KR102534105B1 - Power usage pattern analysis metering system - Google Patents

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Abstract

In the present invention, a central processing unit determines a reliable measured value, and if the measured value is reliable, AI-based analysis technology is used based on the measured value data to identify the power usage pattern of the user and find optimal conditions for reducing power charges to provide the user with the information. As a result, in situations where it is difficult for users to use power by individually understanding the differential power rates, which are applied differently depending on the situation, through AI learning, it is possible to identify the power usage pattern of the user and provide the user with the optimal conditions for applying the lowest power rate, so that users can save electricity rates and reduce power waste when using measurement objects.

Description

전력 사용패턴 분석용 검침 시스템{Power usage pattern analysis metering system}Power usage pattern analysis metering system

본 발명은 전력사용패턴분석을 위한 검침 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a meter reading system for power usage pattern analysis.

스마트그리드는 기존 전력망에 정보기술을 활용해 전력 생산 및 소비량을 파악하여 효율적으로 전력 공급을 할 수 있는 시스템이다. 이러한 스마트그리드 시스템을 더 효율적으로 사용할 수 있는 핵심적인 기술은 전력 수요를 예측하고 이에 따라 전력을 공급하는 것이다. 이를 위해서는 원격검침을 통해 전력사용 패턴을 분석하는 시스템이 필요하다. 일반적으로 이러한 기능을 수행하기 위해서 원격검침인프라, Advanced Metering Infrastructure, AMI 라는 기기를 사용한다.Smart Grid is a system that can efficiently supply power by identifying power production and consumption by utilizing information technology in the existing power grid. A key technology for more efficient use of these smart grid systems is predicting power demand and supplying power accordingly. To this end, a system that analyzes power usage patterns through remote meter reading is required. In general, to perform these functions, a device called remote metering infrastructure, advanced metering infrastructure, or AMI is used.

원격검침인프라는 계측기로 전력의 사용량을 자동으로 검침해서 그 정보를 통신망을 통해 전력회사로 전달하는 기기이다. 이렇게 전달된 정보를 기준으로 전력회사는 전기요금을 부과한다. 원격검침시스템을 사용하면 인력이 직접 검침하는 과정에서 발생하는 시간차가 없으며, 전력 소비에 대한 명확한 데이터를 확보할 수 있다. 이러한 실시간으로 측정된 데이터를 활용하면 보다 효과적으로 전력 수요를 예측할 수 있다.The remote meter reading infrastructure is a device that automatically reads power consumption with a meter and transmits the information to the power company through a communication network. Based on the information transmitted in this way, the power company charges electricity rates. If the remote meter reading system is used, there is no time difference that occurs in the process of manual meter reading, and clear data on power consumption can be obtained. By using the data measured in real time, electricity demand can be predicted more effectively.

최근에는 AMI를 통해서 검침된 전력 사용량을 바탕으로, 사용자의 전력소비패턴을 파악해서, 전기요금 절약 및 전력낭비를 줄이는 방법 등과 같은 효율적 에너지 활용 서비스를 제공할 수 있는, 스마트그리드의 효율적인 운영을 위해서 전력 사용패턴을 분석하는 지능형 시스템 개발이 요구되고 있다.Recently, based on the power consumption read through AMI, the user's power consumption pattern is identified, and efficient energy utilization services such as saving electricity rates and reducing power waste are provided. For efficient operation of the smart grid The development of an intelligent system that analyzes power usage patterns is required.

한국등록특허(10-1875278)Korean registered patent (10-1875278)

본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결할 수 있는 전력사용패턴분석 기능을 제공하는 검침시스템을 개발하는 데 있다.An object of the present invention is to develop a meter reading system that provides a power usage pattern analysis function capable of solving the above problems.

상기 목적을 달성하기 위한 전력사용패턴 분석시스템은,The power usage pattern analysis system for achieving the above object,

계측 대상의 계측 인자를 계측하는 계측기;a measuring instrument for measuring a measurement factor of a measurement target;

상기 계측 대상과 상기 계측기를 연결하는 선로 상에 설치되며, 상기 계측 대상의 계측 인자를 계측하여 아날로그 값으로 출력하는 검증센서;a verification sensor installed on a line connecting the measurement target and the instrument, measuring a measurement factor of the measurement target and outputting an analog value;

상기 계측기에서 계측된 값을 디지털 값으로 변환하여 출력하는 디지털 인터페이스;a digital interface that converts the value measured by the meter into a digital value and outputs the converted value;

상기 디지털 값과 상기 아날로그 값을 서로 비교하여, 상기 디지털값이 신뢰성 있는 계측 값인지 판단하며, 신뢰성 있는 계측 값일 경우 계측 값 데이터에 기초하여 AI 기반 분석기술로 사용자의 전력사용패턴 및 전력요금 절감을 위한 최적조건을 찾는 중앙처리부; 및The digital value and the analog value are compared with each other to determine whether the digital value is a reliable measured value, and if the measured value is reliable, the user's power usage pattern and power cost reduction can be reduced by AI-based analysis technology based on the measured value data. Central processing unit to find the optimal conditions for; and

상기 계측 값을 외부 계측정보수집기관에 전달하고, 상기 최적조건을 바탕으로 분석하고 결과를 상위 운영시스템으로 전달하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it includes a communication unit that transmits the measurement value to an external measurement information collection institution, analyzes it based on the optimal condition, and transmits the result to a higher operating system.

