KR20100018444A - 실시간 지능 자율 부하관리 장치 및 방법 - Google Patents
실시간 지능 자율 부하관리 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100018444A KR20100018444A KR1020090008126A KR20090008126A KR20100018444A KR 20100018444 A KR20100018444 A KR 20100018444A KR 1020090008126 A KR1020090008126 A KR 1020090008126A KR 20090008126 A KR20090008126 A KR 20090008126A KR 20100018444 A KR20100018444 A KR 20100018444A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- load
- information
- management
- customer
- load management
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 959
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 153
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 127
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 77
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 43
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 19
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 9
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 7
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000012552 review Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013486 operation strategy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
실시간 부하관리 장치 및 방법이 개시된다. 본 부하관리 장치는 수용가 중앙 부하관리 서버 및 복수의 로컬 부하관리 서버들과 이를 원격에서 지원하는 부하관리 서비스 회사 서버로 구성된다. 수용가 중앙 부하관리 서버는 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부, 수용가 부하상황감시 및 수요예측부, 수용가 부하관리 태스크 수행부 및 부하관리자 인터페이스 제공부로 구성된다. 로컬 부하관리 서버는 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부, 로컬 부하상황감시 및 수요예측부, 관리가능 유형별 부하그룹 형성부, 로컬 부하관리부 및 부하사용자 인터페이스 제공부로 구성된다. 수용가 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부는 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황을 판별하는 정보를 포함하는 수용가 기본정보를 부하관리 서비스를 제공하는 부하관리 전문회사의 서버로부터 원격으로 입력받아 저장하고, 수용가 부하들을 그 설치위치와 부하사용자에 따라 구분하여 형성한 복수의 부하 그룹(이하, '로컬 부하'라 함) 각각에 대해 부하관리를 수행하는 로컬 부하관리 서버들을 원격으로 기동하며 이들 로컬 부하관리 서버들에 수용가 기본정보 중에서 각 로컬 부하 및 로컬 부하담당 수배전시스템 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공한다. 전체 부하상황감시 및 수요예측부는 각 로컬 부하관리 서버에 의해 수집된 각 로컬 부하내의 각 개별 수용가 부하들의 소비전력 및 사용 또는 가동 상황에 관한 정보를 입력받아 수용가 부하 전체의 소비전력과 예상수요를 산출한다. 중앙 부하관리 태스크 수행부는 전체 부하상황감시 및 수요예측부에 의해 산출된 예상수요를 기초로 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 로컬 부하관리 서버로 관리목표량에 따른 부하관리 이행 명령을 송출한다. 본 발명에 따르면, 기존에 부하관리에 활용이 어려웠던 다양한 소규모 부하들도 그 실시간 사용 또는 가동 상황을 관찰하고 취합하여 유용한 부하관리자원으로 활용할 수 있도록 함으로서 전력에너지 비용을 절감하고 국가 전력계통의 안정운영에도 크게 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 실시간 부하관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수용가에 연결된 부하들의 소비전력과 사용 또는 가동 상황을 파악하여 수용가의 불편 없이 부하를 조절함으로서 수용가의 전력에너지 비용을 절감하고 국가 전력계통의 안정운영에도 기여할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 대부분의 전력회사에서는 첨두부하시 순동 예비율의 저하로 인한 계통운영 불안요인을 감소시키고 비싼 연료비가 들어가는 발전소의 가동에 따른 발전원가상승 요인을 가능한 한 줄이기 위해 최대수요전력에 대해서는 별도의 산정방법과 요금을 부과하고 있고, 가능한 한 부하율을 높이기 위하여 다양한 형태의 부하관리 제도와 요금체계를 마련하여 이에 참여하는 수용가에게는 전력요금의 할인 및 보상을 통한 인센티브를 부여하고 있다. 계속적으로 상승하는 연료비, 엄격해지는 환경제약, 부지확보 난에 따른 발전 및 송변전 설비 추가 건설의 어려움 등으로 인해 앞으로 전력요금의 인상요인과 적정예비율의 확보의 어려움이 가중될 전망이고, 따라서 새로운 설비건설과 대등한 수준의 효과를 가진 부하관리에 대한 인센티브 규 모가 증대될 것으로 예상되고 있다.
그러나 기존의 사무용 빌딩, 공공건물, 아파트단지 등의 수배전 시스템의 경우 각 입주자들 또는 각 공간 사용자들은 빌딩 또는 아파트의 전체적인 전력 사용 상황에 대한 실시간 정보를 얻을 수 없고, 각자 편의에 따라 임의로 전력부하를 연결하여 사용하며, 각종 자동제어 설비들도 미리 설정해 놓은 작동 기준값에 따라 자동으로 기동과 정지를 반복하므로 빌딩 또는 아파트단지 전체적으로 최대수요전력관리 및 부하 가동시간대의 이동을 비롯한 각종 부하관리를 체계적으로 시행하는 것이 현실적으로 어렵다. 특히, 폭염이나 한파시 수많은 에어컨 또는 전열부하가 동시에 가동됨으로 인해 전력부하가 치솟게 되어 국가 전체적으로는 연중 최대전력을 기록하게 되고, 한계발전비용의 급증과 더불어 수용가 전력요금 부담이 커지고 예비율 저하로 인한 전력계통의 운영 불안 요인이 되고 있다.
부하관리 방법의 또 다른 예로서, 전력회사가 부하관리 신청을 상당기간 선행시간(Lead Time)을 갖고 미리 신청을 받아 실시하는 부하관리 지원제도의 경우에는 막상 부하관리를 시행하기로 약정한 시점이 일기예측의 불확실성 등의 영향으로 전력회사가 수요관리가 필요할 것으로 예측한 시점과 일치되기가 어려워 그 실효성이 크게 떨어지고 있다. 또한 기존의 수배전 관리시스템의 경우, 사용하지 않는 부하를 판단하여 이를 원격으로 차단할 방법이 없으므로 불필요한 부하에 대한 관리가 거의 이루어지지 못하고 있고, 단지 일부 전등의 경우 움직임 감지 센서를 부착하여 움직임이 감지되면 점등하고 일정 시간이 지나도록 움직임이 없으면 소등하도록 하는 단순한 관리 수준이 대부분이다. 최근에는 멀티 콘센트에 마이콤을 내장하 여 콘센트에 연결된 부하가 대기전력을 소모하는 경우 이를 절감하고 컴퓨터의 경우에는 일정시간 키를 누르지 않을 경우에 컴퓨터로부터 신호를 받아 자동으로 컴퓨터와 주변기기들의 사용전력을 제한하는 제품이 출시되어 일부 콘센트 부하의 전력절감에 기여하고 있다. 그러나 사용자의 부주의나 무관심으로 인해 그대로 켜져 있는지 여부를 판단하여 불필요한 부하를 판별하는 시스템은 현재까지는 제대로 개발이 되지 않고 있으며, 빌딩이나 상가 또는 공장의 경우에는 전기관리인이 일과시간 후 순찰을 돌며 일일이 켜져 있는 전등을 수동으로 소등하는 경우도 있으나, 그나마 아파트의 경우에는 각 단독세대 내의 전력부하의 관리는 입주자 자신이 하지 않는 한 사실상 불가능한 상황이다.
이와 같은 문제점들을 개선하여 부하관리를 보다 활성화하고 에너지의 비용을 최대한 절감하기 위해서는 기존에 부하관리에 활용하기 어려웠던 부하들을 체계적으로 가용 부하관리 자원화할 수 있는 기술과 불필요한 부하들을 지능적으로 식별하고 관리할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 전력부하 사용자를 가지는 빌딩, 공공기관, 아파트 및 공장과 같은 중,대규모 전력수용가에 대하여 실시간으로 연결 사용되는 부하를 관찰하고 수요를 예측하여 불필요한 부하는 차단하고 관리가 가능한 부하는 사용시간대의 조정을 통한 전력요금의 절감, 최대수요전력 저감 및 순시차단제어 부하관리와 같은 유용한 부하관리 수단을 마련할 수 있도록 함으로써 전력공급회사의 다양한 부하관리 제도에 유연하고 효과적으로 참여하여 에너지 비용을 절감하고 전력계통의 안정운영에도 크게 기여함은 물론 수용가내의 각 부하 사용자들에게는 부하를 관리하고 있다는 것을 거의 인지하지 못할 정도로 탄력적이며 지능적인 부하관리를 수행하여 수용가와 전력회사 모두에게 큰 혜택을 줄 수 있는 지능자율 부하관리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 다수의 전력부하 사용자를 가지는 중 대규모의 수용가에 대하여 실시간으로 부하의 소비전력 및 사용 또는 가동 상황에 관한 정보를 파악하여 효율적으로 부하관리를 수행할 수 있는 실시간 부하관리 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 구성하여 기록한 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 바람직한 제1실시예는, 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보를 입력받아 저장하고, 상기 수용가 부하들을 위치 및 사용자를 기준으로 분류하여 형성한 복수의 부하그룹인 로컬부하 각각에 대해 부하관리를 수행하는 로컬 부하관리 서버에 상기 수용가 기본정보 중에서 상기 각각의 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공하는 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부; 상기 로컬 부하관리 서버에 의해 수집된 상기 각각의 로컬부하의 소비전력 및 사용 또는 가동상황에 관한 데이터를 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받아 상기 수용가 부하 전체의 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부; 및 상기 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부에 의해 산출된 상기 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들의 소비전력을 조정하는 부하관리를 수행하기 위해 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 상기 로컬 부하관리 서버에 상기 관리목표량에 따른 부하관리의 이행지시를 제공하는 중앙 부하관리 태스크 수행부;를 구비한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 바람직한 제2실시예는, 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보 중에서 상기 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 상기 관리대상 수용가 전체에 대해 부하관리를 수행 하는 중앙 부하관리 서버로부터 입력받아 저장하는 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부; 상기 로컬부하의 소비전력에 관한 데이터 및 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서가 측정한 데이터를 수집하고, 상기 로컬 기본정보 및 상기 수용가 부하의 소비전력과 사용양태에 관한 데이터를 기초로 상기 로컬부하의 예상 사용시간 및 예상 전력수요를 산정하는 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부; 상기 예상 사용시간 및 상기 예상 전력수요를 기초로 결정한 부하관리의 가능여부 및 부하관리 수단에 따라 상기 수용가 부하들을 복수의 부하관리가능유형별 부하그룹으로 분류하여 상기 중앙 부하관리 서버에 제공하는 관리유형별 부하그룹 형성부; 및 상기 부하관리가능유형별 부하그룹 및 상기 중앙 부하관리 서버에 의해 설정된 상기 수용가 부하의 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 기초로 상기 수용가 부하를 차단하거나 소비전력을 조정하기 위한 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치를 포함하는 장치에 해단 조작신호를 출력하는 로컬 부하관리부;를 구비한다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시간 부하관리 방법의 바람직한 제1실시예는, (a) 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보를 부하관리 서비스를 제공하는 회사의 서버로부터 제공받아 저장하고, 상기 수용가 부하들이 위치 및 사용자를 기준으로 분류되어 형성된 복수의 부하그룹인 로컬부하에 대해 부하관리를 수행하는 로컬 부하관리 서버에 상기 수용 가 기본정보 중에서 상기 각각의 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공하는 단계; (b) 상기 로컬 부하관리 서버에 의해 수집된 상기 로컬부하 각각의 소비전력 및 사용 또는 가동상황에 관한 데이터를 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받아 상기 수용가 부하 전체의 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 산출된 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들의 소비전력을 조정하는 부하관리를 수행하기 위해 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 상기 로컬 부하관리 서버 또는 해당되는 수용가 부하의 온오프(on/off)를 담장하는 설비관리 서버로 상기 관리목표량에 따른 부하관리 지시명령을 제공하는 단계;를 갖는다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 실시간 부하관리 방법의 바람직한 제2실시예는, (a) 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보 중에서 상기 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 상기 관리대상 수용가 전체에 대해 부하관리를 수행하는 중앙 부하관리 서버로부터 입력받아 저장하는 단계; (b) 상기 로컬부하의 소비전력에 관한 데이터 및 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서가 측정한 데이터를 수집하고, 상기 로컬 기본정보 및 상기 수용가 부하의 소비전력과 사용양태에 관한 데이터를 기초로 상기 로컬부하의 예상 사용시간 및 예상 전력수요를 산정하는 단계; (c) 상기 예상 사용시간 및 상기 예상 전력수 요를 기초로 결정한 부하관리의 가능여부 및 부하관리 수단에 따라 상기 수용가 부하들을 복수의 부하관리가능유형별 부하그룹으로 분류하여 상기 중앙 부하관리 서버에 제공하는 단계; 및 (d) 상기 부하관리가능유형별 부하그룹 및 상기 중앙 부하관리 서버에 의해 설정된 상기 수용가 부하의 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 기초로 상기 수용가 부하를 차단하거나 소비전력을 조정하기 위한 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치를 포함하는 장치에 해단 조작신호를 출력하는 단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치 및 방법에 따르면, 복수의 태스크를 동시에 수행하기 위한 프로세스 기반의 지능 에이전트들을 생성하고, 실시간으로 수집되는 부하의 사용 또는 가동 상황에 관련된 정보를 기초로 기존에는 부하관리에 활용하기 어려웠던 다양한 소규모 부하들도 취합하여 효과적으로 부하관리를 수행할 수 있다. 또한 부하의 사용이력을 기초로 수요를 예측하여 부하관리 가능 규모를 산정하고 이를 바탕으로 최적의 부하관리를 수행함으로써, 전력요금 혜택과 각종 부하관리 지원제도로 주어지는 인센티브를 극대화하고 전력회사에 대해서도 순시제어를 포함한 양질의 부하관리자원을 제공할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치에 대한 바람직한 실 시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제1실시예는, 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110), 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120), 중앙 부하관리 태스크 수행부(130) 및 부하 관리자 인터페이스 제공부(140)를 구비한다.
또한 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제2실시예는, 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부(150), 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부(160), 관리가능유형별 부하그룹 형성부(170), 로컬 부하관리부(180) 및 부하 사용자 인터페이스 제공부(190)를 구비한다.
본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치는 실제 부하관리가 수행되는 경우에는 관리대상 수용가에 위치하는 수용가 부하 및 각종 센서 등을 모두 포함하여 네트워크로 연결된 복수의 서버의 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예로서 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 각 구성요소를 포함하는 서버로 구성된 부하관리 시스템을 기초로 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치를 포함하는 부하관리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다. 한편, 이러한 부하관리 시스템은 관리대상 수용가의 유형에 따라 크게 A, B 및 C형의 3가지로 구분된다. A형은 일반 아파트단지나 주상복합 아파트 또는 다수의 세입자를 가진 빌딩과 같이 전체 수배전 시스템을 갖추고 전력량을 계측하는 외에 내부적으로 각 사용자에 대하여도 전력량을 계측하는 수용가를 위한 시스템이다. 또한 B형은 단일 빌딩이나 일정 부지 내에 산재해 있는 건 물이나 시설물들의 전체 사용전력을 함께 계량하는 대회사, 학교, 관공서, 병원, 공장, 기타 공공기관을 위한 시스템이다. 마지막으로 C형은 부하관리 서비스를 제공하는 회사가 부하관리에 참여할 의사가 있는 일정 지역의 단독주택이나 상가들의 그룹(Compound)을 인위적으로 형성하고, 각자 단독으로 사용전력을 계량하면서 동시에 전체적인 전력사용을 전력회사와 부하관리회사가 모니터링하고 관리할 수 있도록 하는 형태의 수용가 그룹을 위한 시스템이다.
도 2에 도시된 부하관리 시스템은 중앙 부하관리 서버(21), 로컬 부하관리 서버(31, 32), 다목적 기능함(Multi-Purpose Function Box : MPFB)(41, 42, 43), 수배전반(51), 모터제어반(55), 분전반(61), 부하관리서비스회사 서버(10), 계통 부하관리 서버(70), 여타 설비관리 서버 및 전력관련 정보를 수집하기 위한 센서들(미도시)로 구성된다.
이때 중앙 부하관리 서버(21)는 도 1a에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제1실시예에 해당하는 장치로서, 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110), 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120), 중앙 부하관리 태스크 수행부(130) 및 부하관리자 인터페이스 제공부(140)를 구비한다. 또한, 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 도 1b에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제2실시예에 해당하는 장치로서, 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부(150), 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부(160), 관리가능유형별 부하그룹형성부(170), 로컬 부하관리부(180) 및 부하사용자 인터페이스 제공부(190)를 구비한다.
먼저 중앙 부하관리 서버(21)는 다수의 로컬 부하관리 서버(31, 32) 및 여타 설비관리 서버들과 네트워크로 연결되어 서버들의 정상작동 여부를 감시한다. 또한 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 부하관리에 필요한 정보를 제공하고 이들로부터 부하 자체의 소비전력에 관한 데이터 및 부하의 사용 또는 가동상황에 관련된 정보를 제공받는다. 중앙 부하관리 서버(21)는 이들 데이터를 종합하여 불필요한 부하를 발견 차단하는 한편, 수용가 전체의 수요를 예측하여 가용 부하관리 자원을 파악하고, 부하관리 전략을 수립하여 로컬 부하관리 서버(31, 32) 및 여타 설비관리 서버들을 통하여 부하관리 태스크를 수행한다.
중앙 부하관리 서버(21)는 또한 부하관리 서비스를 제공하는 회사의 부하관리 서비스회사 서버(10) 및 전력회사의 계통 부하관리 서버(70)와 네트워크로 연결된다. 부하관리서비스회사 서버(10)로부터는 부하관리제도와 전력요금체계의 내용에 따라 최적의 부하관리 전략을 수립하고 시행하며 불필요한 전력을 소비하는 부하를 판별하기 위해 필요한 정보를 제공받는다. 또한 계통 부하관리 서버(70)와는 정해진 통신 프로토콜과 기준규격에 따라 부하관리 신청과 약정을 하거나 부하관리 시장 운영시에 입찰을 함으로써 약정이나 낙찰된 부하관리를 수행한다. 부하관리 신청과 이행을 하는 기존 설비나 장치를 이용할 경우에는 그러한 설비들을 수용하거나 활용하여 부하관리를 신청하고 부하관리 지시를 접수하며 원활한 부하관리 이행을 지원할 수 있도록 중앙 부하관리 서버(21)는 개방형 구조(open architecture)를 갖는다.
중앙 부하관리 서버(21)는 안정적인 운영을 위해 백업(back-up) 시스템과 DB 서버를 구비하며, A형과 B형 부하관리 시스템의 경우에는 단지나 빌딩 내의 중앙관제실에 설치되고, C형의 경우에는 부하관리서비스를 제공하는 회사 내에 설치된다.
앞에서 설명한 바와 같이 중앙 부하관리 서버(21)는 부하관리 서비스회사 서버(10) 및 로컬 부하관리 서버(31, 32) 등으로부터 각종 정보 및 데이터를 제공받고, 수용가 부하들 중에서 사용 또는 가동 시간대를 이동시키거나 차단할 부하를 선택하여 부하관리를 수행하는 등 다양한 태스크(task)를 수행한다. 이러한 태스크들은 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110), 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120), 중앙 부하관리 태스크 수행부(130) 및 부하관리자 인터페이스 제공부(140)가 분담하여 수행한다. 또한 이들 구성요소를 소프트웨어적으로 구현하면, 중앙 부하관리 서버(21)내에서 멀티에이전트 기반의 병렬 분산 처리 구조로 구현된다. 즉, 부하관리를 위해 중앙 부하관리 서버(21)가 동작하면 메인 프로그램(main program)이 집행되면서 S/W 에이전트(agent)들, 즉 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110), 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120), 중앙 부하관리 태스크 수행부(130) 및 부하관리자 인터페이스 제공부(140)의 기능을 수행하는 복수의 프로세스(process) 또는 쓰레드(thread)(이하, 이들을 통칭하여 '프로세스'라 함)들이 생성되어 각각 지능 자율적으로 기능을 수행한다. 또한 원격 기동이 가능하도록 하기 위해 중앙 부하관리 서버(21)는 네트워크로 전송되어 오는 기동용 매직 패킷(magic packet)을 인식할 수 있는 네트워크 카드를 구비하고, BIOS의 네트워크를 통한 기동기능이 가능화(enable)로 설정되며, 로컬 부하관리 서버(31, 32) 및 여타 설비감시 및 관리 서 버들에게 내부 IP를 할당하고 인식할 수 있는 DHCP 서버기능도 포함한다.
복수의 에이전트는 생성되는 대로 각자 독자적인 지식베이스(knowledge-base : KB)를 구성하고, 추론 기관(inference engine)을 가동하여 추론과 학습 능력을 갖는 것을 특징으로 한다. 이때 지식베이스의 구성은 부하관리 서비스회사 서버(10)로부터 제공받은 부하관리에 필요한 정보를 사실(fact)과 규칙(rule)으로 확인(assert)함으로써 이루어진다. 프로세스간 또는 쓰레드간의 정보 교환은 운영체제와 사용하는 언어가 지원하는 프로세스간 통신(Inter-Process Communication : IPC) 수단을 기반으로 하는 메시지 교환 방법을 사용한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 부하관리 시스템을 구성하는 각 서버의 태스크를 분담하여 수행하기 위해 구현되는 에이전트들의 종류를 나타낸 도면이다.
먼저 중앙 부하관리 서버(21)에는 중앙 태스크관리 에이전트(25), 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26), 중앙 부하관리 에이전트(27) 및 중앙 관리자 인터페이스 에이전트(28)가 생성되며 각각 다음과 같은 태스크를 수행한다.
중앙 태스크관리 에이전트(25)는 부하관리 서비스회사 서버(10)로부터 부하관리에 필요한 정보를 다운로드하고, 중앙 부하관리 서버(21)내의 다른 에이전트들을 생성 및 관리하는 기능을 수행한다. 또한 네트워크로 연결된 모든 로컬 부하관리 서버(31, 32)들을 원격으로 기동하고 그 작동상태를 모니터링하며, 여타 설비 감시 및 관리 서버들과 정보를 교환하고 전체 부하관리 태스크의 진행을 감독한다.
본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110)는 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 수용가 부하에 전 력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시하기 위해 필요한 정보를 포함하는 수용가 기본정보를 입력받아 저장하고, 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하들 각각에 대해 부하관리를 수행하는 복수의 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 수용가 기본정보 중에서 각각의 로컬부하 및 로컬부하를 담당하는 수배전 시스템에 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공한다. 따라서 중앙 태스크관리 에이전트(25)는 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부(110)의 기능을 수행하기 위한 프로세스이다.
전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)는 로컬 부하관리 서버(31, 32)로부터 올라오는 실시간 부하상황과 관리가능부하에 관한 정보를 취합하고 여타 설비관리 서버들로부터 필요에 따라 수집하는 필요에 따라 수집하는 부하사용 및 가동상황과 관련된 정보들을 해당 로컬 부하관리 서버들(31, 32)에게 제공하며, 과거의 계절별, 요일별 및 시간대별 부하실적을 기초로 해당 일의 날씨 및 특수 이벤트 상황유무 여부 등을 반영하여 관리대상 수용가 전체의 수요를 예측하는 임무를 수행한다.
