KR20110097254A - Power supply network using dc power supply and electric apparatus based on the power supply network - Google Patents

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KR20110097254A KR1020100017013A KR20100017013A KR20110097254A KR 20110097254 A KR20110097254 A KR 20110097254A KR 1020100017013 A KR1020100017013 A KR 1020100017013A KR 20100017013 A KR20100017013 A KR 20100017013A KR 20110097254 A KR20110097254 A KR 20110097254A
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나 이상의 전력공급원으로부터 직류 전력을 수신하는 전원수신부; 상기 수신된 직류 전력의 전압 레벨을 측정하는 전압 레벨 식별부; 상기 측정된 전압 레벨이 전기 제품의 전압 레벨과 다른 경우, 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터; 및 상기 변환된 전압 레벨에 따라 전기 제품 내 회로를 동작시키는 제어부를 포함하되, 상기 직류 전력은 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력을 나타내거나, 또는 교류 전력공급원으로부터 공급된 교류 전력이 AC/DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전력을 나타내며, 상기 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력은 상기 전기 제품 외부에 존재하는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 승압 또는 강압된 직류 전력을 나타내는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품을 제공한다.The present invention includes a power supply receiving unit for receiving DC power from at least one power supply; A voltage level identification unit measuring a voltage level of the received DC power; A first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance when the measured voltage level is different from the voltage level of the electrical appliance; And a control unit for operating a circuit in the electrical appliance according to the converted voltage level, wherein the DC power indicates a DC power supplied from a DC power supply or an AC power supplied from an AC power supply is an AC / DC converter. A direct current power converted by the power supply, and the direct current power supplied from the direct current power supply indicates a DC power stepped up or down by a second DC / DC converter existing outside the electrical appliance. Provides electrical products based on power supply networks.

Description

직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크 및 이에 기반한 전기 제품{POWER SUPPLY NETWORK USING DC POWER SUPPLY AND ELECTRIC APPARATUS BASED ON THE POWER SUPPLY NETWORK}POWER SUPPLY NETWORK USING DC POWER SUPPLY AND ELECTRIC APPARATUS BASED ON THE POWER SUPPLY NETWORK}

본 발명은 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크 및 이에 기반한 전기 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply network using a direct current source and an electrical appliance based thereon.

직류 전원 공급 방식은 교류-직류 변환 회수를 줄여줄 뿐만 아니라 고효율 변환을 통해 소비 전력도 절감할 수 있게 해준다. 전세계적으로 지구 온난화에 대한 대응이 시급한 지금, 직류 전원 공급 방식은 매우 효과적인 대책이 될 수 있다. 그러나, 발전, 전압 변성의 어려움, 우수한 차단기의 필요, 대용량 교류-직류 변환에서의 고조파 발생 및 송전 전력의 크기에 비례하여 전압 강하가 증가한다는 점 등 아직까지 상용화되기에는 많은 문제점을 안고 있는 실정이다.The DC power supply not only reduces the number of AC-DC conversions, but also reduces power consumption through high efficiency conversion. With the urgent need to respond to global warming around the world, DC power supply can be a very effective measure. However, there are still many problems to be commercialized, such as power generation, difficulty in voltage variation, the need for excellent circuit breakers, generation of harmonics in large-capacity AC-DC conversion, and voltage drop in proportion to the magnitude of the transmission power. .

또한, 각국의 에너지 규제에 대응할 수 있도록 제품의 효율을 향상시키려면 요소 부품들의 효율을 높이거나 새로운 시스템을 개발해야 한다. 현재 이를 위한 방법으로 이용되고 있는 것 중 가장 효과적인 방법 중의 하나가 인버터 기술이다. 세탁기, 냉장고, 에어컨 등 대형 가전 제품에 모터 회전수를 가변 제어하는 인버터 기술을 적용함으로써 에너지 및 소음 저감 등 환경 규제 대응은 물론 제품의 기본기능 향상과 급속 냉난방, 쾌적성 향상, 신선도 증대 등 부가기능도 구현할 수 있다. 그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 직류 전원 공급 방식이 이용될 경우 인버터 전기 제품 또한 그에 적합하도록 설계될 필요가 있다.In addition, to improve the efficiency of products to meet the energy regulations of each country, it is necessary to increase the efficiency of the component parts or develop new systems. One of the most effective methods currently used for this is the inverter technology. By applying inverter technology that variably controls the motor speed to large household appliances such as washing machines, refrigerators, and air conditioners, it not only responds to environmental regulations such as reducing energy and noise, but also improves basic functions of the product, rapid heating and cooling, improved comfort, and freshness. Can also be implemented. However, when the DC power supply method is used as described above, the inverter electrical product also needs to be designed to be suitable therefor.

본 발명은, 공급되는 직류 전원을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 전력 공급 네트워크를 구축하고자 한다.An object of the present invention is to construct a power supply network that can more efficiently use a supplied DC power supply.

또한, 본 발명은, 직류 전원 공급 방식에 적합한 인버터 전기 제품을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an inverter electrical product suitable for a DC power supply system.

또한, 본 발명은, 전력 공급 방식이 다른 지역에서도 사용가능할 수 있는 인버터 전기 제품을 제공하고자 한다.It is also an object of the present invention to provide an inverter electrical appliance that may be used in other regions of differing power supply schemes.

또한, 본 발명은, 공급되는 직류 전압이 다른 지역에서도 사용가능할 수 있는 인버터 전기 제품을 제공하고자 한다.It is also an object of the present invention to provide an inverter electrical product which may be used in other regions where the supplied DC voltage is different.

본 발명은, 적어도 하나 이상의 전력공급원으로부터 직류 전력을 수신하는 전원수신부; 상기 수신된 직류 전력의 전압 레벨을 측정하는 전압 레벨 식별부; 상기 측정된 전압 레벨이 전기 제품의 전압 레벨과 다른 경우, 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터; 및 상기 변환된 전압 레벨에 따라 전기 제품 내 회로를 동작시키는 제어부를 포함하되, 상기 직류 전력은 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력을 나타내거나, 또는 교류 전력공급원으로부터 공급된 교류 전력이 AC/DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전력을 나타내며, 상기 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력은 상기 전기 제품 외부에 존재하는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 승압 또는 강압된 직류 전력을 나타내는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품을 제공한다.The present invention includes a power supply receiving unit for receiving DC power from at least one power supply; A voltage level identification unit measuring a voltage level of the received DC power; A first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance when the measured voltage level is different from the voltage level of the electrical appliance; And a control unit for operating a circuit in the electrical appliance according to the converted voltage level, wherein the DC power indicates a DC power supplied from a DC power supply or an AC power supplied from an AC power supply is an AC / DC converter. A direct current power converted by the power supply, and the direct current power supplied from the direct current power supply indicates a DC power stepped up or down by a second DC / DC converter existing outside the electrical appliance. Provides electrical products based on power supply networks.

또한, 본 발명은, 상기 수신된 직류 전력이 복수개인 경우, 복수개의 전력 공급원으로부터 각 전력 공급원의 전력 정보를 수신하는 실시간 전력정보 수신부; 및 상기 전력 정보를 비교하여 가장 저렴한 전력 공급원을 선택하는 전력공급원 선택부를 더 포함하되, 상기 전력 정보는 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 및 공급 가능한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, if there is a plurality of the received DC power, real-time power information receiving unit for receiving power information of each power supply from a plurality of power supply; And a power supply selector for selecting the cheapest power supply by comparing the power information, wherein the power information includes at least one of supplyable amount of power information, power rate information, power quality information, and supplyable time information. It is characterized by.

