KR102522097B1 - 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템 - Google Patents

선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 에너지 관리시스템에 관한 것으로서, 다수의 수요처가 선불결제한 전력량과 전력소비상태에 대응하여 전력을 안정적으로 공급할 수 있으며, 소정크기 면적으로 구획된 단위블록별 에너지 자립이 가능하며 단위블록간 전력 거래가 가능한 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템에 관한 것이다.
본 발명의 선불결제방식의 전력 관리 시스템은 다수의 컨슈머들의 선불결제한 전력량 중 잔여전력량 정보와 각 전력소비패턴을 통해 선불결제한 전력량 소진 예상일을 각각 예측하고 선불 재결제 정보를 전달하여 발젼유닛의 발전량을 조절함으로써, 전력을 안정적으로 공급하면서도 발전유닛의 불필요한 발전을 줄일 수 있어 발전 효율 및 전력공급효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 선불결제방식의 전력관리시스템을 이용한 블록단위 전력관리시스템은 단위블록 별로 전력을 자체 생산하여 소모할 수 있어 에너지 자립이 가능하면서도, 전력이 부족하거나 잉여 시 인접한 단위블록에 전력을 공급받거나 제공할 수 있어 안정적인 전력수급이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

Description

선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템{Prepaid power management system and block-level power management system using the same}
본 발명은 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 에너지 관리시스템에 관한 것으로서, 다수의 수요처가 선불결제한 전력량과 전력소비상태에 대응하여 전력을 안정적으로 공급할 수 있으며, 소정크기 면적으로 구획된 단위블록별 에너지 자립이 가능하며 단위블록간 전력 거래가 가능한 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템에 관한 것이다.
선불계량기(Prepaid Meter)란 한국에서는 사용되지 않지만, 동남아시아, 아프리카, 유럽 일부 지역에서 가장 많이 사용되는 전력량계 계량기이다. 일반적으로 선불계량기는 사용자가 전력사에 가서 충전카드를 충전하고, 그 카드를 계량기에 꽂으면 사용이 가능해진다. 충전한 만큼의 전기를 다 사용하면, 전기가 공급되지 않는 구조로 되어있다. 전력 공급이 부족한 국가나, 전기를 훔쳐가는 도전 등의 범죄가 많은 경우 이 선불식 계량기를 도입하여 사용하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0121826호에는 선불식 디지탈 계량기가 개시되어 있다. 선불식 디지탈 계량기는 사용자는 전력량계를 사용하기 전 전력공급업체나 충전단말기가 구비된 가치 재판매 업체를 찾아가서 소망하는 사용요금을 선지불하면, 전력공급업체는 금액가치 충전 대상인 전력량계와 사용자의 사전등록 내용을 검토한 후, 전력량계와 사용자가 확인되는 즉시 영수증과 보안 인증코드를 발급하게 된다. 그런데, 상기 선불식 디지탈 계량기는 이와 같이 사용자는 전력량계를 사용하기 전에 전력공급업체를 직접 찾아가서 소망하는 사용요금을 선 지불해야 해당하는 금액가치정보(전력량)가 전송되기 때문에 상당히 불편한 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-2123964호에는 블루투스를 이용한 선불식 계량기 자동충전시스템이 개시되어 있다.
블루투스를 이용한 선불식 계량기 자동충전시스템은 스마트폰으로 중앙관리서버에 접속하여 전기요금 충전을 위한 결제 후 전기요금 충전 포인트를 수신하여 저장하고, 블루투스 통신을 이용하여 충전하고자 하는 선불식 계량기에 전기요금 충전 포인트에 해당하는 전기 사용 가능량을 전송하고, 중앙관리서버에 선불식 계량기의 ID, 스마트폰 정보, 선불식 계량기의 실시간 전기 사용량 및 잔여 전기 사용 가능량을 전송함으로써, 블루투스 기능을 이용하여 선불식 계량기에 전기 사용 가능량을 미리 충전할 수 있으며, 선불식 계량기의 정보 및 전기 사용량에 대한 내용을 중앙관리서버에 전송하여 동기화하고 관리할 수 있다.
이와 같이, 선불결제를 이용한 전력 공급 및 제어하는 기술은 다수 출원되고 있으나, 전력을 소모하는 수요처의 전력소비량이 급증하고 수요처들이 증가함에 따라 시시각각 변동되는 필요 발전 전력을 안정적으로 공급하는데 어려움이 있다.
이에 따라, 변동폭이 큰 필요한 발전전력량에 대응하여 전력을 발전함으로써 불필요한 발전을 줄일 수 있으면서도 안정적으로 수요처에 전력을 공급할 수 있는 시스템이 요구된다.
