KR101817355B1 - 스마트 전자제품의 전력 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 방법에 있어서, 홈 네트워크를 통해 홈 내의 스마트 전자제품의 전력을 관리하기 위한 에너지 관리 시스템(Energy Management system, EMS)이 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보, 전력 공급 등급 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하는 과정과, 상기 EMS가 상기 스마트 전자제품의 전력량을 모니터링하여, 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider)에게 전송하는 과정과, 상기 에너지 서비스 제공자로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정을 포함하고, 상기 전력 공급 등급은 상기 스마트 전자제품이 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 전자제품의 전력 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRIC POWER OF SMART APPLIANCE}
본 발명은 스마트 그리드(Smart Grid)에 관한 것으로, 특히 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 에너지 절약 문제가 이슈화되면서 전력소모를 최소화할 수 있는 방안이 연구되고 있다. 이러한 기술 중 스마트 그리드(Smart Grid)는 전기를 더 효율적으로 사용하도록 하기 위해 전력망에 정보통신기술을 융합한 지능형 전력망을 말한다. 스마트 그리드의 핵심은 전력망에 지그비(ZigBee), 전력선 통신 등의 정보통신기술을 결합하여 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는데 있으며, 이에 따라 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 등의 전력 관리를 수행할 수 있다.
스마트 그리드의 주요 기술로서 사용자 전력 관리가 있다. 이를 위해 스마트 미터(Smart Meter), 스마트 빌딩(Smart Buiding), 스마트 전자제품(Smart Appliance), 수요자 전압 조절(Consumer Voltage Refulation) 등의 방안이 대두되고 있다.
종래의 전력 제어를 위한 시스템은 스마트 미터와 스마트 전자제품을 포함하여 구성되며, 스마트 전자제품은 스마트 미터로부터 전력 사용 정보를 직접 수신하고 수신한 전력 사용 정보에 기반하여 개별적으로 전력 제어 동작을 수행한다. 스마트 전자제품은 이러한 동작을 위해 에너지 프로파일(Energy Profile)을 지원해야 한다. 그러나 이러한 전력 제어 방식은, 댁 내의 모든 스마트 전자제품이 개별적으로 동작하기 때문에 기기 간의 전력 배분 등의 서비스를 수행하기 어려우며 에너지 절감효과가 낮았다. 또한 각 전자제품의 특징을 고려하지 않고 일괄적으로 전력량을 제어하기 때문에 유연한 전력 관리가 어려웠다.
한편, 기존의 원격 장치 관리 방법 중 대표적인 OMA DM(Device Management)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. OMA DM은 SyncML(Synchronization Markup Language)을 바탕으로 한 DM 프로토콜을 이용하여 무선 통신 단말의 객체(object)를 읽거나 추가, 삭제, 변경, 실행함으로써 단말 내부의 펌웨어, 소프트웨어, 파라미터 등을 관리한다. 이러한 디바이스 관리(Device Management) 방법은 일반적으로 일대일(Peat-to-Peat) 방식으로 동작한다. 즉, 네트워크 상의 DM 서버와 무선 통신 단말에 구비된 DM 클라이언트 사이에 일대일 세션을 생성하여 DM 프로토콜에 정의된 메시지를 주고받음으로써 DM 서버가 DM 클라이언트로 하여금 단말에 특정 구성(configuration)을 추가/삭제/변경하거나 특정 동작을 수행하도록 한다.
DM 프로토콜은 패키지(package) #0 ~ 패키지 #4까지 총 5개의 메시지로 정의되어 있으며, DM 서버와 단말 간에는 DM 프로토콜을 통해 DM 세션(Session)이 형성될 수 있다. 이 때, DM 세션은 DM 서버 또는 DM 클라이언트(단말)에 의해 개시될 수 있다.
