KR101934098B1 - Coordinating Energy Management Method in Mixed-Use building - Google Patents

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KR101934098B1
KR101934098B1 KR1020170003571A KR20170003571A KR101934098B1 KR 101934098 B1 KR101934098 B1 KR 101934098B1 KR 1020170003571 A KR1020170003571 A KR 1020170003571A KR 20170003571 A KR20170003571 A KR 20170003571A KR 101934098 B1 KR101934098 B1 KR 101934098B1
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Abstract

본 발명에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리 방법은, 각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청하는 정보 요청 단계; 각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신하는 온도 정보/매개 변수 수신 단계; 및 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하는 매개 변수 갱신/전송 단계를 포함하고, 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도를 조절할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of managing energy in a complex building, the method comprising: requesting information on energy management for each building; A temperature information / parameter receiving step of receiving temperature information associated with an optimal temperature for each building and a parameter associated with the cost function from each building; And a parameter update / transmission step of updating the parameter so as to minimize the sum of the cost according to the optimum temperature and the parameter update / transmission step to reduce the energy consumption in the building, The temperature can be adjusted so that you can feel it.

Description

복합건물에서의 에너지 관리 방법{Coordinating Energy Management Method in Mixed-Use building}[0001] The present invention relates to a method for managing energy in a complex building,

본 발명은 복합건물에서의 에너지 관리 방법에 관한 것으로, 주상 복합건물에서의 온도를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 주상 복합건물에서의 난방, 통풍, 공기 조화(HVAC: heating system, ventilation, air condition) 시스템 및 전자 기기들에서 온도를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method of managing energy in a complex building, and more particularly, to a method and apparatus for controlling temperature in a residential complex. More particularly, to a method and apparatus for controlling temperature in heating, ventilation, air conditioning (HVAC) systems and electronic devices in residential and commercial buildings.

최근 IT를 비롯한 첨단기술의 빠른 발전으로 인해 쾌적한 환경의 확보 및 업무 활동과 비즈니스에 필요한 기능 확보 등 빌딩 내 에너지 설비의 자동화 및 지능화 추세가 가속화되고 있다. 이와 관련하여 빌딩관리에 IT를 활용한 빌딩 자동화 시스템(BAS : Building Automation System), 지능형 빌딩 시스템(IBS: Intelligent Building System), 빌딩 에너지 관리 시스템(BEMS : Building Energy Management System) 등 여러 가지 시스템 도입이 이루어지고 있다.Recently, rapid development of advanced technology including IT has accelerated the automation and intelligence of energy facilities in buildings, such as securing pleasant environment and securing necessary functions for business activities and business. In this regard, various systems such as building automation system (BAS), intelligent building system (IBS), and building energy management system (BEMS), which utilize IT for building management, .

이러한 시스템과 관련하여, 특히 빌딩 에너지 관리 시스템(BEMS : Building Energy Management System)은 건물 내 에너지 설비뿐만 아니라 사무기기, 정보기기 등 제반 에너지 기기의 세부 에너지 사용량 모니터링과 지능형 제어를 통해 에너지 소비를 최소화한다. 또한, 건물 내 상태 감지 및 환경정보를 기반으로 쾌적하고 경제적인 환경을 보장하는 기술이다.In relation to these systems, especially the Building Energy Management System (BEMS), energy consumption is minimized through monitoring and intelligent control of detailed energy usage of various energy devices such as office equipment, information equipment, . In addition, it is a technology that guarantees a pleasant and economical environment based on environmental condition information and environmental condition detection.

그러나 대부분의 빌딩 에너지 관리 시스템은 온도, 습도, 조도, 먼지농도 등과 같은 가공하지 않은(raw) 센싱 데이터만을 이용하여 실내 환경을 획일적으로 제어하고 있기 때문에 사용자의 체감 정보에 따라 쾌적한 실내 환경을 제공하는 데에는 한계가 있다.However, since most of the building energy management system controls the indoor environment uniformly using only raw sensing data such as temperature, humidity, illumination, dust concentration, etc., it provides a comfortable indoor environment according to the user's sensory information There is a limit.

또한, 복합 건물(Mixed-Use building)과 같은 복수의 건물들(multiple building)을 고려하면, 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도나 습도 등을 조절하는 것을 매우 복잡하다는 문제점이 있다.Also, considering multiple buildings such as a mixed-use building, it is very complicated to control the temperature and the humidity to reduce the energy consumption in the building while allowing the user to feel comfortable. There is a problem.

특히, 복수의 건물들 내부에서 모두 사용자가 일정한 수준 이상의 쾌적함을 느끼면서, 동시에 빌딩 에너지 소비량을 조절하는 것은 개별 건물들 내부에 배치되는 로컬 제어장치 또는 건물 전체를 관리하는 주 제어장치만에 의해서만 수행될 수 없다는 문제점이 있다.Particularly, in a plurality of buildings, the user feels comfortable above a certain level, and at the same time, the energy consumption of the building is controlled only by the local control device disposed in each building or the main control device managing the entire building There is a problem that it can not be done.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도를 조절하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to control the temperature so that a user can feel comfort while reducing energy consumption in a building.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 개별 건물들 내부에 배치되는 로컬 제어장치 또는 건물 전체를 관리하는 주 제어장치가 상호 협력하여 빌딩 내 에너지 소비량을 감소시키는 데에 그 목적이 있다. Another object of the present invention is to reduce energy consumption in a building by cooperating with a local control device disposed in each building or a main control device managing the entire building.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리 방법은, 각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청하는 정보 요청 단계; 각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신하는 온도 정보/매개 변수 수신 단계; 및 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하는 매개 변수 갱신/전송 단계를 포함하고, 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도를 조절할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy management method for a complex building, the method comprising: requesting information about energy management to each building; A temperature information / parameter receiving step of receiving temperature information associated with an optimal temperature for each building and a parameter associated with the cost function from each building; And a parameter update / transmission step of updating the parameter so as to minimize the sum of the cost according to the optimum temperature and the parameter update / transmission step to reduce the energy consumption in the building, The temperature can be adjusted so that you can feel it.

일 실시예에 따라, 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계에서, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도가 결정될 수 있다.According to one embodiment, in the step of receiving the temperature information / parameter, a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at least The optimum temperature can be determined.

일 실시예에 따라, 상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단하는 매개 변수 차이 비교 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the difference between the first parameter (? T ), which is a parameter received from each building, and the second parameter (? T + 1 ), which is the updated parameter, And a parameter difference comparison step of determining whether or not there is a difference.

일 실시예에 따라, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계 및 상기 매개 변수 갱신/전송 단계를 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, if the difference between the first and second parameters exceeds the reference value, the temperature information / parameter reception is repeated until the difference between the first and second parameters is below the reference value And repeating the parameter update / transmission step.

본 발명의 다른 양상에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 주 제어 기기(Main controller)는, 각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청하는 인터페이스부; 및 각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신하고, 그리고 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하도록 상기 인터페이스부를 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a main controller for energy management in a complex building, comprising: an interface unit for requesting energy management information from each building; And a parameter associated with the temperature function associated with the optimal temperature for each building and a parameter associated with the cost function, and updating the parameter such that the sum of costs according to the optimal temperature is minimized And a control unit for controlling the interface unit to transmit to each building.

일 실시예에 따라, 상기 최적 온도는, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 각각의 건물로부터 결정되어 상기 각각의 건물로부터 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부로 수신될 수 있다.According to one embodiment, the optimal temperature is selected such that the sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at a minimum, And may be determined from the building and received from the respective building through the interface unit to the control unit.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단할 수 있다.According to one embodiment, the control unit determines whether the difference between the first parameter (? T ), which is a parameter received from each building, and the second parameter (? T + 1 ) (?) or less.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 변경된 제2최적 온도를 상기 각각의 건물로부터 수신할 수 있다. 이때, 상기 제2최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 제2매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하는 것을 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 제2최적 온도는 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 상기 각각의 건물에서 결정될 수 있다.According to an embodiment, when the difference between the first and second parameters exceeds the reference value, the controller changes the second and third parameters until the difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value, An optimal temperature can be received from each building. At this time, the second parameter is updated so that the sum of the cost based on the second optimum temperature is minimized, and transmission is repeated to each building. Further, the second optimum temperature may be determined in each building using the second parameter (? T + 1 ) which is the updated parameter.

