KR20110127974A - 에너지 관리 장치, 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법 - Google Patents

에너지 관리 장치, 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법 Download PDF

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KR20110127974A
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오정환
박재성
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 스마트 그리드와 스마트 미터 기술이 개발되고 에너지 가격의 변동 요금제가 실시되는 등 한정된 에너지 자원을 효율적으로 이용하고자 하는 추세에 발 맞추어 이후의 에너지 사용 정보를 예측하는 접근 방식을 통해 에너지 이용을 더욱 능동적으로 제어할 수 있도록 한다. 이를 위하여 센서로부터 수집되는 에너지 사용량 정보를 이용하여 에너지 사용의 변동률을 계산하고, 이를 바탕으로 선형/비선형적인 다양한 예측방법을 통해 미래의 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 예측한다. 예측된 결과는 각 에너지 사용 기기의 안정적인 운용에 사용될 수 있으며, 에너지 소비자나 공급자는 예측된 정보를 이용하여 에너지 이용 상황을 미리 조절함으로써 한정된 에너지 자원을 더욱 효율적으로 이용할 수 있게 된다.

Description

에너지 관리 장치, 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법{ Apparatus, System and Method for Energy Management }
본 발명은 에너지 관리 장치, 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 스마트 그리드와 스마트 미터 기술이 개발되고 에너지 가격의 변동 요금제가 실시되는 등 한정된 에너지 자원을 효율적으로 이용하고자 하는 추세에 발 맞추어 이후의 에너지 사용 정보를 예측하는 접근 방식을 통해 에너지 이용을 더욱 능동적으로 제어할 수 있도록 한다.
지금까지 전기, 가스, 수도 등 각종 에너지는 최대수요에 맞추어 공급되고 있었고, 에너지 가격도 고정적으로 유지되었다.
그러나 최근 한정된 에너지 자원을 더욱 효율적으로 이용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 방안으로 에너지 가격을 시간대나 계절별로 구분하여 차등화 하는 방안이 강구되고 있다.
이와 관련하여 에너지의 효율적인 이용을 도모하기 위한 기술로서 스마트 그리드(Smart Grid)나 스마트 미터(Smart Meter)가 관심의 대상이 되고 있다.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환할 수 있도록 함으로써 에너지 효율을 최적화하고 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 차세대 전력망이다.
스마트 그리드를 에너지 소비자의 입장에서 보면 에너지 가격의 변동에 따라 자신에게 가장 합리적인 시간대를 찾아 에너지를 사용하는 것이 된다.
스마트 미터(Smart Meter)는 통신 기능을 추가한 디지털 전력량계를 말하는 것으로서 전력 사용량의 실시간 조사나 전력 공급자와 소비자 사이의 양방향 통신이 가능하다.
그러므로 검침원이 직접 가정을 방문하지 않아도 원격 검침이 가능하고, 실시간 검침이 가능하기 때문에 전력 사용량을 정밀 측정할 수 있어 검침 비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다
또한 소비자의 에너지 사용 정보를 인터넷 등의 통신망을 통해 제공할 수 있기 때문에 소비자는 웹, 휴대폰, 티브이(TV) 수상기 등 각종 통신수단을 이용하여 언제 어디서나 자신의 에너지 사용 정보를 확인할 수 있다.
스마트 그리드나 스마트 미터와 같은 에너지 관련 기술을 사용하면 능동적인 에너지 관리가 가능하게 된다.
그런데 에너지는 끊임없이 계속적으로 사용되는 것이고 한정된 자원이라는 특성상 현재의 에너지 사용 상황뿐 아니라 이후의 에너지 사용에 관한 정보도 에너지의 공급이나 소비 과정에 중요한 영향을 미친다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 에너지와 관련된 데이터를 수집하여 이후의 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 예측하고 이를 이용하여 부하를 제어함으로써 에너지의 이용이나 공급에 관한 더욱 능동적인 접근을 가능하게 해주는 에너지 관리 장치, 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 일 실시예는 적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단; 및 에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 또 다른 실시예는 상기 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어수단을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시예는, 적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단; 및 에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 또 다른 실시예는 상기 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어수단을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치와 에너지 관리 시스템의 예측수단은 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 상기 에너지 사용금액으로 예측할 수 있다.
상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보는 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 요금 혜택 등의 정보를 포함할 수 있다.
상기 예측수단은 선형함수 또는 2차 이상의 비선형 함수를 이용하여 상기 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
상기 에너지는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나일 수 있다.
상기 수신수단이 에너지 관련 데이터를 받는 센서는 스마트 미터일 수 있다.
상기 에너지 사용 기기는 전기 기기이고, 상기 에너지 제어수단은 상기 에너지 사용 기기로 인입되는 전원의 접점을 직접 제어하거나, 또는 상기 에너지 사용 기기의 전원 플러그가 연결된 콘센트를 제어할 수 있다.
상기 에너지 제어수단은 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하거나, 최대 에너지 사용량을 더 많이 줄일 수 있는 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단할 수 있다.
상기 에너지 제어수단은 사용자가 설정해 놓은 부하 제어 스케줄에 따라 상기 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치와 에너지 관리 시스템은 타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송수단을 더 포함할 수 있다.
상기 전송수단은 상기 예측수단을 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보를 특정 서버로 전송하거나, 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display) 등으로 전송할 수 있다.
상기 전송수단은 상기 에너지 제어수단이 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보를 특정 서버로 전송하거나, 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display) 등으로 전송할 수 있다.
상기 전송수단은 상기 예측수단에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 일 실시예는 적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신단계; 및 에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 또 다른 실시예는, 상기 예측단계에서 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어단계를 더 포함하여 이루어진다.
상기 예측단계는 선형함수 또는 2차 이상의 비선형 함수를 이용하여 상기 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
상기 예측단계는 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 상기 에너지 사용금액으로 예측할 수 있다. 상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보는 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 요금 혜택 등의 정보를 포함할 수 있다.
상기 에너지 사용 기기가 전기 기기인 경우 상기 에너지 제어단계는 상기 에너지 사용 기기로 인입되는 전원의 접점을 직접 제어하거나, 또는 상기 에너지 사용 기기의 전원 플러그가 연결된 콘센트를 제어할 수 있다.
상기 에너지 제어단계는 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하거나, 최대 에너지 사용량을 더 많이 줄일 수 있는 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단할 수 있다.
상기 에너지 제어단계는 사용자가 설정해 놓은 부하 제어 스케줄에 따라 상기 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법은 타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전송단계는 상기 예측단계를 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보, 상기 에너지 제어단계를 통해 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보 등을 통신망을 통해 특정 서버로 전송하거나 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 전송할 수 있다.
상기 전송단계는 상기 예측단계에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면 각종 에너지 사용 기기의 에너지 사용량 등 에너지 관련 데이터로부터 장래의 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 합리적인 범위 내에서 예측할 수 있다.
예측된 정보는 에너지의 효율적인 이용을 도모하기 위해 다양한 분야에 응용될 수 있어 에너지 이용의 합리화에 더욱 능동적으로 접근할 수 있다.
예컨대 예측된 결과에 따라 가정, 사무실, 회사 등 에너지 소비처에 있는 다양한 에너지 사용 기기의 전원을 온/오프 시킴으로써 이후의 에너지 사용이 제한된 범위 내에서 이루어지도록 제어할 수 있다.