도 1은 종래의 DM(Device Management) 프로토콜을 이용한 클라이언트 관리 동작의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, DM 서버(20)는 특정 디바이스, 즉, 단말에 행할 관리 동작(Management operation)이 있는 경우, 101단계에서 특정 디바이스 즉, 특정 디바이스에 구비된 DM 클라이언트(10)로 패키지 #0 통지 메시지(Notification Message)를 전달하여 DM 액션이 존재함을 알린다. 패키지 #0 통지 메시지를 수신하면, DM 클라이언트(10)는 103단계에서 DM 서버(20)에게 패키지 #1 메시지를 보내어 세션 형성을 요청한다. DM 클라이언트(10)는 패키지 #0 메시지를 수신하지 않더라도 필요에 따라, 또는 주기적으로 DM 서버(20)에 DM 세션을 요청하여 단말의 기능을 업데이트 할 수 있다.
DM 서버(20)는 DM 세션 셋업을 허용하고, 대기 중인 단말 관리 동작(management operation)을 위한 DM 커맨드를 전달하는 패키지 #2 메시지를 105단계에서 DM 클라이언트(10)로 전송하고, DM 클라이언트(10)는 패키지 #2 메시지에 응답하여 107단계에서 DM 서버(20)로부터 전달받은 DM 커맨드의 수행 결과를 전달하기 위해 패키지 #3 메시지를 DM 서버(20)로 전송한다.
이어서, DM 서버(20)는 109단계에서 패키지 #4 메시지를 통해 DM 세션을 종료하거나 DM 클라이언트(10)에게 추가적인 관리 동작(management operation)을 전달하고, DM 클라이언트(10)는 패키지 #4 메시지에 포함된 추가 관리 동작을 수행하고 그 결과를 패키지 #3 메시지를 통해 DM 서버(20)에 보고한다. 이후, DM 서버(20)와 DM 클라이언트(10)는 패키지 #4 메시지와 패키지 #3 메시지의 반복을 통해 관리 동작 또는 관리 명령들을 제공할 수 있다. 이 경우, 패키지 #4 메시지에 관리 동작(management operation)이 계속적으로 포함되어 있으면, DM 세션은 유지된다. 만일 추가적인 관리 동작이 없다면, DM 세션은 종료된다. 상기와 같이 DM 프로토콜에 의한 원격 관리 방식은 모든 단말의 제어를 서버가 직접 수행한다.
본 발명은 스마트 그리드(Smart Grid)에서 각 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 특성 및 사용자의 선호도를 고려하여 스마트 전자제품의 전력을 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 본 발명은 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 방법에 있어서, 홈 네트워크를 통해 홈 내의 스마트 전자제품의 전력을 관리하기 위한 에너지 관리 시스템(Energy Management system, EMS)이 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하는 과정과, 상기 EMS가 상기 스마트 전자제품의 전력량을 모니터링하여, 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider)에게 전송하는 과정과, 상기 에너지 서비스 제공자로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 단말 정보를 획득하는 과정은, 상기 EMS가 에너지 서비스 제공자로부터 에너지 프로파일(Energy Profile)을 수신하는 단계와, 상기 EMS가 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하는 단계와, 상기 획득한 단말 정보를 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 수신한 에너지 프로파일은, 스마트 그리드(Smart Grid) 서비스를 위해 기존에 공유된 에너지 프로파일 내용에서 변경된 내용만이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 단말 정보는 단말의 종류, 소비 전력, 전력 공급 등급, 단말 기능 목록, 전력 관리 방법에 대한 정보를 포함함을 특징으로 한다.
상기 전력 공급 등급은 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 전력 관리 방법은 사용자와의 인터랙션을 통해 수동으로 전력량을 제어하는 수동(manual)모드와, 상기 스마트 전자제품의 기능을 강제로 제어하는 자동(auto)모드 중 하나로 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 전력량 감소 명령은 전력량 감소 량이나 전력 사용을 제한할 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정은, 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계와, 상기 전력 관리 방법이 수동 모드인 경우, 해당 스마트 전자제품으로 전력량 제어 명령을 전송하는 단계와, 상기 해당 스마트 전자제품으로부터 전력량 제어 결과를 수신하는 단계를 포함하거나,
상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계와, 상기 전력 관리 방법이 자동 모드인 경우, 상기 EMS가 해당 스마트 전자제품의 상기 선택된 기능을 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계는, 상기 획득한 단말 정보 및 미리 저장된 사용자 선호도 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계임을 특징으로 한다.
