KR101904831B1

KR101904831B1 - 지능형 건물 관리 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101904831B1
Application number: KR1020180047675A
Authority: KR
Inventors: 이헌
Original assignee: 이헌
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-12-05

Abstract

본 발명은 지능형 건물 관리 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리 장치, 전력 공급 장치, 데이터베이스, 관리 서버를 포함하고, 상기 관리 서버는 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 산출하고, 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 전력 사용 예정일에 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출하고, 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하고, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전하고, 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하고, 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템이 제공될 수 있다.

Description

지능형 건물 관리 시스템 및 그 제어 방법{INTELLGENT BUILDING MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 지능형 건물 관리 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물 사용자에게 자동적으로 관리비를 청구하는 한편 지능형 건물 관리를 통해 건물에서 소모되는 에너지를 효율적으로 저장 및 활용하는 방식에 관한 것이다.

정보 통신 기술의 발달에 따라 건물을 관리하거나 운영하기 위한 관리 시스템을 날로 진화되고 있다. 기존의 방식에 따르면, 건물 이용자(또는 건물의 개별 임대 공간의 임차인/입주인)에게 부과되는 관리비의 측정을 위해 검침원이 가스, 전기, 수도의 이용량을 확인하기 위해 일일이 임차인을 방문하거나, 건물 이용자가 자체적으로 이용한 가스, 전기, 수도의 사용량을 점검표에 기재해야 하는 불편함이 있었다. 에너지 관리의 측면에서, 건물 관리인은 건물 이용자에게 별도의 혜택을 주거나 에너지 이용과 관련된 가이드를 전혀 제공하지 않았으며, 상기 혜택 및 가이드를 주기 위한 도구, 시설, 서비스가 전혀 존재하지 않았다. 건물 관리인의 입장에서는 건물 이용자에게 계약에 따른 개별 공간(또는 임대 공간)을 제공하고 그에 따른 대가로 전세금, 보증금, 월세와 가스, 전기, 수도 공과금 등이 포함된 관리비만 수령하면 될 뿐이었다.

하지만 지능형 서비스 및 시스템의 개념이 확산되면서 전술한 건물의 관리를 자동화, 무인화 하는 시도가 증가되고 있다. 이에 더하여 건물 자체 및 건물의 개별 공간에서 이용되는 에너지의 효율적인 제공 또는 활용을 위한 다양한 정보 통신 기술이 적용되고 있다. 예를 들어, IoT 개념이 접목된 스마트 계량 시스템, 전력 수요 예측에 따른 전력 공급 시스템, 스마트 그리드 등의 기술들이 등장하였으며, 새로 지어지는 건물에 상기 기술들이 반영되고 있다.

하지만, 아직까지는 대부분의 건물 관리 시스템이 관리인/임대인/임차인/입주인 사이의 커뮤니티 기능을 제공하거나 단순하게 관리비를 온라인으로 청구하는 정도에 그치고 있으며, 효율적인 에너지의 제공 및 관리의 관점에서 아직은 관련 기술이 걸음마 단계에 불과하다고 볼 수 있다. 따라서, 이에 대한 추가적인 기술 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 기본적인 건물 관리 시스템을 제공하는 한편 효율적인 에너지의 저장 및 제공을 위한 지능형 건물 관리 시스템을 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 임대 공간을 포함하는 건물의 관리 시스템에 있어서, 전력을 충전하는 배터리 장치; 상기 배터리 장치에 저장된 전력을 상기 각 임대 공간에 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량을 측정하는 전력 공급 장치; 상기 전력 공급 장치를 통해 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집하는 데이터베이스; 상기 관리 시스템의 각 장치의 작동을 제어하고, 상기 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하고, 상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출하고, 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하고, 상기 베터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전하고, 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하고, 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송하는 관리 서버를 포함하되, 상기 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 배터리 사용량 산정 기준일을 기준으로 시간상 가장 인접한 기 설정된 일 수 동안 상기 데이터베이스에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량을 산출하고, 상기 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 전력량의 평균 값에 기 설정된 예비 사용 시간을 곱한 값만큼의 전력량을 상기 목표 충전량의 최소값으로 설정한다.

여기서, 상기 각 임대 공간에 공급된 수도량을 측정하는 수도량 계측 장치; 및 상기 각 임대 공간에 공급된 가스량을 측정하는 가스량 계측 장치를 더 포함하고, 상기 관리 서버는, 상기 각 임대 공간에 공급된 수도량의 측정 값에 기초하여 수도 요금을 산출하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 가스량의 측정 값에 기초하여 가스 요금을 산출하며, 상기 관리비에 관한 정보는 상기 수도 요금 값과 상기 가스 요금 값을 더 포함한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하고, 상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세를 연도마다 산출하고, 연도 별 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 보정한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 요일 별 평균 전력 사용량의 변화에 관한 정보를 상기 각 임대 공간마다 산출하고, 상기 요일 별 평균 전력 사용량의 변화에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 보정한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 전력 사용 예정일에 상기 임대 공간에 공급된 전력량이 상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기 설정된 계수를 적용한 전력 사용량 이상인 임대 공간의 임차인의 단말로 전력의 과다 사용을 나타내는 경고 메시지를 전송한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 외부 네트워크로부터 상기 각 임대 공간의 임차인이 설정한 환경 설정 파라미터를 더 수신하고, 상기 환경 설정 파라미터에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출하되, 상기 환경 설정 파라미터는 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 조도 및 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 실내 온도를 포함한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 조도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 조명의 전력 소모량을 예측하고, 상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측하고, 상기 예측된 조명의 전력 소모량 및 상기 예측된 냉난방 시설의 전력 소모량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 외부 네트워크로부터 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보를 더 수신하고, 상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 조도 및 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 점등 여부, 조명의 조도 및 조명의 작동 시간을 산출하고, 상기 조명의 점등 여부, 상기 조명의 조도 및 상기 조명의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 전력 소모량을 예측한다.

여기서, 상기 전력 사용 예정일 날씨에 관한 정보는 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보를 더 포함하고, 상기 관리 서버는, 상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도 및 상기 전력 사용 예정일의 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간을 산출하고, 상기 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측한다.

여기서, 상기 목표 충전량은 상기 건물의 공용 시설을 운영하기 위한 전력량 및 비상 상황에 대비하기 위한 전력량인 예비 전력량을 더 포함한다.

여기서, 상기 관리 서버는, 상기 데이터베이스에 수집된 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 전력 사용 예정일이 속하는 연도의 직전 해의 연 평균 전력 사용량 및 월 별 평균 전력 사용량을 산출하고, 평균 전력 사용량이 상기 연 평균 전력 사용량에 기 설정된 한계 계수를 적용한 전력량 이상인 월을 전력 과사용 월로 판별하되, 상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되지 않는 경우 상기 예비 전력량은 기 설정된 최소 예비 전력량으로 설정된다.

여기서, 상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되는 경우, 상기 직전 해의 전력 과사용월의 전력 사용량의 평균 값에 대하여 기 설정된 과사용 대비 비율을 적용한 전력량이 상기 예비 전력량으로 설정된다.

여기서, 0 이상 정수 k, 자연수 N, 1 이상 N 이하 자연수 L에 대하여, 상기 배터리 장치는 N 개의 배터리 모듈을 포함하고, 상기 관리 서버는 k * N + L 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 L 배터리 모듈에 전력을 충전한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 임대 공간을 포함하는 건물의 관리 시스템의 제어 방법에 있어서, 데이터베이스가 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집하는 단계; 관리 서버가 상기 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하는 단계; 상기 관리 서버가 상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출하는 단계; 상기 관리 서버가 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하는 단계; 상기 관리 서버가 상기 베터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전하는 단계; 상기 관리 서버가 전력 공급 장치를 통해 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하는 단계; 상기 관리 서버가 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하는 단계; 및 상기 관리 서버가 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내는 것을 특징으로 하는 제어 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 개별 임대 공간의 임차인에게 자동적으로 관리비를 청구할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 그치지 않으며, 에너지의 저장 및 제공을 통해 임차인의 관리비를 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 과거의 전력 공금 패턴 정보에 기초하여 개별 임대 공간에서의 일일 전력 사용량을 정확하게 예측할 수 있으며, 이에 따라 효율적인 전기 에너지의 저장/충전이 가능하다.