전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120)는 각각의 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 의해 수집된 로컬부하의 소비전력 및 설치환경에 관한 데이터를 로컬 부하관리 서버(31, 32)로부터 입력받아 수용가 부하 전체의 소비전력에 관한 예상수요를 산출한다. 따라서 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)는 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120)의 기능을 수행하기 위한 프로세스이다.
중앙 부하관리 에이전트(27)는 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)가 제공하는 관리가능부하에 관한 정보와 관리대상 수용가의 수요예측을 토대로 부하관리 전략을 수립하고 이를 로컬 부하관리 서버(31, 32)나 여타 설비관리 서버를 통하여 시행한다. 중앙 부하관리 에이전트(27)는 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부(120)에 의해 산출된 예상수요를 기초로 수용가 부하들의 소비전력을 조정하는 부하관리를 수행하기 위해 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 로컬 부하관리 서버(31, 32)로 관리목표량에 따른 부하관리의 이행지시신호를 출력하는 중앙 부하관리 태스크 수행부(130)의 기능을 수행하는 프로세스이다.
중앙 관리자 인터페이스 에이전트(28)는 관리대상 수용가 전체의 부하상황 및 수요예측 상황, 부하관리 상황 및 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치 위치가 실시간으로 표시되는 수용가 수배전 시스템계통도를 나타낸다. 이때 필요시 웹페이지, 핸드폰 또는 PDA를 통하여 관리자에 상황을 알리고 다시 이들 및 터치스크린을 통하여 차단기와 스위치의 원격조작과 관리에 필요한 정보의 입력이나 업데이트가 가능토록 하는 관리자용 지능 인터페이스를 마련해 주는 임무를 수행한다. 이를 위한 WAP 서버 기능을 포함하는 웹서버가 별도로 구현된다.
따라서 중앙 관리자 인터페이스 에이전트(28)는 수용가 기본정보, 예상수요 및 관리목표량에 관한 정보를 수용가 부하의 소비전력을 관리하는 관리자에게 제공하고, 관리자로부터 부하관리에 사용되는 정보를 입력받는 부하관리자 인터페이스 제공부(140)와 동일한 기능을 수행하는 프로세스이다.
효율적인 부하관리를 위해 복수의 수용가 부하들이 복수의 로컬부하로 그룹화되고, 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 각 로컬부하그룹에 관한 소비전력 및 사용 또는 가동 상황 정보를 수집하여 중앙 부하관리 서버(21)에 제공한다. 이를 위해 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 다목적 기능함들(41, 42, 43)내의 데이터 수집 장치 또는 RS-485, 이더넷(Ethernet), USB 등의 통신라인을 통해 수집되는 데이터들에 기초하여 각 피더에 실시간으로 연결되는 부하상황을 파악하고, 그 사용 양태를 관찰함으로써 기대 사용시간을 예측한다. 그리고 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 이를 기초로 부하관리의 가능 여부와 시간을 산정하여 중앙 부하관리 서버(21)에 제공하고, 직접 또는 중앙 부하관리 서버(21)로부터 지시를 받아 부하관리를 수행한다. 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제2실시예에 해당하는 장치로서, 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부(150), 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부(160), 관리가능유형별 부하그룹형성부(170), 로컬 부하관리부(180) 및 부하사용자 인터페이스 제공부(190)를 구비한다.
중앙 부하관리 서버(21)에서 태스크 수행의 효율성을 위해 태스크를 분담하여 수행하는 복수의 에이전트가 생성되었던 것과 마찬가지로, 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 중앙 부하관리 서버(21)에 의해 원격 기동되면 메인프로그램이 집행되면서 S/W 에이전트들이 생성되어 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 수행하여 할 태스크를 분담하여 처리하게 된다. 또한 중앙 부하관리 서버(21)와 마찬가지로 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 의해 생성되는 에이전트들은 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 구비하는 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 각 구성요소들의 기능을 수행하게 된다. 원격 기동을 위해 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 네트워크로 전송되어 오는 기동용 매직 패킷(magic packet)을 인식할 수 있는 기능을 가진 네트워크 카드를 구비하고, BIOS의 네트워크를 통한 기동 기능이 가능화(enable)되어 있어야 하며, 내부 IP를 할당받기 위한 DHCP 클라이언트(client)를 지원하는 운영체제(OS)를 구비한다.
로컬 부하관리 서버(31, 32)에는 로컬 태스크 관리 에이전트(35), 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36), 로컬 부하사용 양태관찰 에이전트(37), 로컬 부하관리 에이전트(38)와 로컬 사용자 인터페이스 에이전트(39)가 생성되며 각각 다음과 같은 임무를 수행한다.
먼저 로컬 태스크 관리 에이전트(35)는 중앙 부하관리 서버(21)와 정보를 교환하고, 로컬 부하관리 서버(31, 32) 내의 부하관리 태스크의 진행을 관리하며, 로컬 부하관리 서버(31, 32) 내의 다른 에이전트를 생성하고 지원하는 임무를 수행한다.
또한 로컬 태스크 관리 에이전트(35)는 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시하기 위해 필요한 정보를 포함하는 수용가 기본정보 중에서 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 관리대상 수용가 전체에 대해 부하관리를 수행하는 중앙 부하관리 서버(21)로부터 다운로드받아 저장한다. 이와 같이 로컬 태스크 관리 에이전트(35)는 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부(150)의 기능을 수행하는 프로세스이다.
로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)와 로컬 부하사용 양태관찰 에이전트(37)는 로컬 부하상황감시 및 수요예측부(160)의 기능을 수행하는 프로세스이다. 먼저 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)는 다목적 기능함(41, 42, 43)의 데이터 수집장치나 그 외의 통신수단을 통해 제공받는 부하의 사용 또는 가동 상황 데이터 및 부하관리 서비스회사 서버(10)로부터 제공받는 기본정보에 포함되는 부하 데이터를 기초로 부하에 전력을 공급하는 피더(feeder)에 연결되는 수용가 부하를 확인, 판단 또는 추정하는 임무를 수행한다.
로컬 부하사용 양태관찰 에이전트(37)는 부하들의 사용양태를 관찰하고 통계를 수집하여 예상사용 시간과 로컬부하의 수요를 예측하며, 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)의 부하추정을 지원하고 불필요한 부하를 포함하여 각 로컬부하를 관리가 가능한 유형에 따라 분류하는 임무를 수행한다.
로컬 부하관리 에이전트(38)는 로컬부하의 상황과 로컬 부하사용양태관찰 에이전트(37)에 의한 수요예측을 기초로 중앙 부하관리 서버(21)로부터 제공받은 정보를 활용하여 불필요한 부하로 분류된 부하들은 즉시 차단하고, 로컬부하를 관리가 가능한 유형별로 취합하여 직접 관리가 가능한 부하들에 대하여는 부하관리를 실시하고, 그 결과를 중앙 부하관리 서버(21)의 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)에 보고한다. 또한 중앙 부하관리 서버(21)로부터 지시를 받아 수행할 필요가 있는 부하관리의 경우에는 중앙 부하관리 에이전트(27)로부터 부하관리 지시를 받아 이행하는 임무를 수행한다. 따라서 로컬 부하관리 에이전트(38)는 로컬 부하관리부(180)의 기능을 수행한다.
로컬 사용자 인터페이스 에이전트(39)는 주로 A형과 C형의 부하관리 시스템에서 각 층, 각 세대 또는 모터제어반(55)과 같은 로컬부하를 담당하는 로컬 부하 관리 서버(31, 32)가 관리하는 로컬부하여 현 부하 사용 또는 가동 상황 및 부하관리 상황을 디스플레이하고, 모니터 스크린, 핸드폰 또는 PDA를 통하여 부하 관리자 및 사용자와 부하관리 관련 정보를 교환하고, 기기들의 스위치 조작 신호를 입력받을 경우에는 이를 해당 에이전트에 전달하여 수행하도록 한다. 따라서 로컬 사용자 인터페이스 에이전트(39)는 부하 사용자 인터페이스 제공부(190)의 기능을 수행하는 프로세스이다.
다음으로 다목적 기능함(41, 42, 43)은 분전반(61) 또는 따로 감시 및 관리 서버를 갖지 않는 모터제어반(55)과 수배전반(51)들로부터 수용가 부하의 소비전력과 관련된 데이터를 수집하고, 움직임 감지센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서 등과 같은 센서들로부터 수용가 부하가 설치된 주변 상황에 관련된 데이터를 수집한다. 다목적 기능함(41, 42, 43)에 의해 수집된 데이터는 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부(160)에 제공된다. 다목적 기능함(41, 42, 43)에 의해 수집되는 데이터들은 다목적 기능함(41, 42, 43)에 내장된 데이터 수집 장치를 통해 수집되며, 네트워크 또는 그 외의 통신수단을 통해 컴퓨터와 직접 데이터 교환 능력을 갖춘 센서나 부하들로부터 수집된 데이터의 경우에는 다목적 기능함(41, 42, 43)에 내장된 게이트웨이를 통하거나 또는 직접 로컬 부하관리 서버(31, 32)로 제공된다. 또한 다목적 기능함(41, 42, 43)은 로컬 부하관리 서버(31, 32)로부터 출력되는 부하의 차단 및 연결 명령신호를 부하의 차단 및 연결을 수행하는 차단기, 전자 개폐기 또는 개폐스위치로 내려 보내며, 센서, 차단기, 전자 개폐기, 콘센트 부하 및 전등용 개폐스위치, 패키지 에어컨용 범용 리모콘 등의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
도 4는 다목적 기능함(41, 42, 43)의 구성에 관한 일 실시예를 도시한 도면이다. 다목적 기능함은 수배전반(51)을 담당하는 다목적 기능함(41), 모터제어반(55)을 담당하는 다목적 기능함(42) 및 분전반(61)을 담당하는 다목적 기능함(43)의 세 종류로 나뉘며, 다목적 기능함(41, 42, 43)의 종류에 따라 내부 구성이 달라진다.
먼저 수배전반(51)을 담당하는 다목적 기능함(41)은 수배전반(51) 및 각종 센서들로부터 제공되는 데이터들을 입력받아 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 전달하고, 로컬 부하관리 서버(31, 32)로부터 내려오는 차단기들의 조작 신호를 입력받아 직접 또는 IED(intelligent electronic device)를 통해 집행하는 데이터 입출력장치(45)를 구비한다. 그 밖에 DC 전원공급장치(46), 로컬 부하관리 서버(31, 32)와의 인터넷 연결을 위한 게이트웨이(48), 다목적 기능함(41)의 내부 온도를 모니터링 하기 위한 온도 센서, 터미널 단자들 또는 커넥터(connector)(51, 52)를 구비하고, 필요한 경우에는 내부에 로컬 부하관리 서버(31)를 포함할 수도 있다.
다목적 기능함(41)의 데이터 입출력장치(45)는 다채널 아날로그 및 디지털 입출력 장치로서, 전류와 전압의 실효치(RMS 값)를 산정하며 부하의 구별과 사용 또는 가동상황 파악에 도움이 될 수 있는 차수까지의 고조파 성분과 부하의 기동특성을 관찰 할 수 있는 수준의 데이터 입력 속도와 분해능(resolution)을 가진다.
데이터 입출력장치(45)로 측정신호를 보내는 전력관련 센서는 메인 피더 차단기의 1차 또는 2차측에 내장 또는 외장으로 설치되는 계기용변압기(PT), 계기용 변류기(CT), 영상변류기(ZCT), 적산전력계, 역률계, 고조파 측정 및 주파수측정 계 기를 포함하고 각 분기 피더의 일반 배전 차단기 또는 누전 차단기의 1차 또는 2차측에 필요에 따라 설치하는 CT, PT 및 ZCT를 포함한다.
부하 사용 환경 관련센서는 수배전반(51), 모터제어반(55) 및 분전반(61)의 내부 및 부하의 설치위치 주변에 필요에 따라 설치하는 온도, 습도, 열, 조도, 움직임, 소리, 진동 감지센서 뿐만 아니라 RFID 수신기와 같이 부하의 사용 환경에 관한 정보들을 수집하기 위한 유무선 센서들을 포함하며, 필요에 따라서는 여타설비, 즉 주차관제, 출입관리, 공조 설비, 기타 자동제어 설비에 포함되어 설치되는 센서들을 활용할 수도 있다.
무선센서의 경우에는 측정값을 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 장착되는 수신기로 직접 입력하며, 센서, 부하, 차단기, 전자 개폐기 및 개폐스위치가 RS-485 또는 전력선 통신(PLC)을 지원하는 경우에는 로컬 부하관리 서버(31, 32) 또는 홈 게이트웨이(49)에 직접 연결되고, 이들이 IP를 가지는 경우에는 일반 게이트웨이(48)나 홈 게이트웨이(49)를 거쳐 네트워크를 통하여 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 연결된다.
마지막으로 DC 전원공급장치(46)는 센서들의 구동, 전등 및 콘센트용 개폐스위치, 모터제어용 전자 개폐기 및 피더 차단기들의 조작에 필요한 DC전원을 공급하며, 그 1차전원은 중앙에 위치한 무정전전원공급장치(UPS)나 분전반(61)에서 DC 어댑터를 통해 공급받는다. 분전반(61)에서 전원을 공급받는 경우에는 자체전원이 차단되었을 경우에 대비하여 후비(back-up)로 배터리(47)를 갖춘다.
수배전반(51)은 전력회사로부터 또는 대체에너지 설비 및 자가발전 설비로 부터 수전하여 모터제어반(55)과 같은 공용설비와 각 분전반(61)에 전력을 공급한다.
따로 감시 및 관리 서버를 갖지 않는 모터제어반(55)을 담당하는 다목적 기능함(42)은 각 모터구동을 위한 차단기 및 전자 개폐기의 위치 데이터, 모터의 전류, 전력, 역률에 관한 데이터 및 모터의 자동 구동과 정지를 위해 설치한 각종 센서 및 한계스위치(Limit Switch)들의 값을 입력받아 로컬 부하관리 서버(31)에 전달하고, 로컬 부하관리 서버(31)로부터 내려오는 전자 개폐기 조작 신호를 입력받아 집행하는 데이터 입출력장치(45)를 구비하며, 전자 개폐기 조작에 필요한 DC 전원공급장치(46)를 포함한다.
모터제어반(55)을 담당하는 다목적 기능함(42)은 수배전반(51)을 담당하는 다목적 기능함(41)과 그 구성이 동일하며, 모터제어반(55)은 자동으로 ON-OFF 되는 각종 설비용 모터의 연결과 차단을 위한 차단기와 ON-OFF용 전자 개폐기, 모터전류 측정을 위한 CT를 수용하며, 세팅 값을 설정한 센서나 한계스위치(Limit Switch)의 실제 값에 따라 모터를 자동으로 ON-OFF 시킨다.
분전반(61)을 담당하는 다목적 기능함(43)은 분전반(61)에 설치되는 전력관련 측정 센서들과 부하 및 부하주위나 다목적 기능함(43) 내부에 설치되는 부하 사용 환경정보 수집 센서들로부터 데이터를 입력받아 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 전달하고, 로컬 부하관리 서버(31, 32)로부터 부하관리를 위해 내려오는 차단기, 범용 리모컨, 콘센트 부하 및 전등용 개폐스위치들의 조작 지시 신호를 받아 신호에 따라 기능을 수행하는 데이터 입출력장치(45)를 구비한다. 그 밖에 센서, 차단 기 및 개폐스위치와 데이터 입출력장치들의 조작에 필요한 전원을 공급하기 위한 DC 전원공급장치(46) 및 후비(back-up) 전원용 배터리(47), 전화 연결을 위한 전화망 분배기, 케이블 TV연결을 위한 CATV 분배기와 각종 신호선 및 DC 전력선들을 연결시켜 주기 위한 터미널 단자들 또는 코넥터(connector)를 포함하고, 홈 네트워크가 구축되어 따로 홈 게이트웨이(49)가 있는 경우에는 이를 내장하며 필요한 경우에는 로컬 부하관리 서버(31, 32)도 수용한다.
분전반(61)은 부하들에 전력을 공급하며, 메인피더(main feeder)에는 CT, PT, ZCT와 같이 전력을 모니터링 할 수 있는 센서류를 설치하고 각 분기피더에는 CT를 설치하며 부하관리를 위해 필요한 경우에는 추가적으로 ZCT, PT 및 원격으로 차단과 투입이 가능한 일반 또는 누전 차단기를 구비한다. 또한 분전반(61)의 각 분기 피더중 전등피더의 경우에는 로컬 개폐 스위치 외에도 로컬 부하관리 서버(31, 32)에서 조작할 수 있는 원격 개폐스위치를 설치한다. 이때 특히 넓게 개방된 사무실과 같은 환경에서는 전등과 사용자간의 위치 연관성을 높이기 위해 함께 점등되는 전등 그룹을 일렬이 아닌 2×2나 3×3과 같은 사각배열로 묶도록 한다. 전열 피더의 경우에도 각 콘센트에 원격 개폐스위치를 취부하며, 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 부하사용 상황을 판단하여 조작할 수 있도록 한다. 이들 개폐 스위치는 다목적 기능함(43)의 데이터 입출력 장치(45)를 통해 조작하거나 빌딩의 경우처럼 많은 수의 전등과 콘센트용 개폐 스위치를 설치할 필요가 있을 경우에는 각 개폐 스위치가 네트워크나 RS-485 통신 능력을 갖도록 하고 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 직접 연결하여 제어한다.
부하관리서비스를 제공하는 회사의 부하관리 서비스회사 서버(10)는 중앙 부하관리 서버(21)들과 네트워크로 연결되어 이들을 원격으로 기동하고 수용가의 지능자율 부하관리 시스템들이 정상적으로 운영되는지의 여부를 원격으로 감시하며, 이들이 자신들의 부하상황에서 부하관리제도와 전력요금체계의 내용에 따라 최적의 부하관리 전략을 수립하고 수행하는데 필요한 기본 정보를 수집하여 저장하고, 네트워크를 통해 이를 중앙 부하관리 서버(21)에 제공한다.
부하관리 서비스회사 서버(10)에는 기동과 동시에 주프로그램이 집행되면서 담당 태스크를 분담하여 처리하기 위하여 총괄 태스크관리 에이전트(11), 총괄 부하관리 전략수립 및 지원 에이전트(12), 수용가 부하관리 시스템 운영상황 총괄 모니터링 에이전트(13) 및 총괄 부하관리자 인터페이스 에이전트(14)와 같은 S/W 에어전트들이 생성되며 각각 다음과 같은 임무를 수행하게 된다.
먼저 총괄 태스크관리 에이전트(11)는 부하관리 서비스 회사 서버(10)내의 다른 에이전트를 생성하고 관리하며, 특정 수용가의 중앙 부하관리 서버(21)로부터 부하관리에 필요한 정보의 요청이 있을 경우에 해당 정보를 제공한다. 이후 각 중앙 부하관리 서버(21)의 정상작동 여부를 모니터링하며 중앙 부하관리 서버(21)들과 필요한 정보를 교환하는 임무를 수행한다.
총괄 부하관리 전략수립 및 지원 에이전트(12)는 전력회사의 부하관리제도 및 요금체계정보와 각 수용가의 부하정보들에 기초하여 각 중앙 부하관리 서버(21)들이 각자의 환경에서 가능한 한 최적의 부하관리 전략을 수립해 나아가기 위해 필요한 정보를 수집 및 관리하고 정보를 요청한 중앙 부하관리 서버(21)에 제공하며, 각 중앙 부하관리 서버(21)로부터 피드백을 받아 해당 지식과 정보를 업데이트하는 임무를 수행한다.
수용가 부하관리 시스템 운영상황 총괄 모니터링 에이전트(13)는 각 수용가 부하관리 시스템이 정상적으로 작동되고 있는지의 여부를 감시하는 임무를 수행한다. 하드웨어적 정상 작동 여부의 확인은 부하관리 시스템의 중앙 부하관리 서버(21) 및 로컬 부하관리 서버들(31, 32)이 모두 정상적으로 가동되고 있는지의 여부를 감시하여 이루어진다. 이를 위하여 각 중앙 부하관리 서버(21)내의 중앙 태스크 관리 에이전트(25)는 주기적으로 자신들이 담당하는 부하관리 시스템의 상태를 수용가 부하관리 시스템 운영상황 총괄 모니터링 에이전트(13)에 보고하게 된다. 소프트웨어적 정상 작동 여부의 확인은 각 부하관리 시스템이 행하는 부하관리의 내용이 해당 수용가의 부하사용 상황의 문맥(context)에 비추어 타당한 범위 내에 속하는지의 여부를 판단하여 이루어진다. 예를 들면, 수용가의 부하 특성과 규모에 비추어 과다 또는 과소한 부하관리를 수행한다고 판단될 경우에는 부하관리의 타당성 여부를 검토하게 된다. 부하관리 시스템이 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 비정상적인 작동을 할 경우에는 자체적으로 판단하여 원격 재부팅(rebooting)하거나 해당 수용가의 관리자에게 통보하고 필요한 정보를 업데이트하여 보다 타당한 부하관리 전략 수립이 가능하도록 하거나, 부하관리 서비스회사의 관리자에게 총괄 부하관리자 인터페이스 에이전트(14)를 통해 상황을 알려주어 필요한 조치를 취할 수 있도록 한다.
총괄 관리자 인터페이스 에이전트(14)는 부하관리 서비스 회사 서버(10)의 관리자와의 인터페이스를 제공하는 임무를 수행한다. 이를 위하여 각 수용가 지능자율 부하관리 시스템을 가동시키기 위해 필요한 정보를 관리자로부터 입력받기 위한 인터페이스를 제공하며, 각 수용가 지능자율 부하관리 시스템의 운영상황을 디스플레이하고 관리자의 지시나 질의를 입력받고 결과를 보고하기 위한 인터페이스를 마련한다.
전력회사의 계통 부하관리 서버(70)는 중앙 부하관리 서버(21) 및 부하관리 서비스회사 서버(10)와 네트워크로 연결되어 이들로부터의 부하관리 신청을 접수하거나, 부하관리 시장의 운영시에는 입찰을 받아 부하관리 약정을 한다. 또한 전력회사의 계통 부하관리 서버(70)는 전력 계통 운영상황에 기초하여 부하관리를 지시하며, 이행결과를 모니터링하고 정산하는 태스크를 수행한다. 이를 위하여 계통 부하관리 서버(70)는 부하관리 신청이나 입찰을 접수하고 결과를 알려주며, 부하관리 지시 및 정산을 하기 위한 네트워크 프로토콜을 정하여 공개한다.
