KR20100086380A

KR20100086380A - 에너지 통합 관리 시스템

Info

Publication number: KR20100086380A
Application number: KR1020090005728A
Authority: KR
Inventors: 전경석; 이강세; 김태성; 임영섭; 김영래; 이개명; 고동일; 김성만
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-07-30
Also published as: KR101029300B1

Abstract

본 발명의 에너지 통합 관리 시스템은, 각 가정, 건물, 시설물의 에너지 검침 정보를 획득하는 통합 검침 단말부; 에너지 센서, 방범 센서, 화재 센서 중 적어도 하나를 구비하며 이들 센서로부터 센서 정보를 획득하는 센서 정보 단말부; 전력 기기를 구비하는 전력 기기 단말부; 상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부, 상기 전력 기기 단말부와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하는 통합 관제 유니트; 를 포함하며, 상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부 및 상기 전력 기기 단말부는 상기 통합 관제 유니트와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보가 입출력되는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 통합 관리 시스템{INTEGRATED ENERGY MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 에너지 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 특히, 가정, 건물 및 도시 시설물에 사용되는 에너지를 효율적으로 통합 관리하는 지능형 에너지 통합 관리 시스템에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 각 가정, 건물 및 도시 시설물에 전력을 공급하기 위해 시설되어 있는 전력선을 통신 선로로 이용하는 전력선 통신(PLC:Power Line Communication) 기술 및 IP-USN(Internet Protocol-Ubiquitous Sensor Network), Wi-Fi, RF 등과 같은 무선 통신 수단을 바탕으로 각 가정, 건물 및 도시 시설물에서 소비되는 전력, 가스, 수도 사용량을 모니터링하고 제어할 수 있는 에너지 통합 관리 시스템에 관한 것이다.

따라서, 효율적이고 균형 잡힌 에너지 소비를 유도하고 나아가 에너지 관리 정책 수립시 에너지 관련 정보를 제공할 수 있는 지능형 에너지 통합 관리 시스템을 제공한다.

기존의 에너지 소비 형태는 특별한 제어나 관리 기능 없이 단순히 사용자와 공급자간의 초기 계약에 의해 소비 및 요금부과가 이루어지기 때문에 공급과 수요의 균형을 이루기가 어려우며 특히 사용자의 입장에서는 계획적으로 에너지를 소비하는 것이 불가능하였다. 따라서 자원이 부족한 우리나라에서 에너지 관리 정책을 수립하는데 많은 애로 사항이 되고 있는 실정이다.

최근에는 시간대별 차등요금제, 실시간 요금제와 같이 제한된 에너지를 효율적으로 소비할 수 있는 방안들이 제안되어 에너지 수급문제를 해결하기 위한 노력이 행해지고 있다.

그러나, 기존의 에너지 수요 측정 및 에너지 관리를 위해 설치된 전력 계량기, 수도량계, 가스계량기와 이들을 공급하는 공급 업체의 운영관리 서버는 주로 부하관리 및 요금산정을 목적으로 개발된 알고리즘을 사용할 뿐이다.

따라서 사용자 입장에서는 이들 공급 업체의 변화하는 서비스 정책이나 요금제 등의 선택이 사실상 불가능할 뿐 아니라 실시간 에너지 사용량을 모니터링하기 곤란하므로 자발적인 에너지 부하관리가 어려운 상황이다.

본 발명에서는 상술한 에너지 관리에 있어서의 문제점들을 해결하기 위하여, 각 가정, 건물 및 도시 시설물들에 설치된 IP-USN 기반의 에너지 정보 수집 센서 및 PLC 통신 기반의 전력 기기를 이용하여 도시 전체에서 소비되는 에너지를 통합적으로 관리할 수 있는 시스템을 제공한다. 따라서, 급변하는 에너지 시장에서 가장 이상적인 지능형 에너지 통합 관리 시스템을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 에너지 통합 관리 시스템은, 가정, 건물, 시설물 각각에 설치되는 센서 정보 단말부와, 상기 각각의 센서 정보 단말부에서 입수된 센서 정보를 원격으로 수집 관리하는 센서 정보 관리 서버를 구비하는 센서 정보 관리 유니트; 각 가정에 대한 검침 정보 및 상기 각 가정에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 가정 에너지 관리 서버를 구비하는 가정 에너지 관리 유니트; 각 건물에 대한 검침 정보 및 상기 각 건물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 건물 에너지 관리 서버를 구비하는 건물 에너지 관리 유니트; 각 시설물에 대한 검침 정보 및 상기 각 시설물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 시설물 에너지 관리 서버를 구비하는 시설물 에너지 관리 유니트; 상기 센서 정보 관리 서버, 상기 가정 에너지 관리 서버, 상기 건물 에너지 관리 서버, 상기 시설물 관리 서버와 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하고 이들 정보를 사용자의 모니터링 단말기에 통보하는 통합 관제 유니트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템은, 각 가정, 건물, 시설물에 설치된 전력 계량기, 수도 계량기, 가스 계량기 중 적어도 하나를 포함하며, 무선 통신 수단을 통하여 상기 계량기의 검침 정보를 입출력하는 통합 검침 단말부; 온도, 습도, 조도, CO₂ 농도 중 적어도 하나를 측정하는 에너지 센서, 방범 센서, 화재 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 무선 통신 수단을 통하여 상기 센서의 센서 정보를 입출력하는 센서 정보 단말부; 각 가정, 건물, 시설물에 설치되는 것으로, 전력선 통신망에 연결된 파워 콘트롤 모듈에 의하여 그 동작이 제어되는 전력 기기를 구비하는 전력 기기 단말부; 상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부, 상기 전력 기기 단말부와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하고 이들 정보를 사용자의 모니터링 단말기에 통보하는 통합 관제 유니트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템은, 각 가정, 건물, 시설물의 에너지 검침 정보를 획득하는 통합 검침 단말부; 에너지 센서, 방범 센서, 화 재 센서 중 적어도 하나를 구비하며 이들 센서로부터 센서 정보를 획득하는 센서 정보 단말부; 전력 기기를 구비하는 전력 기기 단말부; 상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부, 상기 전력 기기 단말부와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하는 통합 관제 유니트; 를 포함하며, 상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부 및 상기 전력 기기 단말부는 상기 통합 관제 유니트와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보가 입출력되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전력선 통신(PLC) 및 IP-USN, Wi-Fi, RF 등의 무선 통신 수단을 기반으로 가정, 건물 및 도시 시설물을 대상으로 한 에너지 통합 관리 시스템을 제공한다.

