KR101934089B1 - 실시간 전력 소비 패턴을 분석하여 획득되는 통전 및 단전 모티프 정보를 이용하여 비침습 방식으로 회로 내의 복수의 전력 기기의 거동을 분석하고 개별 기기의 소비 전력을 모니터링하는 장치 및 방법 - Google Patents

실시간 전력 소비 패턴을 분석하여 획득되는 통전 및 단전 모티프 정보를 이용하여 비침습 방식으로 회로 내의 복수의 전력 기기의 거동을 분석하고 개별 기기의 소비 전력을 모니터링하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 방법에 있어서, (a) 전력 분석 장치가, 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득하는 단계; (b) 상기 전력 분석 장치가, 상기 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 핑거 프린트에 대한 정보인 적어도 하나의 모티프 정보를 획득하는 단계; 및 (c) 상기 전력 분석 장치가, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 상기 모티프 별 발생 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프를 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보로 판별하는 단계; 를 포함하는 것으로, 개별 전력 기기의 온-오프 동작 상태에 대응되는 한 쌍의 특정 모티프를 통해 회로 내의 개별 전력 기기를 정확히 판별할 수 있으며, 그에 따라 개별 전력 기기의 특성에 대응하여 소비 전력에 대한 비용 정산, 즉 개별 전력 기기의 용도 별 서로 다른 비용 기준을 적용하여 전체 소비 전력에 대한 비용 정산이 가능하도록 할 수 있다.

Description

실시간 전력 소비 패턴을 분석하여 획득되는 통전 및 단전 모티프 정보를 이용하여 비침습 방식으로 회로 내의 복수의 전력 기기의 거동을 분석하고 개별 기기의 소비 전력을 모니터링하는 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR ANALYZING FOOT PRINT OF A PLURALITY OF APPLIANCES IN A CIRCUIT NON-INTRUSIVELY AND MONITORING COMSUMPTION OF ELECTRICAL POWER OF THE RESPECTIVE APPLIANCES BY USING INFORMATION ON BOTH STEP-ON MOTIF AND STEP-OFF MOTIF ACQUIRED BY ANALYZING POWER PATTERN}
본 발명은 전력 패턴을 분석하여 획득되는 통전 및 단전 모티프 정보를 이용하여 비침습 방식으로 회로 내의 전력 기기의 거동을 분석하고 개별 기기의 소비 전력을 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득하고 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 복수의 핑거 프린트에 대한 정보인 통전 및 단전 모티프 정보를 획득하며, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 모티프 별 발생 횟수를 카운트하고, 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프를 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보와 각 기기의 전력 소비를 판별하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
에너지를 효율적으로 관리하기 위해 스마트 그리드(Smart Gird)라는 개념이 도입 되었는데, 스마트 그리드는, '발전-송전·배전-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 송전·배전 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, 이를 간단히 설명하면 전력총량정보(전압, 전류) 분석을 통해 수용가 내의 개별 전력 기기의 사용 여부, 전력 사용량을 식별하는 기술을 말한다.
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.
하지만, 전력 기기의 온-오프 동작에 따른 스텝 응답은 교류 전원 특성 및 전력 기기의 초기 상태 특성 등에 따라 이상적인 전력 기기의 스텝 응답과는 다르게 나타나므로, 종래의 비침습적 가전 기기 부하 모니터링에서는 정확한 개별 전력 기기를 판별하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 개별 전력 기기를 판별할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 회로 내의 개별 전력 기기를 판별할 수 있으므로 개별 기기의 특성에 대응하여 소비 전기에 대한 비용 정산이 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 회로 내의 실시간 소비 전력 데이터를 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, 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 방법에 있어서, (a) 전력 분석 장치가, 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득하는 단계; (b) 상기 전력 분석 장치가, 상기 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 핑거 프린트에 대한 정보인 적어도 하나의 모티프 정보를 획득하는 단계; 및 (c) 상기 전력 분석 장치가, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 상기 모티프 별 발생 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프를 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보로 판별하는 단계; 를 포함하는 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 장치에 있어서, 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 획득하는 통신부; 및 (i) 상기 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득하고, 상기 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 핑거 프린트에 대한 정보인 적어도 하나의 모티프 정보를 획득하며, (ii) 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 상기 모티프 별 발생 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프를 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보로 판별하는 프로세서; 를 포함하는 것을 장치가 제공된다.