또한, 에너지 사용 추이와 그 예측 결과는 사용자의 휴대단말 등으로 전송되어 사용자가 자신의 에너지 소비 형태를 조절하도록 도움을 줄 수 있다. 뿐만 아니라 각 에너지 소비처에 대한 예측 정보는 에너지 공급자에게 전달되어 에너지 공급 계획을 수립하는데 도움을 줄 수도 있다.
이와 같이 에너지 소비자나 에너지 공급자가 에너지 이용 상황을 미리 앞서 조절할 수 있게 되기 때문에 한정된 자원인 에너지를 더욱 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 일 실시예,
도 2 내지 도 5는 미래의 에너지 사용량을 예측하는 방법에 관한 예,
도 6과 도 7은 예측된 에너지 사용량으로부터 미래의 에너지 사용금액을 예측하는 방법에 관한 예,
도 8은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 또 다른 실시예,
도 9는 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시예,
도 10과 도 11은 에너지 제어수단의 동작 과정에 관한 예,
도 12는 제어 대상 에너지 사용 기기를 선택하는 방법에 관한 예,
도 13 내지 도 14는 에너지 사용 기기를 제어하는 구조의 예,
도 15는 에너지 가격 구조에 관한 예,
도 16은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치를 구성하는 구체적인 실시예,
도 17과 도 18은 에너지 관리 장치의 전면 모습에 관한 예,
도 19는 에너지 사용 정보가 표시된 디스플레이 화면의 예,
도 20은 에너지 사용 기기를 제어한 이력정보를 표시한 화면의 예,
도 21 내지 도 23은 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 각 실시예에 관한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명과 관련하여 에너지란 특별히 언급하지 않는 한 전기, 가스, 수도 중 어느 하나를 말한다.
도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치(20)는 수신수단(21)과 예측수단(23)을 포함하여 이루어지며 에너지 관련 데이터를 수집하여 에너지를 관리한다.
수신수단(21)은 적어도 한 개 이상의 센서(13)로부터 에너지 관련 데이터를 수신한다.
센서(13)는 에너지 사용과 관련된 각종 정보를 검출할 수 있는 장치로서, 에너지 공급 회사(12)로부터 공급되는 에너지가 에너지 소비처의 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 통해 사용되는 상황을 검출하는 전자식 계량기가 센서의 역할을 수행할 수 있다.
센서(13)는 에너지 소비처의 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)가 소비하는 전체 에너지 사용 정보를 검출할 수도 있고, 각 에너지 사용 기기별로 구비되어 에너지 사용 기기별로 에너지 사용 정보를 검출할 수도 있다. 이러한 센서(13)의 구체적인 예로서 스마트 미터를 사용할 수 있다.
수신수단(21)이 센서(13)로부터 수신하는 에너지 관련 데이터는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 에너지 사용량 정보가 그 예이다.
또한 에너지 소비처에는 태양열 발전설비나 풍력 발전설비 등 다양한 종류의 대체 에너지원(14)이 구비될 수 있다.
예측수단(23)은 수신수단(21)으로부터 에너지 사용량 정보를 받아 에너지 사용의 변동량을 계산하고, 이를 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측한다.
여기서 정해진 시간 후란 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 예측하려는 미래의 시점을 말하는데, 일, 주, 월, 년 등의 단위로 설정되거나, 미래의 특정 시점으로 설정될 수도 있다. 후자의 예에서 특정 시점의 예는 사용자가 에너지 사용 요금을 결제하도록 규정되어 있는 시점, 예컨대 매월의 마지막 날일 수 있다.
에너지 사용량은 최소한 두 시점에서 파악되고, 이를 이용하여 에너지 사용의 변동량과 에너지 사용의 변동률이 계산될 수 있다.
예를 들자면 과거 시점 t1에서의 에너지 사용량이 Q1이고, t1로부터 해당 단위의 시간이 지나는 동안 dQ만큼의 에너지를 더 사용하였다면, t1로부터 해당 단위의 시간이 경과한 현재 시점 t2에서 에너지 사용량은 'Q1+dQ'가 된다.
이때 에너지 사용의 변동량은 dQ이고, 에너지 사용의 변동률은 'dQ ÷ dt'로 계산될 수 있다. 여기서 dt는 't2-t1'이다.
예측수단(23)이 에너지 사용의 변동률을 이용하여 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 방법은 다양하게 구성될 수 있으며, 특히 선형 함수 또는 2차 이상의 비선형 함수를 이용하여 예측할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 예측수단(23)이 미래의 에너지 사용량을 예측하는 다양한 방법을 설명하기로 한다.
과거의 어느 시점 t1에서 에너지 사용량이 Q1이었고, 현재 시점 t2에서 에너지 사용량이 Q2이며, 예측하고자 하는 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용량이 Q3이라고 가정하기로 한다.
그러면 에너지 사용의 변동률은 'dQ ÷ dt'이다. 여기서 dt는 't2-t1'이고, dQ는 에너지의 사용의 변동량으로 'Q2-Q1'이다.
도 2a는 미래의 에너지 사용량을 예측하기 위해 선형적인 방법을 이용하는 예를 나타낸 것으로서, 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용량 Q3은 다음의 수학식 1과 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00001
도 3a는 미래의 에너지 사용량을 예측하기 위해 가중치를 이용하는 예를 나타낸 것이다.
가중치를 이용하는 방법은 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 그 하나의 예로는 에너지 사용의 변동률에 따라 가중치 'C'를 1보다 큰 값, 1, 또는 1보다 작은 값으로 적용하는 방법을 들 수 있다. 이때 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용량 Q3은 다음의 수학식 2와 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00002
도 4a는 미래의 에너지 사용량을 예측하기 위해 지수곡선을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서의 에너지 사용량 Q3은 다음의 수학식 3과 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00003
여기서 a 값은 에너지 사용의 변동률을 기초로 하여 결정될 수 있다.
도 5a는 미래의 에너지 사용량을 예측하기 위해 로그곡선을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서 에너지 사용량 Q3은 다음의 수학식 4와 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00004
여기서 a 값은 에너지 사용의 변동률을 기초로 하여 결정될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 미래의 에너지 사용량이 예측되면, 예측수단(23)은 다양한 방법을 통해 미래의 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
미래의 해당 시점에 대한 에너지 사용금액을 예측하는 하나의 방법은 예측된 에너지 사용량과 단위 에너지 가격을 이용하는 것이다.
에너지 관리 장치(20)는 다양한 방법과 경로를 통해 에너지 가격 정보를 확보할 수 있다.
하나의 예로서 에너지 공급회사(12)가 운영하는 중앙서버로부터 통신망을 통해 수신할 수 있다. 이때 중앙서버는 무선 메쉬(Mesh), 전력선 통신망, 인터넷망 등 다양한 통신망을 통해 에너지 가격 정보를 전송할 수 있다.
또 다른 예로서 사용자로부터 에너지 가격 정보를 입력받을 수 있다.
이 경우 에너지 관리 장치(20)는 사용자가 에너지 가격 정보를 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 제공하거나, 사용자가 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer) 등 타 장치에서 입력한 에너지 가격 정보를 해당 장치와 통신하여 수신할 수 있다.
미래의 에너지 가격은 현재의 에너지 가격일 수도 있고 시간에 따라 변동될 수도 있다. 또한 에너지 가격은 에너지 사용량에 따라 변하지 않을 수도 있고, 에너지 사용량이 변함에 따라 누진적으로 변동하는 것일 수도 있다.
에너지 가격의 구조에 따라 미래의 에너지 사용금액을 예측하는 구체적인 방법을 살펴보기로 한다.
에너지 가격이 고정적이라면 에너지 가격 정보는 원/KWh, 원/KVarh, 원/KVAh 등의 단순한 구조를 가진다.
