KR102612781B1 - Load power analysis apparatus and load power analysis method by clustering technique - Google Patents

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Abstract

클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법을 개시한다. 본 발명의 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치는 적어도 하나 이상의 부하 기기가 연결되는 수용가의 전력 인입점에 설치되서 해당 수용가의 전력 사용량을 측정하는 스마트 전력 미터부 및 스마트 전력 미터부에서 측정된 전력 사용량을 분석하여 각각의 부하 기기별 전력 사용량을 모니터링하는 부하 분해부를 포함하고, 부하 분해부는, 스마트 전력 미터부에 의해서 측정된 전력 사용량 데이터를 전처리하여 시간대별 유효 전력과 피상 전력을 획득하고, 유효 전력과 피상 전력을 이용하여 부하 전력 특성에 따라 해당 부하 기기를 분류한다. Disclosed is a load power analysis device and load power analysis method using a clustering technique. The load power analysis device using the clustering technique of the present invention is installed at the power inlet point of a consumer where at least one load device is connected and measures the power usage of the consumer, and the power usage measured by the smart power meter unit. It includes a load decomposition unit that analyzes the power usage for each load device and monitors the power usage for each load device. The load decomposition unit preprocesses the power usage data measured by the smart power meter unit to obtain active power and apparent power by time period, and the active power and Apparent power are used to classify the corresponding load devices according to load power characteristics.

Description

클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법{Load power analysis apparatus and load power analysis method by clustering technique}Load power analysis apparatus and load power analysis method by clustering technique}

본 발명은 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 부하의 전력 특성에 기초하여 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a load power analysis device and a load power analysis method, and more specifically, to a load power analysis device and a load power analysis method using a clustering technique based on the power characteristics of the load.

환경적인 문제로 인하여 화석 에너지에 의한 발전 비율을 낮추고 신재생 에너지에 의한 발전 비율을 높이려는 정책적 노력이 계속되고 있는 실정이다. 이와 함께 전력 수요량을 정확하게 예측하고 이에 따라 공급량을 일정 수준으로 유지할 수 있도록 수요-공급량을 균형적으로 관리하는 전력 관리 정책도 병행되고 있다.Due to environmental problems, policy efforts are continuing to lower the rate of power generation by fossil energy and increase the rate of power generation by new and renewable energy. In addition, a power management policy is being implemented to accurately predict power demand and manage supply and demand in a balanced manner to maintain supply at a certain level.

이러한 에너지 관리 정책을 실현시키기 위해서 수요측 전력 사용량을 정확하게 예측하기 위하여 지능형 원격 검침 장치(Advanced Metering Infrastructure : AMI)가 설치되서 운영되고 있다.In order to realize this energy management policy, an intelligent remote metering device (Advanced Metering Infrastructure: AMI) is installed and operated to accurately predict demand-side power usage.

AMI 계량 데이터는 전력 요금의 산정의 기준이 될 뿐만 아니라 위약, 도전 탐색, 전기 품질(전압, 전류) 모니터링, 실시간 정보 제공 등 배전/영업/고객 서비스 분야의 다양한 지능형 서비스로 활용되고 있다.AMI metering data not only serves as a standard for calculating electricity rates, but is also used for various intelligent services in the fields of distribution/sales/customer service, such as placebo, challenge detection, electricity quality (voltage, current) monitoring, and real-time information provision.

하지만 기존 AMI가 설치된 고객의 계획적/합리적 전력 소비 및 자발적 절전 지원을 위해서 AMI 데이터의 실시간 정보 제공뿐만 아니라 보다 세분화되고 유용한 정보로써 활용될 수 있어야 한다.However, in order to support planned/rational power consumption and voluntary power saving for customers with existing AMIs installed, AMI data must not only provide real-time information but also be utilized as more detailed and useful information.

이를 위해서는 수용가에 설치된 부하별(전자 제품의 종류별)로 분석이 가능해야 하며, 이렇게 전자 제품별로 부하 분석을 하기 위해서는 별도의 장치를 수용가에 설치해야 하거나 별도의 분석 장비를 통해서만 의미있는 정보를 얻을 수 있었다.To achieve this, it must be possible to analyze the load installed at the customer (by type of electronic product). In order to analyze the load by electronic product, a separate device must be installed at the customer or meaningful information can only be obtained through separate analysis equipment. there was.

그러나, 이미 설치된 AMI 이외에 별도의 장치를 추가 설치하지 않고도 수용가의 부하의 특성을 분석하여 부하별 전력 사용량을 파악할 수 있는 새로운 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법의 개발의 필요성이 요구되고 있다.However, there is a need for the development of a new load power analysis device and load power analysis method that can determine the power usage by load by analyzing the characteristics of the customer's load without installing additional devices other than the already installed AMI.

특허문헌 1 : 등록특허 제10-1970186호(공고일 : 2019년04월18일)Patent Document 1: Registered Patent No. 10-1970186 (Public Notice Date: April 18, 2019) 특허문헌 2 : 등록특허 제10-1708709호(공고일 : 2017년02월21일)Patent Document 2: Registered Patent No. 10-1708709 (Public Notice Date: February 21, 2017) 특허문헌 3 : 공개특허 제10-2016-0143456호(공개일 : 2016년12월14일)Patent Document 3: Publication Patent No. 10-2016-0143456 (publication date: December 14, 2016)

상술한 필요성에 의해서 안출된 본 발명은 수용가의 부하별 전력 특성을 파악하여 클러스터링 기법에 의해서 분류함으로써, 개별 부하의 전력 사용량 및 사용 패턴을 분석할 수 있는 부하 전력 분석 장치 및 부하 전력 분석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, created in response to the above-described need, provides a load power analysis device and a load power analysis method that can analyze the power usage and usage patterns of individual loads by identifying the power characteristics of each load of the customer and classifying them using a clustering technique. The purpose is to