따라서, 에너지 사용량, 전기 누진 요금 정보, 수도 누수 정보 및 가스 누출 정보 등을 실시간으로 관리자 또는 사용자에게 제공하여 직접 또는 원격에서 에너지 소비를 제어할 수 있도록 한다.

또한, 에너지 절감은 물론 화재 방지 및 방범 등 사고 예방을 지능적으로 수행할 수 있는 시스템을 제공한다.

그리하여, 도시 전체에 걸쳐 다양한 형태로 소비되는 에너지를 최적으로 관리할 수 있고, 정부 차원의 에너지 관리 정책에 맞게 에너지 수요 관리를 효율적으 로 지원할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도 3은 도 2의 가정 에너지 관리 유니트를 상세하게 도시한 블록도이다. 도 4는 도 2의 건물 에너지 관리 유니트를 상세하게 도시한 블록도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하며, 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

본 발명의 에너지 통합 관리 시스템은 센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 도시의 시설물 에너지 관리 유니트(400) 및 통합 관제 유니트(500)를 포함하여, 전력선 통신 기반의 도시(U-city) 에너지 통합 관리 시스템으로 동작한다.

센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 시설물 에너지 관리 유니트(400)는 전력선 통신망(PLC(Power Line Communication) network)으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300) 및 시설물 에너지 관리 유니트(400)는 통합 검침 단말부(10)와 전력 기기 단말부(30)를 각각 구비한다.

일 실시예로서, 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300) 및 시설물 에너지 관리 유니트(400)는 가정 에너지 관리 서버(210), 건물 에너지 관리 서버(310) 및 시설물 에너지 관리 서버(410)를 각각 구비한다.

통합 관제 유니트(500)는 센서 정보 관리 서버(110), 가정 에너지 관리 서버(210), 건물 에너지 관리 서버(310), 시설물 에너지 관리 서버(410)와 연결되어 센서 정보, 검침 정보, 전력 기기(31,32,33)에 관한 정보를 통합 관리하는 통합 관리 서버(510)를 구비한다.

센서 정보 관리 서버(110), 가정 에너지 관리 서버(210), 건물 에너지 관리 서버(310), 시설물 에너지 관리 서버(410), 통합 관리 서버(510)는 도시 에너지 통합 관제 센터(90)에 마련되는 것이 바람직하며, 통합 관리 서버(510)는 센서 정보, 검침 정보, 전력 기기에 관한 정보를 사용자(70,80)에게 모니터링 단말기(600)를 통하여 통보함으로써 에너지 절감 사용을 유도한다.

일 실시예로서, 건물 에너지 관리 유니트(300)는, 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 각 건물에 설치된 전력 기기(31,32,33)의 동작을 조절하는 지능형 최대 부하 관리 장치(380)를 더 구비한다.

전력 기기 단말부(30)는 전력 기기(31,32,33)와, 전력 기기(31,32,33)에 대한 전원 인가를 제어하는 파워 콘트롤 모듈(36)을 구비하는 것이 바람직하다. 여기 서, 전력 기기(31,32,33)라 함은, 조명 기기, 냉난방 기기, 가전 기기, PC(Personal Computer), 공동구, 관로 등을 포함한 일체의 전력 소모 장치를 의미한다.

일 실시예로서, 전력 기기 단말부(30)는, 파워 콘트롤 모듈(36)을 전력선 통신망에 접속하는 PLC 게이트웨이(35)를 구비한다.

일 실시예로서, 통합 검침 단말부(10)는, 무선 통신 수단에 의하여 전력선 통신망에 접속되는 전력 계량기(13), 수도 계량기(11) 및 가스 계량기(12) 중 적어도 하나를 구비한다.

일 실시예로서, 통합 검침 단말부(10)는, 상기 계량기들에 RF 신호를 입출력하는 RF모뎀(16)과, 전력 계량기(13)에 마련되는 것으로 RF모뎀(16)을 전력선 통신망에 연결하는 PLC/RF 모뎀(15)을 구비한다.

일 실시예로서, 센서 정보 단말부(20), 통합 검침 단말부(10) 및 전력 기기 단말부(30)는 이들을 서로 연결하는 전력선 통신망의 다수 회선을 묶어 관리하는 지능형 관리장치(60)(IRM : Intelligent Regional Manager)를 거쳐 광통신, ADSL, 전화선, BcN, HFC, CDMA 중 적어도 하나의 통신망에 의하여 원격지(예를 들어, 도시 에너지 통합 관제 센터(90))에 있는 센서 정보 관리 서버(110), 가정 에너지 관리 서버(210), 건물 에너지 관리 서버(310), 시설물 에너지 관리 서버(410)와 연결된다.

일 실시예로서, 센서 정보 관리 유니트(100)는 센서 정보 단말부(20)와, 센서 정보 관리 서버(110)를 구비한다.

일 실시예로서, 센서 정보 단말부(20)는, 무선 통신 수단에 의하여 상기 전력선 통신망에 접속되는 에너지 센서(21), 방범 센서(22) 및 화재 센서(23) 중 적어도 하나를 구비한다.