상기 사용자 선호도 정보는, 각 스마트 전자제품 들을 전원을 항시 온 상태로 유지하여야 하는 레벨, 다른 전자제품보다 우선해서 동작해야하는 레벨, 일반 레벨 중 하나로 설정한 정보임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 본 발명은 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 장치에 있어서, 사용자로부터 입력 신호를 수신하기 위한 입력부와, 표시 내용을 출력하기 위한 표시부와, 상기 스마트 전자제품 및 스마트 미터와 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 스마트 전자제품의 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 저장하기 위한 저장부와, 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하며, 상기 스마트 전자제품의 전력량을 모니터링하여 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider)에게 전송하는 제어부와, 상기 통신부를 통해 에너지 서비스 제공자로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 전력 조절부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 스마트 그리드(Smart Grid)에서 각 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 특성 및 사용자의 선호도를 고려하여 스마트 전자제품의 전력을 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, EMS(Energy Management System)가 모든 제어 명령을 발생시키기 때문에 스마트 전자제품의 프로세싱 능력이 낮아도 전력 제어를 원활히 수행할 수 있다.
또한, 스마트 전자제품이 소비하는 전력량 정보를 사전에 획득하고 이를 기반으로 전력을 분배하므로, 스마트 전자제품을 동작시키고 동작에 따른 전력 소비를 측정하여 전력을 분배하는 것에 비해 초기 설정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사전 소비하는 전력량 정보와 함께 제공되는 우선 순위 정보를 바탕으로 각 전자제품의 컴포넌트 중에서 전자제품의 주요 기능을 고려하여 우선 순위가 낮은 컴포넌트(Component) 순으로 동작을 변경하여 전력을 제어하기 때문에, 전력 제어에 따른 전자 제품의 동작 변경으로 인한 사용자 편의성 감소나 전자제품을 이용한 작업이나 특정 기능의 효율성 변화와 같은 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 DM(Device Management) 프로토콜을 이용한 클라이언트 관리 동작의 흐름을 나타낸 도면
도 2는 본 발명이 적용되는 홈 전력 시스템의 구성을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 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.
도 2는 본 발명이 적용되는 홈 전력 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 홈 전력 시스템은 전력을 제공하는 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider, ESP, 210)와, 전자제품의 전력 사용량을 측정하기 위한 스마트 미터(Smart Meter, 220)와, 홈 네트워크의 에너지 사용을 관리하기 위한 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS, 240)과 적어도 하나 이상의 스마트 전자제품(Smart Appliance, 230, 250)을 포함하여 구성된다.
이 경우 스마트 전자제품(230, 250)은 EMS(240)를 통해 스마트 미터(220)와 연결된 스마트 전자제품(230)과 스마트 미터(220)와 직접 연결된 스마트 전자제품(250)으로 나누어 진다. 본 발명의 실시 예에서 전력 관리 대상은 EMS(240)를 통해 스마트 미터(220)와 연결된 스마트 전자제품(230)들이다. 본 발명의 일 실시 예에서는 각 홈 네트워크의 EMS(240)가 이러한 스마트 전자제품(230)들의 전력량 분배를 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 장치(즉, EMS)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 전력 관리 장치는 입력부(320)와, 표시부(310)와, 통신부(330)와, 저장부(340)와, 전력 조절부(350)와, 제어부(360)를 포함한다.
입력부(320)는 키패드, 터치 스크린 등의 입력 수단으로 구성되며, 이러한 입력 수단을 통해 사용자로부터의 입력 신호를 수신한다.