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치는, 적어도 하나 이상의 부하 기기가 연결되는 수용가의 전력 인입점에 설치되서 해당 수용가의 전력 사용량을 측정하는 스마트 전력 미터부; 및 상기 스마트 전력 미터부에서 측정된 전력 사용량을 분석하여 각각의 부하 기기별 전력 사용량을 모니터링하는 부하 분해부;를 포함하고, 상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부에 의해서 측정된 전력 사용량 데이터를 전처리하여 시간대별 유효 전력과 피상 전력을 획득하고, 상기 유효 전력과 상기 피상 전력을 이용하여 부하 전력 특성에 따라 해당 부하 기기를 분류한다.In order to achieve the above object, a load power analysis device using a clustering technique according to an embodiment of the present invention is a smart power system installed at the power inlet point of a consumer to which at least one load device is connected and measures the power usage of the consumer. meter section; And a load decomposition unit that monitors the power usage for each load device by analyzing the power usage measured by the smart power meter unit, wherein the load decomposition unit analyzes the power usage data measured by the smart power meter unit. Through preprocessing, active power and apparent power are obtained for each time period, and the active power and apparent power are used to classify the load device according to load power characteristics.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 상기 측정된 전력 사용량 데이터를 일(日) 단위 또는 월(月) 단위로 복수 개의 클러스터로 군집화한다.In this case, the load decomposition unit clusters the measured power usage data into a plurality of clusters on a daily or monthly basis.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 상기 유효 전력과 상기 피상 전력을 이용하여 역률을 연산하고, 상기 유효 전력, 상기 역률 및 해당 유효 전력을 검침한 검침 시간을 기준으로 하여 상기 측정된 전력 사용량 데이터를 복수 개의 클러스터로 군집화한다.In this case, the load decomposition unit calculates the power factor using the active power and the apparent power, and calculates the measured power usage data based on the active power, the power factor, and the meter reading time for reading the active power. Cluster into multiple clusters.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 상기 복수 개의 클러스터 별로 유효 전력의 중간값, 역률의 중간값 및 검침시간의 중간값을 이용하여 유사한 변화 패턴을 나타내는 클러스터를 동질의 부하 기기로 분류한다.In this case, the load decomposition unit classifies clusters showing similar change patterns into homogeneous load devices using the median active power, median power factor, and median reading time for each of the plurality of clusters.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 동질의 부하 기기로 분류된 클러스터의 일 평균 발생시간을 합쳐서 일(日) 전체 동작 시간을 연산하고, 유효 전력 및 일(日) 전체 동작 시간을 이용하여 해당 부하 기기를 복수의 전력 변화 유형 중 하나로 분류한다.In this case, the load decomposition unit calculates the total daily operation time by adding the daily average generation time of the clusters classified into the same load devices, and uses the active power and the total daily operating time to load the corresponding load. Classifies devices into one of several types of power changes.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 상기 복수의 전력 변화 유형을 2개의 전력 변화 상태를 갖는 제1 유형, 복수 개의 전력 변화 상태를 갖는 제2 유형, 단기간에 연속적인 전력 변화 상태를 갖는 제3 유형 및 장기간에 반복적인 전력 변화 상태를 갖는 제4 유형으로 구분하고, 상기 제1 내지 4 유형 중 어느 하나로 분류한다.In this case, the load decomposition unit divides the plurality of power change types into a first type having two power change states, a second type having a plurality of power change states, and a third type having a continuous power change state in a short period of time. and a fourth type having a repetitive power change state over a long period of time, and is classified into any one of the first to fourth types.

한편, 상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부의 사용자로 미리 등록된 사용자 단말에 미리 설치된 애플리케이션을 통해서 사용자의 피드백을 수신한다.Meanwhile, the load decomposition unit receives user feedback through an application pre-installed on a user terminal pre-registered as a user of the smart power meter unit.

한편, 상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부가 설치된 수용가에 미리 설치된 스마트 콘센트에 의해서 취득된 부하 기기에 관한 식별 정보를 수신한다.Meanwhile, the load decomposition unit receives identification information about the load device acquired by a smart outlet pre-installed in a consumer where the smart power meter unit is installed.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 부하 전력 분석 방법은, 적어도 하나 이상의 부하 기기가 연결되는 수용가의 전력 인입점에 설치되서 해당 수용가의 전력 사용량을 측정하는 스마트 전력 미터부 및 상기 스마트 전력 미터부에서 측정된 전력 사용량을 분석하여 각각의 부하 기기별 전력 사용량을 모니터링하는 부하 분해부를 포함하는 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치를 이용한 부하 전력 분석 방법에 있어서, 상기 부하 분해부는, 상기 측정된 전력 사용량의 정보를 전처리하여 기 결정된 시간대별 유효 전력, 피상 전력 및 상기 유효 전력과 상기 피상 전력을 이용하여 역률을 연산하는 단계; 상기 부하 분해부는, 상기 유효 전력, 상기 역률 및 해당 유효 전력을 검침한 검침 시간을 이용하여 상기 측정된 전력 사용량의 정보를 일(日) 단위 또는 월(月) 단위로 복수 개의 클러스터로 군집화하는 단계; 상기 부하 분해부는, 상기 복수 개의 클러스터 별로 유효 전력의 중간값, 역률의 중간값, 검침시간의 중간값을 이용하여 유사한 변화 패턴을 나타내는 클러스터를 동질의 부하 기기로 분류하는 단계; 및 상기 부하 분해부는, 상기 동질의 부하 기기로 분류된 클러스터의 일 평균 발생시간을 합쳐서 일(日) 전체 동작 시간을 연산하고, 유효 전력 및 일(日) 전체 동작 시간을 이용하여 해당 부하 기기를 복수의 전력 변화 유형 중 하나로 분류하는 단계;를 포함하고, 상기 부하 분해부는, 상기 복수의 전력 변화 유형을 2개의 전력 변화 상태를 갖는 제1 유형, 복수 개의 전력 변화 상태를 갖는 제2 유형, 단기간에 연속적인 전력 변화 상태를 갖는 제3 유형 및 장기간에 반복적인 전력 변화 상태를 갖는 제4 유형 중 어느 하나로 분류한다.The load power analysis method according to another embodiment of the present invention includes a smart power meter unit installed at the power inlet point of a consumer to which at least one load device is connected and measuring the power usage of the consumer, and measurement by the smart power meter unit. In the load power analysis method using a load power analysis device using a clustering technique that includes a load decomposition unit that monitors the power usage of each load device by analyzing the measured power usage, the load decomposition unit provides information on the measured power usage. Preprocessing and calculating a power factor using active power, apparent power, and the active power and apparent power for each predetermined time period; The load decomposition unit clusters the measured power usage information into a plurality of clusters on a daily or monthly basis using the active power, the power factor, and the meter reading time of the active power. ; The load decomposition unit classifies clusters showing similar change patterns into homogeneous load devices using the median value of active power, median power factor, and median value of meter reading time for each of the plurality of clusters; And the load decomposition unit calculates the total daily operation time by adding the daily average generation time of the clusters classified into the same load devices, and uses the active power and the total daily operating time to determine the corresponding load device. Classifying the plurality of power change types into one of a plurality of power change types, wherein the load decomposition unit classifies the plurality of power change types into a first type having two power change states, a second type having a plurality of power change states, and a short period of time. It is classified into either a third type with a continuous power change state or a fourth type with a repetitive power change state over a long period of time.