이에 더하여, 본 발명의 실시 예에 따르면, 임차인의 선호에 따른 환경 설정 파라미터를 참조하여 각 임대 공간에서의 일일 전력 사용량의 예측도 가능하며, 이에 따라 목표 충전량의 정확한 산정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템과 주변 시설, 단말 및 네트워크와의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 관리 서버를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 사용량 산정 기준일 및 전력 사용 예정일을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 목표 충전량의 최소값을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건물 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 각 임대 공간의 일일 사용 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 임차인의 단말로 경고 메시지를 전송하는 상황의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 각 임대 공간의 일일 사용 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 13은 시간의 경과에 따른 배터리 장치의 전력 충전량을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 목표 충전량의 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 예비 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 장치를 충전하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 배터리 모듈을 활용하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템이 제공하는 서비스의 예시를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서에서 '건물'은 복수의 개별 임대 공간을 포함하는 모든 형태의 건축물을 포함할 수 있다. 즉, 상기 건물은 단독의 건축물이거나 복수의 건축물의 집합일 수 있다. 또한, 상기 건물은 단층 구조 또는 복층 구조일 수도 있다. 건물의 소유주 또는 개별 임대 공간을 각각 소유하고 있는 임대인은 임차인에게 해당 개별 공간을 제공하고, 건물의 소유주 또는 임대인은 이에 대한 대가로 임차인으로부터 개별 임대 공간의 이용료를 받을 수 있다. 한편, 본 명세서에서는 임차인이 상기 개별 임대 공간을 이용할 때 사용하는 전기, 가스, 수도에 대한 요금을 관리비의 형태로 상기 건물의 관리인 또는 관리 주체에게 납부하는 것으로 가정하고 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 관리 시스템이 전기, 가스, 수도를 제공하는 기관(한국전력공사 등)에 상기 각 요금을 통보하고, 임차인이 상기 기관에 직접 요금을 납부하는 방식으로 구현될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템의 제어 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 복수의 임대 공간을 포함하는 건물의 관리 시스템의 제어 방법에 있어서, 데이터베이스가 관리 서버의 제어에 따라 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집(S110)할 수 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 상기 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출(S120)할 수 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출(S130)할 수 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신(S140)할 수 있다. 여기서, 상기 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내며, 전력 에너지 공급 기관인 한국 전력 등의 외부 기관으로부터 수신한 정보일 수 있다. 또는, 상기 전력량 요금에 관한 정보는 상기 데이터베이스 또는 상기 관리 서버의 저장 수단에 미리 저장된 정보일 수도 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 상기 베터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안에 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전(S150)할 수 있다. 여기서, 관리 서버는 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량 이상 충전할 수도 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 전력 공급 장치를 통해 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급(S160)할 수 있다. 즉, 각 임대 공간은 배터리 장치에 저장된 전력을 통해 자신의 수요에 맞게 전기 에너지를 이용할 수 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출(S170)할 수 있다. 그리고, 상기 관리 서버가 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송(S180)할 수 있다. 즉, 임차인은 전력 사용 예정일의 어느 시간에 전기 에너지를 이용하더라도 상기 한계 전력량 요금에 기반한 전기 요금을 지불하기 때문에 임차인의 입장에서 매우 경제적이다. 또한, 상기 배터리 장치에 저장된 전기 에너지는 상기 건물 자체의 유지를 위해서도 활용될 수 있기 때문에 전체 건물의 관점에서도 전기 요금을 절약할 수 있다는 이점이 있다.

상기 각 단계에 대한 설명은 이하의 도면을 통해 상세하게 서술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템(1000)을 나타낸 도면이다. 도 2에서, 건물 관리 시스템(1000)이 건물(900)과 별개의 구성인 것처럼 도시되어있으나, 이는 예시에 불과한 것으로, 건물 관리 시스템(1000)은 건물(900)의 구성요소로써 존재할 수도 있다. 건물 관리 시스템(1000)은 필요에 따라 건물(900)의 내부 또는 외부에 존재할 수 있다. 도 2에서 각 구성요소를 연결하는 화살표 및 실선은 전력 또는 신호/정보/데이터 중 적어도 일부를 전달하는 회로/전선일 수 있다.

도 2에 따르면, 건물 관리 시스템(1000)은 관리 서버(100), 배터리 장치(200), 전력 공급 장치(300) 및 데이터베이스(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 건물 관리 시스템(1000)의 복수의 구성 요소가 하나의 구성 요소로 병합되거나, 실시하는 방식에 따라서 일부의 구성 요소가 생략될 수도 있다.

관리 서버(100)는 건물 관리 시스템(1000)의 전반적인 작동을 제어한다. 관리 서버(100)는 각종 데이터와 신호의 연산 및 처리를 수행하고 건물 관리 시스템(1000)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 관리 서버(100)는 적어도 하나의 컴퓨터 또는 서버로 구현될 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 상기 물리적인 컴퓨터 또는 서버를 제어하는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수도 있다. 관리 서버(100)는 자체적으로 유무선 통신 수단을 포함할 수 있으며, 이를 통해 유무선 통신 방식으로 외부 네트워크, 임차인/임대인 단말 또는 상기 건물 관리 시스템(1000)의 타 구성요소와 정보/데이터/신호를 송수신할 수 있다.

배터리 장치(200)는 전력/전기에너지를 충전 또는 저장할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 배터리 장치(200)는 리튬이온 배터리로 구비될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 전기에너지 저장 수단의 형태로 구현될 수도 있다. 또는 상기 배터리 장치(200)는 최근 각광받고 있는 ESS(Energy Storage System)일 수 있으나 마찬가지로 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시 예에 따르면 배터리 장치(200)는 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 배터리 모듈은 개별적/상호 독립적으로 전력/전기에너지를 충전 또는 저장할 수 있으며, 상호 연동된 상태에서 전력/전기에너지를 충전하거나 방전할 수도 있다.

전력 공급 장치(300)는 관리 서버(100)의 제어에 의해 배터리 장치(200)에 저장된 전력을 각 임대 공간에 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량을 측정할 수 있다. 전력 공급 장치(300)는 상기 배터리 장치(200)에 일체로 구비될 수 있으며, 전력 공급을 위한 각종 제어 회로로 구현될 수 있다. 또는, 상기 전력 공급 장치(300)는 스마트미터 등 전기 계량기와 상기 제어 회로가 결합된 형태로 구현될 수도 있다. 하지만 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(300)는 이에 한정되지 않는다. 도 2에 따르면, 배터리 장치(200)에서 제공되는 전력이 전력 공급 장치(300)를 통해 건물(900)의 각 임대 공간(901 내지 906)으로 전달될 수 있다.

데이터베이스(400)는 관리 서버(100)의 제어에 기초하여 다양한 정보/데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스(400)는 SSD, 광디스크, 자기디스크, 하드디스크 등 복수의 물리적 정보 저장 수단 및 상기 물리적 정보 저장 수단을 제어하는 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 데이터베이스(400)는 전력 공급 장치를 통해 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집할 수 있다. 여기서 전력 공급 패턴 정보는 기 설정된 시간 주기에 따라 측정된 전력 공급량/소모량에 관한 정보일 수 있다. 또는, 상기 전력 공급 패턴 정보는 기 설정된 시간 주기 동안 공급/소모된 전력량에 관한 정보일 수도 있다. 한편, 데이터베이스(400)는 각 임대 공간에 공급되는 수도량에 관한 정보 및 가스량에 관한 정보도 함께 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(400)는 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(400)는 상기 건물 또는 상기 각 임대 공간에 설치되어있는 다양한 전자/전기기기(조명, 냉난방 공조 설비 포함)의 시간당 소모 전력량에 관한 정보, 상기 각 기기의 사용 여부, 사용 시간, 조도의 세기, 설정된 실내 온도 등의 정보를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(400)는 각 임대 공간의 조도 또는 실내 온도를 특정 조도 또는 특정 실내 온도로 유지하기 위해 소모되는 전력량/가스량에 관한 정보를 저장할 수도 있다. 또한, 데이터베이스(400)는 후술하는 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량, 각 임대 공간의 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량, 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세, 각 임대 공간의 일일 전력 사용량, 상기 각 임대 공간의 예측된 냉난방 시설의 전력 소모량, 전력 과사용 월에 관한 정보, 날씨(기온 포함)에 관한 정보, 각 임대 공간의 관리비 내역 등을 저장할 수도 있다. 데이터베이스(400)는 전술한 모든 정보에 대한 통계 정보를 저장할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템(1000)과 주변 시설, 단말 및 네트워크와의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 도 3에서 각 구성요소를 연결하는 실선 화살표 및 실선은 도 2와 마찬가지로 전력 또는 신호/정보/데이터 중 적어도 일부를 전달하는 회로/전선일 수 있다. 그리고 도 3에서 파선은 신호/정보/데이터의 전달 경로를 나타낸 것일 수 있다.