이 외에도, 본 발명의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명은 비침습 방식을 이용하여 획득되는 모티프의 횟수와 전력 변화값에 의해 개별 전력 기기의 온-오프 동작 상태에 대응되는 모티프들의 복수의 쌍을 식별함으로써 회로 내의 개별 전력 기기를 정확히 판별할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 회로 내의 개별 전력 기기에 대한 정보를 판별할 수 있으므로 개별 전력 기기의 특성에 대응하여 소비 전력에 대한 비용 정산, 즉 개별 전력 기기의 용도 별 서로 다른 비용 기준을 적용하여 전체 소비 전력에 대한 비용 정산이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 모티프가 획득되는 시점의 모티프 정보와 모티프가 획득되는 시점 사이의 평균 전력 정보를 이용하여 분석하고자 하는 전체 구간에서의 회로 내의 전체 소비 전력에 대한 정보를 확인할 수 있으며, 그에 따라 실시간으로 검출되는 전력 정보를 모두 저장하는 종래와는 달리 각각의 모티프가 발생하는 시점의 모티프 정보와 각각의 모티프가 발생하는 시점 사이의 평균 전력 정보만을 실시간 소비 전력 데이터로 압축하여 저장하므로 종래에 비하여 저장 용량을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 압축된 데이터를 이용하여 소비 전력을 분석할 경우에도 분석 데이터의 용량이 적으므로 분석에 소요되는 시간을 저감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되는 모티프를 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 데 있어서 온-오프 동작에 따른 개별 전력 기기를 판별하는 방법을 설명하기 위한 모티프 카운팅 그래프를 개략적으로 도시한 것이다.
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 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 장치를 개략적으로 도시한 것으로, 도 1을 참조하면, 전력 분석 장치(200)는 통신부(210)와 프로세서(220)를 포함할 수 있다.
먼저, 통신부(210)는 회로로 공급되는 전력 정보를 전력 정보 검출부(100)로부터 획득할 수 있다.
이때, 회로는 전력량계가 결합된 하나의 주 전력선에 의해 형성되는 것으로, 주 전력선에 전력 기기들이 결합되거나 주 전력선에서 분기된 분기 전력선에 전력 기기들이 결합될 수 있다. 일 예로, 회로는 수용가의 인입 전력선이 결합되는 분전반에 의해 형성되는 수용가 내의 전기적 회로일 수 있다. 그리고, 전력 정보 검출부(100)는 전력량계 전단 주 전력선 또는 전력량계에 결합될 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(220)는 통신부(210)를 통해 획득된 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 모티프 정보를 획득하며, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 모티프 별 발생 횟수를 카운트하고, 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 모티프들을 페어(pair)로 묶을 수 있다. 이때, 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 모티프들은 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 모티프는 전력 기기가 ON 될 때의 스텝 응답 패턴을 말하고 단전 모티프는 전력 기기가 OFF 될 때의 스텝 응답 패턴을 말한다.
또한, 프로세서(220)는 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 패턴(풋 프린트: Foot Print) 상태를 기록하기 위하여, 적어도 모티프의 발생 시각을 포함하는 모티프에 대한 정보와 평균 전력 정보를 포함하는 실시간 소비 전력 사용 데이터를 압축하여 기록하거나 기록하도록 지원할 수 있다. 이때, 평균 전력 정보는 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.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 장치에서, 본 발명의 일 실시예인 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
회로에 다수의 전력 기기(L1, L2, L3,…, Ln)가 결합된 상태에서 전력 분석 장치(200)는 전력 정보 검출부(100)에서 검출되는 회로로 공급되는 전력의 정보를 통신부(210)를 통해 실시간으로 획득한다.
그리고, 전력 분석 장치(200)는 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 개별 전력 기기(L1, L2, L3,…, Ln)들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보를 획득한다.