본 발명은 중앙처리부에서 계측 값에 대한 신뢰성을 우선 판단하고, 신뢰성 있는 계측 값일 경우 계측 값을 미리 입력된 비교 데이터 값을 기준으로 오차를 분석하고, 사용자의 전력사용패턴에 대한 추세를 파악하여, 제공되어야 할 전력량을 판단한다. 이는 수요 상황에 따라 비축된 전력을 차등하여 공급함으로써 전력요금을 절감하기 위한 최적조건을 채택하여 사용자에게 제공하기 위함이다. 이로 인해, 사용자가 실시간으로 다르게 적용되는 차등 전력요금을 일일이 파악하여 전력 사용량을 결정하기 어려운 상황에서, 기존 데이터에 대한 최적화 학습 기술을 통해 사용자의 전력사용패턴을 파악하고 현재 상황에서 가장 저렴한 시간대에 전력을 사용하도록 하는 최적조건을 사용자에게 제공할 수 있어, 사용자가 전기요금을 절약하고 전력낭비를 줄일 수 있다.In the present invention, the reliability of the measured value is first determined by the central processing unit, and if the measured value is reliable, the error is analyzed based on the comparison data value input in advance, and the trend of the user's power consumption pattern is identified, Determine the amount of power to be provided. This is to provide users with optimal conditions for reducing electricity rates by differentially supplying stored electricity according to demand conditions. As a result, in a situation where it is difficult for the user to determine power consumption by identifying differential power rates that are applied differently in real time, the user's power usage pattern is identified through the optimization learning technology for existing data and the cheapest time It is possible to provide the user with optimal conditions for using power, so that the user can save electricity bills and reduce power consumption.

본 발명은 신뢰성 있는 계측 값을 얻기 위해, 계측 대상의 계측 인자를 계측하는 계측기와, 계측 대상과 계측기를 연결하는 선로 상에 설치되며, 계측 대상의 계측 인자를 계측하여 아날로그 값으로 출력하는 검증 센서와, 계측기에서 계측된 값을 디지털 값으로 전환하는 디지털 인터페이스를 구비하며, 디지털 값과 아날로그 값을 서로 비교하여, 디지털 값을 신뢰성 있는 계측 값인지 우선 판단한다. 이렇게, 신뢰성 있는 계측 값을 데이터 수집 장치로 전달함으로써, 정확한 전력 수요를 파악할 수 있다. In order to obtain a reliable measurement value, the present invention is installed on an instrument that measures the measurement factor of a measurement target and a line connecting the measurement target and the instrument, and a verification sensor that measures the measurement factor of the measurement target and outputs it as an analog value. and a digital interface that converts the value measured by the measuring instrument into a digital value, and compares the digital value and the analog value to determine whether the digital value is a reliable measurement value. In this way, by transmitting reliable measurement values to the data collection device, it is possible to accurately determine power demand.

본 발명에서 중앙처리부는 아날로그 값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(90% 이상)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±5~10%)내에 디지털 값이 있는지를 판단하여, 디지털 값을 신뢰성 있는 계측 값으로 판단하여, 신뢰성 있는 계측 값을 외부 계측정보수집기관에 전달함으로써, 정확한 전력 수요량을 계측할 수 있다. 또한, 계측기가 고장나거나 계측이 잘못된 경우, 중앙처리부가 디지털 인터페이스로부터 디지털 값을 전달받지 못하고, 검증 센서로부터 아날로그 값만 전달받게 되므로, 계측기의 고장도 신속하게 판단할 수 있다.In the present invention, the central processing unit determines how similar the form of the analog value is to the form of the digital value (more than 90%) and whether the digital value is within the error range (±5 to 10%) of the analog value, It is possible to accurately measure power demand by determining a reliable measured value and transmitting the reliable measured value to an external measurement information collection institution. In addition, when the measuring instrument fails or the measurement is incorrect, since the central processing unit does not receive a digital value from the digital interface and only receives an analog value from the verification sensor, the failure of the measuring instrument can be quickly determined.