그러나 에너지 가격은 누진제, 계시별 요금제(Time of Use Pricing), 임계 피크 요금제(Critical Peak Pricing), 실시간 요금제(Real-Time Pricing) 등 변동하는 다양한 구조를 가질 수 있다.
다음의 표 1은 에너지가 전기일 때 에너지 사용량이 증가할수록 단위 가격이 높아지는 누진제의 예를 보인 것이다.
제1구간 제2구간 제3구간 제4구간 ...
구간범위[Kwh] ~100 101~200 201~300 301~400 ...
단위 가격(원/Kwh) 55.10 113.80 168.30 248.60 ...
도 15a는 상가, 공장, 대형건물 등에서 주로 사용하는 계시별 요금제(TOU)를 보인 것으로서 시간대에 따라 전기의 가격이 다르다. 도 15b는 임계 피크 요금제(CPP)를 보인 것으로서 시간대에 따라 전기의 가격이 다르며 특히 피크 구간에서의 가격이 매우 높다. 도 15c는 실시간 요금제(RTP)를 보인 것으로서 전기의 가격이 실시간으로 변동한다.
에너지 가격이 고정적인 경우에는 미래의 에너지 사용량이 예측되면, 예측된 에너지 사용량에 에너지 가격을 곱하여 손쉽게 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
예로서 예측된 에너지 사용량이 210Kwh이고 에너지 가격이 100원/Kwh이라면, 에너지 사용금액은 '210×100'원으로 계산될 수 있다.
그러나 누진제, 계시별 요금제, 임계 피크 요금제, 실시간 요금제 등과 같이 시간에 따라 또는 에너지 사용량에 따라 에너지 가격이 변동하면 이러한 에너지 가격 구조가 반영되어야 한다.
이를 위한 하나의 방법으로서 예측수단(23)은 현재 시점으로부터 미래의 특정 시점까지의 기간에 대해 에너지 가격의 변동을 반영할 수 있는 시간 구간, 예컨대 1시간 단위로 에너지 사용의 변동량 dQ를 각각 파악하고, 각 dQ에 해당 시간 구간에서의 에너지 가격을 곱한 값을 모두 더하여 상기 특정 시점까지의 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
즉, 에너지 가격이 변동하는 경우 미래의 에너지 사용금액 M3은 다음의 수학식 5와 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00005
여기서 i는 각 시간 구간을 표시하고, Pi는 시간 구간 i에서의 에너지 가격이며, dQi는 시간구간 i에서 에너지 사용의 변동량이다.
Mc는 예측을 수행하는 현재 시점에서의 에너지 사용금액이며, 과거의 각 시간 구간에 대한 에너지 사용의 변동량 dQ에 해당 시간 구간에서의 에너지 가격을 곱한 값을 모두 더하여 계산될 수 있다. 이러한 Mc 값은 예측수단(23)이 각 시간 구간마다 계산하여 유지할 수 있다.
이때 Pi는 에너지 가격이 도 15에 보인 예와 같이 시간에 따라 변할 때는 해당 시간 구간에 대응하는 에너지 가격을 사용하면 된다.
상기 시간 구간은 1분, 5분, 10분, 15분, 30분 등으로 더욱 세분화될 수 있음은 물론이다.
이때 예측수단(23)은 과거의 각 시간 구간별 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 부하사용이력(Load Profile)으로 저장하여 유지할 수 있으며, 예측된 미래의 각 시간 구간별 에너지 사용량이나 에너지 사용금액도 유지할 수 있다.
그리고 이러한 정보는 이하에서 설명할 전송수단을 통해 사용자의 휴대단말이나 IHD(In Home Display) 등으로 전송함으로써 사용자에게 과거 또는 미래의 각 시간 구간별 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 알려 줄 수 있다.
예측수단(23)이 예측된 에너지 사용량으로부터 에너지 사용금액을 예측하는 또 다른 방법은 에너지 사용량과 에너지 사용금액 사이의 대응 관계 정보를 이용하는 것이다.
도 6과 도 7을 참조하여 이러한 방법의 예를 설명하기로 한다.
과거의 어느 시점 t1에서 에너지 사용량이 Q1 이었을 때 에너지 사용금액이 M1 이었고, 현재 시점 t2에서 에너지 사용량이 Q2일 때 에너지 사용금액이 M2라고 가정하기로 한다.
도 6a는 미래의 에너지 사용금액을 예측하기 위해 선형적인 방법을 이용하는 예로서, 미래의 어느 시점 t3에서 에너지 사용량이 Q3이라면, 해당 시점에서 에너지 사용금액 M3은 다음의 수학식 6과 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00006
도 7a는 미래의 에너지 사용금액을 예측하기 위해 지수곡선을 이용하는 예로서, 특히 에너지 가격이 누진제로 적용되는 경우에 적절하게 응용될 수 있다.
미래의 어느 시점 t3에서 에너지 사용량이 Q3이라면, 해당 시점에서 에너지 사용금액 M3은 다음의 수학식 7과 같이 예측될 수 있다.
Figure pat00007
여기서 a값은 에너지 가격의 누진제 또는 'dM/dQ'를 기초로 결정될 수 있다.
도 6과 도 7에 도시된 예에서 에너지 사용량과 에너지 사용금액 사이의 대응 관계 정보는 예측수단(23)이 유지할 수 있으며, 필요에 따라서는 위에서 설명한 중앙서버나 사용자로부터 입력받을 수도 있다. 또한 에너지 사용량과 에너지 사용금액 사이의 대응 관계 정보는 상기와 같이 수학식으로 처리될 수도 있고, 룩 업 테이블(Look-Up Table)을 참조하도록 구성될 수도 있다.
도 2b, 도 3b, 도 4b, 도 5b는 각각 도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5a에 대응되는 것으로서, 에너지 소비처에 대체 에너지원(14)이 존재하는 경우 미래의 에너지 사용량은 현재 시점에서의 에너지 사용량보다 감소할 수 있다는 것을 보이고 있다.
에너지가 전기인 예를 들자면, 에너지 소비처에 풍력 발전설비나 태양광 발전설비 등의 대체 에너지원이 존재하는 경우 에너지 소비처가 전력 공급 회사의 전력을 사용하지 않거나, 오히려 전력 공급 회사에 전력을 판매할 수도 있다.
그러면 센서(13)로부터 수신되는 에너지 사용량은 감소하는 방향으로 변동하고, 에너지 사용의 변동률은 음(-)의 기울기를 가지게 된다.
도 6b와 도 7b는 도 6a와 도 7a에 각각 대응되는 것으로서, 상기와 같이 에너지 사용의 변동률이 음(-)의 기울기를 가지게 되면, 미래의 어느 시점 t3에서 예측되는 에너지 사용금액 M3도 현재의 에너지 사용금액 M2보다 감소하는 것을 보여주고 있다.
예측수단(23)은 미래의 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 전체 에너지 사용 기기에 대해 예측할 수 있을 뿐 아니라, 센서(13)로부터 에너지 사용 기기별 에너지 사용량 정보가 수신되는 경우 각 에너지 사용 기기에 대해서도 예측할 수 있음은 물론이다.
그 이외에도 예측수단(23)은 미래의 에너지 사용량이나 에너지 사용금액과 관련된 다양한 종류의 에너지 사용 정보를 예측할 수 있다.
구체적인 예를 들자면, 예측수단(23)은 에너지 공급 회사(12)의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 에너지 사용금액으로 예측할 수 있다.