이 경우에, 상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부의 사용자로 미리 등록된 사용자 단말에 미리 설치된 애플리케이션을 통해서 사용자의 피드백을 수신하거나 상기 스마트 전력 미터부가 설치된 수용가에 미리 설치된 스마트 콘센트에 의해서 취득된 부하 기기에 관한 식별 정보를 수신하는 단계; 및 상기 사용자의 피드백 또는 상기 부하 기기에 관한 식별 정보를 이용하여 해당 부하 기기에 대한 분류 정보를 갱신한다.In this case, the load decomposition unit receives user feedback through an application pre-installed on a user terminal pre-registered as a user of the smart power meter unit or a load acquired by a smart outlet pre-installed in a consumer where the smart power meter unit is installed. Receiving identifying information about the device; and updating classification information for the load device using the user's feedback or identification information about the load device.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 수용가의 부하의 전력 특성을 분석하여 클러스터링 기법에 의해서 부하별로 구분할 수 있으므로 정확하게 수요자 전력 사용량을 예측할 수 있고, According to various embodiments of the present invention, the power characteristics of the consumer's load can be analyzed and classified by load using a clustering technique, so that the consumer's power usage can be accurately predicted,

부하별 전력 사용 패턴을 분석하여 AMI 전력사용량을 분해함으로써 고객들에게 불필요한 가전 기기의 사용 정보와 누진세 알림 등을 통하여 고객들이 비용을 절감시킬 수 있으며, By analyzing power usage patterns by load and breaking down AMI power usage, customers can reduce costs by providing them with information on the use of unnecessary home appliances and progressive tax notifications.

가전 기기별 소비전력 패턴을 이용하여 가전 기기의 고장을 탐지하여 가전 기기의 고장으로 인한 문제를 사전에 예방할 수 있으며, By using the power consumption patterns of each home appliance, you can detect the breakdown of the home appliance and prevent problems caused by the breakdown of the home appliance in advance.

가구별 사용자의 사용 패턴을 분석하여 독거노인 가구에서 발생되는 응급 상황을 예측하여 사고 예방의 효과를 발휘한다.By analyzing the usage patterns of users in each household, it predicts emergency situations that may occur in households with elderly people living alone, thereby demonstrating the effectiveness of accident prevention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치를 예시적으로 설명하는 블럭도,
도 2는 부하 기기의 전력 특성을 설명하는 4개 유형의 전력 패턴 그래프,
도 3은 본 발명의 클러스터링 기법을 설명하기 위한 유효전력, 역률 및 검침시간에 따른 3차원 시뮬레이션 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 역률 그룹별 데이터 분포 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 공휴일과 평일의 데이터 분포 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 요일별 데이터 분포 그래프,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 역률 그룹별 데이터 분포 그래프,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 공휴일과 평일의 데이터 분포 그래프,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 요일별 데이터 분포 그래프,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 단말로부터 피드백을 입력받는 사용자 인터페이스를 예시적으로 설명하는 도면, 그리고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부하 전력 분석 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도.
1 is a block diagram illustrating a load power analysis device using a clustering technique according to an embodiment of the present invention;
2 is a graph of four types of power patterns illustrating the power characteristics of load devices;
Figure 3 is a three-dimensional simulation diagram according to active power, power factor, and meter reading time to explain the clustering technique of the present invention;
Figure 4 is a data distribution graph for each power factor group of six clusters according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a data distribution graph of public holidays and weekdays of six clusters according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a data distribution graph for each day of the week in six clusters according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a data distribution graph for each power factor group of four clusters according to another embodiment of the present invention;
Figure 8 is a data distribution graph of public holidays and weekdays of four clusters according to another embodiment of the present invention;
Figure 9 is a data distribution graph for each day of the week in four clusters according to another embodiment of the present invention;
10 is a diagram illustrating an exemplary user interface for receiving feedback from a user terminal according to another embodiment of the present invention, and
11 is a flowchart illustrating a load power analysis method according to another embodiment of the present invention.

이하 도면과 표를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예는 바람직한 일 예를 설명한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 다양하게 설계변경될 수 있다.Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings and tables. The embodiment described below is a preferred example, and various design changes may be made within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치를 예시적으로 설명하는 블럭도이다. 도 1을 참고하면, 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치(100)는 스마트 전력 미터부(110) 및 부하 분해부(130)를 포함한다. Figure 1 is a block diagram illustrating a load power analysis device using a clustering technique according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the load power analysis device 100 using the clustering technique includes a smart power meter unit 110 and a load decomposition unit 130.

스마트 전력 미터부(110)는 적어도 하나 이상의 부하 기기가 연결되는 수용가의 전력 인입점에 설치되서 해당 수용가의 전력 사용량을 측정한다. 스마트 전력 미터부(110)는 스마트 콘센트(300)를 통해서 연결된 복수의 부하 기기(L1 내지 L5)의 전력 사용량을 측정한다.The smart power meter unit 110 is installed at the power inlet point of a consumer to which at least one load device is connected and measures the power usage of the consumer. The smart power meter unit 110 measures the power usage of a plurality of load devices (L1 to L5) connected through the smart outlet 300.

본원 발명의 일 실시 예에 따르면 유효전력과 무효전력의 차이를 가지고 클러스터링을 하면 되는데 제공받은 데이터에는 한 개 이상의 가전 제품의 유효전력, 무효지상, 무효진상전력, 피상전력이 15분동안 누적되어 발생하기 때문에 데이터의 구조에 맞도록 전처리 작업을 해야 할 필요성이 있다.According to one embodiment of the present invention, clustering can be done based on the difference between active power and reactive power. In the provided data, the active power, reactive ground, reactive real power, and apparent power of one or more home appliances are accumulated for 15 minutes. Therefore, there is a need to perform preprocessing to suit the structure of the data.

