KR101831408B1 - 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 - Google Patents

전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템은 배전 선로의 전주에 설치되거나 또는 배전 선로에 연결되는 별도의 함체에 설치되고 전기 자동차와 연결되는 커넥터에 의하여 전기 자동차에 전원을 공급할 수 있는 것으로 각각이 고유 번호 정보를 가지고 있고 통신 모뎀을 통하여 변전소의 관리서버로부터 사용자가 선택한, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 전주 콘센트부의 차단부 off 시간 정보를 포함한 스케줄링 정보를 수신하여 저장하며 충전 전력을 산정하고 충전이 완료되면 전원 공급을 off 하는 것으로 스케줄링 정보에 포함된 시간대에 차단부를 off 하며, 사용자가 원하는 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 등이 저장되어 있으며 스마트 단말기와의 통신을 하여 스마트 단말기로 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 정보를 전송하여 표출하도록 하는 다수의 전주 콘센트부와, 상기 전주 콘센트부로부터 사용자가 선택할 수 있는 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부의 고유 번호를 수신하여 표출하고 사용자로 하여금 입력창을 통하여 충전 전력량, 충전 시간, 요금 정보를 선택하도록 하며 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 요금 정보, 충전 시간 정보를 저장하고 저장된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부 고유 번호 정보와 함께 스마트 단말기 번호 정보를 변전소의 관리 서버로 전송하며 변전소의 관리 서버로부터 인증 결과 정보를 수신하는 스마트 단말기와, 전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자의 스마트 전화번호를 등록받아 저장하고 스마트 단말기로부터 수신되는 사용자 전화번호 정보, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부 고유 번호 정보를 저장하며 스마트 단말기로부터 수신한 사용자 전화번호 정보를 기등록하여 저장한 전화번호와 비교하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하며, 각 전주 콘센트부의 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금정보, 콘센트의 고유 번호 정보를 기초로 하여 스케줄링을 생성하고 생성된 스케쥴링 정보를 전주 콘센트부로 전송하여 전주 콘센트부로 하여금 접속된 전기 자동차를 스케줄링 정보에 기초하여 충전하도록 제어하는 변전소의 관리 서버로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템{Power Distribution Line with Electric Vehicle Charging and Scheduling System}
본 발명은 도로변이나 주택 지역을 지나는 가공 배전 선로를 이용하여 전기 자동차를 충전하기 위한 전기 자동차 충전기를 구비한 배전 선로 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 배전 선로는 변전소에서 변압기와 차단기를 거쳐서 다수의 배전선로가 하나의 변압기에 접속되어 주택이나 빌딩 또는 공장 등에 전원을 공급하는 것이다. 또한, 상기 배전 선로를 가공 배전 선로인 경우 도로변을 통과하는 경우가많고 또한, 주택지의 소 도로를 통과하는 것이다. 본 발명은 향후 전기 자동차의 공급이 휘발유, 디젤 자동차를 대체할 것으로 예상되므로 상기와 같이 현재 설치되어 운전 중인 가공 배전선로에 전기 충전장치를 구비하여 도로변이나 주택지에서 다수의 자동차 사용자가 전기 자동차를 이용하여 순차적으로 전기 자동차를 충전하도록 하기 위한 것이다. 따라서 배전 선로의 전주에 설치된 전주 콘센트부를 통하여 충전을 하도록 하므로 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급에 대하여 스케쥴링을 하여 배전 선로의 부하 부담을 적정으로 유지할 필요가 있는 것이다.