또한, 본 발명에서, 상기 AC/DC 컨버터는 건물 인입단에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the AC / DC converter is characterized in that installed in the building entrance.

또한, 본 발명에서, 상기 전원 레벨 식별부는 별도의 DC 어댑터로 구성되고, 상기 DC 어댑터는 상기 전기 제품의 플러그와 연결되어 콘센트에 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the power level identification unit is composed of a separate DC adapter, the DC adapter is characterized in that coupled to the outlet is connected to the plug of the electrical appliance.

또한, 본 발명에서, 상기 DC 어댑터는, 상기 전기 제품의 플러그가 결합되는 제1 결합부; 콘센트에 결합되는 제2 결합부; 및 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하도록 하는 제어 명령을 상기 제1 DC/DC 컨버터로 전달하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the DC adapter, the first coupling portion to which the plug of the electrical appliance is coupled; A second coupling part coupled to the outlet; And a control unit for transmitting a control command to the first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance.

또한, 본 발명에서, 상기 직류 전력공급원은 태양열 에너지, 풍력 에너지 및 연료 전지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the DC power supply is characterized in that it comprises at least one of solar energy, wind energy and fuel cells.

또한, 본 발명은, 적어도 하나 이상의 전력공급원으로 수신된 전력을 전기 제품 내부로 전달하는 AC/DC 어댑터; 상기 전달된 전력의 전압 레벨을 측정하는 전압 레벨 식별부; 상기 측정된 전압 레벨이 전기 제품의 전압 레벨과 다른 경우, 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터; 및 상기 변환된 전압 레벨에 따라 전기 제품 내 회로를 동작시키는 제1 제어부를 포함하되, 상기 AC/DC 어댑터는, 상기 수신된 전력이 직류 전력인지 교류 전력인지 여부를 식별하는 제로크로싱부와; 상기 식별 결과에 따라, 상기 수신된 전력이 교류 전력인 경우 상기 수신된 전력의 전달을 차단하고, 상기 수신된 전력이 직류 전력인 경우 상기 수신된 전력을 상기 전기 제품으로 전달하도록 하는 제어 명령을 상기 전압 레벨 식별부로 전달하는 제2 제어부를 포함하며, 상기 직류 전력은 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력을 나타내고, 상기 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력은 상기 전기 제품 외부에 존재하는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 승압 또는 강압된 직류 전력을 나타내는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품을 제공한다.The present invention also provides an AC / DC adapter for delivering power received into at least one power supply into an electrical product; A voltage level identification unit measuring a voltage level of the transferred power; A first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance when the measured voltage level is different from the voltage level of the electrical appliance; And a first controller configured to operate a circuit in an electric product according to the converted voltage level, wherein the AC / DC adapter includes: a zero crossing unit for identifying whether the received power is DC power or AC power; According to the identification result, when the received power is AC power, the control command to block the transmission of the received power, and to transmit the received power to the electrical product when the received power is DC power; And a second control unit for transmitting to a voltage level identification unit, wherein the direct current power indicates a direct current power supplied from a direct current power supply, and the direct current power supplied from the direct current power supply is a second DC / DC present outside the electrical appliance. An electrical product based on a power supply network using a direct current source, characterized by representing a boosted or stepped down DC power through a converter.

또한, 본 발명에서, 상기 전기 제품은, 상기 수신된 직류 전력이 복수개인 경우, 복수개의 전력 공급원으로부터 각 전력 공급원의 전력 정보를 수신하는 실시간 전력정보 수신부; 및 상기 전력 정보를 비교하여 가장 저렴한 전력 공급원을 선택하는 전력공급원 선택부를 포함하되, 상기 전력 정보는 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 및 공급 가능한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the electrical appliance, the plurality of received DC power, real-time power information receiving unit for receiving power information of each power supply from a plurality of power sources; And a power supply source selector configured to compare the power information to select the cheapest power supply source, wherein the power information includes at least one of supplyable amount of power information, power rate information, power quality information, and supplyable time information. It features.

또한, 본 발명에서, 상기 AC/DC 어댑터는, 상기 전기 제품의 플러그가 결합되는 제1 결합부; 콘센트에 결합되는 제2 결합부; 및 상기 제2 제어부의 제어 명령에 따라 상기 수신된 전력을 차단하거나 전달하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the AC / DC adapter, the first coupling portion to which the plug of the electrical appliance is coupled; A second coupling part coupled to the outlet; And a switching unit which cuts off or transfers the received power according to a control command of the second control unit.

또한, 본 발명에서, 상기 직류 전력공급원은 태양열 에너지, 풍력 에너지 및 연료 전지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the DC power supply is characterized in that it comprises at least one of solar energy, wind energy and fuel cells.

본 발명은, 신재생 에너지에 의해 생산된 직류 전원을 직접적으로 전기 제품에 전달함으로써 전기 제품마다 전력 손실을 가져오는 AC/DC 변환 또는 DC/AC 변환 과정을 생략할 수 있어 보다 효율적으로 전기 제품을 제공할 수 있고, 더 나아가 전력 손실을 감소시킬 수 있는 전력 공급 네트워크을 구축할 수 있다. The present invention can directly eliminate the AC / DC conversion or DC / AC conversion process that leads to power loss for each electrical product by directly delivering the DC power produced by the renewable energy to the electrical appliance to more efficiently It is possible to build a power supply network that can provide and further reduce power loss.

또한, 로컬 네트워크 내, 건물 내, 가정 내 또는 사무실 내로 공급되는 전력이 직류 상태로 제공될 수 있도록 로컬 네트워크 인입단, 건물 인입단, 가정 또는 사무실 인입단에 대용량 AC/DC 컨버터(converter)를 설치함으로써 전기 제품마다 필요했던 AC/DC 컨버터를 사용하지 않음으로써 변환으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. In addition, a large capacity AC / DC converter is installed at the local network inlet, building inlet, home or office inlet so that the power supplied to the local network, in the building, at home or in the office can be provided in a DC state. This eliminates the AC / DC converters required for each electrical product, reducing power loss due to conversion.

또한, 전기 제품 내에서 입력되는 전압의 전압 레벨을 식별할 수 있도록 함으로써 공급되는 전압 레벨이 다른 지역에서도 적응적으로 작동될 수 있는 전기 제품을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to identify the voltage level of the voltage input in the electrical appliance, thereby providing an electrical appliance that can be adaptively operated in other regions.

또한, 전기 제품의 전원 파워 코드 단에 제로 크로싱(zero crossing) 감지 회로를 삽입함으로써 전력 공급 방식이 다른 지역에서도 적응적으로 작동될 수 있는 전기 제품을 제공할 수 있다.In addition, by inserting a zero crossing detection circuit into the power cord of the power supply of the electrical appliance, it is possible to provide an electrical appliance that can be adaptively operated in other regions.