부하 분해부(130)는 스마트 전력 미터부(110)에 의해서 측정된 전력 사용량 데이터를 전처리한다. 다음의 표 1은 부하 분해부(130)에 의해서 전처리된 전력 사용량 데이터의 일 예를 나타낸다.The load decomposition unit 130 preprocesses the power usage data measured by the smart power meter unit 110. Table 1 below shows an example of power usage data preprocessed by the load decomposition unit 130.

상기 표 1을 참고하면, METR_NO는 스마트 전력 미터부의 식별 번호, MR_YMD는 검침 일자, MR_HHMI는 검침 시간, WHM_NDL_LP는 유효전력량, ONEA_VAR_LP는 무효지상전력량, CDNPH_VARNDL_LP는 무효진상전력량, PH_WHM_NDL_LP는 피상 전력을 의미한다. Referring to Table 1 above, METR_NO is the identification number of the smart power meter unit, MR_YMD is the meter reading date, MR_HHMI is the meter reading time, WHM_NDL_LP is the active power, ONEA_VAR_LP is the reactive ground power, CDNPH_VARNDL_LP is the reactive ground power, and PH_WHM_NDL_LP is the apparent power. .

이때, 역률(factor)는 실제 걸리는 전압과 전류가 얼마나 효율적으로 일을 하는지 나타내는 수치를 의미한다. 이론상 효율이 100%일 때 전체 전력량(피상전력) 중에 유효전력의 비율로 구할 수 있다. 역률= 유효전력/피상전력으로 정의한다. 유효전력과 피상전력을 기준으로 역률(factor)을 정의하는 파생변수를 추가한다. 다음의 표 2는 이렇게 연산된 역률을 추가한 표이다. At this time, the power factor refers to a value that indicates how efficiently the actually applied voltage and current work. In theory, when efficiency is 100%, it can be obtained as the ratio of active power to the total power amount (apparent power). Power factor = defined as active power/apparent power. Add a derived variable that defines the power factor based on real power and apparent power. Table 2 below is a table adding the power factor calculated in this way.

상기 표 2에서 연산된 역률을 정의하는 파생변수를 factor_check로 정의한다. 또한, P, Q1, Q2, S, factor check, Time, holiday, Day 항목은 다음 표 3처럼 정의된다.In Table 2 above, the derived variable that defines the calculated power factor is defined as factor_check. Additionally, the P, Q1, Q2, S, factor check, Time, holiday, and Day items are defined as shown in Table 3 below.

부하 분해부(130)는 전처리된 전력 사용량 데이터로부터 시간대별 유효 전력과 피상 전력을 획득한다. 부하 분해부(140)는 유효 전력과 상기 피상 전력을 이용하여 역률을 연산한다.The load decomposition unit 130 obtains active power and apparent power for each time period from the preprocessed power usage data. The load decomposition unit 140 calculates the power factor using the active power and the apparent power.

부하 분해부(130)는 역률값 수치를 4가지 기준으로 분류하여 factor group 변수항목으로 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 factor group 항목은 다음의 표 4와 같은 방식으로 생성할 수 있다.The load decomposition unit 130 can classify the power factor value values into four criteria and generate factor group variable items. The factor group items created in this way can be created in the manner shown in Table 4 below.

역률값의 종류는 다음의 표 5와 같이 빈도수 95% 이상인 역률의 수치는 [0.94, 0.93, 1.0, 0.96, 0.99, 0.98, 0.92]이고, 빈도수 95%이상인 역률값의 종류는 내림차순을 기준으로 8종류이다, 부하 분해부(130)는 일일 제품 사용량 빈도를 전체의 95%전후로 가정하여 역률값을 추출한다.As shown in Table 5 below, the power factor values with a frequency of 95% or higher are [0.94, 0.93, 1.0, 0.96, 0.99, 0.98, 0.92], and the types of power factor values with a frequency of 95% or higher are 8 in descending order. The load decomposition unit 130 extracts the power factor value by assuming that the daily product usage frequency is around 95% of the total.

부하 분해부(130)는 측정된 전력 사용량 데이터를 일단위 또는 월단위로 구분하여 전처리한다. 다음의 표 6은 일 단위 또는 월 단위로 전처리된 데이터 세트의 일 예를 나타낸다.The load decomposition unit 130 preprocesses the measured power usage data by dividing it into daily or monthly units. Table 6 below shows an example of a data set preprocessed on a daily or monthly basis.

부하 분해부(130)는 유효 전력, 역률 및 해당 유효 전력을 검침한 검침 시간을 기준으로 하여 측정된 전력 사용량 데이터를 복수 개의 클러스터로 군집화한다. 이때 부하 분해부(130)는 군집화된 그룹의 크기(거리)의 변화에 따라 클러스터의 개수를 조절한다. 바람직하게는 클러스터의 개수를 늘려가면서 군집화된 그룹의 크기(거리)가 급격히 작아지는 임계점에서 클러스터의 개수를 결정한다. 이렇게 클러스터의 개수를 결정하기 위하여 다음의 표 7과 같은 로직을 사용할 수 있다.The load decomposition unit 130 clusters the measured power usage data into a plurality of clusters based on active power, power factor, and the meter reading time for reading the active power. At this time, the load decomposition unit 130 adjusts the number of clusters according to changes in the size (distance) of the clustered groups. Preferably, the number of clusters is determined at a critical point where the size (distance) of the clustered groups rapidly decreases as the number of clusters increases. To determine the number of clusters, the logic shown in Table 7 below can be used.

보다 구체적으로 살펴보면, 다음의 표 8과 같이 클러스터의 개수를 증가시키면서 형성되는 군집화된 개별 그룹의 크기 변화를 살펴서 급격하게 감소하는 지점의 클러스터 개수를 클러스터링을 위한 개수로 선택한다.In more detail, as shown in Table 8 below, we look at the change in size of individual clustered groups formed while increasing the number of clusters, and select the number of clusters at the point where the number of clusters rapidly decreases as the number for clustering.

상술한 방식으로 클러스터의 개수를 결정하면, 부하 분해부(130)는 결정된 클러스터의 개수에 따라 측정된 전력 사용량 데이터를 일(日) 단위 또는 월(月) 단위로 군집화한다. 다음의 표 9는 6개 그룹으로 군집화된 예를 나타낸다.When the number of clusters is determined in the above-described manner, the load decomposition unit 130 clusters the measured power usage data into daily or monthly units according to the determined number of clusters. Table 9 below shows an example of clustering into 6 groups.

