 상황을 알아보기로 하겠다.

그리고, 상기 전기제품의 제어동작을 지휘하는 상기 에너지관리장치(30) 또는 스마트 미터(20), 또는 전기제품과 같은 통신 컴포넌트 내부에 자체적으로 내장된 제어부를 통틀어 제어장치라고 하겠다.

도5에서 도시한 바와 같이, 우선 상기 제어장치는 상기 전기제품의 운전정보 상태를 인식한다(S501)

여기서, 상기 운전정보상태는 사용자가 입력한 전기 제품의 희망 운전 시작 시간 또는 희망 운전 종료 시간 중 적어도 어느 하나를 포함하는 희망 운전 시간대와, 그에 따른 상기 전기제품 운전시 예상되는 운전소요시간을 포함한다.

그리고, 전력정보를 인식하는데(S502), 상기 전력정보는 시간에 따라 변화하는 전력요금 및 공급전력을 포함하는 개념이다.

그리고, 희망운전 시간대에서의 전기제품의 예상 전력정보를 산출하는 과정을 거친다(S503). 여기서 예상 전력정보는, 상기 희망 운전시간대에서 상기 전기제품이 운전하는 경우에, 소비될 것으로 예상되는 전력량과, 시간에 따라 변화되는 전력요금을 감안한 총 예상 전력소비요금을 포함한다.

즉, 도9(a)에서 나타난 바와 같이, 사용자가 입력한 희망시작시간과, 희망종료시간 또는 사용자가 희망하는 운전모드에 소요되는 시간 등이 인식되면, 그러한 운전모드를 수행하는데 필요한 시간이 온피크 시간구간에 속하는지, 또는 오프 피크 시간구간에 속하는지 판단하고, 그에 따라서 전기제품의 예상 소비전력 및 예상 전력요금을 산출한다.

여기서 온피크 시간구간이란 도11에서 도시한 바와 같이, 전력요금이 소정 기준 이상이 되는 시간구간이며, 오프 피크시간 구간이란 전력요금이 소정 기준 이하가 되는 시간구간을 의미한다.

그리하여, 도5로 돌아오면, 산출된 예상 전력정보가 소정 기준치 이상인지 판단한다(S504).

즉, 산출된 총 전력소비요금이 소정 기준 전력소비요금을 넘는지 여부를 판단하는 것이다. 또는 산출된 총 소비전력량이 소정 기준 전력량을 넘는지 여부를 판단하는 것도 해당된다.

판단결과, 산출된 예상 전력정보가 기준치 이하라고 판단되면, 예상 전력정보 및 운전상태 정보(운전모드, 운전시간) 등을 전기제품이나 에너지 관리장치(EMS)의 표시부에 표시한다(S505).

그리고, 희망시간대에서 상기 운전상태 정보에 따라서 전기제품을 동작시킨다(S506).

한편, S504 단계에서, 산출된 예상 전력정보(예상 소비전력 또는 예상 소비전력요금)가 기준치 이상이라고 판단되는 경우에는, 사용자가 운전모드를 수행하는 시간대를 변경하는 것을 원하는지 판단한다(S507).

판단결과, 사용자가 운전모드 수행을 위한 시간대의 변경을 원하는 경우, 상기 전기제품의 운전모드가 시계열적으로 연결된 복수의 단위 행정으로 구성되는지 판단한다(S508).

이는 전기제품의 특성에 따라 달라지는데, 세탁기의 경우, 세탁-헹굼-탈수의 각각의 단위 행정이 시계열적으로 연결된 전기제품이고, 조리기기나 공기조화기는 히터의 동작이나 냉풍 또는 온풍 발생과 같은 단일한 행정을 수행하므로 위와 같은 분류가 필요하다.

그리고 냉장고의 경우, 냉기 발생작용과 제상작용이 번갈아 가며 수행되므로 운전모드가 시계열적으로 연결된 복수의 단위 행정을 포함한다고 볼 수 있다.

따라서, S508단계와 같은 판단 결과, 아니라고 판단되면(단일 단위 행정을 갖는다고 판단되면), 도6에서 도시한 바와 같이, 산출된 예상 전력정보(전력요금 또는 전력량)가 소정 기준치 이하가 되는 시간대를 추천하고 안내한다(S601).

이를 그래프로 보면, 사용자가 도9(a)와 같이 희망시간대 및 희망 운전모드를 선택하였는데, 상기 S601의 단계를 거치면, 도9(b)와 같이 소정 기준치를 만족하는 시간대를 추천하여 안내한다.

이때 추천 시작시간과, 추천종료시간이 추천되고 안내되며, 운전모드는 사용자가 희망하는 운전모드를 유지하기 때문에 전기제품의 소비전력은 그대로 유지된다.