만일 에너지가 전기라면, 에너지 공급 회사(12)의 요금 부과 정책에 관한 정보는 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 역률 요금, 요금 혜택 등의 정보가 포함될 수 있다. 세금은 부가가치세나 각종 기금 등을 포함할 수 있으며, 요금 혜택이란 특정 산업, 예컨대 지식 서비스 산업은 타 산업보다 전기요금이 저렴하게 책정된다는 것 등을 말한다.
사용자나 중앙서버로부터 수신된 에너지 가격 정보가 다음의 표 2와 같이 누진제를 따를 때 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 에너지 사용금액으로 예측하는 구체적인 예를 살펴보기로 한다.
제1구간 제2구간 제3구간 제4구간 ...
구간범위[Kwh] ~100 101~200 201~300 301~400 ...
단위 가격(원/Kwh) 55.10 113.80 168.30 248.60 ...
기본요금(원) 370 820 1,430 3,420 ...
사용자에게 실제 청구될 청구금액은 '전기요금 + 부가요금'이고, 전기 요금은 '전력 사용량 × 단위 가격 + 기본요금', 부가요금은 '전력산업기반기금 + 부가가치세', 전력산업기반기금은 전기요금의 3.7%, 부가가치세는 전기요금의 10%라고 가정하기로 한다.
현재 날짜가 2010년 4월 21이고, 매월 말일에 전기요금을 납부하도록 되어 있으며, 센서(13)로부터 수집된 4월 1일부터 4월 20일까지 사용한 전기 사용량은 230 Kwh이고, 4월 19일의 전기 사용량은 218Kwh 이다.
미리 정해진 시간이 일 단위(24시간)라고 하면, 에너지 사용량의 변동률 'dQ÷dt'는 dQ가 12Kwh이고 dt가 '1'이므로 12 Kwh가 된다.
도 2a에 도시된 선형 관계를 이용하여 예측하는 경우 4월 말일까지 남은 잔여일은 10일(4월21~4월30일)이므로, 미래 시점인 4월 30일에서의 전기 사용량은 350 Kwh로 예측된다. 이 값은 '230 + 12×10' 으로 계산된다.
전기 사용량이 350 Kwh이므로 상기 표 2를 참조하자면 전기요금은 '100×55.1 + 100×113.8 + 100×168.3 + 50×248.6 + 3,420'으로 계산된다. 여기서 마지막 항목 3,420원은 기본요금이다.
즉, 전기요금은 49,570원이 되고, 부가요금은 6,791.09원('49,570 × 0.037 + 49,570 × 0.1'로 계산됨)이다. 이에 따라 사용자에게 실제 청구될 청구금액은 56,361.09원이 된다.
이와 같이 기본요금이나 각종 세금 등을 추가하여 사용자가 실제 지불할 에너지 요금을 예측할 수도 있으며, 에너지 소비처가 가정인지 회사인지의 여부나 기타 여러 사정에 따라 사용자에게 실제 청구될 청구요금을 산출하는 요금 부과 정책은 다양하게 설정될 수 있다.
도 8을 참조하자면, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치(20)는 위에서 설명한 수신수단(21)과 예측수단(23) 뿐 아니라 에너지 제어수단(25)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 에너지 관리 장치(20)는 사용자 인터페이스 수단(24)과 전송수단(26) 중 하나 이상을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
사용자 인터페이스 수단(24)은 사용자가 키패드나 터치 스크린 등 다양한 종류의 입력장치를 이용하여 에너지 관리 장치(20)에 각종 정보나 명령을 입력할 수 있도록 한다.
특히 사용자 인터페이스 수단(24)은 사용자가 에너지 사용과 관련된 정보를 수신할 휴대단말 번호, 에너지 사용이 과다하게 되는 상황을 판단하기 위한 정보로서 에너지 사용량이나 에너지 사용금액에 관한 상한 값, 에너지 사용 기기를 제어하기 위한 부하 제어 스케줄 등 에너지 관리 장치(20)의 동작과 관련된 각종 정보를 설정해 놓을 수 있도록 한다.
사용자 인터페이스 수단(24)은 사용자에게 시각적인 인터페이스를 제공하기 위하여 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다.
에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)에서 예측한 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 적어도 하나 이상의 에너지 사용 기기를 제어한다.
에너지 사용 기기(16-1~16-k)란 에너지 소비처에 위치하여 에너지를 소비하는 각종 기기를 말한다.
에너지 제어수단(25)이 에너지 사용 기기(16-1~16-k)를 제어하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 특히 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에 에너지를 공급하거나 차단하는 제어를 수행할 수 있다.
전송수단(26)은 사용자의 휴대단말(17-1)이나 IHD(17-2:In Home Display) 등 타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 역할을 수행한다.
타 장치와의 인터페이스는 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 유선/무선의 근거리 통신을 이용한 인터페이스, 인터넷망을 통한 인터페이스, 이동통신망을 통한 인터페이스 등을 들 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시예를 도시한 것으로서, 에너지 관리 시스템은 적어도 수신수단(21)과 예측수단(23)을 포함한다.
에너지 관리 시스템은 사용자 인터페이스 수단(24), 에너지 제어수단(25), 전송수단(26) 중 하나 이상의 조합을 더 포함할 수 있다.
에너지 관리 시스템의 수신수단(21), 예측수단(23), 사용자 인터페이스 수단(24), 기기 제어수단(25), 전송수단(26)은 각각 별도의 장치로 구성되어 에너지 소비처의 로컬 통신 네트워크(18), 예컨대 홈 네트워크 시스템을 통해 서로 정보를 주고 받으면서 동작할 수 있다.
또한 에너지 관리 시스템의 수신수단(21), 예측수단(23), 사용자 인터페이스 수단(24), 에너지 제어수단(25), 전송수단(26) 중 하나 이상의 역할은 단일 장치에서 통합적으로 수행하도록 구성될 수도 있다.
전자의 예를 들자면, 사용자 인터페이스 수단(24)의 역할은 로컬 통신 네트워크(18)에 연결된 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer)나 디지털 티브이(TV) 시스템에서 수행할 수 있고, 에너지 제어수단(25)의 역할은 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)의 제어를 통합 관리하도록 구성된 홈 네트워크 시스템의 메인 콘트롤러(도시되지 않음)가 그 역할을 수행할 수 있을 것이다.
로컬 통신 네트워크(18)는 유선/무선의 근거리 통신이나 전력선 통신 등 다양한 통신 방식을 이용하도록 구성될 수 있다.
로컬 통신 네트워크(18)는 에너지 소비처에 구비된 각 장치를 연결하는 통합 네트워크만을 의미하는 것이 아니며, 각 장치들이 개별적으로 정보를 주고 받는 네트워크도 포함하는 포괄적인 의미의 통신 네트워크로 이해되어야 한다.
에너지 관리 시스템의 수신수단(21)과 예측수단(23)은 위에서 설명한 에너지 관리 장치(20)의 그 것과 같은 역할을 수행하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 에너지 관리 장치와 에너지 관리 시스템에 포함될 수 있는 에너지 제어수단(25)과 전송수단(26)에 관한 각 실시예를 설명하기로 한다.
에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)이 예측한 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 적어도 하나 이상의 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 제어하는 역할을 수행한다.
도 10을 참조하자면, 에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)이 예측한 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 각 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 제어할 필요가 있는지를 판단한다(S101).
판단 결과 에너지 사용 기기에 대한 제어 필요성이 있다면(S102), 에너지 제어수단(25)은 각 에너지 사용 기기에 대한 제어를 실행한다(S103).