또한, 비용을 최소화시킬 수 있는 전력 공급원을 선택함으로써 전력 공급 네트워크 내에서 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있게 된다. 그리고, 사용자들은 실시간 제공되는 전력 정보에 따라 전력 공급원을 선택함으로써 비용을 최소화할 수 있고, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.In addition, by selecting a power source that can minimize costs, it becomes possible to manage energy more efficiently within the power supply network. In addition, users can minimize costs by selecting a power source according to power information provided in real time, and use energy efficiently.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 직류 전원을 송배전할 수 있는 지능형 전력 공급 네크워크의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC/DC 변환 손실을 저감시키면서 전기 제품에 DC 전원을 사용할 수 있는 전력 공급 네트워크의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC 전원과 DC 전원의 공급이 가능한 전력 공급 네트워크 내에서 적응적으로 작동될 수 있는 전기 제품의 개략적인 내부 구조도를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC 전원과 DC 전원이 모두 공급되고, 공급되는 전압 레벨이 다를 수 있는 환경에서 적응적으로 전기 제품을 사용할 수 있는 전력 공급 네트워크의 제어 블록도를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, DC 전원과 AC 전원의 공급이 모두 가능한 전력 공급 네트워크 하에서, 최저 요금 전력 공급원을 선택할 수 있는 전기 제품의 내부 블록도와 흐름도를 나타낸다.
1 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic diagram of an intelligent power supply network capable of transmitting and distributing DC power.
2 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic structure of a power supply network that can use a DC power source for an electrical product while reducing AC / DC conversion loss.
3 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic internal structure diagram of an electrical product that can be adaptively operated in a power supply network capable of supplying AC power and DC power.
4 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a control block diagram of a power supply network in which both an AC power supply and a DC power supply are supplied, and in which an electric product can be adaptively used in an environment in which the supplied voltage level may be different. .
5 and 6 show an internal block diagram and a flow chart of an electric product for selecting a lowest charge power supply source in an embodiment to which the present invention is applied, under a power supply network capable of supplying both DC power and AC power.

상술한 목적 및 구성의 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들를 상세히 설명한다.The above objects and features of the construction will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우는 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.
In addition, the terms used in the present invention was selected as a general term widely used as possible now, but in some cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, in which case the meaning is described in detail in the description of the invention, It is to be understood that the present invention is to be understood as the meaning of terms rather than the names of terms.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 직류 전원을 송배전할 수 있는 지능형 전력 공급 네크워크의 개략도를 나타낸다.1 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic diagram of an intelligent power supply network capable of transmitting and distributing DC power.

상기 지능형 전력 공급 네트워크(100)는 적어도 하나 이상의 로컬 영역 네트워크(local area network) 또는 글로벌 영역 네트워크(global area network)로 구성될 수 있다. 상기 로컬 영역 네트워크의 예로는, 발전소들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 발전소용 전력 네트워크(110), 가정 내의 전기 기구들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 가정용 전력 네트워크(130), 사무실 내의 전기 기구들 간의 전력 정보를 공유할 수 있는 사무실용 전력 네트워크(130) 또는 로컬 영역 간의 전력 정보를 제어할 수 있는 중앙 제어 네트워크(120) 등을 들 수 있다. 상기 글로벌 영역 네트워크라 함은 적어도 2이상의 로컬 영역 네트워크를 포함하는 네트워크를 의미할 수 있으며, 로컬 영역 네트워크에 대응하는 상대적인 개념으로 이해할 수 있다.The intelligent power supply network 100 may be configured of at least one local area network or global area network. Examples of the local area network include a power network 110 for a power plant that can share power information between power plants, a home power network 130 that can share power information between electric appliances in a home, and an electric appliance in an office. The office power network 130 that can share the power information between them, or the central control network 120 that can control the power information between the local area, and the like. The global area network may mean a network including at least two local area networks, and may be understood as a relative concept corresponding to a local area network.

상기 도 1을 살펴보면, 본 발명이 적용되는 지능형 전력 공급 네트워크(100)의 예로, 상기 지능형 전력 공급 네트워크(100)는 발전소용 전력 네트워크(110), 중앙 제어 네트워크(120) 및 적어도 하나 이상의 가정용/사무실용 전력 네트워크(130)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, as an example of the intelligent power supply network 100 to which the present invention is applied, the intelligent power supply network 100 may include a power network 110 for a power plant 110, a central control network 120, and at least one home / office. Office power network 130.

상기 발전소용 전력 네트워크(110)는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생 에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력 발전소를 포함할 수 있다. 화력발전소, 원자력발전소 또는 수력발전소에서 생산된 전력은 송전 선로를 통해 AC로 변전소에 보내지고, 변전소는 전압이나 전류의 성질을 바꾸어 가정용/사무실용 전력 네트워크 내의 수요처로 전력을 분배하게 된다. 여기서, 가정용/사무실용 전력 네트워크로 송배전하는 과정에서 AC/DC 컨버터를 이용하여 DC로 변환하는 과정이 수반되고, 각 가정 또는 사무실 내의 기기마다 장착된 AC 어댑터 등에서도 AC/DC 컨버터를 이용하여 DC로 변환하는 과정이 수반된다. 이처럼, AC로부터 DC, DC로부터 AC 등의 변환을 수차례 반복할수록 그 전력의 변환 손실은 더욱 커지게 된다. 또한, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전력은 DC이므로, 이를 변전소로 보내거나 또는 직접 각 수요처로 분배하여 이용할 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 AC로부터 DC, DC로부터 AC로의 변환 과정을 최소화할 수 있는 전력 공급 네트워크 및 이에 기반한 전기 제품을 제공하고자 한다. 또한, 신재생 에너지에 의해 생산된 DC 전원을 직접적으로 공급하여 사용할 수 있는 전력 공급 네트워크 및 이에 기반한 전기 제품을 제공하고자 한다. 이에 대해서는 도 2 내지 도 6에서 보다 상세히 설명하도록 한다.The power network 110 for a power plant may include a power plant that generates power through thermal power generation, nuclear power generation or hydroelectric power generation, and a solar power plant using wind or wind power as renewable energy. Power generated from thermal, nuclear or hydropower plants is sent to AC substations via transmission lines, and the substations distribute the power to demand in home / office power networks by changing the nature of the voltage or current. Here, a process of converting to DC using an AC / DC converter is involved in the process of transmitting / distributing power to a home / office power network, and an AC adapter installed in each home or office device uses an AC / DC converter. Is involved in the conversion. As described above, as the conversion from AC to DC, DC to AC, etc. is repeated several times, the conversion loss of the power becomes larger. In addition, since the power produced by the renewable energy is DC, it can be sent to the substation or directly distributed to each demand destination. Accordingly, the present invention is to provide a power supply network and an electrical product based thereon that can minimize the conversion process from AC to DC, DC to AC. In addition, the present invention provides a power supply network and an electric product based thereon that can directly supply and use DC power produced by renewable energy. This will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6.

한편, 중앙 제어 네트워크(120)는 상기 지능형 전력 공급 네트워크(100) 내의 로컬 영역 네트워크 간의 전력 공급, 전력 소비, 전력 분배 및 관리 등을 제어하는 역할을 하며, 글로벌 에너지 관리 시스템과 에너지 계측 시스템을 포함한다.Meanwhile, the central control network 120 controls power supply, power consumption, power distribution and management between local area networks in the intelligent power supply network 100, and includes a global energy management system and an energy measurement system. do.

글로벌 에너지 관리 시스템은 로컬 에너지 관리 시스템들을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 글로벌 에너지 관리 시스템은 발전소용 전력 네트워크(110) 내의 로컬 에너지 관리 시스템과 가정용/사무실용 전력 네트워크(130) 내의 로컬 에너지 관리 시스템으로부터 에너지 관련 정보들을 수신받아 상기 지능형 전력 공급 네트워크(100)의 전체적인 에너지 관리를 가능하게 한다. The global energy management system is responsible for controlling local energy management systems. For example, the global energy management system receives energy-related information from the local energy management system in the power network 110 for the power plant and the local energy management system in the home / office power network 130 and receives the intelligent power supply network ( 100) enables overall energy management.