표시부(310)는 LCD와 같은 표시 수단으로 구성되며, 이러한 표시 수단을 통해 표시할 내용을 출력한다. 한편 터치스크린이 장착된 경우에는 표시부(310)가 동시에 입력부(320)로 동작할 수 있다.
통신부(330)는 전력선 통신 혹은 지그비 통신 방식과 같은 유선 혹은 무선 통신 방식을 통해 스마트 전자제품(230) 및 스마트 미터(220)와 통신을 수행한다.
저장부(340)는 EMS(240)가 동작하는데 필요한 정보를 저장한다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 저장부(340)는 각 스마트 전자제품(230)의 단말 정보를 저장한다. 이러한 단말 정보는 단말 종류, 소비 전력, 전력 공급 등급, 기능 목록, 관리방법 등의 정보를 저장한다.
전력 조절부(350)는 에너지 서비스 제공자(210)로부터 스마트 미터(220)를 통해 수신한 전력량 제어 명령에 따라 각 스마트 전자제품(230)의 정보를 고려하여 전력 소비량을 제어하여 각 스마트 전자제품(230)들의 전력을 관리한다.
제어부(360)는 EMS(240)의 각 구성을 제어한다.
본 발명의 실시 예에서 제어부(360)는 상기 스마트 전자제품(230)으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하며, 스마트 전자제품(230)의 전력량을 모니터링하여 에너지 서비스 제공자(210)에게 전송한다.
또한 본 발명의 실시 예에서 전력 조절부(350)는 통신부(330)를 통해 에너지 서비스 제공자(210)로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 제어부(360)의 제어 신호에 따라, 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어한다.
이 경우, 상기 제어부(360)는 상기 에너지 서비스 제공자로부터 에너지 프로파일(Energy Profile)을 수신하고, 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하며, 상기 획득한 단말 정보를 상기 저장부에 저장하며, 상기 수신한 에너지 프로파일은, 스마트 그리드(Smart Grid) 서비스를 위해 기존에 공유된 에너지 프로파일 내용에서 변경된 내용만이 포함된다.
상기 단말 정보는 단말의 종류, 소비 전력, 전력 공급 등급, 단말 기능 목록, 전력 관리 방법에 대한 정보를 포함한다.
또한 이 때, 상기 전력 공급 등급은 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정되며, 상기 전력 관리 방법은 사용자와의 인터랙션을 통해 수동으로 전력량을 제어하는 수동(manual)모드와, 상기 스마트 전자제품의 기능을 강제로 제어하는 자동(auto)모드 중 하나로 설정된다.
상기 전력량 감소 명령은 전력량 감소 량이나 전력 사용을 제한할 시간 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 전력 조절부(350)는 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품(230) 및 상기 스마트 전자제품(230)에서 제어할 단말 기능을 선택하며, 상기 전력 관리 방법이 수동 모드인 경우, 상기 통신부(330)를 통해 해당 스마트 전자제품으로 전력량 제어 명령을 전송하며, 상기 해당 스마트 전자제품(230)으로부터 전력량 제어 결과를 수신하거나,
상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품(230) 및 상기 스마트 전자제품(230)에서 제어할 단말 기능을 선택하며, 상기 전력 관리 방법이 자동 모드인 경우, 상기 EMS(240)가 해당 스마트 전자제품(230)의 상기 선택된 기능을 강제로 제어한다.
또한 본 발명의 다른 실시 예에서 전력 조절부(350)는, 획득한 단말 정보 및 미리 저장된 사용자 선호도 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품(230) 및 상기 스마트 전자제품(230)에서 제어할 단말 기능을 선택한다.