본 발명과 관련된 종래의 기술은 대한민국 공개 특허 제10-2012-0139558호(2012. 12. 27. 공개)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 배전선로를 이용한 이동형 전기 자동차 충전 시스템 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 배전선로를 이용한 이동형 전기 자동차 충전 시스템은 케이블유도부(20) 및 전력공급장치(30)를 포함하여 구성된다. 상기 전력공급장치(30)는 이동수단인 차량의 화물칸에 위치하여, 차량을 전기자동차(1000)의 충전이 필요한 장소로 이동시켜 주변의 배전선로(10)에 케이블유도부(20)를 이용하여 전력케이블을 연결하여 여러 대의 전기자동차(1000)에 전력을 공급한다. 또한, 케이블유도부(20)는 배전선로(10)에 연결하는 전력케이블을 전주(10)에서 전력공급장치(30)로 유도하여 가설한다. 또한,케이블유도부(20)의 상세구성을 설명하면 전력공급장치(30)는 전주의 배전선로(10)로부터 전력을 공급받아 전기자동차(1000)에 전력을 공급하고, 전기 자동차(1000)에 공급한 전력을 계량하여 과금처리한다. 이때, 전력공급장치(30)는 전기자동차(1000)에 공급한 각각의 전력량을 과금처리하여 사용자로부터 충전비용을 수령할 수 있다. 또한, 상기 케이블유도부(20)는 고정지지대(200), 유동지지대(210), 전력케이블(220), 유도선(230), 지지선(240), 차단막(250) 및 롤러(260)를 포함하여 구성된다. 고정지지대(200) 및 유동지지대(210)는 금속재질의 원형파이프 형태로 구성될 수 있으며, 고정지지대(200)는 전력공급장치(30)의 일측에 유동지지대(210)를 연결할 수 있도록 길이방향으로 고정적으로 설치된다. 유동지지대(210)는 상하로 이동하여 전력케이블(220)이 가설되는 높이를 조절한다. 고정지지대(200)의 내측에 유동지지대(210)가 삽입되어 상하로 움직일 수 있도록, 고정지지대(200)는 유동지지대(210)의 직경보다 큰 것으로 사용할 수 있다. 반대로, 유동지지대(210)가 고정지지대(200)의 외측을 둘러싸도록, 동지지대의(210)의 직경이 고정지지대(200)의 직경보다 크게 구성하는 방식도 적용이 가능하다. 고정지지대(200)는 소정의 높이에 전력케이블(220)을 가설할 수 있도록, 유동지지대(210)를 소정의 위치에 고정할 수 있으며, 이를 위하여 별도의 고정수단을 구비할 수 있다. 전력케이블(220)은 배전선로(10)에 직접 연결되어 전력공급장치(30)로 전력을 전달한다. 배전선로(10)에 연결되는 전력케이블(220)의 종단부에는 종단접속재를 부착하여 수분의 침투를 방지하고, 용이한 전선의 접속이 이루어질 수 있도록 한다. 이 때, 종단접속재는 고압 접착재, 열수축 방식의 튜브, 절연 튜브 또는 방수 테이프 등을 혼용하여 적용할 수있다. 또한, 배전선로(10)는 다양한 지형에 가설하기 위하여 내굴곡성이 우수한 CV케이블 또는 고무절연 켑타이어 케이블을 적용할 수 있다. 유도선(230)은 유동지지대(210)의 상단부에서 전주(10)로 가설되고, 전주(10)에서 유동지지대(210) 방향으로 전력케이블(220)의 가설을 보조한다. 전력케이블(220)은 유도선(230)을 따라 전력공급장치(30)로 가설되며, 전력케이블(220)을 유도선(230)에서 이탈하지 않도록 전력케이블(220)을 유도선(230)에 고정하는 지지선(240)을 부가할 수 있다. 차단막(250)는 전력공급장치(30)의 외벽에 전력공급장치(30)의 내부로 전력케이블(220)을 유도하는 배전통로를 구비할 수 있다. 이 때, 차단막(250)는 배전통로의 외측으로 연장되어 형성될 수 있다. 차단막(250)는 폭우나 강풍시 물이나 이물질이 력공급장치(30) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 롤러(260)는 전력공급장치(30)의 내부에 설치되고, 전력케이블(220)을 감거나 풀어 가설 길이를 조절할 수 있다.
상기와 같은 종래의 배전선로를 이용한 이동형 전기 자동차 충전 시스템은 이동 차량에 의한 것으로 전기 자동차가 충전하고자 하는 경우 이동 차량을 호출하고 전력 공급장치를 연결하여야 하는 불편함이 있는 것이다. 또한, 상기와 같은 종래의 전기 자동차 충전 시스템은 다수의 이용자가 일시에 충전을 하는 경우에 배전 선로에 과부하가 발생하며 차단기가 차단되어 충전이 원활하게 유지되지 않는 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 배전 선로의 각 전주에 설치되거나 또는 배전 선로와 전기적으로 연결되는 별도의 전력 공급 장치인 전주 콘센트부를 통하여 이용자가 원하는 장소와 시간에 전기 자동차를 충전하도록 하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 이용자가 충전을 원하는 전력량과 시간을 선택할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 배전 선로에 연결되어 전기 자동차를 충전하는 다수의 전주 콘센트부를 모니터링하여 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급에 대한 스케줄링을 통하여 배전 선로에 일시적으로 부하 전류가 증가하는 것을 방지하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템은 배전 선로의 전주에 설치되거나 또는 배전 선로에 연결되는 별도의 함체에 설치되고 전기 자동차와 연결되는 커넥터에 의하여 전기 자동차에 전원을 공급할 수 있는 것으로 각각이 고유 번호 정보를 