KR101893834B1 - 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템 - Google Patents
전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템으로서, 태양광에 의해 생산되는 전력을 전력공급처로 공급하는 태양광 발전장치와, 태양광 발전장치의 생산전력량을 측정하는 제1 전자식 전력량계와, 전력공급처로부터 공급된 전력을 소비하는 복수개의 부하들이 구비되는 전력수요처의 사용전력량을 측정하는 제2 전자식 전력량계와, 태양광 발전장치의 전력 출력단과 전력수요처의 전력 입력단 사이에 연결되며, 전력수요처의 사용전력량에 따라 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력공급처 또는 전력수요처로 공급되도록 선택적인 전환 스위칭을 수행하는 전환 스위치장치와, 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 실시간으로 수집하는 전력량 정보수집장치와, 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량 초과여부에 따라 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 전력관리서버를 포함함으로써, 전력수요처의 전력사용 피크시기에 즉시 전력수요처의 부하에 태양광 발전을 공급하기 때문에, 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전기요금 절감을 위하여 태양광 발전을 전력수요처의 부하들로 전환하는 스위칭 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 우리나라의 전기에너지 소비는 1970년대부터 생활수준의 향상, 편리성의 추구 및 중간재 생산위주 에너지 다소비형 산업구조화로 꾸준한 증가세를 나타내고 있다.
1차 에너지인 유류 가격은 지속적으로 상승하여 발전비용은 증가하는데 비해, 이를 가공하여 생산되는 2차 에너지인 전기 판매단가는 최근에만 인상되었을 뿐 정부의 지속적인 동결로 가스나 유류 등에 비해 상대적으로 저렴한 상황이 지속되어 왔다.
한편, 실제 에너지 가격을 반영하지 못하는 전기요금으로 인해 나타나는 에너지 상대가격의 불균형은 각 경제주체들의 소비와 투자에 있어 왜곡된 신호를 주며 부작용을 낳고 있다.
예컨대, 국내 제조업에서는 전기요금의 상대적인 저렴함으로 에너지 다소비 산업을 중심으로 과잉설비투자가 발생하고 있다. 또한, 일반 건물에는 전기냉난방의 사용이 급증하고 있는데, 최근에는 가스나 유류를 사용하던 건물 난방이 점차 전기로 대체되는 에너지전환 수요도 급증하고 있다.
이에 따라, 전력수요는 매년 최고치를 갱신하여, 발전소를 계속 건설하여야하는 악순환이 나타나고 있다. 그러나, 최근 일본 원전사태 이후 원전에 대한 우리나라 국민의 불안감과 부품비리 등의 국내외적인 사건들로 인해, 대용량 발전소의 건설은 매우 어려운 실정이다.
더 큰 문제는 전력계통이 성장함에 따라 전기를 전송하는데 필수적인 송전선로 및 변전소 등의 건설이 환경문제와 지역적 민원문제 등으로 큰 어려움을 겪고 있다는 사실이다.
따라서, 최근에는 전력 공급측의 확충으로는 늘어나는 전력수요를 감당하기가 어려워 전력 수요측의 전력수요 조절로 전력수급문제를 해결하는 방안이 대두되고 있다. 이에 따라, 전력수요 관리가 점차 중요한 해결수단으로 각광받고 있다.
한편, 이러한 전력수요 관리에서는 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 기본요금을 산정하고, 이렇게 산정된 기본요금을 바탕으로 전기요금을 산정하고 있다.
그러나, 현재 이러한 전력수요 관리에서는 전력수요처의 최대수요전력량을 예측할 수 없으므로, 전력수요처의 사용전력량이 최대수요전력량을 초과하는 경우가 매월 발생하고 있다. 이는 기본요금의 증가로 인해 전기요금이 증가됨을 의미한다.
따라서, 기본요금을 효율적으로 줄여 전기요금을 더욱더 절감시킬 수 있는 전기요금 절감 시스템에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기본요금을 효율적으로 줄여 전기요금을 더욱더 절감시킬 수 있도록 한 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력관리서버를 통해 미리 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하고, 전자식 전력량계에서 실시간으로 측정된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 산출된 전력수요처의 목표사용전력량을 초과하는지 여부에 따라 별도로 설치된 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 함으로써, 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있도록 한 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력관리서버를 통해 미리 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하고, 전자식 전력량계에서 실시간으로 측정된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 산출된 전력수요처의 목표사용전력량을 초과하는지 여부에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공함으로써, 전력수요처의 관리자가 전력사용 피크시기에 즉시 전력수요처의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있도록 한 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력관리서버를 통해 전력수요처의 부하들을 부하별로 분류하고, 분류된 부하에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공함으로써, 분류된 부하에 따라 전력수요처의 관리자가 전력사용 피크시기에 전력수요처의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있도록 한 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력량 정보수집장치를 통해 전자식 전력량계로부터 주기적으로 전력수요처의 사용전력량 정보를 실시간으로 수집하여 전력관리서버로 전송한 후, 전력관리서버를 통해 실시간으로 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보를 기반으로 최대전력 발생 시점을 분석 및 예측하여 최대전력 발생 시점에 알람을 제공함으로써, 최대전력 발생 시점을 정확하게 예측할 수 있으며, 해당 전력수요처에게 자신의 전력 사용현황을 제공함과 아울러 적절한 전기요금 절감 방법에 대한 정보를 제공하여 전기 사용량 감축을 효과적으로 유도할 수 있도록 한 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 태양광에 의해 생산되는 전력을 전력공급처로 공급하는 태양광 발전장치; 상기 태양광 발전장치의 생산전력량을 측정하는 제1 전자식 전력량계; 전력공급처로부터 공급된 전력을 소비하는 복수개의 부하들이 구비되는 전력수요처의 사용전력량을 측정하는 제2 전자식 전력량계; 상기 태양광 발전장치의 전력 출력단과 전력수요처의 전력 입력단 사이에 연결되며, 전력수요처의 사용전력량에 따라 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력공급처 또는 전력수요처로 공급되도록 선택적인 전환 스위칭을 수행하는 전환 스위치장치; 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 실시간으로 수집하는 전력량 정보수집장치; 및 상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량 초과여부에 따라 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 전력관리서버를 포함하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 제1 전자식 전력량계는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 제2 전자식 전력량계는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 전력수요처의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
바람직하게, 상기 전력량 정보수집장치는, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 주기적으로 각각 전송하고, 각각 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 출력된 생산전력량 정보 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 실시간으로 수집할 수 있다.
바람직하게, 상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량 초과여부에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 전자식 전력량계는, 상기 태양광 발전장치와 전력공급처 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하는 전압검출모듈; 상기 태양광 발전장치와 전력공급처 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하는 전류검출모듈; 상기 전압검출모듈 및 상기 전류검출모듈로부터 각각 검출된 아날로그 전압신호 및 아날로그 전류신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환모듈; 상기 아날로그-디지털 변환모듈로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링이나 스펙트럼 분석의 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈; 상기 디지털 신호처리모듈로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 상기 태양광 발전장치의 생산전력량을 연산하고, 상기 연산된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 미리 설정된 생산 시간대별로 데이터베이스화하여 별도의 저장모듈에 저장되도록 제어하며, 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 저장모듈에 저장된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 독출하여 출력하는 기기 제어모듈; 및 상기 기기 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 상기 기기 제어모듈로 전달하며, 상기 기기 제어모듈로부터 출력된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 상기 전력량 정보수집장치로 전송하는 IR 통신모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 전자식 전력량계는, 전력수요처의 부하들로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하는 전압검출모듈; 전력수요처의 부하들로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하는 전류검출모듈; 상기 전압검출모듈 및 상기 전류검출모듈로부터 각각 검출된 아날로그 전압신호 및 아날로그 전류신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환모듈; 상기 아날로그-디지털 변환모듈로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링이나 스펙트럼 분석의 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈; 상기 디지털 신호처리모듈로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 전력수요처의 사용전력량을 연산하고, 상기 연산된 전력수요처의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및 부하 시간대별로 데이터베이스화하여 별도의 저장모듈에 저장되도록 제어하며, 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 저장모듈에 저장된 전력수요처의 사용전력량 정보를 독출하여 출력하는 기기 제어모듈; 및 상기 기기 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 상기 기기 제어모듈로 전달하며, 상기 기기 제어모듈로부터 출력된 전력수요처의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 상기 전력량 정보수집장치로 전송하는 IR 통신모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 전력량 정보수집장치는, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로 각각 송신하고, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 각각 출력된 생산전력량 정보 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 수신하는 IR 송수신모듈; 상기 IR 송수신모듈로부터 각각 수신된 적외선(IR) 신호를 제공받아 전기적인 신호로 변환하고, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을적외선(IR) 제어신호로 각각 변환하는 신호변환모듈; 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 타이머를 통해 주기적으로 상기 신호변환모듈로 전송되도록 제어하고, 상기 신호변환모듈로부터 변환된 전기적인 신호를 제공받아 이를 분석하여 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 추출하는 장치 제어모듈; 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 각각 추출된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 미리 설정된 통신 규격에 맞춰 디지털 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈; 및 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 상기 디지털 신호처리모듈로부터 디지털 신호처리된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 상기 전력관리서버로 전송하는 데이터 통신모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 IR 송수신모듈은, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계에 각각 구비된 IR 통신모듈에 영구자석을 이용한 탈부착 방식으로 결합되어 적외선(IR) 신호를 송수신할 수 있도록 IR 프로브(Probe)가 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 장치 제어모듈은, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 타이머를 통해 1분마다 상기 신호변환모듈로 전송되도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 통신모듈은, 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), UWB(Ultra Wideband) 또는 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 중 적어도 하나의 근거리 통신 방식 또는 무선 통신 방식을 이용하여 상기 전력관리서버와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
바람직하게, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 이용하여 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치의 전원 공급 상태, 동작 상태 또는 데이터 송수신 상태 중 적어도 하나의 상태정보를 시각적으로 표시하는 상태표시모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 수집된 전력수요처의 사용전력량을 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처의 최대수요전력량으로 산정하며, 상기 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 태양광 발전장치의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 실기간으로 수집하는 전력량 수집모듈; 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처의 평균사용전력량을 산출하는 평균사용전력량 산출모듈; 상기 평균사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처의 최대수요전력량으로 산정하는 최대수요전력량 산정모듈; 상기 최대수요전력량 산정모듈로부터 산정된 전력수요처의 최대수요전력량에서 미리 설정된 전력량만큼 감산하여 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 전력수요처의 목표사용전력량을 산출하는 목표사용전력량 산출모듈; 및 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 서버 제어모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 서버 제어모듈은, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 별도의 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 전력수요처에 구비된 복수개의 부하들은, 즉시 전력을 차단할 수 있는 제1 부하그룹과 일정시간이 지난 후 전력을 차단할 수 있는 제2 부하그룹으로 분리되어 이루어지며, 상기 서버 제어모듈은, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제1 부하그룹을 우선 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 상기 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 서버 제어모듈은, 전력수요처의 관리자에 의해 상기 제1 부하그룹이 우선 차단된 후, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제2 부하그룹을 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 상기 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 부하그룹은 조명 및 냉난방 부하로 이루어지며, 상기 제2 부하그룹은 공장의 생산에 직접적으로 관련된 부하로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 서버 제어모듈은, 소셜네트워크서비스(SNS), 단문문자메시지(SMS), 앱(App) 및 자동응답시스템(ARS) 중 적어도 하나를 통해 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알릴 수 있다.
