KR101922031B1 - 빅데이터 기반으로 실시간 전력 소비 패턴을 분석하고 아크 정보 추출 및 아크 폴트 경보 기능을 수행하는 소비 전력 적산 방법 및 적산전력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 적산전력장치가, 분전반의 인입 라인에 설치되어, 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 단계, 적산전력장치가, 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 제1 서버로 하여금 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 제1 프로세스 및 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 제2 서버로 하여금 전력 정보를 참조하여 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 제2 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는 소비전력 적산 방법을 개시한다. 이에 따라, 적산전력장치의 프로그램의 교체만을 통해 적산전력장치를 이용하여 기존의 소비 전력의 적산 값을 산출하는 기능과 함께 소비 전력 패턴을 분석할 수 있도록 모니터링하는 기능을 수행할 수 있다.

Description

빅데이터 기반으로 실시간 전력 소비 패턴을 분석하고 아크 정보 추출 및 아크 폴트 경보 기능을 수행하는 소비 전력 적산 방법 및 적산전력장치{WATT-HOUR METHOD AND WATT-HOUR METER F UNCTIONING ANALYSIS OF REALTIME POWER PATTERN, ARC INFORMATION EXTRACTION AND ARC FAULT ALERT ON THE BASIS OF BIGDATA}

본 발명은 적산전력장치를 이용한 소비전력 적산 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, (a) 상기 적산전력장치가, 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 단계; (b) 상기 적산전력장치가, (i) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 제1 프로세스; 및 (ii) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 제2 프로세스를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법 및 장치에 관한 것이다.

에너지를 효율적으로 관리하기 위해 스마트 그리드(Smart Gird)라는 개념이 도입 되었는데, 스마트 그리드는, '발전-송전ㅇ배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 즉, 발전소와 송전ㅇ배전 시설과 전력 소비자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한 몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.

그리고, 스마트 그리드는 전력 인프라에 지능형 능력이 추가되어 전력의 생산에서부터 소비까지의 전 과정을 보다 효율적이고 능률적으로 관리하고 제어하기 위하여, 전력 인프라에 ICT(Information ＆ Communication Technology) 기술들의 적용이 활발히 진행되고 있는 상황이며, 특히 전력 그리드에 통신 기술을 접목시킴으로써 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 전력 정보를 교환할 수 있으므로 양방향 전력정보 교환을 통하여 합리적 에너지 소비를 유도하고, 고품질의 에너지 및 다양한 부가서비스를 제공하여 에너지효율을 최적화하는 차세대 전력망으로 각광받고 있다.

이와 같은 스마트 그리드를 이용하여 가정 내 에너지 관리 서비스를 제공하기 위해서는 수용가에 설치된 특정 전력 기기의 전력 사용량을 계측하는 스마트태그를 구비할 필요가 있다. 이러한 스마트태그는 콘센트에 구비되어, 해당 콘센트에 연결된 전력기기의 전력사용량을 측정하고 측정된 전력사용량을 스마트미터로 전송한다.

그러나, 일반적으로 수용가에는 하나 이상의 전력기기와 콘센트가 사용되고 있으며, 각 전력기기 마다 또는 콘센트 마다 스마트태그를 구비해야 하며, 수용가의 각 콘센트 마다 또는 전력기기 마다 스마트태그를 구비할 경우 스마트태그의 제작비용 및 설치비용이 증가하여 스마트 그리드 사업의 구축 비용이 상당히 증가하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 한국공개특허 제10-2016-0010793호, 미국특허 제US8,554,501호, 미국특허 제US9,118,182호 등에 개시된 바와 같이 비침습적 가전 기기 부하 모니터링(Non-Intrusive Appliance Load Monitoring, NIALM)이라는 기술이 제안되었는데, 이는 전력총량정보(전압, 전류) 분석을 통해 수용가 내의 개별 전력 기기의 사용 여부, 전력 사용량을 식별하는 기술을 제시하고 있다. 그리고, 이러한 종래의 비침습적 가전 기기 부하 모니터링은 수용가 내의 전력량의 변화, 부하 과도현상 분석, 또는 유사 부하 패턴 등을 이용하여 개별 전력 기기의 사용 여부 및 전력 사용량을 분석한다.

그러나 이러한 기존의 방법에서는 별도의 스마트태그를 구비해야 하거나, 별도의 부하 모니터링 장치를 구비하여 사용해야 하는 불편함이 있었다.

한편, 수용가 또는 분전반에 설치되는 기존의 적산전력장치는 전력선의 각 상에 흐르는 전류 및 상간의 전압을 시계열로 측정하는 센서와 그 센서의 값을 입력 받아, 계측 결과에 필요한 기본 전력 수치(W(t)=VA(t), VAR(t), Wh, PF, etc) 등을 산술 처리하여 적산 전력 값을 소정 시간 단위로 산출하는 기능을 수행한다.

그러나 기존의 적산전력장치는 적산 전력 값 산출에 필요한 정보만을 소정 단위로 측정하고 이를 산출하기 때문에 적산전력장치에서 측정된 전력 정보만으로는 기기 부하 모니터링을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 적산전력장치를 이용하여 기존의 적산 값을 산출하는 기능 이외에 소비 전력을 모니터링할 수 있도록 지원하는 소비 전력 모니터링을 할 수 있도록 지원하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 소비 전력 모니터링을 통해 적산전력장치 내부 또는 외부 서버에서 아크 폴트를 검출할 수 있도록 하여 전기 화재 등을 방지할 수 있도록 알리는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 적산전력장치를 이용하여 분전반에 연결된 각각의 전기 장치들을 판별하고 각 전기 장치들에 의해 소비되는 소비 전력을 분석할 수 있도록 지원하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 적산전력장치에서 모니터링된 소비 전력 정보를 효과적으로 압축하여 저장 또는 전송할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적산전력장치를 이용한 소비전력 적산 방법은, (a) 상기 적산전력장치가, 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 단계; (b) 상기 적산전력장치가, (i) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 제1 프로세스; 및 (ii) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 제2 프로세스를 수행하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소비전력 적산을 위한 적산전력장치는, (a) 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 측정부; (b) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 프로세스 및 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 프로세스를 수행하는 프로세서;를 포함한다.