가지고 있고 통신 모뎀을 통하여 변전소의 관리서버로부터 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 전주 콘센트부의 차단부 off 시간 정보를 포함한 스케줄링 정보를 수신하여 저장하며 충전 전력을 산정하고 충전이 완료되면 전원 공급을 off 하는 것으로 스케줄링 정보에 포함된 시간대에 차단부를 off 하며, 사용자가 원하는 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 등이 저장되어 있으며 스마트 단말기와의 통신을 하여 스마트 단말기로 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 정보를 전송하여 표출하도록 하는 다수의 전주 콘센트부와, 상기 전주 콘센트부와 통신하여 사용자가 선택할 수 있는 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부의 고유 번호를 수신하여 표출하고 사용자로 하여금 입력창을 통하여 충전 전력량, 충전 시간, 요금 정보를 선택하도록 하며 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 요금 정보, 충전 시간 정보를 저장하고 저장된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부 고유 번호 정보와 함께 스마트 단말기 번호 정보를 변전소의 관리 서버로 전송하며 변전소의 관리 서버로부터 인증 결과 정보를 수신하는 스마트 단말기와, 전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자의 스마트 전화번호를 등록받아 저장하고 스마트 단말기로부터 수신되는 사용자 전화번호 정보, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부 고유 번호 정보를 저장하며 스마트 단말기로부터 수신한 사용자 전화번호 정보를 기등록하여 저장한 전화번호와 비교하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하며, 각 전주 콘센트부로부터 수신한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금정보, 콘센트의 고유 번호 정보를 기초로 하여 스케줄링을 생성하고 생성된 스케쥴링 정보를 전주 콘센트부로 전송하여 전주 콘센트부로 하여금 접속된 전기 자동차를 스케줄링 정보에 기초하여 충전하도록 제어하는 변전소의 관리 서버로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 및 이용하여 전기 자동차를 충전하는 방법은 전기 자동차 소유자의 위치에서 가장 근접한 배전 선로의 전주를 통하여 전기 자동차를 충전할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 배전선로를 구성하는 다수의 전주에 설치된 전주 콘센트부의 전력 공급에 대한 스케줄링을 통하여 배전 선로의 공급되는 전류를 조절하거나 일시에 배전 선로에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 충전하는 동안 스케줄링에 따는 충전 우선순위를 설정하고 충전 우선순위의 역순으로 전주 콘센트부의 차단부를 off하여 차단기의 부하 전류를 감소시켜 공급하도록 함으로써 변전소의 차단기가 과부하가 걸리는 것을 방지하고 충전 방식 및 시간에 따른 선택 요금을 적용받아 원하는 방식으로 충전할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 배전선로를 이용한 이동형 전기 자동차 충전 시스템 구성도,
도 2는 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 변전소의 관리 서버의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 전주 전주 콘센트부의 상세 구성도,
도 5는 본 발명에 적용하기 위한 변전소의 관리 서버에 의한 전주 콘센트부의 원격 제어 실시 예 설명도,
도 6은 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템을 이용한 전기 자동차 충전 방법에 대한 제어흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 및 이을 이용한 전기 자동차 충전 방법을 도 2 내지 도 6을 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 전체 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템은 배전 선로의 전주에 설치되거나 또는 배전 선로에 연결되는 별도의 함체에 설치되고 전기 자동차와 연결되는 커넥터에 의하여 전기 자동차에 전원을 공급할 수 있는 것으로 각각이 고유 번호 정보를 가지고 있고 스마트 단말기와 근거리 통신을 하며 변전소의 관리서버와는 인터넷망 또는 무선통신망을 통하여 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 전주 콘센트부의 차단부 off 시간 정보를 포함한 스케줄링 정보를 수신하여 저장하며 충전 전력을 산정하고 충전이 완료되면 전원 공급을 off 하는 것으로 스케줄링 정보에 포함된 시간대에 차단부를 off 하며, 사용자가 원하는 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 등이 저장되어 있으며 스마트 단말기와의 통신을 하여 스마트 단말기로 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 정보를 전송하여 표출하도록 하는 다수의 전주 