바람직하게, 상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 상기 태양광 발전장치의 전력 발전현황과 전력수요처의 전력 사용현황을 실시간 모니터링할 수 있다.
바람직하게, 상기 전력관리서버는, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량보다 큰 상태에서 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량이 미리 설정된 기준 생산전력량보다 클 경우, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템에 따르면, 전력관리서버를 통해 미리 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하고, 전자식 전력량계에서 실시간으로 측정된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 산출된 전력수요처의 목표사용전력량을 초과하는지 여부에 따라 별도로 설치된 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 함으로써, 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력관리서버를 통해 미리 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하고, 전자식 전력량계에서 실시간으로 측정된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 산출된 전력수요처의 목표사용전력량을 초과하는지 여부에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공함으로써, 전력수요처의 관리자가 전력사용 피크시기에 즉시 전력수요처의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력관리서버를 통해 전력수요처의 부하들을 부하별로 분류하고, 분류된 부하에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공함으로써, 분류된 부하에 따라 전력수요처의 관리자가 전력사용 피크시기에 전력수요처의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전력수요처의 최대수요전력량을 이용하여 산정되는 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 줄일 수 있어 전기요금을 더욱더 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력량 정보수집장치를 통해 전자식 전력량계로부터 주기적으로 전력수요처의 사용전력량 정보를 실시간으로 수집하여 전력관리서버로 전송한 후, 전력관리서버를 통해 실시간으로 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보를 기반으로 최대전력 발생 시점을 분석 및 예측하여 최대전력 발생 시점에 알람을 제공함으로써, 최대전력 발생 시점을 정확하게 예측할 수 있으며, 해당 전력수요처에게 자신의 전력 사용현황을 제공함과 아울러 적절한 전기요금 절감 방법에 대한 정보를 제공하여 전기 사용량 감축을 효과적으로 유도할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 제1 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 제2 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력량 정보수집장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력관리서버를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력수요처의 사용전력량에 대해 계절별 및 부하 시간대별로 구분하여 나타낸 표이다.
도 7은 1년 동안 전력수요처에서 사용한 실시간 사용전력량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 전력수요처의 실시간 사용전력량 모니터링 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 제1 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 제2 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력량 정보수집장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력관리서버를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력수요처의 사용전력량에 대해 계절별 및 부하 시간대별로 구분하여 나타낸 표이다.
도 7은 1년 동안 전력수요처에서 사용한 실시간 사용전력량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 전력수요처의 실시간 사용전력량 모니터링 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 제1 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 제2 전자식 전력량계를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력량 정보수집장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력관리서버를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력수요처의 사용전력량에 대해 계절별 및 부하 시간대별로 구분하여 나타낸 표이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템은, 크게 태양광 발전장치(100), 제1 전자식 전력량계(200), 제2 전자식 전력량계(300), 전환 스위치장치(400), 전력량 정보수집장치(500) 및 전력관리서버(600) 등을 포함하여 이루어진다.
여기서, 태양광 발전장치(100)는 태양광에 의해 생산되는 전력을 전력공급처(10)로 공급 및 판매하거나 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급하는 장치로서, 일반적으로 태양으로부터의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 발전장치이다.
이러한 태양광 발전장치(100)의 핵심은 PN 접합구조를 가진 태양 전지(solar cell)에 있다. 태양 전지에 빛이 조사되어, 외부로부터 광자(photon)가 태양 전지의 내부로 흡수되면, 광자가 지닌 에너지에 의해 태양 전지의 내부에서 전자(electron)와 정공(hole)의 쌍(pair)이 생성된다.
이때, 생성된 전자-정공 쌍은 PN 접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 N형 반도체로 이동하고, 정공은 P형 반도체로 이동해서, 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 된다.
또한, 태양광 발전장치(100)는 다수의 태양 전지셀이 직렬 또는 병렬로 이루어진 다수개의 태양 전지모듈이 어레이 형태로 구성되고, 각 어레이가 연결되는 컨버터(Converter)로 구성된다. 이러한 태양광 발전장치(100)는 건물의 옥상이나 사람이 잘 다니지 않는 유휴지 등 필요한 지역 및 장소에 설치되어 무인으로 운영된다.
즉, 태양광 발전장치(100)는 태양광으로부터 에너지를 수집하여 전력을 생산하며 어레이 형태로 연결되는 다수의 태양 전지모듈과, 각각의 태양 전지모듈에 설치된 접속단자와, 다수의 접속단자에서 출력되는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하기 위한 인버터(Inverter)를 포함할 수 있다.
상기 접속단자는 각각의 태양 전지모듈의 배면에 전기적으로 연결되게 설치되고, 각각의 태양 전지모듈로부터 생산되는 전기적 에너지, 즉 전압과 전류를 수집하여 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전력으로 변환하는 인버터(Inverter)로 출력하며, 상기 인버터에 의해 변환된 교류(AC) 전력은 태양광 발전장치(100)에 연결된 전력공급처(10) 또는 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급된다.
이때, 상기 인버터는 도면에 구체적으로 도시되진 않았지만, 일반적으로 노이즈 필터와 인버터 회로를 포함하며, 입력된 직류(DC) 전력은 상기 노이즈 필터를 지나 상기 인버터 회로에 공급된다. 또한, 상기 인버터는 상기 교류(AC) 전력을 전력공급처(10) 또는 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 공급한다.
상기 인버터는 복수 개가 연결되는 구조로 형성될 수 있고, 이와 같이 복수 개로 이루어진 경우에는 서로 병렬 접속된다. 또한, 상기 인버터는 복수의 인터버용 스위칭 소자들(미도시)을 구비하고, 제어신호에 따라 상기 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하여 전력공급처(10) 또는 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 인가한다.
상기 인버터용 스위칭 소자들은 예컨대, 서로 직렬 연결된 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자가 한 쌍을 형성하고, 총 3쌍의 상암 및 하암 스위칭 소자가 병렬 연결되는 인버터 회로 구조일 수 있다. 또한, 상기 인버터는 상기 스위칭 소자를 구동하기 위한 제어모듈을 인버터마다 구비하는 것으로 구현될 수 있다.
이와 같이 구성된 태양광 발전장치(100)에는 전력 계통에서의 전기 에너지를 저장하는 전기 에너지 저장장치(Electric Energy Storage, EES)(미도시)를 포함할 수 있으며, 태양광 발전장치(100)에서 생성되는 전력을 배터리부(미도시)에 저장하고, 전력 계통의 전력 부족 시 공급해주는 장치로 비상용 예비 전원 등을 위해 사용될 수 있다.
이러한 상기 전기 에너지 저장장치(EES)에는, 태양광 발전장치(100)에서 발생하는 전기 에너지에 따라 전원을 충전하고, 상기 충전된 전원을 전력공급처(10) 또는 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 공급하는 배터리부(미도시)와, 태양광 발전장치(100)에서 발생하는 전기 에너지를 배터리 충전에 적합한 전원으로 전력 변환하고, 상기 배터리부가 원활하게 운영될 수 있도록 상기 배터리부의 전압, 전류 및 온도 등의 상태 정보를 모니터링(Monitoring)하고 제어하는 배터리 관리모듈(Battery Management System, BMS)(미도시) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배터리부는 태양광 발전장치(100)로부터 전력을 공급받아 충전된다. 또한, 상기 배터리부는 전력공급처(10)로 전력을 매전할 수 있으며, 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 전력을 공급할 수도 있다.
이러한 상기 배터리부는 각 단위 배터리 셀(Cell)이 다수 개로 직렬 및/또는 병렬 연결되어 형성되는 각 단위 배터리 어레이(Array)를 다수 개로 연결하여 구성한 것으로서, 상기 배터리 관리모듈(BMS)의 관리 제어 하에서 전력 변환된 직류(DC) 전원을 공급받아 충전한다.
상기 각 단위 배터리 셀은 충전 및 방전이 가능한 2차 전지이며, 중대형 전지로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 각 단위 배터리 셀은 니켈 카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납축전지, 니켈-수소 전지(nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 상기 배터리부에 구비된 각 단위 배터리 셀의 상태 정보를 모니터링(Monitoring) 함으로써, 상기 배터리 관리모듈(BMS)을 통해 각 단위 배터리 셀의 상태를 최적으로 유지 및 관리할 수 있다.
즉, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 상기 배터리부의 각 단위 배터리 셀이 최대 성능을 발휘하면서, 안전하게 사용될 수 있도록 제어하는 하드웨어(Hardware) 회로 및 펌웨어(Firmware)를 포함하는 것으로서, 예컨대, 셀 용량, 수명 예측, 셀 보호 등과 같은 상기 배터리부에 관련된 전반적인 동작을 관리 제어한다.
예를 들어, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 충전 상태(State Of Charge, SOC), 전지 상태(State Of Health, SOH)를 반영한 상기 배터리부의 충방전 제어를 수행할 수 있다. 또한, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 상기 배터리부의 온도를 제어함으로써 급격한 온도 상승으로 인해 상기 배터리부가 과열되는 문제를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 상기 배터리부의 전압, 전류, 온도를 검출하는 센싱 기능과, 이에 따른 과충전, 과방전, 과전류, 셀 밸런싱 여부, 충전 상태(SOC), 전지 상태(SOH) 등을 판단하는 마이크로 컴퓨터(Micro Computer), 상기 마이크로 컴퓨터의 제어 신호에 따라 충방전 금지, 퓨즈 용단, 냉각 등의 기능을 수행하는 보호 회로 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 관리모듈(BMS)은 전력 계통 즉, 태양광 발전장치(100)로부터 공급되는 출력 전원을 배터리 충전에 적합한 전원으로 변환하는 전력 변환부(Power Conditioning System, PCS)(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 상기 전력 변환부(PCS)는 대용량의 인버터(Inverter) 및 컨버터(Converter) 등을 이용하여 배터리의 직류(DC) 전원 시스템과 전력 계통의 교류(AC) 전원 시스템을 연계하여 배터리의 충전 및 방전을 수행할 수 있다.