계통 부하관리 서버(70)에도 다른 서버들과 마찬가지로 복수의 에이전트가 생성된다. 먼저 전력회사 태스크관리 에이전트(71)는 계통 부하관리 태스크의 진행을 담당하며 각 수용가 중앙 부하관리 서버들과 부하관리를 위한 정보를 교환하고 자체 서버내의 다른 에이전트들을 생성하고 관리한다. 계통 부하관리 에이전트(72)는 전력계통 운영상황과 순동예비율, 운영예비율 및 설비예비율에 기초하여 부하관리 계획을 수립하고 각 중앙 부하관리 서버(21)들로부터 올라오는 부하관리 참여 신청 또는 입찰을 관리하고, 각 중앙 부하관리 서버(21)들에게 요구할 부하관리 내용을 결정하거나 낙찰결과를 통보하며, 각 중앙 부하관리 서버(21)의 부하관리 진 행상황과 결과를 점검하여 이행 수준을 평가하고 인센티브 정산을 담당한다. 마지막으로 계통 부하관리자 인터페이스(73)는 계통 부하관리 운영자와의 인터페이스를 제공한다. 이러한 에이전트들은 전력회사의 계통 부하관리 운영 전략에 따라 증감될 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 제1실시예 및 제2실시예는 도 2에 도시된 바와 같은 부하관리 시스템에서 서로 네트워크로 연결된 서버들 내에 구비되어 부하관리가 효율적으로 수행되도록 한다. 또한 부하관리 시스템에 의한 부하관리는 1) 부하관리에 필요한 정보의 구성 및 수집, 2) 부하관리 시스템의 가동, 3) 불필요한 부하식별 및 수요예측 및 4) 실제 부하관리 수행의 네 단계로 구성된다. 이하에서는 부하관리 과정을 구성하는 각각의 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
첫째, 부하관리 시스템의 운영에 필요한 정보를 수집하고 구성하는 방법은 다음과 같다.
먼저 각 수용가의 부하관리 시스템이 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치에 의해 부하관리 태스크 수행을 시작할 수 있도록 부하관리 서비스를 제공하는 회사는 각 수용가를 위하여 다음과 같은 5개의 기본정보를 구성하여 부하관리 서비스회사 서버(10)에 저장하고 각 수용가 중앙 부하관리 서버(21)에 네트워크를 통해 제공한다. 다만, 이러한 기본정보의 분류는 명확한 설명을 위한 일 실시예일 뿐이며, 기본정보의 구성을 이와 달리하거나, 새로운 정보를 부가할 수도 있다. 구별의 편의를 위하여 각 기본정보들에 일련번호를 부여하기로 한다. 기본정보들에 속하는 세부정보들도 설명의 명확성을 위해 필요할 경우 상세 일련번호를 붙여 나가기로 한다.
부하관리 서비스회사 서버(10)에 저장되는 기본정보는 각 부하관리 시스템 자신의 구성 및 운영 정보인 부하관리시스템 구성 및 운영 정보(정보 1), 각 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 구성 및 운영 정보인 수배전시스템 구성 및 운영 정보(정보 2), 수배전 시스템에 연결되거나 연결 가능성이 있는 모든 부하에 관련된 기준 및 운영 정보인 전체 부하정보(정보 3), 수배전 시스템을 구성하는 모든 기자재들의 기준(reference) 및 운영 정보인 전체 기자재정보(정보 4) 및 부하관리 전략 수립에 필요한 정보를 포함하는 부하관리 전략수립 및 수행 지식정보(정보 5)로 구성된다. 이러한 정보들은 부하관리 시스템이 부하관리 태스크 수행을 위해 기본적으로 필요로 하는 정보이거나 또는 실제 부하관리를 수행해가면서 수집하고 구성해야 할 정보들의 기본 틀(Frame)을 제공하기 위한 것이다. 따라서 기본정보는 수용가 부하들로부터 수집되는 데이터를 기초로 계속하여 업데이트된다.
수집된 수용가 기본정보는 부하관리 서비스회사 서버(10)로부터 중앙 부하관리 서버(21)에 다운로드(download)되어 DB와 파일에 저장되며, 정보의 내용 중 각 로컬 부하관리 서버들(31, 32)이 필요로 하는 부분은 다시 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 다운로드되고, 그 후에는 부하관리 시스템의 운영 상황에 따라 계속적으로 양방향으로 업데이트되며 나아간다.
다시 중앙 부하관리 서버(21)로부터 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 다운 로드되는 로컬 기본정보는 5가지이며, 정보 1 내지 정보 5에 대응하여 각 로컬 부하관리 서버(31, 32) 이하의 부하 지능자율 관리 시스템의 구성 및 운영정보인 로컬 지능자율 부하관리 시스템 구성 및 운영 정보(정보 6), 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 관장하는 수배전반(51), 모터제어반(55) 및 분전반(61) 이하의 배전시스템 구성 및 운영 정보인 로컬 수배전시스템 구성 및 운영 정보(정보 7), 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 관장하는 수배전 시스템에 연결되어 있거나 연결 가능성이 있는 모든 부하관련 정보인 로컬 부하정보(정보 8), 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 관장하는 수배전 시스템을 구성하는 모든 기자재들의 기준(reference) 및 운영 정보인 로컬 기자재정보(정보 9) 및 각 로컬 부하관리 전략을 수립하고 부하관리를 수행하기 위해 필요한 지식을 포함하는 로컬 부하관리 전략수립 및 수행 지식정보(정보 10)로 구성된다.
정보 6 내지 정보 10은 해당 수용가 중앙 부하관리 서버(21)에 배포된 정보 1부터 정보 5까지의 전체 정보에서 해당 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 부하관리를 수행하는 로컬부하에 관련된 부분을 구분하여 추출한 정보로서 구별의 명확성을 위하여 필요할 경우 정보번호의 첫 숫자가 1 내지 5 및 6 내지 10까지의 각 정보 명 앞에 각각 전체 또는 로컬이라는 명칭을 부여하며 문맥상으로 명백한 경우에는 이를 생략하기로 한다.
각 정보는 데이터베이스(DB) 내에 각각 하나 이상의 테이블이나 텍스트 파일로 저장되고 추론을 위해 필요할 경우에는 각 에이전트들이 읽어 들여와 지식베이스(Knowledge-base : KB)화 한다. 각 테이블은 다시 하나 이상의 행(이하, 설명의 편의를 위하여 레코드(record) 또는 KB의 경우도 감안하여 '템플릿(template)'이라 칭하기로 한다)을 가지며 각 행은 다시 복수의 열(이하, 편의를 위하여 필드(field) 또는 템플릿의 경우도 감안하여 '속성(attribute)'이라 칭하기로 한다)을 가진다. 속성 수가 비슷하고 대부분의 속성명이 일치하는 레코드들은 레코드들의 종류나 이름을 나타내는 속성을 추가하여 동일한 테이블에 기록하며, 이 경우 특정 속성에 무관한 레코드는 해당 속성값을 무관 또는 N/A(Not Applicable)로 기록한다. 속성수의 차이가 많거나 속성명들이 대부분 틀린 레코드들은 새로운 테이블을 생성하여 수용한다. 특히 여러 레코드들이 반복되는 다수 동질의 속성명들을 가질 경우에 이들을 모아놓은 정보는 레코드를 행으로, 속성들을 열로 간주하여 매트릭스라는 표현을 사용한다.
이하 설명하는 각 정보에서 레코드가 가지는 속성명과 수는 기준값으로서 해당 수용가의 부하관리 관련 설비 상황과 부하관리 정책에서 이루고자 하는 정밀도의 수준에 따라 달라질 수 있다. 속성의 이름에 정보라는 명칭을 포함하는 경우는 다시 세분화된 속성으로 나타낼 필요가 있는 속성으로서 정보를 추적하는 데 편리한 키(key) 속성명을 하나 선택하여 남기고 같은 키 속성명을 포함하는 새로운 하위 테이블을 생성하여 해당 속성정보의 상세 내용을 기록하도록 하며, 상호 관련된 정보간에는 정보의 추적을 용이하도록 하기 위해 키 속성값에 하위 테이블명을 함께 포함할 수도 있다.
따라서 정보 간에는 상하관계(hierarchy)가 성립되며 최상위 정보는 앞의 10개 기본정보가 되고, 하나의 정보가 여러 정보에 동시에 소속될 수도 있다. 하위정 보를 설명할 경우에는 정보추적의 편의와 설명의 명확성을 위해 필요시 상위정보를 함께 나타내는 세부정보 번호를 부여하기로 하며, 편의상 세부정보 번호 앞에는 따로 정보라는 명칭을 붙이지 않기로 하고 세부정보들은 깊이 우선(depth first) 방식의 순서로 설명해 나가는 것을 원칙으로 한다. 동일한 세부정보명이 서로 다른 상위정보에 속해 있을 경우 내용이 같으면 반복설명을 생략하도록 한다.
설명의 명확성과 편의를 위하여 본 발명에서 정의하는 각 정보나 에이전트들은 가능한 한 정보의 내용이나 에이전트가 수행하는 태스크의 속성을 나타내는 상세한 명칭을 붙이도록 하며, 한 속성이 복수의 세부 속성으로 나뉠 경우 세부 속성 명들은 [ ]내에, 속성이 취할 수 있는 값의 예시는 { }로, 속성에 대한 부가 설명은 ( )를 사용하여 각각 나타내도록 한다.
먼저 수용가 기본정보 중에서 정보 1의 수용가 지능자율 부하관리 시스템 구성 및 운영 정보는 중앙 부하관리 서버 정보(1.1), 로컬 부하관리 서버 정보(1.2), 다목적 기능함 정보(1.3), 여타 설비관리 서버 정보(1.4)를 포함하며, 이들 각 정보는 각각 고유정보와 설치정보를 포함한다.
모든 고유정보는 해당 기자재의 종류, 기자재 고유번호, 기자재 설치번호와 기자재 사양정보를 포함하며, 이하 따로 구별할 필요가 있는 경우를 제외하고는 별도로 세부정보 번호를 부여하지 않는다.
여기서 기자재 고유번호는 기자재 구별의 편의를 위하여 번호 주체의 종류와 제작사를 나타내는 약어나 숫자와 일련번호로 구성되며, 기자재의 종류와 사양에 따라 주어지는 고유한 고정 번호이고, 기자재 설치번호는 기자재의 각 설치 경 우(case)마다 주어지는 번호이다. 이하 고유정보는 특별히 필요한 경우를 제외하고는 설명을 생략한다.
중앙 부하관리 서버 설치정보는 서버 설치번호, 서버 고유번호, 서버 이름, IP주소, 설치위치정보, 담당 로컬 부하관리 서버의 수, 담당 로컬 부하관리 서버 설치번호 세트 및 여타 설비관리 서버들과의 연동정보를 포함한다.
모든 설치위치정보는 설치위치의 명칭, 로컬 기준좌표 위치명, 로컬 기준좌표 원점의 절대좌표 및 설치위치의 상대좌표를 포함하며, 이하 따로 구별할 필요가 있는 경우를 제외하고는 설명을 생략한다. 여기서 설치위치의 명칭은 편리하다고 생각되는 수용가 내에서의 위치를 알 수 있는 명칭을 정하여 부여한다.
각 좌표는 3차원 직교 좌표 값을 의미하며, 수용가 전체 부지를 나타내는 평면도에서 최좌측 최하단 기준 지표면 점을 원점으로 하고 Y축의 양(+)방향을 정북에 일치시킨 수용가 전체 절대기준 좌표계와 수용가의 중앙 관제실 또는 편리하다고 여겨지는 지점에 Y축의 양(+)방향을 편리한 방향으로 정렬시킨 수용가 전체 기준좌표계를 설정하고 다시 필요에 따라 각 빌딩이나 아파트의 기준 지표면 상의 편리한 지점에 편리한 방향으로 정렬된 빌딩 기준좌표계 또는 아파트 기준좌표계를 설정하며 최종적으로 빌딩의 각 층이나 아파트의 각 세대의 편리한 지점에 편리한 방향으로 정렬된 최종 로컬 기준좌표계를 설정한다. 모든 좌표계들의 Z축은 수직으로 방향이 일치하고 좌표계간의 원점의 위치 이동과 X-Y축의 방향 전환(orientation)을 나타내기 위해 각 좌표계는 필요시 좌표 값을 바로 전단계 상위좌표계의 좌표 값으로 환산할 수 있는 4×4 좌표 변환 행렬(Coordinate Transform Matrix)을 갖는다.
로컬 기준좌표계는 통상 각 다목적 기능함(41, 42, 43)이 담당하는 빌딩 내 구역이나 아파트 각 세대의 편리한 지점을 원점으로 지정하고 Y축의 양(+)방향을 해당 층의 형태나 각 아파트 세대의 향을 고려하여 편리한 방향으로 설정한다. 각 부하와 부하사용자 위치, 부하사용양태관찰을 위해 설치한 센서들의 위치, 콘센트 개폐 스위치들의 위치 및 기타 부하관리를 위해 필요한 모든 위치정보는 로컬 기준좌표계의 좌표로 표시한다. 각 좌표의 정밀도는 부하관리를 위한 각 부하사용 상황을 정확히 판단하는데 필요한 수준의 분해능을 가지도록 한다.
위 좌표 변환 행렬의 1, 2 및 3열은 변환 후 좌표의 원점을 변환 전 좌표의 원점과 일치 시킬 경우 변환 후 좌표의 각 축방향 단위 벡터들의 변환 전 좌표계에서의 각 축방향 성분을 나타내고, 4열은 변환 후 좌표계의 원점의 변환 전 좌표계의 원점에 대한 각 축방향의 이동 거리를 나타낸다. 좌표 변환 행렬의 4행은 항상 [0 0 0 1]이 되고, 현 좌표[x y z]를 바로 전 좌표계의 좌표로 변환하기 위해서는 두 좌표계 사이의 좌표 변환 행렬에 [x y z 1]의 4×1 벡터를 곱해준다.
로컬 부하관리 서버 정보(1.2)는 각 중앙 부하관리서버(21)별로 구성되며 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)별로 고유정보와 설치정보를 포함하고, 설치정보는 설치번호, 고유번호, 소속 중앙 부하관리 서버 설치번호, 설치위치정보, 네트워크연결정보 및 담당 설비정보를 포함한다.
담당 설비정보는 담당 설비 종류{다목적 기능함(41, 42, 43), 모터제어반(55), 담당 센서, 담당 개폐스위치 등}, 담당 설비와의 연결방법 및 통신 프로토 콜 정보와 각 설비의 설치정보를 포함한다.
다목적 기능함 정보(1.3)는 다목적 기능함(41, 42, 43)별로 고유정보, 설치정보로 구성되고, 설치정보는 설치번호, 고유번호, 소속 로컬 부하관리 서버 설치번호, 설치위치정보, 별도의 감시 및 관리 서버를 갖지 않는 분전반 담당시는 담당 분전반 수 및 분전반 정보(1.3.1), 별도의 감시 및 관리 서버를 갖지 않는 모터제어반 담당시는 담당 모터제어반 수 및 모터제어반 정보(1.3.2), 별도의 감시 및 관리 서버를 갖지 않는 수배전반 담당시는 담당 수배전반 수 및 수배전반 정보(1.3.3), 데이터 입출력장치 정보(1.3.4), DC전원 공급 장치[전압, 용량], 홈 게이트웨이 포함 시는 홈 게이트웨이 정보[취급하는 입출력신호 정보, 게이트웨이의 IP, 프로토콜], 타 부하제어 장치 포함 시는 해당 부하제어 장치 정보 [취급하는 입출력신호 정보, 입출력 신호 연결 프로토콜 정보]를 포함한다.
분전반 정보(1.3.1)는 전체 기자재정보(정보 4)에도 동시에 소속되며 각 분전반별로 분전함 고유정보와 설치정보로 구성되고, 설치정보는 설치번호, 고유번호, 소속 다목적 기능함 설치번호, 설치위치정보, 분전반 분기피더 정보(1.3.1.1)를 포함한다.
분전반 분기피더 정보(1.3.1.1)는 각 분기피더별로 피더 고유정보, 설치정보로 구성되며, 설치정보는 각 피더 설치번호, 피더 고유번호, 소속 분전반 설치번호, 피더의 종류{전등, 동력, 전열, 에어컨}, 피더의 상 수, 단상의 경우 연결 상 명, 차단기 정보(1.3.1.1.1), 피더 경로정보(1.3.1.1.2), 전등피더의 경우 전등용 개폐스위치 정보(1.3.1.1.3), 전열피더의 경우 콘센트 정보(1.3.1.1.4)를 포함한 다.
차단기 정보(1.3.1.1.1)는 차단기별 고유정보와 설치정보로 구성되며, 차단기 설치정보는 차단기 설치번호, 차단기 고유번호, 보호계전기 정보[계전기 종류, 계전기별 세팅값, 동작특성 등], 원격개폐 가능 여부, 개폐조작신호 번호, 부하연결점 정보(1.3.1.1.1.1), 연결부하정보(1.3.1.1.1.2)를 포함한다.
부하 연결점 정보(1.3.1.1.1.1)는 각 차단기, 자동으로 제어되는 펌프나 팬용 모터들의 전자 개폐기, 전등용 개폐스위치, 콘센트용 개폐스위치의 부하단에 부여하며, 상하 연결 계층(hierarchy)관계에 따라 트리 자료구조(Tree Data Structure)를 형성하는 부하 연결점 번호, 부모 연결점 번호(복수의 수전점이나 비상전원에도 연결될 경우는 연결점 번호세트, 현재 부모 연결점 번호를 포함), 자식 연결점 번호 세트, 연결점 트리에서의 깊이(depth), 해당 차단기, 모터용 전자개폐기, 전등용 개폐스위치 또는 콘센트 및 콘센트용 개폐스위치의 설치 번호,부하연결점 센서 정보, 최하위의 잎사귀(Leaf) 부하연결점의 경우 부하 설치번호(고정부하의 경우) 또는 연결가능 부하 설치번호 세트(준고정 및 가변부하의 경우)를 포함한다.
본 발명에서는 설명의 명확성을 위하여 부하의 연결은 차단기, 개폐스위치, 콘센트를 통하여 부하가 연결이 되어있다는 의미이고, 실제 부하가 전력을 소비할 경우에는 ON 또는 가동으로, 꺼져 있을 경우는 OFF 또는 정지로 표기한다. 예를 들어 에어컨은 전용 콘센트에 항상 연결이 되어 있으나, 에어컨을 켤 때는 ON이 되고 끄면 OFF로 된다. 자동으로 ON-OFF되는 모터제어반의 모터들을 모터제어반내의 차 단기를 투입하면 연결되고, 실제 기동과 정지는 차단기 2차 측에 설치되어 각종 센서나 한계(limit) 스위치 값에 따라 작동되는 전자개폐기에 의해 가동 또는 정지된다.
부하연결점 센서정보는 부하연결점 전력센서 정보와 부하연결점 부하 사용상황관련 센서정보 및 실시간 취득 센서값 정보로 구성된다.
여기서 부하연결점 전력센서 정보는 피더의 전류(CT), 전압(PT), 누설전류(ZCT), 전력, 역률, 주파수와 같이 주로 피더가 공급하는 전력 관련 값들을 측정하기 위해 설치된 센서들에 관한 정보로서 각 센서들의 고유정보와 설치정보로 구성되며, 설치정보는 센서 설치번호, 센서 값과 관련된 부하 연결점 번호, 센서 설치 위치 좌표, 설치 위치명, 센서값 명칭 및 단위, 센서 값 기대치 범위, 센서 입력신호 취득 정보, 포트번호, 데이터 취득장치 설치번호, 데이터 취득 채널번호 및 센서 공급전원 번호를 포함한다.
센서 입력신호 취득정보는 센서 신호 취득 수단 {로컬 서버에의 직접입력, 데이터 취득 장치를 통한 입력, 중앙서버로부터의 취득, 여타 설비관리 서버를 통한 취득}, 로컬 서버와의 연결 수단 {RS-485, RS-232, USB, TCP/IP, MODBUS, LONWORK 등}, 취득주기를 포함한다.
다시 부하연결점 센서정보 내의 부하연결점 부하 사용상황관련 센서정보는 해당 부하연결점에 연결되는 부하의 사용 상황에 관한 정보를 수집하기 위해 부하 주변에 설치되는 움직임 감지, 온도, 열, 조도, 연기, 습도, 가스, 진동, 카메라, RFID 수신기와 같은 센서류에 관한 정보로서 센서 고유정보와 센서 설치정보로 구 성되며, 센서 설치정보는 부하연결점 전력 센서의 경우와 동일하다.
부하연결점 센서정보 내의 실시간 취득 센서값 정보는 시간 태그, 센서 설치번호, 데이터 취득 장치 설치번호, 채널 번호, 관련부하연결점 번호 세트, 실시간 입력 센서값을 포함하며, 데이터 수집 주기마다 시간 태그를 붙여 계속 누적하여 나아가고 일정 기간이 지나면 주기적으로 삭제한다. 여기서 관련부하연결점 번호 세트는 해당 센서 값과 직간접으로 관련이 되는 부하들을 연결하는 연결점들의 세트가 된다.
다시 차단기정보(1.3.1.1.1) 내의 연결부하 정보(1.3.1.1.1.2)는 연결부하 고유정보, 연결부하 설치정보로 구성되며, 연결부하 설치정보는 부하 연결점 번호, 부하 설치번호, 부하 고유번호, 부하 위치정보, 부하전류 기대치 범위, 실제 부하전류, 부하소비전력 기대치 범위, 실제 부하 소비전력, 기동전류특성 정보[기동전류 유무 여부, 기동전류 크기, 기동전류 지속시간], 고조파 성분 정보{고조파 성분 유무 여부, 차수별 성분 크기}, 부하 사용자 정보, 부하 관리자 정보, 네트워크 연결정보를 포함한다.
부하 사용자 정보는 부하 사용자의 수, 사용자의 ID 또는 ID 세트, 주 위치, 연락 전화번호, 차량번호, 출근시간, 퇴근시간, 부하사용 행태 정보, 기타 필요한 신상정보로서 신상정보의 상세 내용은 해당 회사나 기관의 관리정책이나 세대에 따라 개인의 프라이버시가 존중되는 범위 내에서 결정한다. 공용부하의 경우 사용자 ID는 공용(public)으로 한다. 또한 부하사용 행태 정보는 해당 사용자의 부하사용 빈도, 사용시간, 사용 후의 처리 습관 등에 관한 정보를 포함한다.
다시 연결부하 정보(1.3.1.1.1.2) 내의 부하 관리자 정보는 해당 부하의 관리자의 수, 관리자의 ID 또는 ID 세트, 연락 전화번호, 차량번호, 출근시간, 퇴근시간, 기타 필요한 신상정보로서 신상정보의 상세 내용은 해당 회사, 기관, 또는 세대의 관리정책에 따라 개인의 프라이버시가 존중되는 범위내에서 결정한다.