한편, 최근 정부의 그린뉴딜 정책을 기반으로, 친환경 재생에너지를 통해 지역별 에너지 자립도시 실현을 위한 정책이 발표된 바 있다. 이에 따라, 현재 한국전력공사와 같은 공기업 발전업체를 중심으로부터 전력을 공급받거나 발전이 제한되는 구조를 벗어나, 지역별로 에너지를 개별 생산하여 공급할 수 있는 에너지 자립을 위한 시스템 구축이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0121826호 : 선불식 디지탈 계량기
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 수요처의 선불결제한 전력량 중 잔여전력량 정보와 전력소비패턴을 통해 선불결제한 전력량 소진 예상일을 예측하고 선불 재결제 정보를 통해 발전량을 조절함으로써, 전력을 안정적으로 공급하면서도 발전소의 불필요한 발전을 최소화 할 수 있는 선불결제 방식의 전력관리시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 소정크기의 면적으로 구획된 단위블록 별로 에너지 자립이 가능하고, 인접한 단위블록 간 전력 거래가 가능한 블록단위의 전력관리시스템을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선불결제방식의 전력관리시스템은 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 제1발전부와, 상기 제1발전부의 발전 정지 또는 전력을 소모하는 수요처들이 각각 선불결제한 전략량 총합보다 상기 제1발전부의 발전 전력량이 적을 시 부족한 전력을 제공할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2발전부와, 상기 수요처들로 상기 제1 또는 제2발전부에서 생산된 전력 공급을 제어하는 전력공급제어부를 포함하는 발전유닛과; 상기 수요처들에 각각 설치되고, 선불결제수단을 통한 상기 수요처의 선불결제 정보가 전달되며 상기 수요처에서 선불결제한 전력량 중 잔여 전력량을 산출하여 선불결제한 전력량이 모두 소진되면 상기 발전유닛으로부터 공급되는 전력을 상기 수요처 별로 차단하는 다수의 선불계량기와; 다수의 상기 선불계량기와 연결되고 각 상기 수요처들의 선불결제정보가 저장되어 상기 발전유닛에서 발전해야될 전력량 산출하여 산출된 정보를 상기 전력공급제어부에 전달하는 전력관리서버;를 구비하고, 상기 전력공급제어부는 상기 전력관리서버로부터 전달된 정보를 통해 상기 제1발전부과 상기 제2발전부의 발전량을 제어하며 상기 수요처에 전력공급 후 남는 잉여전력은 상기 발전유닛의 제1에너지저장시스템으로 저장되게 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 선불계량기는 각 수요처의 일정기간 또는 시간단위별 전력소비량을 저장 및 분석하여 선불결제한 전력량 예상소진일을 산출하여 상기 전력관리서버와 상기 수요처의 사용자 단말기에 전달하며, 상기 전력관리서버는 상기 선불계량기 또는 상기 사용자 단말기로부터 각 상기 수요처들의 선불결제정보와, 선불결제한 전력량의 잔여전력량과 예상소진일, 선불 재 결제 정보를 전달받아, 상기 발전유닛에서 발전해야될 총 전력량 정보를 상기 전력공급제어부에 전달하는 것이 바람직하다.
상기 선불계량기는 잔여전력량을 판단하여 상기 수요처의 전력을 소모하는 부하들 중 전력소비가 큰 부하부터 전력을 차단하거나, 사용빈도수가 낮은 부하부터 전력을 차단하는 것이 바람직하다.
상기 전력관리서버는 상기 수요처가 일정기간 또는 시간 내에 예상전력 소진 후, 추가 충전 시 누진적용하며 누진적용정보를 사용자의 상기 사용자 단말기에 제공하고 재 결제정보를 상기 전력공급제어부에 전달하고, 상기 전력공급제어부는 상기 수요처의 재결제정보에 따른 추가로 필요한 전력량이 상기 제1발전부 또는 상기 제2발전부에서 충당가능한지 판단하고, 상기 제1 및 제2발전부에서 충당 불가 시 상기 제1에너지저장시스템에 저장된 잉여전력을 재결제한 상기 수요처로 공급되도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 선불결제방식의 전력관리시스템은 상기 전력공급제어부와 연결되어 전력이 충전될 수 있으며, 상기 전력공급제어부로부터 분리되어 이동이 가능하여 전력을 송전하기 위한 전력계통 미설치 지역의 상기 수요처에 전력을 공급할 수 있는 전력공급 이동대차;를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 목적의 블록단위의 전력관리시스템은 소정면적크기로 구획된 다수의 단위블록마다 각각 설치되어 상기 단위블록 내에 필요한 전력을 발전하여 생성하며 상기 단위블록 내에서 전력을 소모하는 수요처와 전력거래가 가능한 다수의 선불결제방식의 전력관리시스템과; 상호 다른 상기 단위블록에 각각 설치된 상기 선불결제방식의 전력관리시스템 간 전력거래를 위해 상기 단위블록들을 연결하는 블록연결 전력계통;을 구비하고, 상기 선불결제방식의 전력관리시스템은 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 제1발전부와, 상기 제1발전부의 발전 정지 또는 전력을 소모하는 수요처들이 각각 선불결제한 전략량 총합보다 상기 제1발전부의 발전 전력량이 적을 시 부족한 전력을 제공할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2발전부와, 상기 수요처들로 상기 제1 또는 제2발전부에서 생산된 전력 공급을 제어하는 전력공급제어부를 포함하는 적어도 하나 이상의 발전유닛과; 상기 수요처들에 각각 설치되고, 선불결제수단을 통한 상기 수요처의 선불결제 정보가 전달되며 상기 수요처에서 선불결제한 전력량 중 잔여 전력량을 산출하여 선불결제한 전력량이 모두 소진되면 상기 발전유닛으로부터 공급되는 전력을 상기 수요처 별로 차단하는 다수의 선불계량기와; 다수의 상기 선불계량기와 연결되고 각 상기 수요처들의 선불결제정보가 저장되어 상기 발전유닛에서 발전해야될 전력량 산출하여 상기 전력공급제어부에 전달하며 다른 상기 단위블록과 연결되는 전력관리서버;를 구비하고,
상기 전력공급제어부는 상기 전력관리서버로부터 전달된 정보를 통해 같은 상기 단위블록 내의 상기 제1발전부과 상기 제2발전부의 발전량을 제어하며 상기 수요처에 전력공급 후 남는 잉여전력은 상기 발전유닛의 제1에너지저장시스템으로 저장되게 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 블록단위 전력관리시스템은 같은 상기 단위블록 내의 상기 전력관리서버와 연결되어 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에서 상기 단위블록 내의 상기 수요처들이 선결제한 총 전력량을 공급하지 못하는 경우, 상기 블록연결 전력계통을 통해 다른 상기 단위블록 내의 전력을 공급받아 상기 수요처 또는 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에 공급하는 제2에너지저장시스템을 더 구비하고, 상기 블록연결 전력계통은 상호 다른 상기 단위블록 내의 각 상기 제2에너지저장시스템들을 상호 연결하며, 상기 전력관리제어부는 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에서 공급할 수 있는 전력량보다 상기 단위블록 내의 상기 수요처들이 선결제한 총 전력량이 큰 경우, 다른 상기 단위블록 내 상기 전력관리서버로 전력공급을 요청하는 것이 바람직하다.