한편, 전력공급처(10)는 일반적으로 전기를 생산 및 공급하는 전력공사와 같은 전력 계통(Power Grid)과, 상기 전력 계통 이외에 전기를 생산 및/또는 공급할 수 있는 수단을 포함하여 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 전기를 공급할 수 있는 모든 전력 공급원을 포함하는 의미로 사용된다.
그리고, 전력공급처(10)와 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)은 최근 대두되는 현대화된 전력기술과 정보통신기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미하는 스마트-그리드(Smart-Grid, 지능형 전력망)와 연계도 가능하다.
이때, 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)은 전력을 소비하는 공장, 상가, 가정 등의 최종 수용수단으로서 지역 배전용 전력케이블을 이용하여 다수의 변압기와 연결되어 전력을 공급받게 된다. 한편, 전력수요처(20)의 각 부하(R1 내지 RN)에서 동일한 전압이 유지될 수 있도록 각 부하(R1 내지 RN)는 서로 병렬로 연결됨이 바람직하다.
그리고, 제1 전자식 전력량계(200)는 태양광 발전장치(100)의 전력 출력단에 설치되어 있으며, 태양광 발전장치(100)에서 검출한 전류와 전압을 승산(곱셈)하고 이를 시간경과에 따라 누적하여 사용되는 일정 기간의 시간당 생산전력량을 계량하는 계량기기로서, 태양광 발전장치(100)에서 생산되는 생산전력량을 실시간으로 측정하는 기능을 수행한다.
또한, 제1 전자식 전력량계(200)는 외부 즉, 전력량 정보수집장치(500)로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.
이러한 제1 전자식 전력량계(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전압검출모듈(210), 전류검출모듈(220), 아날로그-디지털 변환모듈(230), 디지털 신호처리모듈(240), 저장모듈(250), 표시모듈(260), IR 통신모듈(270), 기기 제어모듈(280) 및 전원공급모듈(290) 등을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 제1 전자식 전력량계(200)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 제1 전자식 전력량계(200)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전압검출모듈(210)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 태양광 발전장치(100)와 전력공급처(10) 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하기 위한 모듈로서, 아날로그 전압신호를 검출하기 위하여 통상의 계기용 변성기(Potential Transformer, PT)를 구비할 수 있다.
전류검출모듈(220)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 태양광 발전장치(100)와 전력공급처(10) 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하기 위한 모듈로서, 아날로그 전류신호를 검출하기 위하여 통상의 변류기(Current Transformer, CT)를 구비할 수 있다.
아날로그-디지털 변환모듈(230)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 전압검출모듈(210) 및 전류검출모듈(220)로부터 각각 검출된 아날로그 전압 및 전류 값을 양자화(Quantization)된 디지털 신호로 변환하는 모듈로서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위하여 샘플-홀드(Sample-Hold) 회로 등이 사용될 수 있다. 이때, 입력된 아날로그 신호와 이산화(Description)된 디지털 신호는 선형성을 유지하여야 하며, 비트 에러를 최소화할 수 있도록 구성하여야 한다.
디지털 신호처리모듈(240)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 아날로그-디지털 변환모듈(230)로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링(Filtering)이나 스펙트럼 분석 등의 신호처리를 수행한다.
저장모듈(250)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 기기 제어모듈(280)로부터 연산된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 미리 설정된 계절별(예컨대, 여름철, 봄/가을철, 겨울철 등) 및/또는 생산 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다. 또한, 저장모듈(250)에는 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
이때, 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보는 예컨대, 기기의 이름, 기기의 비밀번호, 기기의 일련번호, 기기의 종류, 기기의 제조회사, 기기의 MAC(Media Access Control) 주소, 기기의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 기기의 모델 및 기기의 버전, 기기의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 기기의 인증 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.
또한, 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보는 예컨대, 태양광 발전장치(100)의 이름, 태양광 발전장치(100)의 비밀번호, 태양광 발전장치(100)의 일련번호, 태양광 발전장치(100)의 전력 종류, 태양광 발전장치(100)의 MAC(Media Access Control) 주소, 태양광 발전장치(100)의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 태양광 발전장치(100)의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 태양광 발전장치(100)의 인증 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.
이러한 저장모듈(250)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
표시모듈(260)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 기기 제어모듈(280)로부터 연산된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량을 누적하여 디스플레이 화면에 숫자 형태로 표시하는 기능을 수행한다.
이러한 표시모듈(260)은 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 레이저 형광 디스플레이(LPD), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1 전자식 전력량계(200)에 대한 각종 기능 설정을 비롯하여 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보, 고장관련 정보 및/또는 고장상태를 디스플레이(Display)할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.
IR 통신모듈(270)은 기기 제어모듈(280)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 기기 제어모듈(280)로 전달하는 기능을 수행한다.
또한, IR 통신모듈(270)은 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 기기 제어모듈(280)로부터 출력된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 전력량 정보수집장치(500)로 전송하는 기능을 수행한다.
이러한 IR 통신모듈(270)에는 적외선(IR) 신호를 송수신하기 위한 적어도 하나의 적외선(IR) 송신 발광 다이오드(LED)(271) 및 적외선(IR) 수신 포토 다이오드(Photo Diode)(272)와, 후술하는 전력량 정보수집장치(500)에 구비된 IR 송수신모듈(510)의 IR 프로브(Probe)(513)와 소정의 자력에 의해 탈부착 방식으로 결합될 수 있도록 영구자석(273) 등을 포함하는 IR 포트(Port)(274)를 구비할 수 있다.
기기 제어모듈(280)은 제1 전자식 전력량계(200)의 전체적인 제어를 수행하는 모듈로서, 디지털 신호처리모듈(240)로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 태양광 발전장치(100)의 생산전력량을 연산하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(280)은 상기 연산된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장모듈(250)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(280)은 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 저장모듈(250)에 저장된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 독출하여 IR 통신모듈(270)로 출력하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(280)은 저장모듈(250)에 저장된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 독출하여 IR 통신모듈(270)로 출력 시 저장모듈(250)에 미리 저장된 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보를 함께 전송함이 바람직하다.
전원공급모듈(290)은 제1 전자식 전력량계(200)를 구성하는 각 모듈 즉, 전압검출모듈(210), 전류검출모듈(220), 아날로그-디지털 변환모듈(230), 디지털 신호처리모듈(240), 저장모듈(250), 표시모듈(260), IR 통신모듈(270) 및 기기 제어모듈(280) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V 또는 380V 등)을 직류(DC) 전원(예컨대, DC 5V 또는 3.3V 등)으로 변환되도록 전원 트랜스, 정류회로, 정전 보상부 등을 구비하여 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리(Battery)로 구현할 수도 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Dignal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(Processors), 제어기(Controllers), 마이크로 컨트롤러(Micro-Controllers), 마이크로 프로세서(Microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 기기 제어모듈(280) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 저장모듈(250)에 저장되고, 기기 제어모듈(280)에 의해 실행될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 제1 전자식 전력량계(200)는 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 또는 위상각 정보 등을 실시간으로 획득, 저장 및 관리할 수 있다.
또한, 제1 전자식 전력량계(200)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보와 함께 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 전력량 정보수집장치(500)로 전송할 수 있다.
그리고, 제2 전자식 전력량계(300)는 가정 및 건물, 사무실, 공장 등의 전력을 사용하는 전력수요처(20)에 각각 설치되어 있으며, 해당 전력수요처(20)에서 검출한 전류와 전압을 승산(곱셈)하고 이를 시간경과에 따라 누적하여 사용되는 일정 기간의 시간당 사용전력량을 계량하는 계량기기로서, 전력을 소비하는 복수개의 부하들(R1 내지 RN)이 구비되는 전력수요처(20)의 사용전력량을 실시간으로 측정하는 기능을 수행한다.
또한, 제2 전자식 전력량계(300)는 외부 즉, 전력량 정보수집장치(500)로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.
이러한 제2 전자식 전력량계(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전압검출모듈(310), 전류검출모듈(320), 아날로그-디지털 변환모듈(330), 디지털 신호처리모듈(340), 저장모듈(350), 표시모듈(360), IR 통신모듈(370), 기기 제어모듈(380) 및 전원공급모듈(390) 등을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 제2 전자식 전력량계(300)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 제2 전자식 전력량계(300)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전압검출모듈(310)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하기 위한 모듈로서, 아날로그 전압신호를 검출하기 위하여 통상의 계기용 변성기(Potential Transformer, PT)를 구비할 수 있다.
전류검출모듈(320)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하기 위한 모듈로서, 아날로그 전류신호를 검출하기 위하여 통상의 변류기(Current Transformer, CT)를 구비할 수 있다.
아날로그-디지털 변환모듈(330)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 전압검출모듈(310) 및 전류검출모듈(320)로부터 각각 검출된 아날로그 전압 및 전류 값을 양자화(Quantization)된 디지털 신호로 변환하는 모듈로서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위하여 샘플-홀드(Sample-Hold) 회로 등이 사용될 수 있다. 이때, 입력된 아날로그 신호와 이산화(Description)된 디지털 신호는 선형성을 유지하여야 하며, 비트 에러를 최소화할 수 있도록 구성하여야 한다.
디지털 신호처리모듈(340)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 아날로그-디지털 변환모듈(330)로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링(Filtering)이나 스펙트럼 분석 등의 신호처리를 수행한다.
저장모듈(350)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 기기 제어모듈(380)로부터 연산된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별(예컨대, 여름철, 봄/가을철, 겨울철 등) 및 부하 시간대별(예컨대, 경부하시간대, 중부하시간대, 최대부하시간대 등)(도 6 참조)로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다. 또한, 저장모듈(350)에는 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 전력수요처(20)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
이때, 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보는 예컨대, 기기의 이름, 기기의 비밀번호, 기기의 일련번호, 기기의 종류, 기기의 제조회사, 기기의 MAC(Media Access Control) 주소, 기기의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 기기의 모델 및 기기의 버전, 기기의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 기기의 인증 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.