콘센트부(100)와, 상기 전주 콘센트부로부터 사용자가 선택할 수 있는 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부의 고유 번호를 수신하여 표출하고 사용자로 하여금 입력창을 통하여 충전 전력량, 충전 시간, 요금 정보를 선택하도록 하며 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 요금 정보, 충전 시간 정보를 저장하고 저장된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 전주 콘센트부 고유 번호 정보와 함께 스마트 단말기 번호 정보를 변전소의 관리 서버로 전송하며 변전소의 관리 서버로부터 인증 결과 정보를 수신하는 스마트 단말기(200)와, 전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자의 스마트 전화번호를 등록받아 저장하고 스마트 단말기로부터 수신되는 사용자 전화번호 정보, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부 고유 번호 정보를 저장하며 스마트 단말기로부터 수신한 사용자 전화번호 정보를 기등록하여 저장한 전화번호와 비교하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하며, 각 전주 콘센트부의 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트의 고유 번호 정보 및 배전 선로의 안전 전류를 기초로 하여 스케줄링 정보를 생성하고 생성된 스케쥴링 정보를 전주 콘센트부로 전송하여 전주 콘센트부로 하여금 접속된 전기 자동차를 스케줄링 정보에 기초하여 충전하도록 제어하는 변전소의 관리 서버(300) 및 스마트 단말기 및 관리 서버를 네트워크로 연결하는 인터넷망 또는 유무선통신망(400)으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 변전소의 관리서버(300)에서 스케줄링 정보를 생성하는 것은 각 전주 콘센트부에서 사용자가 선정한 충전 전력량과 충전 시간 정보, 콘센트 고유 번호 정보를 기초로 하는 것으로 예를 들어, 변전소 차단기에 연결된 배전 선로에 전주 콘센트부 1, 전주 콘센트부 2 및 전주 콘센트부 3이 연결되고, 사용자 1이 스마트 단말기를 통하여 19시에 전주 콘센트부 1에 3kw 충전, 충전 요금 2500/kw, 완속 충전을 선택하고 사용자 2가 스마트 단말기를 통하여 19시 30분에 전주 콘센트부 2에 4kw 충전, 2300원/kw, 완속 충전을 선택하고, 사용자 3가 스마트 단말기를 통하여 20시에 전주 콘센트부 3에 3kw, 2200원/kw, 완속 충전을 선택하고 완속 충전의 경우 1kw충전에 1시간의 소요 시간이 걸리는 것으로 간주하면 변전소 차단기에 걸리는 부하 전류는 19시부터 19시 30분까지는 3kw의 부하가 걸리고 19시 30분부터 20시까지는 7kw의 부하가 걸리며, 20시부터 22시까지는 10kw의 부하가 걸리고, 다시 22시부터 23시까지는 7kw의 부하가 걸리고, 23시부터 23시 30분까지는 4kw의 부하가 걸리게 되는 것이다. 따라서 20시부터 22시까지는 최대 부하가 변전소 차단기에 걸리게 되고 이때 부하 전류가 변전소 차단기 안전 전류에 접근하면 사용자 3(요금이 가장 저렴한 순으로)의 전주 콘센트부 3의 차단부를 20시부터 22시까지 1순위로 off하도록 스케줄링을 할 수 있는 것이다. 상기와 같이 하나의 변전소 차단기에 다수의 전주 콘센트부가 연결되어 각 전주 콘센트부에서 전기 자동차를 충전하는 경우에 변전소 차단기에 흐르는 전류 합계(부하 전류)가 안전 전류에 접근하는 경우에는 부하 전류를 안전전류 이하로 흐르도록 하기 위하여 스케줄링을 하는 것으로 스케줄링의 우선순위는 요금 정보, 충전시간 정보, 충전 전력량 정보 순으로 설정할 수 있는 것으로 다양한 기준으로 스케줄링을 할 수 있으며 스케줄링 정보를 기준으로 사용자 충전 우선순위를 설정하는 것이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 변전소 관리 서버의 상세 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 변전소 관리 서버(300)는 전기 자동차 소유주인 사용자가 충전시 충전 요금을 지불하기 위한 인증 정보로 사용하기 위하여 사용자로부터 등록받아 저장하는 전화번호 정보 DB(310)와, 스마트 단말기로부터 수신하는 것으로 사용자가 충전을 위하여 선택한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 사용자 스마트 단말기 번호 정보를 수신하여 저장하고 사용자가 기등록하여 저장한 사용자 전화번호 정보와 비교하여 일치하는 전화번호 정보에 충전 전력량정보, 충전 시간 정보, 요금 정보를 매칭하여 누적으로 저장관리하는 사용자 충전 정보 DB(320)와, 스마트 단말기로부터 수신한 각 전주 콘센터부의 고유 번호 정보와 각 전주 콘센트부를 통하여 충전한 충전 전력량 정보 및 충전 시간 정보를 저장 관리하는 전주 콘센트부 DB(330)와, 스마트 단말기로부터 수신되는 단말기 번호 정보와 기등록하여 저장한 전화번호 정보와의 일치 여부를 판단하는 번호 정보 판단부(340)와, 다수의 전주 콘센트부와 전력선 통신 또는 무선 통신을 하고 스마트 단말기와 무선통신을 하기 위한 송수신부(350)와, 스마트 단말기로부터 수신된 전주 콘센트부 고유 번호 정보, 충전전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 배전 선로 안전 전류를 기초로 스케줄링 정보를 생성하는 