도 3에 따르면, 건물 관리 시스템(1000)은 외부의 네트워크 또는 에너지를 생산/공급하는 외부 기관(700)과 건물(900)사이에 위치할 수 있다. 에너지를 생산/공급하는 외부 기관(700)으로부터 전달된 전력/전기에너지는 우선 건물 관리 시스템(1000)의 배터리장치(200)에 저장될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 전력/전기에너지는 건물 관리 시스템(1000)의 배터리를 제외한 타 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있다. 관리 서버(100)는 건물 관리 시스템(1000)의 전반적인 작동을 제어하는 한편, 건물 관리 시스템(1000)과 외부 네트워크와의 유무선 통신을 수행할 수 있으며, 이를 통해 외부 네트워크에 연결된 타 외부 기관(800, 도 3에는 도시되어있지 않지만 에너지를 생산/공급하는 외부 기관(800)과도 네트워크로 연결될 수 있음), 임차인(U1)의 단말(501) 및 관리인/임대인(U2)의 단말(502)과 상호작용을 수행할 수 있다. 예를 들어, 임차인(U1)/임대인 또는 관리인(U2)은 네트워크를 통해 상기 건물(900)의 개별 임대 공간(901 내지 906) 중 자신이 이용 가능한 임대 공간에 대한 다양한 제어를 수행할 수 있다. 즉, 임차인(U1)이 단말(501)을 통해 임대 공간 901의 실내 온도를 제어하는 소프트웨어/앱을 실행한 경우, 상기 소프트웨어/앱의 신호/정보/데이터가 네트워크 및 관리 서버(100)를 경유하여 목적하는 임대 공간 901의 냉난방 설비에 전달될 수 있고, 결과적으로 상기 냉난방 설비를 통해 상기 임대 공간 901의 실내 온도가 사용자가 설정한 온도로 조절될 수 있다. 관리인(U2)의 경우, 네트워크 및 관리 서버(100)의 연계를 통해 건물 관리 시스템(1000)의 데이터베이스(400)에 저장된 다양한 정보를 열람할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 관리 서버(100)를 나타낸 도면이다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 관리 서버(100)는 제어부(110), 통신부(120) 및 저장부(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 관리 서버(100)의 복수의 구성 요소가 하나의 구성 요소로 병합되거나, 실시하는 방식에 따라서 일부의 구성 요소가 생략될 수도 있다.

제어부(110)는 관리 서버(100)의 전반적인 작동을 제어한다. 제어부(110)는 각종 데이터와 신호의 연산 및 처리를 수행하고 관리 서버(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 제어부(110)는 반도체 칩 또는 전자 회로 형태의 하드웨어로 구현되거나 상기 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 상기 하드웨어와 상기 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수도 있다.

통신부(120)는 다양한 방식의 유선 및 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(120)는 CAN(Controller Area Network)을 통한 신호의 송수신을 수행할 수 있다. 이에 더하여, 통신부(120)는 유선 케이블/유선랜 케이블을 통한 유선 통신, 무선랜, 블루투스, NFC, 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선 통신 또는 기타 데이터 통신(예를 들어, LTE 등)을 수행할 수 있다. 하지만 통신부(120)의 통신 방식은 이에 한정되지 않는다.

저장부(130)는 제어부(110)의 제어에 기초하여 다양한 정보/데이터를 저장할 수 있다. 특히, 저장부(140)는 관리 서버(100)의 내부에서 생성되는 정보/데이터 및 유무선 통신을 통해 외부로부터 전송된 정보/데이터를 상시적으로 저장할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 관리 서버(100)(또는 제어부(110))는 관리 시스템의 각 장치의 작동을 제어하고, 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 각 임대 공간마다 산출할 수 있다. 또한, 관리 서버(100)는 상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출할 수 있다. 또한, 관리 서버(100)는 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하고, 상기 베터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안에 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전할 수 있다. 그리고, 관리 서버(100)는 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하고, 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송할 수 있다. 관리 서버(100)의 작동 방식은 도 5 내지 도 17을 통해 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 사용량 산정 기준일(RD) 및 전력 사용 예정일(UD)을 나타낸 도면이다. 도 5에서 좌측에서 우측 방향으로 시간이 경과됨을 나타내며(화살표 방향), 따라서 도 5에서 가장 우측에 위치한 UD가 시간상 가장 나중의 날짜에 해당되고 가장 우측에 위치한 R3이 시간상 가장 우선하는 날짜에 해당된다. 도 5에서 RD 내지 UD의 각 날짜를 표시하는 시점은 해당 날짜의 시작시(0시)를 의미한다. 따라서, 도 5에서 실질적으로 날짜 RD에 해당하는 시간은 도 5에서 RD 내지 BD1 사이의 시간 구간에 대응되며, 이것은 도 13, 16, 17에서도 마찬가지이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 관리 서버는 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 각 임대 공간마다 산출할 수 있다.

데이터베이스는 상시적으로 각 임대 공간의 전력 공급 패턴 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스는 도 5의 RD 시점에 RD 보다 과거인 R1 내지 R3 시점의 전력 공급 패턴 정보를 보유한 상태일 수 있다(이때, R1 내지 RD 시점 사이의 전력 공급 패턴 정보도 수집한 상태일 수 있다). 마찬가지로, 데이터베이스는 도 5의 UD 시점에 UD 내지 R3 시점 사이의 전력 공급 패턴 정보를 보유한 상태일 수 있다.

상기 배터리 사용량 산정 기준일 RD는 배터리 장치에 대한 충전을 시작하는 시점을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 관리 서버는 상기 배터리 사용량 산정 기준일 RD을 현재 시점으로 결정할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 배터리 사용량 산정 기준일 RD는 과거의 어느 시점이거나 미래의 어느 시점일 수도 있다(RD가 미래 시점인 경우, 미래의 배터리 장치의 충전을 예약한 것으로 간주될 수 있음).

배터리 사용량 산정 기준일(RD)이 결정되면, 관리 서버는 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일을 결정할 수 있다. 도 5는 상기 기 설정된 일 수가 4일인 경우를 도시하고 있으며, 따라서, RD로부터 4일 후인 UD가 전력 사용 예정일이 될 수 있다. 물론, 반대로 전력 사용 예정일 UD가 결정되면, 상기 UD로부터 기 설정된 일 수 전일인 배터리 사용량 산정 기준일 RD가 결정될 수도 있다.

관리 서버는 배터리 사용량 산정 기준일(RD)까지의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 사용될 전력량을 산출할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼 관리 서버는 RD 이전의 정보 참조 시간 구간(R)(시간 t <= RD)에 수집된 전력 공급 패턴 정보를 참조하여 상기 전력량을 산출할 수 있다. 정보 참조 시간 구간(R)에 수집된 전력 공급 패턴 정보는 각 임대 공간에 개별적으로 공급된 전력량에 대한 정보이므로 이에 기초하여 개별 임대 공간마다 일일 전력 사용량을 산출할 수 있다. 개별 임대 공간의 일일 전력 사용량의 산출 방식은 도 8 내지 도 10을 설명할 때 다루도록 한다.