또한, 전력수요처(20)의 고유식별정보는 예컨대, 전력수요처(20)의 이름, 전력수요처(20)의 비밀번호, 전력수요처(20)의 일련번호, 전력수요처(20)의 전력 종류(예컨대, 저압, 고압, 일반용, 주택용, 산업용, 교육용, 심야전력용 등), 전력수요처(20)의 MAC(Media Access Control) 주소, 전력수요처(20)의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 전력수요처(20)의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 전력수요처(20)의 인증 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.
이러한 저장모듈(350)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
표시모듈(360)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 기기 제어모듈(380)로부터 연산된 전력수요처(20)의 사용전력량을 누적하여 디스플레이 화면에 숫자 형태로 표시하는 기능을 수행한다.
이러한 표시모듈(360)은 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 레이저 형광 디스플레이(LPD), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제2 전자식 전력량계(300)에 대한 각종 기능 설정을 비롯하여 전력수요처(20)의 사용전력량 정보, 고장관련 정보 및/또는 고장상태를 디스플레이(Display)할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.
IR 통신모듈(370)은 기기 제어모듈(380)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 기기 제어모듈(380)로 전달하는 기능을 수행한다.
또한, IR 통신모듈(370)은 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 기기 제어모듈(380)로부터 출력된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 전력량 정보수집장치(500)로 전송하는 기능을 수행한다.
이러한 IR 통신모듈(370)에는 적외선(IR) 신호를 송수신하기 위한 적어도 하나의 적외선(IR) 송신 발광 다이오드(LED)(371) 및 적외선(IR) 수신 포토 다이오드(Photo Diode)(372)와, 후술하는 전력량 정보수집장치(500)에 구비된 IR 송수신모듈(510)의 IR 프로브(Probe)(513)와 소정의 자력에 의해 탈부착 방식으로 결합될 수 있도록 영구자석(373) 등을 포함하는 IR 포트(Port)(374)를 구비할 수 있다.
기기 제어모듈(380)은 제2 전자식 전력량계(300)의 전체적인 제어를 수행하는 모듈로서, 디지털 신호처리모듈(340)로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 전력수요처(20)의 사용전력량을 연산하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(380)은 상기 연산된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장모듈(350)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(380)은 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 저장모듈(350)에 저장된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 독출하여 IR 통신모듈(370)로 출력하는 기능을 수행한다.
또한, 기기 제어모듈(380)은 저장모듈(350)에 저장된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 독출하여 IR 통신모듈(370)로 출력 시 저장모듈(350)에 미리 저장된 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 전력수요처(20)의 고유식별정보를 함께 전송함이 바람직하다.
전원공급모듈(390)은 제2 전자식 전력량계(300)를 구성하는 각 모듈 즉, 전압검출모듈(310), 전류검출모듈(320), 아날로그-디지털 변환모듈(330), 디지털 신호처리모듈(340), 저장모듈(350), 표시모듈(360), IR 통신모듈(370) 및 기기 제어모듈(380) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V 또는 380V 등)을 직류(DC) 전원(예컨대, DC 5V 또는 3.3V 등)으로 변환되도록 전원 트랜스, 정류회로, 정전 보상부 등을 구비하여 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리(Battery)로 구현할 수도 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Dignal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(Processors), 제어기(Controllers), 마이크로 컨트롤러(Micro-Controllers), 마이크로 프로세서(Microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 기기 제어모듈(380) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 저장모듈(350)에 저장되고, 기기 제어모듈(380)에 의해 실행될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 제2 전자식 전력량계(300)는 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 또는 위상각 정보 등을 실시간으로 획득, 저장 및 관리할 수 있다.
또한, 제2 전자식 전력량계(300)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 전력수요처(20)의 사용전력량 정보와 함께 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 실시간으로 전력량 정보수집장치(500)로 전송할 수 있다.
이때, 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력 정보는 변압기의 위험요소를 사전에 알 수 있는 정보로 활용될 수 있으며, 주파수 정보는 공급되는 전력의 품질을 알 수 있는 정보로 활용될 수 있다.
한편, 복수개의 부하들(R1 내지 RN)은 전력수요처(20)에 포함되어 구비될 수 있다. 여기서, 전력수요처(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하나로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개로도 이루어질 수도 있다.
그리고, 전력수요처(20)는 수요반응 또는 수요관리에 참여하거나, 참여할 수 있는 전기소비자(예컨대, 전력기기 또는 전력소비자 등)로서, 전력수요(또는 사용전력량)를 감축할 수 있는 주체이며, 수요자원(Demand Resources)이라 지칭할 수 있다.
이러한 전력수요처(20)는 매달 사용전력량에 따른 전기요금을 전력공급처(10)(예컨대, 한국전력공사 등)에게 제공할 수 있다. 그리고, 이러한 전력수요처(20)는 전기요금 중 기본요금을 줄일 수 있도록 컨설팅을 포함하는 서비스를 제공하는 부하관리사업자인 전력관리서버(600)측과 계약할 수 있고, 전력수요처(20)의 전기요금 중 기본요금이 줄어든 경우, 그에 상응하는 대가를 전력관리서버(600)측에게 제공할 수 있다.
또한, 복수개의 부하들(R1 내지 RN)은 전력을 소비할 수 다양한 부하들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 복수개의 부하들(R1 내지 RN)은 일반부하, 상업용부하, 교육용부하 및 산업용 부하 중 적어도 어느 하나의 부하를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전력을 소비할 수 있는 어떠한 부하라도 포함할 수 있다.
다른 예에서, 복수개의 부하들(R1 내지 RN)은 즉시 전력 즉, 이들로 공급되는 사용전력량을 차단할 수 있는 제1 부하그룹 및/또는 일정시간이 지난 후에 전력 즉, 이들로 공급되는 사용전력량을 차단할 수 있는 제2 부하그룹을 포함할 수 있다.
상기 제1 부하그룹은 예컨대, 조명부하, 냉난방부하 및 공장의 생산에 직접적으로 관련이 없는 부하 중 적어도 하나의 부하를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 공급되는 사용전력량이 즉시 차단되어도 무방한 부하라면 어떠한 부하라도 포함할 수 있다.
상기 제2 부하그룹은 공장의 생산에 직접적으로 관련된 부하를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 공급되는 사용전력량이 소정의 시간이 지난 후에 차단되어야 하는 부하라면 어떠한 부하라도 포함할 수 있다. 예컨대, 공장의 생산에 직접적으로 관련되어 있고, 공급되는 사용전력량이 소정의 시간이 지난 후에 차단될 수 있는 공장의 기계장치는 제2 부하그룹에 포함될 수 있다.
그리고, 전환 스위치장치(400)는 태양광 발전장치(100)의 전력 출력단과 전력수요처(20)의 전력 입력단 사이에 연결되어 있으며, 전력수요처(20)의 사용전력량에 따라 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 전력공급처(10) 또는 전력수요처(20)로 공급되도록 선택적인 전환 스위칭을 수행한다.
이러한 전환 스위치장치(400)는 전력관리서버(600)의 제어에 따라 동작되며, 예컨대, 진공 차단기(VCB), 고장구간 자동 개폐기(ASS), 부하 개폐기(LBS) 등의 모든 개폐기류, IGBT, GTO 등의 모든 전력전자 소자 스위치류, 각종 퓨즈류, 그리고 평판전극, 침전극, 구전극 등의 전극 스위치류 중 적어도 하나를 포함하여도 무방한 것이다.
그리고, 전력량 정보수집장치(500)는 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)와 적외선(IR) 통신 방식으로 연결되어 있으며, 전력관리서버(600)와 유/무선 통신 방식으로 연결되어 있다.
또한, 전력량 정보수집장치(500)는 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)로 각각 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령 및 전력수요처(10)의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 주기적으로 각각 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 전력량 정보수집장치(500)는 각각 전송된 특정 제어명령에 따라 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)로부터 출력된 생산전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(10)의 사용전력량 정보를 실시간으로 각각 수집하여 전력관리서버(600)로 전송하는 기능을 수행한다.
이러한 전력량 정보수집장치(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, IR 송수신모듈(510), 신호변환모듈(520), 디지털 신호처리모듈(530), 데이터 통신모듈(540), 장치 제어모듈(550) 및 전원공급모듈(560) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력량 정보수집장치(500)는 추가적으로 상태표시모듈(570) 및 저장모듈(580) 등을 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 전력량 정보수집장치(500)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 전력량 정보수집장치(500)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
IR 송수신모듈(510)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 제1 전자식 전력량계(200)로 송신하고, 전력수요처(20)의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 제2 전자식 전력량계(300)로 송신하며, 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)로부터 각각 출력된 생산전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 수신하는 기능을 수행한다.
이러한 IR 송수신모듈(510)에는 적외선(IR) 신호를 송수신하기 위한 적어도 하나의 적외선(IR) 송신 발광 다이오드(LED)(511) 및 적외선(IR) 수신 포토 다이오드(Photo Diode)(512)를 포함함과 아울러 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)에 구비된 IR 통신모듈(270 및 370)의 IR 포트(274 및 374)에 자력을 이용한 탈부착 방식으로 결합되어 적외선(IR) 신호를 송수신할 수 있도록 IR 프로브(Probe)(513)가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2 전자식 전력량계(200 및 300)의 IR 통신모듈(270 및 370)에 구비된 IR 포트(274 및 374)에 소정의 영구자석(273 및 373)을 구비하였지만, 이에 국한하지 않으며, 전력량 정보수집장치(500)의 IR 송수신모듈(510)에 구비된 IR 프로브(513)에 영구자석을 구비할 수도 있으며, IR 포트(274 및 374) 및 IR 프로브(513)의 양측에 소정의 인력이 작용되도록 서로 다른 극성을 갖는 자석을 구비할 수도 있다.
또한, 전력량 정보수집장치(500)의 IR 송수신모듈(510)에는 IR 프로브(513)로부터 수집된 적외선(IR) 신호를 RS-485 포트를 이용하여 데이터를 수신하거나, 신호변환모듈(520)로부터 변환된 적외선(IR) 제어신호를 RS-485 포트를 이용하여 데이터를 송신하는 직렬(Serial) 통신부(미도시)가 포함될 수 있다.
신호변환모듈(520)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 IR 송수신모듈(510)로부터 수신된 적외선(IR) 신호를 제공받아 전기적인 신호로 변환하여 장치 제어모듈(550)로 전달하고, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을적외선(IR) 제어신호로 각각 변환하여 IR 송수신모듈(510)로 전달하는 기능을 수행한다.