상기 표 9는 6개의 클러스터별로 검침시간, 유효전력, 역률값 및 발생시간을 나타낸다. 이때 각 클러스터의 검침시간, 유효전력 및 역률값은 해당 클러스터를 구성하는 전력 사용량 데이터 중 중간값을 의미하고, 발생 시간은 일평균 발생 시간을 의미한다.Table 9 above shows meter reading time, active power, power factor value, and generation time for each six clusters. At this time, the meter reading time, active power, and power factor value of each cluster refer to the median value among the power usage data constituting the cluster, and the occurrence time refers to the daily average occurrence time.

상기 표 10은 클러스터 1, 2, 4를 동질의 클러스터로 분류한 것이며, 그 기준은 유효전력 및 역률값의 유사도이다. 이렇게 클러스터 1, 2, 4의 일평균 발생시간을 합치면 13.2시간을 차지하게 되며, 이러한 전력 사용 시간 패턴을 보여주는 부하 기기는 냉장고로 유추할 수 있다.Table 10 above classifies clusters 1, 2, and 4 into homogeneous clusters, and the criterion is the similarity of active power and power factor values. The combined daily average generation time of clusters 1, 2, and 4 accounts for 13.2 hours, and the load device showing this power usage time pattern can be inferred to be a refrigerator.

즉, 부하 분해부(130)는 복수 개의 클러스터 별로 유효 전력의 중간값, 역률의 중간값, 검침시간의 중간값을 이용하여 유사한 변화 패턴을 나타내는 클러스터를 동질의 부하 기기로 분류한다.That is, the load decomposition unit 130 uses the median value of active power, median power factor, and median reading time for each of the plurality of clusters to classify clusters showing similar change patterns into homogeneous load devices.

이렇게 클러스터링된 데이터 세트를 분석하면 유사한 패턴을 보이는 경우에는 동질의 부하 기기로 유추할 수 있다. 표 11을 참고하면, 부하 분해부(130)는 클러스터 8 및 10의 유효 전력 및 역률값이 유사하므로 동질의 부하 기기로 분류할 수 있다.When analyzing a clustered data set like this, if it shows a similar pattern, it can be inferred that it is a homogeneous load device. Referring to Table 11, the load decomposition unit 130 can be classified as a homogeneous load device because the active power and power factor values of clusters 8 and 10 are similar.

부하 분해부(130)는 유효전력 및 역률값의 변화 패턴을 이용하여 해당 전력 변화 패턴에 부합하는 4종의 유형으로 해당 클러스터를 분류할 수 있다. The load decomposition unit 130 can use the change pattern of active power and power factor value to classify the cluster into four types that match the power change pattern.

부하 분해부(130)는 동질의 부하 기기로 분류된 클러스터의 일 평균 발생시간을 합쳐서 일(日) 전체 동작 시간을 연산한다. 부하 분해부(130)는 유효 전력 및 일(日) 전체 동작 시간을 이용하여 해당 부하 기기를 복수의 전력 변화 유형 중 하나로 분류한다.The load decomposition unit 130 calculates the total operating time per day by adding the daily average generation time of clusters classified into the same load devices. The load decomposition unit 130 classifies the corresponding load device into one of a plurality of power change types using active power and total operating time per day.

부하 분해부(130)는 상기 복수의 전력 변화 유형을 2개의 전력 변화 상태를 갖는 제1 유형, 복수 개의 전력 변화 상태를 갖는 제2 유형, 단기간에 연속적인 전력 변화 상태를 갖는 제3 유형 및 장기간에 반복적인 전력 변화 상태를 갖는 제4 유형으로 구분하고, 상기 제1 유형 내지 제4 유형 중 하나로 분류한다. 하기 표 12를 참고하면, 4개의 유형은 전력 변화 패턴으로 구별가능하며, 대표적인 4개의 변화 패턴 이외에도 추가적인 전력 변화 패턴도 얼마든지 해석할 수 있다.The load decomposition unit 130 divides the plurality of power change types into a first type having two power change states, a second type having a plurality of power change states, a third type having a short-term continuous power change state, and a long-term power change state. It is classified into a fourth type having a repetitive power change state, and is classified into one of the first to fourth types. Referring to Table 12 below, the four types can be distinguished by power change patterns, and in addition to the four representative change patterns, additional power change patterns can also be interpreted.

부하 분해부(130)는 스마트 전력 미터부(110)의 사용자로 미리 등록된 사용자 단말(200)에 미리 설치된 애플리케이션을 통해서 사용자의 피드백을 수신한다. 부하 분해부(130)는 스마트 전력 미터부(110)가 설치된 수용가에 미리 설치된 스마트 콘센트(300)에 의해서 취득된 부하 기기에 관한 식별 정보를 수신한다.The load decomposition unit 130 receives user feedback through an application pre-installed on the user terminal 200, which is pre-registered as a user of the smart power meter unit 110. The load decomposition unit 130 receives identification information about the load device acquired by the smart outlet 300 pre-installed at the consumer where the smart power meter unit 110 is installed.

도 2는 부하 기기의 전력 특성을 설명하는 4개 유형의 전력 패턴 그래프이다. 도 2를 참고하면, 4개의 유형은 제1 내지 4 유형으로 구분된다. Figure 2 is a graph of four types of power patterns explaining the power characteristics of load devices. Referring to Figure 2, the four types are divided into types 1 to 4.

제1 유형은 전원이 오프되는 구간과, 전원이 온되는 구간으로 구성되는 2개의 전력 변화 패턴을 갖는 유형이다(도 2(a) 참조), The first type is a type that has two power change patterns consisting of a section where the power is turned off and a section where the power is turned on (see Figure 2(a)).

제2 유형은 동작 구간에서 다양한 전력 변화 패턴을 갖는 유형이다(도 2(b) 참조), 예를 들어, 전원이 오프되는 제1 구간, 제1 상태 레벨값으로 동작하는 제2 구간, 제2 상태 레벨값으로 동작하는 제3 구간, 제3 상태 레벨값으로 동작하는 제4 구간으로 전력 변화 패턴이 다양한 유형이다. The second type is a type that has various power change patterns in the operation section (see Figure 2(b)), for example, a first section in which the power is turned off, a second section that operates at the first state level value, and a second section in which the power is turned off. There are various types of power change patterns, including a third section that operates with a state level value and a fourth section that operates with a third state level value.