관리 서버는 상기 베터리 사용량 산정 기준일(RD)과 상기 전력 사용 예정일(UD) 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일(RD 내지 BD3, 도면에서의 시간 구간은 RD 내지 UD)에 배터리 장치를 충전할 수 있다. 배터리 장치에 대한 전력 충전은 시간의 경과에 따라 연속적으로 이루어질 수 있기 때문에 도 5를 참조하면 충전 기간(B)(RD <= 시간 t <=UD)동안 충전이 수행될 수 있다.

상기 전력 충전일은 목표 충전량, 건물에 공급되는 전력량 및 전력 사용 예정일이 생성/결정되는 빈도 수에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 건물에 공급되는 전력량이 많은 경우, 짧은 시간 내에 배터리 장치가 충전될 수 있으므로 전력 충전일의 일 수가 감소될 수 있다. 다른 예로, 만약 목표 충전량이 많은 경우, 해당 목표 충전량만큼 배터리 장치를 충전시키기 위해서는 많은 전력량이 요구되기 때문에 전력 충전일의 일 수가 증가될 수 있다. 다른 예로, 만약 전력 사용 예정일이 매우 드물게 설정되는 경우(전력 사용 예정일 사이의 일 수가 증가될수록) 오랜 시간에 걸쳐 배터리 장치를 충전해도 되기 때문에 전력 충전일의 일 수가 증가될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 목표 충전량의 최소값을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다. 도 6은 시간(날짜)의 경과에 따라 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량을 나타내는 그래프로, 가로 축은 시간(날짜), 세로 축은 단위 시간 당 전력량을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 관리 서버는 배터리 사용량 산정 기준일(RD)을 기준으로 시간상 가장 인접한 기 설정된 일 수 동안 상기 데이터베이스에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량을 산출할 수 있다. 도 6은 RD 기준 시간상 가장 인접한 기 설정된 일 수가 3일인 경우를 도시하고 있으며, 이에 따라 관리 서버는 날짜 D1 내지 D3에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 전체 임대 공간에 공급된 전력량을 산출할 수 있다. 단위 시간이 1시간인 경우, 관리 서버는 전체 임도 공간에 공급된 전력량을 24시간으로 나눔으로써 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량을 산출할 수 있다. 도 6에서 S1은 날짜 D1에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 산출된 D1의 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량이고, S2은 날짜 D2에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 산출된 D2의 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량이고, S3은 날짜 D3에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 산출된 D3의 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량이다. 상기 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 전력량의 평균 값 NP는 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 1]

NP = (a1*S1 + a2*S2 + a3*S3 + … + a_n*S_n) / (a1 + a2 + a3 + ... + a_n)

여기서 n은 RD 기준 시간상 가장 인접한 기 설정된 일 수, S1 내지 S_n은 상기 기 설정된 일 수 별 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량, a1 내지 a_n은 0 이상 1 이하의 가중치 계수이다. 여기서, a1 내지 a_n이 모두 동일한 경우, NP는 일반적인 평균 값으로 산출될 수 있다. 만약 RD에 가까울수록 높은 가중치를 주는 방식으로 평균 값을 산출하는 경우, a1 < a2 < ... < a_n 순서로 크기가 정해질 수 있으며, 이에 따라 RD에 시간상 가장 인접한 D1의 S1 값이 상기 NP에 반영되는 비율이 증가될 수 있다. 이후, 관리 서버는 상기 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 전력량의 평균 값 NP에 기 설정된 예비 사용 시간을 곱하여 목표 충전량의 최소값에 대응하는 전력량을 산출할 수 있다. 즉, 목표 충전량의 최소값이 이처럼 결정됨으로써 단전, 정전 등의 만일의 사태가 발생되는 경우에도 건물은 적어도 상기 예비 사용 시간만큼은 상기 건물 내의 각종 전기/전자 기기의 작동을 보증할 수 있으며, 갑작스러운 전력 차단에 따른 피해를 예방할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건물 관리 시스템(1000)을 나타낸 도면이다. 도 2와 동일하게, 도 7에서 각 구성요소를 연결하는 실선 화살표 및 실선은 전력 또는 신호/정보/데이터 중 적어도 일부를 전달하는 회로/전선일 수 있다. 도 7에서 각 구성요소를 연결하는 파선 화살표 및 파선은 가스를 전달하는 가스관일 수 있다. 도 7에서 각 구성요소를 연결하는 점선 화살표 및 점선은 수도를 전달하는 수도관일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 건물 관리 시스템(1000)은 상기 각 임대 공간(901 내지 906)에 공급된 수도량을 측정하는 수도량 계측 장치(300W) 및 상기 각 임대 공간(901 내지906)에 공급된 가스량을 측정하는 가스량 계측 장치(300G)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수도량 계측 장치(300W) 및 가스량 계측 장치(300G)는 스마트미터로 구비될 수 있으며, 유무선 통신 방식으로 측정된 수도량/가스량 정보를 관리 서버(100)로 송신할 수 있다. 그리고, 관리 서버(100)는 상기 각 임대 공간에 공급된 수도량의 측정 값에 기초하여 수도 요금을 산출하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 가스량의 측정 값에 기초하여 가스 요금을 산출할 수 있다. 이에 따라, 관리비(또는 관리비에 관한 정보)는 상기 수도 요금 값과 상기 가스 요금 값을 더 포함할 수 있다. 즉, 건물 관리 시스템(1000)은 전기 요금뿐만 아니라 수도 요금 및 가스 요금을 자동적으로 과금할 수 있으며, 이에 따라 자동화된 건물 관리가 가능해질 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 각 임대 공간의 일일 사용 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다. 도 8 및 도 10에서 파선은 데이터베이스(400)에 수집/저장된 정보의 범주를 나타낸다.

전술한 바에 따르면, 관리 서버는 데이터베이스(400)에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출할 수 있다.

보다 상세하게는, 관리 서버는 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하고, 상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출할 수 있다.

도 8의 예시에 따르면, 관리 서버는 2018년 기준, 2015년 ~ 2017년의 3년간의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 데이터베이스(400)는 개별 임대 공간에 공급된 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 각각 수집할 수 있으므로, 관리 서버는 상기 수집된 정보에 기초하여 특정 월의 특정 주에 특정 임대 공간에 공급된 전력량의 총량, 그리고 상기 총량을 한 주의 일 수인 7로 나눈 일 평균 전력 사용량을 산출할 수 있다. 상기 3년간의 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 산출되면, 관리 서버는 동일한 월의 동일한 주 별 일 평균 전력 사용량끼리 분류할 수 있다. 즉, 2015년 1월 제1주(첫째 주), 2016년 1월 제1주, 2017년 1월 제1주가 동일한 카테고리로 분류되고, 나머지 값들도 마찬가지 방식으로 분류될 수 있다. 마지막으로, 관리 서버는 상기 동일한 카테고리로 분류된 값들의 평균 값으로부터 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량을 산출할 수 있다. 이후, 관리 서버는 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출할 수 있다. 도 8에 따르면, 어떤 임대 공간의 전력 사용 예정일이 2018년 4월 13일로써, 해당 일은 4월 제2주에 해당된다. 따라서, 상기 임대 공간의 전력 사용 예정일의 일일 전력 사용량은 4월 제2주 일 평균 전력 사용량(P0402)인 것으로 판별될 수 있다. 이것은 임대 공간에서 비슷한 시기에 비슷한 전력량을 이용할 것이라는 가정 하에 일일 전력 사용량을 예측하는 방식이라고 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 관리 서버는 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세를 연도마다 산출할 수 있다. 도 9는 2015년 내지 2017년의 연도 별 동일 월 동일 주(4월 제2주)에 대한 일 평균 전력 사용량을 그래프로 나타낸 것으로, 가로 축은 시간, 세로 축은 일 평균 전력 사용량을 의미한다. 도 9에 따르면, 2015년 내지 2017년의 4월 제2주의 일 평균 전력 사용량은 각각 C1, C2만큼 증가되어왔다. 관리 서버는 상기 과거의 일 평균 전력 사용량에 기초하여 해당 월, 해당 주의 일 평균 전력 사용량의 추세선(PL)을 산출할 수 있으며, 상기 추세선에 기초하여 전력 사용 예정일(또는 전력 사용 예정일이 포함되는 주)에 소모될 것으로 예상되는 전력량을 산출할 수 있다. 상기 추세선은 다항식 등을 이용한 커브 피팅(curve fitting) 등의 방식을 통해 산출될 수 있으나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 도 9에서, C1과 C2가 서로 동일하거나 두 값의 차이가 기 설정된 값 범위 내인 경우, 관리 서버는 2017년 4월 제2주의 일 평균 전력 사용량과 2018년 4월 제2주(전력 사용 예정일이 포함되는 주) 사이의 차이 값인 CP을 C1 내지 C2 사이의 값(C1과 C2가 동일한 경우 C1 또는 C2로)으로 설정할 수 있다. 또는, 관리 서버는 C1 > C2인 경우, CP를 C2보다 작은 값으로 설정할 수 있다. 도 9는 4월 제2주의 일 평균 전력 사용량이 지속적으로 증가되는 상황을 도시하고 있는데, 반대로, 4월 제2주의 일 평균 전력 사용량이 지속적으로 감소되는 상황에서도 CP가 동일한 방식으로 산출될 수 있다. 도 9의 경우, 추세선 PL이 양의 기울기를 가지므로, 2017년 4월 제2주의 일 평균 전력 사용량에 CP를 더한 값이 전력 사용 예정일의 일일 전력 사용량인 것으로 산출될 수 있다.