여기서, 센서 정보 단말부(20)는, 에너지 센서(21), 방범 센서(22) 및 화재 센서(23)가 IP-USN망으로 연결될 때 이들 센서를 상기 전력선 통신망에 연결하는 PLC/IP-USN 게이트웨이(25)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 통합 관제 유니트(500)는, 센서 정보, 검침 정보, 전력 기기(31,32,33)에 관한 정보를 상황 인지 룰 엔진에 따라 판단함으로써 가정, 건물, 시설물 각각에 설치된 전력 기기(31,32,33)의 동작을 제어한다.

일 실시예로서, 상황 인지 룰 엔진은, 제1엔진 내지 제5엔진으로 이루어지며, 통합 관제 유니트(500)는 제1엔진 내지 제5엔진 중 적어도 하나의 엔진을 선택함으로써 전력 기기(31,32,33)의 동작을 제어한다.

여기서, 제1엔진은 사용자(70,80)에 의하여 전력 기기(31,32,33)의 동작이 절전 제어되도록 에너지 사용 정보를 모니터링 단말기(600)를 통하여 실시간으로 제공하는 루틴(routine)이다.

제2엔진은 가정 에너지 관리 서버(210), 건물 에너지 관리 서버(310), 시설물 에너지 관리 서버(410)에 의하여 전력 기기(31,32,33)를 스케줄 구동, 격등 점등, 예약 구동하는 루틴이다.

제3엔진은, 센서 정보에 따라 전력 기기(31,32,33)를 동작을 제어하는 루틴이다.

제4엔진은 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 각 건물에 설치된 전력 기기(31,32,33)의 동작을 조절하는 지능형 최대 부하 관리 장치(380)에 의하여 전력 기기(31,32,33)의 동작을 제어하는 루틴이다.

제5엔진은 전력 기기(31,32,33) 중 고효율 기기로 교체가 필요한 기기를 사용자(70,80)의 모니터링 단말기(600)에 통보하는 루틴이다.

이하, 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템을 더욱 구체적으로 설명한다.

센서 정보 관리 유니트(100)(ESICS: Energy Sensing Information Collection System)는 각 가정, 건물 및 도시 시설물의 에너지 센서 정보(예를 들어, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, CO₂ 센서 등을 이용하여 수집한 온도, 습도, 조도, CO₂ 농도에 관한 정보)를 포함한 모든 정보를 IP-USN, Wi-Fi, RF 와 같은 무선 통신 수단을 기반으로 종합적이고 체계적으로 수집 관리하는 시스템이다.

에너지 센서 정보는 IP-USN 센서 망을 통해 수집되어 BcN, PLC, PLC/IP-USN Gateway(25)를 통해 전력선 통신망을 타고 센서 정보 관리 서버(110)나 통합 관제 서버(510)로 전달된다.

이와 같이, 센서 정보 관리 유니트(100)(ESICS)는 PLC기술과 IP-USN기술을 활용하여 수집한 에너지 센서 정보, 불꽃 센서나 연기 센서 등의 화재 센서(23)에서 감지한 화재 탐지 정보, 적외선 센서나 자석 센서 등의 방범 센서(22)에서 감지한 침입 탐지 정보, 기타 환경, 수질, 대기 센서(24)로 측정한 정보를 수집, 저장, 가공, 관리하는 시스템이다. 이때, 각각의 센서를 억세스하기 쉽도록 각각의 센서 는 IP-USN 노드(26)에 물려있는 것이 바람직하다.

가정 에너지 관리 유니트(200)(HEMS: Home Energy Management System)는 각 가정의 에너지(예를 들어, 전기, 가스, 수도) 소비에 관한 모든 정보를 전력선 통신(PLC) 기술을 기반으로 종합적이고 체계적으로 관리하는 시스템이다.

가정 에너지 관리 유니트(200)(HEMS)는 수도, 가스 검침 데이터를 소출력 무선 통신(RF)으로 수집하여 전력 계량기(13)에 내장된 PLC/RF 모뎀(15)을 거쳐 전력선 통신을 통해 변대주(변압기)에 설치된 지능형 관리장치(60)(IRM)로 전송한다.

또한, 가정 에너지 관리 유니트(200)(HEMS)는 에어컨, TV, PC, 냉장고, 세탁기 등의 전력을 소모하는 전력 기기(31,32,33)의 운전 상태 정보를 파워 콘트롤 모듈(PCM(36))의 일 실시예인 저속 PLC 제어기(36)를 통해 수집하여 저속/고속 PLC Gateway(35), IPG(35) 및 전력 계량기(13)에 내장된 HCU모뎀(PLC/RF 모뎀(15)의 일 실시예이다)을 거쳐 전력선 통신을 통해 변대주(변압기)에 설치된 지능형 관리 장치(IRM(60))로 전송한다.

가정 에너지 관리 유니트(200)(HEMS)의 상위에 마련된 통합 서버(790)는 광통신, HFC, CDMA 등의 다양한 통신망을 통해 검침 데이터 및 전력 기기 정보를 수집하여 에너지 사용량을 관리하고 통합 관제 유니트(500) 및 외부 기관(지자체 상수도사업소, 가스회사)에 이들 정보를 제공한다.

도 1에 도시된 COT(Center Office Terminal)는 통합 관제 서버(510) 측에 광통신, HFC, CDMA 등의 통신망으로 연결된 장비이며, RT(Remote Terminal)는 고객 측에 PLC 통신망으로 연결된 지능형 관리 장치(IRM(60))나 PLC 모뎀을 말한다.

즉, 가정 에너지 관리 유니트(200)(HEMS)는 각 가정의 통합 검침 및 에너지 정보 통합 관리를 위한 것으로서, 전기 및 상수도 사용량을 실시간으로 검침하고, 에너지 절감 시나리오를 실현하기 위한 상황 인지 룰 엔진에 의거하여 체계적으로 전력 기기의 감시 제어를 수행한다. 그리고, 모니터링 단말기(600)를 이용하여 문자 메세지(SMS) 또는 웹을 통해 수용가에 검침 정보 또는 누진 알람 정보를 제공한다.