스케줄링 정보 생성부(355)와, 사용자 단말기 번호 정보를 등록받아 전화번호 정보 DB에 저장하도록 제어하고, 전주 콘센트부의 고유 번호 정보, 충전 전력량 정보 및 충전 시간 정보를 전주 콘센트부 DB에 저장하도록 제어하고, 스마트 단말기로부터 수신한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센터부 고유 번호 정보 및 사용자 스마트 단말기 번호 정보를 사용자 충전 정보DB에 저장하도록 제어하고, 스마트 단말기로부터 수신한 단말기 번호 정보와 등록 저장된 전화번호에 대하여 번호 정보 판단부로 하여금 일치 여부를 판단하도록 하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하고, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 및 배전 선로 안전 전류를 기초로 스케줄링 정보 생성부로 하여금 스케줄링 정보를 생성하도록 제어하고, 생성된 스케줄링 정보를 고유 번호에 해당하는 전주 콘센트부로 전송하여 자동차 배터리에 충전을 하도록 제어하는 메인 제어부(360)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 스케줄링 정보 생성부의 생성된 스케줄링 정보의 예는 사용자 1은 전주 콘센트부 1 및 충전 전력랑 2kw, 충전 시간 19시부터 21시, 사용자 2는 전주 콘센트부 2 및 충전 전력량 4kw, 충전 시간 19시 30분 부터 23시 30분, 사용자 3은 전주 콘센트부 3 및 충전 전력량 3kw, 충전 시간 21시부터 24시로 설정될 수 있는 것으로 사용자 3의 전주 콘센트부 3은{총 부하 전류가 변전소 차단기의 안전 전류(변전소 차단기 정격 전류일 수 있음)에 접근하는 20시부터 21시까지 어느 전주 콘센트부의 차단부를 선택하여 off하는 것으로 간주함}off 하여 충전 시간이 사용자가 선택한 시간(23시)에서 24시로 변경되는 것이다. 상기 스케줄링 정보는 요금 정보만을 기준으로 스케줄링한 예를 나타내고 있는 것으로 스케줄링 정보에서 충전 우선순위 선택을 요금 정보 기준 또는 충전 시간 기준 또는 충전 전력량 기준으로 설정할 수 있으며 상기 각 요소에 가중치를 주어서 충전 우선순위를 결정할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 전주 전주 콘센트부의 상세 구성도이다, 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 전주 전주 콘센트부(100)는 3상 4선식 전력선에 연결되는 AC 입력부(110)와, 상기 AC 입력부에 차단부 및 모드 전환부를 거쳐서 차단부 일측에 연결되는 완속 충전기(130)와, 상기 모드 전환부에 연결되는 급속 충전기(140)와, 상기 완속 충전기(130) 또는 급속 충전기(140)에 연결되는 전기 자동차 배터리(150)와, 충전기에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부(160)와, 공급전류, 공급 전압과 시간 정보를 기초로 자동차 배터리에 충전되는 충전 전력을 산정하는 충전 전력 산정부(170)와, 제어부에 시간 정보를 제공하는 타이머(180)와, 충전기의 전원 공급을 on 또는 off 하는 차단부(190)와, 차단부에 연결되어 완속 충전기 또는 급속 충전기로 모드를 전환하는 모드 전환부(120)와, 전류검출부에 의하여 검출되는 전류 정보 및 관리 서버로부터의 수신한 스케줄링 정보 및 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 저장하는 메모리부(115)와, 스마트 단말기와 통신하여 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 스마트 단말기로 전송하도록 제어하고, 관리서버로부터 수신한 스케줄링 정보를 기초로 전기 자동차 배터리에 충전을 하도록 제어하며 전류 검출부로 하여금 공급 전류를 측정하여 메모리부에 저장하도록 제어하고 공급전류와 공급 전압 및 시간정보를 기초로 충전 전력 산정부로 하여금 충전 전력을 산정하도록 제어하며 충전 전력 산정부에서 산정한 충전 전력량이 변전소 관리서버에서 수신한 충전 전력량(메모리부에 기 저장되어 있음)과 비교하여 일치하는 경우 차단부를 차단하도록 제어하는 제어부(125)와, 관리 서버, 스마트 단말기와 데이터 송수신을 하기 위한 통신 모뎀(135)으로 구성된 것임을 나타내고 있는 것이다. 상기와 같이 구성된 전주 콘센트부(100)는 사용자가 전기 자동차의 배터리 커넥터를 콘센트에 체결하고 스마트 단말기는 전주 콘센트부에서 수신된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부 고유 번호 정보에서 사용자가 선택하면 상기 선택된 정보와 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 및 스마트 단말기 번호 정보가 스마트 단말기를 통하여 변전소 관리 서버로 전송되며 스마트 단말기 번호 정보에 대한 인증과정을 거치고 변전소 관리 서버에서 인증이 되면 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하며, 동시에 전주 콘센트부는 관리 서버로부터 스케줄링 정보를 수신하고 제어부(125)에 의하여 차단부를 on하여 사용자가 선택한 충전 전력량만큼 자동차 배터리에 충전이 완료되면 차단부(190)를 off 하여 충전이 완료되는 것이다. 