또는, 관리 서버는 연도 별 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량(도 8의 과정을 통해 산출된 값)을 보정할 수 있다. 즉, 도 9의 상황처럼 연도별 동일 월의 동일 주의 일 평균 전력 사용량이 지속적으로 증가하는 것으로 판별되는 경우, 도 8의 방식에 따른 평균 값만으로는 일 평균 전력 사용량의 변화를 일일 전력 사용량에 반영하는데 한계가 있을 수 있다. 이에 따라, 도 8의 방식에 따라 산출된 일일 전력 사용량에 대하여 도 9에 따른 CP 값을 더하거나(PL의 기울기가 양수, 또는 전력 사용 예정일에서의 PL의 접선의 기울기가 양수) CP 값을 차감(PL의 기울기가 음수, 또는 전력 사용 예정일에서의 PL의 접선의 기울기가 음수)함으로써 일 평균 전력 사용량의 변화의 추세를 감안한 일일 전력 사용량의 산출이 가능하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 관리 서버는 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 요일 별 평균 전력 사용량의 변화에 관한 정보를 상기 각 임대 공간마다 산출할 수 있다. 도 10에 따르면, 관리 서버는 상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 특정 임대 공간에 대하여 각 요일 별 전력 사용량의 평균 값(요일 별 평균 전력 사용량 P_mon 내지 P_sun)을 각각 산출할 수 있다. 통상적으로, 대부분의 사람들은 주 단위로 업무를 진행하거나 활동을 영위하기 때문에 요일에 따른 활동의 양상이 서로 상이할 수 있다. 금요일 저녁이나 주말에 시가지, 식당 및 기타 휴양지 등이 붐비는 것이 상기 양상의 예시라고 할 수 있다. 이러한 양상은 건물 내 임대 공간에서도 동일하게 나타날 수 있다. 도 10의 아래의 그래프는 요일 별 평균 전력 사용량을 도식화한 것으로, 가로 축은 요일의 구분을 나타내고 세로 축은 일 평균 전력 사용량을 나타낸다. P_NM이 한 주를 통틀어 산출되는 평균 전력 사용량이라고 했을 때, 도 10에 따르면 금, 토, 일요일에 평균보다 더 많은 전력이 사용된 것으로 나타난다. 즉, 요일에 따른 전력 사용량의 편차가 존재하므로, 전력 사용 예정일이 어떤 요일인지에 따라서 산출된 일일 전력 사용량을 보정할 필요가 있다. 도 10에 따르면, 전력 사용 예정일인 2018년 4월 13일이 금요일이므로, 관리 서버는 금요일의 일 평균 전력 사용량인 P_fri에서 P_NM을 차감한 나머지에 해당하는 전력량을 도 8 또는 도 9에서 산출한 일일 전력 사용량에 더하는 방식으로 보정을 수행할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 임차인의 단말로 경고 메시지를 전송하는 상황의 예를 나타낸 도면이다. 도 11의 그래프에서 세로 축은 일 평균 전력 사용량을 나타낸다.

도 3에서 서술한 바에 따르면, 건물 관리 시스템/관리 서버는 외부 네트워크, 외부 기관 및 임차/임대인의 단말과 상호작용을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템은 측정된 전력 사용량 등의 정보에 대한 단순한 통보가 아닌, 전력 사용량에 대한 지능적 분석을 통해 임차/임대인에게 다양한 피드백/가이드/코멘트를 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 관리 서버는 전력 사용 예정일에 임대 공간에 공급된 전력량(PR)이 상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량(P0402)에 기 설정된 계수(r_thr)를 적용한 전력 사용량 이상인 임대 공간의 임차인의 단말로 전력의 과다 사용을 나타내는 경고 메시지를 전송할 수 있다.

전술한 예시와 마찬가지로, 전력 사용 예정일이 2018년 4월 13일(4월 제2주)인 것으로 가정하자. 이 경우, 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량은 도 8에서 산출한 것처럼 P0402가 된다. 그러나, 대체적으로 4월 제2주에는 P0402 정도의 전력을 사용할 것으로 예측되는 상황에서 해당 임대 공산에서 P0402를 훨씬 능가하는 전력을 이용한 경우, 관리 서버는 이전까지의 전력 이용 패턴을 깨뜨리는 비일상적/비정상적 상황이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 관리 서버는 전력 사용 예정일의 실제 전력 사용량(PR)이 기 설정된 한계, 즉 P0402에 기 설정된 계수 r_thr를 적용한 전력량 이상인 경우 해당 임대 공간의 전력 사용량이 과도한 것으로 판단하고 해당 임대 공간의 임차인(U1)의 단말(501)로 경고 메시지를 전송할 수 있다. 상기 경고 메시지를 수신한 임차인(U1)은 전력 사용 예정일의 전력 사용량이 과거의 경우에 비해 과도한 것으로 인지하고 해당 임대 공간에서의 전력 사용량을 감소시키거나 중단시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 각 임대 공간의 일일 사용 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 관리 서버는 외부 네트워크로부터 상기 각 임대 공간의 임차인이 설정한 환경 설정 파라미터를 더 수신할 수 있다. 즉, 도 3에서 서술한 바에 따르면, 건물 관리 시스템/관리 서버는 외부 네트워크, 외부 기관 및 임차/임대인의 단말과 상호작용을 수행할 수 있다. 이에 따라, 관리 서버는 임차인(U1, U2)으로부터 (각각 단말 501, 502를 통해) 각 임차인이 이용하고 있는 임대 공간의 환경을 변화시키는 신호(환경 설정 파라미터, PARA1, PARA2)를 수신할 수 있으며, 상기 신호에 기반하여 임대 공간의 환경, 예를 들어 조도 또는 실내 온도를 변화시킬 수 있다. 도 12에 따르면, 임차인 U2는 단말 502를 통해 시간의 경과에 따라 조도 및 실내 온도를 변화시키는 환경 설정 파라미터 PARA2를 관리 서버(100)로 전송하고 있다. 도 12에 따르면, 임차인 U2의 임대 공간은 시간 TA 내지 TB 동안 조도를 L2로 유지하고 그 외의 시간에는 조도를 L1으로 유지하며, 시간 TC 내지 TD 동안 실내 온도를 Q2로 유지하고 그 외의 시간에는 실내 온도를 Q1로 유지할 것을 지시하고 있다. 여기서, 상기 환경 설정 파라미터(또는 도 12에 따른 예시의 조도 및 실내 온도)는 조명 및 냉난방 기기 등에서 설정되는 값이나 수치가 아닌 사용자가 선호하는 실제 공간의 밝기 및 실제 온도를 나타낸 것일 수 있다.

환경 설정 파라미터는 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 환경 조건을 나타내는 것으로, 대표적인 환경 조건으로 전술한 조도 및 실내 온도가 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 환경 설정 파라미터는 이에 한정되지 않으며, 조명의 색, 기 설정된 전기/전자 기기(오디오, 가습기, 세탁기 등)의 작동 여부 및 작동 시간도 포함할 수 있다.