여기서, 에너지 관리 시스템(EMS, Energy Management System)이라 함은, 에너지 관리 프로그램을 이용하여 에너지 제어 장치를 관리하는 시스템을 의미한다. 상기 에너지 제어 장치의 예로, 자동 온도 제어 장치, 케이블 셋톱 박스, 지능형 디스플레이 장치 또는 자동 등화 제어 장치 등을 들 수 있다. 상기 에너지 관리 시스템은 상기 에너지 제어 장치와의 통신을 통해서 각 수요처의 전력을 실시간으로 관리할 수 있으며, 축적된 데이터를 기반으로 소요 전력의 실시간 예측도 가능할 수 있다. 상기 에너지 관리 시스템은 각 수요처 또는 공급처마다 설정될 수 있고, 더 나아가 각 로컬 영역 네트워크 또는 각 글로벌 영역 네트워크마다 설정될 수도 있다. 그리고, 상기 에너지 관리 시스템은 에너지 관리 장치로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 로컬 에너지 관리 시스템을 통하여 중계되며, 상기 로컬 에너지 관리 시스템은 각 전기 제품과전기 제품과 이를 제어하므로 사용자는 상기 로컬 에너지 관리 시스템을 통해 각 전기 제품의 전력 정보를 인식하고 이를 기초로 전력량 한계 설정 또는 전기요금 한계 설정 등과 같은 전력 관리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다. Here, the energy management system (EMS) refers to a system for managing an energy control device using an energy management program. Examples of the energy control device include an automatic temperature control device, a cable set-top box, an intelligent display device, or an automatic equalization control device. The energy management system may manage the power of each demand source in real time through communication with the energy control device, and may also be able to predict the required power based on the accumulated data. The energy management system may be set up for each demand source or supply source, or may be set up for each local area network or each global area network. The energy management system may be provided as an energy management device. For example, a real-time price signal of the power market is relayed through a local energy management system installed in each home, and the local energy management system controls each electric product and an electric product, so that a user can use each local energy management system. By recognizing the power information of the electrical appliances and performing power management, such as setting a power limit or an electric charge limit, it is possible to save energy and cost.

그리고, 에너지 계측 시스템(energy metering system)이라 함은 계측 기기들로부터 에너지 사용량을 측정하고 에너지 사용에 관한 정보를 수집하고 분석하는 시스템을 의미한다. 상기 계측 기기의 예로, 전기 미터기(electricity meters), 가스 미터기(gas meters) 또는 수도 미터기(water meters) 등을 들 수 있다.And, the energy metering system (energy metering system) refers to a system for measuring the energy usage from the measuring instruments and collect and analyze information on the energy usage. Examples of the measuring device may include an electricity meter, a gas meter, a water meter, and the like.

상기 에너지 관리 시스템과 상기 에너지 계측 시스템은 소비자로 하여금 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력 공급자에게는 시스템 상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.The energy management system and the energy metering system enable consumers to efficiently use electricity, and provide power providers with the ability to detect problems on the system and operate the system efficiently.

가정용 전력 네트워크(130)의 경우, 가정에서도 태양광이나 하이브리드 전기자동차(PHEV, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 스스로 생산하여 소비할 수 있고, 남는 전기는 다른 로컬 영역 네트워크에 공급 또는 매매할 수도 있다. 그리고, 각 로컬 영역 네트워크에서는 에너지 계측 장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 로컬 영역 네트워크 내의 전력 공급 유닛은 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다. 또한, 로컬 영역 네트워크 사이 또는 로컬 영역 네트워크 내의 유닛들 사이에서 양방향 통신이 가능하며, 어느 하나의 로컬 영역 네트워크 내 유닛과 다른 하나의 로컬 영역 네트워크 내 유닛 사이의 양방향 통신도 가능하다. 여기서, 상기 유닛은 발전소, 전기 회사, 분산 전원, 에너지 관리 시스템, 에너지 계측 시스템, 지능형 기기 또는 전기 제품 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발전소용 전력 네트워크(110)와 가정용 전력 네트워크(130) 사이의 양방향 통신이 가능하며, 가정용 전력 네트워크(130) 내 전기 제품들 사이의 양방향 통신도 가능하다. 또는 발전소용 전력 네트워크(110) 내의 발전소와 가정용 전력 네트워크(130) 내의 에너지 관리 시스템 사이의 양방향 통신도 가능하다. 따라서, 각 수요처의 전력 소비 현황을 서로 모니터링하여 관리함으로써 적응적인 전기 생산 및 전기 분배가 가능하게 된다.
In the case of the home electric power network 130, even at home, electricity can be produced and consumed through fuel cells mounted in solar power or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the remaining electric power is used in another local area network. It can also be supplied or sold at. In each local area network, an energy measuring device is provided so that the power and electricity rates used in each demand source can be grasped in real time, and the power supply unit in the local area network recognizes the amount of electricity and the electricity rate currently used according to the situation. You can find ways to reduce power consumption and electricity bills. In addition, bidirectional communication is possible between local area networks or between units within a local area network, and bidirectional communication between a unit in one local area network and a unit in another local area network is also possible. Here, the unit may include a power plant, an electric company, a distributed power supply, an energy management system, an energy measurement system, an intelligent device, or an electric product. For example, bidirectional communication is possible between the power network 110 for a power plant and the home power network 130, and bidirectional communication between electrical appliances in the home power network 130 is also possible. Alternatively, bidirectional communication between a power plant in the power plant 110 for the power plant and an energy management system in the home power network 130 is also possible. Therefore, by monitoring and managing the power consumption status of each customer, it is possible to adaptive electricity production and electricity distribution.

도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC/DC 변환 손실을 저감시키면서 전기 제품에 DC 전원을 사용할 수 있는 전력 공급 네트워크의 개략적인 구조를 나타낸다.2 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic structure of a power supply network that can use a DC power source for an electrical product while reducing AC / DC conversion loss.

상기 도 1에서 설명한 바와 같이, 화력발전소, 원자력발전소 또는 수력발전소에서 생산된 전력은 송전 선로를 통해 AC로 송배전되기 때문에 수차례 반복되는 AC/DC 변환으로 인해 전력 손실이 더욱 증가하게 된다. 예를 들어, 순간 정지를 방지하기 위해 축전 장치를 갖춘 무정전 전원 장치, 즉 UPS(Uninterruptible Power Supply)의 경우, 발전소로부터 송전된 AC 전력은 축전 장치에 축전하기 위해 AC/DC 변환하여 DC 상태로 축전되고 다시 DC/AC 변환을 통해 AC 상태로 전기 제품에 공급된다. 그리고, 전기 제품에 공급된 AC 전력은 다시 전기 제품 내에서 AC/DC 변환을 통해 DC 상태로 전기 제품 내에 전원을 공급하게 된다. As described above with reference to FIG. 1, since the power produced in a thermal power plant, a nuclear power plant, or a hydro power plant is transmitted and distributed to AC through a transmission line, power loss is further increased due to repeated AC / DC conversion several times. For example, in the case of an uninterruptible power supply with a power storage device, i.e. an uninterruptible power supply (UPS), to prevent a momentary shutdown, the AC power transmitted from the power plant is converted into a DC state by converting AC / DC to a power storage device. It is then supplied to the appliance in AC state via DC / AC conversion. In addition, the AC power supplied to the electrical appliance supplies power to the electrical appliance in a DC state through AC / DC conversion in the electrical appliance.

따라서, 각 전기 제품마다 전력 손실을 가져오는 AC/DC 변환 또는 DC/AC 변환 과정을 생략하기 위하여 전기 제품에 DC 전력을 제공할 필요가 있다. Therefore, it is necessary to provide DC power to the electrical appliances in order to omit the AC / DC conversion or the DC / AC conversion process that causes power loss for each electrical appliance.