모든 네트워크 연결정보는 공유기 번호, IP 주소, MAC 주소, 연결 포트번호 등 해당 기기 또는 네트워크 통신 능력을 가진 부하의 네트워크 연결에 필요한 정보를 말하고 이하 설명을 생략한다.
다시 분전반 분기피더 정보(1.3.1.1)내의 피더 경로 정보(1.3.1.1.2)는 분전반의 차단기 이후부터 부하에 이르기까지의 연결 터미널 정보, 케이블 트레이 및 전선관 정보, pull-box 정보, 경로에 설치된 개폐스위치 및 전자 개폐기 정보, 주요경로 통과점 좌표, 피더길이를 포함한다.
연결 터미널 정보는 소속 터미널 열의 고유번호, 설치 번호, 연결 단자 번호를 포함하고, 케이블 트레이, 전선관 및 pull-box 정보는 각각 해당 고유 정보와 설치 정보를 포함한다.
다시 분전반 분기피더 정보(1.3.1.1) 내의 전등용 개폐스위치 정보 (1.3.1.1.3)는 전등용 개폐스위치 고유정보와 설치정보로 구성되며, 개폐스위치 설치정보는 개폐스위치 설치번호, 고유번호, 스위치 설치 위치정보,부하연결점 정보,전등용 개폐스위치 연결부하정보, 개폐 스위치로 조명 제어반 내에 설치되는 전자 개폐기를 조작할 경우에는 개폐조작신호 번호,전자 개폐기 정보를 포함한다.
위 전등용 개폐스위치 연결부하 정보는 부하 연결점 번호, 전등 고유정보와 전등 설치정보로 구성되며, 전등 설치정보는 각 전등 설치번호, 전등 고유번호, 담당 개폐 스위치 설치번호, 해당 개폐 스위치의 담당 등수, 각 전등부하 위치정보, 해당 스위치 연결 전등 전체 전류 기대치 범위, 실제 전류, 전체소비전력 기대치 범위, 실제 소비전력, 네트워크 연결정보를 포함한다.
다시 분전반 분기피더 정보(1.3.1.1) 내의 콘센트 정보(1.3.1.1.4)는 각 콘센트별로 콘센트 고유정보, 콘센트 설치정보를 포함하며, 콘센트 설치정보는 콘센트 설치번호, 콘센트 고유번호, 콘센트 설치 위치 정보, 원격 조작 개폐스위치 취부 여부, 개폐스위치 설치번호, 개폐스위치 고유번호, 개폐조작 신호번호, 부하연결점 정보, 콘센트 연결 및 연결가능 부하 정보를 포함한다.
콘센트 연결 및 연결가능 부하 정보는 연결 및 연결가능 부하 고유정보, 연결 및 연결가능 부하 설치정보로 구성되며, 설치정보는 부하 연결점 번호, 각 연결 및 연결가능 부하에 대하여 부하 설치번호, 고유 부하번호, 현재 연결 여부, 부하 위치정보, 부하전류 기대치 범위, 실제 부하전류, 부하소비전력 기대치 범위, 실제 부하 소비전력, 네트워크 연결정보를 포함한다.
다시 다목적 기능함 정보(1.3) 내의 모터제어반 정보(1.3.2)는 전체 기자재 정보에도 동시에 소속되며, 각 모터제어반 별로 모터제어반 고유정보와 설치정보로 구성되며 설치정보는 설치번호, 고유번호, 소속 다목적 기능함 설치번호, 설치 위치번호, 모터제어반 분기피더 정보(1.3.2.1)을 포함한다.
모터 제어반 분기피더 정보(1.3.2.1)는 각 분기피더별로 피더 고유정보, 설치정보로 구성되며, 설치정보는 각 피더 설치 번호, 피더 고유번호, 소속 모터제어 반 설치 번호, 연결 부하명, 피더의 상수, 단상의 경우 연결 상 명, 차단기 정보(1.3.2.1.1), 전자 개폐기 정보(1.3.2.1.2), 피더 경로정보(1.3.2.1.3)를 포함한다. 또한 차단기 정보(1.3.2.1.1)의 내용은 분전반 정보의 차단기 정보(1.3.1.1.1)와 동일하다.
전자개폐기 정보(1.3.2.1.2)는 모터 제어용 전자개폐기 고유정보와 설치정보로 구성되며, 전자개폐기 설치정보는 설치번호, 고유번호, 모터제어반 내 개폐스위치 설치 판넬 번호, 부하연결점 정보, 연결부하 정보, 개폐조작 신호정보를 포함한다. 여기서 개폐조작 신호정보는 개폐 스위치를 ON 시키는 센서의 설치번호, 세팅치, 개폐스위치를 OFF 시키는 센서의 설치번호, 세팅치, ON-OFF 조작 신호발생 설비 설치번호, 조작신호 번호를 포함한다. 또한 피더 경로 정보(1.3.2.1.3)의 내용은 분전반 분기피더 정보의 피더 경로 정보(1.3.1.1.2)와 동일하다.
다시 다목적 기능함 정보(1.3) 내의 수배전반 정보(1.3.3)는 전체 기자재정보에도 동시에 포함되며, 각 수배전반별로 수배전반 고유정보와 설치정보로 구성되고, 설치정보는 설치번호, 고유번호, 설치위치정보, 수배전반 공급피더 정보(1.3.3.1)를 포함한다.
수배전반 공급피더 정보(1.3.3.1)는 각 공급피더별로 피더 고유정보와 설치정보로 구성되며, 설치정보는 피더 설치번호, 피더 고유번호, 소속 분전반 설치번호, 피더 경로정보, 피더의 종류{동력, 분전반}, 차단기 정보(1.3.3.1.1)를 포함한다.
다시 다목적 기능함 정보(1.3) 내의 데이터 입출력장치 정보(1.3.4)는 데이 터 입출력장치 고유정보와 설치정보로 구성되며, 설치정보는 설치번호, 고유번호, 아날로그 및 디지털 데이터 입출력채널 정보(1.3.4.1), 실시간 취득 센서값 정보(1.3.4.2)로 구성된다. 아날로그 및 디지털 데이터 입출력 채널정보(1.3.4.1)는 채널 수, 입력채널별 연결 센서 설치번호, 출력채널별 부하 원격 차단 수단{차단기, 모터용 전자개폐기, 전등용 개폐스위치 또는 전자개폐기, 전자개폐기를 내장하는 콘센트용 개페스위치}의 설치번호, 채널별 센서 또는 조작 신호선 번호, 로컬 부하관리 서버와의 연결 프로토콜{RS-485, RS-232, USB, TCP/IP, Modbus, PLC, ZigBee(무선의 경우) 등}을 포함한다.
정보 2의 수용가 수배전시스템 구성 및 운영 정보는 전력회사와의 수전 인입 분기점부터 각 부하와 콘센트에 이르기까지의 수배전시스템을 구성하는 기자재들의 상호 연결 관계 및 운영상황을 나타내는 정보로서, 수배전 시스템 구성 기자재 정보(2.1)와 수배전 시스템 연결구성 및 운영정보(2.2)로 구성된다.
수배전 시스템 구성 기자재 정보(2.1)는 다시 기자재 고유정보와 기자재 설치정보로 구성되며, 여기서 기자재는 수배전시스템의 단선도(one line diagram) 상에 나타나는 MOF 이후의 모든 기기와 차단기, 전자개폐기, 개폐스위치, 피더, 계전기, 측정용 계기류 및 고정 연결된 부하와 콘센트들을 포함하고, 기자재 설치정보는 기자재 종류별로 설치번호, 고유번호, 설치위치정보를 포함한다.
수배전 시스템 연결구성 및 운영정보(2.2)는 수배전 시스템 구성 가상노드 정보(2.2.1) 및 수배전 시스템 디스플레이 정보(2.2.2)로 구성된다.
여기서 가상노드(Fictitious Node)는 기기들 간의 연결 관계를 명확히 하고, 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치와 같은 개폐기의 조작에 따른 하위 피더의 활선 상태 여부, 조작 신호에 따른 차단기 및 개폐기의 실제 동작 여부, 개폐기의 접점 위치와 실제의 피더전압과 전류의 일관성 여부 등의 논리적인 추적과 추론을 가능하게 하며, 지능적인 수배전시스템 운영 상황 디스플레이를 위하여 수배전 시스템의 단선도를 따라 가상으로 설정한 노드이다. 가상노드는 수배전 시스템 단선도 상에서 각 기기 및 피더의 연결점, 각 피더의 분기점, 단선도 상에서 각 피더가 꺾이는 점마다 가상으로 설정한다. 따라서 전체 수배전 시스템은 가상노드들의 연결 관계로 나타낼 수 있다.
수배전 시스템 구성 가상노드 정보(2.2.1)는 가상노드 번호, 노드 연결기기 및 부하 정보[연결기기(피더도 포함) 및 부하 수, 연결기기 및 부하별 설치번호, 연결기기 및 부하 종류], 연결된 가상노드 번호 세트, 부하가 연결시는 해당 부하 연결점 번호를 포함한다. 여기서 연결된 가상노드 번호 세트는 해당 가상노드에 연결된 기기들의 다른 쪽에 연결된 가상노드들의 번호로 구성된 세트를 말한다.
수배전 시스템 디스플레이 정보(2.2.2)는 관리자 및 사용자 인터페이스를 구성하기 위한 정보로서 단선도를 디스플레이하기 위한 심볼 정보[심볼이 나타내는 기기 명칭, 기기의 설치번호, 형태번호, 형태를 그리기 위한 프로그램 코드명 및 코드], 심볼 좌표[x, y], 심볼의 오리엔테이션{가로, 세로}, 운전상태 별 디스플레이 속성[개폐기의 경우 위치 표시, 색깔, 깜빡임 여부]을 포함한다.
정보 3의 전체 부하정보는 해당 수용가의 수배전시스템에 연결되어 있거나 연결될 가능성이 있는 수용가 부하의 종류와 특성 및 사용 또는 가동 상황과 관련 된 정보로서 각 수용가 부하별로 부하 고유정보와 부하 설치정보로 구성된다.
부하 고유정보는 부하 고유번호, 부하명, 부하 기술사양 정보를 포함하고, 부하 설치정보는 부하연결점 번호, 설치번호, 고유번호, 설치 위치정보, 실제 기대성능 정보(3.1), 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)와 부하 사용 누적실적정보(3.3), 부하 사용양태 정보(3.4), 부하관리 정보(3.5)를 포한함다.
부하의 실제 기대성능 정보(3.1)는 부하가 정상적으로 가동되거나 사용될 때 기대되는 부하 특성 정보로서 부하 사용모드별 기대성능 정보[모드명칭, 소비전력, 부하전류], 예상 기동특성[기동전류 범위, 기동시간 범위, 부하전류 고조파 성분 정보(고조파 별 크기 범위), 역률]를 포함한다.
부하 상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)는 총 부하사용 실적 누적일수, 일평균 부하 가동 또는 사용 회수, 불필요부하 차단회수, 부하별 매회 평균 사용시간, 단위시간별 부하상황 정보(3.2.1)를 포함한다. 부하상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)는 매일 날짜가 바뀌는 동안에도 부하관리의 연속성을 유지하기 위해 당일과 익일의 2일분 정보를 유지 관리하며 나아간다.
단위시간별 부하상황 정보(3.2.1)는 부하관리 단위시간 마다 해당되는 데이터 값을 기록해 나가기 위한 정보로서 부하사용 누적 실적 정보(3.3)와 함께 후술될 부하 사용양태 관찰 에이전트(37)의 태스크 수행 설명과정에서 그 구성내용과 속성 값들의 산정 방법에 대하여 다시 상세히 설명하기로 한다.
부하 사용양태 정보(3.4)는 부하 연결 및 ON-OFF 정보(3.4.1), 부하 사용 환경 정보(3.4.2) 및 부하 사용 행태 정보(3.4.3)를 포함한다.
부하 연결 및 ON-OFF 정보(3.4.1)는 부하 연결방법{차단기 연결, 전자개폐기 연결, 개폐스위치 연결, 콘센트 준 고정 연결, 콘센트 가변 연결}, 부하 ON-OFF 수단 정보[차단기, 전자개폐기, 전등용 전자 개폐기, 콘센트용 개폐스위치, 부하에 취부된 ON-OFF 스위치, 리모컨] 자동 및 수동 여부 {자동, 수동, 자동 및 수동}, 운전모드 정보[모드 유무 여부, 모드 수, 모드 전환 방법{자동, 수동}, 모드 명, 모드별 소비전력, 모드별 부하전류], 현재 ON-OFF 상태 여부를 포함한다.
부하 사용 환경 정보(3.4.2)는 부하의 연결, ON, 사용, OFF 및 차단에 사람의 개입 필요성 여부, 부하 조작 또는 사용 영향권 내의 움직임 여부, 전형적인 부하사용 주변 온도 범위, 부하사용 주변 조도 범위, 습도 범위, 부하위치 명칭(사무실의 경우 열린 공간(open space), 중역실, 회의실, 복도, 엘리베이터 앞, 중앙현관 등, 아파트의 경우 현관, 거실, 주방, 침실1, 침실2, 욕실 등)과 같은 부하 사용시 통상적으로 기대되거나 예상되는 주변 환경에 관련된 정보를 포함한다.
부하 사용 행태 정보(3.4.3)는 전형적인 부하 사용 시간대, 부하 사용자의 수, 사용자의 출퇴근 또는 등하교 시간 및 사용시간과의 관계, 날씨와의 상관성 여부, 요일 및 공휴일 관련성 유무 여부, 자동으로 ON-OFF되는 부하의 경우에는 매 ON 시 마다 평균 가동시간, 매 OFF시마다 평균 정지시간, 가동시간 표준편차, 최근 ON 시간 및 수동 ON 또는 자동 ON 여부, 최근 OFF 시간 및 수동 OFF 또는 자동 OFF 여부와 같은 해당 부하 사용에 통상적으로 기대되거나 예상되는 사용 행태와 관련된 정보를 포함한다.
부하관리 정보(3.5)는 부하관리가 가능한 부하들에 관한 정보와 실제 부하관 리 수행 상황에 관한 정보로서 전체 관리가능타입별 부하테이블(3.5.1)과 전체 부하관리테이블(3.5.2)을 포함하며, 전체 부하관리 테이블에 대해서는 뒤의 실제 부하관리를 수행하는 방법에서 설명하기로 한다.
전체 관리가능타입별 부하테이블(3.5.1)은 현재 사용중이거나 가동중인 모든 부하에 대하여 부하연결점 번호, 관리가능 부하타입, 부하 고유번호, 부하 설치번호, 현 부하전력, 현 부하 사용 또는 가동 세션(session)에서의 현재까지 사용시간, 지금 수동 OFF 시 자동으로 ON 되기까지의 추정 시간, 그룹별 부하율 관리 가능 여부, 사용시간대 천이(time shift) 가능 시간을 포함하는 속성들을 모아서 구성한 테이블이다.
관리가능 부하타입은 각 부하에 대하여 부하관리 가능여부와 적용할 수 있는 관리 수단 및 시간 정보를 나타낸다. 부하관리를 위해 부하에 적용할 수 있는 수단은 기본적으로 (1) 불필요 부하 차단, (2) 사용시간대의 이동, (3) 사용시간의 분할, (4) 부하 간 사용시간 조정(부하율 조정), (5) 사용시간 단축, (6) 사용시간 제한, (7) 자가 발전, 그리고 (8) (2)부터 (7)까지 수단의 조합의 8가지 종류로 분류된다.
부하관리에 적용할 수 있는 관리수단은 같은 부하에 대해서도 현재 사용중일 경우와 아직 사용하지 않고 있을 경우에 따라 달라질 수 있다. 각 부하연결점에 고정 또는 가변으로 연결되는 모든 부하는 로컬 부하관리 서버(31, 32)의 관리가능유형별 부하그룹형성부(170)의 기능을 수행하는 로컬 부하사용양태관찰 에이전트(37)에 의해 그 사용양태와 위에 열거한 부하관리수단을 고려하여 복수의 관리가능 부 하타입으로 분류된다. 부하타입 분류의 일 예로는 다음과 같이 6가지의 관리가능 부하타입으로 분류되는 경우를 들 수 있다.
Type A(불필요 부하): 사용자가 직접 사용해야 하는 부하 중 통상적인 시간 간격 이상 사용자가 사용하지 않거나 현재 부하위치를 떠난 것으로 확인 또는 추정되며, 일정시간 이상 돌아오지 않을 것으로 판단되는 부하, 사용시간이 통상적인 사용시간보다 예외적으로 길거나 부하사용자 또는 관리자가 OFF하는 것을 잊어버렸다고 판단되는 부하 및 OFF해도 일정수준 이상의 대기 전력을 계속 소비하는 부하(상기 조건이 만족되는 전등 부하, 전동기, 에어컨, 일반 컴퓨터 및 주변기기, 보일러, 전열기, 다리미, 등).
Type B(사용시간대의 이동이 비교적 자유로운 부하): 사용자의 큰 불편 없이 또는 생산성이나 기능에 별 영향 없이 비교적 긴 시간 사용 또는 가동시간대의 이동이 가능한 부하(축냉 또는 축열 설비, 대용량 저장 탱크의 급배수 펌프 등).
Type C(단시간 즉시 차단 가능 부하): 주로 자동으로 ON-OFF 되고 사용자가 그 차단을 인지하지 못하거나 불편을 느끼지 않으며 자동 세팅 범위 내에서의 수분 내지 수십분 정도의 차단 내지 사용시간의 천이(shift)가 사용상 또는 생산성이나 기능에 별 영향을 미치지 않는 부하(각종 급배수 펌프, 공조 및 일반 급배기팬(fan), 냉장고, 냉동고, 전기온수기, 에어컴프레서 등).
Type D(단시간 차단시간 조정 가능 부하): 자동으로 ON-OFF 될 수 있고 동종 다수의 부하 그룹을 형성할 수 있는 부하들로서 부하들 간에 사용시간의 천이를 통한 부하율의 조정이 가능하며 자동 세팅 범위 내에서의 ON-OFF에 대하여 사용자가 크게 불편을 느끼지 않고 생산성 또는 기능에도 별 영향을 미치지 않는 부하(패키지 에어컨, 소형 전열기, 소형 환풍기 등).
Type E(사용시간대의 이동이 가능하나 이동에 사용자의 허가나 동의가 필요한 부하): 사용자가 현재 의도적으로 사용하고 있고 차단시 사용자가 불편을 느끼거나 생산성이 저하될 수 있고 따라서 차단시각과 차단상태 지속 시간에 사용자 또는 설비관리자의 동의를 얻는 것이 바람직한 부하(예: 사용 중인 다리미, 전열기, 청소기, 세탁기, 설비 관리자가 특정 이유로 인해 의도적으로 ON시킨 동력부하 등)
Type F(부하관리 제외 부하): 차단 시 사용자가 크게 불편을 느끼거나 생산성이 저하되고 사실상 사용 중 차단이 어려운 부하(예: 사용중인 엘리베이터, 전등, 컴퓨터 및 주변기기, 복사기, 헤어드라이어, 전기오븐, 사용중인 기계류, 사용중 차단이 금지되는 각종 비상용(emergency) 부하, 24시간 연속 가동이 필요한 부하 등).
이와 같은 관리가능 부하타입은 부하마다 그 전형적인 사용 패턴에 따라 미리 정해진 기정값(default value)인 기준 관리가능 부하타입값 및 현재의 부하 사용양태에 따라 주어지는 현재 관리가능 부하타입값을 가진다.
Type A의 불필요부하는 실시간 운전시 현재 관리가능 부하타입에만 기록될 수 있는 타입으로서, 이의 판별을 위하여 부하사용 양태정보(3.4)를 활용한다. 또한 Type C의 단시간 즉시 차단 가능 부하는 주로 자동으로 ON-OFF 되는 부하로서, 일단 자동으로 ON되어 일정시간 가동하면 비록 자동으로 OFF되기 이전이라도 부하관리를 위해 수동으로 OFF시킬 경우 기능상 별 문제가 없는 부하로서 다시 자동으 로 ON되기까지는 가동한 만큼에 상당하는 시간적 여유가 있는 부하를 말한다.
전체 부하정보(정보 3) 중 앞의 정보 1과 정도 22에서도 같은 부하 고유번호를 가지는 부하가 포함될 경우에는 동일한 속성값은 모두 일치한다.
정보 4의 전체 기자재정보는 해당 수용가의 수배전시스템을 구성하는 기자재들에 관련된 정보로서 각 기자재 종류별로 기자재 고유정보와 설치정보로 구성된다. 본 정보 중의 기자재가 앞에서 설명한 정보 1 부터 정보 3 까지에도 포함될 경우에는 고유정보와 설치정보의 동일한 속성 값은 모두 일치한다. 여기서 기자재 고유정보는 기자재 고유번호, 기자재명 및 기자재 기술사양 정보를 포함하고, 기자재 설치정보는 기자재 설치번호, 고유번호 및 설치 위치정보를 포함한다.
정보 5의 부하관리 전략수립 및 수행 지식정보는 부하관리 시스템이 부하관리 전략을 수립하고 실제 부하관리를 수행해 나가기 위해 필요한 지식과 정보이다. 구체적으로 정보 5는 불필요 부하의 판별방법, 부하 사용자 정보, 건축물 주요사양 정보, 전력요금체계와 부하관리제도 정보, 수용가의 계약 용량, 부하설비 용량, 월별 예상 최대 수요전력 정보, 예상 부하율, 예상 수용율, 각 로컬서버가 관장하는 분전반 및 수배전반별 실시간 부하 상황 수집 방법, 부하관리가 가능한 부하를 판별하는 방법, 이러한 방법으로 각 로컬서버에서 수집하는 정보들을 취합하여 수요를 예측하고 부하관리가 가능한 부하의 규모와 시간 또는 시기를 산정하는 방법, 상기 정보와 방법들을 활용하여 전력요금을 최대한 절약하고 인센티브 수혜 규모를 가능한 한 증대시키기 위한 부하관리 전략을 수립하는데 필요한 지식, 전력회사가 제시하는 전력회사 서버와의 정보교환 프로토콜에 따라 특정 부하관리에의 참여 의 사를 표시하고 전력회사서버의 부하관리 지시를 수령하고 해득(parsing)하기 위해 필요한 지식, 전력회사가 지정 또는 권장하는 전용 통신기기를 경유할 경우에는 해당기기와의 통신 프로토콜 정보, 부하관리 약정결과 또는 자체 부하관리 계획을 이행하고 결과를 검토하며 A 및 C 타입의 부하관리 시스템의 경우에는 각 로컬서버별로 부하관리에의 기여도를 산정하는 방법, 이행결과에 따라 전력회사와의 정산을 수행하고 정산결과 얻어지는 인센티브를 각 사용자의 참여도를 반영하여 공정하게 분배하기 위한 지식, 부하관리 시장 운영시는 입찰에 참여하고 낙찰을 받기 위해 필요한 지식과 정보를 포함한다.