상기에서 충전 전력 산정부(170)는 공급 전류, 공급 전압 및 시간 정보를 기초로 하여 충전 전력을 산정하는 것으로 설명하였으나 AC 입력부에 연결되어 직접 충전 전력을 측정할 수도 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 적용하기 위한 변전소 관리 서버에 의한 전주 콘센트부의 원격 제어 실시 예 설명도 이다. 상기도 6에서 본 발명에 적용하기 위한 변전소 관리 서버에 의한 전주 콘센트부(100)의 원격 제어는 변전소 관리 서버와 전주 콘센트부가 전력선 통신 또는 무선 통신을 하며 전력선 통신을 하는 경우 상기 관리 서버에 연결 구성되고 이더넷 통신하는 게이트웨이(101)와 상기 게이트웨이와 RS232 통신을 하는 마스터 모뎀(102)으로 이루어지는 송수신부(450)와 상기 마스터 모뎀에 연결되는 3상 4선의 전력선(103)과, 상기 3상 4선의 전력선에 연결되며 통신 모뎀(135)을 구비한 전주 콘센트부로 구성되어 이루어지는 것이다. 또한, 상기 변전소 관리 서버(300)는 각 전주 콘센트부(100)의 고유 번호 정보와 각 세대에서 등록한 단말기 번호 정보를 저장하고 사용자가 충전하는 경우 스마트 단말기(200)를 통하여 사용자가 선택한 전주 콘센트부의 고유 번호 정보, 충전 전력량 정보, 충전 기간 정보, 요금 정보와 단말기 번호 정보를 수신하여 스케줄링 정보를 생성하고, 단말기 번호 정보를 인증한 후 해당 전주 콘센트부로 스케줄링 정보를 전송하여 스케줄링 정보에 따라 전기 자동차를 완속으로 충전할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 상기 전주 콘센트부(100)는 전기 자동차에 충전되는 동안 충전 전류를 센싱하고 통신 모뎀을 통하여 변전소 관리 서버로 전송하거나 충전 전력 산정부에서 산정된 충전 전력을 변전소 관리 서버로 전송하여 모니터링할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템을 이용한 전기 자동차 충전방법에 대한 제어흐름도이다. 상기도 6에서 본 발명 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템을 이용한 전기 자동차 충전방법은 각 전주 콘센트부의 고유 번호 정보와 사용자의 스마트 단말기 번호 정보를 등록받아 저장하는 단계(S11)와, 전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자가 스마트 단말기를 이용하여 전주 콘센트부로부터 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 수신하는 단계(S12)와, 스마트 단말기가 전주 콘센트부로부터 수신한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 표출하는 단계(S13)와, 사용자가 스마트 단말기의 입력 창을 통하여 원하는 충전 전력량 정보, 충전시간 정보 및 요금 정보를 선택하는 단계(S14)와, 스마트 단말기가 입력된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 정보 및 단말기 번호 정보를 변전소 관리 서버로 전송하는 단계(S15)와, 변전소 관리 서버가 수신한 단말기 번호 정보가 기등록하여 저장한 전화번호와 일치하는지 여부를 판단하는 단계(S16)와, 일치하는 경우 스마트 단말기로 인증 결과를 전송하는 단계(S17)와, 변전소 관리 서버가 다수의 전주 콘센트부에 대하여 충전 전력량 정보, 충전시간정보, 요금정보, 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 및 배전 선로 안전전류를 기초로 하여 스케줄링 정보를 생성하는 단계(S18)와, 변전소 관리 서버가 생성된 스케줄링 정보를 각 전주 콘센트부로 전송하는 단계(S19)와, 전주 콘센트부가 스케줄링 정보에 따라 전기 자동차 배터리를 충전하는 단계(S20)와, 전주 콘센트부의 충전전력 산정부가 충전 전력을 산정하는 단계(S21)와, 산정된 충전 전력이 변전소 관리 서버가 전송한 충전 전력과 일치하는지 여부를 비교하는 단계(S22)와, 비교 결과 일치하는 경우 전주 콘센트부의 차단부를 차단하여 충전을 종료하는 단계(S23)를 포함하여 이루어지는 것이다 또한 상기 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템을 이용한 전기 자동차 충전방법은 충전 완료 정보를 변전소 관리 서버로 전송하는 단계(S24)를 더 포함하여 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기 S16 단계에서 단말기 번호 정보가 일치하지 아니하는 경우 종료하는 것을 특징으로 하는 것이고, 상기 S22 단계에서 사용자가 요청한 충전 전력량이 충전되지 아니하는 경우 S20 단계로 이행되어 충전을 계속하며 단계 S21 이하로 이행하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기에서 S17 단계는 생략할 수 있는 것으로 S16 단계 다음에 S18 단계로 이어질 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기 S16 단계에서 전화 번호 정보를 인증하는 것으로 기술하였으나, 차종, 차량 번호 정보를 저장하였다가 인증 정보에 포함하여 추가로 인증할 수 있는 것이다. 또한, 상기에서 생성된 스케줄 정보는 배전 선로에 연결된 각 전주 콘센트부의 충전 우선 순위를 설정할 수 있는 것으로, 충전 요금이 큰 경우, 또는 충전 전력량이 큰 경우, 또는 충전 시간이 긴 경우를 우선순위로 설정하여 스케줄 정보를 생성할 수 있는 것이고, 충전 요금, 충전 전력량, 충전 시간 정보에 가중치를 부여하여 충전 우선 순위를 설정하여 스케줄 정보를 생성하여 각 콘센트부의 충전을 제어할 수 있는 것이다.