본 발명은 검증 센서에 인덕턴스를 추가하여, 검증 센서의 변동 추이 및 범위를 줄인다. 이로 인해, 계측기가 계측한 계측 값을 검증하는 역할만 하면 충분한 검증센서가 도선에 흐르는 전류의 변화에 너무 민감하게 반응하는 것을 막는다. 또한, 검증 센서에 인덕턴스가 추가된 경우는, 중앙처리부는 아날로그 값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(60~80%)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±10~30%)내에 디지털 값이 있는지를 완화된 기준에서 판단한다. 이로 인해, 너무 엄격한 기준에서 중앙처리부가 디지털 값을 검증하는 것을 막아, 계측기가 정상적으로 작동함에도, 계측기가 고장난 것으로 보아 수시로 계측기를 점검해야 하는 경우를 줄일 수 있다.The present invention adds an inductance to the verification sensor to reduce the variation trend and range of the verification sensor. Because of this, as long as the measuring instrument serves to verify the measured value, sufficient verification sensors are prevented from reacting too sensitively to changes in the current flowing in the conductor. In addition, when inductance is added to the verification sensor, the central processing unit determines how similar the analog value form is to the digital value form (60 to 80%), and the digital value within the error range (±10 to 30%) of the analog value. Whether there is a value is judged on a relaxed standard. As a result, it is possible to prevent the central processing unit from verifying the digital value under too strict standards, thereby reducing cases in which the meter needs to be inspected from time to time as the meter is considered to be out of order even though the meter operates normally.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력사용패턴분석 원격검침시스템을 나타낸 블록도다.
도 2는 도 1에 도시된 검증센서를 나타낸 도면이다.
도 3은 계측기에서 계측된 값(전류 또는 전압)이 시간이 지남에 따라 점차 커질 경우, 디지털 인터페이스에서 변환된 디지털 값과, 검증 센서에서 출력되는 아날로그 값의 형태를 나타낸 그래프다.
도 4는 검증 센서의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 변형 예에 따른 검증센서가 출력한 아날로그 값과 디지털 인터페이스가 출력한 디지털 값을 비교한 그래프다.
도 6은 도 1에 도시된 중앙처리부와 통신부를 상세히 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a power usage pattern analysis remote meter reading system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the verification sensor shown in FIG. 1;
3 is a graph showing the form of a digital value converted from a digital interface and an analog value output from a verification sensor when a value (current or voltage) measured by a measuring instrument gradually increases over time.
4 is a diagram illustrating a modified example of a verification sensor.
5 is a graph comparing an analog value output by a verification sensor and a digital value output by a digital interface according to a modified example.
FIG. 6 is a detailed view of the central processing unit and the communication unit shown in FIG. 1 .

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력사용패턴분석 원격검침시스템을 자세히 설명한다.Hereinafter, a power usage pattern analysis remote meter reading system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 전력사용패턴분석 원격검침시스템(1)은, 계측기(11), 검증센서(12), 디지털 인터페이스(13), 중앙처리부(14), 통신부(15)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the power usage pattern analysis remote meter reading system 1 is composed of a measuring instrument 11, a verification sensor 12, a digital interface 13, a central processing unit 14, and a communication unit 15. .

[계측기(11)][Instrument (11)]

계측기(11)는 계측 대상의 계측 인자를 계측한다. 계측기(11)는 전류계, 전압계 등 다양할 수 있다. 계측기(11)는 직류 또는 교류를 측정할 수 있다.The measuring instrument 11 measures a measurement factor of a measurement target. The meter 11 may be various such as an ammeter and a voltmeter. Meter 11 can measure direct current or alternating current.

계측 대상은 복수 개가 될 수 있고, 계측기(11) 역시 복수 개가 될 수 있다. 계측 인자는 계측 대상의 전류, 전압, 주파수 등 다양할 수 있다.A plurality of measurement objects may be provided, and a plurality of measuring instruments 11 may also be provided. Measurement factors may vary, such as current, voltage, and frequency of a measurement target.

계측 대상은 조명, 난방, 가전기기(세탁기, 냉장고, 에어컨, TV, 청소기 등) 등이 될 수 있다.Measurement targets may be lighting, heating, home appliances (washing machine, refrigerator, air conditioner, TV, vacuum cleaner, etc.).

[검증센서(12)][verification sensor (12)]

도 1에 도시된 바와 같이, 검증센서(12)는 계측 대상과 계측기(11)를 연결하는 선로 상에 설치된다. 검증센서(12)는 계측 대상의 계측 인자를 계측하여 아날로그 값으로 출력한다. 검증센서(12)는 아날로그 값을 중앙처리부(14)로 전달한다. 아날로그 값은 디지털 값을 검증하기 위해 사용되는 만큼, 중앙처리부(14)로 전달되는 과정에서 아날로그 신호가 왜곡되는 것을 최대한 막기 위해, 검증센서(12)는 아날로그 값을 중앙처리부(14)로 무선이 아닌 유선으로 전달한다.As shown in FIG. 1, the verification sensor 12 is installed on a line connecting the measurement target and the measuring instrument 11. The verification sensor 12 measures the measurement factor of the measurement target and outputs it as an analog value. The verification sensor 12 transmits the analog value to the central processing unit 14. As the analog value is used to verify the digital value, in order to prevent the analog signal from being distorted as much as possible in the process of being transmitted to the central processing unit 14, the verification sensor 12 transmits the analog value to the central processing unit 14 wirelessly. transmitted by wire rather than by wire.