이 때, 사용자 선호도 정보는, 각 스마트 전자제품 들을 전원을 항시 온 상태로 유지하여야 하는 레벨, 다른 전자제품보다 우선해서 동작해야하는 레벨, 동작을 중지해도 상관없는 레벨 중 하나로 설정한 정보이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 4010단계에서 에너지 서비스 제공자(210)와 스마트 미터(220)와 EMS(240)와 스마트 전제제품(230)은 스마트 그리드 서비스에 가입한다. 스마트 그리드 서비스에 가입하는 것은 에너지 서비스 제공자(210)로부터 보조금을 받아 가입할 수 있으며, 리테일 마켓(retail market)에서 사용자가 직접 가입할 수 있다.
다음 4020단계에서 에너지 서비스 제공자(210)는 스마트 미터(220)에게 에너지 프로파일(Energy Profile)을 전송하고, 4030단계에서는 스마트 미터(220)는 EMS(240)에게 에너지 프로파일을 전송한다. 이때 에너지 프로파일에는 서버 주소, 요금 계획(plan)등의 정보가 포함된다. 에너지 프로파일의 전송에는 푸쉬(Push) 메시지가 이용될 수 있으며, 에너지 프로파일은 다운로드가 가능한 정보(downloadable profile)로 형성될 수 있다. 또한 4010단계에서 각 구성들은 스마트 그리드 서비스에 가입시 에너지 프로파일 정보를 공유할 수 있으며, 이러한 경우 4020~4030단계에서 전달되는 에너지 프로파일 정보는 최초 가입 시 공유한 에너지 프로파일 정보에서 변경(업데이트)된 내용만이 포함될 수 있다.
다음 4040단계에서는 스마트 전자제품(230)을 위한 에너지 프로파일을 저장한다. 다음 4050단계에서는 스마트 전자제품(230)으로부터 단말 정보를 수신한다. 이러한 단말 정보에는 단말 종류, 소비전력, 전력공급 등급, 단말 기능 목록, 전력 관리방법의 정보가 포함될 수 있다. 이때 전력 관리 방법은 수동(manual)모드 혹은 자동(auto)모드 중 하나가 된다. 수동 모드는 사용자와 인터랙션을 통해 수동으로 전력량을 제어하는 방식이며, 자동 모드는 해당 스마트 전자제품의 기능을 강제로 제어하여 전력량을 제어하는 방식이다. 전력 공급 등급은 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정된다. 한편 각 스마트 전자제품(230) 및 스마트 전자제품(230)의 각 단말 기능에는 우선순위를 부여할 수 있다. 이에 따라 전력 소비를 제어할 경우 이러한 우선 순위에 따라 전력 소비를 제어할 스마트 전자제품(230)이나 스마트 전자제품(230)의 기능을 선택할 수 있다.
다음 4060단계에서는 4050단계에서 수신한 단말 정보를 단말 인벤토리(inventory)에 저장한다. 이러한 단말 인벤토리는 EMS(240)의 저장부(340)에 형성될 수 있다.
4070단계에서는 에너지 서비스 제공자(210)가 스마트 미터(220)에게 전력량 모니터링 명령을 전송하고, 4080단계에서 스마트 미터(220)는 EMS(240)에게 전력량 모니터링 명령을 전송한다. 전력량 모니터링 명령에는 모니터링 기간(duration)과 빈도(frequency)의 정보가 포함된다.
4090단계에서는 EMS(240)가 스마트 전자제품(230)으로 전력량 데이터 요청을 전송하고 4100단계에서 스마트 전자제품(230)으로부터 전력량 보고를 수신한다. 이때 전력량 보고는 스마트 전자제품(230)의 각 기능 별 전력량에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한 전력량 데이터 요청 및 전력량 보고는 EMS(240)와 스마트 전자제품(230) 사이의 proprietary message의 교환을 이용하여 수행될 수 있으며, 스마트 전자제품(230)이 데이터 송신 기능이 없는 경우에는 EMS(240)가 전력량 데이터를 직접 수집할 수 있다. 이 경우 OMA DiagMon이 사용될 수 있다.