본 발명의 선불결제방식의 전력 관리 시스템은 다수의 컨슈머들의 선불결제한 전력량 중 잔여전력량 정보와 각 전력소비패턴을 통해 선불결제한 전력량 소진 예상일을 각각 예측하고 선불 재결제 정보를 전달하여 발젼유닛의 발전량을 조절함으로써, 전력을 안정적으로 공급하면서도 발전유닛의 불필요한 발전을 줄일 수 있어 발전 효율 및 전력공급효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 선불결제방식의 전력 관리 시스템은 설정된 기간 내에 선불 재결제 시, 전력공급단가를 누진적용하며 누진적용 정보를 컨슈머에게 선불 재결제 전 사전 제공함으로써 전력을 절약할 수 있도록 유도하여 불필요한 발전을 줄일 수 있고 안정적인 전력공급이 유지될 수 있는 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 선불결제방식의 전력 관리 시스템은 전력공급 이동대차를 통해 전력공급이 어려운 도서나 산간지역에도 전력을 공급할 수 있어, 전력공급범위 확장이 용이한 이점이 있다.
본 발명의 선불결제방식의 전력관리시스템을 이용한 블록단위 전력관리시스템은 단위블록 별로 전력을 자체 생산하여 소모할 수 있어 에너지 자립이 가능하면서도, 전력이 부족하거나 잉여 시 인접한 단위블록에 전력을 공급받거나 제공할 수 있어 안정적인 전력수급이 이루어질 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리시스템에 대한 블록도이고,
도 2는 도 1의 선불계량기에 대한 블록도이고
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리시스템을 이용한 블록단위의 전력관리시스템에 대한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리시스템과 이를 이용한 블록단위의 전력관리시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리시스템(10)이 도시되어 있다.
선불결제방식의 전력관리시스템(10)은 전력을 생성하는 발전유닛(20)과; 전력을 소비하는 다수의 수요처 즉, 컨슈머(6)(이하, 컨슈머라 함) 측에 각각 설치되고 선불결제수단(미도시)을 통한 컨슈머의 선불결제 정보가 전달되며 발전유닛(20)으로부터 생성된 전력을 공급받아 각 컨츄머 측의 부하(7)에 공급하는 다수의 선불계량기(40)와; 통신망(5)을 통해 발전유닛(20)과 선불계량기(40)와 연결되는 전력관리서버(60)과, 발전유닛(20)에서 컨슈머(6)로 전력을 공급하기 위한 송전케이블(29);을 구비한다.
발전유닛(20)은 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 제1발전부(21)와, 제1발전부(21)의 발전 정지 또는 전력을 소모하는 컨슈머(6)들이 각각 선불결제한 전략량 총합보다 제1발전부(21)의 발전 전력량이 적을 시 부족한 전력을 제공할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2발전부(24)와, 컨슈머(6)들로 제1 또는 제2발전부(21,24)에서 생산된 전력 공급을 제어하는 전력공급제어부(27)와, 컨슈머(6)에 전력공급 후 남는 잉여전력을 저장하는 제1에너지저장시스템(30)과, 전력관리서버(60)와 무선통신을 위한 제1무선송수신부(33)를 구비한다.
제1발전부(21)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 태양전지모듈(미도시)을 이용한 태양광 발전 구조가 적용된다. 제2발전부(21)는 전력을 생산하여 제1발전부(21)와 함께 컨슈머(6)들에게 전력공급할 수 있으면 한정되지 않으며, 풍력발전, 화력발전 및 소수력 발전 등이 적용될 수 있다.
전력공급제어부(27)는 전력관리서버(60)로부터 전달된 정보를 통해 제1발전부(21)과 제2발전부(24)의 발전량을 제어하며 컨슈머 측, 즉 수요처에 전력공급 후 남는 잉여전력은 제1에너지저장시스템(30)으로 저장되도록 제어한다.
다수의 선불계량기(40)는 선불결제수단을 통한 컨슈머의 선불결제 정보가 전달되며 컨슈머(6)에서 선불결제한 전력량 중 잔여 전력량을 산출하여 선불결제한 전력량이 모두 소진되면 발전유닛(20)으로부터 공급되는 전력을 차단한다.