본 발명의 일실시예로서, 로컬 네트워크 내, 건물 내, 가정 내 또는 사무실 내로 공급되는 전력이 DC 상태로 제공될 수 있도록 로컬 네트워크 인입단, 건물 인입단, 가정 또는 사무실 인입단에 대용량 AC/DC 컨버터(converter)(220)를 설치함으로써 전기 제품마다 필요했던 AC/DC 컨버터를 사용하지 않음으로써 변환으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, a large capacity AC / DC at a local network entry point, a building entry point, a home or office entrance point so that power supplied to the local network, in a building, at home, or in an office can be provided in a DC state. By installing a converter 220, power loss due to conversion can be reduced by not using an AC / DC converter, which was required for each electrical product.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 신재생 에너지로부터 공급되는 DC 전력을 직접 전기 제품에 배전함으로써 AC/DC 변환 또는 DC/AC 변환으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 태양열, 풍력, 연료 전지 등을 이용한 분산 전원 및 에너지 저장 장치들로부터 공급되는 전력은 DC 전원이므로, 이를 직접 인버터 가전 제품과 연결시킴으로써 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 여기서, 인버터 가전 제품은 인버터 기술을 적용한 가전 제품을 의미하며, 인버터(inverter)란, 모터의 속도를 사용자가 원하는 대로 제어하기 위해 모터에 인가되는 전압 또는 전류의 크기와 주파수를 임의로 제어할 수 있는 전력 변환 장치를 말한다. 예를 들어, 인버터 에어컨은 AC 입력의 경우 반드시 DC로의 정류가 필요하며, 기존의 에어컨의 경우 고조파(Harmonics) 규제에 대응하기 위해, 3상의 경우 고가의 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기와 리액터(Reactor)가 필요하고, 단상의 경우 역률 보상(Power Factor Correction, PFC) 모듈과 리액터(Reactor)가 필요하다. 또한, 소프트웨어로는 역률 보상(Power Factor Correction, PFC) 제어가 필요하며, 규격을 만족시키기 위한 역률 보상(Power Factor Correction, PFC) 제어에서 고속 스위칭(Switching)으로 인해 입력 전원단에 고가의 EMI 필터(Electro Magnetic Interference Filter)의 설치도 필요하다. In addition, as another embodiment of the present invention, power loss due to AC / DC conversion or DC / AC conversion may be reduced by directly distributing DC power supplied from renewable energy to an electrical product. For example, since power supplied from distributed power sources and energy storage devices using solar, wind, fuel cells, and the like is a DC power source, power loss can be reduced by directly connecting the inverter to home appliances. Here, the inverter home appliance means a home appliance to which the inverter technology is applied, and an inverter means an arbitrary control of the magnitude and frequency of the voltage or current applied to the motor in order to control the speed of the motor as desired by the user. Refers to a power converter. For example, inverter air conditioners require rectification to DC for AC input, and conventional PWMs require expensive PWM (Pulse Width Modulation) rectifiers and reactors to cope with harmonics regulation. In single phase, power factor correction (PFC) module and reactor are required. In addition, software requires Power Factor Correction (PFC) control, and expensive EMI filters at the input power stage due to fast switching in Power Factor Correction (PFC) control to meet specifications. It is also necessary to install the Electro Magnetic Interference Filter.

따라서, 상기 도 2를 살펴보면, 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지원을 사용하는 경우 DC 전원을 출력하고 DC/DC 컨버터(DC/DC converter)(210)를 통해 승압 후 AC로 변환하여 사용하게 되므로 반드시 DC 단이 존재하게 된다. 그리고, 인버터 전기 제품(230,240)에서 상기 DC 단을 이용한다면 보다 간단하고 비용이 저렴한 DC/DC 컨버터(Converter)(235,245)만 사용하여도 고조파에 따른 문제점을 해결할 수 있게 되고, 또한 고가의 EMI 필터를 사용하지 않아도 되므로 역률 보상없는 인버터 전기 제품의 구현이 가능할 수 있다.
Therefore, referring to FIG. 2, when using renewable energy sources such as solar light and wind power, DC power is output and converted to AC after step-up through a DC / DC converter 210. Therefore, a DC stage necessarily exists. In addition, if the DC stage is used in the inverter electrical products 230 and 240, a simple and inexpensive DC / DC converter 235 and 245 may be used to solve the problem due to harmonics, and an expensive EMI filter may also be used. Since it is not necessary to use the inverter, it is possible to implement an inverter electrical product without power factor compensation.

도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC 전원과 DC 전원의 공급이 가능한 전력 공급 네트워크 내에서 적응적으로 작동될 수 있는 전기 제품의 개략적인 내부 구조도를 나타낸다.3 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic internal structure diagram of an electrical product that can be adaptively operated in a power supply network capable of supplying AC power and DC power.

상기에서 설명한 바와 같이, 신재생 에너지원으로부터 직접적인 DC 전원 공급이 가능하여, AC 전원과 DC 전원의 공급이 모두 가능한 지역의 경우, 각 전기 제품은 개별적으로 AC 전원과 DC 전원을 구별하여 동작될 필요가 있다. 이때, 각 전기 제품은 공급되는 전력이 AC 전원인지 DC 전원인지 식별하기 위해 전기 제품의 전원 파워 코드 단에 제로 크로싱(zero crossing) 감지 회로를 삽입할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 살펴보면, AC/DC 어댑터(310)는 통신부(311), 스위칭부(312), 제로크로싱부(313), 제어부(314) 및 전압레벨 식별부(315)를 포함할 수 있다.As described above, in areas where DC power can be supplied directly from renewable energy sources, where both AC and DC power can be supplied, each electrical product must be operated separately from the AC power and DC power. There is. In this case, each of the electrical appliances may insert a zero crossing detection circuit into the power cord of the power supply of the electrical appliance to identify whether the power supplied is AC power or DC power. For example, referring to FIG. 3, the AC / DC adapter 310 may include a communication unit 311, a switching unit 312, a zero crossing unit 313, a control unit 314, and a voltage level identification unit 315. Can be.

상기 통신부(311)는 외부의 전력 공급 장치 또는 전기 제품 내에 존재하는 별도의 통신부와 신호를 송수신하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 AC/DC 어댑터(310)가 무선 장치로 구성되어 있는 경우 AC 전원인지 DC 전원인지를 나타내는 식별 정보를 해당 전기 제품 내의 통신부에 송신할 수 있다.The communication unit 311 transmits and receives a signal with a separate communication unit existing in an external power supply device or an electric product. For example, when the AC / DC adapter 310 is configured as a wireless device, identification information indicating whether the AC power source or the DC power source may be transmitted to a communication unit in the corresponding electrical appliance.

그리고, 상기 AC/DC 어댑터(310)는 전기 제품의 플러그가 꽂히는 제 1 결합부(301)와, 콘센트(305)에 결합되는 제 2 결합부(303)를 포함한다. 상기 제1결합부(301)와 상기 제 2 결합부(303)는 스위칭부(312)에 의하여 선택적으로 연결되며, 상기 스위칭부(312)는 경우에 따라 상기 통신부(311) 또는 제로 크로싱부(313)에 의하여 동작될 수 있다.The AC / DC adapter 310 includes a first coupling part 301 into which an electric product is plugged in, and a second coupling part 303 coupled to the outlet 305. The first coupling part 301 and the second coupling part 303 are selectively connected by a switching part 312, and the switching part 312 is optionally the communication part 311 or the zero crossing part ( 313 may be operated.