다만, 시간대가 전력요금이 비싼 시간대의 비중보다는 상대적으로 저렴한 시간대의 비중이 크기 때문에, 소비전력이 동일하게 유지되어 희망 운전모드와 동일한 성능을 구현한다고 하더라도 전력요금은 최초 희망 운전 시간대에서 구동되는 경우보다는 현저하게 감소할 수 있다.

도6으로 돌아와서, 이와 같이 시간대를 추천하는 경우, 사용자가 안내되어 추천된 시간대에서의 운전을 선택하였는지 판단한다(S602).

만약에 사용자가 추천된 시간대에서의 운전을 선택하지 않은 경우에는 다른 시간대를 안내한다(S603).

그러나, 사용자가 추천된 시간대에서의 운전을 수행하기로 선택한 경우에는 운전상태 정보(운전모드)에 따라 전기제품이 동작된다(S604).

한편, 도5의 S508 단계에서, 전기제품의 운전모드가 시계열적으로 연결된 복수의 단위 행정으로 구성되었다고 판단된 경우에는, 도7에서 도시한 바와 같이, 운전모드의 수행시간 전부 또는 일부가 온피크 시간구간에 속하는지 여부를 판단한다(S701).

판단결과, 상기 운전모드의 수행시간 전부 또는 일부가 온피크 시간구간에 속하는 경우, 복수의 단위 행정 중 최후 단위 행정이 온피크 시간구간에서 반드시 수행되어야 하는지 여부를 판단한다(S702).

그리고, 그러하다면, 산출된 예상 전력정보(전력요금)이 기준치 이하가 될 수 있도록, 복수의 단위행정 중 최후 단위 행정 또는 상기 최후 단위행정을 포함하는 일부 단위행정만 온피크 시간구간에서 수행되도록 운전상태 정보를 변경한다(S703).

상기 S701~S703단계를 그래프로 알아보면, 도10에서 도시한 바와 같다.

도10(a)에서는 사용자가 세탁기가 현재 시점으로 부터 3시간 후에 세탁행정을 시작하도록 예약을 하였다. 그러면,

약 3시간 후에, 세탁행정을 시작하여, 제1헹굼-간이탈수-제2헹굼-간이탈수-헹굼-본탈수라는 각각의 단위 행정을 시계열적으로 연속 수행한다.

그런데, 이 경우, 복수의 단위 행정 중 상당 부분이 온피크 시간구간에 배치되어 있고, 이 상태에서 예상 전력요금이 소정 기준치를 넘어선다면 이를 조정할 필요가 있게 된다.

다만, 사용자는 세탁행정 시작 이후 소정 시점(본 도면에서는 16시 40분)에서 모든 세탁기의 행정이 종료되길 원하므로, 세탁물의 신선한 세탁상태 유지를 위해서는 최후 단위 행정인 본탈수를 포함한 일부 단위 행정은 온피크 시간구간에 속했음에도 불구하고 희망 종료시점에 끝나야 한다.

따라서, 도10(b)에서 도시한 바와 같이, 헹굼 3행정과, 본탈수 행정을 제외하고 기존에 온피크 시간구간에 있던 단위 행정들을 온피크 시간구간으로 이동된다.

그리고, 그에 따라서 세탁 행정 시작은 종래보다 앞당겨져 시작되는데, 이에 따라서 원래 희망하던 시간에 모든 단위 행정이 종료되기 때문에, 사용자에게 만족감을 줄 수 있고, 또한 전력요금도 절감할 수 있다.

한편 S701단계로 돌아와서, 이 단계에서 운전모드 수행시간 전부 또는 일부가 온피크 시간구간에 속하지 않는 것으로 판단되는 경우엔, 단일 행정을 가진 전기제품에 대한 제어동작의 흐름을 따른다.

즉, S701단계로부터 도6에서 나타난 단계로 이동한다.

즉, 도6에서 도시한 바와 같이, 산출된 예상 전력정보(전력요금 또는 전력량)가 소정 기준치 이하가 되는 시간대를 추천하고 안내한다(S601).

이를 그래프로 보면, 사용자가 도9(a)와 같이 희망시간대 및 희망 운전모드를 선택하였는데, 상기 S601의 단계를 거치면, 도9(b)와 같이 소정 기준치를 만족하는 시간대를 추천하여 안내한다.

이때 추천 시작시간과, 추천종료시간이 추천되고 안내되며, 운전모드는 사용자가 희망하는 운전모드를 유지하기 때문에 전기제품의 소비전력은 그대로 유지된다.

다만, 시간대가 전력요금이 비싼 시간대의 비중보다는 상대적으로 저렴한 시간대의 비중이 크기 때문에, 소비전력이 동일하게 유지되어 희망 운전모드와 동일한 성능을 구현한다고 하더라도 전력요금은 최초 희망 운전 시간대에서 구동되는 경우보다는 현저하게 감소할 수 있다.

도6으로 돌아와서, 이와 같이 시간대를 추천하는 경우, 사용자가 안내되어 추천된 시간대에서의 운전을 선택하였는지 판단한다(S602).