누진 알람 정보는 각 단계별 누진 요금제를 채택한 가정에 대하여, 계약 전력 도달 이전에 수용가에게 해당사항을 사전 통보하여 자율 절전을 유도하도록 한다. 또한, 수용가에게 모니터링 단말기(600)를 이용하여 문자 메세지(SMS) 또는 웹을 통해 각종의 에너지 정보(예를 들어, 총 에너지 사용량, 개별 에너지 사용량, 사용요금 등)를 에너지 가계부 등의 형태로 제공한다. 여기서, 각 가정별 에너지 사용량에 대하여는 전력제어모듈(PCM(36):Power Control Module)을 통해 실시간으로 정보를 수집한다.

건물 에너지 관리 유니트(300)(BEMS: Building Energy Management System)는 각 건물에 설치된 전력 기기(예를 들어, 조명 기기, 냉난방 기기, 공조 기기 등)의 에너지 소비에 관한 모든 정보를 전력선 통신(PLC) 기술을 기반으로 종합적이고 체계적으로 관리하는 시스템이다.

건물 에너지 관리 유니트(300)(BEMS)는 각 건물의 전력 기기(조명, 냉난방기기, 공조기기 등)의 운전상태, 에너지 소비량 등에 관한 모든 정보를 저속/고속 PLC 제어기(35)를 통해 전력선 통신(PLC) 기반으로 수집하고, 상황 인지 룰 엔진에 의거하여 체계적으로 전력 기기의 감시 제어를 수행함으로써 건물 에너지를 최적 관리한다.

지능형 최대 부하 관리 장치(380)는 건물 에너지 소비총량제 등 정부의 에너지 관리정책 및 요금 정책을 각 건물에 대해 적용할 수 있는 기반을 제공한다. 지능형 최대 부하 관리 장치(380)에 대하여는 후술한다.

건물 에너지 관리 유니트(300)(BEMS)는 건물 내에 설치된 냉난방 기기, 조명 기기 등의 실내 전력 기기와 건물 외벽에 설치된 전등의 전력 사용량을 전력 계량기(13)로 원격 검침하거나 기기별 상태정보 등의 수집과 분석을 통하여 전력 기기의 에너지 부하를 최적으로 관리하는 시스템이다.

건물 에너지 관리 유니트(300)(BEMS)는, 건물 전력 기기를 원격으로 온/오프(On/Off) 제어하거나, 이들의 사용 시점에 관한 스케쥴을 제어하며, 지능형제어로서 조도, 온도 등 에너지 센서 정보에 기반하여 건물 전력 기기를 최적 제어한다. 건물 단위로 전기 사용량을 전력 계량기(13)로 원격 검침하며, 지능형 최대 부하 관리 장치(380)를 통하여 전력의 최대 부하를 관리하고, 문자 메세지(SMS) 또는 웹을 통해 건물 관리자(70,80)에게 에너지 정보(예를 들어, 총 에너지 소비량, 기기별 에너지 소모량, 센서 정보 등) 및 기기별 상태 정보를 제공한다. 건물의 인터넷 서비스 제공을 위한 PLC/Wi-Fi 게이트웨이(370)도 마련될 수 있다.

시설물 에너지 관리 유니트(400)(CFEMS : City Facility Energy Management System)는 각 도시 시설물(예를 들어, 가로등, CCTV, 시설물의 상태를 표시하는 센서, 정보 표시 단말기 등)의 전력 소비에 관한 모든 정보를 원격에서 PLC 또는 IP- USN 기반으로 수집 관리하고 상황 인지 기반의 Rule 엔진에 의거하여 지능형으로 제어하는 시스템이다. 이는 전력 회사의 PLC 원격 검침망을 기반으로 지자체 상수도 회사 등 복수의 서비스 제공사와 연동하여 지자체가 중심이 되어 도시 전체의 에너지 사용정보를 통합 관리한다.

즉, 시설물 에너지 관리 유니트(400)(CFEMS)는 각 도시 시설물의 전력소비에 관한 모든 정보를 원격에서 수집관리하고 지능형으로 제어하는 시스템으로서, 도시 시설물에 해당하는 전력 기기를 원격에서 직접 제어(On/Off)하거나, 스케쥴 제어, 지능형제어(조도, 온도 등 에너지 센서 정보에 기반한 최적 제어)를 수행한다. 그리고, 도시 시설물 단위로 전기 소비량의 원격 검침을 통한 전력 제어를 수행한다. 또한, 문자 메세지(SMS) 또는 웹을 통해 도시 시설물 관리자(70,80)에게 에너지정보(총 에너지 소비량, 기기별 에너지 소모량, 센서정보 등) 및 기기별 상태 정보를 제공한다.

통합 관제 유니트(500)(EIMS : Energy Integrated Monitoring System)는 센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 시설물 에너지 관리 유니트(400)와 연결되어 최적의 에너지 부하 제어 정보를 생성하는 시스템이다.

즉, 통합 관제 유니트(500)는 센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 시설물 에너지 관리 유니트(400)와 정보 연계를 통하여 통합 관제 환경을 구축한다. 전력 기기, 센서, 네트워크(PLC, IP-USN) 상태를 실시간으로 모니터링하며, 운영자, 일반 사용자(70,80), 건물 관리자(70,80) 등 다양한 이해당사자에게 관제 모니터, 웹, SMS 정보 제공을 위한 게이트웨이 기능을 수행한다. 에너지 정보(사용량 및 요금정보, 센서정보), 누진 알람 정보, 최대 부하 젼력, 누수 정보 등을 제공한다.

통합 관제 유니트(500)는, 상황 인지 기반 룰 엔진(Rule engine)을 통해 센서 정보 관리 유니트(100)와 연계하여 최적으로 부하를 관리할 수 있는 제어 정보를 생성한다. 또한, 센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 시설물 에너지 관리 유니트(400)에서 수집된 정보를 통합 가공하여 에너지 소비 주체별 에너지 사용량 분포 등 에너지 통계 정보를 제공한다. 또한, 에너지 절감을 위해 구축된 PLC/IP-USN 네트워크를 활용하여 방범, 방재 등 부가 서비스를 제공한다.