에너지 제어수단(25)이 예측수단(23)에서 예측한 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 각 에너지 사용 기기를 제어하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
그 하나의 예는 에너지 사용량이나 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값 이내에서 유지되도록 하는 것이다. 이때 상한 값 정보는 사용자가 사용자 인터페이스 수단(24)을 통해 설정할 수 있다.
도 11을 참조하여, 에너지 사용량이나 에너지 사용금액이 상한 값을 벗어나지 않도록 제어하는 구체적인 예를 살펴보기로 한다.
에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)에서 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 사용자가 설정한 상한 값과 비교한다(S111).
단계 S111에서의 비교 결과 예측된 값이 상한 값 이상이면 에너지 공급을 차단할 에너지 사용 기기를 선택하고(S112-1), 해당 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단한다(S112-2).
그러나 단계 S111에서의 비교 결과 예측된 값이 상한 값 미만이면 에너지를 공급할 에너지 사용 기기를 선택하고(S113-1), 해당 에너지 사용 기기에 대하여 에너지를 공급한다(S113-2).
이러한 과정은 예측수단(23)에서 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 새로이 예측하였을 때 수행될 수 있으며, 이를 위해 예측수단(23)은 주기적으로 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
각 에너지 사용 기기들 중에는 에너지 제어수단(25)이 제어할 것과 그렇지 않은 것이 존재할 수 있으며, 에너지 제어수단(25)의 제어 대상이 되는 에너지 사용 기기는 사용자가 사용자 인터페이스 수단(24)을 통해 설정할 수 있다.
도 11의 단계 S112-1과 단계 S113-1에서 어떤 에너지 사용 기기를 제어 대상으로 선택할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 도 12에는 순환 제어 방식과 우선순위 제어 방식의 예가 나타나 있다.
도 12a는 순환 제어 방식의 예를 도시한 것으로서, 각 에너지 사용 기기를 순차적으로 제어하며 먼저 에너지 공급을 차단한 에너지 사용 기기부터 먼저 에너지 공급을 재개 시킨다.
도 12b는 우선순위 제어 방식의 예를 도시한 것으로서, 각 에너지 사용 기기의 중요도에 따라 우선순위를 두어 우선순위가 낮은 에너지 사용 기기부터 에너지 공급을 차단하고, 우선순위가 높은 에너지 사용 기기부터 에너지 공급을 재개 시킨다. 즉, 나중에 에너지 공급이 차단된 에너지 사용 기기부터 먼저 에너지 공급이 재개된다.
각 에너지 사용 기기의 우선순위는 사용자가 직접 부하 제어 스케줄로 지정하는 방법, 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기일수록 우선순위가 낮도록 설정하는 방법, 최대 에너지 사용량이 더 많을수록 우선순위를 낮게 설정하는 방법 등 다양한 방법으로 설정될 수 있다.
이때 부하 제어 스케줄 정보, 기기별 에너지 효율 정보, 기기별 에너지 소비량 정보, 제어 방법(예: 순환제어나 우선순위 제어) 등 기기 제어용 정보는 사용자가 사용자 인터페이스 수단(24)을 통해 설정할 수 있다.
또한 각 에너지 사용 기기의 우선순위는 각 에너지 사용 기기의 상태에 따라 동적으로 설정될 수도 있다.
예를 들자면 각 에너지 사용 기기별로 센서가 구비되어 에너지 사용량이 개별적으로 파악되는 경우 에너지 사용의 변동량이 큰 에너지 사용 기기의 우선순위를 낮추는 방법을 들 수 있다. 그러면 에너지 사용의 변동량이 큰 에너지 사용 기기는 먼저 에너지 공급이 차단되고 나중에 에너지 공급이 재개된다.
각 에너지 사용 기기에 대한 제어가 이루어지는 시간 간격은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예컨대 어느 에너지 사용 기기에 대해 에너지 공급을 차단한 후 해당 에너지 사용 기기에 다시 에너지를 공급하거나, 어느 에너지 사용 기기에 에너지를 공급한 후 해당 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하는 것은 일정 시간이 경과한 후 실행할 수 있다.
또한 위에서 설명한 바와 같이 예측수단(23)은 주기적으로 예측을 수행할 수 있는데, 이 경우 예측수단(23)에서 새로운 예측이 이루어졌을 때 에너지 사용 기기에 대한 제어를 실행할 수 있다.
도 13과 도 14을 참조하여 에너지 사용 기기가 전기 기기일 때 에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기를 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
도 13은 에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기로 인입되는 전력선(130)의 접점을 직접 제어하는 예로서, 각 에너지 사용 기기(16-1~16-k)에 대응하여 전력선(30)을 연결하거나 개방하는 접점(131-1~131-k), 접점 구동부(133), 제어판단부(135)를 포함하고 있다.
제어판단부(135)는 예측수단(23)에서 예측한 결과 값에 따라 에너지 사용 기기를 제어할 필요가 있는지를 판단하고, 기기 제어용 정보를 저장하는 메모리를 참조하여 제어 대상을 선택한다.
그리고 제어판단부(135)는 선택된 에너지 사용 기기에 대응하는 접점을 연결하거나 개방하도록 접점구동부(133)에 명령을 내리고, 이 명령에 따라 접점구동부(133)는 해당 접점을 연결하거나 개방시킨다.
도 14a는 에너지 제어수단(25)이 RS-485와 같은 유선 직렬 통신 또는 무선 근거리 통신 등 각종 통신 인터페이스를 이용하여 각 에너지 사용 기기를 제어하는 예를 도시한 것이다.
각 에너지 사용 기기에는 접점(141-3), 접점구동부(141-2), 통신부(141-1)가 구비된다.
에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)에서 예측한 결과에 따라 에너지 사용 기기를 제어할 필요가 있는지를 판단하고, 제어 필요가 있는 경우에는 제어 대상을 선택하여 기기제어신호를 전송한다.
에너지 제어수단(25)이 선택된 에너지 사용 기기로 전원을 제어하기 위한 기기제어신호를 전송하면, 해당 에너지 사용 기기의 통신부(141-1)는 에너지 제어수단(25)이 전송한 기기제어신호를 수신한다. 통신부(141-1)가 접점구동부(141-2)로 기기제어신호를 전달하면, 접점구동부(141-2)는 해당 에너지 사용 기기의 전원에 관한 접점(141-3)을 연결하거나 개방시킨다.
도 14b는 에너지 제어수단(25)이 무선 근거리 통신 인터페이스를 이용하여 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)가 연결되는 제3장치(205: 이하, 전원 스위치 장치라 한다)를 제어하는 예로서, 각 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)는 전원 스위치 장치(205)를 통해 전원 콘센트(204)에 연결된다.
전원 스위치 장치(205)는 벽 콘센트나 벽 콘센트에 연결된 멀티 콘센트(204)의 체결구(204-1,204-2)에 탈부착할 수 있는 체결핀(205-1,205-2)을 가지고, 또한 에너지 사용 기기의 전원 플러그(206)를 연결할 수 있는 체결구(205-3,205-4)를 가지도록 구성될 수 있다.
에너지 제어수단(25)은 예측수단(23)에서 예측한 결과에 따라 에너지 사용 기기를 제어할 필요가 있는지를 판단하고, 제어 필요가 있는 경우에는 제어 대상을 선택하여 기기제어신호를 전송한다.