다음 4110단계에서는 EMS(240)가 관리 단말의 전력량을 모니터링하고, 4120단계에서 EMS(240)는 모니터링한 결과인 모니터링 값을 스마트 미터(220)로 전송하고, 4130단계에서 스마트 미터(220)는 모니터링 값을 에너지 서비스 제공자(210)로 전송한다.
에너지 서비스 제공자(210)는 모니터링 값에 따라 전력량 제어 명령을 생성할 수 있는데 본 발명의 일 실시 예에서는 전력량 감소 명령을 생성하여 전송하는 예를 도시한다. 4140단계에서 에너지 서비스 제공자(210)는 스마트 전자제품들의 전력 소비량을 줄이기 위해 전력량 감소 명령을 스마트 미터(220)로 전송한다. 전력량 감소 명령에는 전력량 감소 양(퍼센트)이나 전력 사용을 제한할 시간 정보가 포함될 수 있다. 4150단계에서 스마트 미터(220)는 EMS(240)로 전력량 감소 명령을 전송한다.
4160단계에서 EMS(240)는 4050단계에서 수신한 단말 정보를 고려하여 EMS(240)에 연결된 각 스마트 전자제품(230)들의 전력 소비량을 분배한다. 이 경우 EMS(240)에 연결된 스마트 전자제품(230) 중 우선순위가 낮은 스마트 전자제품(230)을 우선하여 전력 소비량을 줄이도록 할 수 있다.
이 때, 스마트 전자제품(230)의 단말 정보에 포함된 관리방법이 수동 모드인 경우에는, 4170단계에서는 EMS(240)가 스마트 전자제품(230)에게 전력량 제어 명령을 전송한다. 이 경우, 스마트 전자제품(230)들의 우선순위를 고려하여 우선순위가 낮은 전자제품(230)에 우선적으로 전력 소모량을 줄이기 위한 전력량 제어 명령을 전송할 수 있다. 이 때, 전력량 제어 명령은 해당 전자제품(230)이 가진 기능 중 적어도 하나의 기능을 어떻게 변경하라는 형식으로 된 기능 변경 요청을 포함할 수 있다. 예를 들어 에어컨의 경우, 전력량 제어 명령에 에어컨의 설정 온도를 높이라는 기능 변경 요청이 포함되면, 에어컨은 그러한 전력량 제어 명령을 수신하고, 수신한 제어 명령을 분석하여 에어컨의 기능 변경 요청 사항인 에어컨의 설정 온도를 높이라는 내용을 표시창을 통해 표시되도록 하여 사용자로 하여금 쉽게 적정 수준으로 전자제품의 기능을 변경하도록 할 수 있다.
이후, 수동으로 전력 제어가 수행되면, 4180단계에서 EMS(240)는 스마트 전자제품(230)으로부터 전력 제어 완료 메시지를 수신한다. 만약 전력 제어가 수행되지 않은 경우에는 EMS(240)는 스마트 전자제품(230)으로부터 4180단계에서 전력 제어가 완료되지 않았다는 메시지를 수신한다. 그러한 경우에는 또 다른 스마트 전자제품(230)에게 전력량 제어 명령을 송신할 수 있다. 따라서 도 4에서는 4170~4180의 동작은 원하는 전력량 감소가 완료될때까지 복수회 수행될 수 있다.
이후, 4190단계에서 전력량 감소 명령에 대한 응답을 스마트 미터(220)로 전송하고, 4200단계에서 스마트 미터(220)는 전력량 감소 응답을 에너지 서비스 제공자(210)로 전송한다.