통합 관제 유니트(500)(EIMS)는 관리자(70,80)가 각 가정, 건물 및 도시 시설물별 실시간 에너지 사용량을 종합적으로 모니터링 제어할 수 있도록 설치되어 각 가정, 건물 및 도시 시설물별로 에너지 소비상황을 실시간으로 모니터링하고 정해진 에너지 소비정책에 따라 이들을 제어하며, 취득된 자료를 토대로 시간대별, 일별, 월별, 계절별, 사용자(70,80)별 에너지 소비패턴을 분석하여 효율적인 도시 에너지 관리 정책을 수립할 수 있도록 한다.

모니터링 단말기(600)는 통합 관제 유니트(500)에서 생성된 정보를 사용자(70,80) 또는 관리자(70,80)에게 웹, SMS 등을 통하여 원격으로 제공하는 것이다.

본 발명의 전력선통신(PLC:Power Line Communication)은 현재 모든 가구에 전력선이 보급돼 있으므로 현존하는 것 중 가장 광범위한 네트워크를 구성할 수 있는 장점을 갖는다.

전력선통신은 기존의 초고속 통신망 등의 사각 지대에 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 장점을 갖기 때문에 라스트 마일(last-mile) 솔루션으로 기대를 모으고 있다. 다시 말해 초고속 인터넷 사업을 통해 아파트 단지를 중심으로 ADSL이나 케이블 모뎀 등이 보편화됐다고는 하지만, 아직까지 이들 네트워크가 미치지 못하는 구간이 존재하며 이 구간을 전력선 네트워크를 통해 연결할 수 있는 것이다. 이와 더불어 네트워크 구성에 추가 비용이 거의 들지 않는다는 장점도 갖는다. 이와 같이 PLC는 앞으로 다가올 홈 네트워킹 시대에 대비한 강력한 솔루션으로 부상하고 있다.

또한, 홈 네트워킹이 보편화되기 위한 전제 가운데 하나는 망 구축이 손쉬워야 하는 점인데, PLC 기술은 기존의 전원 콘센트에 플러그만 연결하면 통신이 가능하므로 홈 네트워크에 가장 적합한 간편한 솔루션이다.

이와 같이, PLC란 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 수백㎑∼수십㎒의 고주파 신호에 실어 통신하는 수단이지만, 높은 부하와 간섭 현상, 잡음, 가변하는 임피던스(impedance)와 신호감쇠현상 등 특수한 환경을 극복하고 제한된 전송 전력을 통해 데이터를 전달하기 위하여 다음의 구성이 추가된다.

우선 노이즈 환경에서 전력선을 매개체로 데이터를 주파수에 실으려면 반드시 다른 형태의 신호로 바꿔주는 모듈레이션(modulation) 기능을 갖는 일련의 주파수 변조 모듈이 마련되고, 전력선에 통신 주파수를 싣기 위해서 변조된 통신 신호 를 전력선과 결합하는 커플링(coupling) 모듈이 채용되며, 데이터를 수신하는 측에서는 원하는 통신 신호만을 받아들이고 필요하지 않은 대역의 신호를 제거하기 위한 프리 필터(pre-filter) 모듈이 채용되고, 데이터 통신의 에러율을 줄이려면 데이터를 코드화된 부호체계로 바꿔주는 채널 코딩(channel coding) 모듈이 전력선 통신 모뎀에 채용된다.

PLC 기술은 가정 내의 홈네트워크 기술과, 가정과 외부 망의 연결을 위한 액세스 기술로 크게 구분된다. 데이터 전송 속도에 따라서는 60bps∼10Kbps 대역의 저속 PLC, 10Kbps∼1Mbps 대역의 중속 PLC, 1∼10Mbps 대역의 고속 PLC로 구분된다. 데이터 전송 속도는 주파수 대역에 비례한다. 저속 PLC는 홈 네트워킹의 기기 제어용으로, 중속 PLC는 홈 네트워킹의 데이터 통신용으로, 고속 PLC는 외부 망 액세스용으로 통신 목적에 따라 구분된다.

저속 PLC 기술은 고속 PLC 기술보다 높은 신뢰성을 갖고 있으며, 가정 내에 설치된 전력 기기 제어에 적합하다. 즉, 가정 내의 조명 기기 또는 가전 제품의 스위치를 켜고 끄거나, 가스 밸브를 잠그고, 집안을 모니터링하는 등 다양한 전력 기기를 제어하는데 적합하다.

반면, 다양한 홈 네트워킹 콘텐츠 분야에 대한 소비자 욕구를 충족시키기 위하여 중속 PLC와 전력선만을 통해 인터넷망에 연결해 네트워크 구성의 비용 절감을 꾀하는 고속 PLC 액세스 기술이 채용된다. 미국의 ‘홈플러그 얼라이언스(HomePlug Alliance)’, 유럽의 ‘PLC 포럼(PLC Forum)’, 일본의 ‘에코넷 컨소시엄(Echonet Consortium)’ 등 여러 표준화 단체가 활동중이다.

IP-USN 기술은 USN 기술과 IP 기술을 접목시킨 방식으로서, IP 인프라와 USN 인프라 간 시너지 효과 극대화를 위해 센서 노드에 IP를 탑재하여 광범위한 확장성과 이동성을 보장한다. IEEE 1451 워킹그룹, IEEE 802.15 워킹 그룹, ZigBee Alliance 및 IETF 6LoWPAN 워킹 그룹에서 IP-USN 관련하여 표준화 작업을 추진 중이다.

유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)는 각종 센서에서 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크를 말한다. 이러한 유비쿼터스 센서 네트워크는 사람의 접근이 불가능한 취약 지구에 수백 개의 센서 네트워크 노드를 설치하여 사람이 감시하는 것과 마찬가지의 역할을 수행할 수 있도록 한다.