에너지 제어수단(25)이 선택된 에너지 사용 기기로 전원을 제어하기 위한 기기제어신호를 전송하면, 해당 전원 스위치 장치(205)의 통신부(205-7)는 에너지 제어수단(25)이 전송한 기기제어신호를 수신하여 접점구동부(205-8)로 전달하고, 접점구동부(205-8)는 해당 에너지 사용 기기의 전원에 관한 접점(205-6)을 연결하거나 개방시킨다.
한편, 전송수단(26)은 타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 역할을 수행한다.
전송수단(26)이 어느 장치를 대상으로 어떠한 상황에서 어떠한 정보를 전송하도록 할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
전송수단(26)이 전송할 정보의 예로는 현재의 에너지 사용량 정보나 에너지 사용금액 정보, 예측수단(23)을 통해 예측된 미래의 에너지 사용량 정보나 에너지 사용금액 정보 등을 들 수 있다. 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보는 전체로서 제공될 수도 있고, 에너지 사용 기기별로 제공될 수도 있다.
이러한 정보는 중앙서버(11), 사용자의 휴대단말(17-1), IHD(17-2: In Home Display) 등으로 전송할 수 있다. 여기서 중앙서버(11)는 에너지 공급 회사(12)에서 에너지 서비스와 관련된 각종 정보를 통신망을 통해 제공하거나 각 에너지 소비처에서 이루어지는 에너지 사용 정보를 수집하는 서버를 말한다.
전송수단(26)이 전송할 정보의 종류에 관한 또 다른 예로는 경고 메시지를 들 수 있다.
예컨대 예측수단(23)에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 사용자가 설정해 놓은 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말(17-1)이나 IHD(17-2: In Home Display) 등으로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
또한 에너지 제어수단(25)과 전송수단(26)이 모두 포함되는 실시예의 경우 전송수단(26)은 에너지 제어수단(25)이 에너지 사용 기기를 제어한 결과, 예컨대 어느 에너지 사용 기기의 전원을 온/오프 시켰는지에 관한 정보를 중앙서버(11), 사용자의 휴대단말(17-1), IHD(17-2) 등으로 전송할 수 있다.
도 16은 에너지 관리 장치(20)를 구성하는 구체적인 예를 도시한 것이다.
프로세서(160-1)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)나 마이크로 프로세서 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 다양한 구조를 가질 수 있는 시스템 버스(160-10)를 통해 각 요소들과 정보를 주고 받으면서 에너지 관리 장치(20)를 총괄적으로 제어한다.
주 기억 장치로서의 램(160-2: RAM, Random Access Memory)은 프로세서(160-1)가 즉시 액세스할 컴퓨터 프로그램이나 데이터를 일시 저장한다.
비디오 어댑터(160-4)는 에너지 관리 장치(20)의 동작 상태나 사용자에게 제시할 정보를 디스플레이 모듈(160-5)을 통해 시각적으로 출력하며, 디스플레이 모듈(160-5)은 LCD(Liquid Crystal Display)나 LED(Light Emitting Diode) 등 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다.
입력장치 인터페이스(160-6)는 사용자가 키패드나 터치 스크린 등 다양한 입력장치(160-7)를 이용하여 에너지 관리 장치(20)의 동작에 관한 정보나 명령을 입력할 수 있도록 한다.
네트워크 인터페이스(160-8)는 에너지 관리 장치(20)가 통신망을 통해 타 서버와 통신할 수 있도록 한다. 이러한 서버의 예로는 위에서 설명한 중앙서버(11)를 들 수 있다.
접점구동부(133)는 도 13에 도시된 예와 같이 각 에너지 사용 기기에 연결되는 전력선의 접점(131-1~131-k)을 연결하거나 개방하는 역할을 수행하고, 제1통신부(160-11)는 통신 인터페이스를 통해 연결되는 각 에너지 사용 기기로 기기제어신호를 전송하는 역할을 수행한다.
제2통신부(160-12)는 센서(13)와 연결되어 센서(13)로부터 에너지 관련 데이터를 수신하며, 제3통신부(160-13)는 사용자의 휴대단말(17-1)이나 IHD(17-2: In Home Display) 등으로 에너지 사용 정보를 전송하는 역할을 수행한다.
제1통신부(160-11), 제2통신부(160-12), 제3통신부(160-13)는 유선 직렬통신, 무선 근거리 통신, 전력선 통신 등 필요에 따라 다양한 통신 인터페이스 구조를 가질 수 있으며, 특히 제3통신부(160-13)는 이동통신망 등 광역 통신망과 인터페이스할 수 있도록 구성될 수 있다.
저장매체(160-3)는 에너지 관리 장치(20)의 동작에 필요한 구동 프로그램과, 각종 데이터를 저장하여 유지한다.
저장매체(160-3)의 역할은 롬(ROM: Read Only Memory)이 수행할 수도 있지만, 수시로 저장되거나 삭제되고 또한 전원 공급 여부에 관계없이 유지해야 할 정보를 저장하기 위해서는 디지털 데이터의 읽고 쓰기가 가능한 비휘발성의 성질을 가져야 한다. 저장매체는 내장형, 외장형, 분리형, 비분리형 등 필요에 따라 다양한 구조와 성능을 가질 수 있다.
저장매체(160-3)에 저장되는 구동 프로그램은 에너지 관리 장치(20)가 그 역할을 수행할 수 있도록 하는 컴퓨터 프로그램이다.
구동 프로그램은 다양하게 구성될 수 있으며, 수신수단(21)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 예측수단(23)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈을 포함한다.
또한 구동 프로그램은 사용자와의 인터페이스를 위해 사용자 인터페이스 수단(24)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 에너지 제어수단(25)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈, 전송수단(26)의 역할을 수행할 수 있도록 하는 프로그램 모듈을 포함한다.
에너지 관리 장치(20)가 동작을 시작하면, 프로세서(160-1)는 저장매체(160-3)에 저장되어 있는 구동 프로그램을 주 기억 장치(160-2)로 옮겨 저장하고 실행함으로써, 상기에서 설명하거나 이하에서 설명할 각 실시예의 에너지 관리 장치(20)가 그 역할을 수행할 수 있도록 제어한다.
도 17과 도 18은 설명의 이해를 돕기 위하여 에너지 관리 장치의 전면(170,180)에 관한 모습의 예를 나타낸 것이다.
도 17에는 현재 전기 사용량 정보가 표시되는 부분(171)과 예측된 전기 사용량 정보가 표시되는 부분(173)이 포함되어 있다.
도 18에는 현재의 전기 사용금액 정보가 표시되는 부분(181), 에너지 사용 기기의 제어를 위해 사용자가 설정하는 목표 값으로서의 전기 사용금액 정보가 표시되는 부분(182), 미래의 시점에 대해 예측된 전기 사용금액 정보가 표시되는 부분(183)이 포함되어 있다.
도 17과 도 18의 하단에는 '연결상태'라고 표시된 발광 다이오드(LED) 그룹(175,185)과, '부하상태'라고 표시된 발광 다이오드(LED) 그룹(177,187)이 구비되어 있으며, 각 발광 다이오드는 부하와 일대일 대응된다.
연결상태 그룹(175,185)의 각 발광 다이오드는 해당 부하가 현재 에너지 관리 장치(20)와 연결되어 있는지의 여부에 따라 점등/소등 되고, 부하상태 그룹(177,187)의 각 발광 다이오드는 해당 부하에 현재 전원이 투입되어 있는지의 여부에 따라 점등/소등 된다.
도 19는 전기 사용 정보가 표시된 디스플레이 화면(190)의 예를 나타낸 것으로서, 현재 전기 사용량 정보, 현재 전기 사용금액 정보, 예측된 전기 사용량 정보, 예측된 전기 사용금액 정보가 각각 현재 사용량 항목(191), 현재 요금 항목(193), 예상 사용량 항목(195), 예상 요금 항목(197)에 표시되어 있다.