선불계량기(40)는 계기정보가 저장되는 저장부(41), 외부로부터 입력받은 인증코드의 유효성을 일차적으로 검증하는 검증부(43)와, 전력관리서버(60)의 응답에 따라 인증코드가 등록된 인증코드로 판별되는 경우 인증코드에 포함된 선불결제정보에 따라 전원공급을 제어하는 로컬제어부(45)와, 통신망(5)을 통해 전력관리서버(60)와 연결되어 로컬제어부(43)를 통해 저장부(41)에 저장된 정보를 전력관리서버(60)에 전달하거나 전력관리서버(60)로부터 선불결제정보를 전달받는 제2무선송수신부(47)과, 컨슈머(6)가 사용 시 전력을 필요로 하는 다수의 부하들에 각각 연결되는 다수의 스위치(49)를 구비한다. 또한, 선불계량기(40)는 선불결제한 전력량, 잔여잔력량 이 표시되는 디스플레이부(51)와, 음향이나 안내음성으로 선불결제 전력량 소진 예상일을 알리는 알림부(53)를 구비한다.
인증코드는 통신망(5)을 통해 전력관리서버(60)와 연결되는 컨슈머(6)의 사용자 단말기(8)에 설치된 어플리케이션을 통해 입력되어 제2무선송수신부(47)로 전달될 수 있으며, 또는 컨슈머 별로 지급되고 고유의 인증코드가 입력된 IC카드(미도시)가 선불식계량기(40)에 마련된 카드인식기(미도시)에 투입되면서 검증부(43)로 전달될 수 있다. 또는 선불 계량기는 인증코드를 입력할 수 있는 입력부(미도시)가 마련될 수도 있다. 사용자 단말기(8)는 통신망(5)을 통해 무선통신이 가능한 일반적인 휴대폰이나 휴대용 패드가 적용될 수 있다.
검증부(43)는 외부로부터 인증 코드가 입력되는 경우 인증코드에 매칭되는저장부(41)에 기 저장된 고유식별정보를 비교하여 상호 일치하는 경우 해당 인증 코드가 유효한 것으로 판단할 수 있다. 인증코드 내 고유식별정보가 포함될 수도 있다.
선불결제수단은 통신망(5)을 통해 전력관리서버(60)와 연결되는 컨슈머(6)의 사용자 단말기(8)에 설치된 어플리케이션이 적용될 수 있다.
선불계량기(40)는 사용자 단말기(8)의 어플리케이션으로부터 사용자가 결제한 소정의 전기요금에 대응되는 전력량 정보가 전력관리서버(60)를 통해 로컬제어부(45)에 전달되어 저장부(41)에 저장되며, 선불 결제한 전력량만큼의 전력을 공급하고 선불결제한 전력량이 모두 사용되면 전력공급을 중단시킨다.
로컬제어부(45)는 연결된 부하(7)들의 실시간 각 전력사용량 정보와 잔여 전력량 정보를 저장부에 저장하며 제2무선송수신부(47)를 통해 전력관리서버(60)로 전달할 수 있다.
또한, 로컬제어부(45)는 단위시간과 1일의 부하(7)들이 총 전력사용량 정보를 저장부(41)에 저장하고, 전력사용량 패턴을 분석하여 선불결제 전력량 예상 소진일을 산출할 수 있다. 예로, 일주일간 일일 부하(7)들의 총 전력사용량 정보를 분석하여, 일일 부하(7)들의 평균전력사용량을 산출하여 선불결제 전력량 중 잔여 전력량과 비교하여 선불결제 전력량 예상 소진일을 산출할 수 있다. 로컬제어부(45)는 선불결제 전력량 예상 소진일 정보를 제2무선송수신부(47)를 통해 전력관리서버(60)로 전달한다.
그리고, 로컬제어부(45)는 선불결제 전력량 예상 소진일에 대한 1일 전 또는 6시간 전 등 설정된 시간 전에, 알림부(53)가 구동되도록 제어할 수 있다.
또한, 로컬제어부(45)는 잔여전력량을 판단하여, 선불결제한 전력량 모두 소진 전, 다수의 부하(7)들에 연결된 스위치(8)들을 이용하여 컨슈머(6)의 전력을 소모하는 부하(7)들 중 전력소비가 큰 부하부터 전력을 차단하거나, 사용빈도수가 낮은 부하부터 전력을 차단할 수 있다. 구체적으로, 로컬제어부(45)는 선불결제 전력량 예상 소진일 1일 전 또는 6시간 전 등 설정된 시간 전에, 가장 전력소모가 큰 부하에 연결된 스위치(8)를 열거나, 사용빈도수가 가장 낮은 부하에 연결된 스위치(8)를 열어 선불결제 전력량 예상 소진일이 연장되도록 유도할 수 있다.
전력관리서버(60)는 통상적인 컴퓨터로 구축될 수 있는데, 선불식 계량기(40)의 아이디나 시리얼 넘버와 같은 고유식별정보와, 고유식별정보와 매칭되는 인증코드정보와, 컨슈머의 사용자 단말기(8) 정보, 컨슈머의 선불결제 정보, 실시간 전력사용량 및 잔여 전력량 정보와, 선불 결제 전력량 예상 소진일 정보가 저장되는 데이터베이스(65)와, 사용자 단말기(8) 어플리케이션과 같은 선불결제수단으로부터 전력 충전 요청이 수신되면, 결제 승인절차를 걸쳐 선불결제요금에 해당하는 전력량 정보를 선불계량기(40)와 발전유닛(20)의 전력공급제어부(27)로 전달하는 전력관리제어부(61)와; 통신망(5)을 통해 제1 및 제2무선송수신부(33,47)와 무선 연결되는 제3무선송수신부(63);를 구비할 수 있다.