일 실시예에 따라, 상기 비용 함수는,According to one embodiment, the cost function comprises:

Figure 112017002997111-pat00001
로 결정되고,
Figure 112017002997111-pat00002
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, R은 에너지 수요 응답 (EDR: energy demand response)에 따른 에너지량이고, λ는 상기 매개 변수이고, N은 건물의 개수이다.
Figure 112017002997111-pat00001
Lt; / RTI >
Figure 112017002997111-pat00002
Is a conversion factor for converting the energy into price, R is the energy of the energy in the i-th building, the optimal temperature in the i-th building, the k-th time index and the optimal temperature in the i-th building, the HVAC energy consumption, Is an energy amount according to an energy demand response (EDR), λ is the parameter, and N is the number of buildings.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 건물 제어 기기(Building controller)는, 에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신하는 인터페이스부; 및 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 주 제어기기로 전송하고, 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기로부터 수신하도록 상기 인터페이스부를 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a building controller for energy management in a complex building, the building controller comprising: an interface for receiving information on energy management from a main controller; And a parameter related to a temperature function associated with an optimum temperature for the building and a parameter associated with the cost function and transmits the calculated parameter to the main control device, and updates a parameter updated so as to minimize a sum of costs according to the optimum temperature, And a control unit for controlling the interface unit to receive from the control device.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도와 상기 매개 변수를 결정할 수 있다.According to one embodiment, the control unit is configured to adjust the optimal temperature and the second temperature so that the sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is minimized, The parameter can be determined.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, According to one embodiment,

상기 제1값(Ci(Ti))과 상기 제2값(λtΔEi(Ti))의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)를 결정하고,Determining the first value (C i (T i)) and said second value of the optimum temperature (T i) and the parameter so as to provide a minimum sum of (λ t ΔE i (T i)) variable (λ t) and,

Figure 112017002997111-pat00003
Figure 112017002997111-pat00003

Figure 112017002997111-pat00004
이고,
Figure 112017002997111-pat00004
ego,

Figure 112017002997111-pat00005
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, λt는 시각 t에서의 상기 매개 변수이다. 이때, 상기 제2값은 상기 HVAC 에너지 소모량(Ei hvac)을 가격으로 변환한 값(αEi hvac)과 상기 사용자 불편 비용(Ci user(Ti))의 합에 상기 매개 변수(λt)를 곱한 값으로 표현된다.
Figure 112017002997111-pat00005
Is a conversion factor for converting the energy into price, and λ t is a conversion factor for converting the energy into price, Is the above parameter at time t. At this time, the second value of the parameter to the sum of the HVAC energy consumption (E i hvac) a value converted to a value (αE i hvac) and the user discomfort cost (C i user (T i) ) variable (λ t ) ≪ / RTI >

일 실시예에 따라, 상기 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε)을 초과하면, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지, 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 제2최적 온도를 결정하고, 상기 결정된 제2최적 온도를 상기 인터페이스부를 통해 상기 주 제어기기로 전송하는 것을 반복한다.According to one embodiment, when the difference between the first parameter (? T ), which is the parameter, and the second parameter (? T + 1 ), which is the updated parameter, exceeds the reference value? Determining a second optimal temperature using the updated parameter, the second parameter (λ t + 1 ), until the difference between the first and second parameters is less than or equal to the reference value, And transmits the determined second optimal temperature to the main control device through the interface.

본 발명에 또 다른 양상에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리 방법은, 에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신하는 정보 수신 단계; 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 건물 제어기기로 전송하는 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계; 및 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기로부터 수신하는 매개 변수 수신 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of managing energy in a complex building, comprising: receiving information on energy management from a main controller; A temperature information / parameter calculation / transmission step of calculating temperature information associated with an optimal temperature for the building and parameters associated with the cost function and transmitting the calculated temperature information to the building control device; And a parameter reception step of receiving a parameter updated from the main control device so that the sum of the cost based on the optimum temperature is minimized.

본 발명에 따른 복합건물에서의 에너지 관리 방법은, 온도 정보와 이와 관련된 매개 변수를 이용하여 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도를 조절할 수 있다는 장점이 있다.The energy management method in the complex building according to the present invention has an advantage that the temperature can be controlled so that the user can feel comfort while reducing the energy consumption in the building using the temperature information and the related parameters.

또한, 본 발명에 따른 복합건물에서의 에너지 관리 방법은, 개별 건물들 내부에 배치되는 로컬 제어장치 또는 건물 전체를 관리하는 주 제어장치가 상호 협력하여, 매개 변수의 차이가 수렴될 때까지 최적 온도를 갱신하여, 빌딩 내 에너지 소비량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.Further, in the energy management method in a complex building according to the present invention, a local control device disposed in each building or a main control device managing the entire building cooperates with each other, So that the energy consumption in the building can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 주 제어기기와 건물 제어기기를 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 주 제어기기와 건물 제어기기의 상세한 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 최적 온도와 매개 변수 선택 및 갱신 과정의 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 주 제어 기기에서 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 건물 제어 기기에서 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법의 흐름도를 도시한다.
1 shows a building energy management system including a main control device and a building control device according to the present invention.
2 shows a block diagram showing the detailed components of a main control device and a building control device according to the present invention.
3 shows a conceptual diagram of an optimum temperature and parameter selection and update process according to the present invention.
FIG. 4 shows a flowchart of an energy management method in a complex building performed in a main control device according to the present invention.
FIG. 5 shows a flowchart of an energy management method in a complex building performed in a building control device according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix "module "," block ", and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification only and do not have their own distinct meanings or roles .

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리 방법 및 이를 위한 주 제어 기기(Main controller)와 건물 제어 기기(Building controller)에 대해 살펴보기로 하자.Hereinafter, a method for managing energy in a complex building according to the present invention and a main controller and a building controller for the energy management method will be described.

먼저, 본 발명에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.First, the energy management method in the complex building according to the present invention has the following features.

1. 복수의 건물들을 고려하면, 빌딩 내 에너지 소비량을 감소시키는 것은 매우 복잡할 것이다. 따라서, 모든 빌딩 내에서 온도를 제어하는 조정된 에너지 관리(CEM: coordination energy management)에 대한 문제를 구성(formulate)한다. 에너지 수요 응답 (EDR: energy demand response)을 수신하는 경우, 제어기기는 어떤 시스템과 어떤 빌딩에 대한 에너지 소비를 감소시키는 적절한 결정을 하여야 한다.1. Considering multiple buildings, it would be very complicated to reduce the energy consumption in the building. Therefore, it formsulate the problem of coordination energy management (CEM) that controls temperature in all buildings. When receiving an energy demand response (EDR), the control device should make appropriate decisions to reduce the energy consumption of certain systems and buildings.

2. 최적화 프레임워크(optimization framework)를 이용하여, 분해 기반 접근법(decomposition based approach)에 의해 CEM 문제를 구성하고 해결할 수 있다. 여기서, 각각의 시스템은 자기 자신에 대한 최적 온도(optimal temperature)를 개별적으로 계산할 수 있고, 이후에 제어기기로 이를 전달(broadcast)할 수 있다.2. Using the optimization framework, a CEM problem can be constructed and solved by a decomposition-based approach. Here, each system can individually calculate the optimal temperature for itself and then broadcast it to the control device.

이러한 접근법은 빌딩들의 온도 제어 시스템에 적용될 수 있고, 많은 블록 빌딩들(block buildings)이 이러한 방식으로 조정될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 난방, 통풍, 공기 조화(HVAC: heating, ventilation, air condition) 시스템 및 전자 기기의 온도를 동시에 제어할 수 있다.This approach can be applied to the temperature control system of buildings, and many block buildings can be adjusted in this manner. Therefore, according to the present invention, it is possible to simultaneously control the temperature of the heating, ventilation, air conditioning (HVAC) system, and electronic equipment.

도 1은 본 발명에 따른 주 제어기기와 건물 제어기기를 포함하는 빌딩 에너지 관리 시스템을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 빌딩 에너지 관리 시스템(1000)은 주 제어기기(100)와 복수의 건물 제어기기들(200)을 포함한다. 이러한 본 발명에 따른 빌딩 에너지 관리 시스템과 관련하여 차별적인 기술적인 특징은 다음과 같다.1 shows a building energy management system including a main control device and a building control device according to the present invention. As shown in FIG. 1, a building energy management system 1000 includes a main control device 100 and a plurality of building control devices 200. Differential technical features related to the building energy management system according to the present invention are as follows.

1. HVAC와 사용자 편의 비용(user comfort cost)을 포함하여, 많은 블록 빌딩들의 온도를 제어할 수 있는 제어 시스템이 주어진다. 이러한 모델은 온도를 모니터링하는 전체 빌딩들에서 센서 네트워크의 시스템에 의해 이미 동작하는 시스템상에서 구현되는 것으로 가정된다. 시간 슬롯 T에서, 에너지량 R을 감소시키기 위해 요구되는 에너지 수요 응답 신호가 발생된다. 주 제어기기(100)는 모든 빌딩들의 HVAC 시스템들의 온도를 제어하여야 한다. 여기서, 시스템은 HVAC의 총 비용(total cost)과 사용자 편의 비용(user comfort cost)을 최소화하고 또한 적어도 에너지량 R을 감소시키는 것을 보장한다. 1. There is a control system that can control the temperature of many block buildings, including HVAC and user comfort costs. This model is assumed to be implemented on a system that is already operating by the system of the sensor network in all the buildings monitoring the temperature. In time slot T, an energy demand response signal is generated which is required to reduce the energy amount R. [ The main controller 100 should control the temperature of the HVAC systems of all the buildings. Here, the system ensures that the total cost and user comfort cost of the HVAC are minimized and at least the energy amount R is reduced.

2. 사용자 편의 비용은 추상적인 개념이고 개인의 취향(taste)에 따르는 것이지만, 주 제어기기(100) 또는 건물 제어기(200)에 사전에 보편적인 값으로 입력되거나, 또는 사용자에 의해 추가적으로 입력될 수 있다.2. The user convenience expense is an abstract concept and conforms to the taste of the individual but may be entered in a pre-universal value in the main control device 100 or in the building controller 200, have.

3. 각각의 건물에서, i번째 블록 빌딩의 제어기기(건물 제어기기)(200)는 주 제어기기(100)로부터 주어진 가격(price)을 이용하여, 스스로 최적 온도(best temperature) Ti를 계산할 것이다. 이후에, 자신의 온도 값을 주 제어기기로 전달/방송(transfer/broadcast)한다. 주 제어기기(100)에서, 가격-갱신(price-update)(이중-갱신: dual update)이 실행될 것이고, 이후에 각각의 빌딩으로 다시 전달/방송할 것이다. 이러한 반복(iteration)은 총 비용이 수렴(convergent)되는 경우에 종료될 것이다.3. In each building, the control device (building control device) 200 of the i-th block building will itself calculate the best temperature Ti using a given price from the main control device 100 . After that, it transfers / broadcasts its own temperature value to the main control device. In the main control device 100, a price-update (dual update) will be performed and then forwarded / broadcasted back to each building. This iteration will end when the total cost is convergent.

4. 본 발명은 주 제어기기(100)가 중앙 집중식(centralized) 접근법으로서 각각의 빌딩으로부터 모든 정보를 수신할 필요가 없는 전체 빌딩의 온도를 효율적으로 제어하는 분산화된(distributed) 접근법을 제안한다.4. The present invention proposes a distributed approach that efficiently controls the temperature of the entire building where the main control device 100 does not need to receive all the information from each building as a centralized approach.

도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 빌딩 에너지 관리 시스템의 시스템 모델에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The system model of the building energy management system according to the present invention as shown in FIG. 1 will be described in detail as follows.

<시스템 모델: System model><System model: System model>

빌딩 에너지를 감소시키는 것이 많은 관심을 끄는 대상임에도 불구하고, 빌딩 에너지 감소와 사용자 편의 만족도(user comfort satisfaction) 간에는 실내 환경의 성능을 지배하는 중요한 절충(critical tradeoff)이 존재한다. 일반적으로, 빌딩 에너지 소비는 (a) HVAC 시스템, 및 (b) 조명 및 전기 기기(lightening and electrical equipment)에 의해 발생되고, 예를 들어 각각 빌딩 에너지 사용의 43%와 30%를 차지할 수 있다.There is a critical tradeoff between the reduction of building energy and user comfort satisfaction, which dominates the performance of the indoor environment, despite the fact that reducing building energy is an object of much interest. Generally, building energy consumption is generated by (a) HVAC systems, and (b) lightening and electrical equipment, for example, each of which can account for 43% and 30% of building energy use.

본 발명에서는, 사용자 편의에 대한 HVAC 시스템의 영향을 주로 고려한다. HVAC 시스템은 사용자 편의 영역 내의 온도 및 공기량(air volume)을 제어한다. HVAC에서, 공기 조절기 유닛(air handler unit)은 외기(outside air)와 빌딩으로부터 되돌아온 공기를 혼합하여 혼합 공기(mixed air)를 생성하는 주요 구성요소이고, 혼합 공기의 온도는 Tma로 표시된다. 이러한 혼합 공기는 이후에 특정한 공급 공기 온도(supply air temperature)로 냉각되거나 또는 가열되고, 덕트(duct) 또는 팬(fan)을 이용하여 각각의 빌딩 영역으로 재-배분(re-distribute)된다. 공급 공기(supply air)의 부피는 V로 표시되고, T로 표시되는 실내 공급 온도로 영역 공기 온도(zone air temperature)를 조정하는 데 이용되고, 사용자 편의가 보장되도록 공기를 제공한다. HVAC 시스템의 에너지 소비는 팬 배분 에너지(fan distributed energy) Efan과 냉각된 수냉 에너지(chilled water cooling energy)의 합으로 다음과 같이 결정된다.In the present invention, the influence of the HVAC system on user convenience is mainly considered. The HVAC system controls the temperature and air volume within the user-friendly area. In an HVAC, an air handler unit is a major component that mixes outside air and air returned from a building to produce mixed air, and the temperature of the mixed air is denoted by Tma. This mixed air is then cooled or heated to a specific supply air temperature and re-distributed to each building area using a duct or fan. The volume of the supply air is indicated by V and is used to adjust the zone air temperature to the indoor supply temperature indicated by T and provides air to ensure user comfort. The energy consumption of the HVAC system is the sum of the fan distributed energy, E fan, and the chilled water cooling energy, as follows:

Figure 112017002997111-pat00006
Figure 112017002997111-pat00006

여기서,

Figure 112017002997111-pat00007
이고, c1 및 c2는 환풍 팬(ventilation fan)들의 효율 및 냉각된 물 제조 플랜트의 계수 성능(coefficient performance)에 의한 상수이다. Efan and Echill은 모두 요구되는 공급 공기 부피 V에 따르고, 아래의 수식과 같이 계산된다. here,
Figure 112017002997111-pat00007
C1 and c2 are constants due to the efficiency of the ventilation fans and the coefficient performance of the cooled water production plant. E fan and E chill all depend on the required supply air volume V and are calculated as:

Figure 112017002997111-pat00008
Figure 112017002997111-pat00008

여기서, Qz는 영역의 총 열 온도 부하(thermal heat load)이고, ΔT는 영역 부피 Vz에 따르는 (Tz로 표시되는) 현재 영역 온도에서 시간에 따라 원하는 온도의 변화이다. Where Qz is the total thermal heat load of the region, and [Delta] T is the desired temperature change over time in the current zone temperature (denoted as Tz) along the zone volume Vz.

사용자 편의가 추상적인 개념이고 개인의 취향에 따름에도 불구하고, 사용자 편의의 보편적인 의미를 파악하기 위해 HVAC 시스템에 의해 제어되는 실내 온도 T에 기반하는 일반적인 모델이 고려된다.Despite user convenience as an abstract concept and personal preference, a general model based on room temperature T controlled by an HVAC system is considered to understand the universal meaning of user convenience.

구체적으로, 사용자가 빌딩 내에 때때로 존재하는 하루 중 점유 기간(occupied period) 동안에는 예컨대, k가 7:00 AM에서 12:00 AM까지이고, 공급 공기 온도는 편안한 범위, 예컨대 겨울 동안에는 [21; 25]℃이고, 여름 동안에는 [23; 27]℃ 내에서 조절된다. 반면에, 사용자가 없는 비점유 기간(unoccupied period) 동안에는, 예컨대, k가 12:00 AM에서 7:00 AM까지이고, 공급 공기 온도는 더 넓은 범위, 예컨대 겨울 동안에는 [10; 40]℃로 조정될 수 있다.Specifically, during an occupied period of time during which the user is occasionally present in the building, for example, k is from 7:00 AM to 12:00 AM and the supply air temperature is within a comfortable range, e.g., during winter [21; 25] C, and during the summer [23; 27] &lt; 0 &gt; C. On the other hand, during an unoccupied period without a user, for example, k is from 12:00 AM to 7:00 AM, and the supply air temperature is in a broader range, such as during winter [10; 40] &lt; 0 &gt; C.

따라서, 사용자가 시각 k에서 만족하는 기준 실내 온도, 예컨대, 1:00 PM에서 25를 Ti k 로 표시하면, 사용자 불편(user discomfort)은 다음의 수학식과 같이 "비용(cost)"으로 파악될 수 있다.Thus, if the user indicates a reference room temperature at time k, e.g., 1:00 PM at 25:00, T i k , the user discomfort is identified as "cost" .

Figure 112017002997111-pat00009
Figure 112017002997111-pat00009

여기서, wuser는 온도에 대응하는 가격과의 관계를 나타내는 가중치(즉, $/degree2)이다. 이러한 비용 모델은 사용자 불편이 편안한 Tk와 제어된 T의 차이(deviation)에 대한 제곱으로(quadratically) 증가됨을 나타낸다. a) 제어, 신호 처리, 통신 네트워크 등에서 비용 함수를 모델링하는 것과 같이, 사용자 불편에 대하여 이차 함수(quadratic function)를 선택하였으며, b)이는 분석 추적성(analysis tractability)을 제공한다.Here, w user is a weight (i.e., $ / degree 2 ) indicating the relationship with the price corresponding to the temperature. This cost model shows that user discomfort is quadratically increased with respect to the deviation of the comfortable T k and the controlled T. a) select a quadratic function for user inconvenience, such as modeling cost function in control, signal processing, communication network, etc., and b) provide analysis tractability.

한편, 도시된 복수의 건물 제어기기들(200)은 제1 내지 제3 건물 제어 기기(또는 제1 내지 제3블록 빌딩)(210 내지 230)를 포함할 수 있고, 복수의 건물들의 각각에 대해 하나 이상 존재할 수 있다. 복수의 건물들의 개수는 도시된 개수에 한정되는 것이 아니라, 응용에 따라 다양하게 변경 가능하다.Meanwhile, the plurality of the building control devices 200 shown may include first to third building control devices (or first to third block buildings) 210 to 230, and each of the plurality of buildings There can be more than one. The number of the plurality of buildings is not limited to the number shown, but may be variously changed depending on the application.

도 2는 본 발명에 따른 주 제어기기와 건물 제어기기의 상세한 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주 제어기기(100)는 인터페이스부(101)와 제어부(102)를 포함한다. 또한, 상기 건물 제어기기(200)는 인터페이스부(201)와 제어부(202)를 포함한다. 여기서, 인터페이스부(101, 201)는 정보와 데이터를 포함하는 신호를 상호 간에 교환 가능하도록 구성되며, 유선 또는 무선 인터페이스를 포함한다. 구체적으로, 인터페이스부(101, 201)는 유선 또는 무선 신호를 전송하거나 또는 수신할 수 있는 유선 통신부 또는 무선 통신부일 수 있다. 또한, 인터페이스부(101, 201)는 사용자로부터의 입력을 수신하거나, 또는 사용자에게 결과를 보여주기 위한 출력을 표시하는 입/출력부 또는 (터치 가능한) 화면일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 주 제어기기(100)와 상기 건물 제어기기(200)는 필요한 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.2 shows a block diagram showing the detailed components of a main control device and a building control device according to the present invention. 2, the main control device 100 includes an interface unit 101 and a control unit 102. [ Also, the building control device 200 includes an interface unit 201 and a control unit 202. Here, the interface units 101 and 201 are configured to exchange signals including information and data with each other, and include a wired or wireless interface. Specifically, the interface units 101 and 201 may be a wired communication unit or a wireless communication unit capable of transmitting or receiving a wired or wireless signal. In addition, the interface units 101 and 201 may be input / output units or (touchable) screens for receiving input from a user or displaying an output for displaying a result to a user. Although not shown, the main control device 100 and the building control device 200 may further include a memory for storing necessary information.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 주 제어 기기(Main controller, 100)의 동작에 대해 살펴보면 아래와 같다.1 and 2, an operation of a main controller 100 for energy management in a complex building will be described below.

인터페이스부(101)는 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))로 에너지 관리에 대한 정보를 요청한다. 이러한 정보를 요청하는 것과 관련하여, 인터페이스부(101)는 사용자(또는 관리자)로부터의 인터페이스부(101)를 통한 입력을 통해 이루어지거나, 일정한 주기 또는 이벤트 구동 방식으로 반복적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 수요 응답 (EDR: energy demand response) 요청을 인터페이스부(101)가 수신함에 따라, 인터페이스부(101)는 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))로 에너지 관리에 대한 정보를 요청할 수 있다.The interface unit 101 requests energy management information from each building (i.e., the first to third building control devices 210 to 230). In connection with requesting such information, the interface unit 101 may be input through the interface unit 101 from the user (or the manager), or may be repeatedly performed in a predetermined period or event driven manner. For example, as shown in FIG. 1, as the interface unit 101 receives an energy demand response (EDR) request, the interface unit 101 transmits, to each building (i.e., The third building control devices 210 to 230) may request information on energy management.

제어부(102)는 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 건물 제어기기(200)의 인터페이스부(201)로부터 수신한다. 여기서, 상기 매개 변수는 라그랑제(Lagrangian)함수를 이용하는 라그랑제 변수로 지칭될 수 있다.The control unit 102 stores the temperature information associated with the optimal temperature for each building (i.e., the first to third building control devices 210 to 230) and the parameters associated with the cost function to the building control device 200 From the interface unit 201. Here, the parameter may be referred to as a Lagrangian variable using a Lagrangian function.

또한, 제어부(102)는 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))로 전송한다.In addition, the controller 102 updates the parameter to minimize the sum of the cost based on the optimum temperature, so that each building (i.e., the first to third building control devices 210 to 230) Lt; / RTI &gt;

여기서, 상기 최적 온도는, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 결정될 수 있다. 한편, 상기 최적 온도는 상기 건물 제어기기(200)의 제어부(202)로부터 결정되어 상기 건물 제어기기(200)의 인터페이스부(201)를 통해 상기 인터페이스부(101)를 통해 상기 제어부(102)로 수신된다.Here, the optimal temperature may be determined such that a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at a minimum. The optimum temperature is determined from the control unit 202 of the building control device 200 and transmitted to the control unit 102 through the interface unit 101 through the interface unit 201 of the building control device 200 .

또한, 상기 제어부(102)는, 상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt+1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(102)는, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 변경된 제2최적 온도를 상기 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))로부터 수신한다. 또한, 상기 제어부(102)는, 상기 제2최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 제2매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물(즉, 상기 제1 내지 제3 건물 제어기기(210 내지 230))로 전송하는 것을 반복할 수 있다.Further, the control unit 102 determines whether the difference between the first parameter? T , which is a parameter received from each building, and the second parameter? T + 1 , which is the updated parameter, epsilon] or less. Accordingly, when the difference between the first parameter and the second parameter exceeds the reference value, the control unit 102 determines whether the difference between the first parameter and the second parameter is less than the reference value, And receives the optimum temperature from each of the buildings (i.e., the first to third building control devices 210 to 230). The controller 102 updates the second parameter to minimize the sum of the cost based on the second optimum temperature and the first parameter to the second building, (210 to 230)).

한편, 전술된 비용 함수를 최소화하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.Meanwhile, a method of minimizing the above-described cost function will be described in detail as follows.

N개의 빌딩에 대하여, 조정된 에너지 관리(CEM: coordination energy management)에 대한 문제를 구성(formulate)하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 구체적으로 온도를 제어하는 경우에 전술된 비용 함수를 최소화는 방법은 아래의 수식에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 비용 함수를 최소화는 방법은 CEM에 대한 문제 구성(Problem formulation)으로 지칭될 수 있다.For N buildings, formulating the problem of coordinated energy management (CEM) is as follows. In this regard, a method of minimizing the above-described cost function in the case of specifically controlling the temperature can be achieved by the following equation. The method of minimizing this cost function can be referred to as a problem formulation for CEM.

<문제 구성: Problem formulation><Problem formulation: Problem formulation>

Figure 112017002997111-pat00010
Figure 112017002997111-pat00010

여기서,

Figure 112018007351324-pat00011
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이다. 한편,
Figure 112018007351324-pat00012
는 빌딩 i의 제어 온도(control temperature), 임계 온도(threshold temperature), HVAC 에너지(HVAC energy), 사용자 불편 비용(user discomfort cost)을 지칭할 수 있다.here,
Figure 112018007351324-pat00011
The optimal temperature in the i-th building, the k-th time index, the optimal temperature in the i-th building, the HVAC energy consumption, and the user inconvenience cost. Meanwhile,
Figure 112018007351324-pat00012
May refer to the control temperature, threshold temperature, HVAC energy, and user discomfort cost of building i.

한편, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, R은 에너지 수요 응답 (EDR: energy demand response)에 따른 에너지량이고, λ는 상기 매개 변수이고, N은 건물의 개수이다. On the other hand,? Is a conversion factor for converting energy into price, R is energy amount according to an energy demand response (EDR),? Is the parameter, and N is the number of buildings.

다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여, 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 건물 제어 기기(Building controller, 200)의 동작에 대해 살펴보면 아래와 같다.Next, the operation of the building controller 200 for energy management in the complex building will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

인터페이스부(201)는 에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신한다. The interface unit 201 receives information on energy management from a main controller.

제어부(202)는 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 주 제어기기(100)로 전송한다. The control unit 202 computes the temperature information associated with the optimal temperature for the building and the parameters associated with the cost function and transmits the calculated parameters to the main control device 100.

또한, 제어부(202)는 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기(100)로부터 수신하도록 상기 인터페이스부(201)를 제어한다.Also, the controller 202 controls the interface unit 201 to receive a parameter updated from the main control device 100 so that the sum of the cost based on the optimum temperature is minimized.

또한, 제어부(202)는 HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도와 상기 매개 변수를 결정한다.In addition, the controller 202 may be configured to determine the optimal temperature and the parameter (s) so that the sum of the first value associated with the HVAC energy consumption and the user discomfort cost and the second value associated with the parameter is minimized, .

전술된 상기 최적 온도와 상기 매개 변수를 결정하는 것과 관련하여, 구체적으로 살펴보면 아래와 같고, 이를 CEM에 기반한 분해(Decomposition based for CEM)이라고 지칭할 수 있다.With regard to determining the optimal temperature and the parameters described above, it will be specifically described below, which can be referred to as a decomposition based for CEM.

<< CEM에CEM 기반한Based 분해 (Decomposition based for  Decomposition based for CEMCEM )>)>

CEM에 기반한 분해 (Decomposition based for CEM)와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 최적 온도와 매개 변수 선택 및 갱신 과정의 개념도를 도시한다. 이러한 CEM 기반 분해 방법은 분산 형태로 비용 최소화 문제를 해결하기 위한 것으로, 이중 분해법(dual decomposition)이 사용될 수 있다. 전술된 CEM 문제에 대하여 부분 강화 라그랑제 함수(augmented partial Lagrangian function)를 이용하여 다음과 같이 구성될 수 있다.In connection with decomposition based for CEM, FIG. 3 shows a conceptual diagram of the optimum temperature and parameter selection and updating process according to the present invention. This CEM-based decomposition method is intended to solve the cost minimization problem in a distributed form, and a dual decomposition method can be used. The above-described CEM problem can be configured as follows using an augmented partial Lagrangian function.

구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(202)는 상기 제1값(Ci(Ti))과 상기 제2값(λtΔEi(Ti))의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)를 아래의 수식의 값이 최소가 되도록 다음과 같이 결정한다. 여기서, 매개 변수(λt)는 라그랑제 변수에 해당한다.2 and 3, the controller 202 calculates the sum of the first value C i (T i ) and the second value λ t ΔE i (T i ) The optimum temperature T i and the parameter λ t are determined as follows so that the value of the following equation is minimized. Here, the parameter (? T ) corresponds to the Lagrangian variable.

Figure 112017002997111-pat00013
Figure 112017002997111-pat00013

이때,

Figure 112017002997111-pat00014
이다. At this time,
Figure 112017002997111-pat00014
to be.

한편,

Figure 112017002997111-pat00015
는 전술된 바와 같이 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이다. 또한,
Figure 112017002997111-pat00016
는 빌딩 i의 제어 온도(control temperature), 임계 온도(threshold temperature), HVAC 에너지(HVAC energy), 사용자 불편 비용(user discomfort cost)를 지칭할 수 있다.Meanwhile,
Figure 112017002997111-pat00015
The optimal temperature in the i-th building, the k-th time index, the optimal temperature in the i-th building, the HVAC energy consumption, and the user inconvenience cost, respectively, as described above. Also,
Figure 112017002997111-pat00016
May refer to the control temperature, threshold temperature, HVAC energy, and user discomfort cost of building i.

한편, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, λt는 시각 t에서의 상기 매개 변수이다. 또한, 상기 제2값은 상기 HVAC 에너지 소모량(Ei hvac)을 가격으로 변환한 값(αEi hvac)과 상기 사용자 불편 비용(Ci user(Ti))의 합에 상기 매개 변수(λt)를 곱한 값으로 표현된다.On the other hand,? Is a conversion factor for converting energy into price, and? T is the above parameter at time t. Also, the second value of the parameter to the sum of the HVAC energy consumption (E i hvac) a value converted to a value (αE i hvac) and the user discomfort cost (C i user (T i) ) variable (λ t ) &Lt; / RTI &gt;

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 에너지량(R)과 관련된 요구 응답(Demand Response)을 주 제어기기(100)가 수신하면, 이하의 절차를 개시한다. 개시된 절차에 따라, 건물 제어기기(200)가 상기 최적 온도(Ti)를 주 제어기기(Main controller, 100)로 전송한다. 다음으로, 주 제어기기(100)는 제2 매개 변수(λt + 1)를 갱신하여, 건물 제어기기(200)로 전송한다. 건물 제어기기(200)는 sub-problem을 해결(solve)하며, 이를 위하여 전술된 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)를 포함하는 비용 함수의 수식의 값이 최소가 되도록 변경된 최적 온도를 생성한다. 이러한, 최적 온도와 매개 변수 간의 갱신 과정은 다음과 같다. 여기서, 상기 제1매개 변수(λt) 및 상기 제2매개 변수(λt+1)는 라그랑제 변수에 해당한다.As shown in FIG. 3, when the main control device 100 receives a request response (Demand Response) related to the energy amount R, the following procedure is started. According to the disclosed procedure, the building control device 200 transmits the optimum temperature T i to the main controller 100. Next, the main control device 100 updates the second parameter? T + 1 and transmits it to the building control device 200. Building control unit 200 is changed so that the value of the expression of the cost function that includes the above-optimum temperature (T i) and the parameter (λ t) described above solve the sub-problem (solve), and to this, at least Thereby generating an optimum temperature. The update process between the optimum temperature and the parameters is as follows. Here, the first parameter? T and the second parameter? T + 1 correspond to Lagrange variables.

즉, 상기 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε)을 초과하면, 제어부(202)는, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지, 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 제2최적 온도를 결정한다. 또한, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지, 제어부(202)는, 상기 결정된 제2최적 온도를 상기 인터페이스부(201)를 통해 상기 주 제어기기(100)로 전송하는 것을 반복한다. That is, if the difference between the first parameter? T and the second parameter? T + 1, which is the parameter, exceeds the reference value? The second optimal temperature is determined using the second parameter (? T + 1 ), which is the updated parameter, until the difference between the first and second parameters is less than or equal to the reference value. The control unit 202 controls the main controller 100 to transmit the determined second optimum temperature to the main controller 100 through the interface unit 201 until the difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value. .

한편, 제어부(202)의 동작에 대응하여, 주 제어기기(100)의 제어부(102)는 다음과 같이, 이중 갱신(Dual-update) 동작을 수행할 수 있다.In response to the operation of the control unit 202, the control unit 102 of the main control device 100 may perform a dual-update operation as follows.

즉, 제어부(102)는 HVAC 에너지 소모량의 차이(이전 시각과 현재 시각에서의 최적 온도(제어 온도)의 차이)와 에너지 수요 응답(EDR)에 따른 에너지량의 차이를 각 빌딩 별로 합산한다. 또한, 제어부(102)는 상기 합산된 에너지량의 차이에 기반하여, 아래의 수식과 같이 시각 t+1에서의 제2매개 변수(λt+1)를 결정할 수 있다. That is, the control unit 102 sums the difference of the amount of energy consumption of the HVAC (the difference between the optimum temperature (control temperature) at the previous time and the current time) and the energy amount according to the energy demand response (EDR) for each building. Further, the control unit 102 can determine the second parameter (? T + 1 ) at time t + 1 according to the following equation based on the difference in the summed energy amount.

Figure 112017002997111-pat00017
Figure 112017002997111-pat00017

이상에서는 본 발명에 따른 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 주 제어 기기 및 건물 제어 기기에 대해서 살펴보았다. 다음에서는, 본 발명에 따른 복합 건물에서의 주 제어 기기 및 건물 제어 기기의 에너지 관리를 위한 방법에 대해서 살펴보기로 하자. The main control device and the building control device for energy management in the complex building according to the present invention have been described above. Hereinafter, a method for energy management of a main control device and a building control device in a complex building according to the present invention will be described.

이와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 주 제어 기기에서 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법의 흐름도를 도시한다. 이와 관련하여, 도 2를 참조하면, 상기 에너지 관리 방법은 제어부(102)에 의해 수행될 수 있다.In this regard, FIG. 4 shows a flowchart of an energy management method in a complex building performed in the main control device according to the present invention. In this regard, referring to FIG. 2, the energy management method may be performed by the control unit 102.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 관리 방법은 정보 요청 단계(S310), 온도 정보/매개 변수 수신 단계(S320), 매개 변수 갱신/전송 단계(S330), 및 매개 변수 차이 비교 단계(S340)를 포함한다.4, the energy management method includes an information request step S310, a temperature information / parameter reception step S320, a parameter update / transmission step S330, and a parameter difference comparison step S340. .

상기 정보 요청 단계(S310)는 각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청한다.The information request step (S310) requests information on energy management to each building.

상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계(S320)는 각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신한다. 한편, 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계(S320)에서, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도가 결정될 수 있다. The temperature information / parameter receiving step (S320) receives from each building the temperature information associated with the optimal temperature for each building and the parameters associated with the cost function. Meanwhile, in the temperature information / parameter receiving step (S320), a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is minimum So that the optimum temperature can be determined.

상기 매개 변수 갱신/전송 단계(S330)는 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송한다. The parameter update / transmission step (S330) updates the parameter so as to minimize the sum of the cost according to the optimum temperature and transmits the updated parameter to each building.

상기 매개 변수 차이 비교 단계(S340)는 상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단한다.The parameter difference comparison step S340 may include comparing the difference between the first parameter? T , which is a parameter received from each building, and the second parameter? T + 1 , which is the updated parameter, (?).

한편, 상기 매개 변수 차이 비교 단계(S340)에서, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계(S320) 및 상기 매개 변수 갱신/전송 단계(S330)를 반복할 수 있다.On the other hand, if the difference between the first and second parameters exceeds the reference value in the parameter difference comparison step (S340), until the difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value The temperature information / parameter reception step S320 and the parameter update / transmission step S330 may be repeated.

이때, 반복된 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계(S320)에서, 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 상기 각각의 건물에서 결정된 상기 최적 온도를 수신할 수 있다.At this time, in the repeated temperature information / parameter receiving step (S320), it is possible to receive the optimum temperature determined in each building using the second parameter? T + 1 , which is the updated parameter have.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 건물 제어 기기에서 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법의 흐름도를 도시한다. 이와 관련하여, 도 2를 참조하면, 상기 에너지 관리 방법은 제어부(202)에 의해 수행될 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 shows a flowchart of an energy management method in a complex building performed in a building control device according to the present invention. In this regard, referring to FIG. 2, the energy management method may be performed by the control unit 202.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 관리 방법은 정보 수신 단계(S410), 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420), 및 매개 변수 수신 단계(S430)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the energy management method includes an information reception step S410, a temperature information / parameter calculation / transmission step S420, and a parameter reception step S430.

상기 정보 수신 단계(S410)는 에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신한다.The information receiving step (S410) receives information on energy management from a main controller.

상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420)는 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 주 제어기기로 전송한다. 이때, 상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420)에서, HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도와 상기 매개 변수를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1값(Ci(Ti))과 상기 제2값(λtΔEi(Ti))의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)를 결정한다. The temperature information / parameter calculation / transmission step (S420) computes the temperature information associated with the optimal temperature for the building and the parameters associated with the cost function and transmits them to the main control device. At this time, in the temperature information / parameter operation / transmission step (S420), a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter The optimum temperature and the parameter may be determined to be minimum. Specifically, the first value (C i (T i)) and said second value (λ t ΔE i (T i)) the sum is the optimum temperature so that the minimum (T i) and the parameter (λ t of ).

Figure 112017002997111-pat00018
Figure 112017002997111-pat00018

Figure 112017002997111-pat00019
이 성립하고,
Figure 112017002997111-pat00019
However,

Figure 112017002997111-pat00020
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, λt는 시각 t에서의 상기 매개 변수이다. 또한, 상기 제2값은 상기 HVAC 에너지 소모량(Ei hvac)을 가격으로 변환한 값(αEi hvac)과 상기 사용자 불편 비용(Ci user(Ti))의 합에 상기 매개 변수(λt)를 곱한 값으로 표현된다.
Figure 112017002997111-pat00020
Is a conversion factor for converting the energy into price, and λ t is a conversion factor for converting the energy into price, Is the above parameter at time t. Also, the second value of the parameter to the sum of the HVAC energy consumption (E i hvac) a value converted to a value (αE i hvac) and the user discomfort cost (C i user (T i) ) variable (λ t ) &Lt; / RTI &gt;

상기 매개 변수 수신 단계(S430)는 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기로부터 수신한다.The parameter receiving step (S430) receives a parameter updated from the main control device so that the sum of the cost based on the optimum temperature is minimized.

한편, 상기 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε)을 초과하면, 상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420) 및 상기 매개 변수 수신 단계(S430)를 반복 수행한다. 이와 관련하여, 도 4에서 전술된 매개 변수 차이 비교 단계(S340)의 결과가 이용될 수 있다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 매개 변수 차이 비교 단계(S340)에서의 결과에 따라, 기준 값(ε)을 초과하면, 상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420) 및 상기 매개 변수 수신 단계(S430)를 반복 수행한다. On the other hand, if the difference between the first parameter? T , which is the parameter, and the second parameter? T + 1 , which is the updated parameter, exceeds the reference value?, The temperature information / / Transfer step (S420) and the parameter reception step (S430) are repeated. In this regard, the result of the parameter difference comparing step S340 described above in Fig. 4 can be used. As shown in FIG. 5, when the reference value? Is exceeded in accordance with the result of the parameter difference comparison step S340, the temperature information / parameter operation / transmission step S420 and the parameter reception step (S430).

즉, 반복된 상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계(S420)에서, 상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지, 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt+1)를 이용하여 제2최적 온도를 결정하고, 상기 결정된 제2최적 온도를 상기 인터페이스부를 통해 상기 주 제어기기로 전송하는 것을 반복한다.That is, in the repeated temperature information / parameter operation / transmission step (S420), until the difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value, (λ t + 1 ), and transmits the determined second optimal temperature to the main control unit through the interface unit.

이상에서는 전술된 바와 같이, 복합건물에서의 에너지 관리를 위한 주 제어기기 및 건물 제어기기와 복합 건물에서의 에너지 관리 방법에 대하여 살펴보았다. As described above, the main control devices for energy management in a complex building, and the energy management methods in a building control device and a complex building have been described.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 복합건물에서의 에너지 관리 방법은, 온도 정보와 이와 관련된 매개 변수를 이용하여 빌딩 내에서 에너지 소모량을 감소시키면서 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 온도를 조절할 수 있다는 장점이 있다.The energy management method in the complex building according to at least one embodiment of the present invention has an advantage that the temperature can be controlled so that the user can feel comfort while reducing the energy consumption in the building using the temperature information and related parameters have.

또한, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 복합건물에서의 에너지 관리 방법은, 개별 건물들 내부에 배치되는 로컬 제어장치 또는 건물 전체를 관리하는 주 제어장치가 상호 협력하여, 매개 변수의 차이가 수렴될 때까지 최적 온도를 갱신하여, 빌딩 내 에너지 소비량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the energy management method in a complex building according to at least one embodiment of the present invention is characterized in that a local control device disposed in individual buildings or a main control device managing an entire building cooperate with each other, And the energy consumption in the building can be reduced.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 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 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to a software implementation, not only the procedures and functions described herein, but also each component may be implemented as a separate software module. Each of the software modules may perform one or more of the functions and operations described herein. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a controller or a processor.

1000: 빌딩 에너지 관리 시스템
100: 주 제어기기
200: 건물 제어기기
210, 220, 230: 제1 내지 제3 건물 제어기기
101, 201: 인터페이스부
102, 202: 제어부
1000: Building energy management system
100: Main control device
200: Building control equipment
210, 220, and 230: first to third building control devices
101 and 201:
102, 202:

Claims (15)

주 제어 기기에 의해 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법에 있어서,
각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청하는 정보 요청 단계;
각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신하는 온도 정보/매개 변수 수신 단계; 및
상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하는 매개 변수 갱신/전송 단계를 포함하되,
상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계에서,
HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도가 결정되고,
상기 비용 함수는,
Figure 112018084639014-pat00031
로 결정되고,
Figure 112018084639014-pat00032
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, R은 에너지 수요 응답(EDR: energy demand response)에 따른 에너지량이고, λ는 상기 매개 변수이고, N은 건물의 개수인 것을 특징으로 하는, 복합 건물에서의 에너지 관리 방법.
A method for energy management in a complex building performed by a main control device,
An information requesting step of requesting information on energy management to each building;
A temperature information / parameter receiving step of receiving temperature information associated with an optimal temperature for each building and a parameter associated with the cost function from each building; And
And a parameter update / transmission step of updating the parameter and transmitting the parameter to each building so that a sum of costs according to the optimum temperature is minimized,
In the temperature information / parameter receiving step,
The optimal temperature is determined such that a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at a minimum,
The cost function,
Figure 112018084639014-pat00031
Lt; / RTI &gt;
Figure 112018084639014-pat00032
Is a conversion factor for converting the energy into price, R is the energy of the energy in the i-th building, the optimal temperature in the i-th building, the k-th time index and the optimal temperature in the i-th building, the HVAC energy consumption, Wherein the energy is an energy demand response (EDR), λ is the parameter, and N is the number of buildings.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단하는 매개 변수 차이 비교 단계를 더 포함하는, 복합 건물에서의 에너지 관리 방법.
The method according to claim 1,
A parameter for determining whether a difference between a first parameter (? T ) that is a parameter received from each building and a second parameter (? T + 1 ) that is the updated parameter is less than or equal to a reference value Further comprising a difference comparison step.
제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면,
상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계 및 상기 매개 변수 갱신/전송 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는, 복합 건물에서의 에너지 관리 방법.
The method of claim 3,
If the difference between the first and second parameters exceeds the reference value,
And repeating the temperature information / parameter reception step and the parameter update / transmission step until the difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value. .
제4항에 있어서,
상기 온도 정보/매개 변수 수신 단계는,
상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 상기 각각의 건물에서 결정된 상기 최적 온도를 수신하는 것을 특징으로 하는, 복합 건물에서의 에너지 관리 방법.
5. The method of claim 4,
The temperature information / parameter receiving step includes:
Characterized in that said optimum temperature is determined using said second parameter (? T + 1 ), which is the updated parameter, in said building.
복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 주 제어 기기(Main controller)에 있어서,
각각의 건물로 에너지 관리에 대한 정보를 요청하는 인터페이스부; 및
각각의 건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 상기 각각의 건물로부터 수신하고, 그리고 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하도록 상기 인터페이스부를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 최적 온도는,
HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 각각의 건물로부터 결정되어 상기 각각의 건물로부터 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부로 수신되고,
상기 비용 함수는,
Figure 112018007351324-pat00033
로 결정되고,
Figure 112018007351324-pat00034
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, R은 에너지 수요 응답(EDR: energy demand response)에 따른 에너지량이고, λ는 상기 매개 변수이고, N은 건물의 개수인 것을 특징으로 하는, 주 제어 기기.
In a main controller for energy management in a complex building,
An interface unit for requesting information on energy management to each building; And
Receiving from each building a temperature parameter associated with an optimal temperature for each building and a parameter associated with the cost function and updating the parameter to minimize the sum of costs according to the optimal temperature, And a control unit for controlling the interface unit to transmit to each building,
Preferably,
Determining from the respective buildings the sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter to a minimum, And the control unit receives the control signal,
The cost function,
Figure 112018007351324-pat00033
Lt; / RTI &gt;
Figure 112018007351324-pat00034
Is a conversion factor for converting the energy into price, R is the energy of the energy in the i-th building, the optimal temperature in the i-th building, the k-th time index and the optimal temperature in the i-th building, the HVAC energy consumption, Is an energy amount according to an energy demand response (EDR),? Is the parameter, and N is the number of buildings.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각각의 건물로부터 수신된 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt+1)의 차이가 기준 값(ε) 이하인지를 판단하는, 주 제어 기기.
The method according to claim 6,
Wherein,
Determining whether a difference between a first parameter (? T ) received from each building and a second parameter (? T + 1 ), which is the updated parameter, is less than or equal to a reference value Control device.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값을 초과하면,
상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지 변경된 제2최적 온도를 상기 각각의 건물로부터 수신하고,
상기 제2최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 상기 제2매개 변수를 갱신하여 상기 각각의 건물로 전송하는 것을 반복하는 것을 특징으로 하고,
상기 제2최적 온도는 상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 상기 각각의 건물에서 결정되는 것을 특징으로 하는, 주 제어 기기.
9. The method of claim 8,
Wherein,
If the difference between the first and second parameters exceeds the reference value,
From the respective buildings, a second optimum temperature changed until a difference between the first and second parameters becomes equal to or less than the reference value,
And updating the second parameter so as to minimize the sum of the cost based on the second optimal temperature and transmitting the updated second parameter to each of the buildings,
Wherein the second optimal temperature is determined in each building using the second parameter (? T + 1 ) which is the updated parameter.
삭제delete 복합 건물에서의 에너지 관리를 위한 건물 제어 기기(Building controller)에 있어서,
에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신하는 인터페이스부; 및
건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 주 제어기기로 전송하고, 상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기로부터 수신하도록 상기 인터페이스부를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도와 상기 매개 변수를 결정하며, 상기 제1값(Ci(Ti))과 상기 제2값(λtΔEi(Ti))의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)를 결정하고,
Figure 112018007351324-pat00035

Figure 112018007351324-pat00036
이고,
Figure 112018007351324-pat00037
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, λt는 시각 t에서의 상기 매개 변수이고,
상기 제2값은 상기 HVAC 에너지 소모량(Ei hvac)을 가격으로 변환한 값(αEi hvac)과 상기 사용자 불편 비용(Ci user(Ti))의 합에 상기 매개 변수(λt)를 곱한 값으로 표현되는 것을 특징으로 하는, 건물 제어 기기.
In a building controller for energy management in a complex building,
An interface for receiving information on energy management from a main controller; And
Calculating a parameter associated with the temperature function associated with the optimal temperature for the building and a parameter associated with the cost function to transmit the parameter to the main control device and updating the updated parameter such that the sum of the cost based on the optimum temperature is minimized, And a control unit for controlling the interface unit to receive from the device,
Wherein,
Determines the optimal temperature and the parameter such that a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at a minimum, Determines the optimum temperature (T i ) and the parameter (λ t ) such that the sum of the first value (C i (T i )) and the second value (λ t ΔE i (T i )
Figure 112018007351324-pat00035

Figure 112018007351324-pat00036
ego,
Figure 112018007351324-pat00037
Is a conversion factor for converting the energy into price, and λ t is a conversion factor for converting the energy into price, Is the above parameter at time t,
The second value to the parameter (λ t) to the sum of the value obtained by converting the HVAC energy consumption (E i hvac) and the rate (αE i hvac) and the user discomfort cost (C i user (T i) ) And a value obtained by multiplying the output value of the building control device by a value obtained by multiplication.
삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 매개 변수인 제1매개 변수(λt)와 상기 갱신된 매개 변수인 제2매개 변수(λt + 1)의 차이가 기준 값(ε)을 초과하면,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2매개 변수의 차이가 상기 기준 값 이하가 될 때까지,
상기 갱신된 매개 변수인 상기 제2매개 변수(λt + 1)를 이용하여 제2최적 온도를 결정하고, 상기 결정된 제2최적 온도를 상기 인터페이스부를 통해 상기 주 제어기기로 전송하는 것을 반복하는 것을 특징으로 하는, 건물 제어 기기.
12. The method of claim 11,
If the difference between the first parameter (? T ) as the parameter and the second parameter (? T + 1 ) as the updated parameter exceeds the reference value (?),
Wherein,
Until a difference between the first and second parameters is less than or equal to the reference value,
Determining the second optimum temperature using the updated parameter, the second parameter (? T + 1 ), and transmitting the determined second optimum temperature to the main control device via the interface As feature, building control device.
건물 제어 기기에 의해 수행되는 복합 건물에서의 에너지 관리 방법에 있어서,
에너지 관리에 대한 정보를 주 제어기기(Main controller)로부터 수신하는 정보 수신 단계;
건물에 대한 최적 온도와 연관된 온도 정보와 비용 함수와 연관된 매개 변수를 연산하여 상기 주 제어기기로 전송하는 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계; 및
상기 최적 온도에 따른 비용(cost)의 합이 최소가 되도록 갱신된 매개 변수를 상기 주 제어기기로부터 수신하는 매개 변수 수신 단계를 포함하되,
상기 온도 정보/매개변수 연산/전송 단계에서,
HVAC 에너지 소모량(energy consumption)과 연관된 제1값과 사용자 불편 비용(user discomfort cost) 및 상기 매개 변수와 연관된 제2값의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도와 상기 매개 변수가 결정되며, 상기 제1값(Ci(Ti))과 상기 제2값(λtΔEi(Ti))의 합이 최소가 되도록 상기 최적 온도(Ti)와 상기 매개 변수(λt)가 결정되고,
Figure 112018084639014-pat00038

Figure 112018084639014-pat00039
이고,
Figure 112018084639014-pat00040
는 각각 i번째 건물에서의 최적 온도, k번째 시간 인덱스와 i번째 건물에서의 최적 온도, 상기 HVAC 에너지 소모량, 상기 사용자 불편 비용이고, α는 에너지를 가격으로 변환하기 위한 변환 인자이고, λt는 시각 t에서의 상기 매개 변수이고,
상기 제2값은 상기 HVAC 에너지 소모량(Ei hvac)을 가격으로 변환한 값(αEi hvac)과 상기 사용자 불편 비용(Ci user(Ti))의 합에 상기 매개 변수(λt)를 곱한 값으로 표현되는 것을 특징으로 하는, 복합 건물에서의 에너지 관리 방법.
A method for managing energy in a complex building performed by a building control device,
An information receiving step of receiving information on energy management from a main controller;
A temperature information / parameter calculation / transmission step of calculating temperature information associated with the optimum temperature for the building and parameters associated with the cost function and transmitting the calculated temperature information to the main control device; And
And a parameter receiving step of receiving a parameter updated from the main control device so that a sum of costs according to the optimum temperature is minimized,
In the temperature information / parameter computation / transmission step,
Wherein the optimal temperature and the parameter are determined such that a sum of a first value associated with HVAC energy consumption and a user discomfort cost and a second value associated with the parameter is at a minimum, The optimum temperature T i and the parameter λ t are determined such that the sum of the values C i (T i ) and the second values λ t ΔE i (T i )
Figure 112018084639014-pat00038

Figure 112018084639014-pat00039
ego,
Figure 112018084639014-pat00040
Is a conversion factor for converting the energy into price, and λ t is a conversion factor for converting the energy into price, Is the above parameter at time t,
The second value to the parameter (λ t) to the sum of the value obtained by converting the HVAC energy consumption (E i hvac) and the rate (αE i hvac) and the user discomfort cost (C i user (T i) ) Wherein the energy is expressed by a value obtained by multiplying the energy of the energy of the building.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102305810B1 (en) 2020-11-23 2021-09-30 (주)선진콘트롤엔엑세스 Building energy management method and energy management system using energy distribution

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102305810B1 (en) 2020-11-23 2021-09-30 (주)선진콘트롤엔엑세스 Building energy management method and energy management system using energy distribution

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