이처럼, 임차인(또는 임대 공간 사용자)이 설정한 환경 설정 파라미터는 임대 공간의 환경 조건을 변화시키기도 하지만, 상기 환경 조건의 변화에 따라 해당 임대 공간에서 에너지가 소모되는 정도 역시 변화될 수 있다. 따라서, 사용자가 설정한 환경 설정 파라미터에 기초하여 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출할 수 있다.

보다 상세하게는, 관리 서버는 상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 조도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 조명의 전력 소모량을 예측하고, 상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측할 수 있다. 전술한 바에 따르면, 데이터베이스는 건물 또는 각 임대 공간에 설치되어있는 다양한 전자/전기기기(조명, 냉난방 공조 설비 포함)의 시간당 소모 전력량에 관한 정보, 상기 각 기기의 사용 여부, 사용 시간, 조도의 세기, 설정된 실내 온도 등의 정보를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스는 각 임대 공간의 조도 또는 실내 온도를 특정 조도 또는 특정 실내 온도로 유지하기 위해 소모되는 전력량/가스량에 관한 정보를 저장할 수도 있다. 즉, 관리 서버는 데이터베이스에 저장된 상기의 정보들을 참조하면 상기 시간의 경과에 따른 조도/실내 온도의 변화에 따른 조명/냉난방 시설의 전력 소모량을 예측할 수 있으며, 상기 예측된 조명의 전력 소모량 및 상기 예측된 냉난방 시설의 전력 소모량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출할 수 있다.

여기서, 관리 서버는 외부 네트워크로부터 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보를 더 수신할 수 있다. 그리고, 관리 서버는 상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 조도 및 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 점등 여부, 조명의 조도 및 조명의 작동 시간을 산출하고, 상기 조명의 점등 여부, 상기 조명의 조도 및 상기 조명의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 전력 소모량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 임차인 U2는 시간 TA 내지 TB 동안 조도를 L2로 유지하길 원하고 있으나, 상기 전력 사용 예정일의 날씨에 관한 정보에 따르면, 해당 일에 하루 종일 비가 올 것으로 예측되는 상황을 가정할 수 있다. 비가 오는 경우 해당 임대 공간의 조도가 L3(미도시)이라고 가정하는 경우, 관리 서버는 시간 TA 내지 TB 동안 조도를 L2로 유지하기 위해 맑은 날씨 대비 조명의 조도를 더 높이는데 필요한 추가적인 시간 당 전력 소모량을 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 기반하여 산출할 수 있다(예를 들어, 임대 공간의 조도를 L3에서 L2로 높이는데 필요한 조명의 조도의 세기 및 상기 세기에 따른 시간 당 전력 소모량이 산출될 수 있음). 관리 서버는 상기 TA 내지 TB 사이의 시간 및 상기 추가적인 시간 당 전력 소모량에 기초하여 해당 임대 공간의 조명의 전력 소모량을 예측할 수 있다.

한편, 상기 전력 사용 예정일 날씨에 관한 정보는 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 관리 서버는 상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도 및 상기 전력 사용 예정일의 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간을 산출할 수 있다. 그리고, 관리 서버는 상기 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 임차인 U2는 시간 TC 내지 TD 동안 실내 온도를 Q2로 유지하길 원하고 있으나, 상기 전력 사용 예정일의 날씨에 관한 정보에 따르면, 해당 일에 한파로 인해 기온이 Q3(미도시)로 떨어질 것으로 예측되는 상황을 가정할 수 있다. 이 경우, 관리 서버는 시간 TC 내지 TD 동안 조도를 Q2로 유지하기 위해 평소 대비 실내 온도를 더 높이는데 필요한 추가적인 시간 당 전력 소모량을 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 기반하여 산출할 수 있다(예를 들어, 임대 공간의 실내 온도를 Q3에서 Q2로 높이는데 필요한 난방 기기의 설정 값 및 상기 설정 값에 따른 시간 당 전력 소모량이 산출될 수 있음). 관리 서버는 상기 TC 내지 TD 사이의 시간 및 상기 추가적인 시간 당 전력 소모량에 기초하여 해당 임대 공간의 냉난방 기기의 전력 소모량을 예측할 수 있다.

이처럼, 환경 설정 파라미터에 기초하여 일일 전력 사용량을 산출함으로써 임차인/건물 사용자의 기호의 반영한 전기 에너지 공급/저장 및 저장량의 산출이 가능하며, 이를 통해 건물의 에너지 활용의 효율성을 제고시킬 수 있다.

도 13은 시간의 경과에 따른 배터리 장치의 전력 충전량을 나타낸 도면이다. 도 13의 그래프에서 가로 축은 시간을 나타내고, 세로 축은 배터리 장치의 전력 충전량을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 관리 서버는 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일(UD)에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량(BT)을 산출하고, 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하고, 상기 베터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일(UD 내지 BD3, 실질적인 시간 구간은 도면에서 RD 내지 UD)에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량(BT)만큼 충전할 수 있다.

여기서, 관리 서버는 [0]배터리 장치에 대한 충전을 시작/재개하는 시점인 충전 시점에 상기 배터리 장치에 충전되어있는 전력량(B0)을 상기 배터리 장치를 통해 감지할 수 있다. 여기서 상기 충전 시점은 배터리 사용량 산정 기준일 RD일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 관리 서버는 B0와 BT의 차이에 기초하여 배터리 장치에 추가적으로 충전할 전력량인 필요 충전량(BT - B0)을 산출할 수 있으며, 상기 산출된 필요 충전량만큼 상기 배터리 장치에 전력량을 추가할 수 있다. 하지만 관리 서버가 배터리 장치에 전력을 충전하는 방식 및 필요 충전량을 산출하는 방식은 이에 한정되지 않는다.

한편, 전술한 바에 따르면, 도 13의 충전 기간(배터리 사용량 산정 기준일 RD 내지 전력 사용 예정일 UD) 동안 배터리 장치의 전력 충전량이 증가될 수 있다. 하지만, 상기 충전 기간 동안 배터리 장치의 전력 충전량의 변화가 1차 함수적인 양상을 보이는 것은 아니며, 기 설정된 시간 동안 배터리 장치의 전력이 충전될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 16에서 다루도록 한다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 목표 충전량의 구성의 예를 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 목표 충전량은 건물의 공용 시설을 운영하기 위한 전력량 및 비상 상황에 대비하기 위한 전력량인 예비 전력량을 더 포함할 수 있다. 즉, 임차인이 임대 공간을 원활하게 활용하기 위해서는 건물에 함께 포함되어있는 공용 시설(예를 들어, 공용 화장실, 응접실, 공용 회의실, 주차장 등)에 대한 이용 역시 원활하게 이루어져야 한다. 또한, 만일의 상황이 발생하였을 때 건물의 핵심 시설 또는 안전, 보안, 응급 시설의 보호를 위한 예비적 전력이 확보되어야 한다. 이 때문에, 목표 충전량에 전술한 공용 시설을 위한 전력량 및 예비 전력량이 포함될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 예비 전력량을 산출하는 방식을 나타낸 도면으로, 본 발명의 실시 예에 따른 예비 전력량의 산출 방식은 다음과 같다.

즉, 관리 서버는 데이터베이스에 수집된 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 전력 사용 예정일이 속하는 연도의 직전 해의 연 평균 전력 사용량 및 월 별 평균 전력 사용량을 산출하고, 평균 전력 사용량이 상기 연 평균 전력 사용량에 기 설정된 한계 계수를 적용한 전력량 이상인 월을 전력 과사용 월로 판별할 수 있다. 도 15에 따르면, 연 평균 전력 사용량이 Y이며, 연 평균 전력 사용량에 기 설정된 한계 계수를 적용한 전력량이 Y_thr이다. 도 15에 따르면, 전력 사용 예정일이 2018년 4월 13일이므로, 전력 사용 예정일이 속하는 연도의 직전 해는 2017년이 된다. 즉, Y는 2017년의 연 평균 전력 사용량이다. 관리 서버는 데이터베이스에 수집된 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 2017년 월 별 평균 전력 사용량(M1 내지 M12)을 산출할 수 있으며, 평균 전력 사용량이 Y_thr 이상인 1월, 11월 및 12월을 전력 과사용 월(흑색 음영)으로 판별할 수 있다.