즉, 전력 분석 장치(200)는 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, 전력 분석 장치(200)는 1/f 초의 배수 시간 단위로 소비 전력을 검출할 수 있다. 일 예로 소비 전력의 주파수가 60Hz일 경우, 전력 분석 장치(200)는 소비 전력을 1/60초 단위로 검출, 즉, 1초에 60번 소비 전력을 검출할 수 있다.
그리고, 실시간 소비 전력 검출을 위한 윈도우 사이즈, 즉, 기설정된 샘플링 시간에 대응하여 소비 전력을 실시간으로 검출한다. 이때, 기설정된 샘플링 시간은 일 예로, 10초로 설정할 수 있다. 그러나, 샘플링 시간은 이에 한정되지 않으며, 임의의 시간 범위로 설정될 수 있다.
참고로, 획득되는 전력 패턴 정보는 도 2와 같이 나타내어질 수 있는데, 도 2의 (a)는 텔레비전의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 2의 (b)는 형광등의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 2의 (c)는 전자레인지의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이며, 도 2의 (d)는 커피포트의 온 동작에 대응되는 전력 패턴에 대한 예시이다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 개별 전력 기기(L1, L2, L3,…, Ln)는 온-오프 동작에 대응하는 각각의 고유한 전력 패턴을 가지고 있다.
다음으로, 전력 분석 장치(200)는 획득된 전력 패턴 정보를 참조로 하여, 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 핑거 프린트에 대한 정보인 적어도 하나의 모티프 정보를 획득한다.
즉, 전력 분석 장치(200)는 개별 전력 기기(L1, L2, L3,…, Ln)의 온 또는 오프 동작 상태에 대응되는 도 2와 같은 이벤트가 발생한 전후의 기설정 패턴 획득 시간 동안의 소비 전력의 패턴을 분류 및 그룹핑하여 적어도 하나의 모티프로 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, 모티프는 도 3에서와 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, 모티프별로 ID를 부여할 수 있다.
그리고, 전력 분석 장치(200)는 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여 모티프 ID 별 발생 횟수를 카운트하고, 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프를 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기의 동작 상태에 대한 정보로 판별한다. 여기서, "대칭"이란 한 쪽은 A 만큼 전력이 변화하고 다른 한 쪽은 -A 만큼 전력이 변화하는 것을 말하며, 반드시 A, -A 와 같이 동일하지 않더라도, 절대값에 대한 수치가 소정의 범위 이내에 근접한 경우라면, "대칭"이라고 할 수 있을 것이다.
즉, 전력 분석 장치(200)는 도 4에서와 같이 1주일, 1개월, 3개월 등과 같이 소정의 동작 상태 판별 시간 동안 실시간으로 검출되는 회로로 공급되는 전력 정보를 참조로 하여 각각의 모티프 ID별로 발생되는 횟수(C)를 카운트한다.
도 4에서 ID 는 각각의 모티프에 대하여 인식 번호를 부여한 것이며, P는 해당 모티프에서의 평균 전력 변화값을 나타낸 것이다. 그리고, 도 4는 발생 횟수(C)가 높은 순으로 모티프를 정렬한 것이다.
일 예로, 도 4에서, 38번째로 많이 카운트된 ID 40에 대응되는 모티프와 39번째로 많이 카운트된 ID 39에 대응되는 모티프를 비교하여 보면, ID 40에 대응되는 모티프와 ID 39에 대응되는 모티프는 발생 횟수가 6번으로 동일하며, 평균 전력 변화값이 2000과 -2000으로 대칭이 됨을 알 수 있다. 따라서, ID 39에 대응되는 모티프와 ID 40에 대응되는 모티프는 특정 전력 기기가 설정된 동작 상태 판별 시간 동안 온과 오프 동작을 6번 수행한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 전력 분석 장치(200)는 통전 및 단전 모티프의 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 모티프에서, 임의의 2개의 모티프의 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 전력 분석 장치(200)는 임의의 2개의 모티프를 페어로 판별하지 않을 수 있으며, 이 경우 상기 2개의 모티프는 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 모티프가 동일 전력 기기의 동작에 기인한 것이 아니라 다른 전력 기기의 동작에 기인한 것으로 판단한다.