한편, 선불결제방식의 전력관리시스템(10)은 제1 내지 제3무선송수신부(33,47,63)을 이용해 무선통신하는 것으로 적용되었으나, 코드분할다중접속 통신(CDMA), 이더넷 통신 또는 HFC 통신 방법 등을 이용한 유선통신방법이 적용될 수도 있을 것이다.
전력관리제어부(61)는 각 선불계량기(40)로부터 실시간 전력사용량 정보와 잔여 전력량 정보, 선불결제 전력량 예상 소진일 정보를 전달받아, 제1 및 제2발전부(21,23)에서 발전해야될 총 필요발전량을 산출하여 제3무선송수신부를 통해 전력공급제어부(27) 전달한다. 그리고, 전력관리제어부(61)는 실시간 전력사용량 정보와 잔여 전력량 정보, 선불결제 전력량 예상 소진일 정보를 사용자 단말기(8)에 문자나 어플리케이션 알람을 통해 전달할 수 있다.
한편, 발전유닛(20)의 전력공급제어부(27)는 전력관리서버(60)의 전력관리제어부(61)로부터 필요발전량 정보가 전달되면, 제1발전부(21)에서 충당할 수 있는지 판단하고, 제1발전부(21)에서 필요발전량 충당이 불가할 경우, 제2발전부가 생산해야될 전력량 결정하여 제2발전부를 구동시키거나, 제1에너지저장시스템에 저장된 전력을 각 컨슈머 측, 즉 수요처로 공급할지를 판단하여 전력공급을 제어한다.
전력관리제어부(61)는 데이터베이스(65)의 저장된 정보들을 이용하여, 각 컨슈머 별 일일 또는 월별 평균 전력사용량을 산출하여, 데이터베이스(65)에 평균전력사용량 정보를 저장시킬 수 있다. 전력관리제어부(61)는 각 컨슈머별 평균전력사용량 정보를 토대로, 컨슈머의 선불결제 전력량의 예상소진일을 산출할수도 있다.
전력관리제어부(61)는 선불결제 전력량 예상 소진일보다 이른 시기에 컨슈머가 선불 재결 시도 시, 누진적용된 전력공급단가정보를 사용자 단말기(8)에 문자나 어플리케이션으로 제공할 수 있다. 컨슈머(7)는 누진적용된 전력공급단가 정보를 확인 후, 선불 재 결제 할 수 있다.
전력관리제어부(61)는 선불 재결제 정보와, 선불 재결제에 따른 추가로 공급해야될 전력량 정보를 전력공급제어부(27)와 선불 계량기(40)에 전달한다.
발전유닛(20)의 전력공급제어부(27)는 컨슈머의 선불 재결제정보에 따른 추가로 공급해야될 전력량이 제1발전부(21) 또는 제2발전부(24)에서 충당가능한지 판단하고, 제1 및 제2발전부(21,24)에서 충당 불가 시 제1에너지저장시스템(30)에 저장된 잉여전력을 재결제한 컨슈머 측, 즉 수요처로 공급되도록 제어한다.
제1에너지저장시스템(30)은 전력 저장용 배터리(미도시)를 구비한 일반적인 에너지저장시스템으로서 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리 시스템(10)은 다수의 전력공급이동대차(70)를 더 구비할 수 있다.
전력공급이동대차(70)는 충전배터리(미도시) 내장된 이동본체부(71)와, 지면에 접해 구름운동가능하여 이동본체부(71)를 이동시키는 다수의 휠(72)과, 이동본체부(71) 일측에 마련되며, 전력공급제어부(27)에서 연장된 전력공급케이블(28)에 분리가능하게 결합되는 충전커넥터(73)와, 차량에 결합되어 견인될 수 있는 견인장치(미도시)를 구비한다.
전력공급이동대차(70)는 충전커넥터(73)를 통해 전력공급제어부(27)와 연결되어 제1 또는 제2발전부(21,24)에서 생산된 전력 또는 제1에너지저장시스템(30)에 저장된 전력이 이동본체부(71)에 내장된 충전배터리에 충전될 수 있으며, 견인장치(미도시)를 통해 차량에 연결되어 전력을 송전하기 위한 송전케이블과 같은 전력계통 미설치 지역에 위치한 컨슈머로 이동되어 전력을 공급할 수 있다.
앞에서 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리 시스템(10)은 다수의 컨슈머(6)들의 선불결제한 전력량 중 잔여전력량 정보와 각 전력소비패턴을 통해 선불결제한 전력량 소진 예상일을 각각 예측하고 선불 재결제 정보를 전달하여 발젼유닛의 발전량을 조절함으로써, 전력을 안정적으로 공급하면서도 제1 및 제2발전부(21,24)의 불필요한 발전을 줄일 수 있어 발전 효율 및 전력공급효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력 관리 시스템(10)은 설정된 기간 내에 선불 재결제 시, 전력공급단가를 누진적용하며 누진적용 정보를 컨슈머(6)에게 선불 재결제 전 사전 제공함으로써 전력을 절약할 수 있도록 유도하여 불필요한 발전을 줄일 수 있고 안정적인 전력공급이 유지될 수 있는 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선불결제방식의 전력 관리 시스템은 전력공급 이동대차(70)를 통해 전력공급이 어려운 도서나 산간지역에도 전력을 공급할 수 있어, 전력공급범위 확장이용이한 이점이 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 선불결제방식의 전력관리시스템을 이용한 블록단위 전력관리시스템(100)이 도시되어 있다.