상기 제로 크로싱부(313)는 입력되는 전압이 0이 되는 시점을 감지함으로써 입력되는 전압이 AC 전원인지 DC 전원인지 식별할 수 있다. 입력되는 전압이 AC 전원 또는 DC 전원임을 식별하는 신호를 상기 제어부(314)를 통하여 상기 전기 제품(300)으로 전달하고, 상기 식별 신호에 따라 상기 전기 제품(300)은 DC/DC 컨버터(340)를 통하여 입력된 DC 전압을 컨버팅하고, 그에 기초하여 회로를 구동시킴으로써 동작될 수 있다.The zero crossing unit 313 may identify whether the input voltage is an AC power source or a DC power source by detecting a time point when the input voltage becomes zero. A signal identifying that the input voltage is an AC power source or a DC power source is transmitted to the electrical appliance 300 through the control unit 314, and the electrical appliance 300 is a DC / DC converter 340 according to the identification signal. It can be operated by converting the DC voltage input through and driving the circuit based thereon.

이때, 상기 도 3에서는 상기 AC/DC 어댑터(310)의 각 구성 부분들의 결합으로 이루어져 있지만, 각 구성 부분들이 모두 결합되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 상기 제로 크로싱부(313)만으로 상기 AC/DC 어댑터(310)를 구성할 수도 있으며, 상기 AC/DC 어댑터(310) 없이 전원 코드 내에 제로 크로싱(zero crossing) 감지 회로가 삽입될 수 있다.In this case, in FIG. 3, the components of the AC / DC adapter 310 are combined, but the components need not be all combined. For example, the AC / DC adapter 310 may be configured using only the zero crossing unit 313, and a zero crossing detection circuit may be inserted into a power cord without the AC / DC adapter 310. have.

본 발명의 다른 실시예로, 표준화되지 않은 DC 전압이 공급되는 지역에서 입력되는 DC 전압 레벨에 상관없이 전기 제품을 사용할 수 있도록 상기 AC/DC 어댑터(310)는 전압 레벨 식별부(315)를 포함할 수 있다. 상기 전압 레벨 식별부(315)는 상기 도 3에서와 같이 전기 제품의 전원 파워 코드 단에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 AC/DC 어댑터(310) 내에 포함될 수 있다. In another embodiment of the present invention, the AC / DC adapter 310 includes a voltage level identification unit 315 so that an electric product can be used regardless of the DC voltage level input in the region where the non-standardized DC voltage is supplied. can do. The voltage level identification unit 315 may be inserted into a power supply power cord end of an electrical product as shown in FIG. 3. That is, it may be included in the AC / DC adapter 310.

또는 전압 레벨 식별부(320)는 상기 전기 제품(300) 내에 포함되어, 입력되는 전압의 DC 전압 레벨을 식별할 수 있다. 그리고, 식별된 DC 전압을 제어부(330)를 통하여 상기 전기 제품(300) 내 회로에 인가하고, DC/DC 컨버터(340)를 적용하여 전기 제품에 적합하도록 전압 레벨을 변경함으로써 공급되는 전압 레벨이 다른 지역에서도 상기 전기 제품(300)을 사용할 수 있게 된다.
Alternatively, the voltage level identification unit 320 may be included in the electrical appliance 300 to identify the DC voltage level of the input voltage. The voltage level supplied by applying the identified DC voltage to the circuit in the electrical appliance 300 through the controller 330 and applying the DC / DC converter 340 to change the voltage level to be suitable for the electrical appliance is The electrical appliance 300 can also be used in other regions.

도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, AC 전원과 DC 전원이 모두 공급되고, 공급되는 전압 레벨이 다를 수 있는 환경에서 적응적으로 전기 제품을 사용할 수 있는 전력 공급 네크워크의 제어 블록도를 나타낸다.4 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a control block diagram of a power supply network in which both an AC power supply and a DC power supply are supplied, and in which an electric product can be adaptively used in an environment in which the supplied voltage level may be different. .

본 발명이 적용되는 전력 공급 네트워크는 DC 전원 공급이 가능한 신재생 에너지원, 예를 들어, 태양광(401), 풍력(402), 연료 전지(403) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 신재생 에너지원과 함께 AC 전원을 공급하는 전력 회사(404)를 포함할 수 있다.The power supply network to which the present invention is applied may include a renewable energy source capable of supplying DC power, for example, solar 401, wind power 402, fuel cell 403, and the like. And, it may include a power company 404 for supplying AC power with the renewable energy source.

이때, 상기 신재생 에너지원으로부터 공급되는 DC 전원은 DC/DC 컨버터(DC/DC converter)(410)를 이용하여 AC/DC 변환없이 전기 제품에 전원을 인가함으로써 AC/DC 변환으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 전력 회사(404)로부터 공급되는 AC 전원은 AC/DC 컨버터(AC/DC converter)(420)를 통해 DC 전원으로 변환되어 직접 전기 제품에 제공됨으로써, 전기 제품마다 필요했던 AC/DC 컨버터를 사용하지 않음으로써 변환으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 또는 상기 전력 회사(404)로부터 공급되는 AC 전원을 그대로 하여 전기 제품 내부에서 AC/DC 변환 또는 DC/AC 변환 과정을 통해 전기 제품 내 회로를 동작시킬 수도 있다. 또한, 전기 제품에 AC 전원이 공급되는 경우, DC/AC 스위칭부(430)를 통하여 DC 전원을 사용하도록 제어함으로써 전기 제품의 효율을 극대화시킬 수 있다.In this case, the DC power supplied from the renewable energy source uses a DC / DC converter 410 to apply power to an electric product without AC / DC conversion, thereby reducing power loss due to AC / DC conversion. Can be reduced. In addition, AC power supplied from the power company 404 is converted into DC power through an AC / DC converter 420 and directly provided to an electric product, thereby requiring an AC / DC converter for each electric product. By not using the power loss due to conversion can be reduced. Alternatively, the AC power supplied from the power company 404 may be left as it is to operate a circuit in the electric product through an AC / DC conversion or a DC / AC conversion process in the electric product. In addition, when the AC power is supplied to the electrical appliance, it is possible to maximize the efficiency of the electrical appliance by controlling to use the DC power through the DC / AC switching unit 430.

또한, 표준화되지 않은 DC 또는 AC 전압이 공급되는 지역의 경우, 각 전기 제품들은 입력되는 전압의 레벨을 식별하고 DC/DC 컨버터를 적용하여 전기 제품에 적합한 전압 레벨로 변경함으로써 어떠한 환경 하에서도 상기 전기 제품을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.In addition, in areas where a non-standardized DC or AC voltage is supplied, each electrical product identifies the level of the incoming voltage and applies a DC / DC converter to the appropriate voltage level for the electrical product. The product can be used efficiently.

한편, 상기에서 살펴본 바와 같이 DC 전원을 직접적으로 전기 제품에 적용할 수 있는 전력 공급 네트워크 하에서, 다양한 종류의 분산 전원, 예를 들어, 태양광, 풍력, 연료 전지 등으로부터 전력이 공급되는 경우, 보다 효율적인 DC 전력 공급원을 선택할 필요가 있다. 또는 DC 전원과 AC 전원의 공급이 모두 가능한 전력 공급 네트워크 하에서, 보다 효율적인 전력 공급원을 선택할 필요가 있다. 이하에서는 다양한 환경의 전력 공급 네트워크 하에서 보다 효율적인 전력 공급원을 선택할 수 있는 실시예를 살펴보도록 한다.
Meanwhile, as described above, when power is supplied from various types of distributed power sources, for example, solar, wind, fuel cells, and the like, under a power supply network that can directly apply a DC power source to an electrical product, There is a need to select an efficient DC power source. Or under a power supply network that can supply both DC and AC power, it is necessary to select a more efficient power supply. Hereinafter, an embodiment in which a more efficient power supply source may be selected under a power supply network of various environments will be described.