한편, 4160단계에서 전력 보시량 분배 시, 스마트 전자제품(230)의 단말 정보에 포함된 관리방법이 자동 모드인 경우에는, 스마트 전자제품(230)의 여러 기능 중에서 우선 순위를 고려하여 우선 순위가 낮은 기능을 우선하여 EMS(240)가 자동으로 전자제품(230)을 제어한다. 이 경우에는 4190~4200단계를 수행하지 않으며, 4210단계에서 EMS(240)가 자동으로 각 전자제품(230)을 강제 제어한다. 예를 들어 에어컨과 냉장고, 세탁기, TV, 조명의 스마트 전자제품(230)이 동작 중일 경우, 이 중 냉장고의 우선순위가 가장 높고, 에어컨 혹은 조명의 우선 순위가 가장 낮은 경우, 전력량을 감소하기 위해, 에어컨의 온도 조절기능을 통해 설정 온도를 미리 설정된 만큼 높이거나, 조명의 조명 세기를 낮추는 등 스마트 전자제품(230)의 기능을 변경하여 전력 소비량을 자동으로 제어한다. 이 때, 원하는 전력 소비량에 도달할 때까지 우선 순위에 따라 순차적으로 각 스마트 전자제품(230)의 기능을 자동으로 변경할 수 있다. 예를 들어 조명 및 에어컨의 기능을 변경한 후에는 그보다 높은 우선 순위의 세탁기의 코스를 변경하거나 중지하는 등 세탁기의 기능을 변경하여 원하는 전력 소비량에 도달하도록 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 전체적으로 도 4에 개시된 본 발명의 일 실시 예의 동작과 동일하나, 5170단계에서 전력 소비량 분배 전, 5160단계에서 사용자 제어 장치(User Control Device, 510)로부터 사용자 선호도 정보를 수신하는 과정이 더 추가된다.
이에 따라 5170단계에서 단말 정보 외에 추가로 사용자 선호도 정보를 함께 이용하여 전력 소비량 분배를 수행한다.
한편 사용자 제어 장치(510)는 스마트폰이나, 노트북 등 통신망을 통해 EMS(240)와 통신을 수행할 수 있는 전자기기를 말한다.
이러한 사용자 선호도 정보는 사용자에 의해 설정된 각 전자제품(230) 별 선호도 레벨을 포함한다. 이러한 선호도 레벨은 전원을 항시 온 상태로 유지하여야 하는 레벨, 다른 전자제품보다 우선해서 동작해야하는 레벨, 동작을 중지해도 상관없는 레벨 등으로 구성될 수 있다. 이에 따라 EMS(240)는 5170단계에서 전력 소비량 분배 시, 단말 정보와 함께 이러한 사용자 선호도 레벨을 고려하여 전력량 제어를 수행한다.
본 발명은 이러한 전력 제어 동작 흐름에 따라, ESP로부터 수신한 전력량 감소 명령과, 미리 저장한 스마트 전자제품의 단말 정보와, 사용자 제어 장치로부터 수신한 사용자 선호도 레벨을 고려하여 스마트 전자제품의 전력량을 제어한다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자제품의 전력 관리 방법 및 장치의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

Claims (22)

  1. 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 방법에 있어서,
    홈 네트워크를 통해 홈 내의 스마트 전자제품의 전력을 관리하기 위한 에너지 관리 시스템(Energy Management system, EMS)이 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보, 전력 공급 등급 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하는 과정과,
    상기 EMS가 상기 스마트 전자제품의 전력량을 모니터링하여, 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider)에게 전송하는 과정과,
    상기 에너지 서비스 제공자로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정을 포함하고,
    상기 전력 공급 등급은 상기 스마트 전자제품이 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단말 정보를 획득하는 과정은,
    상기 EMS가 에너지 서비스 제공자로부터 에너지 프로파일(Energy Profile)을 수신하는 단계와,
    상기 EMS가 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하는 단계와,
    상기 획득한 단말 정보를 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 수신한 에너지 프로파일은,
    스마트 그리드(Smart Grid) 서비스를 위해 기존에 공유된 에너지 프로파일 내용에서 변경된 내용만이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 단말 정보는
    단말의 종류, 소비 전력, 단말 기능 목록, 전력 관리 방법에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서, 상기 전력 관리 방법은 상기 스마트 전자제품이 사용자와의 인터랙션을 통해 수동으로 전력량을 제어하는 수동(manual)모드와, 상기 스마트 전자제품의 기능을 강제로 제어하는 자동(auto)모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 전력량 감소 명령은
    전력량 감소 량이나 전력 사용을 제한할 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정은,
    상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계와,