제3 유형은 단기간의 동작 구간에서 연속적인 전력 변화 패턴을 보이는 유형이다(도 2(c) 참조). 예를 들어, 전원이 오프되는 구간과 전원이 최대치로 상승하는 구간과 전원 최대치 구간보다는 낮은 레벨로 떨어지는 구간으로 전력 변화 패턴이 단기간에 이루어지는 유형이다. 여기서 단기간은 몇십분, 몇시간을 의미한다.The third type is a type that shows a continuous power change pattern in a short-term operation section (see Figure 2(c)). For example, this is a type in which the power change pattern occurs in a short period of time, with a section where the power is turned off, a section where the power rises to the maximum, and a section where the power drops to a lower level than the maximum power section. Here, short term means tens of minutes or hours.

제4 유형은 장기간의 동작 구간에서 반복적인 전력 변화 패턴을 갖는 유형이다(도 2(d) 참조). 예를 들어, 지속적인 전력 사용 패턴을 보이면서 동작 전력과 대기 전력의 두 가지 전력 레벨에서 반복적인 패턴을 나타낸다. 이러한 제4 유형의 경우에는 수십시간에서 수백시간을 지속하는 패턴을 나타낸다. The fourth type is a type that has a repetitive power change pattern in a long-term operation section (see Figure 2(d)). For example, it exhibits a continuous power usage pattern, showing a repeating pattern at two power levels: operating power and standby power. This fourth type shows a pattern that lasts for tens to hundreds of hours.

도 3은 본 발명의 클러스터링 기법을 설명하기 위한 유효전력, 역률 및 검침시간에 따른 3차원 시뮬레이션 도면이다. 도 3을 참고하면, 부하 분해부(130)는 측정된 전력 사용량 데이터를 10개의 클러스터로 군집화한다. Figure 3 is a three-dimensional simulation diagram according to active power, power factor, and meter reading time to explain the clustering technique of the present invention. Referring to FIG. 3, the load decomposition unit 130 clusters the measured power usage data into 10 clusters.

이때 군집화의 기준 요소는 유효 전력, 검침 시간 및 역률값이며, 10개의 클러스터의 유효 전력, 역률 값 및 검침 시간의 특징을 유사한 클러스터끼리 묶을 경우에는 해당 클러스터는 동질의 부하 기기에 의한 전력 사용 구간으로 해석할 수 있다. At this time, the standard elements for clustering are active power, meter reading time, and power factor value. When clusters with similar characteristics of active power, power factor value, and meter reading time of 10 clusters are grouped together, the cluster is divided into a power use section by homogeneous load devices. It can be interpreted.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 역률 그룹별 데이터 분포 그래프이다. 도 4를 참고하면, 4개의 역률 그룹에 대한 6개의 그룹의 데이터 분포를 확인할 수 있다. Figure 4 is a data distribution graph for each power factor group of six clusters according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, the data distribution of six groups for four power factor groups can be confirmed.

제1 클러스터의 경우에는 제3 역률 그룹이 약 600개 전력 사용 데이터가 밀집되어 있다. 제2 클러스터의 경우에는 제1 역률 그룹과 제2 역률 그룹이 각각 980개 및 1100개의 데이터로 분포되어 있다. 제3 클러스터의 경우에는 제3 역률 그룹, 제4 역률 그룹의 데이터가 분포되어 있다. 제4 클러스터의 경우에는 제1 역률 그룹, 제2 역률 그룹의 데이터가 분포되어 있다. 제5 클러스터의 경우에는 제1 역률 그룹, 제2 역률 그룹 및 제3 역률 그룹의 데이터가 분포되어 있다. 제 6 클러스터의 경우에는 제3 역률 그룹과 제4 역률 그룹의 데이터가 분포되어 있다.In the case of the first cluster, the third power factor group contains about 600 power usage data densely. In the case of the second cluster, the first power factor group and the second power factor group are distributed with 980 and 1100 pieces of data, respectively. In the case of the third cluster, data of the third power factor group and the fourth power factor group are distributed. In the case of the fourth cluster, data of the first power factor group and the second power factor group are distributed. In the case of the fifth cluster, data of the first power factor group, the second power factor group, and the third power factor group are distributed. In the case of the 6th cluster, data of the 3rd power factor group and the 4th power factor group are distributed.

도 4에 도시된 바와 같이 복수의 클러스터에 대해서 역률 그룹별로 데이터 분포 분석을 통해서 동일한 클러스터에 다양한 부하기기가 포함될 경우에도 정확하게 부하 기기의 전력 사용량을 분석하기 위함이다.As shown in FIG. 4, the purpose is to accurately analyze the power usage of load devices even when various load devices are included in the same cluster through data distribution analysis for each power factor group for a plurality of clusters.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 공휴일과 평일의 데이터 분포 그래프이다. 도 5를 참고하면, 공휴일과 평일에 전력 사용 데이터의 분포를 확인할 수 있다. Figure 5 is a data distribution graph of holidays and weekdays of six clusters according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 5, you can check the distribution of power usage data on public holidays and weekdays.

제1 내지 6 클러스터의 경우에는 공휴일과 평일의 전력 사용 데이터의 분포가 구분될 수 있으므로, 이러한 데이터 분포 패턴을 분석하여 어떤 종류의 부하 기기를 사용하는지 구별할 수 있다. In the case of clusters 1 to 6, the distribution of power usage data on public holidays and weekdays can be distinguished, so it is possible to distinguish what type of load device is used by analyzing this data distribution pattern.