도 5 및 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, DC 전원과 AC 전원의 공급이 모두 가능한 전력 공급 네트워크 하에서, 최저 요금 전력 공급원을 선택할 수 있는 전기 제품의 내부 블록도와 흐름도를 나타낸다.5 and 6 show an internal block diagram and a flow chart of an electric product for selecting a lowest charge power supply source in an embodiment to which the present invention is applied, under a power supply network capable of supplying both DC power and AC power.

본 발명이 적용되는 전력 공급 네트워크 내에서 전기를 사용하는 전기 제품들은 해당 로컬 네트워크 내의 전력 공급원 또는 다른 로컬 네트워크 내의 전력 공급원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 가정용 전력 네트워크 내의 전기 제품은 기존 방식대로 발전소용 전력 네트워크로부터 공급되는 AC 전력을 공급받을 수 있고, AC/DC 컨버터를 통해 변환된 DC 전력을 공급받을 수도 있고, 다른 분산 전원으로부터 공급되는 DC 전력을 공급받을 수도 있다. 구체적 예로, 가정 내의 신재생 연료전지, 태양광 전지 또는 전기자동차(PHEV, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지로부터 자가 생산된 DC 전력을 공급받을 수 있으며, 또는 다른 로컬 영역 네트워크(예를 들어, 다른 가정용 전력 네트워크, 사무실용 전력 네트워크)로부터 생산된 DC 전력을 공급받을 수도 있다.Electrical appliances that use electricity in the power supply network to which the present invention is applied may be powered from a power supply in the local network or a power supply in another local network. For example, electrical appliances in a home power network can be supplied with AC power supplied from a power network for a power plant in a conventional manner, supplied with converted DC power through an AC / DC converter, or from other distributed sources. DC power may be supplied. Specifically, self-produced DC power may be supplied from a fuel cell mounted in a renewable fuel cell, a solar cell, or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) in a home, or another local area network (e.g., For example, it may be supplied with DC power produced from another home power network, an office power network).

이처럼 상기 전력 공급 네트워크 내에는 다양한 전력 공급원이 존재하기 때문에 사용자는 각 전력 공급원의 실시간 전력 정보를 모니터링하여 자신에게 가장 적합한 전력 공급원을 선택할 수 있다. 여기서, 상기 전력 공급원은 전력을 생산하여 공급하는 경우뿐만 아니라 다른 생산처로부터 공급된 전력을 보존하여 재공급하는 경우도 포함한다. 예를 들어, 상기 전력 공급원은 발전소, 전기 회사, 연료 전지, 전기 자동차, 또는 전력 저장 장치 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 실시간 전력 정보의 예로는, 전원 식별 정보, 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 또는 공급 가능한 시간 정보 등을 들 수 있다. 따라서, 사용자는 각 전력 공급원의 실시간 전력 정보를 비교, 분석하여 현재 자신에게 가장 적합한 전력 공급원을 선택함으로써 효율적인 전력 소비를 할 수 있게 된다.As such, since there are various power sources in the power supply network, the user can monitor the real-time power information of each power supply to select the power supply most suitable for them. Here, the power supply source includes not only a case of producing and supplying power, but also a case of preserving and supplying power supplied from another producer. For example, the power supply may include a power plant, an electric company, a fuel cell, an electric vehicle, or a power storage device. The real-time power information may include power identification information, power amount information available, power rate information, power quality information, or time information available. Therefore, the user can compare the current real-time power information of each power supply and analyze the power supply that is most suitable for the current user can be efficient power consumption.

본 발명이 적용되는 전기 제품(500)은 전력공급원 탐색부(510), 실시간 전력정보 수신부(520), 실시간 전력정보 비교부(530) 및 전력공급원 선택부(540)를 포함할 수 있다.The electrical appliance 500 to which the present invention is applied may include a power supply search unit 510, a real time power information receiver 520, a real time power information comparator 530, and a power supply selector 540.

먼저, 전력공급원 탐색부(510)는 사용가능한 전력 공급원이 존재하는지 여부를 탐색할 수 있다(S610). 그리고, 상기 탐색 결과, 사용가능한 전력 공급원이 복수개 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(S620). 상기 확인 결과, 상기 사용가능한 전력 공급원이 복수개 존재하지 않는 경우, 즉 단 하나의 전력 공급원만 존재하는 경우, 다른 전력 공급원이 탐색될 때까지 다시 탐색하도록 할 수 있다. 여기서, 단 하나의 전력 공급원만이 탐색된 경우는, 다른 전력 공급원이 존재하지 않는 경우를 의미하거나, 또는 다른 전력 공급원이 존재하기는 하나 사용 불가능한 상태인 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 사용 불가능한 상태라 함은 저장된 전력량이 현재 수요 전력을 충족시키기 불충분한 경우이거나, 해당 전기 제품이 DC 전원 또는 AC 전원만 사용가능한 경우를 의미할 수 있다. 또는, 다른 전력 공급원이 탐색되지 않고 단 하나의 전력 공급원만 존재하는 경우, 단 하나의 전력 공급원을 그냥 사용하도록 할 수도 있다.First, the power supply search unit 510 may search whether there is a power supply available (S610). As a result of the search, it may be determined whether there are a plurality of usable power supplies (S620). As a result of the checking, when there are a plurality of available power sources, that is, when only one power source exists, the search may be performed again until another power source is found. Here, when only one power source is searched, it may mean that no other power source exists, or it may mean that another power source exists but is in an unusable state. For example, the unusable state may mean a case where the amount of stored power is insufficient to meet the current demand power, or when the electric product can use only DC power or AC power. Alternatively, if no other power source is found and only one power source is present, then only one power source may be used.

실시간 전력정보 수신부(520)는, 상기 복수개의 전력 공급원이 존재하는 것으로 확인된 경우, 복수개의 전력 공급원 각각의 실시간 전력 정보를 수신할 수 있다(S630). 그리고, 실시간 전력정보 비교부(530)는 상기 실시간 전력 정보들을 비교하며, 이 때 비교되는 실시간 전력 정보의 예로는, 전원 식별 정보, 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 또는 공급 가능한 시간 정보 등을 들 수 있다. If it is determined that the plurality of power sources exist, the real-time power information receiver 520 may receive real-time power information of each of the plurality of power sources (S630). The real-time power information comparing unit 530 compares the real-time power information, and examples of the real-time power information to be compared include power identification information, power supply information, power rate information, power quality information, or power supply. Time information, and the like.

상기 비교 결과에 따라, 전력공급원 선택부(540)는 가장 저렴한 전력 공급원 또는 전기 제품에 적합한 전력 공급원을 선택할 수 있다(S640). 예를 들어, 각 전력 공급원의 실시간 요금 정보를 비교하여 가장 저렴한 전력을 공급하는 전력 공급원을 선택할 수 있다. 다른 예로, 실시간 전력정보 수신부(520)는 복수개의 전력 공급원 각각의 전원 식별 정보를 수신할 수 있다. 즉, DC 전원만 사용 가능한 전기 제품의 경우 상기 전원 식별 정보들로부터 AC 전력공급원은 사용하지 않도록 제외시킬 수 있다. 그리고, DC 전력공급원들의 실시간 전력 정보들을 비교하여 가장 저렴한 전력 공급원을 선택할 수 있다(S640).According to the comparison result, the power supply selector 540 may select the cheapest power supply or a power supply suitable for an electric product (S640). For example, real-time rate information of each power supply may be compared to select a power supply that supplies the cheapest power. As another example, the real-time power information receiver 520 may receive power identification information of each of the plurality of power sources. That is, in the case of an electric product that can use only a DC power source, the AC power supply source may be excluded from the power identification information. Then, by comparing the real-time power information of the DC power supply can select the cheapest power supply (S640).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described.