여기서, 상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되지 않는 경우 상기 예비 전력량은 기 설정된 최소 예비 전력량으로 설정될 수 있다. 상기 최소 예비 전력량은 구체적인 전력량 값을 가지며, 예를 들어, 상기 최소 예비 전력량은 200MWh일 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 상기 최소 예비 전력량은 전력 사용 예정일이 속하는 연도의 직전 해의 월 별 평균 전력 사용량에 비례하는 값을 가질 수 있다. 즉, 전술한 예시에서 전력 사용 예정일이 2018년 4월 13일이므로, 도 15의 상황에서 최소 예비 전력량은 M4 * a일 수 있으며, a는 1 이하의 양수일 수 있다.

한편, 상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되는 경우, 관리 서버는 상기 직전 해의 전력 과사용월의 전력 사용량의 평균 값에 대하여 기 설정된 과사용 대비 비율(Pk, 미도시, 양수)을 적용한 전력량이 상기 예비 전력량으로 설정될 수 있다. 즉, 도 15의 예시에서 전력 사용 예정일이 2018년 11월 중 특정 날인 경우, 예비 전력량은 ((M1 + M11 + M12)/3) * Pk로부터 산출될 수 있다.

여기서, 상기 Pk는 전술한 a와 동일한 값을 가질 수도 있다. 즉, 전력이 많이 소모되는 경향을 보이는 달에는 예비 전력량을 많이 확보하고, 전력이 적게 소모되는 경향을 보이는 달에는 예비 전력량을 적게 확보함으로써 유동적으로 배터리 장치에 충전할 전력량을 결정할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 장치를 충전하는 방식을 나타낸 도면이다. 도 16에서 상측 그래프는 시간의 경과에 따른 전력량 요금의 변화를 나타낸 것으로, 시간 구간 T1 내지 T5는 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금(W) 미만인 시간 구간을 나타낸다. 도 16에서 하측 그래프는 시간의 경과에 따른 배터리 장치의 전력 충전량을 나타낸 것이다. 도 16에서 앞서 설명한 도면과 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 관리 서버는 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 건물이 한국전력공사로부터 전력을 공급을 받는다면, 관리 서버는 한국전력공사로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신할 수 있다. 여기서 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내는 정보이다. 상기 전력량 요금은 시간의 경과에 따라 변화될 수 있는데, 예를 들어, 낮 12시에서 3시 사이에는 100kWh 당 500원이 과금될 수 있지만 저녁 11시에서 새벽 6시 사이에는 100kWh 당 100원이 과금될 수 있다. 최근 몇몇 국가에서 전기 요금 피크제등의 전기 요금 체계를 시행하고 있으며, 이것은 전 세계적인 추세라고 할 수 있다. 즉, 전력의 수요가 집중되는 시간에는 전기 요금을 높게 책정함으로써 전력 사용을 분산시키고자 하는 의도를 가지고 있다. 따라서, 시간의 경과에 따라 변화되는 전기 요금에 유동적으로 대응함으로써 경제적으로 전기 에너지를 활용할 수 있는 방안을 수립할 필요가 있다.

그리고, 관리 서버는 베터리 사용량 산정 기준일(RD)과 전력 사용 예정일(UD) 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일(RD 내지 BD3, 실질적인 시간 구간은 도면 상 RD 내지 UD)에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금(W) 미만인 시간 구간(T1 내지 T5) 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량(BT)만큼 충전할 수 있다. 이에 따라, 배터리 장치의 전력 충전량은 T1 내지 T5 시간 구간 동안 증가되며, 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금(W) 이상인 시간 구간에서는 배터리 장치에 전력이 충전되지 않는다. 이와 같은 작동 방식을 통해 전기 요금이 저렴한 시간대에 경제적으로 배터리 장치를 충전시킬 수 있다.

이후, 관리 서버는 전력 사용 예정일(UD)에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금(W)에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출할 수 있다. 간단하게는, 관리 서버는 상기 한계 전력량 요금(W)에 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량을 곱함으로써 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출할 수 있다. 하지만 상기 전기 요금의 산출 방식은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 관리 서버는 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송할 수 있다. 즉, 임차인은 전력 사용 예정일의 어느 시간에 전기 에너지를 이용하더라도 상기 한계 전력량 요금에 기반한 전기 요금을 지불하기 때문에 임차인의 입장에서 매우 경제적이다. 또한, 상기 배터리 장치에 저장된 전기 에너지는 상기 건물 자체의 유지를 위해서도 활용될 수 있기 때문에 전체 건물의 관점에서도 전기 요금을 절약할 수 있다는 이점이 있다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 배터리 모듈을 활용하는 방식을 나타낸 도면이다. 도 17의 각 그래프는 각 배터리 모듈의 시간의 경과에 따른 전력 충전량을 나타내는 것으로, 각 그래프에서 가로 축은 시간, 세로 축은 전력 충전량을 나타낸다. 도 16에서 앞서 설명한 도면과 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.

만약 전력 사용 예정일이 매일마다 설정된 경우, 하나의 에너지 저장 수단으로는 이러한 전력 수요에 대응하기가 쉽지 않다. 즉, 하나의 에너지 저장 수단으로 전력 사용 예정일에 제공되어야 할 전력을 임대 공간에 제공하는 한편 다음의 전력 사용 예정일에 대비한 전력의 충전을 동시에 수행하기에는 여러 가지 난점이 존재한다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 건물 관리 시스템은 복수의 배터리 장치를 구비하거나 각각 독립적으로 전력/전기 에너지를 저장할 수 있는 하위의 배터리 모듈을 복수 개 포함할 수도 있다. 도 17에 따르면, 배터리 장치는 3개의 배터리 모듈(210A 내지 210C)를 포함하는 상황을 가정하고 있는데, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다.

배터리 장치에 복수의 배터리 모듈이 포함되는 경우, 다음과 같은 방식에 따라 각 배터리 모듈이 운용될 수 있다.

즉, 0 이상 정수 k, 자연수 N, 1 이상 N 이하 자연수 L에 대하여, 상기 배터리 장치가 N 개의 배터리 모듈을 포함하는 경우, 관리 서버는 k * N + L 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 L 배터리 모듈에 전력을 충전할 수 있다. 도 17의 경우, N = 3, L은 1 또는 2가 될 수 있다. 이에 따라,

- 1 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 1 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 0, L = 1)

- 2 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 2 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 0, L = 2)

- 3 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 3 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 0, L = 3)

- 4 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 1 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 1, L = 1)

- 5 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 2 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 1, L = 2)

- 6 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 3 배터리 모듈에 전력을 충전 (k = 1, L = 3)

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처럼 배터리 모듈이 운용될 수 있다. 참고로, 도 17의 예시는 충전 기간이 3일인 경우를 가정하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

이와 같은 작동 방식을 통해, 관리 서버는 연속된 전력 사용 예정일(또는 연속된 배터리 사용량 산정 기준일)에 대하여 효율적으로 대응할 수 있으며, 각 배터리 모듈의 사용률을 제고시킬 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 관리 시스템이 제공하는 서비스의 예시를 나타낸 도면이다.