정보 5에 포함되는 정보들 중에서 부하사용자 정보에 관하여 부하관리 시스템 A형 및 C형의 경우 각 세대의 가족에 관련된 정보는 주로 해당 로컬서버에만 저장하며, B형의 경우는 저장되는 부하사용자 정보에 근무자의 ID와 근무 위치정보를 포함하고, 정보의 상세수준은 해당 수용가에서 시행하려는 부하관리의 정밀도과 인력관리 방침에 따라 조정한다. 또한 건축물 주요사양 정보는 아파트의 경우 전체 층수, 해당 세대의 층, 향, 구조, 평형, 실 평수, 냉난방 방식 등의 정보를 포함하고, 빌딩의 경우 전체 층수, 층별 평수, 층별 전등 수, 층별 콘센트 수, 향, 층별 구조, 냉난방 방식 등의 정보를 포함한다.
지식을 형성하기 위한 정보는 DB나 텍스트파일의 형태로 저장되고 해당 지식을 활용할 에이전트가 필요시 읽어 들여와 지식베이스를 구성하고 추론에 활용한다. 특히 규칙(Rule)의 형태로 나타내는 지식은 가능한 한 자연어에 가까운 표현을 사용하기 위하여 의미원소(Semantic Primitive)를 활용한다. 의미원소는 본 발명에 서 제안하는 부하관리 방법을 수행하기 위해 필요한 지식과 정보들을 편리하게 정의하며 표현하기 위하여 사용하는 용어들로서 각각 독립된 S/W 함수(function) 또는 부속 프로그램(subroutine)으로 구현된다. 규칙을 사용한 추론은 기본적으로 전방위 추론(Forward Chaining)과 역방위 추론(Backward Chaining)을 함께 사용하며, 보다 정확한 부하관리를 위하여 상황 발생 시간의 전후 관계와 부하 주변상황을 고려하는 시간적 및 공간적 추론(Temporal and Spatial Reasoning)을 수행한다.
우리나라의 경우 부하관리를 위해 현재 용도별, 계절별, 부하 사용 시간대별 구분 요금제, 전력요금 누진제, 최대수요전력 요금제, 심야전력 요금제를 적용하고 있다. 또한 전력 회사와 약정하여 시행하는 부하관리의 경우 휴가보수, 자율절전, 직접제어, 비상절전으로 구분하고 직접제어는 다시 전일 예고, 당일 예고, 긴급제어로 나누어 구체적인 관리 내용과 조건들을 정의하고 있으며, 부하관리 필요의 긴박성에 따라 그 인센티브 지원규모를 달리하고 있다. 이러한 요금체계와 부하관리제도에 관련된 지식들은 규칙(rule)과 규칙의 집행을 편리하게 지원하기 위한 사실(fact)들의 형태로 표현하며 에이전트들이 추론을 통해 실시간으로 부하관리 전략을 수립하는 데에 활용한다.
이상의 모든 정보는 일차적으로 부하관리서비스회사 서버(10)에서 총괄 부하관리자 인터페이스 에이전트(14)를 통해 전문 관리자가 수집하여 입력하고, 그 이후에는 실제 각 수용가 부하관리 시스템이 운영되면서 해당 부하관리 시스템으로부터 직접 수집하여 수동 및 자동으로 업데이트한다. 실제 부하 사용 및 사용 환경과 관련된 정보들은 현장에 설치된 각종 센서들 및 개폐기들의 조작 신호로부터 수집 하며, 필요시 여타 설비 시스템, 예들 들면 주차 관제, 출입관리, 공조 설비, 모터제어반, 조명제어 설비 등의 설비관리 시스템을 통해 수집할 수도 있다.
구체적인 수집 방법을 살펴보면, 먼저 정보 1의 수용가 부하 지능자율관리 시스템 구성정보는 주로 각 수용가의 부하 지능자율관리 시스템의 구성도, 설치 도면 및 설비 사양과 여타 설비 시스템들의 구성도와 정보 교환 프로토콜 정보를 활용하여 수집한다. 정보 2의 수용가 수배전시스템 구성정보는 주로 각 수용가의 수배전시스템 단선도를 포함한 설계도면 및 설계 기기 사양을 활용하여 구성한다.
정보 3의 전체 부하 정보는 전체 전력 부하에 관련된 정보를 지속적으로 수집하고 업데이트하며, 종류별로 DB를 구축하여 구성한 부하관리 서비스 회사의 DB에서 해당 수용가에 설치 및 연결되었거나 연결될 가능성이 있는 부하들과 관련된 정보를 추출하여 구성하고 실제 부하관리 시스템을 운영해 가면서 각 수용가의 부하설치 및 운영상황과 관련된 정보들을 축적하며 업데이트해 나아간다.
정보 4의 전체 기자재 정보는 부하관리와 관련되는 수용가의 모든 설비들을 구성하는 전체 전력 기자재 정보를 지속적으로 수집하고 업데이트하며 기기 종류별로 구축한 부하관리 서비스 회사의 DB에서 특정 수용가에 설치되는 기자재 정보를 추출하여 실제 수용가 설치상황과 관련된 기자재 정보를 반영하여 수용가별로 수집하고 업데이트해 나아간다.
정보 5의 부하관리전략 수립지식 정보는 전력회사의 요금체계 정보, 부하관리 지원제도 정보, 정보 1 내지 4의 각 기기와 부하 및 건축물의 주요사양정보, 부하 사용자 및 관리자들의 인적 정보 및 행동 패턴 정보[출퇴근 정보, 부하사용 습 관정보 등], 부하관리 서비스 전문가의 전력 및 본 발명에서 제시하는 부하관리 시스템 관련 전문지식을 활용하여 수집 구성한다.
정보의 수집과정에서 사전에 정보가 없는 경우에는 실제 부하관리 시스템을 운영해 가면서 해당 정보를 활용하는 에이전트들이 관찰을 통하여 학습하고 수집하며, 필요할 경우 부하관리자나 사용자에게 문의하여 수집하고 수집된 값은 다시 부하관리서비스회사 서버(10)에 보고하여 기본정보를 업데이트를 해 나가도록 한다.
둘째, 앞에서 설명한 바와 같이 모든 정보가 수집되고, 이를 바탕으로 부하관리를 수행하기 위해 도 2의 부하관리 시스템을 가동시키는 방법은 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5d는 부하관리 시스템이 가동되는 과정을 도시한 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 중앙 부하관리 서버(21) 및 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 가동되어 앞에서 설명하였던 각종 에이전트가 생성되는 과정을 상세하게 설명한다.
가장 먼저 가동되는 것은 중앙 부하관리 서버(21)이다(S511). 그에 의해 먼저 DB 프로그램이 실행되고(S512), 중앙 부하관리 서버(21)의 메인 프로그램이 집행되면서(S513) 중앙 태스크관리 에이전트(25)가 생성된다(S514).
중앙 태스크관리 에이전트(25)는 독자적으로 태스크를 수행해 나가는데, 먼저 추론기관을 가동시키고(S517), 지식베이스를 구성한 후(S518) 로컬 부하관리 서버(31, 32), 부하관리와 관련되는 여타 설비관리 서버, 부하관리 서비스 회사 서버(10) 및 전력회사 부하관리 서버(70)들과의 네트워크를 통한 정보교환을 위해 서버와 클라이언트 소켓을 생성한다(S519). 다음으로 부하관리 서비스를 제공하는 부 하관리서비스회사 서버(10)에 저장되어 있는 정보 1 내지 정보 5의 기본정보를 요청하고, 이를 DB 및 텍스트파일로 다운로드(download)받는다(S520). 이어서 전력회사의 계통 부하관리 서버(70) 또는 전력회사에서 설치한 기준 전력량계와의 통신을 통해 현재 시각을 전력회사의 부하관리 기준 시각과 동기화한다. 이후 중앙 부하관리 에이전트(26), 전체 부하상황 모니터링 에이전트(27) 및 중앙 관리자 인터페이스 에이전트(28)를 쓰레드(thread) 또는 프로세스(process)로 생성하여 각 에이전트들이 독자적으로 담당한 태스크를 수행할 수 있도록 한다(S521 내지 S523). 각 에이전트들은 중앙 태스크 관리 에이전트(25)와 마찬가지로 각자 시작과 동시에 자신이 담당한 태스크를 지능적으로 수행하기 위해 자신의 추론기관(Inference Engine)을 가동시키고, DB와 텍스트 파일로부터 필요한 정보를 읽어들여 추론을 위한 지식베이스(Knowledge-base)를 구성한다.
중앙 태스크 관리 에이전트(25)는 계속해서 하위의 모든 로컬 부하관리 서버들(31, 32)을 네트워크로 원격 기동하고(S524), 이들로부터 필요한 정보의 다운로드 요청이 전송되는지 여부를 기초로 이들의 정상작동 여부를 점검한다. 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 정상으로 작동이 되지 않았으면 원격에서 재부팅하고 계속해서 문제가 해결되지 않으면 중앙 관리자 인터페이스 에이전트(28)를 통해 경보와 함께 모니터 화면에 메시지를 나타내고, 응답이 없을 경우에는 등록된 관리자 연락순위에 따라 순차적으로 핸드폰 또는 PDA를 통해 알리며 최종적으로는 전문지식을 가진 관리자가 상주하며 관리하는 부하관리 서비스회사의 서버(10)의 관리자에게 알려 문제를 해결하도록 한다.
중앙 태스크관리 에이전트(25)는 각 로컬 부하관리 서버들(31, 32)로부터 로컬 부하관리 태스크 수행에 필요한 정보의 제공을 요청받으면 이들이 정상으로 기동된 것을 확인할 수 있으며, 해당 정보를 이들에게 다운로드한다(S525). 이후 다른 에이전트나 서버들로부터 메시지가 도착할 때까지 대기(wait)상태로 들어간다(S526). 새로운 메시지가 도착하면 메시지 내용을 파싱(parsing)하여 필요한 태스크를 수행한 후(S527, S528), 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 정상적으로 작동되고 있는지의 여부를 점검하고(S529) 다시 대기상태로 들어가는 루프(loop)를 반복한다.
또한 중앙 부하관리 서버(21)는 필요시 다른 서버들로부터 요청 또는 지시에 관한 메시지가 전송되는지 여부를 판단하여(S515) 메시지가 전송되면 이를 해당 에이전트에 전달한다(S516).
로컬 부하관리 서버(31, 32)들은 중앙 부하관리 서버(21)에 의해 원격 기동되는 대로 부하관리를 위한 DB 프로그램 등의 시작 프로그램들을 실행하며(S530), 이때 로컬 부하관리 서버 메인 프로그램이 집행되면서(S531) 로컬 태스크관리 에이전트(35)가 생성된다(S532). 생성된 로컬 태스크관리 에이전트(35)는 추론기관을 가동시키고(S535), 기본 지식베이스를 구성한 후(S536) 중앙 부하관리 서버(21) 및 연동이 필요한 여타 설비관리 서버들과의 네트워크를 통한 정보교환을 위한 서버 및 클라이언트 소켓을 열고(S537), 중앙 부하관리 서버(21)에 로컬 부하관리 태스크 수행에 필요한 5개 기본 정보, 즉 정보 1 내지 정보 5로부터 추출된 정보 6 내지 정보 10을 요청하여 제공받는다(S538). 한편, 로컬 부하관리 서버(31, 32)는 로 컬 태스크관리 에이전트(35) 및 그에 의하여 생성되는 다른 에이전트들이 수행할 태스크에 관한 메시지가 다른 서버로부터 전송되면(S533), 메시지를 해당 에이전트에 전달한다(S534).
로컬 태스크관리 에이전트(35)는 계속해서 자신이 속한 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 관장하는 다목적 기능함(41, 42, 43) 내의 데이터 입출력 장치(45)를 원격 기동한다(S539). 특히 모터제어반(55)이나 여타 설비를 직접 담당할 경우에는 해당 설비나 설비관리 서버와의 정보교환을 위한 통신 채널을 구축하며, 이들의 정상 작동 여부를 점검하고 정상으로 작동이 되지 않으면 중앙 부하관리 서버(21)에 보고하여 문제를 해결하도록 한다. 또한 별도의 데이터 입출력 장치(45)를 거치지 않고 RS-485 통신, 무선 통신, 이더넷(Ethernet) 등을 통해 로컬서버에 직접 입출력되는 센서 데이터와 스위치 조작 신호들이 있을 경우에는 이를 취급하는 기본 통신 프로그램들을 구동한다.
이후 로컬 태스크관리 에이전트(35)는 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36), 로컬 부하 사용양태관찰 에이전트(37), 로컬 부하관리 에이전트(38) 및 로컬 사용자 인터페이스 에이전트(39)를 생성하여 각자 담당한 태스크를 수행해 나갈 수 있도록 한다(S540 내지 S543). 각 에이전트들은 각자 시작과 동시에 자신이 담당한 태스크를 지능적으로 수행하기 위해 자신의 추론기관을 가동시키고, DB와 텍스트 파일에서 필요한 정보를 읽어 들여 추론을 위한 지식베이스를 구성한다. 다음으로 로컬 태스크관리 에이전트(35)는 다른 서버나 자체 서버내의 다른 에이전트들로부터 메시지가 도착할 때까지 대기한다(S544). 새로운 메시지가 도착하면 임무를 재개하며(S545), 메시지 내용을 파싱하여 파악하고 필요한 태스크를 수행한다(S546). 태스크 수행 후에는 자신이 속한 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 관장하는 데이터 입출력 장치(45) 및 통신채널들의 정상작동 여부를 점검하여 문제가 있을 경우 이를 처리하고(S547), 다시 대기상태로 들어가는 루프를 반복한다.
로컬 태스크관리 에이전트(35)가 중앙 부하관리 서버(21)에 요청하는 로컬 부하관리 태스크 수행에 필요한 5개 기본정보는 앞에서 설명한 대로 로컬 지능자율 부하관리 시스템 구성 및 운영정보(정보 6), 로컬 수배전시스템 구성 및 운영정보(정보 7), 로컬 부하정보(정보 8), 로컬 기자재정보(정보 9)와 로컬 부하관리 전략수립 및 수행 지식정보(정보 10)를 포함한다.
로컬 태스크관리 에이전트(35)에 의해 생성되는 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)는 자신이 속한 로컬서버에 연결되어 있는 다목적 기능함(41, 42, 43)들의 데이터입출력 장치(45) 및 게이트웨이 장비(48)들을 통해 각종 데이터 입출력임무를 수행하는 독립적인 프로그램을 집행시켜 데이터 수집을 시작한다. 데이터의 입출력은 별도의 데이터 입출력 장치를 통하는 외에도 RS-485나 RS-232, USB 또는 TCP/IP 포트 등을 사용하여 직접 수행할 수도 있다. 수집 데이터 중 주기적으로 취득하는 데이터의 취득 주기는 데이터의 종류와 상황의 긴급성에 따라 조정하며, 동일한 스캐닝 주기로 취득하는 데이터 그룹별로 시간 태그(time tag)를 붙여 로컬 실시간 취득 센서값 테이블(6.3.4.2)에 연속적으로 저장해 나아간다.
셋째, 수용가의 부하 연결 및 사용 또는 가동 상황을 파악하여 불필요한 부하를 식별하고 수요를 예측하는 방법은 다음과 같다.
불필요한 부하식별 및 수요 예측은 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치의 전체 부하상황 감시 및 수요예측부(120)와 로컬 부하상황감시 및 수요예측부(160)에 의해 수행된다.
로컬 부하관리 서버(31, 32)의 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)는 피더 전류 중 변화하는 전류가 있으면 로컬 실시간 취득 센서값 테이블(6.3.4.2)에서 해당 센서 설치번호, 연관 부하 연결점 번호 세트 및 센서값을 가져온다. 다음으로 부하 연결점 번호를 이용하여 해당 부하연결점에 연결되는 부하의 로컬부하 정보(정보 8) 내의 부하 설치정보 중 실제 기대성능 정보(8.1), 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2), 부하사용 누적실적 정보(8.3), 부하사용양태 정보(8.4) 및 부하관리 정보(8.5)를 이용하여 변화되는 센서 값과 관련된 부하의 변동 상황을 추론하여 이를 로컬 부하사용양태 관찰 에이전트(37)에게 알려줌으로써 로컬 부하정보를 업데이트할 수 있도록 한다.
시간이 경과하면서 실시간으로 변해가는 부하 상황의 기록과 부하사용 또는 가동 실적의 축적, 수요예측 및 부하관리 태스크를 효과적으로 수행하기 위하여 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)는 단위시간별 부하 상황 실적 및 예측 시간 백분율 정보(8.2.1)와 단위시간별 실사용 및 수요예측 전력량 정보(8.2.2)의 세부정보로 구성된다. 이러한 세부정보는 하루를 일정한 단위시간 길이로 나눈 수만큼의 열에 해당하는 속성을 가지며, 매 단위시간의 시작시간이 속성명이 된다. 예를 들면 5분단위로 부하실적을 관리할 경우 일별로 12×24 = 288개의 속성수를 가지게 되고, 이때 속성명은 해당 단위 시간의 시작시간인 0:00, 0:05, 0:10 ...... 23:50, 23:55가 된다. 단위시간의 길이는 부하관리에 필요한 시간 정밀도를 고려하여 부분 또는 전체적으로 조정할 수 있다.
세부정보 중에서 단위시간별 부하 상황 실적 및 예측시간 백분율 정보(8.2.1)의 각 속성값은 해당 부하가 매 단위시간 동안 실제 연결되었거나 연결이 예정 또는 예상되는 시간값의 단위시간에 대한 백분율이 된다. 예를 들어 5분을 시간단위로 정했을 경우, 특정 단위시간 동안 부하가 줄곧 연결되어 있었으면 해당 단위시간 속성값은 1.0이 되고 1분간만 연결되어 있었으면 0.2가 된다. 따라서 매 단위시간 경과시와 매 부하 연결 및 차단시마다 현재시간 이전의 값들은 실적으로 바뀌고, 현재 시간 이후의 수요예측은 현 부하상황과 현재 부하가 ON되어 있으면 기대 잔여 사용시간, 연결이 임박한 것으로 예상되면 예상 투입시간, ON 및 OFF가 자동으로 반복되는 부하는 현재의 상태에 따른 향후의 ON 및 OFF 예상시간 등을 반영하며 계속적으로 업데이트해 나아간다. 이와 같이 로컬 부하관리 서버(31, 32) 레벨에서 각 피더별로 특정부하의 현 연결 상황과 사용 또는 가동 실적 및 양태를 고려하여 실시간으로 수 시간 내외의 수요를 예측하며, 시간이 경과됨에 따라 수요예측 시간 지평(time horizon)을 밀면서 나아가는 수요예측 접근방법을 본 발명에서는 로컬 미시수요예측(Local Micro-Level Demand Forecast)이라 칭하기로 한다.
단위시간별 실사용 및 수요예측 전력량 정보(8.2.2)는 단위시간별 부하상황 실적 및 예측 시간 백분율 정보(8.2.1)의 각 속성값에 부하의 실제 소비전력과 단위시간을 곱한 값으로서 해당 부하의 각 단위시간 동안의 소비전력량이 된다. 관리의 편의를 위하여 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)의 2개 세부정보는 현재 연결되어 있거나 연결이 예상되는 모든 부하에 대하여 취합하여 각각 단위 시간별 부하 사용 또는 가동 실적 및 예측 시간 백분율 매트릭스 테이블(이하, '백분율 매트릭스'라 함)과 단위 시간별 실 사용 및 수요예측 전력량 매트릭스 테이블(이하, '전력량 매트릭스'라 함)을 구성한다. 매트릭스들의 각 행은 각 부하의 설치번호가 되고 각 열은 단위시간을 나타내는 속성명이 된다. 전력량 매트릭스는 추가로 전체 합계 수요 전력량과 전체 합계 평균 수요전력의 2개 행을 갖춘다. 전체 합계 평균수요전력의 각 속성값은 전체 합계 수요전력량 값을 단위시간 길이로 나눈값이 된다. 단 현재 단위시간의 속성값은 현재 실제로 가동 또는 사용중인 부하들의 소비전력의 합계와 현재 단위시간 시작부터 현재 시점까지 사용한 전력량의 합계로 기록한다.
부하사용 누적실적 정보(8.3)는 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)의 각 세부정보를 월별, 일 구분별{평일, 주말, 공휴일, 연휴, 명절}로 구별하여 누적한 정보로서, 단위시간별 부하누적 연결시간 백분율 정보(8.3.1)와 단위시간별 누적평균 부하전력량 정보(8.3.2)의 두 개의 세부정보로 구성된다. 로컬 부하관리 에이전트(38)는 매일 시작이 되는 0:00시에 전일의 부하 사용 실적이 되는 백분율 매트릭스와 전력량 매트릭스의 속성값들로 전일의 소속 월과 같은 일 구분에 해당하는 부하 사용 누적실적 정보(8.3)를 업데이트한다. 부하사용 누적실적 정보(8.3)는 수용가의 지능자율 부하관리 시스템을 가동하여 정보가 축적되기까지는 기존의 해당 수용가 타입의 전형적인 누적 실적으로부터 기준값들을 추정하여 기록하고, 각 수용가 지능자율 부하관리시스템을 운영해가며 실제 부하 사용실적에 따라 로컬 부하 사용양태관찰 에이전트(37)가 계속적으로 업데이트해 나아간다.
부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)는 하루 전 날자가 바뀌는 0:00시에, 즉 24시간 전에 부하사용 누적실적 정보에서 해당 일의 월 및 일 구분과 일치하는 정보를 미리 복사해온 후에 해당 일의 날씨와 특정 이벤트 유무 여부에 따라 조율할 필요가 있는 수요를 조정하여 구성한다. 전 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 공통으로 필요한 날씨 및 이벤트 정보는 중앙 부하관리 서버(21)가 부하관리 서비스회사 서버(10)로부터 내려받아 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)에 배포한다.
로컬 연결부하 확인 및 추정에이전트(36)는 특정 피더의 전류가 변화하면 로컬 부하정보(정보 8)로부터 해당 부하연결점에 연결되어 있는 부하의 연결 상태{고정, 준고정, 가변}를 확인한다. 연결된 부하가 고정부하나 준고정부하로 확인되면 전류의 증감과 사용 양태가 해당 부하정보의 기준속성값들과 비교하여 합치(match)되는지 여부를 점검한다.
로컬 부하정보(정보 8)로부터 같은 부하 연결점에 연결되는 부하가 콘센트 연결부하로서 가변부하로 확인될 경우 해당 부하연결점의 연결가능부하 설치번호 세트의 각 부하의 설치정보와 현 부하상황 정보의 속성 값들과 비교하여 정보가 합치(match)되는 부하가 있는지의 여부를 확인한다. 해당 연결 부하의 발견을 위한 정보의 비교를 편리하고 신속하게 수행하고 새로운 부하 발견시의 학습(Machine Learning)을 위하여 연결가능 부하들은 이진 탐색트리(binary search tree)의 노드로 구성해 놓는다. 이때 로컬 부하정보의 해당 부하 속성값이 기준값의 범위(range)로 주어져 있을 경우는 실제 값이 범위 내에 포함되면 해당 속성은 합치 되는 것으로 한다. 이와 같이 연결 부하에 대한 확인이 이루어지면 해당 내용으로 로컬 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)를 업데이트해 나아간다.