유비쿼터스 센서 네트워크는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술 및 초소형 네트워크 디바이스 기술 등이 발전함에 따라 매우 활성화되고 있으며, 유비쿼터스 센서 네트워크에서 가장 중요한 기술은 정확한 정보를 빠르게 전달하는 신뢰성이다. 또한 전력소모도 매우 중요하다. 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템은 필요한 모든 매체에 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그를 부착하고, RFID 태그로부터의 센싱 정보를 RFID 리더가 독출하여 실시간으로 네트워크에 연결된 통합 관제 유니트(500)로 전송한다.

Wi-Fi기술은 홈 네트워크, 모바일 폰, 비디오 게임 등에 IEEE 802.11 규약에 맞게 채용된 무선 통신 수단을 말한다. RF(Radio frequency)통신은 3Hz ~ 300GHz의 주파수 대역에 관한 범용의 무선 통신 수단을 말한다.

도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 센서 정보 관리 유니트(100), 가정 에너지 관리 유니트(200), 건물 에너지 관리 유니트(300), 시설물 에너지 관리 유니트(400) 및 통합 관제 유니트(500), 정보를 수집하기 위한 통신 네트워크(BcN, PLC, 무선 통신(IP-USN, RF, Wi-Fi))와, 전력 계량기(13), 수도 계량기(11), 가스 계량기(12), 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, CO₂ 센서, 가전 제품 등을 포함한 전력 기기(31,32,33), 상황 인지 기반의 Rule 엔진 및 인터넷을 통한 외부 사용자(70,80)와 연계할 수 있는 모니터링 단말기(600)를 포함하는 전력선 통신 기반의 도시 에너지 통합관리 시스템이 도시된다.

에너지 절감 시나리오를 포함한 상황 인지 기반의 Rule 엔진은 5단계의 엔진으로 구성되며, 1단계 엔진은 에너지 사용 정보(과부하 여부, 누진 요금, 누수 등)를 실시간으로 제공함으로써 자율 절전을 유도하고, 2단계 엔진은 건물 에너지 관리 유니트(300)에 의해 전력 기기의 스케줄 구동, 격등, 예약 제어 등을 수행하며, 3단계 엔진은 에너지 센서 정보를 이용하여 생성된 상황 인지 기반의 제어정보에 의한 전력 기기의 구동 제어를 수행하고, 4단계 엔진은 지능형 최대 부하 관리 장치(380)를 이용하여 최대 수요 전력(계약 전력)을 감시 또는 예측하여 제어 목표 전력을 초과할 우려가 있을 때 단계적으로 부하를 차단하여 제어 목표 전력을 초과하지 않도록 하며, 마지막으로 5단계 엔진은 고효율 기기를 도입하여 비용 대비 최대의 에너지 절감을 구현하도록 한다.

가정 에너지 관리 유니트(200)는 주거용 전력 에너지를 제어하며, 총 전력 사용량을 감소시킬 수 있는 방향으로 동작한다. 일반 가정의 경우 저소득층 보호를 목적으로 6단계 누진 요금제가 주거용 전기 요금으로 과금되고, 각 단계는 전력 사용량에 따라 구분되며, 1단계와 6단계의 kWh당 전기 요금의 차이는 11.7배이다. 따라서, 가정용 전기 에너지를 제어하는 가정 에너지 관리 유니트(200)는 총 에너지 사용량 감소를 제어 목표로 한다.

한편, 도 5는 건물의 전기 요금 과금 체계를 도시한 그래프이다. 건물의 전기 요금은 기본 요금 및 전력량 요금의 합계액으로 부과되며, 기본 요금은 검침 당월 또는 직전 12개월 중의 최대 수요 전력에 해당하는 요금이 된다(전기 공급 약관 제68조 참조).

도 5를 참조하면, 검침 당월인 5월을 기준으로 직전 12개월 중의 최대 수요 전력이 8월의 828 kWh이므로, 월 기본 요금 적용 대상이 828 kWh가 된다. 따라서, 당월인 5월 중 전력 사용량이 382 kWh 임에도 불구하고 828 kWh에 해당하는 요금을 기본 요금으로 부담하게 되므로 건물 에너지의 경우 최대 수요 전력을 절감하는 것이 중요한 제어 목표가 된다.

따라서, 상황 인지 기반의 Rule 엔진의 4단계는 지능형 최대 부하 관리 장치(380)를 이용하여 최대 수요 전력(계약 전력)을 감시 또는 예측하여 제어 목표 전력을 초과할 우려가 있을 때 단계적으로 부하를 차단하여 제어 목표 전력을 초과하지 않도록 한다.

본 발명은 전력선 통신(PLC) 및 무선 통신(IP-USN, Wi-Fi, RF 등) 기술을 기반으로 가정, 건물 및 도시 시설물 대상의 에너지 통합 관리 시스템을 제공하여, 에너지 사용량, 전기 누진 요금 정보, 수도 누수 정보 및 가스 누출 정보 등을 실시간으로 관리자 또는 사용자(70,80)에게 제공한다. 또한, 직접 또는 원격에서 에너지 관리 제어를 시행함으로써 사고 예방, 에너지 절감을 자율적으로 실행할 수 있고, 도시 에너지를 최적으로 관리하게 하며, 정부 에너지 관리 정책에 맞게 효율적으로 에너지 수요 관리를 지원할 수 있다.

도시 에너지 통합 관리를 위해 에너지 센서 정보, 전력 기기 운전 정보, 검침 정보를 이용하여 상황 인지 기반의 룰 엔진에 따라 전력 기기를 감시 및 제어함으로써 최적의 에너지 절감을 구현할 수 있다.

또한, 도시 에너지 통합 관리 시스템을 활용하여 전력선 통신(PLC) 및 무선통신 기술(IP-USN, RF, Wi-Fi)을 기반으로 에너지 과소비, 누진 요금, 누수, 방범, 방재, 안전 관리 정보서비스 등을 실시간으로 관리자 및 사용자(70,80)에게 알림 또는 경보할 수 있다. 여기서, PCM(36) 또는 IPG(35)를 이용하여 가정, 건물 및 도시 시설물의 에너지 사용량 및 효율성을 진단한다.