도 2에 도시된 바와 같이, 검증센서(12)는 센서몸체(12a), 센서라인(12b)로 구성된다. 센서몸체(12a)는 페라이트 재질로 만들어진다. 센서몸체(12a)는 중심이 뚫려 있는 링 형상을 가진다. 센서라인(12b)은 센서몸체(12a)에 감긴다. 센서라인(12b)의 권수는, 검증센서(12)에서 출력되는 아날로그 값이 디지털 신호 값과 오차 범위(±5~10%)내에 있기 위해, 200~300으로 제한된다.As shown in FIG. 2, the verification sensor 12 is composed of a sensor body 12a and a sensor line 12b. The sensor body 12a is made of ferrite material. The sensor body 12a has a ring shape with an open center. The sensor line 12b is wound around the sensor body 12a. The number of turns of the sensor line 12b is limited to 200 to 300 so that the analog value output from the verification sensor 12 is within the error range (±5 to 10%) of the digital signal value.

센서몸체(12a)의 중심으로 계측 대상과 계측기(11)를 연결하는 도선(L)이 통과한다. 도선(L)에 흐르는 전류의 변화에 따라 센서라인(12b)을 흐르는 전류도 변하게 된다. 이러한 전류의 변화를 읽어, 도 3에 도시된 바와 같은, 아날로그값으로 출력한다.A wire (L) connecting the measurement object and the measuring instrument 11 passes through the center of the sensor body (12a). The current flowing through the sensor line 12b is also changed according to the change in the current flowing through the wire (L). This current change is read and output as an analog value as shown in FIG. 3 .

검증센서(12) 변형예Modification of verification sensor (12)

도 4에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 검증센서(12)는, 센서몸체(12a), 센서라인(12b), 인덕턴스(12c)로 구성된다. 센서몸체(12a)는 페라이트 재질로 만들어진다. 센서몸체(12a)는 중심이 뚫려 있는 링 형상을 가진다. 센서라인(12b)은 센서몸체(12a)에 감긴다. 인덕턴스(12c)는 센서라인(12b)과 중앙처리부(14)를 연결하는 도선 상에 연결된다. 인덕턴스(12c)는 50~100mH 값을 가진다.As shown in FIG. 4, the verification sensor 12 according to the modified example is composed of a sensor body 12a, a sensor line 12b, and an inductance 12c. The sensor body 12a is made of ferrite material. The sensor body 12a has a ring shape with an open center. The sensor line 12b is wound around the sensor body 12a. The inductance 12c is connected to a wire connecting the sensor line 12b and the central processing unit 14. Inductance 12c has a value of 50 to 100 mH.

도 5에 도시된 바와 같이, 인덕턴스(12c)는 도선(L)에 흐르는 전류의 변화에 따른 검증센서(12)의 변동 추이 및 범위를 줄인다. 이로 인해, 계측기(11)가 계측한 계측값을 검증하는 역할만 하면 충분한 검증센서(12)가 도선(L)에 흐르는 전류의 변화에 너무 민감하게 반응하는 것을 막는다.As shown in FIG. 5, the inductance 12c reduces the variation trend and range of the verification sensor 12 according to the change in the current flowing through the wire L. Due to this, if the measuring instrument 11 serves only to verify the measured value, the sufficient verification sensor 12 is prevented from reacting too sensitively to the change of the current flowing through the wire (L).

[디지털 인터페이스(13)][Digital Interface (13)]

디지털 인터페이스(13)는 계측기(11)에서 계측된 값을 디지털 값으로 변환하여 출력한다. 디지털 인터페이스(13)는 중앙처리부(14)로 디지털 값을 유선 또는 무선으로 전달한다. 무선통신으로 블루투스, WIFI, LORA, 3G, 4G, 5G 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. The digital interface 13 converts the value measured by the meter 11 into a digital value and outputs it. The digital interface 13 transfers digital values to the central processing unit 14 by wire or wirelessly. Various methods such as Bluetooth, WIFI, LORA, 3G, 4G, and 5G can be used for wireless communication.

[중앙처리부(14)][Central processing unit 14]

중앙처리부(14)는 디지털 값과 아날로그 값을 서로 비교하여, 디지털 값이 신뢰성 있는 계측 값인지 판단하며, 신뢰성 있는 계측 값일 경우 계측 값 데이터에 기초하여 AI 기반 분석기술로 사용자의 전력사용패턴 분석 및 전력요금 절감을 위한 최적조건을 찾는다. 이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙처리부(14)는 계측 값 검증부(141), 패턴분석용 AI 엔진(142), 절감분석용 AI 엔진(143)으로 구성된다. The central processing unit 14 compares the digital value and the analog value to determine whether the digital value is a reliable measured value, and if the measured value is reliable, analyzes the user's power usage pattern with AI-based analysis technology based on the measured value data and Find the optimal conditions for reducing electricity bills. To this end, as shown in FIG. 6, the central processing unit 14 is composed of a measurement value verification unit 141, an AI engine 142 for pattern analysis, and an AI engine 143 for analysis of savings.

계측값 검증부(141)Measured value verification unit (141)

계측값 검증부(141)는 디지털 인터페이스(13)로부터 디지털 값을 전달받고, 검증센서(12)로부터 아날로그 값을 전달받아, 디지털 값과 아날로그 값을 서로 비교한다.The measured value verification unit 141 receives a digital value from the digital interface 13, receives an analog value from the verification sensor 12, and compares the digital value with the analog value.