    상기 전력 관리 방법이 수동 모드인 경우, 해당 스마트 전자제품으로 전력량 제어 명령을 전송하는 단계와,
    상기 해당 스마트 전자제품으로부터 전력량 제어 결과를 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 과정은,
    상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계와,
    상기 전력 관리 방법이 자동 모드인 경우, 상기 EMS가 해당 스마트 전자제품의 상기 선택된 기능을 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계는,
    상기 획득한 단말 정보 및 미리 저장된 사용자 선호도 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 단계임을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 사용자 선호도 정보는,
    각 스마트 전자제품 들을 전원을 항시 온 상태로 유지하여야 하는 레벨, 다른 전자제품보다 우선해서 동작해야하는 레벨, 일반 레벨 중 하나로 설정한 정보임을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  12. 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 관리 장치에 있어서,
    사용자로부터 입력 신호를 수신하기 위한 입력부와,
    표시 내용을 출력하기 위한 표시부와,
    상기 스마트 전자제품 및 스마트 미터와 통신을 수행하기 위한 통신부와,
    상기 스마트 전자제품의 기능 정보, 전력 공급 등급 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 저장하기 위한 저장부와,
    상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하며, 상기 스마트 전자제품의 전력량을 모니터링하여 에너지 서비스 제공자(Energy Service Provider)에게 전송하는 제어부와,
    상기 통신부를 통해 에너지 서비스 제공자로부터 전력량 감소 명령을 수신하는 경우, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 획득한 단말 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력량을 제어하는 전력 조절부를 포함하고,
    상기 전력 공급 등급은 상기 스마트 전자제품이 상시작동(always on) 모드, 절전 모드, 피크타임시 오프 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 에너지 서비스 제공자로부터 에너지 프로파일(Energy Profile)을 수신하고, 상기 스마트 전자제품으로부터 기능 정보 및 소비 전력 정보를 포함한 단말 정보를 획득하며, 상기 획득한 단말 정보를 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 수신한 에너지 프로파일은,
    스마트 그리드(Smart Grid) 서비스를 위해 기존에 공유된 에너지 프로파일 내용에서 변경된 내용만이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 단말 정보는
    단말의 종류, 소비 전력, 단말 기능 목록, 전력 관리 방법에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  16. 삭제
  17. 제 15항에 있어서, 상기 전력 관리 방법은 상기 스마트 전자제품이 사용자와의 인터랙션을 통해 수동으로 전력량을 제어하는 수동(manual)모드와, 상기 스마트 전자제품의 기능을 강제로 제어하는 자동(auto)모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 전력량 감소 명령은
    전력량 감소 량이나 전력 사용을 제한할 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 전력 조절부는
    상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하며, 상기 전력 관리 방법이 수동 모드인 경우, 상기 통신부를 통해 해당 스마트 전자제품으로 전력량 제어 명령을 전송하며, 상기 해당 스마트 전자제품으로부터 전력량 제어 결과를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 전력 조절부는,
    상기 획득한 단말 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하며, 상기 전력 관리 방법이 자동 모드인 경우, 해당 스마트 전자제품의 상기 선택된 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  21. 제 19항 또는 제 20항에 있어서, 상기 전력 조절부는,
    상기 획득한 단말 정보 및 미리 저장된 사용자 선호도 정보를 이용하여 전력량을 제어할 스마트 전자제품 및 상기 스마트 전자제품에서 제어할 단말 기능을 선택하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 사용자 선호도 정보는,
    각 스마트 전자제품 들을 전원을 항시 온 상태로 유지하여야 하는 레벨, 다른 전자제품보다 우선해서 동작해야하는 레벨, 동작을 중지해도 상관없는 레벨 중 하나로 설정한 정보임을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
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