100 : 전주 콘센트부, 110 : AC 입력부,
160 : 전류 검출부, 180 : 타이머, 190 : 차단부, 200 : 스마트 단말기,
300 : 관리서버, 310 : 번호정보 DB,
340 : 번호 정보 판단부, 360 : 메인제어부,
400 : 인터넷망 또는 무선통신망

Claims (2)

  1. 전기 자동차 충전을 위한 배전선로 시스템에 설치되는 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템에 있어서,
    상기 전기 자동차 충전을 위한 배전선로 시스템에 설치되는 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템은,
    배전 선로의 전주에 설치되거나 또는 배전 선로에 연결되는 별도의 함체에 설치되고 전기 자동차와 연결되는 커넥터에 의하여 전기 자동차에 전원을 공급할 수 있는 것으로 각각이 고유 번호 정보를 가지고 있고 스마트 단말기와 근거리 통신을 하며 변전소의 관리서버와는 인터넷망 또는 무선통신망을 통하여 사용자가 선택한, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 전주 콘센트부의 차단부 off 시간 정보를 포함한 스케줄링 정보를 수신하여 저장하며 충전 전력을 산정하고 충전이 완료되면 전원 공급을 off 하는 것으로 스케줄링 정보에 포함된 시간대에 차단부를 off 하며, 사용자가 원하는 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보 등이 저장되어 있으며 스마트 단말기와의 통신을 하여 스마트 단말기로 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 정보를 전송하여 표출하도록 하는 것으로 3상 4선식 전력선에 연결되는 AC 입력부(110)와, 상기 AC 입력부에 차단부 및 모드 전환부를 거쳐서 차단부 일측에 연결되는 완속 충전기(130)와, 상기 모드 전환부에 연결되는 급속 충전기(140)와, 상기 완속 충전기(130) 또는 급속 충전기(140)에 연결되는 전기 자동차 배터리(150)와, 충전기에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부(160)와, 공급전류, 공급 전압과 시간 정보를 기초로 자동차 배터리에 충전되는 충전 전력을 산정하는 충전 전력 산정부(170)와, 제어부에 시간 정보를 제공하는 타이머(180)와, 충전기의 전원 공급을 on 또는 off 하는 차단부(190)와, 차단부에 연결되어 완속 충전기 또는 급속 충전기로 모드를 전환하는 모드 전환부(120)와, 전류검출부에 의하여 검출되는 전류 정보 및 관리 서버로부터의 수신한 스케줄링 정보 및 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 저장하는 메모리부(115)와, 스마트 단말기와 통신하여 다양한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 해당 전주 콘센트부의 고유 번호 정보를 스마트 단말기로 전송하도록 제어하고, 관리서버로부터 수신한 스케줄링 정보를 기초로 전기 자동차 배터리에 충전을 하도록 제어하며 전류 검출부로 하여금 공급 전류를 측정하여 메모리부에 저장하도록 제어하고 공급전류와 공급 전압 및 시간정보를 기초로 충전 전력 산정부로 하여금 충전 전력을 산정하도록 제어하며 충전 전력 산정부에서 산정한 충전 전력량이 변전소 관리서버에서 수신한 충전 전력량과 비교하여 일치하는 경우 차단부를 차단하도록 제어하는 제어부(125)와, 관리 서버, 스마트 단말기와 데이터 송수신을 하기 위한 통신 모뎀(135)으로 구성된 다수의 전주 콘센트부(100)와;
    상기 전주 콘센트부로부터 사용자가 선택할 수 있는 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 콘센트부의 고유 번호를 수신하여 표출하고 사용자로 하여금 입력창을 통하여 충전 전력량, 충전 시간, 요금 정보를 선택하도록 하며 사용자가 선택한 충전 전력량 정보, 요금 정보, 충전 시간 정보를 저장하고 저장된 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 전주 전주 콘센트부 고유 번호 정보와 함께 스마트 단말기 번호 정보를 변전소의 관리 서버로 전송하며 변전소의 관리 서버로부터 인증 결과 정보를 수신하는 스마트 단말기(200)와;