만약에 사용자가 추천된 시간대에서의 운전을 선택하지 않은 경우에는 다른 시간대를 안내한다(S603).

그러나, 사용자가 추천된 시간대에서의 운전을 수행하기로 선택한 경우에는 운전상태 정보(운전모드)에 따라 전기제품이 동작된다(S604).

마지막으로, 도5의 S507 단계에서 사용자가 시간대 변경을 원하지 않는 경우에는, 도8에서 도시한 바와 같이, 전기제품에 대한 소비전력을 절감하는 운전을 추천한다(S801).

즉, 시간당 전력요금이 비싼 구간에서 소정 기준 이하의 전력요금을 만족하기 위해서는 그만큼 소비전력량을 줄일 수 밖에 없다. 이는 도9(c)에서 보다 보기편하게 도시되었다.

즉, 도9(a)에서 처럼 사용자가 원하는 희망 운전 시간대를 변경하지 않고, 고수하는 경우에는 전기제품이 희망 운전 시간대에 동작하도록 하되, 다만, 전기제품의 소비전력이 감소되도록 안내하는 것이 바람직하다.

그리하여, 사용자가 추천한 소비전력 절감운전을 선택한 경우에는 선택된 대로 전기제품의 운전을 수행한다(S802, S803)

10: 전력관리네트워크 20: 스마트 미터
30: 에너지관리장치 51: 계통전원
51: 자가발전시설 52: 연료전지
100: 전기제품

Claims (12)

1. 전력통신 네트워크를 구성하는 소정의 통신 컴포넌트의 제어방법에 있어서,
   (A) 사용자가 입력한 전기 제품의 희망 운전 시작 시간 또는 희망 운전 종료 시간 중 적어도 어느 하나를 포함하는 희망 운전 시간대와, 상기 통신 컴포넌트의 예상되는 운전소요시간을 포함하는 운전 상태 정보를 인식하는 단계와;
   (B) 전력 공급 또는 전력 요금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전력정보를 인식하는 단계와;
   (C) 상기 전력정보와 상기 운전 상태 정보를 고려하여, 상기 희망 운전 시간대 안에서 상기 예상되는 운전소요시간 동안에 발생되는 적어도 하나 이상의 예상 전력요금정보를 포함한 예상 전력정보를 산출하는 단계와;
   (D) 산출된 예상 전력 정보를 인식하여 이를 제공하거나, 또는 산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 상기 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 (D) 단계에서,
   산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 상기 통신컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계는,
   사용자가 전제품의 작동 시간대의 변경을 원하는지 여부를 판단하여, 사용자가 시간대 변경을 원하지 않는 경우, 상기 전기제품의 예상 소비전력요금이 소정기준 이하가 될 수 있도록 상기 전기제품의 소비전력을 절감하는 운전을 추천하며,
   상기 (D) 단계에서, 운전모드가 시계열적으로 연결되는 복수의 단위 행정으로 구성되고 상기 운전모드의 수행 시간구간 중 적어도 일부가 전력요금이 소정기준 이상이 되는 온피크 시간구간에 속하는지 판단하고, 그러한 경우, 상기 온피크 시간구간에 속한 단위 행정의 일부를 오프 피크 시간으로 이동시켜서, 복수 개의 단위 행정 중 최후 단위 행정 또는 상기 최후 단위 행정을 포함한 일부 단위 행정만 온피크 시간구간에서 수행되도록 하고, 나머지 단위행정들은 전력요금이 소정 기준 미만이 되는 오프 피크 시간 구간에서 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신컴포넌트는 전기제품으로 구성되되,
   상기 (D) 단계에서 상기 산출된 예상 전력정보를 인식하여 제공하는 단계는, 상기 예상 전력 정보 및 그에 대응되는 운전 상태 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 통신 컴포넌트는 전기제품으로 구성되되,
   상기 (D) 단계에서,
   산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계는,
   산출된 예상 전력정보가 소정 기준을 만족하지 못한 것으로 판단되는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 (D) 단계에서, 산출된 예상 전력정보 중 특정한 예상 전력 정보에 대응되는 운전상태정보에 따라 통신 컴포넌트가 동작하도록 제어하는 단계는,
   예상 소비 전력요금이 소정 기준 이하가 될 수 있는 운전 상태 정보에 따라 전기제품이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
5. 제1항에 있어서,
   사용자가 시간대 변경을 원한다고 판단되는 경우, 상기 전기제품의 원 설정된 운전상태정보를 유지하면서, 상기 전기제품의 예상 소비전력요금이 소정기준 이하가 될 수 있도록 상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어되는 단계는,
   (D-1) 산출된 추정 전력 요금 정보가 기준치 이하가 되는 시간대를 안내하는 단계와;
   (D-2) 사용자가 안내된 시간대를 선택하였는지 판단하여, 선택한 경우 상기 전기제품의 운전시간대가 변경되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 컴포넌트의 제어방법.
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