본 발명의 블록단위 전력관리시스템(100)은 소정면적크기로 구획된 다수의 단위블록마다 각각 설치되어 단위블록(101) 내에 필요한 전력을 발전하여 생성하며 단위블록(101) 내에서 전력을 소모하는 컨슈머(6)들과 전력거래가 가능한 다수의 선불결제방식의 전력관리시스템(10)과; 상호 다른 단위블록(3)에 각각 설치된 상기 선불결제방식의 전력관리시스템(10) 간 전력거래를 위해 단위블록(10)들을 연결하는 블록연결 전력계통(150)과; 단위블록마다 설치되는 제2에너지저장시스템(150)을 구비한다.
단위블록(3)들은 일정한 면적 크기를 기준으로 각각 구획될 수도 있으며, 면적에 관계없이 일별 또는 월별과 같이 일정기간에 소모되는 기준 전력소모량을 설정해 놓고 기준 전력소모량에 대응되는 전력을 소모하는 적어도 하나 이상의 프로슈머(9)와 컨슈머(6)들이 이루는 영역으로 각각 구획될 수도 있을 것이다.
선불결제방식의 전력관리시스템(10)은 적어도 하나 이상의 발전유닛(20)과; 각 컨슈머 측에 설치된 다수의 선불계량기(40)와; 발전유닛(20)과 다수의 선불계량기(40)를 연결하는 전력관리서버(60);를 구비한다.
프로슈머(9)는 도 3을 참고하면, 발전유닛(20)을 통해, 컨슈머(6)에게 전력을 공급할 수 있으며, 다른 프로슈머(9)에게도 전력을 공급하거나 공급받을 수 있다. 각 프로슈머(9)의 발전유닛(20)들은 통신망을 통해 전력공급제어부(27)들이 상호 연결되어 필요한 전력량 정보와 제1에너지저장시스템(30)에 저장된 잉여전력 정보를 주고받을 수 있다.
프로슈머(9)는 보유하고 있는 사용자 단말기(8)를 통해 필요한 전력량에 대응되거나 더 많은 전력량을 제1에너지저장시스템(30)에 저장하고 있는 다른 프로슈머(9)에 필요 전력량을 요청하고, 요청이 수락되면 필요한 전력량에 대응되는 금액을 지불하여 필요한 전력량을 공급받을 수 있다. 프로슈머(9)간 전력량 거래 정보는 전력관리제어부(61)를 통해 데이터베이스(65)에 저장될 수 있다.
제2에너지저장시스템(150)은 같은 단위블록(3) 내의 전력관리서버(60)의 전력관리제어부(61)와 연결되어 같은 단위블록(3) 내의 발전유닛(20)들에서 단위블록(3) 내의 컨슈머(6)들이 선결제한 총 전력량을 공급하지 못 하는 경우, 블록연결 전력계통(1)을 통해 다른 단위블록(3) 내의 전력을 공급받아 컨슈머 또는 같은 단위블록(3) 내의 발전유닛(20)에 공급한다.
블록연결 전력계통(1)은 상호 다른 단위블록(3) 내의 각 제2에너지저장시스템(150)들을 상호 연결하는 송전선로(2)를 구비한다. 블록연결 전력계통(1)은 별도로 마련될 수 도 있으나, 공기업 발전업체인 한국전력공사의 전력계통이 적용될 수 있다.
전력관리제어부(61)는 같은 단위블록(3) 내의 발전유닛(20)에서 공급할 수 있는 총 전력량보다 같은 단위블록(3) 내의 컨슈머(6)들이 선결제한 총 전력량이 큰 경우, 다른 단위블록(3) 내 전력관리서버(60)로 전력공급을 요청할 수 있다.
전력공급을 요청받은 다른 단위블록(3) 내 전력관리서버(60)는 해당 단위블록(3)의 제2에너지저장시스템(150)에 저장된 전력을 송전선로(2)를 통해 전력공급을 요청한 단위블록(3)의 제2에너지저장시스템(150)으로 공급한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 선불결제방식의 전력관리시스템을 이용한 블록단위 전력관리시스템(100)은 단위블록(3) 별로 전력을 자체 생산하여 소모할 수 있어 에너지 자립이 가능하면서도, 전력이 부족하거나 잉여 시 인접한 단위블록에 전력을 공급받거나 제공할 수 있어 안정적인 전력수급이 이루어질 수 있는 이점이 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1 : 블록연결 전력계통 3 : 단위블록
5 : 통신망 7 : 부하
10 : 선불결제방식의 전력관리시스템 20 : 발전유닛
21 : 제1발전부 24 : 제2발전부
27 : 전력공급제어부 30 : 제1에너지저장시스템
40 : 선불계량기 60 : 전력관리서버
61 : 전력관리제어부 65 : 데이터베이스 100 : 블록단위 전력관리시스템 150 : 제2에너지저장시스템

Claims (7)

  1. 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 제1발전부와, 상기 제1발전부의 발전 정지 또는 전력을 소모하는 컨슈머들이 각각 선불결제한 전략량 총합보다 상기 제1발전부의 발전 전력량이 적을 시 부족한 전력을 제공할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2발전부와, 상기 컨슈머들로 상기 제1 또는 제2발전부에서 생산된 전력 공급을 제어하는 전력공급제어부를 포함하는 발전유닛과;
    상기 컨슈머 측에 각각 설치되고, 선불결제수단을 통한 상기 컨슈머의 선불결제 정보가 전달되며 상기 컨슈머에서 선불결제한 전력량 중 잔여 전력량을 산출하여 선불결제한 전력량이 모두 소진되면 상기 발전유닛으로부터 공급되는 전력을 상기 컨슈머 별로 차단하는 다수의 선불계량기와;
    다수의 상기 선불계량기와 연결되고 각 상기 컨슈머들의 선불결제정보가 저장되어 상기 발전유닛에서 발전해야될 전력량 산출하여 산출된 정보를 상기 전력공급제어부에 전달하는 전력관리서버;를 구비하고,
    상기 전력공급제어부는 상기 전력관리서버로부터 전달된 정보를 통해 상기 제1발전부과 상기 제2발전부의 발전량을 제어하며 상기 컨슈머에 전력공급 후 남는 잉여전력은 상기 발전유닛의 제1에너지저장시스템으로 저장되게 제어하고,
    상기 선불계량기는 각 상기 컨슈머의 일정기간 또는 시간단위별 전력소비량을 저장 및 분석하여 선불결제한 전력량 예상소진일을 산출하여 상기 전력관리서버와 상기 컨슈머의 사용자 단말기에 전달하며,
    상기 전력관리서버는 상기 선불계량기 또는 상기 사용자 단말기로부터 각 상기 컨슈머들의 선불결제정보와, 선불결제한 전력량의 잔여전력량과 예상소진일, 선불로 재 결제한 정보를 전달받아, 상기 발전유닛에서 발전해야될 총 전력량 정보를 상기 전력공급제어부에 전달하며,
    상기 선불계량기는 잔여전력량을 판단하여 상기 컨슈머의 전력을 소모하는 부하들 중 전력소비가 큰 부하부터 전력을 차단하고,
    상기 전력관리서버는 상기 컨슈머가 일정기간 또는 시간 내에 예상전력 소진 후, 추가 충전 시 누진적용하며 누진적용정보를 사용자의 상기 사용자 단말기를 통해 사전 제공하고 재 결제정보와 재결제에 따른 추가로 공급해야될 전력량 정보를 상기 전력공급제어부와 상기 선불계량기에 전달하고,
    상기 전력공급제어부는 상기 컨슈머의 재결제정보에 따른 추가로 필요한 전력량이 상기 제1발전부 또는 상기 제2발전부에서 충당가능한지 판단하고, 상기 제1 및 제2발전부에서 충당 불가 시 상기 제1에너지저장시스템에 저장된 잉여전력을 재결제한 상기 컨슈머로 공급되도록 제어하며,
    상기 선불계량기는 계기정보가 저장되는 저장부와, 외부로부터 입력받은 인증코드의 유효성을 일차적으로 검증하는 검증부와, 상기 전력관리서버의 응답에 따라 인증코드가 등록된 인증코드로 판별되는 경우 인증코드에 포함된 선불결제정보에 따라 전원공급을 제어하는 로컬제어부와, 통신망을 통해 상기 전력관리서버와 연결되어 상기 로컬제어부를 통해 상기 저장부에 저장된 정보를 상기 전력관리서버에 전달하거나 상기 전력관리서버로부터 선불결제정보를 전달받는 제2무선송수신부와, 상기 컨슈머가 사용 시 전력을 필요로 하는 다수의 부하들에 각각 연결되는 다수의 스위치와, 음향이나 안내음성으로 선불결제 전력량 소진 예상일을 알리는 알림부를 구비하고,
    상기 로컬제어부는 일주일간 일일 상기 부하들의 총 전력사용량 정보를 분석하여, 일일 상기 부하들의 평균전력사용량을 산출하여 선불결제 전력량 중 잔여 전력량과 비교하여 선불결제 전력량 예상 소진일을 산출하며, 선불결제 전력량 예상 소진일 정보를 상기 제2무선송수신부를 통해 상기 전력관리서버로 전달하며, 선불결제 전력량 예상 소진일에 대한 1일 전 또는 6시간 전에 알림부가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선불결제방식의 전력관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전력공급제어부와 연결되어 상기 제1 또는 제2발전부에서 생산된 전력이 충전될 수 있으며, 상기 전력공급제어부로부터 분리되어 이동이 가능하여 전력을 송전하기 위한 전력계통 미설치 지역의 상기 컨슈머에 전력을 공급할 수 있는 전력공급 이동대차;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선불결제방식의 전력관리 시스템.