본 발명은 가정, 건물 및 도시 시설물의 에너지를 전력선 통신(PLC), 전력선통신 연계 무선통신 게이트웨이(PLC/IP-USN, PLC/RF, PLC/Wi-Fi)를 통해 원격에서 감시 제어함으로써 도시 전체의 에너지를 효과적으로 관리할 수 있도록 제안된 시스템이다.

본 발명은 도시에 산재 되어 있는 전력선망(PLC기반의 원격 검침망)을 이용하므로 별도의 통신망 구축이 필요 없어 매우 경제적이다. 또한 가정, 건물, 도시시설물 등의 환경 파라메터를 실시간으로 통합 관제 유니트(500)에서 감시 및 제어 가능하도록 에너지 통합 관리 시스템을 자동화하여 인건비 절감 효과를 기대할 수 있다. 그리고 태풍, 폭우의 비상상황 발생시 능동적으로 대처할 수 있어 피해를 최소화할 수 있다.

본 발명은 전력 회사의 PLC 원격 검침망을 기반으로 도시 단위로 에너지 통합 관리 시스템을 구현하므로, 전력 공급 회사, 가스 회사, 수도 사업소 및 지자체가 에너지 사용정보를 공유할 수 있어 비용면에서 효율적인 시스템을 통합 구축하여 투자비 및 운영비를 최소화하고, 특히 지방 자치 단체가 중심이 되어 도시 단위로 적절한 에너지 수급 정책 및 요금 정책을 세울 수 있다.

본 발명은 전력선 통신기술을 가정, 건물 및 도시 시설물 등의 다양한 분야에 적용할 수 있도록 제안된 시스템으로서 전력선 통신기술을 활용한 에너지 관리형 친환경 저비용 구조의 도시 정보화(U-City) 시스템 구축에 크게 기여할 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 에너지 통합 관리 시스템의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 3은 도 2의 가정 에너지 관리 유니트를 상세하게 도시한 블록도이다.

도 4는 도 2의 건물 에너지 관리 유니트를 상세하게 도시한 블록도이다.

도 5는 건물의 전기 요금 체계를 설명하는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...통합 검침 단말부 11...수도 계량기

12...가스 계량기 13...전력 계량기

15...PLC/RF 모뎀 16...RF모뎀

20...센서 정보 단말부 21...에너지 센서

22...방범 센서 23...화재 센서

24...환경 센서, 수질 센서, 대기 센서

25...PLC/IP-USN 게이트웨이(gateway) 26...IP-USN 노드(node)

30...전력 기기 단말부 31,32,33...전력 기기

35...IPG(Intelligent PLC Gateway)/PLC 게이트웨이

36...파워 콘트롤 모듈(PCM : Power Control Module)

60...지능형 관리장치(IRM : Intelligent Regional Manager)

70,80...사용자 또는 관리자

90...도시 에너지 통합 관제 센터 100...센서 정보 관리 유니트

110...센서 정보 관리 서버 200...가정 에너지 관리 유니트

210...가정 에너지 관리 서버 300...건물 에너지 관리 유니트

310...건물 에너지 관리 서버 370...PLC/Wi-Fi 게이트웨이

380...지능형 최대 부하 관리 장치 400...시설물 에너지 관리 유니트

410...시설물 에너지 관리 서버 500...통합 관제 유니트

510...통합 관제 서버 600...모니터링 단말기

Claims

가정, 건물, 시설물 각각에 설치되는 센서 정보 단말부와, 상기 각각의 센서 정보 단말부에서 입수된 센서 정보를 원격으로 수집 관리하는 센서 정보 관리 서버를 구비하는 센서 정보 관리 유니트;

각 가정에 대한 검침 정보 및 상기 각 가정에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 가정 에너지 관리 서버를 구비하는 가정 에너지 관리 유니트;

각 건물에 대한 검침 정보 및 상기 각 건물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 건물 에너지 관리 서버를 구비하는 건물 에너지 관리 유니트;

각 시설물에 대한 검침 정보 및 상기 각 시설물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 시설물 에너지 관리 서버를 구비하는 시설물 에너지 관리 유니트;

상기 센서 정보 관리 서버, 상기 가정 에너지 관리 서버, 상기 건물 에너지 관리 서버, 상기 시설물 관리 서버와 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하고 이들 정보를 사용자의 모니터링 단말기에 통보하는 통합 관제 유니트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 센서 정보 관리 유니트, 상기 가정 에너지 관리 유니트, 상기 건물 에너지 관리 유니트, 상기 시설물 관리 유니트는 전력선 통신망으로 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제2항에 있어서,

상기 가정 에너지 관리 유니트, 상기 건물 에너지 관리 유니트 및 상기 시설물 관리 유니트는 통합 검침 단말부와 전력 기기 단말부를 각각 구비하고,

상기 전력 기기 단말부는 상기 전력 기기와, 상기 전력 기기에 대한 전원 인가를 제어하는 파워 콘트롤 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제3항에 있어서,

상기 전력 기기 단말부는,

상기 파워 콘트롤 모듈을 상기 전력선 통신망에 접속하는 PLC 게이트웨이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제3항에 있어서,

상기 통합 검침 단말부는,

무선 통신 수단에 의하여 상기 전력선 통신망에 접속되는 전력 계량기, 수도 계량기 및 가스 계량기 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제5항에 있어서,

상기 통합 검침 단말부는,

상기 계량기들에 RF 신호를 입출력하는 RF모뎀과, 상기 전력 계량기에 마련되는 것으로 상기 RF모뎀을 상기 전력선 통신망에 연결하는 PLC/RF 모뎀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제3항에 있어서,