계측값 검증부(141)는 아날로그 값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(90% 이상)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±5~10%)내에 디지털 값이 있는지를 판단하여, 디지털 값을 신뢰성 있는 계측값으로 판단한다.The measured value verification unit 141 determines how similar the analog value form is to the digital value form (more than 90%) and whether the digital value is within the error range (±5 to 10%) of the analog value, The value is judged as a reliable measured value.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 계측기에서 계측된 값(전류 또는 전압)이 시간이 지남에 따라 점차 커질 경우, 아날로그값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(90% 이상)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±5~10%)내에 디지털값이 있는지를 판단하여, 디지털 값을 신뢰성 있는 계측 값으로 판단한다.For example, as shown in FIG. 3, when the value (current or voltage) measured by the instrument gradually increases over time, how similar the shape of the analog value is to that of the digital value (more than 90%); It determines whether there is a digital value within the error range (±5 to 10%) of the analog value, and determines the digital value as a reliable measured value.

물론, 계측 값 검증부(141)는 계측기에서 계측된 값(전류 또는 전압)이 시간이 지남에 따라 점차 작아질 경우, 계측기에서 계측된 값(전류 또는 전압)이 시간이 지남에 따라 일정하게 반복되는 경우 등 다양한 경우에 대해서, 아날로그 값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(90% 이상)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±5~10%)내에 디지털 값이 있는지를 판단하여, 디지털 값을 신뢰성 있는 계측값으로 판단할 수 있다.Of course, if the value (current or voltage) measured by the instrument gradually decreases over time, the measured value verification unit 141 repeats the value (current or voltage) measured by the instrument constantly over time. For various cases, such as when the analog value form is similar to the digital value form (more than 90%), and whether the digital value is within the error range (±5 ~ 10%) of the analog value, The value can be judged as a reliable measured value.

한편, 계측기(11)가 고장날 경우, 디지털 인터페이스(13)로부터 디지털값 전달받지 못하고, 검증센서(12)로부터 아날로그 값만 전달받게 되므로, 계측기(11)의 고장도 신속하게 판단할 수 있다.On the other hand, when the measuring instrument 11 fails, the digital value is not received from the digital interface 13, and only the analog value is received from the verification sensor 12, so that the failure of the measuring instrument 11 can be quickly determined.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 검증센서(12)에 인덕턴스(12c)가 추가된 경우에, 도 5에 도시된 바와 같이, 아날로그 값의 형태가 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(60~80%)한지와, 아날로그 값의 오차 범위(±10~30%)내에 디지털 값이 있는지를 인덕턴스(12c)가 없는 경우 보다 완화된 기준에서 판단한다. 이로 인해, 중앙처리부(14)가 너무 엄격한 기준에서 디지털 값을 검증하는 것을 막아, 계측기(11)가 정상적으로 작동함에도, 계측기(11)가 고장난 것으로 보아 수시로 장비를 점검해야 하는 경우를 줄일 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4, when the inductance 12c is added to the verification sensor 12, as shown in FIG. 5, the form of the analog value is somewhat similar to the form of the digital value (60 to 80 %) and whether the digital value is within the error range (±10 to 30%) of the analog value is determined based on a more relaxed criterion than when there is no inductance 12c. This prevents the central processing unit 14 from verifying the digital value under too strict standards, and even though the meter 11 operates normally, the case where the meter 11 is considered to be out of order can be reduced.

패턴분석용 AI 엔진(142)AI engine for pattern analysis (142)

패턴분석용 AI 엔진(142)은 계측값 검증부(141)에서 판단된 계측값 데이터에 대해 AI(artificial intelligence) 학습하여 계측 대상에 대한 전력사용패턴을 분석하고 수요량을 예측한다. The pattern analysis AI engine 142 analyzes a power usage pattern for a measurement target by learning AI (artificial intelligence) for the measurement value data determined by the measurement value verification unit 141 and predicts demand.

AI 기반 분석 기술을 이용하면, 계측 대상에 대한 사용자의 전력사용 추세에 대해서 사용시간, 사용요일, 사용기간, 사용계절, 사용횟수 등 다양한 요인별로 분석함으로써 패턴화된 결과를 도출할 수 있다. 이 수요예측에 대한 값을 바탕으로 사용자의 전력사용특성이 그래프 형태로 도출될 수 있다. 분석에 사용되는 AI 기반 분석기술은 공지된 기술이 이용될 수 있다.Using AI-based analysis technology, patterned results can be derived by analyzing the user's power consumption trend for the measurement target by various factors such as usage time, day of use, period of use, season of use, and number of times of use. Based on the value for this demand forecast, the user's power consumption characteristics can be derived in the form of a graph. AI-based analysis technology used for analysis may use a known technology.

절감분석용 AI 엔진(143)AI engine for savings analysis (143)

절감분석용 AI 엔진(143)은 AI 기반 분석기술로 시간대별로 차등이 있는 전력요금을 대상으로 AI 엔진(142)이 분석한 전력사용패턴에 적용하여, 계측 대상에 대한 사용자의 전력요금 절감을 위한 전력 공급량과 시간에 대한 조건을 도출한다. The AI engine for reduction analysis (143) is an AI-based analysis technology that is applied to the power usage pattern analyzed by the AI engine (142) for the electricity rate that is differentiated by time zone to reduce the user's electricity rate for the measurement target. Derive conditions for power supply and time.