도 18에 따르면, 임차인(U1) 및 임대인(또는 관리인)(U2)는 각각 네트워크를 통해 관리 서버(100) 또는 데이터베이스(400)에 접근할 수 있으며, 특히 데이터베이스(400)에 저장되어있는 다양한 정보 또는 통계 자료를 열람할 수 있다. 이에 더하여, 관리 서버(100)는 임차인(U1) 및 임대인(또는 관리인)(U2)에게 여러 가지 유용한 정보(광고 컨텐츠, 지역 할인/쿠폰 정보 등)를 제공하기 위한 홈페이지/온라인 게시판을 운영할 수 있으며, 데이터베이스 또는 관리 서버의 저장부는 상기 홈페이지/온라인 게시판의 컨텐츠를 저장할 수 있다. 또한, 관리 서버(100)는 임차인(U1) 및 임대인(또는 관리인)(U2) 간 온라인 대화/채팅을 위한 어플리케이션/서비스를 제공할 수 있으며, 임차인(U1) 및 임대인(또는 관리인)(U2) 사이에 송수신된 채팅 내역, 데이터/정보들은 데이터베이스 또는 관리 서버의 저장부에 저장될 수 있다.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경을 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 본 발명의 상세한 설명 및 실시 예로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 관리 서버
200 : 배터리 장치
300 : 전력 공급 장치
400 : 데이터베이스
700 : 발전 시설
800 : 외부 기관
900 : 건물

Claims

복수의 임대 공간을 포함하는 건물의 관리 시스템에 있어서,
전력을 충전하는 배터리 장치;
상기 배터리 장치에 저장된 전력을 상기 각 임대 공간에 공급하고, 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량을 측정하는 전력 공급 장치;
상기 전력 공급 장치를 통해 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집하는 데이터베이스;
상기 관리 시스템의 각 장치의 작동을 제어하고,
상기 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하고,
상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출하고,
외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하고,
상기 배터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 상기 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전하고,
상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하고,
상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하고,
상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송하는 관리 서버를 포함하되,
상기 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 배터리 사용량 산정 기준일을 기준으로 시간상 가장 인접한 기 설정된 일 수 동안 상기 데이터베이스에 수집된 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 당 전력량을 산출하고,
상기 전체 임대 공간에 공급된 단위 시간 전력량의 평균 값에 기 설정된 예비 사용 시간을 곱한 값만큼의 전력량을 상기 목표 충전량의 최소값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 각 임대 공간에 공급된 수도량을 측정하는 수도량 계측 장치; 및
상기 각 임대 공간에 공급된 가스량을 측정하는 가스량 계측 장치를 더 포함하고,
상기 관리 서버는,
상기 각 임대 공간에 공급된 수도량의 측정 값에 기초하여 수도 요금을 산출하고,
상기 각 임대 공간에 공급된 가스량의 측정 값에 기초하여 가스 요금을 산출하며,
상기 관리비에 관한 정보는 상기 수도 요금 값과 상기 가스 요금 값을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하고,
상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세를 연도마다 산출하고,
연도 별 상기 각 월의 각 주 별 일 평균 전력 사용량이 변화되는 추세에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 보정하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 데이터베이스에 수집된 과거의 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 요일 별 평균 전력 사용량의 변화에 관한 정보를 상기 각 임대 공간마다 산출하고,
상기 요일 별 평균 전력 사용량의 변화에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 보정하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 전력 사용 예정일에 상기 임대 공간에 공급된 전력량이
상기 전력 사용 예정일이 포함된 월 및 주의 일 평균 전력 사용량에 기 설정된 계수를 적용한 전력 사용량 이상인 임대 공간의 임차인의 단말로 전력의 과다 사용을 나타내는 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 관리 서버는,
외부 네트워크로부터 상기 각 임대 공간의 임차인이 설정한 환경 설정 파라미터를 더 수신하고,
상기 환경 설정 파라미터에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출하되,
상기 환경 설정 파라미터는 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 조도 및 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 실내 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 조도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 조명의 전력 소모량을 예측하고,
상기 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도에 기초하여 상기 임대 공간에 설치된 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측하고,
상기 예측된 조명의 전력 소모량 및 상기 예측된 냉난방 시설의 전력 소모량에 기초하여 상기 각 임대 공간의 일일 전력 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 관리 서버는,
외부 네트워크로부터 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보를 더 수신하고,
상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 상기 임대 공간의 위치 별 조도 및 상기 전력 사용 예정일의 일출 시간에 관한 정보, 일몰 시간에 관한 정보 및 날씨에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 점등 여부, 조명의 조도 및 조명의 작동 시간을 산출하고,
상기 조명의 점등 여부, 상기 조명의 조도 및 상기 조명의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 조명의 전력 소모량을 예측하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제10항에 있어서,
상기 전력 사용 예정일 날씨에 관한 정보는 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보를 더 포함하고,
상기 관리 서버는,
상기 각 임대 공간의 시간의 경과에 따른 임대 공간의 위치 별 실내 온도 및 상기 전력 사용 예정일의 시간의 경과에 따른 외부 기온에 관한 정보에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간을 산출하고,
상기 냉난방 시설의 가동 여부, 상기 냉난방 시설의 냉방 또는 난방의 세기, 상기 냉난방 시설의 작동 시간에 기초하여 상기 각 임대 공간의 냉난방 시설의 전력 소모량을 예측하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 목표 충전량은 상기 건물의 공용 시설을 운영하기 위한 전력량 및 비상 상황에 대비하기 위한 전력량인 예비 전력량을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제12항에 있어서,
상기 관리 서버는,
상기 데이터베이스에 수집된 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여 상기 전력 사용 예정일이 속하는 연도의 직전 해의 연 평균 전력 사용량 및 월 별 평균 전력 사용량을 산출하고,
평균 전력 사용량이 상기 연 평균 전력 사용량에 기 설정된 한계 계수를 적용한 전력량 이상인 월을 전력 과사용 월로 판별하되,
상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되지 않는 경우 상기 예비 전력량은 기 설정된 최소 예비 전력량으로 설정되는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제13항에 있어서,
상기 전력 사용 예정일이 속하는 월이 직전 해의 상기 전력 과사용 월에 해당되는 경우,
상기 직전 해의 전력 과사용월의 전력 사용량의 평균 값에 대하여 기 설정된 과사용 대비 비율을 적용한 전력량이 상기 예비 전력량으로 설정되는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
제2항에 있어서,
0 이상 정수 k, 자연수 N, 1 이상 N 이하 자연수 L에 대하여,
상기 배터리 장치는 N 개의 배터리 모듈을 포함하고,
상기 관리 서버는 k * N + L 번째 전력 사용 예정일에 대응하기 위해 제 L 배터리 모듈에 전력을 충전하는 것을 특징으로 하는 건물 관리 시스템.
복수의 임대 공간을 포함하는 건물의 관리 시스템의 제어 방법에 있어서,
데이터베이스가 상기 각 임대 공간에 공급되는 전력량에 관한 정보인 전력 공급 패턴 정보를 상시적으로 수집하는 단계;
관리 서버가 상기 데이터베이스에 수집된 기 설정된 배터리 사용량 산정 기준일까지의 상기 전력 공급 패턴 정보에 기초하여, 상기 배터리 사용량 산정 기준일로부터 기 설정된 일 수 이후의 날짜인 전력 사용 예정일에 상기 각 임대 공간에서 사용될 전력량인 일일 전력 사용량을 상기 각 임대 공간마다 산출하는 단계;
상기 관리 서버가 상기 모든 임대 공간의 일일 전력 사용량의 총 합에 기초하여 상기 전력 사용 예정일에 상기 건물에서 사용될 전력량인 목표 충전량을 산출하는 단계;
상기 관리 서버가 외부 네트워크로부터 시간의 경과에 따라 변화되는 전력량 요금에 관한 정보를 수신하는 단계;
상기 관리 서버가 상기 배터리 사용량 산정 기준일과 상기 전력 사용 예정일 사이의 적어도 하루 이상의 날짜인 전력 충전일에, 상기 전력량 요금이 기 설정된 한계 전력량 요금 미만인 시간 구간 중 적어도 일부의 시간 동안 상기 건물에 공급되는 전력을 이용하여 배터리 장치를 상기 목표 충전량만큼 충전하는 단계;
상기 관리 서버가 전력 공급 장치를 통해 상기 전력 사용 예정일에 상기 배터리 장치에 충전된 전력의 적어도 일부를 상기 각 임대 공간의 전력 사용에 대응하여 공급하는 단계;
상기 관리 서버가 상기 각 임대 공간에 공급된 전력량 및 상기 한계 전력량 요금에 기초하여 상기 각 임대 공간에 청구할 전기 요금을 산출하는 단계; 및
상기 관리 서버가 상기 전기 요금 값이 포함된 건물 관리비에 관한 정보를 상기 각 임대 공간의 임차인의 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 전력량 요금은 전력 사용량에 따른 요금을 나타내는 것을 특징으로 하는 제어 방법.