Claims (10)

적어도 하나 이상의 전력공급원으로부터 직류 전력을 수신하는 전원수신부;
상기 수신된 직류 전력의 전압 레벨을 측정하는 전압 레벨 식별부;
상기 측정된 전압 레벨이 전기 제품의 전압 레벨과 다른 경우, 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터; 및
상기 변환된 전압 레벨에 따라 전기 제품 내 회로를 동작시키는 제어부
를 포함하되,
상기 직류 전력은 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력을 나타내거나, 또는 교류 전력공급원으로부터 공급된 교류 전력이 AC/DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전력을 나타내며, 상기 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력은 상기 전기 제품 외부에 존재하는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 승압 또는 강압된 직류 전력을 나타내는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
A power receiver receiving DC power from at least one power supply;
A voltage level identification unit measuring a voltage level of the received DC power;
A first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance when the measured voltage level is different from the voltage level of the electrical appliance; And
A control unit for operating a circuit in an electrical appliance according to the converted voltage level
Including,
The direct current power represents the direct current power supplied from the direct current power supply, or the direct current power supplied from the AC power supply is converted by the AC / DC converter, and the direct current power supplied from the direct current power supply is An electrical appliance based on a power supply network using a DC source, characterized in that it represents a boosted or stepped down DC power through a second DC / DC converter that is external to the electrical product.
제1항에 있어서, 상기 전기 제품은,
상기 수신된 직류 전력이 복수개인 경우, 복수개의 전력 공급원으로부터 각 전력 공급원의 전력 정보를 수신하는 실시간 전력정보 수신부; 및
상기 전력 정보를 비교하여 가장 저렴한 전력 공급원을 선택하는 전력공급원 선택부를 더 포함하되,
상기 전력 정보는 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 및 공급 가능한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 1, wherein the electrical appliance,
A real time power information receiver configured to receive power information of each power supply from a plurality of power sources when the received DC power is plural; And
Further comprising a power supply selection unit for comparing the power information to select the cheapest power supply,
The power information is an electrical appliance based on a power supply network using a DC supply source, characterized in that it comprises at least one of the amount of power supply information, power bill information, power quality information and available time information.
제1항에 있어서,
상기 AC/DC 컨버터는 건물 인입단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 1,
The AC / DC converter is an electrical appliance based on a power supply network using a DC supply source, characterized in that installed in the building entry end.
제1항에 있어서,
상기 전원 레벨 식별부는 별도의 DC 어댑터로 구성되고, 상기 DC 어댑터는 상기 전기 제품의 플러그와 연결되어 콘센트에 결합되는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 1,
The power level identification unit is composed of a separate DC adapter, the DC adapter is connected to the plug of the electrical appliance is an electrical appliance based on a power supply network using a DC source, characterized in that coupled to the outlet.
제4항에 있어서, 상기 DC 어댑터는,
상기 전기 제품의 플러그가 결합되는 제1 결합부;
콘센트에 결합되는 제2 결합부; 및
상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하도록 하는 제어 명령을 상기 제1 DC/DC 컨버터로 전달하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 4, wherein the DC adapter,
A first coupling part to which the plug of the electric product is coupled;
A second coupling part coupled to the outlet; And
A control unit for transmitting a control command to the first DC / DC converter to convert the measured voltage level to a voltage level of the electrical appliance
Electrical appliances based on a power supply network using a direct current source comprising a.
제1항에 있어서,
상기 직류 전력공급원은 태양열 에너지, 풍력 에너지 및 연료 전지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 1,
The direct current power source is an electrical appliance based on a power supply network using a direct current source, characterized in that it comprises at least one of solar energy, wind energy and fuel cells.
적어도 하나 이상의 전력공급원으로 수신된 전력을 전기 제품 내부로 전달하는 AC/DC 어댑터;
상기 전달된 전력의 전압 레벨을 측정하는 전압 레벨 식별부;
상기 측정된 전압 레벨이 전기 제품의 전압 레벨과 다른 경우, 상기 측정된 전압 레벨을 상기 전기 제품의 전압 레벨로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터; 및
상기 변환된 전압 레벨에 따라 전기 제품 내 회로를 동작시키는 제1 제어부
를 포함하되,
상기 AC/DC 어댑터는,
상기 수신된 전력이 직류 전력인지 교류 전력인지 여부를 식별하는 제로크로싱부와;
상기 식별 결과에 따라, 상기 수신된 전력이 교류 전력인 경우 상기 수신된 전력의 전달을 차단하고, 상기 수신된 전력이 직류 전력인 경우 상기 수신된 전력을 상기 전기 제품으로 전달하도록 하는 제어 명령을 상기 전압 레벨 식별부로 전달하는 제2 제어부를 포함하며,
상기 직류 전력은 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력을 나타내고, 상기 직류 전력공급원으로부터 공급된 직류 전력은 상기 전기 제품 외부에 존재하는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 승압 또는 강압된 직류 전력을 나타내는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
An AC / DC adapter for delivering power received within at least one power supply into an electrical appliance;
A voltage level identification unit measuring a voltage level of the transferred power;
A first DC / DC converter for converting the measured voltage level into a voltage level of the electrical appliance when the measured voltage level is different from the voltage level of the electrical appliance; And
A first control unit for operating a circuit in an electrical appliance according to the converted voltage level
Including,
The AC / DC adapter,
A zero crossing unit for identifying whether the received power is DC power or AC power;
According to the identification result, when the received power is AC power, the control command to block the transmission of the received power, and to transmit the received power to the electrical product when the received power is DC power; A second control unit for transmitting to the voltage level identification unit,
The direct current power indicates a direct current power supplied from a direct current power supply, and the direct current power supplied from the direct current power supply indicates a direct current boosted or stepped down by a second DC / DC converter existing outside the electrical appliance. Electrical appliances based on a power supply network using a direct current source.
제7항에 있어서, 상기 전기 제품은,
상기 수신된 직류 전력이 복수개인 경우, 복수개의 전력 공급원으로부터 각 전력 공급원의 전력 정보를 수신하는 실시간 전력정보 수신부; 및
상기 전력 정보를 비교하여 가장 저렴한 전력 공급원을 선택하는 전력공급원 선택부를 포함하되,
상기 전력 정보는 공급 가능한 전력량 정보, 전력 요금 정보, 전력의 품질 정보 및 공급 가능한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 7, wherein the electrical appliance,
A real time power information receiver configured to receive power information of each power supply from a plurality of power sources when the received DC power is plural; And
Comprising a power supply source selection unit for comparing the power information to select the cheapest power supply,
The power information is an electrical appliance based on a power supply network using a DC supply source, characterized in that it comprises at least one of the amount of power supply information, power bill information, power quality information and available time information.
제7항에 있어서, 상기 AC/DC 어댑터는,
상기 전기 제품의 플러그가 결합되는 제1 결합부;
콘센트에 결합되는 제2 결합부; 및
상기 제2 제어부의 제어 명령에 따라 상기 수신된 전력을 차단하거나 전달하는 스위칭부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 7, wherein the AC / DC adapter,
A first coupling part to which the plug of the electric product is coupled;
A second coupling part coupled to the outlet; And
A switching unit which cuts off or transfers the received power according to a control command of the second controller;
Electrical appliances based on a power supply network using a direct current source, characterized in that it further comprises.
제7항에 있어서,
상기 직류 전력공급원은 태양열 에너지, 풍력 에너지 및 연료 전지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 공급원을 이용하는 전력 공급 네트워크에 기반한 전기 제품.
The method of claim 7, wherein
The direct current power source is an electrical appliance based on a power supply network using a direct current source, characterized in that it comprises at least one of solar energy, wind energy and fuel cells.
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