전력요금제는 요금이 일정한 고정 요금제와 시간대별로 차등 부과하는 계시(季時)별 요금제, 계절별 요금제, 피크요금제, 실시간 요금제 등 다양한 요금체계가 있다. 따라서 사용자의 전력요금은 상황에 따라 시시각각 변경될 수 있다.There are various electricity rate systems, such as a fixed rate system with a constant rate, a time-of-day rate system that imposes differential rates by time, a seasonal rate system, a peak rate system, and a real-time rate system. Therefore, the user's electricity rate may be changed every moment according to circumstances.

절감분석용 AI 엔진(143)은 AI 기반 분석 기술을 이용하여, 계측 대상의 사용에 대해 사용자의 전력사용패턴 내에서 차등전력요금이 적용된 전력요금을 학습하고, 가장 저렴한 차등전력요금이 적용되는 조건에서의 전력요금과 비교하여, 계측 대상의 사용에 있어서 사용자의 전력사용패턴 상 가장 효율적인 최적조건을 찾는다. 또한 절감분석용 AI 엔진(143)은 최적조건에서 절감되는 전력요금을 계산하여 사용자에게 제공할 수 있다. 분석에 사용되는 AI 기반 분석기술은 공지된 기술이 이용될 수 있다.The AI engine for reduction analysis (143) uses AI-based analysis technology to learn the power rate to which the differential power rate is applied within the user's power usage pattern for the use of the measurement target, and the condition under which the lowest differential power rate is applied. Compared with the electricity price in , find the most efficient and optimal condition in terms of the user's power usage pattern in the use of the measurement target. In addition, the AI engine 143 for analysis of savings may calculate electricity rates that are reduced under optimal conditions and provide the calculated electricity rates to the user. AI-based analysis technology used for analysis may use a known technology.

예를 들어, 계측 대상이 세탁기인 경우, 패턴분석용 AI 엔진(142)이 분석한 결과 세탁기에 대한 사용자의 전력사용패턴이 토요일 오전 9시~12시 사이에 주로 사용되지만, 화요일 오후 8시~10시 사이에도 간헐적으로 사용된다고 분석되었다고 하자. 절감분석용 AI 엔진(143)은 사용자의 세탁기 사용 시 전력량에 따른 요금을 예측하여 계상한다. 전력요금이 주중 오후 8시~오전 8시에서 가장 저렴하다면, 절감분석용 AI 엔진(143)은 사용자에게 전력 요금이 가장 저렴한 주중 오후 8시~오전 8시에서의 사용을 우선사용조건으로 제시하고, 사용자의 전력사용패턴 내인 화요일 오후 8시~10시에서의 사용을 2차 사용조건으로 제시할 수 있다. For example, if the measurement target is a washing machine, as a result of analysis by the AI engine 142 for pattern analysis, the user's power usage pattern for the washing machine is mainly used between 9:00 am and 12:00 am on Saturday, but is mainly used between 8:00 pm and 12:00 pm on Tuesday. Let's say that it is analyzed that it is used intermittently even between 10 o'clock. The AI engine 143 for analysis of savings predicts and accounts for a charge according to the amount of electricity when the user uses the washing machine. If the electricity rate is lowest between 8:00 PM and 8:00 AM on weekdays, the AI engine for saving analysis (143) presents the user with the lowest electricity rate between 8:00 PM and 8:00 AM on weekdays as a preferential usage condition, , usage on Tuesday from 8:00 pm to 10:00 pm, which is within the user's power usage pattern, can be presented as the secondary usage condition.

절감분석용 AI 엔진(143)이 찾은 최적조건은 후술하는 스마트 IoT 장치에 전달되고, 스마트 IoT 장치를 통해 사용자에 전달되거나 스마트 IoT 장치를 통해 설정에 따라 계측 대상을 최적조건으로 자동 작동시킬 수 있다.The optimal condition found by the AI engine 143 for analysis of savings is transmitted to the smart IoT device described later, and is transmitted to the user through the smart IoT device, or the measurement target can be automatically operated in the optimal condition according to the settings through the smart IoT device. .

계측 대상에 대한 사용자의 수동 작동이나 설정에 따른 자동 작동 시 전력사용 패턴은, 패턴분석용 AI 엔진(142)의 전력사용패턴 분석을 위한 데이터로 축적되어 반복적으로 AI 학습된다.The power usage pattern during the user's manual operation of the measurement target or the automatic operation according to the setting is accumulated as data for analyzing the power usage pattern of the AI engine 142 for pattern analysis, and is repeatedly AI-learned.

[통신부(15)][Communication unit 15]

통신부(15)는 계측값을 외부 계측정보수집기관에 전달하고, 최적조건을 스마트 IoT 장치에 전달한다. The communication unit 15 transmits the measured value to an external measurement information collection institution and transmits the optimum condition to the smart IoT device.