만일 부하정보의 기준속성값과 합치되지 않을 경우는 부하 연결 구분에 따라 다음과 같이 진행한다. 먼저 고정부하나 준고정부하의 경우는 부하의 변동 여부나 이상 여부의 확인을 로컬 부하 사용양태 관찰 에이전트(37)에 의뢰한다. 콘센트 가변부하의 경우 합치되는 부하가 없거나 둘 이상인 경우 또는 기동특성을 확인할 필요가 있을 경우에는 일단 임의의 무명부하(Anonymous) 고유번호와 무명부하 설치번호를 부여하고, 로컬 부하상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)에 해당 설치 번호로 부하상황 정보를 채워나가며 부하 사용양태관찰 에이전트(37)에 추가적인 관찰을 통한 판별을 의뢰한다. 로컬 부하사용양태관찰 에이전트(37)는 의뢰받은 무명부하에 대하여 부하의 사용양태 정보와 사용 환경 정보를 계속적으로 수집하여 부하에 대한 판별을 수행한다.
계속적인 관찰과 추가정보의 수집을 통해서 부하 전류의 이상여부도 함께 검사하며, 판별이 되지 못할 경우 관찰된 부하의 정보를 상부의 중앙 부하관리 서버(21)에 보고하여 문의한다. 그럼에도 판별이 되지 않으면 부하관리를 위해 실익이 있다고 판단될 경우에는 로컬사용자 인터페이스 에이전트(39)를 통해 부하 사용자나 관리자의 핸드폰이나 PDA를 통해 부하의 종류를 확인하기 위한 메시지를 송출하고 메뉴를 제시하여 입력을 받는다. 그 외의 경우에는 앞의 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)가 부여한 익명의 부하명을 그대로 사용하며, 별도의 고유 부하번호를 부여하여 관리한다. 이상의 판별 결과 무명부하나 새로운 부하로 확인되 면 전술한 이진 탐색 트리의 해당 위치에 새로운 부하노드를 추가함으로서 학습을 통한 부하관련 지식정보 확장의 기회로 삼는다.
특정 부하연결점에서의 전류가 감소한 경우에는 단락 고장이나 과전류 또는 누설전류로 인한 고장 차단인지의 여부를 점검하고, 고장차단의 경우는 부하 사용자 또는 관리자에게 연락하여 조치를 취할 수 있도록 한다. 부하의 정상적인 차단이 확인되면 로컬 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)에서 차단된 부하의 평균연결시간, 누적 사용횟수와 같은 통계정보를 얻기 위한 속성값들을 업데이트하고 백분율 매트릭스 내의 차단 시간대에 해당하는 단위시간 속성값을 산출하여 기록한다.
로컬 부하사용양태관찰 에이전트(37)는 로컬 연결부하 확인 및 추정 에이전트(36)로부터 의뢰받는 부하의 추정, 부하의 구별 및 부하 차단 원인의 규명 등의 태스크를 수행하는 한편, 로컬 부하실적 데이터의 수집, 부하 사용 통계 값의 산정 및 업데이트, 부하사용양태와 관련된 속성 값들을 산정하며 현재 연결된 수용가 부하를 앞에서 설명한 Type A 내지 Type F의 관리가능 부하타입별로 구분한다. 로컬 부하사용양태관찰 에이전트(37)는 구분된 부하타입을 로컬 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)의 현재 관리가능 부하타입 속성 값으로 기입하고 로컬 부하관리 에이전트(38)에 보고한다.
위 관리가능 부하타입은 고정된 것이 아니고 부하의 현재 사용양태에 따라 수시로 바뀔 수 있다. 예를 들면, 사용시간대의 이동이 비교적 자유로운 Type B 부하의 경우 일단 가동되고 나면 차단이 곤란한 Type F 부하로 바뀔 수 있다. 또한 사용시간대의 이동이 이미 이루어져 더이상 뒤로 미룰 수 없게 될 때에도 Type F 부하로 된다. 자동으로 ON-OFF되는 Type C 나 D 부하의 경우 부하관리를 위해 OFF시킨 후 다시 자동으로 ON 되었을 경우 일정시간 동안은 기다려야 다시 OFF시킬 수 있으므로, 이 시간 중에는 Type F 부하로 되고 얼마간 가동되어 다시 OFF가 가능해지면 원래의 타입으로 바뀌게 된다. 따라서 수용가 부하의 관리가능 부하타입이 실시간으로 업데이트되어야 부하의 상태를 정확히 파악하여 효율적인 부하관리를 수행할 수 있다.
이어서 로컬 부하관리 에이전트(38)는 부하상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)의 현재 관리가능 부하타입 속성값들을 기초로 로컬 관리가능 타입별 부하 테이블(8.5.1)을 구성한다. 로컬 관리가능 타입별 부하 테이블(8.5.1)에는 각 부하 타입별 및 부하 설치번호별로 Type A 부하부터 Type F 부하까지 현재 연결되어 가동 또는 사용 중인 모든 수용가 부하가 레코드로서 순차적으로 기록된다. 각 타입 그룹 내에서의 부하정렬은 부하 차단 시 불편도가 작은 순서, 생산성 또는 기능 저하가 작은 순서, 부하의 크기가 큰 순서, 부하차단 시 자동으로 다시 ON되기까지의 기대시간이 긴 순서 및 부하관리 지속시간을 고려하여 상대적으로 먼저 차단하는 것이 더 바람직한 순서로 정한다.
일단 테이블이 작성되면 로컬 부하관리 에이전트(38)는 우선 관리부하 Type A에 속하는 불필요한 부하는 여타 목적이 없는 한 즉시 차단하고 부하가동 시간대의 이동과 같이 로컬 부하관리 서버(31, 32) 레벨에서도 독자적인 판단으로 수행할 수 있는 부하관리는 그대로 수행하며 그 결과를 부하상황 실적 및 수요예측 정 보(8.2)에 반영한다. 로컬 부하관리 에이전트(38)는 이후 미리 설정한 부하관리 검토 주기 동안 또는 중앙 부하관리 서버(21)로부터 부하관리 지시를 받거나 정보의 업로드(upload) 요청을 받을 때까지 아니면 다른 에이전트들로부터 메시지가 도착할 때까지 대기(wait)상태로 들어간다.
중앙 부하관리 서버(21)의 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)는 매 부하관리 시간단위 시작 시간마다 또는 부하에 큰 변화가 있을 때마다 로컬 부하관리 에이전트(38)로부터 보고되어 올라오는 부하상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)와 부하사용 누적실적 정보(8.3) 및 관리가능 타입별 부하 테이블(8.5.1)을 취합하여 전체 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)와 전체 관리가능 타입별 부하 테이블(3.5.1)을 업데이트하고, 매일 23:55 속성의 시간단위가 경과하면 해당일의 소속 월과 일 구분에 따라 해당 전체 부하사용 누적실적 정보(3.3)를 업데이트한다.
전체 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)는 로컬서버로부터 보고받는 부하상황 실적 및 수요예측 정보(8.2)에 포함된 단위시간별 부하 가동 또는 사용실적 및 예측 시간 백분율 매트릭스 테이블(백분율 매트릭스)과 단위시간별 실사용 및 수요 예측 전력량 매트릭스 테이블(전력량 매트릭스)을 각각 취합한 단위시간별 전체 부하 가동 또는 사용 실적 및 예측 시간 백분율 매트릭스 테이블(이하, '전체 백분율 매트릭스'라 함)과 단위 시간별 전체 실 사용 및 수요 예측 전력량 매트릭스 테이블(이하, '전체 전력량 매트릭스'라 함)를 포함한다.
전체 부하사용 누적실적 정보(3.3)는 전체 부하상황 실적 및 수요예측 정보(3.2)의 수요예측 값의 산정에 기초가 되며, 동시에 두 정보는 부하사용 시간대 의 조정과 특정일의 최대수요전력관리의 필요성 여부 및 특정 부하관리에의 약정 신청 여부를 결정하는데 필요한 기초정보를 제공하며, 각 로컬 부하관리 서버들과 협력하여 원활한 부하관리의 수행이 가능토록 한다.
넷째, 예측한 수요를 기초로 부하관리 종류별 가용부하관리 자원을 활용하여 실제 부하관리를 수행하는 방법은 다음과 같다.
실제 부하관리는 중앙 부하관리 태스크 수행부(130)에 의해 선택된 관리대상 부하가 로컬 부하관리부(180)로부터 출력된 차단 또는 연결신호에 의해 OFF 또는 ON되는 과정을 포함한다.
도 6a 내지 도 6d는 로컬 부하관리 태스크 수행부(130)의 기능을 담당하는 중앙 부하관리 에이전트(27)가 부하관리를 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다. 도 6a 내지 도 6d에 도시한 과정은 부하관리의 유형에 따라 다르게 수행되는 부하관리에 관한 것이다.
부하관리는 크게 자체부하관리와 약정부하관리로 분류한다. 자체부하관리는 불필요부하 차단, 최대수요전력 관리 및 전력요금 체계를 고려한 시간대별 전력사용량 조정 관리에 관한 것이다. 또한 약정부하관리는 전력회사의 각종 부하관리 지원제도에 개별신청 또는 입찰을 통하여 참여하고 그 결과에 따른 약정내용을 이행하기 위한 관리에 관한 것이다.
중앙 부하관리 에이전트(27)는 먼저 추론기관을 가동하고(S601) 지식베이스를 구성하여(S602) 전체 부하상황 모니터링 에이전트(26)가 구성한 전체 부하상황 실적 및 수요예측 정보(3.2), 전체 관리가능 타입별 부하테이블 및 전체 부하사용 누적실적 정보(3.3)를 기초로 전체적으로 혜택을 최대화하기 위한 자체관리 및 약정관리 전략(관리 전력, 관리 전력량, 관리 시간, 관리 시간대, 각 관리 혜택규모, 전체 합계 혜택규모)을 수립한다. 동일한 부하관리 자원이 복수의 부하관리를 수행하는 데에 동시에 상호배제적으로 사용되어져야 할 경우에는 혜택이 가장 큰 부하관리에 할당한다.
중앙 부하관리 에이전트(27)는 부하관리를 위한 관리목표량이 결정되면 이를 전체 부하관리 테이블(3.5.2)로 구성하여 기록하고, 약정부하관리에 대하여는 전력회사 또는 부하관리 대행 서비스 회사가 마련하는 통신 프로토콜을 사용하여 부하관리의 참여신청과 약정을 한다. 이 경우 부하관리 시장이 형성되어 있는 경우에는 대신 입찰과 낙찰을 하게 된다. 이러한 참여신청과 약정은 기존에 전력회사에서 정한 규격과 통신 프로토콜을 갖춘 부하관리 설비가 있을 경우에는 이를 통해 수행할 수도 있다.
중앙 부하관리 에이전트(27)에 의해 기록되는 전체 부하관리 테이블은 현재 자체관리 또는 약정되어 있거나 진행 중인 각각의 부하관리에 대하여 날짜, 관리번호, 관리의 종류{자체, 약정}, 관리의 명칭{불필요부하차단, 부하 사용 또는 가동 시간대 이동, 순시부하 차단, 최대수요전력제어, 직접부하제어{긴급, 당일, 전일}, 자율절전, 비상절전, 휴가보수, 그외 전력회사가 정하는 관리제도명}, 약정관리 시 관리신청 정보{관리목표 정보, 관리시간 정보}, 관리결정 정보{관리목표 정보, 관리시간 정보}, 현 부하관리모드{예비관리 모드, 선행관리 모드, 본 관리 모드, 후속관리 모드}, 관리목표달성도, 관리효과절약금액(자체관리시), 관리효과수혜금액 (약정관리시), 절약 누적금액, 수혜 누적금액, 부하관리 시장 형성시는 입찰 및 낙찰 정보를 포함한다. 여기서 관리목표 정보는 관리 조건, 관리 전력 또는 전력량을 포함하고, 관리시간 정보는 관리시작시간, 관리종료시간, 관리기간을 포함한다. 관리목표달성도는 관리목표전력 또는 전력량 대비 실제관리이행전력 또는 전력량이 된다. 또한 중앙 부하관리 에이전트(27)는 부하관리가 완료될 때마다 단위시간별 전체 부하상황 실적 및 수요예측 정보를 구성하고 업데이트한다(S603).
중앙 부하관리 에이전트(27)는 부하관리에의 원활한 진입과 이행을 위해 복수의 부하관리 모드를 설정할 수 있으며, 그 일 예로 복수의 부하관리 모드는 다음과 같이 네 가지로 구성될 수 있다.
1. 예비관리 모드: 계획 또는 약정한 부하관리를 원활히 수행하기 위한 준비 단계이다. 계획 또는 약정한 부하관리 시각 또는 전력요금 적용 요율이 다른 시간대의 경계 시각이 다가오면서 점차 집중적인 수요 변화 추이의 모니터링과 정밀한 수요예측을 해 나가며, 계획 또는 약정된 부하관리의 이행가능성 여부를 점검하고 준비한다. 부하의 사용시간 이동이 필요한 부하 중 사용시간을 앞당길 필요가 있는 부하는 적정시간을 산정하여 예비관리 모드 중 앞당긴 시간에 가동하도록 한다.
2. 선행관리 모드: 임박한 계획 또는 약정된 부하관리 목표를 원활히 달성하기 위해 부하를 점진적으로 차단 또는 투입해 나가기 시작하는 단계이다. 본 관리 모드 진입 또는 전력요금 적용 요율이 다른 시간대의 경계시각 수분전까지 본 관리 목표전력 또는 최소화 전력에 도달하는 것을 목표로 한다.
3. 본 관리 모드: 계획 또는 약정한 부하관리를 실제로 이행하는 단계를 말 하며, 목표 관리 전력까지 전력이나 전력량을 낮추거나 일정시간대의 부하를 최소화 하기 위한 관리를 한다.
4. 후속관리 모드: 계획 또는 약정한 부하관리 시간이 끝나 부하관리를 해제하고, 부하관리 결과를 평가하며, 필요시 인센티브 배분율을 산정하는 단계를 말한다.
예비관리 모드와 선행관리 모드의 모드진입시각은 현재시각, 본 부하관리모드 진입예정시각과 목표 부하관리 전력 또는 전력량 및 부하관리 지속시간에 따라 적정하다고 사료되는 선행시간(lead time)을 산정하여 설정한다. 자동으로 ON-OFF되는 동력부하의 경우 각 부하별로 현 가동상태에서 다음으로 ON 또는 OFF가 예상되는 시간을 산정하며, 관리시간 경계 부근에서의 가동시간대의 이동조절이 가능하도록 선행관리 모드 진입시간을 설정한다. 위 4개의 세부 모드는 복수의 부하관리 계획과 부하관리 약정이 동시에 진행될 수 있으므로, 서로 다른 부하관리 계획이나 약정에 속하는 관리 모드들이 상호 중첩(overlap)될 수 있다.
중앙 부하관리 에이전트(27)는 현재 설정되어 있는 부하관리 모드가 존재하는지 검토하고(S604), 순시차단 부하관리가 수행되어야 할 경우에는(S605) 예비관리 모드와 선행관리 모드를 거치지 않고 본 관리 모드로 진입할 것인지 여부를 선택한다(S606). 본 관리 모드로 진입하면 순시차단 부하관리 목표 전력량 이내로 부하관리를 수행한다(S607). 이어서 최대수요전력관리를 행하여야 할 필요성이 있는지를 점검하고(S608), 필요성이 있을 경우 상황이 급박하면 예비관리 모드와 선행관리 모드를 거치지 않고 직접 본 관리 모드에 진입하여(S609) 최대수요전력관리 목표량 이내로 부하관리를 수행한다(S610). 시간적으로 여유가 있을 경우에는 예비관리와 선행관리 모드를 거치면서 최대수요전력관리에 진입한다(S611). 각 부하관리 모드는 후속관리 모드가 끝남과 동시에 초기화(reset)된다.
매 부하관리 검토주기마다 중앙 부하관리 에이전트(27)는 전체 관리가능타입별 부하 테이블에서 각 로컬 부하관리 에이전트(38)가 이미 차단한 Type A 부하를 집계하여 총 불필요부하 차단량을 산정하고, 이를 전체 부하관리 테이블에 기록하여 불필요부하 관리로 절약되는 금액 산정에 활용한다.
부하사용 시간대에 따라 부과하는 전력요금이 상이할 경우 자동으로 ON-OFF 되는 동력부하들을 요율적용이 달라지는 경계시간 부근에서 부하의 사용시간대를 최대한 조정함으로써 전력요금을 줄이기 위한 사용시간대 이동 부하관리를 실시한다(S612). 사용시간대 이동 부하관리는 예비관리 모드와 선행관리 모드 중에 전체 백분율 매트릭스에 기초하여 다음과 같이 실시한다.
먼저 각 모터별로 잦은 ON-OFF를 피하기 위하여 한번 ON되면 최소한 ON 상태를 유지시키기 위한 최소 ON 시간과 한번 OFF시키면 최소한 OFF 상태로 유지시키기 위한 최소 OFF 시간을 결정한다. 낮은 요금시간대에서 높은 요금시간대로 진입하는 경우에는(S613) 낮은 요금 시간대에서 최종으로 수동 ON시킬 경우 자동 OFF되는 시점이 경계시간이 될 것으로 추정되는 시점에서 최종으로 수동 ON시킨다(S614). 높은 요금시간대에서 낮은 요금시간대로 진입하는 경우에는(S613) 낮은 요금시간대의 첫 자동 ON이 경계시간에서 일어나도록 추정되는 시점에서 현시간대의 최종 수동 OFF를 수행한다(S615).
수동으로 ON 또는 OFF시킬 경우 자동으로 OFF 또는 ON될 것으로 예상되는 시간의 산정은 과거의 실적 통계, 최근의 자동 ON 및 OFF 시간과 현장에 설치된 센서값의 자동 ON-OFF 설정값에의 현재 접근속도를 함께 고려하여 추정한다. 이때 부하는 ON-OFF 설정값에서는 자유롭게 자동으로 ON 또는 OFF될 수 있도록 내버려 두어야 한다. 위 두 경우 모두 모터의 ON 또는 OFF 시간이 각각 최소 ON 시간이나 최소 OFF 시간보다 짧을 것으로 추정되는 경우에는 수동 ON이나 수동 OFF를 시행하지 않도록 한다.
다음으로 중앙 부하관리 에이전트(27)는 설정된 여타 부하관리 모드가 존재하는지 검토하고(S616), 없을 경우에는 부하관리 검토주기가 도래하거나 전력회사의 계통 부하관리 서버(70)로부터 부하관리의 지시 또는 낙찰통보가 전송될 때까지 대기한다(S626). 메시지가 전송되면 임무를 재개하며(S627), 계통 부하관리 서버(70)로부터의 순시 부하차단 지시나 요구가 있을 경우에는(S628) 순시차단 부하관리 모드를 설정하고(S631), 순시차단 부하관리 목표 전력량 이내로 부하관리를 수행한다(S632). 이 경우 중앙 부하관리 에이전트(27)는 전체 관리가능타입별 부하 테이블(3.5.1)의 Type B 부하부터 Type D 부하까지의 사이에서 차단 우선순위 상위로부터 차단 요구량에 해당하는 누적부하전력에 다음 순간에 랜덤으로 투입될 가능성이 있는 예상부하전력을 더한 위치의 경계점 부하를 찾고, 경계점 부하 상위의 각 부하들에 대하여 해당 로컬서버들에 차단할 부하 연결점 번호와 설치번호를 통보한다. 순시차단 부하관리의 요구가 없는 경우에는(S628) 전력회사의 부하관리 약정 또는 낙찰통보가 전송되는지 검토하고(S629), 그에 따라 해당 약정관리 모드를 설정한다(S630). 이와 같이 수용가의 모든 부하를 부하관리 가능유형별로 구분하고 취합하여 수용가의 모든 부하를 잠재적인 부하관리자원으로 활용하는 기술을 본 발명에서는 전 부하관리(total load management)라 칭하기로 한다.
순시차단 후 새로이 연결되는 부하들에 의해 부하관리 시간 중에 관리전력 및 전력량을 초과하지 않도록 하기 위해서는 다음과 같은 부하 순차이동 관리(Successive Load Shifting)를 실시한다. 먼저 순시차단되는 각 부하에 대하여 차단 후의 예상 ON-OFF 시간대를 추정하여 전체 백분율 매트릭스와 전체 전력량 매트릭스를 구성한다. 다음으로 현 단위시간 이후의 각 단위시간에서 전체 예상 소비 전력과 전력량이 관리 목표 전력과 전력량을 초과하는 단위시간이 존재하는지를 순차적으로 점검한다. 그러한 단위 시간대가 없이 부하관리 시간을 지나갈 수 있으면 현 전체 백분율 매트릭스대로 부하관리를 시행한다. 만일 관리 목표 전력이나 전력량을 초과하는 단위시간이 존재할 경우 해당 단위시간에 대하여 다시 전체 관리가능 타임별 부하테이블(3.5.1)을 작성하고 해당 단위시간 시작점에서 초과하는 부하만큼 다시 가상으로 차단한 후 위와 같은 절차를 목표 부하관리 시간을 지나갈 때 까지 반복한다. 모든 단위시간 내의 예상 소비전력이나 전력량이 관리 목표 전력이나 전력량 이하로 되어 목표 부하관리 시간을 지나갈 수 있으면 그대로 시행한다.
전체적으로 Type C 부하까지 소진되어도 부하관리량을 충족시키기 어려운 경우에는 동종 다수의 부하들 간에 상대적인 사용시간대의 조정이 가능한 Type D 부하들을 그룹을 지어 전체 합계 부하전력이 관리목표전력 이하로 유지되도록 큐(queue)를 활용한 부하율 관리를 시행한다. 중앙 또는 로컬 부하관리 서버는 필 요시 부하 사용자 및 관리자의 핸드폰으로 메시지를 보내어 부하관리 시간을 알리고 Type E 부하를 차단할 필요가 있을 경우에는 협조를 요청한다.
예를 들면, 다수의 패키지 에어컨들을 사용할 경우에는 부하관리가 다음과 같이 수행된다.
먼저 중앙 부하관리 에이전트(27)는 에어컨 부하 전체가 사용할 수 있는 전력량 상한을 에어컨들의 평균용량으로 나누어 동시에 가동될 수 있는 에어컨의 개략적인 대수를 산정한다. 다음으로 부하관리의 시작과 대상 부하(여기서는 에어컨)에 관한 정보를 로컬 부하관리 에이전트(38)에 통보한다. 로컬 부하관리 에이전트(38)는 담당 에어컨이 현재 가동 중일 경우 일단 가동을 중단해도 좋다고 판단되면 그대로 OFF시킨다. 계속 더 가동할 필요가 있다고 판단되면 해당 에어컨의 가동 허락을 중앙 부하관리 에이전트(27)에 요청한다. 이때 에어컨 위치의 온도 정보도 함께 보고한다.