또한, 신호변환모듈(520)은 적외선(IR) 통신 방식으로 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보데이터를 DLMS(Device Language Message Specification) 프로토콜 규정에 맞추어 컨버팅(Converting)을 수행함이 바람직하다.
디지털 신호처리모듈(530)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 장치 제어모듈(550)을 통해 추출된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 미리 설정된 통신 규격(예컨대, TCP Socket 등)에 맞춰 디지털 신호처리를 수행한다.
데이터 통신모듈(540)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 디지털 신호처리모듈(530)로부터 디지털 신호처리된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보데이터를 전력관리서버(600)로 전송하는 기능을 수행한다.
이러한 데이터 통신모듈(540)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 예컨대, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), UWB(Ultra Wideband) 또는 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 중 적어도 하나의 근거리 통신 방식 또는 유/무선 통신 방식을 이용하여 전력관리서버(600)와 데이터 통신을 수행함이 바람직하다.
장치 제어모듈(550)은 전력량 정보수집장치(500)의 전체적인 제어를 수행하는 모듈로서, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 자체 또는 별도의 타이머(Timer)(미도시)를 통해 주기적으로 신호변환모듈(520)로 전송되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 장치 제어모듈(550)은 신호변환모듈(520)로부터 변환된 전기적인 신호를 제공받아 이를 분석하여 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 각각 추출하는 기능을 수행한다.
또한, 장치 제어모듈(550)은 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 자체 또는 별도의 타이머(Timer)를 통해 약 1분마다 신호변환모듈(520)로 전송되도록 제어함으로써, 후술하는 전력관리서버(600)에서 최대전력 발생 시점을 정확하게 예측 및 분석할 수 있는 효과가 있다.
전원공급모듈(560)은 전력량 정보수집장치(500)를 구성하는 각 모듈 즉, IR 송수신모듈(510), 신호변환모듈(520), 디지털 신호처리모듈(530), 데이터 통신모듈(540), 장치 제어모듈(550), 상태표시모듈(570) 및 저장모듈(580) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V 또는 380V 등)을 직류(DC) 전원(예컨대, DC 5V 또는 3.3V 등)으로 변환되도록 전원 트랜스, 정류회로, 정전 보상부 등을 구비하여 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리(Battery)로 구현할 수도 있다.
상태표시모듈(570)은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 이용하여 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)의 전원 공급 상태, 동작 상태 또는 데이터 송수신 상태 중 적어도 하나의 상태정보를 시각적으로 표시하는 기능을 수행한다.
또한, 상태표시모듈(570)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)의 각 상태정보를 서로 다른 색상으로 표시함이 바람직하다. 예컨대, 전력량 정보수집장치(500)의 전원 공급 상태를 적색(Red)으로 표시할 수 있고, 전력량 정보수집장치(500)의 동작 상태를 녹색(Green)으로 표시할 수 있으며, 전력량 정보수집장치(500)의 데이터 송수신 상태를 노랑(Yellow)으로 표시할 수 있다.
저장모듈(580)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 제1 전자식 전력량계(200)로부터 실시간으로 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다.
또한, 저장모듈(580)은 장치 제어모듈(550)의 제어에 따라 제2 전자식 전력량계(300)로부터 실시간으로 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다.
또한, 저장모듈(580)은 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 저장 시, 제1 전자식 전력량계(200)로부터 전송된 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보와 함께 데이터베이스(DB)화하여 저장함이 바람직하다.
또한, 저장모듈(580)은 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 저장 시, 제2 전자식 전력량계(300)로부터 전송된 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 전력수요처(20)의 고유식별정보와 함께 데이터베이스(DB)화하여 저장함이 바람직하다.
이러한 저장모듈(580)은 프로그램 메모리(Program Memory)와 데이터 메모리(Data Memory)를 포함할 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 전력량 정보수집장치(500)의 일반적인 동작을 제어하는 프로그램들을 저장한다.
또한, 상기 프로그램 메모리는 장치 제어모듈(550)의 제어 하에 IR 송수신모듈(510), 신호변환모듈(520), 디지털 신호처리모듈(530), 데이터 통신모듈(540), 상태표시모듈(570) 및 저장모듈(580) 등을 구동하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
상기 데이터 메모리는 전력량 정보수집장치(500)에서 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터를 저장한다. 이러한 데이터 메모리에는 예컨대, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 데이터베이스(DB)화하여 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터 메모리에는 예컨대, 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 데이터베이스(DB)화하여 저장될 수 있다.
또한, 저장모듈(580)의 데이터 메모리에는 제1 전자식 전력량계(200)로부터 전송된 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
또한, 저장모듈(580)의 데이터 메모리에는 제2 전자식 전력량계(300)로부터 전송된 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 전력수요처(20)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
즉, 저장모듈(580)에는 장치 제어모듈(550)을 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용되는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지할 수 있다.
이러한 저장모듈(580)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory type), 하드디스크 타입(Hard Disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Dignal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(Processors), 제어기(Controllers), 마이크로 컨트롤러(Micro-Controllers), 마이크로 프로세서(Microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 장치 제어모듈(550) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 별도의 저장모듈(580)에 저장되고, 장치 제어모듈(550)에 의해 실행될 수 있다.
그리고, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)와 유/무선 통신망(30)을 통해 연결되어 있으며, 이때, 유/무선 통신망(30)은 이더넷(Ethernet) 또는 이동 통신망 등으로 이루어짐이 바람직하며, 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망일 수 있으며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 와이파이(Wi-Fi), 와이기그(WiGig), 와이브로(Wireless Broadband Internet, Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등을 포함하는 차세대 무선망일 수 있다.
상기 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미하며, 전력관리서버(600)가 전력량 정보수집장치(500)에 접속될 수 있게 하는 환경을 제공한다. 한편, 상기 인터넷은 유선 또는 무선 인터넷일 수도 있고, 이외에도 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어망 일 수도 있다.
만약, 유/무선 통신망(30)이 이동 통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 상기 이동 통신망은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망, 5G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 이러한 유/무선 통신망(30)은 전력량 정보수집장치(500)와 전력관리서버(600) 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 수행한다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처(20)의 목표사용전력량 초과여부에 따라 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급되도록 전환 스위치장치(400)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처(20)의 목표사용전력량 초과여부에 따라 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 해당 전력수요처의 관리자 단말기(700)로 전송되도록 서비스를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 별도의 저장모듈(680)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 별도의 저장모듈(680)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 저장모듈(580)에 저장된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 독출하여 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)에 주기적으로 전송되도록 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 저장모듈(680)에 저장된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 독출하여 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)에 주기적으로 전송되도록 서비스를 제공할 수 있다.
이때, 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)는 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 적어도 어느 하나의 이동 단말 장치로 이루어짐이 바람직하며, 이외에도 개인용 컴퓨터(PC), 노트북 PC, 팜(Palm) PC, 모바일 게임기(Mobile play-station), 통신 기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC, 아이패드(iPad) 등 전력관리서버(600)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.
한편, 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)가 스마트폰으로 이루어질 경우, 상기 스마트폰은 일반 핸드폰(일명 피처폰(feature phone))과는 달리 사용자가 원하는 다양한 어플리케이션(Application) 프로그램을 다운로드받아 자유롭게 사용하고 삭제가 가능한 오픈 운영체제를 기반으로 한 폰(Phone)으로서, 일반적으로 사용되는 음성/영상통화, 인터넷 데이터통신 등의 기능뿐만 아니라, 모바일 오피스 기능을 갖춘 모든 모바일 폰 또는 음성통화 기능이 없으나 인터넷 접속 가능한 모든 인터넷폰 또는 테블릿 PC(Tablet PC)를 포함하는 통신기기로 이해함이 바람직하다.
이러한 스마트폰은 다양한 개방형 운영체제를 탑재한 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 상기 개방형 운영체제로는 예컨대, 노키아(NOKIA)사의 심비안, 림스(RIMS)사의 블랙베리, 애플(Apple)사의 아이폰, 마이크로소프트사(MS)의 윈도즈 모바일, 구글(Google)사의 안드로이드, 삼성전자의 바다 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 스마트폰은 개방형 운영체제를 사용하므로 폐쇄적인 운영체제를 가진 휴대폰과 달리 사용자가 임의로 다양한 어플리케이션 프로그램을 설치하고 관리할 수 있다.
즉, 전술한 상기 스마트폰은 기본적으로 제어부, 메모리부, 화면출력부, 키입력부, 사운드 출력부, 사운드 입력부, 카메라부, 무선망 통신모듈, 근거리 무선 통신모듈 및 전원 공급을 위한 배터리 등을 구비한다.
상기 제어부는 스마트폰의 동작을 제어하는 기능 구성의 총칭으로서, 적어도 하나의 프로세서와 실행 메모리를 포함하며, 스마트폰에 구비된 각 기능 구성부와 버스(BUS)를 통해 연결된다.
이러한 상기 제어부는 상기 프로세서를 통해 스마트폰에 구비되는 적어도 하나의 프로그램 코드를 상기 실행 메모리에 로딩하여 연산하고, 그 결과를 상기 버스를 통해 적어도 하나의 기능 구성부로 전달하여 스마트폰의 동작을 제어한다.
상기 메모리부는 스마트폰에 구비되는 비휘발성 메모리의 총칭으로서, 상기 제어부를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지한다. 상기 메모리부는 기본적으로 스마트폰의 운영체제에 대응하는 시스템 프로그램 코드와 시스템 데이터 셋트, 스마트폰의 무선 통신 연결을 처리하는 통신 프로그램 코드와 통신 데이터 셋트 및 적어도 하나의 응용프로그램 코드와 응용 데이터 셋트를 저장하며, 본 발명을 구현하기 위한 프로그램 코드와 데이터 셋트 역시 상기 메모리부에 저장된다.
상기 화면 출력부는 화면출력 장치(예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 장치)와 이를 구동하는 출력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 화면 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 화면출력 장치로 출력한다.
상기 키입력부는 적어도 하나의 키 버튼을 구비한 키 입력장치(또는 상기 화면 출력부와 연동하는 터치스크린 장치)와 이를 구동하는 입력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산을 명령하는 명령을 입력하거나, 또는 상기 제어부의 연산에 필요한 데이터를 입력한다.
상기 사운드 출력부는 사운드 신호를 출력하는 스피커와 상기 스피커를 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 사운드 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 스피커를 통해 출력한다. 상기 사운드 모듈은 상기 스피커를 통해 출력할 사운드 데이터를 디코딩(Decoding)하여 사운드 신호로 변환한다.
상기 사운드 입력부는 사운드 신호를 입력받는 마이크로폰과 상기 마이크로폰을 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 데이터를 상기 제어부로 전달한다. 상기 사운드 모듈은 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 신호를 엔코딩(Encoding)하여 부호화한다.
상기 카메라부는 광학부와 CCD(Charge Coupled Device)와 이를 구동하는 카메라 모듈로 구성되며, 상기 광학부를 통해 상기 CCD에 입력된 비트맵 데이터를 획득한다. 상기 비트맵 데이터는 정지 영상의 이미지 데이터와 동영상 데이터를 모두 포함할 수 있다.
상기 무선망 통신모듈은 무선 통신을 연결하는 통신 구성의 총칭으로서, 특정 주파수 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나, RF모듈, 기저대역모듈, 신호처리모듈을 적어도 하나 포함하여 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 무선 통신에 대응하는 연산 결과를 무선 통신을 통해 전송하거나, 또는 무선 통신을 통해 데이터를 수신하여 상기 제어부로 전달함과 동시에, 상기 무선 통신의 접속, 등록, 통신, 핸드오프의 절차를 유지한다.
또한, 상기 무선망 통신모듈은 CDMA/WCDMA 규격에 따라 이동 통신망에 접속, 위치등록, 호처리, 통화연결, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 이동 통신 구성을 포함한다. 한편, 당업자의 의도에 따라 상기 무선망 통신모듈은 IEEE 802.16 규격에 따라 휴대인터넷에 접속, 위치등록, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 휴대 인터넷 통신 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 무선망 통신모듈이 제공하는 무선 통신 구성에 의해 본 발명이 한정되지 아니함을 명백히 밝혀두는 바이다.
상기 근거리 무선 통신모듈은 일정 거리 이내에서 무선 주파수 신호를 통신매체로 이용하여 통신세션을 연결하는 근거리 무선 통신모듈로 구성되며, 바람직하게는 ISO 180000 시리즈 규격의 RFID 통신, 블루투스 통신, 와이파이 통신, 공중 무선 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 근거리 무선 통신모듈은 상기 무선망 통신모듈과 통합될 수 있다.
이와 같이 구성된 스마트폰은 무선 통신이 가능한 단말기를 의미하며, 스마트폰 이외에도 인터넷을 포함한 네트워크를 통하여 데이터의 송수신이 가능한 단말기라면 어떠한 장치라도 적용이 가능할 것이다. 즉, 상기 스마트폰은 단문 메시지 전송 기능과 네트워크 접속 기능을 가지는 노트북 PC, 태블릿 PC, 그 외에도 휴대 및 이동이 가능한 휴대 단말을 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처(20)의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처(20)의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정하며, 상기 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하는 기능을 수행한다. 한편, 전력관리서버(600)는 당월 전기요금 산정 시, 당월을 포함한 이전의 데이터베이스(DB)화된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 적용된 전기요금은 전력수요처(20)가 전력을 사용하는 대가로 부과되는 요금으로서, 기본요금, 전력사용량요금(또는 전력량요금, 사용량요금) 및 기타요금을 포함할 수 있다.
즉, 상기 전기요금은 아래의 식 1과 같이 기본요금과 전력사용량요금의 합계에 기타요금이 포함되어 산정될 수 있다. 여기서, 기타요금은 아래의 식 2를 이용하여 산정될 수 있다.
(식 1)
전기요금 = 기본요금 + 전력량사용량요금 + 기타요금
(식 2)
기타요금 = 역률요금 + 부가가치세 + 전력산업기반기금
상기의 식 1 및 식 2를 참조하면, 상기 전기요금은 전기공급방식 또는 계약종별에 따라 다르게 산정될 수 있다. 즉, 상기 전기요금은 전기 공급방식에 따라 저압 전기요금 또는 고압 전기요금 등을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전기요금은 계약종별에 따라 주택용(일 예로, 주거용 등) 전기요금, 일반용(일 예로, 공공용 또는 영업용 등) 전기요금, 산업용(일 예로, 광업용 또는 공업용 등) 전기요금, 교육용(일 예로, 학교 또는 박물관 등) 전기요금, 농사용(일 예로, 농업용 또는 어업용 등) 전기요금 또는 가로등(일 예로, 가로등 또는 보안등 등) 전기요금 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기요금은 월별 및 부하 시간대별로 다르게 산정될 수 있다. 또한, 전기요금은 전력공급처(10)(예컨대, 한국전력공사)와 부하관리 사업자인 전력관리서버(600) 또는 전력수요처(20)의 계약을 통해 미리 산정될 수 있다.
상기 기본요금은 전력공급처(10)가 전력수요처(20)에게 공급하기로 동의한 계약전력을 기준으로 산정될 수 있다. 즉, 상기 기본요금은 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량에 기반하여 산정된 미리 설정된 기본요금산정기간 중 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 이용하여 산정될 수 있다.
일 예에서, 전력관리서버(600)는 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용하여 검침 당월을 포함한 직전 12개월 중 7월, 8월, 9월 및 검침 당월에서 약 1분(또는 15분)마다 전력수요처(20)의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처(20)의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정할 수 있으며, 전력수요처(20)의 최대수요전력량에 기반하여 당월 전기요금 중 기본요금을 산정할 수 있다.
다른 예에서, 전력관리서버(600)는 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용하여 검침 당월을 포함한 직전 12개월 중 1월, 2월, 7월, 8월, 9월 및 검침 당월에서 약 1분(또는 15분)마다 전력수요처(20)의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처(20)의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정할 수 있으며, 전력수요처(20)의 최대수요전력량에 기반하여 당월 전기요금 중 기본요금을 산정할 수 있다.
또 다른 예에서, 전력관리서버(600)는 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용하여 검침 당월을 포함한 직전 12개월에서 약 1분(또는 15분)마다 전력수요처(20)의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처(20)의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정할 수 있으며, 전력수요처(20)의 최대수요전력량에 기반하여 당월 전기요금 중 기본요금을 산정할 수 있다.
또 다른 예에서, 전력관리서버(600)는 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량을 이용하여 검침 당월을 포함한 직전 12개월에서 최대인 전력수요처(20)의 사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정할 수 있으며, 전력수요처(20)의 최대수요전력량에 기반하여 당월 전기요금 중 기본요금을 산정할 수 있다.
또 다른 예에서, 전력관리서버(600)는 상술한 방법을 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 산정할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 당월 전기요금 중 기본요금을 효율적으로 산정할 수 있다면 어떠한 방법들이라도 이용하여 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 산정할 수 있다.
특히, 상기 미리 설정된 기본요금산정기간 및 이에 해당하는 특정 시간대는 상술한 기간 및 시간을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 효율적으로 산정할 수 있다면 기본요금산정기간 및 이에 해당하는 특정 시간대는 변형 실시가능하다.
상술한 바에 따르면, 상기 기본요금을 포함한 전기요금은 전력관리서버(600)에서 산정되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전력공급처(10)(예컨대, 한국전력공사)에서도 산정될 수 있다.
한편, 상기 전력량사용량요금은 당월 전력수요처(20)에서 사용하는 사용전력량에 대한 요금으로서, 당월 전력수요처(20)에서 사용한 사용전력량에 기반하여 매월마다 산정될 수 있다.
한편, 상기 기타요금 중 역률요금은 전력수요처(20)에 구비된 부하들(R1 내지 RN)의 역률이 미리 산정된 기준역률을 초과하는지 또는 미달하는지 여부에 따라 전력수요처(20)의 기본요금과 전력사용량요금의 합계에 가감되는 요금일 수 있다. 여기서, 기준역률은 약 90％일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 변경가능하다.
일 예에서, 상기 역률요금은 전력수요처(20)에 구비된 부하들(R1 내지 RN)의 역률이 미리 산정된 기준역률을 초과하는 경우, 전력수요처(20)의 기본요금과 전력사용량요금의 합계에 감산될 수 있다. 이에, 전력수요처(20)의 당월 전기요금은 역률요금만큼 감액될 수 있다.
다른 예에서, 상기 역률요금은 전력수요처(20)에 구비된 부하들(R1 내지 RN)의 역률이 미리 산정된 기준역률에 미달하는 경우, 전력수요처(20)의 기본요금과 전력사용량요금의 합계에 가산될 수 있다. 이에, 전력수요처(20)의 당월 전기요금은 역률요금만큼 추가될 수 있다.
한편, 상기 기타요금 중 부가가치세 및 전력산업기반기금은 법률에 의해 정해지는 요금일 수 있다. 현재, 부가가치세 세율은 약 10％이며, 전력산업기반기금은 기본요금과 전력사용량요금의 합계에 1천분의 37에 해당하는 요금이지만, 부가가치세 세율과 전력산업기반기금은 법률에 의해 변경될 수 있다.
이러한 전력관리서버(600)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전력량 수집모듈(610), 평균사용전력량 산출모듈(620), 최대수요전력량 산정모듈(630), 목표사용전력량 산출모듈(640), 데이터 통신모듈(650) 및 서버 제어모듈(660) 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력관리서버(600)는 추가적으로 표시모듈(670) 및 저장모듈(680) 등을 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 5에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 전력관리서버(600)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 전력관리서버(600)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전력량 수집모듈(610)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)로부터 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보데이터를 실시간으로 각각 수집하는 기능을 수행한다.
이러한 전력량 수집모듈(610)은 전력량 정보수집장치(500)의 데이터 통신모듈(540)과 유선 또는 무선 통신으로 연결되어, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보데이터를 실시간으로 각각 수집할 수 있도록 데이터 통신모듈(540)과 같은 통신모듈(미도시)이 구비됨이 바람직하지만 이에 국한하지 않으며, 후술하는 데이터 통신모듈(650)과 통합되어 구현될 수도 있다.
평균사용전력량 산출모듈(620)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보데이터를 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처(20)의 평균사용전력량을 산출하는 기능을 수행한다.
최대수요전력량 산정모듈(630)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 평균사용전력량 산출모듈(620)로부터 산출된 전력수요처(20)의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정하는 기능을 수행한다.
목표사용전력량 산출모듈(640)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 최대수요전력량 산정모듈(630)로부터 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량에서 미리 설정된 전력량만큼 감산하여 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 작은 전력수요처(20)의 목표사용전력량을 산출하는 기능을 수행한다.
데이터 통신모듈(650)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전환 스위치장치(400)의 동작을 위한 제어신호를 전환 스위치장치(400)로 직접 전송되도록 구현함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 전력량 정보수집장치(500)를 경유하여 전환 스위치장치(400)로 전송되도록 구현할 수도 있다.