    전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자의 스마트 전화번호를 등록받아 저장하고 스마트 단말기로부터 수신되는 사용자 전화번호 정보, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 전주 콘센트부 고유 번호 정보를 저장하며 스마트 단말기로부터 수신한 사용자 전화번호 정보를 기등록하여 저장한 전화번호와 비교하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하며, 각 전주 콘센트부의 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금정보, 콘센트의 고유 번호 정보 및 배전 선로의 안전 전류를 기초로 하여 스케줄링 정보를 생성하고 생성된 스케쥴링 정보를 전주 콘센트부로 전송하여 전주 콘센트부로 하여금 접속된 전기 자동차를 스케줄링 정보에 기초하여 충전하도록 제어하는 변전소의 관리 서버(300);
    및 스마트 단말기 및 관리 서버를 네트워크로 연결하는 인터넷망 또는 유무선통신망(400)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전을 위한 배전선로 시스템에 설치되는 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버는,
    전기 자동차 소유주인 사용자가 충전시 충전 요금을 지불하기 위한 인증 정보로 사용하기 위하여 사용자로부터 등록받아 저장하는 전화번호 정보 DB(310)와;
    스마트 단말기로부터 수신하는 것으로 사용자가 충전을 위하여 선택한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 사용자 스마트 단말기 번호 정보를 수신하여 저장하고 사용자가 기등록하여 저장한 사용자 전화번호 정보와 비교하여 일치하는 전화번호 정보에 충전 전력량정보, 충전 시간 정보, 요금 정보를 매칭하여 누적으로 저장관리하는 사용자 충전 정보 DB(320)와;
    스마트 단말기로부터 수신한 각 콘센터부의 고유 번호 정보와 각 전주 콘센트부를 통하여 충전한 충전 전력량 정보 및 충전 시간 정보를 저장 관리하는 전주 콘센트부 DB(330)와;
    스마트 단말기로부터 수신되는 단말기 번호 정보와 기등록하여 저장한 전화번호 정보와의 일치 여부를 판단하는 번호 정보 판단부(340)와;
    다수의 전주 콘센트부와 전력선 통신 또는 무선 통신을 하고 스마트 단말기와 무선통신을 하기 위한 송수신부(350)와;
    스마트 단말기로부터 수신된 전주 콘센트부 고유 번호 정보, 충전전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보 및 배전 선로 안전 전류를 기초로 스케줄링 정보를 생성하는 스케줄링 정보 생성부(355);
    및 사용자 단말기 번호 정보를 등록받아 전화번호 정보 DB에 저장하도록 제어하고, 전주 콘센트부의 고유 번호 정보, 충전 전력량 정보 및 충전 시간 정보를 전주 콘센트부 DB에 저장하도록 제어하고, 스마트 단말기로부터 수신한 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센터부 고유 번호 정보 및 사용자 스마트 단말기 번호 정보를 사용자 충전 정보DB에 저장하도록 제어하고, 스마트 단말기로부터 수신한 단말기 번호 정보와 등록 저장된 전화번호에 대하여 번호 정보 판단부로 하여금 일치 여부를 판단하도록 하여 일치하는 경우 인증하고 인증 결과를 스마트 단말기로 전송하고, 충전 전력량 정보, 충전 시간 정보, 요금 정보, 콘센트 고유 번호 및 배전 선로 안전 전류를 기초로 스케줄링 정보 생성부로 하여금 스케줄링 정보를 생성하도록 제어하고 생성된 스케줄링 정보를 고유 번호에 해당하는 전주 콘센트부로 전송하여 자동차 배터리에 충전을 하도록 제어하는 메인 제어부(360)로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전을 위한 배전선로 시스템에 설치되는 다수의 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템.









KR1020170053494A 2017-04-26 2017-04-26 전기 자동차 충전을 위한 전주 콘센트부의 전력 공급을 스케줄링하는 배전 선로 시스템 KR101831408B1 (ko)

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CN113147455A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 西安杭爱山电子科技有限公司 一种基于虚拟软交换技术的充电桩配电增容系统
KR102324387B1 (ko) * 2020-12-17 2021-11-11 대성전력 (주) 배전선로에 설치된 공용 전기차 충전 및 전력량 정산 시스템
WO2023098262A1 (zh) * 2021-12-03 2023-06-08 厦门雅迅网络股份有限公司 一种电动车充电平衡控制方法和系统

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KR101654714B1 (ko) * 2015-06-02 2016-09-07 하충목 스마트폰을 이용한 전기자동차 양방향 충전 관리시스템 및 방법

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