이와 같은 화면은 다양한 장치를 통해 출력될 수 있다.
예컨대 도 16에 도시된 예의 디스플레이 모듈(160-5)을 통해 출력되거나, 에너지 사용 정보를 수신한 사용자의 휴대단말(17-1) 또는 IHD(17-2) 등에서 출력될 수 있다.
도 20은 에너지 제어수단(25)이 각 에너지 사용 기기를 제어한 이력 정보를 제공하는 화면의 예로서, 2010년 3월 2일 4시 18분 30초에 1번 부하의 전원을 차단하는 제어를 수행한 후 2010년 3월 2일 17시 56분 59초에 1번 부하의 전원을 다시 투입한 제어 이력이 나타나 있다.
도 17 내지 도 20을 참조하여 설명한 예는 설명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 필요에 따라 얼마든지 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
이제 도 21을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따라 에너지를 관리하는 장치 또는 시스템은 적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 사용량 정보를 포함하는 에너지 관련 데이터를 수신한다(S211).
센서는 에너지 사용 상태를 측정하는 계량기를 말하며, 센서의 구체적인 예는 스마트 미터이다. 에너지 사용량 정보는 각 에너지 사용 기기별 정보일 수도 있고 전체 사용량 정보일 수도 있다.
그리고 단계 S211을 통해 수신된 에너지 사용량 정보를 이용하여 에너지 사용의 변동량을 파악하고, 에너지 사용의 변동률을 계산한다(S212).
단계 S212에서 에너지 사용량은 최소한 두 시점에서 파악되고 이를 이용하여 에너지 사용의 변동량과 에너지 사용의 변동률이 계산된다.
예컨대 과거 시점 t1에서의 에너지 사용량이 Q1이고, t1로부터 일정 단위의 시간이 지나는 동안 dQ만큼의 에너지를 더 사용하였다면, t1로부터 해당 단위의 시간이 경과한 현재 시점 t2에서 에너지 사용량은 'Q1+dQ'가 된다.
이때 에너지 사용의 변동량은 dQ이고, 에너지 사용의 변동률은 'dQ ÷ dt'로 계산될 수 있다. 여기서 dt는 't2-t1'이다.
이제 단계 S212에서 계산된 에너지 사용의 변동률 정보를 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측한다(S213).
여기서 정해진 시간 후란 에너지 사용량이나 에너지 사용금액을 예측하려는 미래의 시점을 말하는데, 일, 주, 월, 년 등의 단위로 설정되거나, 미래의 특정 시점으로 설정될 수도 있다.
후자의 예에서 특정 시점의 예는 사용자가 에너지 사용 요금을 결제하도록 규정되어 있는 시점, 예컨대 매월의 마지막 날일 수 있다.
단계 S213에서 에너지 사용의 변동률을 이용하여 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
이와 관련한 구체적인 예는 위에서 설명한 에너지 관리 장치(20)의 예측수단(23)이 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 방법과 같으므로 자세한 중복 설명은 생략하고 요지만 설명하기로 한다.
먼저 단계 S213에서는 도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이 다양한 선형적인 방법이나 비선형적인 방법을 이용하여 미래의 에너지 사용량을 예측할 수 있다.
미래의 에너지 사용량이 예측되면, 에너지 가격 구조에 따라 미래의 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
이때 에너지 가격 정보는 에너지 공급회사가 운영하는 중앙서버로부터 통신망을 통해 수신하거나 사용자로부터 입력받을 수 있다.
에너지 가격이 고정적인 경우에는 예측된 에너지 사용량에 에너지 가격을 곱하여 손쉽게 미래의 에너지 사용금액을 예측할 수 있다.
그러나 에너지 가격이 누진제, 계시별 요금제, 임계 피크 요금제, 실시간 요금제 등 변동하는 구조를 갖는다면, 상기 수학식 5와 같은 방법을 이용하거나 또는 도 6과 도 7을 참조하여 설명한 예와 같이 에너지 사용량과 에너지 사용금액 사이의 대응 관계 정보를 이용하여 예측할 수 있다.
또한, 도 2b, 도 3b, 도 4b, 도 5b에 도시된 예와 같이 에너지 소비처에 대체 에너지원이 존재하는 경우 미래의 에너지 사용량은 현재 시점에서의 에너지 사용량보다 감소할 수 있으며, 이에 따라 도 6b와 도 7b에 도시된 예와 같이 미래의 에너지 사용금액도 감소할 수 있다.
도 22를 참조하자면, 본 발명에 따른 에너지 관리 방법은 도 21의 단계 S213에서 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 차단하는 에너지 제어단계(S214)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 각 실시예의 에너지 관리 방법은 타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송단계를 더 포함하여 이루어 질 수 있다.
도 23을 참조하여 에너지 제어단계(S214)와 전송단계(S215)에 관한 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따른 에너지 관리 방법에 따라 동작하는 장치나 시스템은 사용자가 각종 정보를 입력하여 설정해 놓을 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스를 제공하고(S231-1), 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 입력한 정보를 저장하여 유지한다(S231-2).
사용자가 사용자 인터페이스를 통해 입력할 수 있는 정보의 종류는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들자면, 사용자가 에너지 사용과 관련된 정보를 수신할 휴대단말 번호, 에너지 사용이 과다하게 되는 상황을 판단하거나 에너지 제어의 목표치로 사용될 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액의 상한 값 정보, 에너지 사용 기기를 제어하기 위한 부하 제어 스케줄, 기기별 에너지 효율 정보, 기기별 에너지 소비량 정보 등을 들 수 있다.
에너지 제어단계(S214)에서는 단계 S213에서 예측한 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 각 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 제어할 필요가 있는지를 판단한다(S214-1).
단계 S214-1에서의 판단 결과 에너지 사용 기기에 대한 제어 필요성이 있다면(S214-2), 제어 대상 에너지 사용 기기를 선택한 후 해당 에너지 사용 기기에 대한 제어를 실행한다(S214-3).
예측된 미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 따라 에너지 제어단계(S214)에서 각 에너지 사용 기기를 제어하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
그 하나의 예는 에너지 사용량이나 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값 이내에서 유지되도록 하는 것이다. 이때 상한 값 정보는 사용자가 단계 S231-1과 S231-2를 통해 설정할 수 있다.
도 11을 참조하여 설명한 바와 같이 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 사용자가 설정한 상한 값 이상이면 제어 대상 에너지 사용 기기를 선택하여 해당 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하고, 예측 결과 값이 상한 값 미만이면 제어 대상 에너지 사용 기기를 선택하여 해당 에너지 사용 기기에 에너지를 공급할 수 있다.
어떤 에너지 사용 기기를 제어 대상으로 선택할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 도 12을 참조하여 설명한 바와 같이 순환 제어 방식이나 우선순위 제어 방식 등을 사용할 수 있다.
이때 각 에너지 사용 기기의 우선순위는 사용자가 직접 부하 제어 스케줄로 지정하는 방법, 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기일수록 우선순위가 낮도록 설정하는 방법, 최대 에너지 사용량이 더 많을수록 우선순위를 낮게 설정하는 방법 등 다양한 방법으로 설정될 수 있다.
또한, 각 에너지 사용 기기별로 센서가 구비되어 에너지 사용량이 개별적으로 파악되는 경우 에너지 사용의 변동량이 큰 에너지 사용 기기의 우선순위를 낮추는 방법도 사용할 수 있다.