본 발명은 기존에 사용되고 있는 적산전력장치의 프로세서의 교체만을 통해 적산전력장치를 이용하여 기존의 소비 전력의 적산 값을 산출하는 기능과 함께 소비 전력 패턴을 분석할 수 있도록 모니터링하는 기능을 수행할 수 있다.

또한 본 발명은 적산전력장치를 이용하여 실시간 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 아크 폴트를 검출하고 이에 따라 전기 화재를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 적산전력장치를 이용하여 실시간 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 분전반에 연결된 전기 장치들을 판별할 수 있고, 이들 장치들 각각에 의해 소비 되는 소비 전력을 분석하게 지원할 수 있다.

또한 본 발명은 모니터링되는 실시간 소비 전력을 외부 서버로 전송할 때 압축된 데이터로 전송하거나 저장하게 할 수 있어 전송하는 데이터 양을 줄여 데이터 전송 속도를 늘릴 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치가 분전반에 연결되어 설치되는 설비 시설을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치의 내부 구성 및 연결 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치에서의 소비 전력을 적산하는 적산 값 산출 주기와 실시간 소비 전력 정보 전송 주기를 시간별로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 이용하여 부하의 거동 상태를 분석하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 이용하여 분전반에 연결된 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 이용하여 분전반에 연결된 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되는 이벤트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 통한 실시간 전력 정보에서 정상 상태에서의 전력 패턴과 아크 발생 상태에서의 전력 패턴의 차이를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력 장치에서의 데이터를 압축하는 포맷의 형태를 나타낸 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치가 분전반에 연결되어 설치되는 설비 시설을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치의 내부 구성 및 연결 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1의 (a)을 참조하면, 주택, 아파트, 빌딩, 공장 등의 설비 시설에는 외부 전원이 인입되는 메인 분전반(D)이 설치되며, 메인 분전반(D)에는 개별 전기 장치들인 부하들이 전기적으로 연결되거나 하위 분전반들(D1, D2, D3)들이 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도 1의 (b)를 참조하면, 하위 분전반들(D1, D2, D3) 각각에는 개별 전기 장치들인 부하들이 전기적으로 연결되거나 종단 분전반들(D11, D12, D13)들이 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해 설비 시설 내에서는 각각의 분전반들이 계층을 이루며 전기적으로 연결될 수 있으며, 종단 분전반(D11, D12, D13)에는 각각의 개별 전기 장치(L1, L2, L3, …, L12)들이 전기적으로 연결됨으로써 설비 시설 내에서의 부하 구동을 위한 전기적 회로가 구현된다. 이때, 도 1의 도면에서는 분전반 및 전기 장치들의 개수를 한정하여 도시하였으나, 이는 단순히 설명의 편의를 위한 것으로, 실제 설비 시설 내에서는 분전반들에 의해 보다 복잡한 구조의 전기적 회로가 구현될 수 있다. 특히, 도 1에서는 메인 분전반(D), 하부 분전반(D1, D2, D3), 및 종단 분전반(D11, D12, D13)의 회로 구성을 설명하였지만, 메인 분전반에서 종단 분전반의 사이에는 복수 계층의 하부 분전반들에 의해 회로 구성이 이루어질 수 있다.

그리고, 도 1에서의 분전반(D, D1, D2, D3, D11, D12, D13) 각각의 인입 라인에는 각각의 분전반에 전기적으로 연결되는 전기 장치들에 의해 소비되는 전력에 대응되는 소비 전력 데이터를 검출하는 기능 및 소비 전력 적산값을 산출하는 적산전력장치(S, S1, S2, S3, S11, S12, S13)들이 설치될 수 있다. 즉, 적산전력장치(S, S1, S2, S3, S11, S12, S13)들은 각각의 분전반(D, D1, D2, D3, D11, D12, D13)의 인입 라인에 설치되어 각각의 분전반을 통해 공급되는 전력의 순시 전류와 순시 전압을 센싱하며, 기설정된 샘플링 주기마다 센싱되는 순시 전류와 순시 전압을 이용하여 소비 전력 계측을 위한 소비 전력 정보를 획득한다.

도 2를 참조하면, 적산전력장치(200)는 측정부(201)와 프로세서(202)를 포함한다. 프로세서는 적산부와 모니터링부를 포함할 수 있다.

먼저 측정부(201)는 분전반의 인입 라인에 설치되어 분전반에 연결된 전기 회로로 공급되는 실시간 전력 정보를 측정하는 기능을 한다. 상기 측정부(201)는 상기 실시간 전력 정보를 순시 전압 및 순시 전류를 측정함으로써 획득할 수 있다.

이때, 상기 분전반에 연결된 전기 회로는 적산전력장치(200)가 결합된 주 전력선에 의해 형성되는 것으로, 주 전력선에 전력 기기들이 결합되거나 주 전력선에서 분기된 분기 전력선에 전력 기기들이 결합될 수 있다. 일 예로, 회로는 수용가의 전력선이 결합되는 분전반에 의해 형성되는 수용가 내의 전기적 회로일 수 있다. 그리고 상기 측정부(201)는 주 전력선에서 분기된 순시 전압 측정 라인 및 순시 전류 측정 라인에 연결될 수 있다.

또한 회로에는 다수의 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)이 결합될 수 있다. 이때, 전력 기기는 가전 기기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 산업용 전력 기기도 포함할 수 있다.

그리고 프로세서(202)는 측정부(201)에서 측정된 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 개별 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)들에 의해 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버(예를 들어 한전의 과금 서버(MDMS))로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 산출된 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 기능을 수행한다. 이때, 프로세서(202)는 산출된 적산 전력값을 DCU(Data Concentrate Unit; 210) 장치를 통해 제1 서버로 전송할 수 있다. 이러한 기능은 프로세서(202)의 적산부에서 수행할 수 있다.

또한 프로세서(202)는 측정부(201)에서 측정된 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 분전반에 전기적으로 결합된 각각의 전력 기기, 즉 전력 소비 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버(예를 들어 외부의 전력 소비 분석 서버)로 전송하여, 제2 서버가 상기 실시간 전력 정보를 참조하여 각각의 전력 기기들의 거동 상태, 예를 들어 온-오프 등을 분석하도록 지원하는 프로세스를 수행한다.

한편, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 소비 전력의 패턴 분석을 통해 응용 서비스를 제공하거나 이를 지원할 수 있다. 구체적으로 적산전력장치(200)의 프로세서(202)는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 보내 각 전력 기기(전기 장치)들의 전력 사용을 분석하도록 지원할 수 있을 뿐만 아니라. 프로세서(202) 자체에서 이러한 기능을 수행하여 외부 서버(예를 들어 상기 제2 서버)로 분석된 데이터를 전달할 수도 있을 것이다. 이때 프로세서(202) 또는 제2 서버(미도시)는 획득된 실시간 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득하고, 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 복수의 핑거 프린트에 대한 정보인 통전 및 단전 이벤트 정보를 획득하며, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 이벤트 별 발생 횟수를 카운트하고, 카운트된 횟수의 차이가 기 설정된 범위 이내이며 평균 전력 변환값이 대칭되는 이벤트들을 페어(pair)로 묶을 수 있다. 이때, 카운트된 횟수의 차이가 기 설정된 범위 이내이며 평균 전력 변화 값이 대칭되는 이벤트들은 복수 페어가 있을 수 있다. 이와 같이 각각의 페어는 각각의 전력 기기에 대응되며, 이에 따라 각각의 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보를 판별할 수 있다. 여기서, 통전 이벤트는 전력 기기가 ON 될 때의 스텝 응답 패턴을 말하고 단전 이벤트는 전력 기기가 OFF 될 때의 스텝 응답 패턴을 말한다.

이를 구체적으로 설명하면, 분전반에 연결된 회로에 다수의 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)가 결합된 상태에서 적산전력장치(200)의 측정부(201)는 회로로 공급되는 전압 전류 등의 전력 정보를 실시간으로 획득한다. 이때 상기 실시간 전력 정보는 상기 순시 전압 및 순시 전류를 이용하여 기설정된 샘플링 주기에 대응하는 전압 정보, 전류 정보, 전력 정보, 에너지 정보, 고조파 정보, 플리커 정보, 불균형 정보, 및 메인 시그널링 정보 중 하나 이상을 상기 소비 전력 데이터로 획득될 수 있다.

그리고, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 분전반에 공급되는 실시간 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득한다.

즉, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여, 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 소비 전력의 평균 전력 변화값이 기설정값 이상이 되면 개별 전력 기기들(L1, L2, L3, …, Ln)의 온 또는 오프 동작 상태에 대응되는 이벤트가 발생한 것으로 판단한다. 일 예로, 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 소비 전력의 표준 편차를 연산하며, 표준 편차를 벗어나는 시점을 이벤트의 발생 시점으로 판단할 수 있다. 또한, 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 소비 전력의 분산을 연산하며, 연산된 분산이 경계값을 벗어나는 시점을 이벤트의 발생 시점으로 판단할 수도 있다.

이때, 회로로 공급되는 소비 전력의 주파수를 f라 할 경우, 적산전력장치(200)의 측정부(201) 는 1/f 초의 배수 시간 단위로(즉, 분전반의 인입 라인에 공급되는 교류 전력 공급 주파수에 대응되는 주기를 정수 n으로 나눈 샘플링 타임으로) 소비 전력을 검출할 수 있다. 일 예로 소비 전력의 주파수가 60Hz일 경우, 측정부(201) 는 소비 전력을 이의 2배 주파수인 1/120초 단위로 검출, 즉, 1초에 120번 소비 전력을 검출할 수 있다.

그리고, 측정부(201)는 실시간 소비 전력 검출을 위한 윈도우 사이즈, 즉, 기설정된 샘플링 시간에 대응하여 소비 전력을 실시간으로 검출한다. 이때, 기설정된 샘플링 시간은 일 예로, 0.1초, 1초 또는 10초로 설정할 수 있다. 그러나, 샘플링 시간은 이에 한정되지 않으며, 임의의 시간 범위로 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 적산전력장치(200)는 소비 전력의 적산 전력값을 산출하는 제1 프로세스와 소비 전력 분석을 위한 실시간 전력 정보를 모니터링하는 제2 프로세스를 동시에 수행하거나 이를 순차적으로 번갈아 수행할 수도 있다.

도 3은 적산전력장치가 상기 2개의 프로세스를 번갈아 수행하는 경우에서의 소비 전력을 적산하는 적산 값 산출 주기와 실시간 소비 전력 정보 전송 주기를 시간별로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 적산전력장치(200)는, 소정의 제1 주기(d1)로 적산 전력값을 산출하여 또는 산출 후 압축하여 제1 서버로 전송하며, 소정의 제2 주기(d2)로 실시간 전력 정보를 모니터링한 값을 분석하거나 압축하여 제2 서버로 전송한다. 이때 상기 제1 주기(d1)과 제2 주기(d2)는 동일할 수 있고, 제1 서버와 제2 서버의 데이터 요청 주기가 상이하면, 상기 제1 주기(d1)과 제2 주기(d2)는 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 동일한 경우, 상기 적산전력장치(200)는 제1 기간(t1) 동안 상기 제1 프로세스를 수행하며, 제2 기간(t2) 동안 상기 제2 프로세스를 수행하되, 상기 제1 프로세스와 상기 제2 프로세스를 번갈아 주기적으로 수행할 수 있다. 일반적으로 제1 서버에서 적산 전력 값을 1분 단위로 받기를 원하면 제1 주기와 제2 주기는 1분이 되며, 프로세서(202)는 그 중 10초를 적산 전력 값을 산출하고 전송하는데 사용하고 나머지 50초를 모니터링된 실시간 전력 정보를 분석하거나 압축하여 전송하는 데 사용할 수 있을 것이다.

즉, 적산전력장치(200)의 프로세서(202)는 도 4에서와 시게열적 전력 패턴을 분석하여 각각의 분전반에 전기적으로 연결되는 개별 전기 장치들에 포함된 독립 부하들의 동작 상태를 검출하며, 동작 상태가 검출된 독립 부하들을 시간 거동 기반(t1, t2, t3, t4)의 종속성을 갖는 독립 부하들의 그룹으로 그룹핑하여 각각의 독립 부하들을 개별 전기 장치들에 매핑하여 개별 전기 장치들의 거동 상태를 모니터링할 수 있다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 이용하여 분전반에 연결된 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 이용하여 분전반에 연결된 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되는 이벤트를 개략적으로 도시한 도면이다.

한편, 획득되는 전력 패턴 정보는 도 5과 같이 나타내어질 수 있는데, 도 5의 (a)는 텔레비전의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 5의 (b)는 형광등의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 5의 (c)는 전자레인지의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 5의 (d)는 커피포트의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 개별 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)는 온-오프 동작에 대응하는 각각의 고유한 전력 패턴을 가지고 있다.

다음으로, 적산전력장치(200)의 프로세서(202) 또는 제2 서버는 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 핑거 프린트에 대한 정보인 적어도 하나의 이벤트 정보를 획득한다.

즉, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 개별 전력 기기(L1, L2, L3, …, Ln)의 온 또는 오프 동작 상태에 대응되는 도 5와 같은 이벤트가 발생한 전후의 기설정 패턴 획득 시간 동안의 소비 전력의 패턴을 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 이벤트로 저장하거나 저장하도록 지원한다. 일 예로, 획득된 전력 패턴 정보에서 개별 전력 기기들(L1, L2, L3, …, Ln)의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일을 획득하며, 획득된 전력 패턴 프로파일의 시간별 전력값이 기설정값 이내 일 경우 유사 전력 패턴으로 판단할 수 있다.

이때, 이벤트는 도 6에서와 같이 개별 전력 기기에 대응하는 특정 패턴들일 수 있다. 즉, 개별 전력 기기의 온 동작에 의한 초기 전력값의 변동 패턴, 전력값의 상승 구간에서의 슬로프의 기울기 값, 온 동작이 이루어진 이후의 전력값의 변동 패턴이 개별 기기마다 다르게 나타나므로 이를 통해 개별 전력 기기를 판별할 수 있게 된다.

그리고, 소비 전력 패턴을 분류 및 그룹핑할 경우, 소비 전력의 패턴이 유사하나 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 유사 전력 패턴이 아닌 것으로 판단하여 서로 다른 핑거 프린트로 저장하거나 저장하도록 지원할 수 있다.

이때, 기설정 패턴 획득 시간은 이벤트 발생 시점을 포함하는 설정 시간 범위일 수 있으며, 일 예로, 이벤트 발생 시점 이전의 1초로부터 이벤트 발생 시점 이후의 10초까지일 수 있다. 즉, 이벤트 발생 시점 이전의 1초로부터 이벤트 발생 시점 이후의 10초까지 검출되는 전력 패턴을 핑거 프린트로 저장하거나 저장하도록 지원할 수 있다. 이때, 이벤트별로 ID를 부여할 수 있다.

그리고, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 통전 및 단전 이벤트의 페어들이 몇 쌍인지를 카운트하여 회로 내의 개별 전력 기기의 개수를 정확하게 판별할 수 있게 된다.

하지만, 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭인 임의의 2개의 이벤트에서, 임의의 2개의 이벤트의 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 프로세서(202) 또는 제2 서버는 임의의 2개의 이벤트를 페어로 판별하지 않을 수 있으며, 이 경우 상기 2개의 이벤트는 특정 전력 기기의 동작 상태의 온과 오프를 나타내는 페어가 아닌 것으로 판단한다. 즉, 카운트된 횟수가 유사하며 평균 전력값이 대칭되어도 전력 팩터(power factor)가 소정의 임계치를 넘는 경우에는 각각의 이벤트가 동일 전력 기기의 동작에 기인한 것이 아니라 다른 전력 기기의 동작에 기인한 것으로 판단한다.

한편, 제1 서버에서 적산전력장치(200)가 결합된 분전반의 회로 내의 소비 전력에 대한 비용을 정산할 때, 적산전력장치(200) 또는 제2 서버에서 소비 전력 정보를 분석하여 획득한 개별 전력 기기의 특성 또는 용도에 따라 서로 다른 비용 기준을 적용하여 전체 소비 전력에 대한 비용 정산이 가능하도록 할 수 있다.

일 예로, 혹서기의 에어컨 등의 냉방 기기 또는 혹한기의 히터 등의 난방 기기에 대한 사용 요금을 별도의 산정 기준으로 책정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력장치를 통한 실시간 전력 정보에서 정상 상태에서의 전력 패턴과 아크 폴트 발생 상태에서의 전력 패턴을 서로 비교한 도면이다.

본 발명에 따른 적산전력장치(200)의 프로세서(202)는 측정된 순시 전압 및 순시 전류를 바탕으로 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 분석하여 아크 폴트의 발생을 검출하는 기능을 수행하거나, 제2 서버로 하여금 상기 기능을 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.

도 7을 참조하면, 분전반에 연결된 회로들의 전기 공급 상태가 정상적인 경우에는 도 7의 좌측 전압 전류 그래프와 같은 전력 패턴을 갖는다. 그러나 회로들의 전기 장치들에 아크가 발생하는 경우에는 도 7의 우측과 같이 전압 전류 그래프의 파형이 깨지고 전력 패턴의 첨두 값이 뭉그러지는 전력 패턴을 갖는다. 본 발명에 따른 적산전력장치(200)의 프로세서(202) 또는 제2 서버는 실시간 전력 정보로부터 상기 아크 폴트 발생 상태에 대응하는 전력 패턴을 검출하는 기능을 제공할 수 있다.

일반적으로 아크 폴트(arc fault)는 전기 화재의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 아크 폴트를 감지하기 위한 기술로는 UL1699(아크 폴트 관련된 AFCL의 UL 규격)에 기 지정된 수십 킬로 대역의 주파수 패턴을 분석함으로써 수행된다. 그러나 본 발명의 프로세서(202) 또는 제2 서버는 기존의 UL1699 상의 아크 폴트 판별 방법과는 다르게, 시계열의 전기 파라미터를 아크 폴트의 일반적 특성을 찾아 분석하거나 빅데이터 자료를 이용하여 분석하는 방법을 제공한다.

적산전력장치(200)의 프로세서(202) 또는 제2 서버는 실시간 전력 정보를 참조하여 아크 폴트를 검출하는 한 가지 방법으로 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 분석하거나 분석하도록 지원하여, 시계열적 전력 패턴의 첨두 값이 뭉그러지는 상태가 검출되는 횟수가 소정의 시간 안에 소정 횟수 이상 또는 반복적으로 발생할 때 아크 폴트가 발생했다고 판단함으로써 아크 폴트 발생을 검출할 수 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 아크 폴트가 발생한 경우에는 그 전력 정보(예를 들어 순시 전압 및 순시 전류)의 패턴이 정상 상태의 전력 정보 패턴에서의 피크 전력 값보다 떨어진 전력 값을 갖는 경우가 일반적이다. 이와 같이 전력 패턴의 첨두 값이 정상 패턴이 아닌 뭉그러지는 상태가 검출되고 이러한 상황이 반복적으로 일어날 때 아크 폴트가 발생되었다고 판단할 수 있는 것이다.

또한, 적산전력장치(200)의 프로세서(202) 또는 제2 서버는 실시간 전력 정보를 참조하여 아크 폴트를 검출하는 다른 방법으로, 기 저장된 아크 폴트 패턴 또는 다른 제3 서버에서 전달받은 아크 폴트 패턴을 전달받아 아크 폴트 발생을 검출할 수 있다. 구체적으로 프로세서(202) 또는 제2 서버는 빅데이터를 참조하여 얻은 아크 폴트 발생 상태에 대응하는 아크 폴트 패턴을 이용하여 측정부(201)에서 획득한 실시간 전력 정보의 시계열적 특성이 비교 대상이 되는 아크 폴트 패턴에 해당되는지 여부를 판단한다. 상기 아크 폴트 패턴은 빅데이터를 바탕으로 전력 정보의 시계열적 특성에서 아크가 발생된 경우의 전력 파라미터의 비정상적 특징(즉, 패턴)을 이용할 수 있다. 그리고 상기 빅데이터 기반 아크 폴트 패턴은 상기 제3 서버에서 주기적으로 전달받아 업데이트하여 저장하고 이를 아크 폴트 검출에 이용할 수도 있다.

이때 전력 파라미터는 첨두 순시 전압(Vpeak), 평균 전압(Vrms), 평균 전류(Irms), 상기 분전반의 시계열적 평균 임피던스, 상기 분전반의 시계열적 순시 임피던스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 적산전력장치(200) 또는 제2 서버는 아크 폴트 패턴에 대응되는 상기 전력 파라미터들 중 적어도 하나를 상기 적산전력장치 내부 또는 제2 서버에 저장하여 관리할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적산전력 장치에서의 데이터를 압축하는 포맷의 형태를 나타낸 도면이다.

프로세서(202)는 분전반에 연결된 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 패턴(풋 프린트: Foot Print) 상태를 분석하기 위하여, 적어도 이벤트의 발생 시각을 포함하는 이벤트에 대한 정보와 평균 전력 정보를 포함하는 실시간 소비 전력 사용 데이터를 압축하여 전송할 수 있다.

구체적으로, 프로세서(202)는 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 상태를 기록하기 위하여, 실시간 전력 정보에서, 적어도 하나의 이벤트 정보를 획득하고, 적어도 이벤트의 발생 시각 정보를 포함하는 이벤트에 대한 정보 및 평균 전력 정보를 실시간 소비 전력 사용 데이터로 압축하여 실시간 전력 정보로 전송할 수 있다. 여기서, 평균 전력 정보는, 두개의 이벤트가 발생한 시점 사이에서 검출된 평균 전력값, 평균 전력값의 표준 편차, 평균 파워 팩터(power factor), 평균 파워 팩터(power factor)의 표준 편차 및 전력 정보를 검출하는 샘플링 주기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

즉, 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 상태를 기록하기 위하여 종래에는 설정된 시간 단위로 실시간 검출되는 소비 전력에 대한 정보를 모두 전송하거나 저장함으로써 전송 또는 저장되는 데이터의 양이 방대해지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 해결하기 위하여, 프로세서(202)는 이벤트가 발생하는 시점, 즉 전력 기기의 온-오프 동작에 따른 이벤트가 발생하는 시점에서의 이벤트 정보와 평균 전력 정보만으로 데이터를 압축하여 전달하는 것이다. 이는 이벤트 발생 시점의 전력 정보 및 이벤트 발생 시점들 사이 구간에서의 평균 전력 정보만으로 개별 전력 기기들의 거동 상태에 따른 소비 전력 데이터를 복원가능하기 때문이다.

일 예로, 제1 시점에 제1 이벤트가 발생하며, 제2 시점에 제2 이벤트가 발생한 경우, 소비 전력 데이터는 제1 시점에서의 제1 이벤트에 의한 전력 패턴, 제1 시점과 제2 시점 사이에서의 평균 전력 정보, 일 예로, 평균 전력값, 평균 전력값의 표준 편차, 평균 파워 팩터(power factor), 평균 파워 팩터(power factor)의 표준 편차 중 적어도 하나에 의한 전력 패턴, 및 제2 시점에서의 제2 이벤트에 의한 전력 패턴에 대한 데이터를 참조로 하여, 제1 시점에서부터 제2 시점까지의 전력 패턴이 확인 가능하게 된다. 이에 더하여 개별 기기에 의한 소비 전력 및 회로 내 전체 소비 전력 등의 정보를 확인 가능하게 된다.

이 경우 도 8에 도시된 바와 같이, 측정된 실시간 전력 정보의 원 데이터 포맷의 형태는 전송 순증 카운트, 측정 값 개수, 측정 값 평균, 측정 값 표준편차, 이벤트 시작점, 이벤트 코드 또는 이벤트 형태, 다수개의 이벤트 형태 데이터(#1 ~ #m)를 포함하며, 이를 이벤트 기반으로 압축한 전력 정보 데이터 포맷은 전송 순증 카운트, 패킷 크기, CHKSUM, 측정 압축 값을 포함할 수 있다.

이때, 프로세서(202)는 특정 이벤트 발생 시, 해당 이벤트 이전의 시간 주기의 적산 전력값을 포함하여 압축된 실시간 전력 정보를 전송할 수도 있다.

또한, 프로세서(202)는 이벤트 기반의 압축 전송 방식이 아닌 시계열 압축 전송 방식을 사용하여 실시간 전력 정보를 압축 전송할 수도 있다.

이때, 프로세서(202)는 상기 실시간 전력 정보에서, 기 설정된 소정 주기 내에서의 실시간 전력 변동에 대응되는 전력 파라미터 또는 시계열적 전력 패턴에서의 특성 모양에 대응되는 패턴 코드를 상기 실시간 전력 정보로 압축하여 상기 소정 주기로 전송한다.

이 경우 소정 주기의 정보와 평균 전력 정보만으로 데이터를 압축하여 전달하는 것으로, 기설정된 전송 주기 동안의 전력 변화를 대표하는 파라메터를 압축 전송한다. 특히, 패턴 코드는 특정 전기 장치의 동작에 대응하여 나타나는 특정 전력 패턴을 코드화한 것일 수 있다.

이는 기 설정된 소정 주기 내의 전력 정보 및 각 주기 마다의 평균 전력 정보만으로 개별 전력 기기들의 거동 상태에 따른 소비 전력 데이터를 복원한다.

일 예로, 소비 전력 데이터는 제1 주기 내의 전력 패턴, 제1 주기 내의 시작 시점과 마지막 시점 사이에서의 평균 전력 정보, 일 예로, 평균 전력값, 평균 전력값의 표준 편차, 평균 파워 팩터(power factor), 평균 파워 팩터(power factor)의 표준 편차 중 적어도 하나에 의한 전력 패턴, 및 제2 주기에서의 전력 패턴에 대한 데이터를 참조로 하여, 제1 주기 내의 전력 패턴이 확인 가능하게 된다. 이에 더하여 개별 기기에 의한 소비 전력 및 회로 내 전체 소비 전력 등의 정보를 확인 가능하게 된다.

그리고, 소비 전력 데이터는 전압 정보, 전류 정보, 전력 정보, 에너지 정보, 고조파 정보, 플리커 정보, 불평형 정보, 및 메인 시그널링 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 전압 정보는 Vrms, Vpk, voltage crest factor(CF),, Vfund 등을 포함하며, 전류 정보는 Amps, Apk, A crest factor, , Afund 등을 포함하며, 전력 정보는 Watts, PF(power factor) 등을 포함하며, 에너지 정보는 kWh, energy loss 등을 포함하며, 고조파 정보는 harmonic order, inter-harmonic order, volts, Amps, Watts, phase angle 등을 포함하며, 플리커 정보는 Plt, Pst(1min), Pinst 등을 포함하며, 불평형 정보는 Volts, Amps 등을 포함하며, 메인 시그널링 정보는 threshold levels, signaling frequency, relative V%, absolute V3s(3 sec avg.) 등을 포함할 수 있다.

이 경우 도 9에 도시된 바와 같이, 측정된 실시간 전력 정보의 원 데이터 포맷의 형태는 전송 순증 카운트, 측정 값 개수, 다수의 측정 값(측정값 1 내지 측정값 m)을 포함하며, 이를 이벤트 기반으로 압축한 전력 정보 데이터 포맷은 전송 순증 카운트, 패킷 크기, CHKSUM, 측정 압축 값을 포함할 수 있다.

이때, 프로세서(202)는 특정 시간 동안(즉, 특정 주기)의 적산 전력값을 포함하여 압축된 실시간 전력 정보를 전송할 수도 있다.

이와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 적산전력장치는 분전반에 설치되는 상기 적산전력장치를 이용하여 기존의 소비 전력의 적산 값을 산출하는 기능과 함께 소비 전력 패턴을 분석할 수 있도록 모니터링하는 기능을 수행할 수 있고, 이에 따라 모니터링되는 실시간 전력 정보를 참조하여 아크 폴트를 검출하고 분전반에 연결된 전기 장치들을 판별할 수 있고, 이들 장치들 각각에 의해 소비 되는 소비 전력을 분석하게 지원할 수 있다. 그리고 모니터링되는 실시간 소비 전력을 외부 서버로 전송할 때 압축된 데이터로 전송하거나 저장하게 할 수 있어 전송 데이터 량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (25)

1. 적산전력장치를 이용한 소비전력 적산 방법에 있어서,
   (a) 상기 적산전력장치가, 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 단계;
   (b) 상기 적산전력장치가, (i) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 제1 프로세스; 및 (ii) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 제2 프로세스를 수행하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 제2 서버가 상기 적산전력장치에서 전달된 상기 소비 전력의 패턴 분석을 통해 응용 서비스를 제공하거나 제공하도록 지원하기 위하여, 상기 적산전력장치가 상기 실시간 전력 정보를 획득하며,
   상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 적산전력장치는, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 분석하거나 분석하도록 지원하여, 시계열적 전력 패턴의 첨두 값이 뭉그러지는 상태가 검출되는 횟수가 소정의 시간 안에 소정 횟수 이상 또는 반복적으로 발생할 때 아크 폴트가 발생했다고 판단함으로써 아크 폴트 발생을 검출하거나 검출할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 적산전력장치를 이용한 소비전력 적산 방법에 있어서,
   (a) 상기 적산전력장치가, 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 단계;
   (b) 상기 적산전력장치가, (i) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 제1 프로세스; 및 (ii) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 제2 프로세스를 수행하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 제2 서버가 상기 적산전력장치에서 전달된 상기 소비 전력의 패턴 분석을 통해 응용 서비스를 제공하거나 제공하도록 지원하기 위하여, 상기 적산전력장치가 상기 실시간 전력 정보를 획득하며,
   상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 적산전력장치는, 빅데이터를 참조하여 전력 정보의 시계열적 특성에서 아크가 발생된 경우에서의 전력 파라미터의 비정상적 특징을 참조하거나 참조하도록 하여, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성이 상기 비정상적 특징에 해당되는지 여부를 판단함으로써 아크 폴트를 검출하거나, 상기 아크 폴트를 검출할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전력 파라미터는 첨두 순시 전압(Vpeak), 평균 전압(Vrms), 평균 전류(Irms), 상기 분전반의 시계열적 평균 임피던스, 상기 분전반의 시계열적 순시 임피던스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서, 상기 적산전력장치는, 상기 분전반의 인입 라인에 공급되는 교류 전력 공급 주파수에 대응되는 주기를 정수 n으로 나눈 샘플링 타임으로 상기 전력 파라미터의 측정을 수행하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 적산전력장치는, 상기 전력 파라미터들 중 적어도 하나를 상기 적산전력장치 내부 또는 외부에 저장하여 관리하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서, 상기 적산전력장치는, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 이용하여 전력 파라미터의 빅데이터를 분석하거나 분석하도록 지원함으로써 상기 전력을 소비하는 상기 전기 장치들 각각에서 소모되는 개별 전력을 분석하거나 분석할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 적산전력장치는, 상기 실시간 전력 정보에서, 적어도 하나의 이벤트 정보를 획득하고, 상기 이벤트의 발생 시각을 포함하는 상기 이벤트에 대한 정보와 실시간 전력 변동을 나타낼 수 있는 하나 이상의 파라미터들 - 상기 파라미터는 평균 전력값, 평균 전력값의 표준 편차, 평균 파워 팩터(power factor), 평균 파워 팩터(power factor)의 표준 편차, 및 상기 전력 정보를 검출하는 샘플링 주기 중 적어도 어느 하나 이상을 포함함 - 을 상기 실시간 전력 정보로 압축하여 전송하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 적산전력장치는, 상기 실시간 전력 정보에서, 기 설정된 소정 주기 내에서의 실시간 전력 변동에 대응되는 전력 파라미터 또는 시계열적 전력 패턴에서의 특성 모양에 대응되는 패턴 코드를, 상기 실시간 전력 정보로 압축하여 상기 소정 주기로 전송하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
11. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 적산전력장치는, 소정의 제1 주기로 상기 적산 전력값을 산출하여 상기 제1 서버로 전송하며, 소정의 제2 주기로 상기 실시간 전력 정보를 상기 제2 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
12. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 적산전력장치는, 제1 기간 동안 상기 제1 프로세스를 수행하며, 제2 기간 동안 상기 제2 프로세스를 수행하되, 상기 제1 프로세스와 상기 제2 프로세스를 번갈아 주기적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
13. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 제2 프로세스에서, 상기 적산전력장치는 모니터링되는 상기 실시간 전력 정보를 외부 DCU(Data Concentrate Unit) 장치를 통해 상기 제2 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
14. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 적산전력장치는, 상기 순시 전압 및 순시 전류를 이용하여 기설정된 샘플링 주기에 대응하는 전압 정보, 전류 정보, 전력 정보, 에너지 정보, 고조파 정보, 플리커 정보, 불균형 정보, 및 메인 시그널링 정보 중 하나 이상을 상기 소비 전력 데이터로 획득하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 적산 방법.
15. 소비전력 적산을 위한 적산전력장치에 있어서,
    (a) 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 측정부;
    (b) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 프로세스 및 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 프로세스를 수행하는 프로세서;
    를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 제2 서버가 상기 적산전력장치에서 전달된 상기 소비 전력의 패턴 분석을 통해 응용 서비스를 제공하거나 제공하도록 지원하기 위하여, 상기 실시간 전력 정보를 획득하고,
    상기 프로세서는, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 분석하거나 분석하도록 지원하여, 시계열적 전력 패턴의 첨두 값이 뭉그러지는 상태가 검출되는 횟수가 소정의 시간 안에 소정 횟수 이상 또는 반복적으로 발생할 때 아크 폴트가 발생했다고 판단함으로써 아크 폴트 발생을 검출하거나 검출할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 소비전력 적산을 위한 적산전력장치에 있어서,
    (a) 분전반의 인입 라인에 설치되어, 상기 인입 라인의 순시 전압 및 순시 전류를 실시간 측정하는 측정부;
    (b) 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 소정 시간 동안 소비된 소비 전력의 적산 전력값을 산출하여 제1 서버로 전송하여 상기 제1 서버로 하여금 상기 적산 전력값에 대한 과금을 수행하도록 지원하는 프로세스 및 상기 측정되는 순시 전압 및 순시 전류를 참조하여 상기 분전반에 전기적으로 결합되는 각각의 전기 장치들에 의해 소비되는 실시간 전력 정보를 제2 서버로 전송하여 상기 제2 서버로 하여금 상기 전력 정보를 참조하여 상기 각각의 전기 장치들의 거동 상태를 분석하도록 지원하는 프로세스를 수행하는 프로세서;
    를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 프로세서는, 상기 제2 서버가 상기 적산전력장치에서 전달된 상기 소비 전력의 패턴 분석을 통해 응용 서비스를 제공하거나 제공하도록 지원하기 위하여, 상기 실시간 전력 정보를 획득하고,
    상기 프로세서는, 빅데이터를 참조하여 전력 정보의 시계열적 특성에서 아크가 발생된 경우에서의 전력 파라미터의 비정상적 특징을 참조하거나 참조하도록 하여, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성이 상기 비정상적 특징에 해당되는지 여부를 판단함으로써 아크 폴트를 검출하거나, 상기 아크 폴트를 검출할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전력 파라미터는 첨두 순시 전압(Vpeak), 평균 전압(Vrms), 평균 전류(Irms), 상기 분전반의 시계열적 평균 임피던스, 상기 분전반의 시계열적 순시 임피던스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 분전반의 인입 라인에 공급되는 교류 전력 공급 주파수에 대응되는 주기를 정수 n으로 나눈 샘플링 타임으로 상기 전력 파라미터의 측정을 수행하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
21. 제 18 항에 있어서,
    상기 적산전력장치는, 상기 전력 파라미터들 중 적어도 하나를 상기 적산전력장치 내부 또는 외부에 저장하여 관리하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
22. 제 15항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 실시간 전력 정보의 시계열적 특성을 이용하여 전력 파라미터의 빅데이터를 분석하거나 분석하도록 지원함으로써 상기 전력을 소비하는 상기 전기 장치들 각각에서 소모되는 개별 전력을 분석하거나 분석할 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
23. 제 15항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 실시간 전력 정보에서, 적어도 하나의 이벤트 정보를 획득하고, 상기 이벤트의 발생 시각을 포함하는 상기 이벤트에 대한 정보와 실시간 전력 변동을 나타낼 수 있는 하나 이상의 파라미터들 - 상기 파라미터는 평균 전력값, 평균 전력값의 표준 편차, 평균 파워 팩터(power factor), 평균 파워 팩터(power factor)의 표준 편차, 및 상기 전력 정보를 검출하는 샘플링 주기 중 적어도 어느 하나 이상을 포함함 - 을 상기 실시간 전력 정보로 압축하여 전송하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
24. 제 15항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 실시간 전력 정보에서, 기 설정된 소정 주기 내에서의 실시간 전력 변동에 대응되는 전력 파라미터 또는 시계열적 전력 패턴에서의 특성 모양에 대응되는 패턴 코드를, 상기 실시간 전력 정보로 압축하여 상기 소정 주기로 전송하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.
25. 제 15항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 순시 전압 및 순시 전류를 이용하여 기설정된 샘플링 주기에 대응하는 전압 정보, 전류 정보, 전력 정보, 에너지 정보, 고조파 정보, 플리커 정보, 불균형 정보, 및 메인 시그널링 정보 중 하나 이상을 상기 소비 전력 데이터로 획득하는 것을 특징으로 하는 적산전력장치.

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