예를 들어, 도 5에 도시된 제6 클러스터의 경우에는 평일의 전력 사용 데이터의 분포가 휴일의 전력 사용 데이터 분포보다 훨씬 많으므로 평일에 많이 사용되는 부하 기기로 추정되며, 이러한 추정의 정확도를 높이기 위해서 사용자로부터 부하 기기별 특징에 관한 정보를 피드백 정보로 수신하여 이를 반영한다면 해당 부하 기기를 보다 정밀하게 추론할 수 있다. 평일 또는 휴일의 전력 사용 데이터 분포를 분석하는 것보다 더욱 정밀하게 요일별로 전력 사용 데이터 분포를 분석한다면 부하 기기의 분류 정확도를 더욱 높일 수 있다.For example, in the case of the sixth cluster shown in Figure 5, the distribution of power usage data on weekdays is much larger than the distribution of power usage data on holidays, so it is estimated to be a load device that is widely used on weekdays, and the accuracy of this estimation must be increased. In order to do this, if information about the characteristics of each load device is received from the user as feedback information and reflected, the corresponding load device can be inferred more precisely. If you analyze the power usage data distribution by day of the week more precisely than analyzing the power usage data distribution on weekdays or holidays, the classification accuracy of load devices can be further improved.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 6개 클러스터의 요일별 데이터 분포 그래프이다. 도 6을 참고하면, 제2 클러스터의 경우에는 토요일에 전력 사용 데이터 분포가 집중되어 있으므로, 토요일 사용 빈도가 높은 부하 기기로 추론되며, 이러한 부하 기기의 추론 정확도를 높이기 위해서는 사용자로부터 피드백 정보를 받거나 스마트 콘센트와 같이 부하 기기의 종류를 식별할 수 있는 장비로부터 동작 부하 기기의 식별 정보를 수신하여 해당 부하 기기를 분류할 수 있다. Figure 6 is a data distribution graph for each day of the week in six clusters according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 6, in the case of the second cluster, the distribution of power usage data is concentrated on Saturdays, so it is inferred that load devices are used frequently on Saturdays. In order to increase the inference accuracy of these load devices, it is necessary to receive feedback information from users or use smart devices. The load device can be classified by receiving identification information of the operating load device from equipment that can identify the type of load device, such as an outlet.

도 6에 도시된 전력 사용 데이터 패턴은 예시적인 것이지만 제2 클러스터의 요일별 전력 사용 데이터 패턴을 분석할 경우에 평일에 고르게 사용되고, 토요일에 사용 빈도수가 많은 부하 기기(예컨대, 세탁기)의 사용으로 인한 전력 변화 패턴을 나타낸다.The power usage data pattern shown in FIG. 6 is an example, but when analyzing the power usage data pattern by day of the week of the second cluster, the power due to the use of load devices (e.g., washing machines) that are used evenly on weekdays and are frequently used on Saturdays Indicates a pattern of change.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 역률 그룹별 데이터 분포 그래프이다. 도 7을 참고하면, 제1 내지 4 클러스터에 대한 역률 그룹별 분포 특징을 확인할 수 있다. 제3 클러스터의 경우에는 제1 역률 그룹의 전력 사용 데이터 분포가 나타나고, 나머지 클러스터의 경웅에는 제2 역률 그룹의 전력 사용 데이터 분포가 나타나고 있음을 확인할 수 있다.Figure 7 is a data distribution graph for each power factor group of four clusters according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, distribution characteristics for each power factor group for the first to fourth clusters can be confirmed. In the case of the third cluster, it can be seen that the power usage data distribution of the first power factor group appears, and the power usage data distribution of the second power factor group appears in the remaining clusters.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 공휴일과 평일의 데이터 분포 그래프이다. 도 8을 참고하면, 제1 내지 4 클러스터의 공휴일과 평일의 전력 사용량 분포 패턴을 통해서 특정 클러스터는 특정 부하 기기의 동작 특성을 나타내는 클러스터로 분류할 수 있다. Figure 8 is a data distribution graph of public holidays and weekdays of four clusters according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, through the power usage distribution patterns of the first to fourth clusters on holidays and weekdays, a specific cluster can be classified into a cluster that represents the operating characteristics of a specific load device.

예컨대 제4 클러스터는 평일 사용 빈도가 높은 특징을 갖는 부하 기기로 분류하고, 제2 클러스터는 공휴일 사용 빈도가 높은 특징을 갖는 부하 기기로 분류할 수 있다. 부하 기기의 특징을 파악하기 위하여 사용자로부터 피드백 정보로 수신한다면 보다 정확하게 클러스터의 전력 사용 데이터 분포와 피드백 정보를 활용하여 해당 클러스터에서 사용된 주요 부하 기기의 종류를 식별할 수 있다.For example, the fourth cluster can be classified as a load device characterized by a high frequency of use on weekdays, and the second cluster can be classified as a load device characterized by a high frequency of use on public holidays. If feedback information is received from the user to identify the characteristics of the load device, the type of major load device used in the cluster can be identified more accurately by using the cluster's power usage data distribution and feedback information.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4개 클러스터의 요일별 데이터 분포 그래프이다. 도 9를 참고하면, 4개의 클러스터에 대해서 요일별로 데이터 분포 특징을 확인할 수 있으므로, 제10 클러스터의 경우에는 수요일에 사용 빈도가 높은 경향을 보이므로 수요일에 사용되는 빈도가 높은 부하 기기의 특징을 보이는 클러스터로 분석될 수 있다.Figure 9 is a data distribution graph for each day of the week in four clusters according to another embodiment of the present invention. Referring to Figure 9, data distribution characteristics can be confirmed by day of the week for the four clusters. In the case of the 10th cluster, it tends to be used frequently on Wednesdays, showing the characteristics of a load device that is frequently used on Wednesdays. It can be analyzed as a cluster.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 단말로부터 피드백을 입력받는 사용자 인터페이스를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 10을 참고하면, 사용자 단말로부터 부하 기기별로 사용주기, 사용시간, 사용요일 등에 관한 피드백 정보를 수신하여 데이터 분석시에 참고한다면 클러스터링 후 각 클러스터에서의 전력 변화 패턴을 분석하여 부하 기기를 종류별로 분해하여 전력 사용량 분석을 할 수 있다.Figure 10 is a diagram illustrating a user interface for receiving feedback from a user terminal according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, if feedback information on usage cycle, usage time, usage day, etc. for each load device is received from the user terminal and referred to when analyzing data, the power change pattern in each cluster is analyzed after clustering to classify load devices by type. It can be disassembled to analyze power usage.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부하 전력 분석 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 도 11을 참고하면, 부하 전력 분석 방법은 측정된 전력 사용량의 정보를 전처리하여 기 결정된 시간대별 유효 전력, 피상 전력 및 상기 유효 전력과 상기 피상 전력을 이용하여 역률을 연산하는 단계(S1101), 유효 전력, 역률 및 해당 유효 전력을 검침한 검침 시간을 이용하여 측정된 전력 사용량의 정보를 일(日) 단위 또는 월(月) 단위로 복수 개의 클러스터로 군집화하는 단계(S1103), 복수 개의 클러스터 별로 유효 전력의 중간값, 역률의 중간값, 검침시간의 중간값을 이용하여 유사한 변화 패턴을 나타내는 클러스터를 동질의 부하 기기로 분류하는 단계(S1105), 동질의 부하 기기로 분류된 클러스터의 일 평균 발생시간을 합쳐서 일(日) 전체 동작 시간을 연산하고, 유효 전력 및 일(日) 전체 동작 시간을 이용하여 해당 부하 기기를 복수의 전력 변화 유형 중 하나로 분류하는 단계(S1107)를 포함한다.Figure 11 is a flowchart illustrating a load power analysis method according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, the load power analysis method preprocesses the measured power usage information and calculates the active power, apparent power, and power factor for each predetermined time period (S1101), using the active power and the apparent power. Clustering the measured power usage information into a plurality of clusters on a daily or monthly basis using the meter reading time for power, power factor, and corresponding active power (S1103), valid for each cluster Classifying clusters showing similar change patterns into homogeneous load devices using the median value of power, median power factor, and median reading time (S1105), average daily occurrence time of clusters classified as homogeneous load devices It includes a step (S1107) of calculating the total operating time per day by adding them together and classifying the corresponding load device into one of a plurality of power change types using the active power and total operating time per day.