도 6에 도시된 바와 같이, 통신부(15)는 외부 통신부(151), 스마트 IoT 통신부(152)로 구성된다.As shown in FIG. 6, the communication unit 15 is composed of an external communication unit 151 and a smart IoT communication unit 152.

외부 통신부(151)External communication unit (151)

외부 통신부(151)는 중앙처리부(14)로부터 신뢰성 있다고 판단 받은 계측값을 전달받아 외부 계측정보수집기관에 유선 또는 무선으로 전달한다. 무선통신으로 블루투스, WIFI, LORA, 3G, 4G, 5G 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 특히 LORA는 15~20km의 범위를 커버하고 적은 전력을 소모하는 방식으로 20km의 범위 내에서 LORA를 사용하는 것이 바람직하다.The external communication unit 151 receives the measurement value determined to be reliable from the central processing unit 14 and transmits it to an external measurement information collection institution by wire or wirelessly. Various methods such as Bluetooth, WIFI, LORA, 3G, 4G, and 5G can be used for wireless communication. In particular, the LORA covers a range of 15 to 20 km and consumes less power, so it is preferable to use the LORA within a range of 20 km.

외부 계측정보수집기관은 전력회사가 될 수 있다. 외부 계측정보수집기관은 계측값을 기준으로 정확하게 과금을 할 수 있다. An external measurement information collection agency can be a power company. An external measurement information collection agency can charge accurately based on the measurement value.

스마트 IoT 통신부(152)Smart IoT communication unit (152)

스마트 IoT 통신부(152)는 패턴분석용 AI 엔진(142)으로부터 전력사용패턴 데이터와 절감분석용 AI 엔진(143)으로부터 최적조건을 전달받아, 스마트 IoT 장치에 무선으로 전달한다. 무선통신으로 블루투스, WIFI, 3G, 4G, 5G 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. The smart IoT communication unit 152 receives power usage pattern data from the AI engine 142 for pattern analysis and optimal conditions from the AI engine 143 for analysis of savings, and transmits them to the smart IoT device wirelessly. Various methods such as Bluetooth, WIFI, 3G, 4G, and 5G may be used for wireless communication.

스마트 IoT 장치는 IoT(Internet of Things) 통신기술을 기반으로 하여 가정 내에서 도어락, 조명, 난방, 가전 등 각종 기기를 제어할 수 있는 단말기를 의미하며, 가정 내에 설치된 월패드(홈 네트워크 허브)가 이에 해당될 수 있다. Smart IoT device refers to a terminal that can control various devices such as door locks, lighting, heating, and home appliances in the home based on IoT (Internet of Things) communication technology. This may apply.

스마트 IoT 장치는 절감분석용 AI 엔진(143)으로부터 전달받은 최적조건을 사용자에게 알려주거나, 설정된 바에 따라 최적조건으로 계측 대상을 자동 작동시킬 수 있다. 사용자는 스마트 IoT 장치를 통해 최적조건에 관한 내용을 전달받거나, 사용자의 모바일기기에 설치된 스마트 IoT 장치 제어관련 앱을 통해 최적조건에 관한 내용을 전달받을 수 있다. 최적조건을 전달받은 사용자는 최적조건에 따라 계측 대상을 작동시킬 수도 있고, 최적조건을 무시하고 계측 대상을 작동시킬 수도 있다. The smart IoT device may inform the user of the optimal conditions delivered from the AI engine 143 for reduction analysis, or automatically operate the measurement target in the optimal condition according to the set bar. The user may receive information about optimal conditions through a smart IoT device or information about optimal conditions through a smart IoT device control-related app installed on the user's mobile device. The user receiving the optimal condition may operate the measurement target according to the optimal condition or may ignore the optimal condition and operate the measurement target.

계측 대상이 최적조건을 전달받은 사용자에 의해 수동으로 작동되거나 스마트 IoT 장치에 의해 설정된 바에 따라 최적조건으로 자동 작동되면, 계측 대상이 사용한 전력에 대한 계측값은 패턴분석용 AI 엔진(142)의 전력사용패턴 분석에 다시 반영되어 AI 학습된다.When the measurement target is manually operated by the user receiving the optimal conditions or automatically operated under optimal conditions as set by the smart IoT device, the measured value for the power used by the measurement target is the power of the AI engine 142 for pattern analysis. It is reflected back in the usage pattern analysis and AI learns.

1: 전력사용패턴분석 원격검침시스템
11: 계측기 12: 검증센서
12a: 센서몸체 12b: 센서라인
12c: 인덕턴스 13: 디지털 인터페이스
14: 중앙처리부 15: 통신부
L: 도선 141: 계측값 검증부
142: 패턴분석용 AI 엔진 143: 절감분석용 AI 엔진
151: 외부 통신부 152: 스마트 IoT 통신부1: Power usage pattern analysis remote meter reading system
11: instrument 12: verification sensor
12a: sensor body 12b: sensor line
12c: inductance 13: digital interface
14: central processing unit 15: communication unit
L: lead 141: measured value verification unit
142: AI engine for pattern analysis 143: AI engine for savings analysis
151: external communication unit 152: smart IoT communication unit

Claims (5)