또한, 데이터 통신모듈(650)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전력감축 알람신호를 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 통신모듈(650)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송할 수 있다.
또한, 데이터 통신모듈(650)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송할 수 있다.
서버 제어모듈(660)은 전력관리서버(600)를 전체적으로 제어하는 모듈로서, 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 목표사용전력량 산출모듈(640)로부터 산출된 전력수요처(20)의 목표사용전력량보다 크고 최대수요전력량 산정모듈(630)로부터 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 작은 경우, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급되도록 전환 스위치장치(400)의 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여 이를 전환 스위치장치(400), 데이터 통신모듈(650) 또는 전력량 정보수집장치(500) 중 적어도 하나로 전송되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 서버 제어모듈(660)은 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 목표사용전력량 산출모듈(640)로부터 산출된 전력수요처(20)의 목표사용전력량보다 크고 최대수요전력량 산정모듈(630)로부터 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 작은 경우, 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 데이터 통신모듈(650)을 통해 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 전력수요처(20)에 구비된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)은 즉시 전력을 차단할 수 있는 제1 부하그룹(바람직하게, 조명 및 냉난방 부하 등)과 일정시간이 지난 후 전력을 차단할 수 있는 제2 부하그룹(바람직하게, 공장의 생산에 직접적으로 관련된 부하 등)으로 분리되어 이루어질 수 있다.
이때, 서버 제어모듈(660)은 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 목표사용전력량 산출모듈(640)로부터 산출된 전력수요처(20)의 목표사용전력량보다 크고 최대수요전력량 산정모듈(630)로부터 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제1 부하그룹을 우선 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 데이터 통신모듈(650)을 통해 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송되도록 제어할 수 있다.
또한, 서버 제어모듈(660)은 전력수요처(20)의 관리자에 의해 상기 제1 부하그룹이 우선 차단된 후, 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 목표사용전력량 산출모듈(640)로부터 산출된 전력수요처(20)의 목표사용전력량보다 크고 최대수요전력량 산정모듈(630)로부터 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제2 부하그룹을 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 데이터 통신모듈(650)을 통해 미리 설정된 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송되도록 제어할 수도 있다.
표시모듈(670)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 수집된 각 태양광 발전장치(100)의 실시간 생산전력량을 비롯하여 각 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 해당 관리자가 용이하게 모니터링(Monitoring)할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행한다.
또한, 표시모듈(670)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 수집된 각 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량을 비롯하여 각 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 해당 관리자가 용이하게 모니터링(Monitoring)할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행한다.
이러한 표시모듈(670)은 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 레이저 형광 디스플레이(LPD), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전력관리서버(600)에 대한 각종 기능 설정을 비롯하여 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯한 각종 전력 품질 정보 등을 디스플레이(Display)할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.
저장모듈(680)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 각 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다.
또한, 저장모듈(680)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 수집된 각 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 제공받아 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 데이터베이스(DB)화하여 저장하는 기능을 수행한다.
또한, 저장모듈(680)은 각 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 생산 시간대별로 저장 시, 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 각 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 각 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보와 함께 데이터베이스(DB)화하여 저장함이 바람직하다.
또한, 저장모듈(680)은 각 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및/또는 부하 시간대별로 저장 시, 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 각 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 각 전력수요처(20)의 고유식별정보와 함께 데이터베이스(DB)화하여 저장함이 바람직하다.
이러한 저장모듈(680)은 프로그램 메모리(Program Memory)와 데이터 메모리(Data Memory)를 포함할 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 전력관리서버(600)의 일반적인 동작을 제어하는 프로그램들을 저장한다.
또한, 상기 프로그램 메모리는 서버 제어모듈(660)의 제어 하에 전력량 수집모듈(610), 평균사용전력량 산출모듈(620), 최대수요전력량 산정모듈(630), 목표사용전력량 산출모듈(640), 데이터 통신모듈(650), 표시모듈(670) 및 저장모듈(680) 등을 구동하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
상기 데이터 메모리는 전력관리서버(600)에서 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터를 저장한다. 이러한 데이터 메모리에는 예컨대, 각 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보를 비롯하여 각 태양광 발전장치(100)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 데이터베이스(DB)화하여 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터 메모리에는 예컨대, 각 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 비롯하여 각 전력수요처(20)에 포함된 복수개의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 각 상별 순시전력, 피크전력, 무효전력, 피상전력, 주파수 및/또는 위상각 정보 중 적어도 하나의 정보를 데이터베이스(DB)화하여 저장될 수 있다.
또한, 저장모듈(680)의 데이터 메모리에는 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 각 제1 전자식 전력량계(200)의 고유식별정보 및/또는 각 태양광 발전장치(100)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
또한, 저장모듈(680)의 데이터 메모리에는 각 전력량 정보수집장치(500)로부터 전송된 각 제2 전자식 전력량계(300)의 고유식별정보 및/또는 각 전력수요처(20)의 고유식별정보 등이 저장될 수 있다.
즉, 저장모듈(680)에는 서버 제어모듈(660)을 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용되는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지할 수 있다.
이러한 저장모듈(680)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory type), 하드디스크 타입(Hard Disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Dignal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(Processors), 제어기(Controllers), 마이크로 컨트롤러(Micro-Controllers), 마이크로 프로세서(Microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 서버 제어모듈(660) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 별도의 저장모듈(680)에 저장되고, 서버 제어모듈(660)에 의해 실행될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 전력관리서버(600)는 예컨대, 소셜네트워크서비스(SNS), 단문문자메시지(SMS), 앱(App) 및 자동응답시스템(ARS) 중 적어도 하나를 통해 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알릴 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 정보수집장치(500)로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량 정보 및 전력수요처(20)의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 태양광 발전장치(100)의 전력 발전현황과 전력수요처(20)의 전력 사용현황을 실시간 모니터링(Monitoring)할 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 미리 설정된 전력수요처(20)의 목표사용전력량보다 큰 상태에서, 전력량 수집모듈(610)로부터 수집된 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 미리 설정된 기준 생산전력량보다 클 경우, 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급되도록 전환 스위치장치(400)의 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 전력관리서버(600)는 유/무선 통신망(30)을 통해 전력공급처(10)(예컨대, 한국전력공사)의 서버(미도시)와 연결될 수 있으며, 전력공급처(10)의 서버로부터 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 제공받을 수 있다.
또한, 전력관리서버(600)는 전력공급처(10)의 서버에서 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 전력수요처(20)의 목표사용전력량을 산출할 수 있다. 즉, 전력관리서버(600)는 전력공급처(10)의 서버에서 산정된 전력수요처(20)의 최대수요전력량보다 크기가 미리 설정된 전력량만큼 작은 전력수요처(20)의 목표사용전력량을 산출할 수 있다.
여기서, 전력수요처(20)의 목표사용전력량은 전력관리서버(600)에서 산출될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전력수요처(20)의 관리자에 의해 설정되어 해당 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)에서 전력관리서버(600)로 유/무선 통신망(30)을 통해 전송될 수도 있다. 따라서, 전력수요처(20)의 목표사용전력량은 전력수요처(20)의 관리자에 의해 미리 설정된 정보일 수도 있다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력관리서버(600)의 표시모듈(670)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 표시모듈(670)은 서버 제어모듈(660)의 제어에 따라 서버 제어모듈(660)로부터 전송받은 데이터 및/또는 정보를 표시하는 적어도 하나의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이 패널은 서버 제어모듈(660)로부터 전송받은 데이터 및/또는 정보를 표시할 수 있다면, 어떠한 패널이라도 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널은 사용자의 입력을 제공받는 사용자 인터페이스를 포함하는 터치 패널을 포함할 수 있다.
예컨대, 서버 제어모듈(660)은 태양광 발전장치(100)의 실시간 생산전력량, 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량, 평균사용전력량, 최대수요전력량, 전기요금, 기본요금, 목표사용전력량, 전력감축 알람신호 상태, 관리자 단말기(700), 복수의 부하들(R1 내지 RN)에 관련된 상태 및 전력감축이행률 등과 관련된 정보들이 표시모듈(670)의 디스플레이 패널에 표시되도록 표시모듈(670)의 동작을 제어할 수 있다.
도 7은 1년 동안 전력수요처에서 사용한 실시간 사용전력량을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 가로축은 연월일시간을 나타내며, 세로축은 전력사용량kWh을 나타낸다. 그래프에서 알 수 있듯이, 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량은 겨울철(12월, 1월 및 2월) 및 여름철(7월, 8월 및 9월)에 높은 것으로 나타나고 있다. 특히, 전력수요처(20)의 실시간 전력사용량은 1월에 가장 높으며, 대략 3300kWh임을 알 수 있다.