이때, 단계(S1107)를 실행하기 전후에 스마트 전력 미터부(110)의 사용자로 미리 등록된 사용자 단말(200)에 미리 설치된 애플리케이션을 통해서 사용자의 피드백을 수신하거나 스마트 전력 미터부(110)가 설치된 수용가에 미리 설치된 스마트 콘센트(300)에 의해서 취득된 부하 기기에 관한 식별 정보를 수신하는 단계(S1108)를 더 실행할 수 있다. 또한 단계(S1108) 이후에 사용자의 피드백 또는 부하 기기에 관한 식별 정보를 이용하여 해당 부하 기기에 대한 분류 정보를 갱신하거나 수정하는 단계(S1109)를 더 수행할 수 있다.At this time, before and after executing step S1107, the user's feedback is received through an application pre-installed on the user terminal 200 that is pre-registered as a user of the smart power meter unit 110, or the smart power meter unit 110 is installed. A step (S1108) of receiving identification information about the load device acquired by the smart outlet 300 pre-installed at the consumer may be further performed. In addition, after step S1108, a step S1109 may be further performed to update or modify classification information for the load device using the user's feedback or identification information about the load device.

100 : 부하 전력 분석 장치
110 : 스마트 전력 미터부
130 : 부하 분해부
200 : 사용자 단말
300 : 스마트 콘센트
100: load power analysis device
110: Smart power meter unit
130: load disassembly unit
200: user terminal
300: Smart outlet

Claims (10)

클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 부하 기기가 연결되는 수용가의 전력 인입점에 설치되서 해당 수용가의 전력 사용량을 측정하는 스마트 전력 미터부; 및
상기 측정된 전력 사용량의 데이터를 분석하여 유효 전력과 피상 전력을 이용하여 역률을 연산하고, 상기 유효 전력, 상기 역률 및 해당 유효 전력을 검침한 검침 시간을 기준으로 하여 상기 측정된 전력 사용량 데이터를 일(日) 단위 또는 월(月) 단위로 복수 개의 클러스터로 군집화하고, 상기 복수 개의 클러스터 별로 유효 전력의 중간값, 역률의 중간값, 검침시간의 중간값을 이용하여 유사한 변화 패턴을 나타내는 클러스터를 동질의 부하 기기로 분류하며, 동질의 부하 기기로 분류된 클러스터의 일 평균 발생시간을 합쳐서 일(日) 전체 동작 시간을 연산하고, 유효 전력 및 일(日) 전체 동작 시간을 이용하여 해당 부하 기기를 복수의 전력 변화 유형 중 하나로 분류하며, 상기 복수의 전력 변화 유형을 2개의 전력 변화 상태를 갖는 제1 유형, 복수 개의 전력 변화 상태를 갖는 제2 유형, 단기간에 연속적인 전력 변화 상태를 갖는 제3 유형 및 장기간에 반복적인 전력 변화 상태를 갖는 제4 유형으로 구분하고, 각각의 부하 기기를 상기 제1 내지 4 유형 중 어느 하나로 분류하고, 각각의 부하 기기별 전력 사용량을 모니터링하는 부하 분해부;를 포함하는,
클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치.
In the load power analysis device using the clustering technique,
A smart power meter unit installed at the power inlet point of a consumer to which at least one load device is connected and measures the power usage of the consumer; and
Analyze the measured power usage data, calculate the power factor using active power and apparent power, and calculate the measured power usage data based on the active power, the power factor, and the meter reading time for reading the active power. Clusters are clustered into a plurality of clusters on a daily or monthly basis, and clusters showing similar change patterns are homogeneous using the median active power, median power factor, and median reading time for each of the plurality of clusters. It is classified as a load device, and the total daily operation time is calculated by adding the daily average generation time of the clusters classified as the same type of load device, and the active power and total daily operation time are used to determine the corresponding load device. It is classified into one of a plurality of power change types, and the plurality of power change types are a first type having two power change states, a second type having a plurality of power change states, and a third type having a continuous power change state in a short period of time. A load decomposition unit that classifies each load device into one of the first to fourth types and monitors the power usage for each load device; containing,
Load power analysis device using clustering technique.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부의 사용자로 미리 등록된 사용자 단말에 미리 설치된 애플리케이션을 통해서 사용자의 피드백을 수신하는 것을 특징으로 하는 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치.
According to claim 1,
The load decomposition unit is a load power analysis device using a clustering technique, characterized in that it receives user feedback through an application pre-installed on a user terminal pre-registered as a user of the smart power meter unit.
제1 항에 있어서,
상기 부하 분해부는, 상기 스마트 전력 미터부가 설치된 수용가에 미리 설치된 스마트 콘센트에 의해서 취득된 부하 기기에 관한 식별 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 클러스터링 기법에 의한 부하 전력 분석 장치.
According to claim 1,
The load decomposition unit is a load power analysis device using a clustering technique, characterized in that it receives identification information about the load device acquired by a smart outlet pre-installed in the consumer where the smart power meter unit is installed.
삭제delete 삭제delete
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