상기 센서 정보 단말부, 상기 통합 검침 단말부 및 상기 전력 기기 단말부는 이들을 서로 연결하는 상기 전력선 통신망의 다수 회선을 묶어 관리하는 지능형 관리장치(IRM : Intelligent Regional Manager)를 거쳐 광통신, ADSL, 전화선, BcN, HFC, CDMA 중 적어도 하나의 통신망에 의하여 원격지에 있는 상기 센서 정보 관리 서버, 상기 가정 에너지 관리 서버, 상기 건물 에너지 관리 서버, 상기 시설물 관리 서버와 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 센서 정보 단말부는,

무선 통신 수단에 의하여 상기 전력선 통신망에 접속되는 에너지 센서, 방범 센서 및 화재 센서 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제8항에 있어서,

상기 센서 정보 단말부는,

상기 에너지 센서, 상기 방범 센서 및 상기 화재 센서가 IP-USN망으로 연결될 때 이들 센서를 상기 전력선 통신망에 연결하는 PLC/IP-USN 게이트웨이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 건물 에너지 관리 유니트는,

상기 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 상기 각 건물에 설치된 전력 기기의 동작을 조절하는 지능형 최대 부하 관리 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 통합 관제 유니트는,

상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 상황 인지 룰 엔진에 따라 판단함으로써 상기 가정, 상기 건물, 상기 시설물 각각에 설치된 상기 전력 기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제11항에 있어서,

상기 상황 인지 룰 엔진은,

상기 사용자에 의한 상기 전력 기기의 동작 제어를 위하여 에너지 사용 정보를 상기 모니터링 단말기를 통하여 실시간으로 제공하는 제1엔진,

상기 가정 에너지 관리 서버, 상기 건물 에너지 관리 서버, 상기 시설물 관리 서버에 의하여 상기 전력 기기를 스케줄 구동, 격등 점등, 예약 구동하는 제2엔진,

상기 센서 정보에 따라 상기 전력 기기를 동작을 제어하는 제3엔진,

상기 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 상기 각 건물에 설치된 전력 기기의 동작을 조절하는 지능형 최대 부하 관리 장치에 의하여 상기 전력 기기의 동작을 제어하는 제4엔진,

상기 전력 기기 중 고효율 기기로 교체가 필요한 기기를 통보하는 제5엔진으로 이루어지고,

상기 통합 관제 유니트는 상기 제1엔진 내지 상기 제5엔진 중 적어도 하나의 엔진을 선택함으로써 상기 전력 기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
각 가정, 건물, 시설물에 설치된 전력 계량기, 수도 계량기, 가스 계량기 중 적어도 하나를 포함하며, 무선 통신 수단을 통하여 상기 계량기의 검침 정보를 입 출력하는 통합 검침 단말부;

온도, 습도, 조도, CO₂ 농도 중 적어도 하나를 측정하는 에너지 센서, 방범 센서, 화재 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 무선 통신 수단을 통하여 상기 센서의 센서 정보를 입출력하는 센서 정보 단말부;

각 가정, 건물, 시설물에 설치되는 것으로, 전력선 통신망에 연결된 파워 콘트롤 모듈에 의하여 그 동작이 제어되는 전력 기기를 구비하는 전력 기기 단말부;

상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부, 상기 전력 기기 단말부와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하고 이들 정보를 사용자의 모니터링 단말기에 통보하는 통합 관제 유니트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제13항에 있어서,

상기 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 상기 각 건물에 설치된 전력 기기의 동작을 조절하는 지능형 최대 부하 관리 장치; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제14항에 있어서,

상기 통합 관제 유니트는,

상기 사용자가 상기 전력 기기의 동작을 제어하도록 상기 전력 기기의 에너 지 사용 정보를 상기 모니터링 단말기를 통하여 실시간으로 제공하거나,

상기 전력 기기가 스케줄 구동, 격등 점등 또는 예약 구동되도록 상기 파워 콘트롤 모듈에 제어 신호를 입출력하거나,

상기 센서 정보를 기반으로 상기 전력 기기의 동작을 제어하거나,

상기 각 건물의 최대 수요 전력을 제어 목표 전력과 비교하여 상기 전력 기기의 동작을 제어하거나,

상기 전력 기기 중 고효율 기기로 교체가 필요한 기기를 통보하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
각 가정, 건물, 시설물의 에너지 검침 정보를 획득하는 통합 검침 단말부;

에너지 센서, 방범 센서, 화재 센서 중 적어도 하나를 구비하며 이들 센서로부터 센서 정보를 획득하는 센서 정보 단말부;

전력 기기를 구비하는 전력 기기 단말부;

상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부, 상기 전력 기기 단말부와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하는 통합 관제 유니트; 를 포함하며,

상기 통합 검침 단말부, 상기 센서 정보 단말부 및 상기 전력 기기 단말부는 상기 통합 관제 유니트와 전력선 통신망으로 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보가 입출력되는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
제16항에 있어서,

상기 각 가정에 대한 검침 정보 및 상기 각 가정에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 가정 에너지 관리 서버;

상기 각 건물에 대한 검침 정보 및 상기 각 건물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 건물 에너지 관리 서버;

상기 각 시설물에 대한 검침 정보 및 상기 각 시설물에 설치된 전력 기기에 관한 정보를 원격으로 수집 관리하는 시설물 에너지 관리 서버; 를 더 포함하며,

상기 통합 관제 유니트는 상기 센서 정보 관리 서버, 상기 가정 에너지 관리 서버, 상기 건물 에너지 관리 서버, 상기 시설물 관리 서버와 연결되어 상기 센서 정보, 상기 검침 정보, 상기 전력 기기에 관한 정보를 통합 관리하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.
각 가정, 건물 및 시설물의 전력 기기에 대하여 전력선 통신(PLC) 기반의 전력제어모듈(PCM)과 지능형 PLC 게이트웨이(IPG)를 이용하여 전기 사용량 및 효율성을 진단하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합 관리 시스템.