그리고, 전력 분석 장치(200)는 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 상태를 기록하기 위하여, 적어도 모티프의 발생 시각 정보를 포함하는 모티프에 대한 정보 및 평균 전력 정보를 실시간 소비 전력 사용 데이터로 압축하여 기록하거나 기록하도록 지원할 수 있다. 여기서, 평균 전력 정보는, 두개의 모티프가 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 기록함으로써 기록되는 데이터의 양이 방대해지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 해결하기 위하여, 전력 분석 장치(200)는 모티프가 발생하는 시점, 즉 전력 기기의 온-오프 동작에 따른 이벤트가 발생하는 시점에서의 모티프 정보와 평균 전력 정보만으로 데이터를 압축하여 저장하는 것이다. 이는 모티프 발생 시점의 전력 정보 및 모티프 발생 시점들 사이 구간에서의 평균 전력 정보만으로 개별 전력 기기들의 거동 상태에 따른 소비 전력 데이터를 복원가능하기 때문이다.
일 예로, 제1 시점에 제1 모티프가 발생하며, 제2 시점에 제2 모티프가 발생한 경우, 소비 전력 데이터는 제1 시점에서의 제1 모티프에 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 모티프에 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.
또한, 전력 분석 장치(200)는 회로 내의 소비 전력에 대한 비용을 정산할 경우, 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.
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 (24)

  1. 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 방법에 있어서,
    (a) 전력 분석 장치가, 전력량계가 결합된 하나의 주 전력선 또는 상기 주 전력선에서 분기된 분기 전력선에 개별 전력 기기들이 결합되어 구성된 전기적 회로로 공급되는 상기 주 전력선에서의 전력 정보를 분석하여 상기 전기적 회로 내에 위치하는 상기 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보들을 획득하는 단계;
    (b) 상기 전력 분석 장치가, 상기 획득된 상기 전력 패턴 정보들을 참조로 하여, 상기 전력 패턴 정보들을 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 모티프 - 상기 모티프는 상기 전력 패턴 정보들에 대응되는 핑거 프린트들을 유사한 형태 별로 분류 및 그룹핑화한 것으로, 하나의 상기 모티프는 적어도 하나 이상의 상기 핑거 프린트를 포함한 - 들을 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 전력 분석 장치가, 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 상기 획득된 상기 모티프들을 분석하여 각각의 상기 모티프의 발생 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프들을 확인하며, 상기 확인된 상기 한 쌍의 특정 모티프들을 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대한 정보로 판별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 전력 분석 장치가, 상기 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 상태를 기록하기 위하여, 적어도 상기 모티프의 발생 시각을 포함하는 상기 모티프에 대한 정보와 평균 전력 정보 - 상기 평균 전력 정보는 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 - 를 실시간 소비 전력 사용 데이터로 압축하여 기록하거나 기록하도록 지원하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여, 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 소비 전력의 상기 평균 전력 변화값이 기설정값 이상이 되면 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작 상태에 대응되는 이벤트가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 이벤트 발생 전후의 기설정 패턴 획득 시간 동안의 상기 소비 전력의 패턴을 분류 및 그룹핑하여 상기 핑거 프린트로 등록하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 상기 소비 전력의 표준 편차를 연산하며, 상기 표준 편차를 벗어나는 시점을 상기 이벤트의 발생 시점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서.
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 소비 전력 패턴을 분류 및 그룹핑 함에 있어서, 상기 소비 전력의 패턴이 유사하나 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 서로 다른 핑거 프린트로 등록하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 회로로 공급되는 상기 소비 전력의 주파수를 f라 할 경우, 1/f 초의 배수 시간 단위로 상기 소비 전력을 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 기설정 패턴 획득 시간은,
    상기 이벤트 발생 시점 이전의 1초로부터 상기 이벤트 발생 시점 이후의 10초까지인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 모티프의 페어의 개수를 카운트하여 상기 회로 내의 상기 개별 전력 기기의 개수를 판별하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프에 있어서, 상기 한 쌍의 특정 모티프의 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 상기 한 쌍의 특정 모티프를 상기 특정 전력 기기의 동작 상태가 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 전력 분석 장치는,
    상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일을 획득하며, 상기 획득된 전력 패턴 프로파일의 시간별 전력값이 기설정값 이내 일 경우 유사 전력 패턴으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일을 기반으로 상기 회로 내에 개별적으로 사용된 전력량을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    특정 전력 기기에 의해 사용된 전력량을 계산하기 위하여, 상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일 중 상기 특정 전력 기기 이외의 전력 기기에 의한 전력량을 제거하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 비침습 방식을 이용하여 회로 내의 전력 기기를 분석하는 장치에 있어서,
    전력량계가 결합된 하나의 주 전력선 또는 상기 주 전력선에서 분기된 분기 전력선에 개별 전력 기기들이 결합되어 구성된 전기적 회로로 공급되는 상기 주 전력선에서의 전력 정보를 획득하는 통신부; 및
    (i) 상기 주 전력선에서의 상기 전력 정보를 분석하여 상기 전기적 회로 내에 위치하는 상기 개별 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대응되어 생성되는 전력 패턴 정보들을 획득하고, 상기 획득된 상기 전력 패턴들을 참조로 하여, 상기 전력 패턴 정보들을 유사 전력 패턴 별로 분류 및 그룹핑하여 모티프 - 상기 모티프는 상기 전력 패턴 정보들에 대응되는 핑거 프린트들을 유사한 형태 별로 분류 및 그룹핑화한 것으로, 하나의 상기 모티프는 적어도 하나 이상의 상기 핑거 프린트를 포함한 - 들을 획득하며, (ii) 기설정 동작 상태 판별 시간 동안 상기 획득된 상기 모티프들을 분석하여 각각의 상기 모티프의 발생 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프들을 확인하며, 상기 확인된 상기 한 쌍의 특정 모티프들을 상기 개별 전력 기기들 중 특정 전력 기기들의 온-오프 동작 상태에 대한 정보로 판별하는 프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 회로 내의 개별 전력 기기들의 거동 상태를 기록하기 위하여, 적어도 상기 모티프의 발생 시각을 포함하는 상기 모티프에 대한 정보와 평균 전력 정보 - 상기 평균 전력 정보는 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 - 를 실시간 소비 전력 사용 데이터로 압축하여 기록하거나 기록하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 회로로 공급되는 전력 정보를 분석하여, 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 소비 전력의 상기 평균 전력 변화값이 기설정값 이상이 되면 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작 상태에 대응되는 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 상기 이벤트 발생 전후의 기설정 패턴 획득 시간 동안의 상기 소비 전력의 패턴을 분류 및 그룹핑하여 상기 핑거 프린트로 등록하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기설정 샘플링 시간 범위 내에서 검출되는 상기 소비 전력의 표준 편차를 연산하며, 상기 표준 편차를 벗어나는 시점을 상기 이벤트의 발생 시점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제15항에 있어서.