계측 대상의 계측 인자를 계측하는 계측기;
상기 계측 대상과 상기 계측기를 연결하는 선로 상에 설치되며, 상기 계측 대상의 계측 인자를 계측하여 아날로그 값으로 출력하는 검증센서;
상기 계측기에서 계측된 값을 디지털 값으로 변환하여 출력하는 디지털 인터페이스;
상기 디지털 값과 상기 아날로그 값을 서로 비교하여, 상기 디지털 값이 신뢰성 있는 계측값인지 판단하며, 신뢰성 있는 계측값일 경우 계측값 데이터에 기초하여 AI 기반 분석기술로 사용자의 전력사용패턴 및 전력요금 절감을 위한 최적조건을 찾는 중앙처리부; 및
상기 계측값을 외부 계측정보수집기관에 전달하고, 상기 최적조건을 스마트 IoT 장치에 전달하는 통신부를 포함하며,
상기 중앙처리부는,
상기 디지털 인터페이스로부터 상기 디지털 값을 전달받고, 상기 검증센서로부터 상기 아날로그 값을 전달받아, 상기 디지털 값과 상기 아날로그 값을 서로 비교하여, 상기 디지털 값을 신뢰성 있는 계측값인지 판단하는 계측값 검증부;
상기 계측값 검증부에서 판단된 계측값 데이터에 대해 AI 학습하여 AI 기반 분석기술로 상기 계측 대상에 대한 사용자의 전력사용패턴을 분석하는 패턴분석용 AI 엔진; 및
AI 기반 분석기술로 상황에 따른 차등전력요금을 상기 패턴분석용 AI 엔진이 분석한 전력사용패턴에 적용하여 상기 계측 대상에 대한 사용자의 전력요금 절감을 위한 최적조건을 찾는 절감분석용 AI 엔진을 포함하며,
상기 검증센서는,
중심이 뚫려 있는 링 형상을 가진 센서몸체;
상기 센서몸체에 감긴 센서라인; 및
상기 센서라인과 상기 중앙처리부를 연결하는 도선 상에 연결된 인덕턴스로 구성되며,
상기 계측값 검증부는,
상기 아날로그 값의 형태가 상기 디지털 값 형태와 어느 정도 유사(60~80%)한지와, 상기 아날로그 값의 오차 범위(±10~30%)내에 상기 디지털 값이 있는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력사용패턴분석 원격검침시스템.a measuring instrument for measuring a measurement factor of a measurement target;
a verification sensor installed on a line connecting the measurement target and the instrument, measuring a measurement factor of the measurement target and outputting an analog value;
a digital interface that converts the value measured by the meter into a digital value and outputs the converted value;
The digital value and the analog value are compared with each other to determine whether the digital value is a reliable measured value, and if the measured value is reliable, the user's power usage pattern and power cost reduction can be reduced by AI-based analysis technology based on the measured value data. Central processing unit to find the optimal conditions for; and
A communication unit for transmitting the measurement value to an external measurement information collection institution and transmitting the optimum condition to a smart IoT device,
The central processing unit,
a measured value verifying unit that receives the digital value from the digital interface, receives the analog value from the verification sensor, compares the digital value and the analog value, and determines whether the digital value is a reliable measurement value;
an AI engine for pattern analysis that analyzes a user's power usage pattern for the measurement target by AI-based analysis technology by AI-learning the measured value data determined by the measured value verification unit; and
AI-based analysis technology includes an AI engine for reduction analysis that finds the optimal conditions for reducing the user's electricity bill for the measurement target by applying the differential power rate according to the situation to the power usage pattern analyzed by the AI engine for pattern analysis. and
The verification sensor,
A sensor body having a ring shape with a hole in the center;
a sensor line wound around the sensor body; and
It consists of an inductance connected to a wire connecting the sensor line and the central processing unit,
The measured value verification unit,
Power characterized by determining how similar (60 to 80%) the form of the analog value is to the form of the digital value and whether the digital value is within the error range (±10 to 30%) of the analog value Usage pattern analysis remote meter reading system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 계측값 검증부로부터 신뢰성 있다고 판단 받은 계측값을 전달받아, 외부 계측정보수집기관에 전달하는 외부 통신부; 및
상기 패턴분석용 AI 엔진으로부터 전력사용패턴 데이터를 전달받고, 상기 절감분석용 AI 엔진으로부터 최적조건을 전달받아, 스마트 IoT 장치에 전달하는 스마트 IoT 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력사용패턴분석 원격검침시스템.According to claim 1,
The communication department,
an external communication unit that receives the measurement value determined to be reliable from the measurement value verification unit and transmits it to an external measurement information collection institution; and
A smart IoT communication unit that receives power usage pattern data from the pattern analysis AI engine, receives optimal conditions from the reduction analysis AI engine, and transmits it to a smart IoT device, characterized in that it comprises a power usage pattern analysis remote meter reading system. 제1항에 있어서,
상기 검증센서는 상기 아날로그 값을 상기 중앙처리부로 유선으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력사용패턴분석 원격검침시스템.According to claim 1,
The power usage pattern analysis remote meter reading system, characterized in that the verification sensor transmits the analog value to the central processing unit by wire.
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