각 에너지 사용 기기에 대한 제어가 이루어지는 시간 간격은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예컨대 어느 에너지 사용 기기에 대해 에너지 공급을 차단한 후 해당 에너지 사용 기기에 다시 에너지를 공급하거나, 어느 에너지 사용 기기에 에너지를 공급한 후 해당 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하는 것은 일정 시간이 경과한 후 실행할 수 있다.
미래의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액에 관한 예측은 주기적으로 수행될 수 있으며, 이 경우 새로운 예측이 이루어졌을 때 에너지 사용 기기에 대한 제어를 실행할 수 있다.
전송단계(S215)에서는 본 발명에 따른 에너지 관리 방법에 따라 동작하는 장치나 시스템이 에너지 사용과 관련된 정보를 타 장치로 전송할 필요가 있는지를 판단하고(S215-1), 판단 결과 정보를 전송할 필요가 있다면(S215-2), 중앙서버, 사용자의 휴대단말, IDH(In Home Display) 등 다양한 장치로 해당 정보를 전송한다(S215-3).
전송단계(S215)에서 어느 장치를 대상으로 어떠한 상황에서 어떠한 정보를 전송하도록 할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
전송단계(S215)에서 전송할 정보의 예로는 현재의 에너지 사용량 정보나 에너지 사용금액 정보, 예측된 미래의 에너지 사용량 정보나 에너지 사용금액 정보 등을 들 수 있다.
현재 또는 미래의 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보는 전체로서 제공될 수도 있고, 에너지 사용 기기별로 제공될 수도 있다.
전송단계(S215)에서 전송할 정보의 종류에 관한 또 다른 예로는 경고 메시지를 들 수 있다. 예컨대 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말이나 IHD(In Home Display) 등으로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
또한 전송단계(S215)에서는 에너지 제어단계(S214)를 통해 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보, 예컨대 어느 에너지 사용 기기의 전원을 온/오프 시켰는지에 관한 정보를 중앙서버, 사용자의 휴대단말, IHD(In Home Display) 등으로 전송해 줄 수도 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
11: 중앙서버 12: 에너지 공급 회사
13: 센서 14: 대체 에너지원
16-1~16-k: 에너지 사용 기기 17-1: 사용자의 휴대단말
17-2: IHD 18: 로컬 통신 네트워크
20: 에너지 관리 장치 21: 수신수단
23: 예측수단 24: 사용자 인터페이스 수단
25: 에너지 제어수단 26: 전송수단
205: 전원 스위치 장치 130: 전력선
131-1~131-k,141-3,205-6: 접점 133,141-2,205-8: 접점구동부
135: 제어판단부 141-1,205-7: 통신부
160-1: 프로세서 160-2: 주기억장치
160-3: 저장매체 160-4: 비디오 어댑터
160-5: 디스플레이 모듈 160-6: 입력장치 인터페이스
160-7: 입력장치 160-8: 네트워크 인터페이스
160-10: 시스템 버스 160-11: 제1통신부
160-12: 제2통신부 160-13: 제3통신부

Claims (48)

  1. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 장치에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단; 및
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단을 포함하는 에너지 관리 장치.
  2. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 장치에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단;
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단; 및
    상기 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어수단을 포함하는 에너지 관리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예측수단은 선형 또는 비선형의 함수를 이용하여 상기 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서는 스마트 미터인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예측수단은 상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 상기 에너지 사용금액으로 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기이고,
    상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보는 적어도 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 및 요금 혜택 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기 기기이고,
    상기 에너지 제어수단은 상기 에너지 사용 기기로 인입되는 전원의 접점을 직접 제어하거나, 또는 상기 에너지 사용 기기의 전원 플러그가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 최대 에너지 사용량을 더 많이 줄일 수 있는 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 사용자가 설정해 놓은 부하 제어 스케줄에 따라 상기 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송수단을 더 포함하는 에너지 관리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단을 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 통신망을 통해 특정 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단을 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보를 적어도 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  17. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 시스템에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단; 및
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단을 포함하는 에너지 관리 시스템.
  18. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 시스템에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신수단;
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측수단; 및
    상기 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어수단을 포함하는 에너지 관리 시스템.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 예측수단은 선형 또는 비선형의 함수를 이용하여 상기 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  21. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 센서는 스마트 미터인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  22. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 예측수단은 상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 상기 에너지 사용금액으로 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기이고,
    상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보는 적어도 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 및 요금 혜택 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기 기기이고,
    상기 에너지 제어수단은 상기 에너지 사용 기기로 인입되는 전원의 접점을 직접 제어하거나, 또는 상기 에너지 사용 기기의 전원 플러그가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 최대 에너지 사용량을 더 많이 줄일 수 있는 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 제어수단은 사용자가 설정해 놓은 부하 제어 스케줄에 따라 상기 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  28. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송수단을 더 포함하는 에너지 관리 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단을 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 통신망을 통해 특정 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단을 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 예측수단에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 전송수단은 상기 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보를 적어도 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  33. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 방법에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신단계; 및
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
  34. 데이터 수집을 통한 에너지 관리 방법에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 센서로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 수신단계;
    에너지 사용량과 에너지 사용의 변동량을 바탕으로 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 예측단계; 및
    상기 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 바탕으로 에너지 사용 기기에 에너지를 공급하거나 또는 차단하는 에너지 제어단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 예측단계는 선형 또는 비선형 함수를 이용하여 상기 정해진 시간 후의 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액을 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  36. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  37. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 센서는 스마트 미터인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  38. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 예측단계는 상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보를 이용하여 사용자에게 실제 청구될 청구금액을 상기 에너지 사용금액으로 예측하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 에너지는 전기이고,
    상기 에너지를 공급하는 회사의 요금 부과 정책에 관한 정보는 적어도 기본적으로 부과되는 기본요금, 세금, 및 요금 혜택 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  40. 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지 사용 기기는 전기 기기이고,
    상기 에너지 제어단계는 상기 에너지 사용 기기로 인입되는 전원의 접점을 직접 제어하거나, 또는 상기 에너지 사용 기기의 전원 플러그가 연결된 콘센트를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  41. 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지 제어단계는 에너지 효율이 나쁜 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  42. 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지 제어단계는 최대 에너지 사용량을 더 많이 줄일 수 있는 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 우선적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  43. 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지 제어단계는 사용자가 설정해 놓은 부하 제어 스케줄에 따라 상기 에너지 사용 기기에 대한 에너지 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  44. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    타 장치로 에너지 사용과 관련된 정보를 전송하는 전송단계를 더 포함하는 에너지 관리 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 전송단계는 상기 예측단계를 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 통신망을 통해 특정 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 전송단계는 상기 예측단계를 통해 예측된 에너지 사용량 정보와 에너지 사용금액 정보 중 하나 이상을 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 전송단계는 상기 예측단계에 의해 예측된 에너지 사용량 또는 에너지 사용금액이 기 설정된 상한 값을 초과하면 사용자의 휴대단말 또는 IHD(In Home Display)로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  48. 제 44 항에 있어서,
    상기 전송단계는 상기 에너지 사용 기기를 제어한 결과에 관한 정보를 적어도 사용자의 휴대단말 및 IHD(In Home Display) 중 하나 이상으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130100850A (ko) * 2012-02-07 2013-09-12 엘지전자 주식회사 스마트 그리드를 위한 스마트 미터 및 서비스 수행 방법
KR20210048848A (ko) * 2019-10-24 2021-05-04 (주)이젝스 에너지 관리 시스템 및 그 관리 방법

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