따라서, 전기요금 중 기본요금은 제2 전자식 전력량계(300)에서 측정된 전력수요처(20)의 사용전력량에 기반하여 산정된 미리 설정된 기본요금산정기간 중 전력수요처(20)의 최대수요전력량을 이용하여 산정되기 때문에, 전력수요처(20)의 사용전력량 피크시기 즉, 겨울철(12월, 1월 및 2월) 및 여름철(7월, 8월 및 9월)에 해당하는 전력수요처(20)의 전력사용량을 관리할 수 있다면, 기본요금을 절감할 수 있어 전기요금을 절감할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 전력수요처의 실시간 사용전력량 모니터링 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 가로축은 연월일시간을 나타내며, 세로축은 전력사용량kWh을 나타낸다. 그래프에서 알 수 있듯이, 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량은 겨울철(12월, 1월 및 2월) 및 여름철(7월, 8월 및 9월)에 높은 것으로 나타나고 있다. 특히, 전력수요처(20)의 실시간 전력사용량은 1월에 가장 높으며, 대략 3300kWh임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템은 전력관리서버(600)를 통해 1월달의 전력수요처(20)의 사용전력량인 3300kWh을 전력수요처(20)의 최대수요전력량으로 산정할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템은, 전력관리서버(600)를 통해 전력수요처(20)의 최대수요전력량 3300kWh에서 미리 설정된 전력량 500kWh만큼 감산하여, 2800kWh를 전력수요처(20)의 목표사용전력량으로 산출할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템은, 전력관리서버(600)를 통해 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 전력수요처(20)의 목표사용전력량 2800kWh보다 크고 전력수요처(20)의 최대수요전력량 3300kWh보다 작은 경우, 즉 2013년 1월 1일(3300kWh), 1월 6일(3000kWh) 및 12월 15일(2900kWh)에 태양광 발전장치(100)의 생산전력량이 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)로 공급되도록 전환 스위치장치(400)의 동작을 제어한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템은, 전력관리서버(600)를 통해 전력수요처(20)의 실시간 사용전력량이 전력수요처(20)의 목표사용전력량 2800kWh보다 크고 전력수요처(20)의 최대수요전력량 3300kWh보다 작은 경우, 즉 2013년 1월 1일(3300kWh), 1월 6일(3000kWh) 및 12월 15일(2900kWh)에 전력수요처(20)의 부하들(R1 내지 RN)에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하고, 상기 생성된 전력감축 알람신호를 미리 설정된 전력수요처(20)의 관리자 단말기(700)로 전송할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 태양광 발전장치,
200 : 제1 전자식 전력량계,
300 : 제2 전자식 전력량계,
400 : 전환 스위치장치,
500 : 전력량 정보수집장치,
600 : 전력관리서버,
700 : 전력수요처의 관리자 단말기
200 : 제1 전자식 전력량계,
300 : 제2 전자식 전력량계,
400 : 전환 스위치장치,
500 : 전력량 정보수집장치,
600 : 전력관리서버,
700 : 전력수요처의 관리자 단말기
Claims (21)
- 태양광에 의해 생산되는 전력을 전력공급처로 공급하는 태양광 발전장치;
상기 태양광 발전장치의 생산전력량을 측정하는 제1 전자식 전력량계;
전력공급처로부터 공급된 전력을 소비하는 복수개의 부하들이 구비되는 전력수요처의 사용전력량을 측정하는 제2 전자식 전력량계;
상기 태양광 발전장치의 전력 출력단과 전력수요처의 전력 입력단 사이에 연결되며, 전력수요처의 사용전력량에 따라 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력공급처 또는 전력수요처로 공급되도록 선택적인 전환 스위칭을 수행하는 전환 스위치장치;
상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 실시간으로 수집하는 전력량 정보수집장치; 및
상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량 초과여부에 따라 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 전력관리서버를 포함하되,
상기 제1 전자식 전력량계는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력하는 기기로서, 상기 태양광 발전장치와 전력공급처 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하는 전압검출모듈과, 상기 태양광 발전장치와 전력공급처 사이에 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하는 전류검출모듈과, 상기 전압검출모듈 및 상기 전류검출모듈로부터 각각 검출된 아날로그 전압신호 및 아날로그 전류신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환모듈과, 상기 아날로그-디지털 변환모듈로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링이나 스펙트럼 분석의 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈과, 상기 디지털 신호처리모듈로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 상기 태양광 발전장치의 생산전력량을 연산하고, 상기 연산된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 미리 설정된 생산 시간대별로 데이터베이스화하여 별도의 저장모듈에 저장되도록 제어하며, 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 저장모듈에 저장된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 독출하여 출력하는 기기 제어모듈과, 상기 기기 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 상기 기기 제어모듈로 전달함과 아울러 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 상기 기기 제어모듈로부터 출력된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 상기 전력량 정보수집장치로 전송하는 IR 통신모듈을 포함하며,
상기 제2 전자식 전력량계는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 입력된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 측정된 전력수요처의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 출력하는 기기로서, 전력수요처의 부하들로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전압신호를 검출하는 전압검출모듈과, 전력수요처의 부하들로 연결되는 전력선으로부터 아날로그 전류신호를 검출하는 전류검출모듈과, 상기 전압검출모듈 및 상기 전류검출모듈로부터 각각 검출된 아날로그 전압신호 및 아날로그 전류신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환모듈과, 상기 아날로그-디지털 변환모듈로부터 변환된 디지털 전압 및 전류 값을 전력량으로 연산할 수 있도록 필터링이나 스펙트럼 분석의 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈과, 상기 디지털 신호처리모듈로부터 신호처리된 전압 및 전류 값을 이용하여 전력수요처의 사용전력량을 연산하고, 상기 연산된 전력수요처의 사용전력량 정보를 미리 설정된 계절별 및 부하 시간대별로 데이터베이스화하여 별도의 저장모듈에 저장되도록 제어하며, 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 저장모듈에 저장된 전력수요처의 사용전력량 정보를 독출하여 출력하는 기기 제어모듈과, 상기 기기 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치로부터 전송된 적외선(IR) 제어신호를 수신 및 분석하여 특정 제어명령을 추출하고, 상기 추출된 특정 제어명령을 상기 기기 제어모듈로 전달함과 아울러 상기 추출된 특정 제어명령에 따라 상기 기기 제어모듈로부터 출력된 전력수요처의 사용전력량 정보를 적외선(IR) 신호로 변환하여 상기 전력량 정보수집장치로 전송하는 IR 통신모듈을 포함하며,
상기 전력량 정보수집장치는, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 주기적으로 각각 전송하고, 각각 전송된 특정 제어명령에 따라 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 출력된 생산전력량 정보 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 실시간으로 수집하는 장치로서, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 포함하는 적외선(IR) 제어신호를 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로 각각 송신하고, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계로부터 각각 출력된 생산전력량 정보 및 사용전력량 정보를 갖는 적외선(IR) 신호를 각각 수신하는 IR 송수신모듈과, 상기 IR 송수신모듈로부터 각각 수신된 적외선(IR) 신호를 제공받아 전기적인 신호로 변환하고, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 적외선(IR) 제어신호로 각각 변환하는 신호변환모듈과, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 타이머를 통해 주기적으로 상기 신호변환모듈로 전송되도록 제어하고, 상기 신호변환모듈로부터 변환된 전기적인 신호를 제공받아 이를 분석하여 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 각각 추출하는 장치 제어모듈과, 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 각각 추출된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 미리 설정된 통신 규격에 맞춰 디지털 신호처리를 수행하는 디지털 신호처리모듈과, 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 상기 디지털 신호처리모듈로부터 디지털 신호처리된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 상기 전력관리서버로 전송하는 데이터 통신모듈을 포함하며,
상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량 초과여부에 따라 전력수요처의 부하들에 대한 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 삭제
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- 제1 항에 있어서,
상기 IR 송수신모듈은, 상기 제1 및 제2 전자식 전력량계에 각각 구비된 IR 통신모듈에 영구자석을 이용한 탈부착 방식으로 결합되어 적외선(IR) 신호를 송수신할 수 있도록 IR 프로브(Probe)가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 장치 제어모듈은, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 수집 및 전력수요처의 사용전력량 정보 수집을 위한 특정 제어명령을 각각 생성하여 타이머를 통해 1분마다 상기 신호변환모듈로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 데이터 통신모듈은, 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), UWB(Ultra Wideband) 또는 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 중 적어도 하나의 근거리 통신 방식 또는 무선 통신 방식을 이용하여 상기 전력관리서버와 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 이용하여 상기 장치 제어모듈의 제어에 따라 상기 전력량 정보수집장치의 전원 공급 상태, 동작 상태 또는 데이터 송수신 상태 중 적어도 하나의 상태정보를 시각적으로 표시하는 상태표시모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 수집된 전력수요처의 사용전력량을 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처의 평균사용전력량을 산출하고, 상기 산출된 전력수요처의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처의 최대수요전력량으로 산정하며, 상기 산정된 전력수요처의 최대수요전력량을 기준으로 미리 설정된 전력량만큼 작게 목표사용전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력관리서버는,
상기 전력량 정보수집장치로부터 태양광 발전장치의 생산전력량 정보데이터 및 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 실기간으로 수집하는 전력량 수집모듈;
상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 사용전력량 정보데이터를 이용하여 당월 전기요금 중 기본요금 산정을 위한 미리 설정된 기본요금산정기간에 해당하는 특정 시간대마다 전력수요처의 평균사용전력량을 산출하는 평균사용전력량 산출모듈;
상기 평균사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 평균사용전력량 중 최대인 평균사용전력량을 전력수요처의 최대수요전력량으로 산정하는 최대수요전력량 산정모듈;
상기 최대수요전력량 산정모듈로부터 산정된 전력수요처의 최대수요전력량에서 미리 설정된 전력량만큼 감산하여 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 전력수요처의 목표사용전력량을 산출하는 목표사용전력량 산출모듈; 및
상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 서버 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제14 항에 있어서,
상기 서버 제어모듈은, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 전력감축 알람신호를 생성하여 별도의 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제15 항에 있어서,
전력수요처에 구비된 복수개의 부하들은, 즉시 전력을 차단할 수 있는 제1 부하그룹과 일정시간이 지난 후 전력을 차단할 수 있는 제2 부하그룹으로 분리되어 이루어지며,
상기 서버 제어모듈은, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제1 부하그룹을 우선 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 상기 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제16 항에 있어서,
상기 서버 제어모듈은, 전력수요처의 관리자에 의해 상기 제1 부하그룹이 우선 차단된 후, 상기 전력량 수집모듈로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 상기 목표사용전력량 산출모듈로부터 산출된 전력수요처의 목표사용전력량보다 크고 전력수요처의 최대수요전력량보다 작은 경우, 상기 제2 부하그룹을 차단하라는 전력감축 알람신호를 생성하여 상기 데이터 통신모듈을 통해 미리 설정된 전력수요처의 관리자 단말기로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제16 항에 있어서,
상기 제1 부하그룹은 조명 및 냉난방 부하로 이루어지며, 상기 제2 부하그룹은 공장의 생산에 직접적으로 관련된 부하로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제15 항에 있어서,
상기 서버 제어모듈은, 소셜네트워크서비스(SNS), 단문문자메시지(SMS), 앱(App) 및 자동응답시스템(ARS) 중 적어도 하나를 통해 전력수요처의 부하들에 대한 실시간 사용전력량 감축을 알리는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 실시간으로 각각 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량 정보 및 전력수요처의 사용전력량 정보를 제공받아 이를 기반으로 상기 태양광 발전장치의 전력 발전현황과 전력수요처의 전력 사용현황을 실시간 모니터링하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 전력관리서버는, 상기 전력량 정보수집장치로부터 수집된 전력수요처의 실시간 사용전력량이 미리 설정된 전력수요처의 목표사용전력량보다 큰 상태에서 상기 전력량 정보수집장치로부터 수집된 태양광 발전장치의 생산전력량이 미리 설정된 기준 생산전력량보다 클 경우, 상기 태양광 발전장치의 생산전력량이 전력수요처의 부하들로 공급되도록 상기 전환 스위치장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 절감을 위한 태양광 발전 전환 스위칭 시스템.
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