에어컨 가동 허락 요청은 중앙 부하관리 에이전트(27)가 구성하는 에어컨 관리 큐(Queue)에 도착한다. 중앙 부하관리 서버(21)는 가동 허락 요청이 들어오는 대로 부하관리 전력량 이내의 범위까지 가동권을 부여하고, 이를 초과하면 해당 요청은 큐에서 기다리게 된다. 가동권을 부여 받지 못하면 로컬 부하관리 에이전트(38)는 현재 가동 중인 에어컨을 끄고 큐에서 기다리다가 부여받는 대로 다시 에어컨을 가동한다.
에어컨 가동 허락 신청 큐는 기본적으로 먼저 신청하는 순서대로 할당하는 선입선출(First Come First Served : FCFS) 정책으로 운영된다. 단 부하관리 시작 시 일정시간 이상 에어컨을 가동하지 않고 있던 사용자가 처음으로 에어컨을 켤 경우에는 우선적으로 허락하여 가능한 한 부하관리를 하고 있다는 느낌을 주지 않도록 하고 에어컨 위치의 온도가 특히 높아 에어컨 가동 허락지연 시 사용자의 불편이 클 것으로 판단되는 경우와 평소 에어컨의 사용양태를 고려하여 온도를 특히 낮게 유지하는 사용자는 우선순위를 상향 조정해 주도록 한다.
에어컨 가동 허락을 요청하는 로컬 부하관리 에이전트(28)에게 예상 대기 시간을 알려주고 대기 줄의 평균 길이와 대기시간의 조절이 필요할 경우에 필요한 동시 가동 허가 대수의 증감 수를 산출하기 위해 본 발명에서는 부하관리 큐를 기본적으로 M/M/c/K/m 큐잉시스템으로 모델링한다. 여기서 M은 단위시간당의 도착율과 가동권 점유율이 지수분포를 가진다는 가정이고, c는 가동권의 수, K는 큐의 길이 제한, 그리고 m은 총 에어컨 수가 된다. c의 수가 커지는 데에 따른 계승(factorial)항들의 계산상의 어려움을 해결하기 위해 각 항들을 분리하여 계산하는 기법을 사용하도록 한다. 위 분포를 포함한 큐잉 모델은 수용가의 에어컨 사용 패턴에 따라 조율하도록 한다.
에어컨 가동권의 반납은 일정시간까지는 자율적으로 하도록 하며 에어컨 위치의 온도가 지나치게 낮거나 가동시간이 일정시간을 초과할 경우에는 강제로 가동권을 회수할 수 있도록 한다. 각 에어컨 사용자는 부하관리 시간 중 총 에어컨 사용시간이 길어질수록 부하관리 참여도가 떨어지게 되고 해당 부하관리로 얻어지는 혜택의 배분 몫은 줄어들게 된다.
중앙 부하관리 에이전트(27)는 현재 순시부하차단 요구가 없을 경우에는 다 음과 같이 상정 순시부하차단 분석을 시행한다(S620). 여기서 상정 순시부하차단 분석은 전력회사에 제시하고 약정한 순시차단 부하전력에 대해 바로 다음 순간에 전력회사로부터 차단요구를 받았을 경우를 상정하여 현 시점에서 즉시 차단이 가능한지의 여부를 검토 확인하여 약정한 순시부하차단을 원활히 이행할 수 있도록 대비하기 위한 가상의 부하차단 분석이다.
순시제어 관리 약정 관리량만큼의 상정 부하차단이 가능하지 않을 경우에는 관리 부족자원에 대한 대책을 마련한다(S624). 부하차단으로 인해 부하 사용자들의 불편이 예상될 경우에는 대체에너지 발전 전력의 활용준비(대체에너지 발전설비가 있을 경우), 자가발전설비 가동 준비, 사용자에 부하차단 가능성에 대한 사전 양해 취득, 공용부하 설비들의 관리가능 부하타입의 상향조정과 같은 대책을 마련하고 이러한 상황이 자주 발생할 경우에는 해당 시간대의 순시차단 약정 부하전력을 하향 조정하도록 하고 반대로 대부분의 시간에 비교적 여유가 있을 경우에는 상향 조정하도록 한다. 또한 새로운 순시차단 약정 부하관리량의 산정이 필요하다고 판단되는 경우에는(S621) 새로운 순시차단 약정 부하관리량을 산정하고(S622) 그에 대한 약정을 게통 부하관리 서버(70)에 대해 신청한다(S623).
현재 설정된 부하관리 모드가 존재하지 않는 것으로 판단되면(S604), 현 시점에서 최대 수요전력 관리를 시행하거나 준비할 필요가 있는지의 여부를 검토하고(S633), 필요한 경우에는 최대 수요전력 관리모드를 설정하여(S638) 부하관리를 수행하게 된다. 최대 수요전력 관리를 할 필요성은 현재의 부하 상황이나 수요예측으로 볼 때에 최대 수요전력 산정을 위해 설정한 단위시간(현재 우리나라는 매 15 분 간격으로 설정) 동안의 평균전력이 최대 수요전력 관리 목표량을 초과할 가능성이 있는지의 여부에 따라 결정한다. 최대 수요전력 관리를 시행할 필요가 있을 경우 다음과 같이 수행한다.
최대 수요전력 관리를 위해서는 기본적으로 태양광, 풍력 등의 대체에너지 설비가 설치되어 있을 경우 일기예보를 고려한 예상 발전전력 및 충방전 계획과 연계하여 이들 설비의 발전전력을 최우선적으로 활용한다. 이어서 차단 필요전력에 랜덤하게 연결될 수 있는 부하를 감안한 여유분을 더하여 전체 관리가능타입별 부하 테이블의 Type B 부하부터 차단해 나간다. 차단하는 부하는 앞의 순시차단 부하제어와 같은 방법으로 차단을 행한 단위시간 그룹들의 전후로 분산시킨다. 이때 가능하면 일반 부하 사용자가 부하관리 시행중임을 인지하지 못하도록 하는 것을 목표로 한다. 최대수요전력 목표치를 초과하는 시간이 발생할 경우 최대수요전력 산정시간동안의 총 평균전력이 최대수요전력 목표치를 초과하지 않도록 하기 위해 나머지 시간동안 유지해야할 평균 전력은 {(최대수요전력관리 목표전력×관리단위시간)-(관리단위시간 시작 시각부터 현재까지의 사용전력량)/(관리단위 잔여시간)}이 된다.
Type E와 Type F 부하를 차단할 필요가 있고 자가발전 설비가 있는 경우에는 차단시의 불편도, 생산성 저하, 자가발전 비용 및 부하관리로 얻어지는 혜택을 비교하여 부하차단과 비상 자가 발전 여부를 선택하거나 할당 비율을 산정한다.
최대수요전력 관리를 위한 목표치 설정은 다음과 같이 진행한다. 먼저 월별, 일 종류별, 시간대별로 부하 사용실적이 누적되어 있는 부하 사용 누적실적 정 보(8.3)를 기초로 연중 수요 최대치를 기록할 것으로 예상되는 달의 월 수요예측을 수행하고 최대수요전력을 기록할 것으로 예상되는 날을 찾는다. 다음은 해당일의 수요예측에서 평균전력이 최대수요전력을 기록하는 부하관리 단위시간 시간대를 전체 전력량 매트릭스에서 찾아내 부하 사용시간대의 조정, 부하율 조정, 비상 자가 발전기 발전, 대체 에너지 설비가 있을 경우에는 대체에너지 발전 등을 행하여 당일의 차상위 최대수요전력을 나타내는 시간대의 전력값까지 앞에서 설명한 실제 최대 수요전력을 관리하는 방법을 사용하여 가상으로 낮추어 본다. 이는 부하를 이동시킨다는 의미로서 부하 차단시에 차단을 행한 단위시간 그룹들의 전후로 분산시키는 방법으로 최대 수요전력 관리를 수행하였던 방법을 사용하는 것을 말한다. 이때 경제성과 편익성을 고려하여 차상위 최대수요전력과 같게 될 때까지 낮출 수 없으면 낮출 수 있는 만큼 낮추고 그 값을 최대수요전력 관리 목표치로 한다.
차상위 최대수요전력까지 낮출 수 있으면 같아진 두 최대수요전력을 함께 다시 다음의 차상위 최대수요전력까지 낮추어 본다. 이와 같이 계속 반복하며 낮출 수 있는 만큼 낮추어 더 이상 낮출 수 없으면 그 값을 최대수요전력 목표치로 정한다. 다음에 이와 같이 정해진 최대수요전력 목표치보다 높은 수요전력을 기록할 것으로 예상되는 또 다른 날이 있는지 점검한다. 그러한 날들이 있으면 각각의 날에 대하여 앞에서 설명한 방법으로 최대 수요 전력을 낮출 수 있는데 까지 낮추어 본다. 처음에 낮춘 최대수요전력과 비교하여 가장 높은 최대수요전력이 최대수요전력관리 목표치가 된다. 이와 같이 최대수요전력을 순차적으로 낮출 수 있는 수준까지 낮추고 비교해 가며 최대수요전력 관리 목표치를 설정하는 방법을 본 발명에서는 최대수요전력의 순차비교저감 기법(SCAST: Successive Comparison And Suppression Technique)이라 칭하기로 한다.
순시차단 부하관리나 급박한 최대수요전력관리에 비하여 부하 관리까지 시간적 여유가 있는 여타 부하관리의 경우에는 예비 및 선행관리 모드를 통해 앞에서 설명한 부하사용 시간대 이동과 같은 방법을 사용하여 전력요금이 저렴한 방향에 따라 요구되는 관리량 만큼 앞쪽 또는 뒤쪽으로 부하를 이동 시키며 관리를 수행한다. 부하관리 목표량은 순시제어의 부하 순차이동 관리와 최대 수요전력 관리의 순차비교저감기법을 활용하여 산정한다.
최대 수요전력 관리가 필요하지 않다고 판단되는 경우에는(S633) 부하관리 지원제도 신청의 검토 주기가 도래하였는지를 검토하고(S634), 부하관리 지원제도별로 부하관리의 신청을 검토한다(S635). 부하관리를 신청하는 것으로 결정되면(S636), 해당 부하관리의 약정을 계통 부하관리 서버(70)에 대해 신청하거나 입찰을 수행한다(S637).
중앙 부하관리 에이전트(27)는 자체관리 및 약정된 부하관리내용을 전체 부하관리테이블(3.5.2)에 기록하고 시간이 경과함에 따라 필요한 세부 부하관리 모드를 설정하며 각 모드에 따른 부하관리를 시행한다. 이때 각 로컬 부하관리 서버(31, 32)가 수행해야 할 부하관리 내용은 로컬 부하관리 지시 메시지로 통보한다. 로컬 부하관리 지시 메시지에 포함되는 각 로컬 서버별로 필요한 부하관리 전력은 전체 관리가능타입별 부하 테이블(3.5.1)에서 차단하기로 결정한 경계점 부하 상위의 부하들을 각각 관리하는 로컬 부하관리 서버별로 분류(sorting)하고 집계하 여 산정한다.
로컬 부하관리 에이전트(38)는 직접 또는 지시를 받아 수행하는 부하관리 이행결과를 로컬 부하관리 이행보고 메시지로 구성하여 중앙 부하관리 에이전트(27)에 보고하고, 각 에이전트는 그 결과를 각각 로컬 및 중앙의 부하 상황 실적 및 수요예측 정보(8.2, 3.2)와 관리가능타입별 부하 테이블(8.5.1, 3.5.1) 및 부하관리 테이블(8.5.2, 3.5.2)의 해당 부하 레코드에 반영한다. 로컬 부하관리 이행보고 메시지는 부하관리 이행율(실제관리 전력량/관리목표 전력량)을 포함하여 이행율이 1보다 낮을 경우에는 그 이유도 함께 포함한다.
본 관리 모드가 종료되면 후속관리 모드에 들어가며, 해당 부하관리가 목표대로 수행되었는지의 여부를 점검한다. 이때 제대로 수행되지 못했을 경우에는 그 이유를 전체 및 로컬 부하관리 전략 수립 및 수행 지식정보(정보 5, 정보 10)에 반영함으로써 경험을 통한 학습의 기회로 삼고 향후 보다 개선된 부하 관리 전략 수립이 가능하도록 한다. 학습은 해당 부하 관리 내용을 결정한 규칙(Rule)들의 추론 사슬(Inference Chain)을 역 추적하며, 원인이 된 결정을 내린 규칙을 찾아내어 조건부와 결론부를 수정해 가는 방법으로 이루어진다. 이때 부하관리 시스템 A형과 C형의 경우는 따로 전력요금을 정산하는 다수의 소규모 수용가들의 집합이므로 부하관리로 얻어지는 혜택을 부하관리 참여도에 따라 공정하게 배분하도록 하며 배분기준은 각 수용가의 특성에 따라 정하도록 한다.
중앙 사용자 인터페이스 에이전트(28)는 관리단위 시간대별로 각 관리가능 부하타입들의 부하상황과 수요예측을 적층하여 히스토그램으로 나타내고, 그 위에 각 부하관리별로 시작시간 및 종료시간의 시각선(time line)들을 표시하며 실시간이 경과됨에 따라 시간과 함께 진행하는 현재 시각선을 나타냄으로써 전체 부하관리 실시간 상황을 중앙 부하관리 서버의 모니터에 일목요연하게 표현할 수 있다.
본 발명에 따른 부하관리 시스템을 다수의 입주자나 부하사용자들을 가지는 빌딩, 공공기관의 건물 및 아파트 단지를 포함하여 전력을 다량으로 소비하는 대규모 유락시설 등에 설치할 경우에는 불필요한 부하의 차단, 부하의 가동 또는 사용 시간대의 조정, 최대수요전력 관리 및 각종 부하관리 제도를 통한 인센티브 수혜 등을 통해 에너지비용을 크게 절약하고 많은 전력요금의 혜택을 받을 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경 은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 실시간 부하관리 장치를 포함하는 부하관리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면,
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 부하관리 시스템을 구성하는 각 서버의 태스크를 분담하여 수행하기 위해 구현되는 에이전트들의 종류를 나타낸 도면,
도 4는 다목적 기능함의 구성에 관한 일 실시예를 도시한 도면,
도 5a 내지 도 5d는 부하관리 시스템이 가동되는 과정을 도시한 흐름도, 그리고,
도 6a 내지 도 6d는 중앙 부하관리 태스크 수행부에 의해 부하관리가 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.
Claims (42)
- 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보를 입력받아 저장하고, 상기 수용가 부하들을 위치 및 사용자를 기준으로 분류하여 형성한 복수의 부하그룹인 로컬부하 각각에 대해 부하관리를 수행하는 로컬 부하관리 서버에 상기 수용가 기본정보 중에서 상기 각각의 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공하는 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부;상기 로컬 부하관리 서버에 의해 수집된 상기 각각의 로컬부하의 소비전력 및 사용 또는 가동상황에 관한 데이터를 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받아 상기 수용가 부하 전체의 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부; 및상기 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부에 의해 산출된 상기 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들의 소비전력을 조정하는 부하관리를 수행하기 위해 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 상기 로컬 부하관리 서버에 상기 관리목표량에 따른 부하관리의 이행지시를 제공하는 중앙 부하관리 태스크 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 예상수요 및 부하관리현황에 관한 정보를 상기 수용가 부하 및 전기설비를 관리하는 관리자에게 제공하고, 상기 관리자에게 부하관리에 필요한 요구사항을 전달하거나 상기 관리자로부터 부하관리에 필요한 정보를 입력받고 질문에 답변하는 부하 관리자 인터페이스 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 전체 부하상황 감시 및 수요 예측부, 상기 중앙 부하관리 태스크 수행부 및 상기 부하관리자 인터페이스 제공부의 기능은 상기 중앙 부하관리 정보수집 및 총괄 관리부에 의해 프로세스로서 생성된 복수의 지능 에이전트에 의해 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 수배전 시스템의 특성에 관한 정보는 상기 수배전 시스템을 나타내는 단선도 상에서 상기 수배전 시스템을 구성하는 전력기기 및 피더(feeder)의 연결점, 각 피더의 분기점 및 각 피더가 꺾이는 점마다 설정된 가상노드 및 상기 가상노드들 간의 연결관계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 수용가 부하 및 수배전 시스템의 특성에 관한 정보는 상기 수용가 전체 를 기준으로 설정된 기준좌표계 및 상기 기준좌표계를 기준으로 설정된 복수의 상대좌표계를 이용하여 나타낸 상기 수용가 부하 및 상기 수용가 부하의 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 중앙 부하관리 태스크 수행부는 상기 부하관리가 원활하게 진행되도록 하기 위하여 복수의 부하관리 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 중앙 부하관리 태스크 수행부는 상기 수용가 부하에 대해 사용시간대에 따라 서로 상이한 전력요금이 부과되는 경우에는 상기 수용가 부하들 중에서 온오프(on/off)의 제어대상이 되는 동력부하의 사용시간대를 온오프 제어범위 내에서 낮은 전력요금이 부과되는 시간대로 이동시키는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 중앙 부하관리 태스크 수행부는 상기 수용가 부하들 중에서 사용시간대의 이동이나 차단이 가능한 수용가 부하들에 대해 관리우선순위를 설정하고, 상기 우선순위에 따라 순차적으로 설정된 관리목표전력 만큼 해당 수용가 부하를 담당하는 로컬 부하관리 서버에 상기 부하관리 이행지시를 제공하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 8항에 있어서,상기 중앙 부하관리 태스크 수행부는 상기 수용가 부하의 사용자에 의해 가동되는 동종 다수의 수용가 부하들 중에서 사용자의 편익에 미치는 영향이 낮으면서 동시에 가동되는 수용가 부하의 수를 조절하여 전체 소비전력의 최대값을 낮출 수 있는 경우에는 상기 수용가 부하에 대한 온오프(on/off)를 수행하는 로컬 부하관리 서버로부터 전송받은 부하사용 권한에 관한 요청을 부하관리 큐(queue)를 생성하여 저장하고, 상기 부하관리 목표전력을 기준으로 상기 부하사용 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 1항 또는 제 2에 있어서,상기 중앙 부하관리 태스크 수행부는 일정 기간동안 누적된 상기 수용가 부하의 소비전력실적 중 최대 수요전력을 기록한 날자와 관리 단위시간을 찾아내어 가상으로 주변의 단위시간으로 순차적으로 부하를 이동시켜 낮출 수 있는 만큼 낮추어보고 이와 같은 과정을 반복하여 가능한 최저의 연중 최대수요전력을 찾아내어 이를 기초로 최대 수요전력관리 목표전력을 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 부하관리자 인터페이스 제공부는 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받은 부하관리 단위시간별 수용가 부하들의 실소비전력 및 예상수요를 누적하여 부하관리 단위시간별로 나타낸 히스토그램에 현재의 실시간 시각선과 사전에 계획단 부하관리 시간 및 관리목표전력을 표시하여 상기 관리자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보 중에서 상기 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 상기 관리대상 수용가 전체에 대해 부하관리를 수행하는 중앙 부하관리 서버로부터 입력받아 저장하는 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부;상기 로컬부하의 소비전력에 관한 데이터 및 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서가 측정한 데이터를 수집하고, 상기 로컬 기본정보 및 상기 로컬부하의 소비전력과 사용양태에 관한 데이터를 기초로 상기 로컬부하의 예상 사용시간 및 예상 전력수요를 산정하는 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부;상기 예상 사용시간 및 상기 예상 전력수요를 기초로 결정한 부하관리의 가능여부 및 부하관리 수단에 따라 상기 수용가 부하들을 복수의 관리가능유형별 부 하그룹으로 분류하여 상기 중앙 부하관리 서버에 제공하는 관리가능유형별 부하그룹 형성부; 및상기 관리가능유형별 부하그룹 및 상기 중앙 부하관리 서버에 의해 설정된 전체 수용가 부하의 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 기초로 상기 수용가 부하를 차단하거나 소비전력을 조정하기 위한 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치를 포함하는 장치에 해단 조작신호를 출력하는 로컬 부하관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항에 있어서,상기 수용가 부하의 소비전력과 사용양태에 관한 정보, 상기 관리가능유형별 부하그룹에 관한 정보 및 상기 수용가 부하에 대하여 수행되는 부하관리에 관한 정보를 상기 수용가 부하의 사용자에게 제공하고, 필요시 상기 사용자에게 부하관리에 대한 협조를 요청하는 부하 사용자 인터페이스 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 13항에 있어서,상기 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부, 상기 관리가능유형별 부하그룹 형성부, 상기 로컬 부하관리부 및 상기 부하 사용자 인터페이스 제공부의 기능은 상기 로컬 부하관리 정보수집 및 관리부에 의해 프로세스로서 생성된 복수의 지능 에이전트에 의해 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 로컬 부하상황 감시 및 수요 예측부는 피더전류가 변화하는 부하연결점에 연결된 상기 수용가 부하가 고정부하 또는 준고정부하로 판별되면 상기 수용가 부하의 사용전류 및 사용양태에 관한 정보와 상기 로컬 기본정보 중에서 상기 수용가 부하에 해당하는 정보를 이용하여 상기 수용가 부하의 정상작동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부는 피더전류가 변화하는 부하연결점에 연결된 상기 수용가 부하가 콘센트 부하 중에서 가변부하로 파악되면 상기 수용가 부하의 사용전력 및 사용양태에 관한 정보와 상기 로컬 기본정보 중에서 상기 부하연결점에 해당하는 설치정보를 비교하여 상기 수용가 부하의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부는 사전에 설정된 부하관리 단위시간마다 상기 수용가 부하들의 소비전력 및 사용양태에 관한 정보를 수집하고, 상기 단위시간마다 상기 수용가 부하들의 예상 사용시간 및 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 17항에 있어서,상기 로컬 부하상황감시 및 수요 예측부는 상기 수용가 부하들에 대하여 산출된 상기 단위시간에 대한 상기 예상 사용시간의 백분율을 매트릭스 형식으로 나타낸 백분율 매트릭스 및 상기 백분율에 상기 수용가 부하들의 소비전력 및 사용시간을 곱하여 산출된 전력량을 매트릭스 형식으로 나타낸 전력량 매트릭스를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 관리가능유형별 부하그룹 형성부는 부하관리 단위시간마다 산출된 상기 예상 사용시간 및 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들을 복수의 관리가능유형별 부하그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 로컬 부하관리부는 상기 관리가능유형별 부하그룹 형성부에 의해 전력소비가 불필요한 부하그룹에 속하게 된 상기 수용가 부하를 차단하기 위한 차단지시를 출력하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 장치.