  6. 소정면적크기로 구획된 다수의 단위블록마다 각각 설치되어 상기 단위블록 내에 필요한 전력을 발전하여 생성하며 상기 단위블록 내에서 전력을 소모하는 컨슈머와 전력거래가 가능한 다수의 선불결제방식의 전력관리시스템과;
    상호 다른 상기 단위블록에 각각 설치된 상기 선불결제방식의 전력관리시스템 간 전력거래를 위해 상기 단위블록들을 연결하는 블록연결 전력계통;을 구비하고,
    상기 선불결제방식의 전력관리시스템은
    태양광을 이용하여 전력을 생성하는 제1발전부와, 상기 제1발전부의 발전 정지 또는 전력을 소모하는 컨슈머들이 각각 선불결제한 전략량 총합보다 상기 제1발전부의 발전 전력량이 적을 시 부족한 전력을 제공할 수 있는 적어도 하나 이상의 제2발전부와, 상기 컨슈머들로 상기 제1 또는 제2발전부에서 생산된 전력 공급을 제어하는 전력공급제어부를 포함하는 적어도 하나 이상의 발전유닛과;
    상기 컨슈머 측에 각각 설치되고, 선불결제수단을 통한 상기 컨슈머의 선불결제 정보가 전달되며 상기 컨슈머에서 선불결제한 전력량 중 잔여 전력량을 산출하여 선불결제한 전력량이 모두 소진되면 상기 발전유닛으로부터 공급되는 전력을 상기 컨슈머 별로 차단하는 다수의 선불계량기와;
    다수의 상기 선불계량기와 연결되고 각 상기 컨슈머들의 선불결제정보가 저장되어 상기 발전유닛에서 발전해야될 전력량 산출하여 상기 전력공급제어부에 전달하며 다른 상기 단위블록과 연결되는 전력관리서버와;
    같은 상기 단위블록 내의 상기 전력관리서버와 연결되어 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에서 상기 단위블록 내의 상기 컨슈머들이 선결제한 총 전력량을 공급하지 못하는 경우, 상기 블록연결 전력계통을 통해 다른 상기 단위블록 내의 전력을 공급받아 상기 컨슈머 또는 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에 공급하는 제2에너지저장시스템;을 구비하고,
    상기 전력공급제어부는 상기 전력관리서버로부터 전달된 정보를 통해 같은 상기 단위블록 내의 상기 제1발전부과 상기 제2발전부의 발전량을 제어하며 상기 컨슈머에 전력공급 후 남는 잉여전력은 상기 발전유닛의 제1에너지저장시스템으로 저장되게 제어하며
    상기 선불계량기는 각 상기 컨슈머의 일정기간 또는 시간단위별 전력소비량을 저장 및 분석하여 선불결제한 전력량 예상소진일을 산출하여 상기 전력관리서버와 상기 컨슈머의 사용자 단말기에 전달하며,
    상기 전력관리서버는 상기 선불계량기 또는 상기 사용자 단말기로부터 각 상기 컨슈머들의 선불결제정보와, 선불결제한 전력량의 잔여전력량과 예상소진일, 선불로 재 결제한 정보를 전달받아, 상기 발전유닛에서 발전해야될 총 전력량 정보를 상기 전력공급제어부에 전달하며,
    상기 선불계량기는 잔여전력량을 판단하여 상기 컨슈머의 전력을 소모하는 부하들 중 전력소비가 큰 부하부터 전력을 차단하고,
    상기 전력관리서버는 상기 컨슈머가 일정기간 또는 시간 내에 예상전력 소진 후, 추가 충전 시 누진적용하며 누진적용정보를 사용자의 상기 사용자 단말기를 통해 사전 제공하고 재 결제정보와 재결제에 따른 추가로 공급해야될 전력량 정보를 상기 전력공급제어부와 상기 선불계량기에 전달하고,
    상기 전력공급제어부는 상기 컨슈머의 재결제정보에 따른 추가로 필요한 전력량이 상기 제1발전부 또는 상기 제2발전부에서 충당가능한지 판단하고, 상기 제1 및 제2발전부에서 충당 불가 시 상기 제1에너지저장시스템에 저장된 잉여전력을 재결제한 상기 컨슈머로 공급되도록 제어하며,
    상기 선불계량기는 계기정보가 저장되는 저장부와, 외부로부터 입력받은 인증코드의 유효성을 일차적으로 검증하는 검증부와, 상기 전력관리서버의 응답에 따라 인증코드가 등록된 인증코드로 판별되는 경우 인증코드에 포함된 선불결제정보에 따라 전원공급을 제어하는 로컬제어부와, 통신망을 통해 상기 전력관리서버와 연결되어 상기 로컬제어부를 통해 상기 저장부에 저장된 정보를 상기 전력관리서버에 전달하거나 상기 전력관리서버로부터 선불결제정보를 전달받는 제2무선송수신부와, 상기 컨슈머가 사용 시 전력을 필요로 하는 다수의 부하들에 각각 연결되는 다수의 스위치와, 음향이나 안내음성으로 선불결제 전력량 소진 예상일을 알리는 알림부를 구비하고,
    상기 로컬제어부는 일주일간 일일 상기 부하들의 총 전력사용량 정보를 분석하여, 일일 상기 부하들의 평균전력사용량을 산출하여 선불결제 전력량 중 잔여 전력량과 비교하여 선불결제 전력량 예상 소진일을 산출하며, 선불결제 전력량 예상 소진일 정보를 상기 제2무선송수신부를 통해 상기 전력관리서버로 전달하며, 선불결제 전력량 예상 소진일에 대한 1일 전 또는 6시간 전에 알림부가 구동되도록 제어하고,
    상기 블록연결 전력계통은 상호 다른 상기 단위블록 내의 각 상기 제2에너지저장시스템들을 상호 연결하며,
    상기 전력관리서버는 같은 상기 단위블록 내의 상기 발전유닛에서 공급할 수 있는 전력량보다 상기 단위블록 내의 상기 컨슈머들이 선결제한 총 전력량이 큰 경우, 다른 상기 단위블록 내 상기 전력관리서버로 전력공급을 요청하는 전력관리제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 블록단위의 전력관리시스템.
  7. 삭제
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