    상기 프로세서는,
    상기 소비 전력 패턴을 분류 및 그룹핑 함에 있어서, 상기 소비 전력의 패턴이 유사하나 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 서로 다른 핑거 프린트로 등록하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 회로로 공급되는 상기 소비 전력의 주파수를 f라 할 경우, 1/f 초의 배수 시간 단위로 상기 소비 전력을 검출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 기설정 패턴 획득 시간은,
    상기 이벤트 발생 시점 이전의 1초로부터 상기 이벤트 발생 시점 이후의 10초까지인 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 모티프의 페어의 개수를 카운트하여 상기 회로 내의 상기 개별 전력 기기의 개수를 판별하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 카운트된 횟수의 차이가 기설정값 범위 이내이며 평균 전력 변화값이 대칭되는 한 쌍의 특정 모티프에 있어서, 상기 한 쌍의 특정 모티프의 전력 팩터(power factor)가 다를 경우, 상기 한 쌍의 특정 모티프를 상기 특정 전력 기기의 동작 상태가 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일을 획득하며, 상기 획득된 전력 패턴 프로파일의 시간별 전력값이 기설정값 이내 일 경우 유사 전력 패턴으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일을 기반으로 상기 회로 내에 개별적으로 사용된 전력량을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    특정 전력 기기에 의해 사용된 전력량을 계산하기 위하여, 상기 획득된 전력 패턴 정보에서 상기 개별 전력 기기들의 온 또는 오프 동작이 이루어지는 시각을 포함하는 기설정 시간 동안의 전력 패턴 프로파일 중 상기 특정 전력 기기 이외의 전력 기기에 의한 전력량을 제거하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109596918B (zh) * 2018-12-07 2020-06-19 江苏智臻能源科技有限公司 一种破壁机非侵入辨识方法
CN111025013A (zh) * 2019-12-02 2020-04-17 江苏智臻能源科技有限公司 一种基于功率谐波特征的ptc型电采暖非侵入辨识方法
CN113449894A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 中关村海华信息技术前沿研究院 用能设备的开关状态分析方法、系统、设备及存储介质
CN111665390B (zh) * 2020-06-15 2022-08-12 威胜集团有限公司 非侵入式负荷检测方法、终端设备及可读存储介质
CN114693328A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 奥动新能源汽车科技有限公司 换电行为数据的处理方法、系统、设备和存储介质
CN113484814B (zh) * 2021-06-18 2023-08-11 浙江万胜智能科技股份有限公司 一种电能表系统控制方法及装置
KR102350728B1 (ko) * 2021-11-09 2022-01-14 주식회사 스타코프 뉴럴 네트워크 기반의 부하 추정부를 포함하는 적산 전력 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101185406B1 (ko) 2010-12-17 2012-09-24 삼성중공업 주식회사 소비 전력 감시 장치 및 감시 방법
JP2014221005A (ja) * 2010-09-16 2014-11-20 ソニー株式会社 データ処理装置、データ処理方法、およびプログラム
JP2015029402A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 財團法人工業技術研究院 電気機器識別方法、装置およびそのシステム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858141A (en) * 1986-04-14 1989-08-15 Massachusetts Institute Of Technology Non-intrusive appliance monitor apparatus
US5483153A (en) * 1994-03-24 1996-01-09 Massachusetts Institute Of Technology Transient event detector for use in nonintrusive load monitoring systems
US8255090B2 (en) * 2008-02-01 2012-08-28 Energyhub System and method for home energy monitor and control
FR2936873B1 (fr) 2008-10-03 2010-12-10 Electricite De France Procede et dispositif de determination non intrusive de la puissance electrique consommee par une installation, par analyse de transitoires de charge.
US8447541B2 (en) * 2009-01-26 2013-05-21 Geneva Cleantech Inc. Energy usage monitoring with remote display and automatic detection of appliance including graphical user interface
US8275561B2 (en) * 2009-05-05 2012-09-25 Home Comfort Zones, Inc. Power monitoring and analysis system for identifying individual electrical devices
WO2011116186A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for blind analysis of resource consumption
US8983670B2 (en) * 2011-09-14 2015-03-17 Honeywell International Inc. Energy consumption disaggregation system
US9118182B2 (en) 2012-01-04 2015-08-25 General Electric Company Power curve correlation system
WO2014112125A1 (ja) * 2013-01-21 2014-07-24 三菱電機株式会社 電気機器識別システム、電気機器、及び、電気機器識別方法
KR20140132523A (ko) * 2013-05-08 2014-11-18 삼성전자주식회사 전력 부하 모니터링 장치 및 방법
US9465376B2 (en) * 2013-07-26 2016-10-11 International Business Machines Corporation Managing electricity usage for an appliance
KR20160010793A (ko) 2014-07-18 2016-01-28 전자부품연구원 전력 관리 방법 및 이를 적용한 전력 관리 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221005A (ja) * 2010-09-16 2014-11-20 ソニー株式会社 データ処理装置、データ処理方法、およびプログラム
KR101185406B1 (ko) 2010-12-17 2012-09-24 삼성중공업 주식회사 소비 전력 감시 장치 및 감시 방법
JP2015029402A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 財團法人工業技術研究院 電気機器識別方法、装置およびそのシステム

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