- (a) 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보를 부하관리 서비스를 제공하는 회사의 서버로부터 제공받아 저장하고, 상기 수용가 부하들이 위치 및 사용자를 기준으로 분류되어 형성된 복수의 부하그룹인 로컬부하에 대해 부하관리를 수행하는 로컬 부하관리 서버에 상기 수용가 기본정보 중에서 상기 각각의 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 제공하는 단계;(b) 상기 로컬 부하관리 서버에 의해 수집된 상기 로컬부하 각각의 소비전력 및 사용 또는 가동상황에 관한 데이터를 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받아 상기 수용가 부하 전체의 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 단계; 및(c) 상기 산출된 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들의 전체 소비전력을 조정하는 부하관리를 수행하기 위해 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 설정하여 관리 대상이 되는 수용가 부하들을 관장하는 로컬 부하관리 서버 또는 해당 수용가 부하의 온오프(on/off)를 담당하는 설비관리 서버로 상기 관리목표량에 따른 부하관리 지시명령을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항에 있어서,(d) 상기 예상수요 및 부하관리 현황에 관한 정보를 상기 수용가 부하를 관리하는 관리자에게 제공하고, 상기 관리자로부터 부하관리에 필요한 정보를 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 22항에 있어서,상기 (b)단계, 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계는 상기 (a)단계에서 상기 (b)단계, 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계에 대응하여 프로세스로서 각각 생성된 지능 에이전트에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 수배전 시스템의 특성에 관한 정보는 상기 수배전 시스템을 나타내는 단선도 상에서 상기 수배전 시스템을 구성하는 전력기기 및 피더(feeder)의 연결점, 각 피더의 분기점 및 각 피더가 꺾이는 점마다 설정된 가상노드 및 상기 가상노드들 간의 연결관계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 수용가 부하 및 수배전 시스템의 특성에 관한 정보는 상기 수용가 전체를 기준으로 설정된 기준좌표계 및 상기 기준좌표계를 기준으로 설정된 복수의 상대좌표계를 이용하여 나타낸 상기 수용가 부하 및 상기 수용가 부하의 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 (c)단계에서, 상기 부하관리가 원활하게 진행되도록 하기 위하여 복수 의 부하관리 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 (c)단계에서, 상기 수용가 부하에 대해 사용시간대에 따라 서로 상이한 전력요금이 부과되는 경우에는 상기 수용가 부하들 중에서 온오프(on/off)의 제어대상이 되는 동력부하의 사용시간대를 그 예상 온오프 시간을 산정하여 온오프 제어범위 내에서 낮은 전력요금이 부과되는 시간대로 이동시키는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 (c)단계에서, 상기 수용가 부하들 중에서 사용시간대의 이동이나 차단이 가능한 수용가 부하들에 대해 관리우선순위를 설정하고, 상기 우선순위에 따라 순차적으로 설정된 관리목표전력 만큼 상기 로컬 부하관리 서버에 상기 부하관리 이행지시를 제공하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 28항에 있어서,상기 (c)단계에서, 상기 수용가 부하의 사용자에 의해 가동되는 동종 다수의 수용가 부하들 중에서 사용자의 편익에 미치는 영향이 낮으면서도 동시에 가동되는 수용가 부하의 수를 조절하여 전체 소비전력의 최대값을 낮출 수 있는 경우에는 상기 수용가 부하에 대한 온오프(on/off)를 수행하는 로컬 부하관리 서버로부터 전송 받은 부하사용 권한에 관한 요청을 부하관리 큐(queue)를 생성하여 저장하고, 상기 부하관리 목표전력을 기준으로 상기 부하사용 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항 또는 제 22항에 있어서,상기 (c)단계에서, 일정 기간동안 누적된 상기 수용가 부하의 부하사용실적 중 최대 수요전력을 기록한 일자와 관리 단위시간을 검출하고, 상기 관리 단위시간을 기초로 가상으로 주변의 단위시간으로 순차적으로 부하를 이동시켜 낮출 수 있는 만큼 낮추어보고 이와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 가능한 최저의 연중 최대수요전력을 찾아내어 이를 기초로 최대 수요전력관리 목표전력을 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 22항에 있어서,상기 (d)단계에서, 상기 로컬 부하관리 서버로부터 입력받은 부하관리 단위시간별 수용가 부하들의 실소비전력 및 예상수요를 누적하여 부하관리 단위시간별로 나타낸 히스토그램과 중첩하여 현재의 실시간 시각선과 사전에 계획된 부하관리 시간 및 관리목표전력을 표시하여 상기 관리자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- (a) 관리대상 수용가에 위치하는 복수의 수용가 부하와 상기 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전 시스템의 특성에 관한 정보 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황을 감시 및 관찰할 수 있는 지식을 포함하는 수용가 기본정보 중에서 상기 수용가 부하들이 복수의 그룹으로 분류되어 형성된 로컬부하에 관한 정보인 로컬 기본정보를 상기 관리대상 수용가 전체에 대해 부하관리를 수행하는 중앙 부하관리 서버로부터 입력받아 저장하는 단계;(b) 상기 수용가 부하들의 소비전력에 관한 데이터 및 사용양태에 관한 정보를 수집하기 위해 설치된 센서가 측정한 데이터를 수집하고, 상기 로컬 기본정보 및 상기 수용가 부하들의 소비전력과 사용양태에 관한 데이터를 기초로 상기 수용가 부하들의 예상 사용시간 및 예상 전력수요를 산정하는 단계;(c) 상기 예상 사용시간 및 상기 예상 전력수요를 기초로 결정한 부하관리의 가능여부 및 적용 가능한 부하관리 수단에 따라 상기 수용가 부하들을 복수의 관리가능유형별 부하그룹으로 분류하여 상기 중앙 부하관리 서버에 제공하는 단계; 및(d) 상기 관리가능유형별 부하그룹 및 상기 중앙 부하관리 서버에 의해 설정된 상기 수용가 부하 전체의 목표 소비전력 및 부하관리시간을 포함하는 관리목표량을 기초로 상기 수용가 부하들을 차단하거나 소비전력을 조정하기 위한 차단기, 전자개폐기 및 개폐스위치를 포함하는 장치에 해당 조작신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항에 있어서,(e) 상기 수용가 부하들의 소비전력과 사용양태에 관한 정보, 상기 관리가능 유형별 부하그룹에 관한 정보 및 상기 수용가 부하들에 대하여 수행되는 부하관리에 관한 정보를 상기 수용가 부하들의 사용자들에게 제공하고, 필요시 상기 사용자들에게 부하관리에 대한 협조를 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 33항에 있어서,상기 (b)단계, 상기 (c)단계, 상기 (d)단계 및 상기 (e)단계는 상기 (a)단계에서 상기 (b)단계, 상기 (c)단계, 상기 (d)단계 및 상기 (e)단계에 대응하여 프로세스로서 각각 생성된 지능 에이전트에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항 또는 제 33항에 있어서,상기 (b)단계에서, 피더전류가 변화하는 부하연결점에 연결된 상기 수용가 부하가 고정부하 또는 준고정부하로 파악되면 상기 수용가 부하의 가동 또는 사용 실적과 현 사용양태에 관한 정보를 기초로 수요를 예측하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항 또는 제 33항에 있어서,상기 (b)단계에서, 피더전류가 변화하는 부하연결점에 연결된 상기 수용가 부하가 콘센트 부하로서 가변부하로 판별되면 상기 로컬 부하 기본정보 중에서 상 기 부하연결점에 해당하는 설치정보와 상기 수용가 부하의 실 소비전력 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황에 관한 정보를 이용하여 상기 수용가 부하의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 36항에 있어서,상기 (b)단계에서, 상기 부하연결점에 해당하는 설치정보, 상기 수용가 부하의 소비전력 및 상기 수용가 부하의 사용 또는 가동 상황에 관한 정보를 활용하여도 상기 수용가 부하의 종류가 판별되지 않을 경우에 상기 수용가 부하에 임의로 설정된 식별번호를 부여하여 관리하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항 또는 제 33항에 있어서,상기 (b)단계에서, 사전에 설정된 부하관리 단위시간마다 상기 수용가 부하의 소비전력 및 사용양태에 관한 정보를 수집하고, 상기 단위시간마다 상기 수용가 부하들의 예상 사용시간 및 소비전력에 관한 예상수요를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 38항에 있어서,상기 (b)단계에서, 상기 수용가 부하들에 대하여 산출된 상기 단위시간에 대한 상기 예상 사용시간의 백분율을 매트릭스 형식으로 나타낸 백분율 매트릭스 및 상기 백분율에 상기 수용가 부하의 소비전력 및 사용시간을 곱하여 산출된 전력량 을 매트릭스 형식으로 나타낸 전력량 매트릭스를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항 또는 제 33항에 있어서,상기 (c)단계에서, 부하관리 단위시간마다 산출된 상기 예상 사용시간 및 예상수요를 기초로 상기 수용가 부하들을 복수의 관리가능유형별 부하그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 32항 또는 제 33항에 있어서,상기 (d)단계에서, 상기 (c)단계를 수행하여 전력소비가 불필요한 부하그룹에 속하게 된 상기 수용가 부하를 차단하기 위한 차단지시를 출력하는 것을 특징으로 하는 실시간 부하관리 방법.
- 제 21항, 제 22항, 제32항 또는 제33항에 기재된 실시간 부하관리 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080077179 | 2008-08-06 | ||
| KR20080077179 | 2008-08-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100018444A true KR20100018444A (ko) | 2010-02-17 |
| KR100953403B1 KR100953403B1 (ko) | 2010-04-19 |
Family
ID=42089176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090008126A KR100953403B1 (ko) | 2008-08-06 | 2009-02-02 | 실시간 지능 자율 부하관리 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100953403B1 (ko) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101104861B1 (ko) * | 2010-04-30 | 2012-01-16 | 한국기계연구원 | 생산설비의 상태정보 가공 및 저장시스템 |
| WO2012036469A2 (ko) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Lee Seung-Chul | 공간분할 기반 지능자율 에너지절감 방법 및 시스템 |
| WO2012077923A2 (ko) * | 2010-12-09 | 2012-06-14 | 엘에스산전 주식회사 | 부하 제어 장치에서의 부하 제어 방법 |
| WO2012081750A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Lg Electronics Inc. | Power control apparatus and power control method |
| KR20130033214A (ko) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 한국전력공사 | 원격검침 로드 프로파일의 부하기기별 전력 사용 패턴 분리 장치 및 방법 |
| WO2013098744A3 (en) * | 2011-12-27 | 2013-10-24 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for inrush mitigation in power distribution systems |
| WO2014017832A1 (ko) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 주식회사 효성 | 에이전트 기반 에너지 관리 시스템 및 방법 |
| KR101409025B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2014-06-19 | 엘에스산전 주식회사 | 전기부하 예측 장치 및 보정 방법 |
| KR101455568B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2014-10-28 | 최창준 | 전기기기의 전력 자동수요조절 시스템 |
| KR101505559B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-03-25 | 주식회사 파워큐브 | 온라인 및 오프라인 부하 제어 및 결제 기능을 구비한 전기 접속구 |
| KR20150041921A (ko) * | 2013-10-10 | 2015-04-20 | 한국에너지기술연구원 | 수요반응 서버, 단말 및 제어방법 |
| US9146604B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-09-29 | Lg Electronics Inc. | Power control apparatus and power control method |
| KR20160038946A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 한국전기연구원 | 주택용 부하 균등화를 위한 전력 소비 스케쥴 결정 방법 |
| KR101650900B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2016-08-24 | 성균관대학교산학협력단 | 트리 구조 무선 센서 네트워크의 백트래킹 스위칭 장치 및 방법 |
| WO2019132054A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 벽산파워 주식회사 | 에너지 저장장치를 이용한 최대수요전력 제어 시스템 |
| KR102327413B1 (ko) * | 2021-02-25 | 2021-11-16 | 국민대학교산학협력단 | 전력 관리 장치 및 방법 |
| CN113783230A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-10 | 北京市腾河科技有限公司 | 台区分布式光伏的管理方法及系统、设备、存储介质 |
| KR20220013632A (ko) * | 2020-07-27 | 2022-02-04 | 충북대학교 산학협력단 | 신뢰성 향상을 위한 차등적 전력 제공 시스템 |
| KR102374663B1 (ko) * | 2021-03-10 | 2022-03-14 | 국민대학교산학협력단 | 전력 관리 장치 및 방법 |
| KR20220092279A (ko) * | 2020-12-24 | 2022-07-01 | 주식회사 크로커스 | 전력 계통의 시각적 추상화 분석 방법 |
| CN116169900A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-26 | 湖南润伟智能机器有限公司 | 一种负载电机控制系统 |
| CN116880407A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-13 | 中科院成都信息技术股份有限公司 | 基于工业控制系统的设备运行控制方法、装置及终端设备 |
| KR102664055B1 (ko) * | 2023-03-22 | 2024-05-10 | 주식회사 크로커스 | 전력 데이터 분해를 이용한 산업체 전력 제어 장치 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101134582B1 (ko) * | 2010-05-11 | 2012-04-09 | 세홍산업 주식회사 | 바닥 배선을 통한 전력선 제어시스템 |
| KR101145277B1 (ko) * | 2010-07-08 | 2012-05-24 | 세홍산업 주식회사 | 바닥 배선을 통한 전력선통신 제어시스템 |
| KR101797945B1 (ko) * | 2011-02-10 | 2017-11-16 | 삼성전자주식회사 | Ｄｒ제어레벨의 변경이 가능한 전기기기 및 전력관리기 |
| KR101223920B1 (ko) * | 2011-05-23 | 2013-01-21 | 군산대학교산학협력단 | 전기기기 절전용 최적 운전제어 원격 모니터링 장치 |
| KR101209024B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2012-12-06 | 서울대학교산학협력단 | 전력 가격을 이용한 전력 사용량 제어 장치 및 방법 |
| KR101286190B1 (ko) * | 2011-07-22 | 2013-07-15 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 프로그램 로직 기반의 스마트 최대전력 관리 시스템 |
| WO2013021502A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 三菱電機株式会社 | 設備機器のデマンド制御装置 |
| KR101157651B1 (ko) | 2011-12-23 | 2012-06-18 | 주식회사 신아시스템 | 피크시 발전기로 전원절체 가능한 최대수요전력 관리장치 및 그 제어방법 |
| KR101271166B1 (ko) * | 2012-01-13 | 2013-06-05 | (주)트리포스 | 최대수요전력을 관리하는 절전 시스템 |
| KR101294365B1 (ko) * | 2012-01-18 | 2013-08-06 | 전자부품연구원 | 터치스크린에 의한 직관적인 ｕｉ를 이용한 전력사용 제어장치 및 방법 |
| KR101285148B1 (ko) * | 2013-04-03 | 2013-07-11 | 주식회사 세운기업 | 스마트 전력 관리 시스템 및 방법 |
| KR101463391B1 (ko) * | 2013-04-05 | 2014-11-21 | 한국전기연구원 | 수용가 전력 사용 요금 최소화를 위한 에너지 관리 방법 및 그 시스템 |
| KR101435328B1 (ko) * | 2013-04-22 | 2014-08-27 | 김경희 | 지능형 부하량 제어를 통한 실시간 블랙 아웃 방지 시스템 |
| KR101515131B1 (ko) * | 2013-07-19 | 2015-05-04 | 김미연 | 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기 |
| KR101522858B1 (ko) * | 2014-11-07 | 2015-05-26 | 주식회사 케이디티 | 건물의 최대 수요전력 제어 기능을 갖는 에너지관리시스템 및 그 제어방법 |
| EP4052343A4 (en) * | 2019-10-28 | 2023-12-06 | Enphase Energy, Inc. | METHOD AND DEVICE FOR LOAD CONTROL IN AN ENERGY SYSTEM |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980025675A (ko) * | 1996-10-04 | 1998-07-15 | 이종훈 | 수급연동형 최대전력 관리 시스템 |
| KR200318807Y1 (ko) | 2003-03-19 | 2003-07-04 | 정경근 | 최대수요전력측정 및 제어시스템 |
| KR100615276B1 (ko) * | 2003-08-21 | 2006-08-25 | 삼성에버랜드 주식회사 | 인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기피크전력 적응제어장치 및 그 방법 |
| KR100681538B1 (ko) * | 2005-10-27 | 2007-02-09 | 한국전력공사 | 실시간 전력소비량 모니터링 시스템 |
-
2009
- 2009-02-02 KR KR1020090008126A patent/KR100953403B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101104861B1 (ko) * | 2010-04-30 | 2012-01-16 | 한국기계연구원 | 생산설비의 상태정보 가공 및 저장시스템 |
| KR101233267B1 (ko) * | 2010-09-15 | 2013-02-22 | 이승철 | 공간분할 기반 지능자율 에너지절감 방법 및 시스템 |
| WO2012036469A3 (ko) * | 2010-09-15 | 2012-06-14 | Lee Seung-Chul | 공간분할 기반 지능자율 에너지절감 방법 및 시스템 |
| WO2012036469A2 (ko) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Lee Seung-Chul | 공간분할 기반 지능자율 에너지절감 방법 및 시스템 |
| WO2012077923A3 (ko) * | 2010-12-09 | 2012-10-04 | 엘에스산전 주식회사 | 부하 제어 장치에서의 부하 제어 방법 |
| WO2012077923A2 (ko) * | 2010-12-09 | 2012-06-14 | 엘에스산전 주식회사 | 부하 제어 장치에서의 부하 제어 방법 |
| WO2012081750A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Lg Electronics Inc. | Power control apparatus and power control method |
| US9146604B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-09-29 | Lg Electronics Inc. | Power control apparatus and power control method |
| KR101455568B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2014-10-28 | 최창준 | 전기기기의 전력 자동수요조절 시스템 |
| KR20130033214A (ko) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 한국전력공사 | 원격검침 로드 프로파일의 부하기기별 전력 사용 패턴 분리 장치 및 방법 |
| WO2013098744A3 (en) * | 2011-12-27 | 2013-10-24 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for inrush mitigation in power distribution systems |
| KR101439614B1 (ko) * | 2012-07-24 | 2014-09-12 | 주식회사 효성 | 에이전트 기반 에너지 관리 시스템 및 방법 |
| WO2014017832A1 (ko) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 주식회사 효성 | 에이전트 기반 에너지 관리 시스템 및 방법 |
| KR101409025B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2014-06-19 | 엘에스산전 주식회사 | 전기부하 예측 장치 및 보정 방법 |
| KR101505559B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-03-25 | 주식회사 파워큐브 | 온라인 및 오프라인 부하 제어 및 결제 기능을 구비한 전기 접속구 |
| KR20150041921A (ko) * | 2013-10-10 | 2015-04-20 | 한국에너지기술연구원 | 수요반응 서버, 단말 및 제어방법 |
| KR20160038946A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 한국전기연구원 | 주택용 부하 균등화를 위한 전력 소비 스케쥴 결정 방법 |
| KR101650900B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2016-08-24 | 성균관대학교산학협력단 | 트리 구조 무선 센서 네트워크의 백트래킹 스위칭 장치 및 방법 |
| WO2019132054A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 벽산파워 주식회사 | 에너지 저장장치를 이용한 최대수요전력 제어 시스템 |
| KR20220013632A (ko) * | 2020-07-27 | 2022-02-04 | 충북대학교 산학협력단 | 신뢰성 향상을 위한 차등적 전력 제공 시스템 |
| KR20220092279A (ko) * | 2020-12-24 | 2022-07-01 | 주식회사 크로커스 | 전력 계통의 시각적 추상화 분석 방법 |
| KR102327413B1 (ko) * | 2021-02-25 | 2021-11-16 | 국민대학교산학협력단 | 전력 관리 장치 및 방법 |
| KR102374663B1 (ko) * | 2021-03-10 | 2022-03-14 | 국민대학교산학협력단 | 전력 관리 장치 및 방법 |
| CN113783230A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-10 | 北京市腾河科技有限公司 | 台区分布式光伏的管理方法及系统、设备、存储介质 |
| CN116169900A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-26 | 湖南润伟智能机器有限公司 | 一种负载电机控制系统 |
| CN116169900B (zh) * | 2023-02-28 | 2024-01-30 | 湖南润伟智能机器有限公司 | 一种负载电机控制系统 |
| KR102664055B1 (ko) * | 2023-03-22 | 2024-05-10 | 주식회사 크로커스 | 전력 데이터 분해를 이용한 산업체 전력 제어 장치 |
| CN116880407A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-13 | 中科院成都信息技术股份有限公司 | 基于工业控制系统的设备运行控制方法、装置及终端设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100953403B1 (ko) | 2010-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100953403B1 (ko) | 실시간 지능 자율 부하관리 장치 및 방법 | |
| US11625058B2 (en) | Method and apparatus for actively managing electric power supply for an electric power grid | |
| US10915130B2 (en) | Managing devices within micro-grids | |
| Haider et al. | A review of residential demand response of smart grid | |
| Vardakas et al. | A survey on demand response programs in smart grids: Pricing methods and optimization algorithms | |
| CN107103401B (zh) | 控制配电网络中的电能消耗的方法和节点 | |
| JP5710028B2 (ja) | 能動負荷管理の使用を通じて配分可能な運転用予備力エネルギーキャパシティを推定及び供給するシステム及び方法 | |
| US7991513B2 (en) | Electric energy bill reduction in dynamic pricing environments | |
| KR101233267B1 (ko) | 공간분할 기반 지능자율 에너지절감 방법 및 시스템 | |
| US20150094871A1 (en) | Managing devices in micro-grids | |
| KR101042701B1 (ko) | 전력동시부하율 저감시스템 | |
| KR102076811B1 (ko) | 스케줄링 기능을 포함하는 수요응답 관리 시스템 | |
| CN104714501A (zh) | 即时需量控制系统及其控制方法 | |
| Yaghmaee et al. | Power consumption scheduling for future connected smart homes using bi-level cost-wise optimization approach | |
| JP2020017030A (ja) | スケジューリング機能を含むデマンドレスポンス管理システム | |
| KR20090032411A (ko) | 수용가의 소비 전력과 연계하여 실시간으로 다양한 전력서비스 정책을 제공하는 전력 관리 시스템 | |
| JP7102182B2 (ja) | 電力システム、制御装置、電力管理方法、プログラム、及び、電力管理サーバ | |
| KR20140076771A (ko) | 사용량 예측기반 에너지 원격제어 시스템 | |
| KR20120000026A (ko) | 네트워크 시스템 | |
| Ramesh et al. | Using CPS Enabled Microgrid System for optimal power utilization and supply strategy | |
| KR20170111368A (ko) | 전력 네트워크 시스템 | |
| KR20120000018A (ko) | 네트워크 시스템 | |
| KR20120000029A (ko) | 네트워크 시스템 및 이를 구성하는 컴포넌트 | |
| KR20120000009A (ko) | 네트워크 시스템 | |
| KR20120000028A (ko) | 네트워크 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131011 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140410 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151013 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |