KR20120023475A - 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템, 에너지 계량 방법 및 전력량계 - Google Patents

동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템, 에너지 계량 방법 및 전력량계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시간에 따라 에너지 가격이 변동하는 다양한 에너지 요금제 하에서 사용자의 에너지 사용 이력에 관한 정보를 자세히 기록하고 관리할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위하여 에너지 계량기는 원격서버로부터 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함하는 레코드를 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다. 이에 따라 사용자가 언제 어느 만큼의 에너지를 얼마의 에너지 가격에 사용했는지에 관한 정보가 정확하고 일목요연하게 관리된다. 이러한 에너지 사용 이력은 합리적인 에너지 이용을 도모하기 위한 자료로 사용될 수 있을 뿐아니라, 에너지 사용요금의 산출 근거로 사용되는 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.

Description

동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템, 에너지 계량 방법 및 전력량계{ Energy Metering System, Energy Metering Method and Watt-Hour Meter of Supporting Dynamic Time-Varying Energy Pricing }
본 발명은 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템, 에너지 계량 방법 및 전력량계에 관한 것으로서, 시간에 따라 에너지 가격이 변동하는 다양한 에너지 요금제 하에서 사용자의 에너지 사용 이력에 관한 정보를 자세히 기록하고 관리할 수 있도록 한다.
최근 한정된 에너지 자원을 효율적으로 이용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
이와 관련하여 에너지의 생산이나 소비 상황에 따라 에너지 가격을 차등화 하는 방안이 강구되고 있으며, 스마트 그리드(Smart Grid)나 스마트 미터(Smart Meter) 기술이 관심의 대상이 되고 있다.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 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 전자식 계량기를 말하는 것으로서, 에너지 공급자와 소비자 사이의 양방향 통신이 가능하기 때문에 검침원이 직접 가정을 방문하지 않아도 실시간으로 원격 검침을 할 수 있고, 전력 사용량을 정밀 측정할 수 있다. 이에 따라 검침 비용을 줄이고 에너지를 절약하는 효과를 거둘 수 있다
한편, 스마트 그리드나 스마트 미터와 같은 에너지 관련 기술과 더불어 에너지 가격이 시간에 따라 변동하면, 사용자들은 에너지 가격과 자신의 사정에 따라 능동적으로 에너지 소비를 조절하게 된다.
이러한 상황에서는 시간에 따라 변동하는 에너지 가격 정보를 제공하는 것뿐 아니라, 각 사용자가 어떻게 에너지를 사용하고 있는지를 알려주거나 또는 에너지 사용요금의 산출 근거 확보 등 여러 가지 이유에서 각 사용자의 에너지 사용 이력을 자세히 관리하는 기술이 필요하게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 에너지 가격이 시간에 따라 변동하는 동태적 시변 에너지 요금제 하에서 각 사용자가 언제 어느 정도의 에너지를 얼마의 에너지 가격에 사용했는지에 관한 에너지 사용 이력을 정확하게 관리할 수 있는 에너지 계량 시스템, 에너지 계량 방법, 및 전력량계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템은, 에너지 가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 에너지 요금제를 관리하고, 시간에 따른 에너지 가격 정보를 통신망을 통해 전송하는 원격서버; 상기 원격서버와 에너지 계량기를 연결하는 통신망; 및 자신을 경유하여 흐르는 에너지량을 측정하고, 상기 통신망을 통해 상기 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하는 에너지 계량기를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 에너지 계량기는 상기 수신된 시간에 따른 에너지 가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 에너지 가격 정보를 추출하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함하는 레코드를 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다.
본 발명에 따른 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 방법은, 에너지 계량기가 통신망을 통해 원격서버로부터 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하는 단계; 상기 에너지 계량기가 에너지량을 측정하면서 기 설정된 단위시간의 경과 여부를 감시하는 단계; 및 상기 에너지 계량기가 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함하는 레코드를 저장수단에 차례대로 기록하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 에너지 계량 시스템과 에너지 계량 방법에 있어서, 상기 에너지 계량기는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나의 사용량을 계량한다.
상기 에너지 계량 시스템과 에너지 계량 방법에 있어서, 상기 단위시간은 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 중 어느 하나일 수 있다.
상기 에너지 계량 시스템과 에너지 계량 방법에 있어서, 상기 에너지 계량기는 현재 시간에 적용되는 에너지 가격 정보를 타 장치로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계의 제1 실시예는, 원거리에 위치한 서버 또는 사용자로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하기 위한 통신수단; 상기 전력량계를 경유하여 흐르는 전력량을 측정하는 계량수단; 상기 측정된 전력량과 상기 전력량계의 운용정보를 기록하는 저장수단; 현재 시간을 측정하는 시간확인수단; 및 전기가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 전력요금제를 처리하는 처리수단을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 실시예의 전력량계에서 상기 처리수단은 상기 통신수단을 통해 수신된 시간에 따른 전기가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 추출하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 전기가격 정보, 해당 단위시간에서의 전력량 정보를 포함하는 레코드를 상기 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다.
본 발명에 따른 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계의 제2 실시예는, 원거리에 위치한 서버 또는 사용자로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하기 위한 통신수단; 상기 전력량계를 경유하여 흐르는 전력량을 측정하는 계량수단; 상기 측정된 전력량과 상기 전력량계의 운용정보를 기록하는 저장수단; 현재 시간을 측정하는 시간확인수단; 전기가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 전력요금제를 처리하는 처리수단; 및 전기가격 정보를 표시할 수 있는 표시수단을 포함하여 이루어진다.
상기 제2 실시예의 전력량계에서 상기 처리수단은 상기 통신수단을 통해 수신된 시간에 따른 전기가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 추출하여 상기 표시수단에 나타나도록 하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 전기가격 정보, 해당 단위시간에서의 전력량 정보를 포함하는 레코드를 상기 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다.
상기 제2 실시예의 전력량계에서 상기 표시수단은 상기 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 상시 또는 점멸 표시할 수 있다.
상기 제2 실시예의 전력량계에서 상기 표시수단은 상기 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 주기적으로 표시할 수 있다.
상기 제2 실시예의 전력량계에서 상기 처리수단은 미래 시간에서의 예정된 전기가격 정보를 상기 표시수단을 통해 나타낼 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 시간확인수단이 측정하는 현재 시간은 조정할 수 있다.
이때 상기 현재 시간의 조정은 타 장치와의 통신에 의해 이루어지거나, 또는 상기 전력량계에 구비된 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 직접 설정하여 이루어질 수도 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 단위시간은 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 단위시간에서의 전력량 정보는 해당 단위시간 동안 부하로 공급되는 순방향 전력량 정보를 포함할 수 있으며, 상기 순방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 등일 수 있다.
이때 상기 시간에 따른 전기가격 정보는 상기 순방향 전력량에 대한 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 등일 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 단위시간에서의 전력량 정보는 해당 단위시간 동안 대체 에너지원으로부터 전력공급라인 측으로 공급되는 역방향 전력량 정보를 포함할 수 있다.
상기 역방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 등일 수 있다.
이때 상기 시간에 따른 전기가격 정보는 상기 역방향 전력량에 대한 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 등일 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 시간에 따른 전기가격 정보는 역률 단가를 포함할 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계에서 상기 시간에 따른 전기가격 정보는 계시별 요금제(TOU: Time Of Use), 임계 피크 요금제(CPP: Critical Peak Pricing), 또는 실시간 요금제(RTP: Real Time Pricing) 에 따른 요율 정보를 포함할 수 있다.
상기 제1 실시예와 제2 실시예의 전력량계는 타 장치로 전기가격 정보를 전송하는 기능을 더 포함할 수 있다.
이때 상기 타 장치는 IHD(In Home Display) 장치일 수 있다.
본 발명에 따르면, 단위시간마다 사용자의 에너지 사용 이력을 나타내는 레코드(Record)가 차례대로 기록되며, 각 레코드는 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 대응하는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서 소비된 에너지량 정보를 포함하고 있다.
이에 따라 사용자가 언제 어느 만큼의 에너지를 얼마의 에너지 가격에 사용했는지에 관한 정보가 정확하고 일목요연하게 관리된다.
이러한 에너지 사용 이력은 에너지 계량기가 자체적으로 표시하거나 댁내 표시장치를 통해 표시될 수 있고 언제라도 조회가 가능하다.
그러므로 사용자가 자신의 에너지 사용 이력을 알기 위하여 에너지 가격 정보 테이블을 수집하거나, 자신의 시간대별 에너지 사용량과 에너지 가격 정보 테이블을 일일이 대조하여 확인하지 않고도 자신의 에너지 사용 이력을 손쉽고 간단하게 확인할 수 있게 된다.
사용자들이 자신의 에너지 사용 이력에 관한 자세한 사항을 손쉽게 확인할 수 있게 되면, 더욱 적극적으로 에너지 소비를 조절하게 되어 에너지 소비 절감과 합리적인 에너지 소비를 지향하는 현대 추세에 부응할 수 있게 된다.
또한, 에너지 사용 이력은 단위시간당 에너지량 정보와 해당 시점에서의 에너지 가격 정보를 포함하고 있으므로, 에너지 사용요금의 산출 자료로 활용될 수 있다. 예컨대 에너지 공급 회사는 에너지 계량기가 관리하는 에너지 사용 이력을 이용하여 에너지 사용요금을 정산할 수 있고, 과금에 대한 백업(Back-Up) 정보로 활용할 수 있다.
뿐만 아니라 이러한 에너지 사용 이력은 사용자와의 에너지 사용요금 분쟁이 발생한 경우 중요한 근거 자료로 활용될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 계량 시스템의 일 실시예,
도 2는 시간에 따라 변동하는 에너지 가격 구조에 관한 다양한 예,
도 3은 에너지 사용 이력을 기록하는 레코드 구조의 예,
도 4와 도 5는 에너지 사용 이력을 저장수단에 기록하고 관리하는 구조를 설명하기 위한 예,
도 6은 본 발명에 따른 에너지 계량 방법의 일 실시예,
도 7은 본 발명에 따른 전력량계의 일 실시예,
도 8은 본 발명에 따른 전력량계의 또 다른 실시예,
도 9는 현재 전기가격을 화면에 표시하는 예,
도 10은 에너지 사용 이력을 화면에 표시하는 예,
도 11은 순방향 전력량과 역방향 전력량을 설명하기 위한 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 에너 공급 회사(11)에서 공급하는 에너지는 에너지 공급 라인(13)을 통해 각 에너지 수용가로 전달되고, 에너지 수용가(10)는 에너지 공급 라인(13)을 통해 공급되는 에너지를 이용한다.
본 발명과 관련하여 에너지란 특별히 구분하여 언급하지 않는 한 전기, 가스, 수도 중 어느 하나를 말한다.
본 발명에 따른 에너지 계량 시스템은 원격서버(21)와 각 에너지 수용가에 설치되는 에너지 계량기(23)를 포함하여 이루어지며, 원격서버(21)와 에너지 계량기(23)는 유선/무선의 다양한 통신망(22)을 통해 서로 통신하여 각종 에너지 관련 정보를 주고 받을 수 있다.
원격서버(21)는 에너지 공급 회사(11)에서 제공하는 에너지 공급 서비스와 관련된 역할을 수행하는 서버로서, 본 발명과 관련하여 시간에 따라 변동하는 에너지 가격 정보를 통신망(22)을 통해 에너지 계량기(23)로 전송한다.
에너지 가격 구조는 계시별 요금제(Time of Use Pricing), 임계 피크 요금제(Critical Peak Pricing), 실시간 요금제(Real-Time Pricing) 등과 같이 시간에 따라 변동할 수 있다.
도 2a는 상가, 공장, 대형건물 등에서 주로 사용하는 계시별 요금제(TOU)를 보인 것으로서 시간대에 따라 에너지 가격이 다르다. 도 2b는 임계 피크 요금제(CPP)를 보인 것으로서 시간대에 따라 에너지 가격이 다르며 특히 피크 구간에서의 가격이 매우 높다. 도 2c는 실시간 요금제(RTP)를 보인 것으로서 에너지 가격이 실시간으로 변동한다.
이러한 에너지 가격 구조는 에너지의 공급과 소비 상황 등을 고려하여 얼마든지 다양하게 구성될 수 있다.
원격서버(21)와 에너지 계량기(23)가 통신하는 통신망(22)의 종류는 다양할 수 있다.
예컨대 인터넷망, CDMA(Code Division Multiple Access) 망, PCS(Personal Communication Service) 망, PHS(Personal Handyphone System) 망, 와이브로(Wibro: Wireless Broadband Internet) 망 등일 수 있다.
에너지 수용가(10)에는 에너지 공급 라인(13)을 통해 전달되는 에너지를 소비하는 다양한 부하(16-1~16-k)가 존재한다.
에너지 계량기(23)는 전력량계, 가스 계량기 또는 수도 계량기일 수 있으며, 기본적으로 각 부하(16-1~16-k)에서 소비하는 에너지량을 측정하는 역할을 수행한다. 에너지 계량기(23)는 에너지의 종류와 요구되는 기능에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
에너지 계량기(23)는 통신망(22)을 통해 원격서버(21)가 전송한 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하고, 이 정보를 이용하여 동작한다.
특히, 에너지 계량기(23)는 에너지 수용가(10)의 에너지 사용 이력을 기록하여 관리한다. 여기서 에너지 사용 이력이란 사용자가 언제 어느 만큼의 에너지를 얼마의 에너지 가격에 사용했는지를 알려 주는 정보를 말하며, 각 단위시간별 정보의 형식으로 기록되어 관리된다.
여기서 단위시간이란 임의적으로 설정될 수 있는 것으로서, 구체적인 예를 들자면 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 등으로 설정할 수 있다.
에너지 사용 이력으로 관리할 수 있는 정보의 종류는 다양할 수 있지만, 본 발명과 관련해서는 적어도 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함한다.
도 3 내지 도 5를 참조하여, 에너지 계량기(23)가 에너지 사용 이력을 기록하고 관리하는 방법을 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하자면, 에너지 사용 이력의 각 레코드(Record,30)는 위에서 설명한 바와 같이 적어도 해당 단위시간의 시간 정보를 기록하는 필드(31), 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보를 기록하는 필드(32), 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 기록하는 필드(33)를 포함한다.
해당 단위시간의 시간 정보란 그 단위시간이 언제부터 언제 까지인지를 알려줄 수 있는 정보를 말한다.
해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보란 해당 단위시간에서의 에너지 가격이 얼마이었는지를 알려 주는 정보로서, 에너지 계량기(23)는 원격서버(21)로부터 수신된 시간에 따른 에너지 가격 정보로부터 해당 단위시간에서의 에너지 가격 정보를 추출한다.
해당 단위시간에서의 에너지량 정보란 해당 단위시간 동안 각 부하에서 사용된 에너지량을 말한다.
에너지 계량기(23)는 도 4에 도시된 예와 같이 각 단위시간에 대응하는 레코드를 저장수단에 그 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다. 여기서 저장수단이란 디지털 데이터의 읽고 쓰기가 가능한 비휘발성의 저장매체를 말한다.
도 4는 단위시간을 5분으로 가정한 것으로서, 레코드 #1에는 해당 단위시간에 P1의 에너지 가격으로 Q1만큼의 에너지를 사용하였다는 정보가 기록되어 있고, 레코드 #2에는 해당 단위시간에 P2의 에너지 가격으로 Q2만큼의 에너지를 사용하였다는 정보가 기록되어 있으며, 레코드 #3에는 해당 단위시간에 P3의 에너지 가격으로 Q3만큼의 에너지를 사용하였다는 정보가 기록되어 있다.
해당 단위시간의 시간 정보 필드(31)에는 각 단위시간의 시작 시점이 '년/월/일/시/분'으로 기록되어 있지만, 각 단위시간의 시점과 종점을 모두 기록할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 첫 번째 필드(31)에 기록되는 해당 단위시간의 시간 정보는 해당 레코드가 언제부터 언제까지의 단위시간에 관한 것인지를 파악할 수 있는 임의의 정보일 수 있다.
또한, 세 번째 필드(33)에 기록되는 해당 단위시간에서의 에너지량 정보는 단위시간당 에너지량일 수 있지만, 누적 에너지량 정보일 수도 있다. 누적 에너지량을 기록하더라도 현재 단위시간의 값으로부터 직전 단위시간의 값을 차감하면 단위시간당 에너지량을 알 수 있기 때문이다.
도 5는 각 레코드를 환상구조로 유지하는 예를 나타낸 것이다.
레코드 #1로부터 레코드 #n까지 모두 차면, 그 다음 단위시간에 대한 레코드는 가장 오래된 레코드에 저장되는 방식으로 에너지 사용 이력을 유지한다. 예컨대 각 단위시간에 대응하는 에너지 사용 이력은 레코드 #1부터 시작하여 레코드 #n까지 순서대로 기록되고, 'n+1' 번째 레코드는 다시 레코드 #1에 기록된다.
이와 같이 에너지 사용 이력을 관리하면, 저장수단의 저장용량에 제한을 받지 않고 항상 최신의 n개 레코드를 유지할 수 있는 장점이 있다.
에너지 계량기(23)는 저장수단에 유지되는 에너지 사용 이력 정보를 자신이 구비한 화면에 표시할 수도 있고, 사용자가 저장수단에 저장되어 있는 에너지 사용 이력을 조회할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 자체적으로 제공할 수도 있다.
또한, 에너지 계량기(23)는 저장수단에 기록되어 있는 에너지 사용 이력을 다양한 유선/무선의 통신방식을 이용하여 타 장치(15)로 전송하도록 구성될 수도 있다.
타 장치(15)란 에너지 계량기(23)로부터 에너지 사용 이력을 수신하여 시각적으로 표시할 수 있는 표시장치를 말한다. 예컨대 에너지 수용가(10)에 구비되어 각종 에너지 관련 정보를 표시하는 IHD(In Home Display) 장치, 사용자의 휴대폰 등이 표시장치가 될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 에너지 계량 방법의 일 실시예를 도시한 것으로서, 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량기가 에너지 사용 이력을 관리할 수 있도록 한다.
여기서 에너지 계량기는 각 에너지 수용가에 설치되는 전력량계, 가스 계량기, 수도 계량기 등을 말하며, 통신망을 통해 원격서버와 통신할 수 있는 기능을 구비하고 있다.
에너지 계량기는 기본적으로 해당 에너지 수용가에서 소비하는 에너지량, 예컨대 누적 에너지량을 측정한다.
에너지 계량기는 통신망을 통해 원격서버로부터 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하면(S211-1), 수신된 시간에 따른 에너지 가격 정보를 저장수단(23-1)에 저장해 놓는다(S211-2).
한편, 에너지 계량기는 에너지 수용가에서 사용하는 에너지량을 측정하면서 기 설정된 단위시간이 경과하는지의 여부를 계속 감시한다(S213-1).
단계 S213-1에서 단위시간이 경과하는지의 여부를 감시하는 것은 에너지 사용 이력을 단위시간별로 관리하기 위해서이다.
단위시간이란 필요에 따라 임의적으로 설정될 수 있는 것으로서, 예를 들자면 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 등으로 설정할 수 있다.
단계 S213-1에서의 감시 결과 단위시간이 경과하면(S213-2), 에너지 계량기는 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 저장수단(23-1)에 기록한다(S213-3).
여기서 해당 단위시간의 시간 정보란 그 단위시간이 언제부터 언제 까지인지를 알려줄 수 있는 정보를 말한다.
해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보란 해당 단위시간에서의 에너지 가격이 얼마이었는지를 알려 주는 정보로서, 단계 S211-1과 S211-2를 통해 원격서버로부터 수신된 시간에 따른 에너지 가격 정보로부터 추출할 수 있다.
해당 단위시간에서의 에너지량 정보란 해당 단위시간 동안 각 부하에서 사용된 에너지량을 말한다.
단계 S213-3에서 에너지 계량기는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 각 단위시간에 대응하는 레코드를 시간 순서에 따라 차례대로 기록한다.
에너지 계량기가 단계 S211-1과 S211-2를 통해 원격서버로부터 에너지 가격 정보를 수신하여 저장하는 과정과, 단계 S213-1 내지 단계 S213-3을 통해 각 단위시간별 에너지 사용 이력을 순서대로 저장하여 관리하는 과정은 서로 병렬적으로 이루어질 수 있는 과정이다.
즉, 시간에 따른 에너지 가격 정보는 필요에 따라 언제든지 원격서버에 의해 갱신될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전력량계(70)의 제1 실시예를 도시한 것으로서, 통신수단(71), 계량수단(72), 시간확인수단(73), 저장수단(74), 및 처리수단(79)을 포함하여 이루어진다.
전력 수용가의 각 부하(17-1~17-k)는 전력공급라인(13-1)을 통해 공급되는 전기 에너지를 소비하고, 계량수단(72)은 전력 수용가의 각 부하(17-1~17-k)에서 소비하는 전력량(예: 누적 전력량)을 측정한다.
통신수단(71)은 원격서버(21) 또는 사용자 단말(18)로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하는 역할을 수행한다.
제1 통신수단(71-1)은 통신망(22)을 통해 원격서버(21)로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하고, 제2 통신수단(71-2)은 사용자 단말(18)로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신한다.
제2 통신수단(71-2)은 다양한 유선/무선의 통신방식을 이용하여 사용자 단말(18)과 통신할 수 있다.
제1 통신수단(71-1)이 원격서버(21)와 통신하는 통신망(22)과, 제2 통신수단(71-2)이 사용자 단말(18)과 통신하는 네트워크의 종류에 따라 제1 통신수단(71-1)과 제2 통신수단(71-2)은 통합적으로 구현될 수도 있다.
사용자 단말(18)의 종류는 다양할 수 있다. 예컨대 전력 수용가에 구비되어 각종 에너지 관련 정보를 표시하는 IHD(In Home Display) 장치일 수도 있고, 사용자의 휴대폰일 수도 있다.
또한, 처리수단(79)은 제2 통신수단(71-2)을 통해 사용자 단말(18)로 현재 전기가격 정보나 에너지 사용 이력 등의 정보를 전송할 수 있으며, 이 경우 사용자 단말(18)은 전력량계(70)로부터 수신된 정보를 시각적으로 표시한다.
즉, 사용자 단말(18)은 다양한 유선/무선의 통신방식을 통해 전력량계(70)로 필요한 정보를 전송할 수도 있고, 전력량계(70)로부터 각종 에너지 관련 정보를 수신하여 표시할 수도 있다.
통신수단(71)을 통해 수신되는 시간에 따른 전기가격 정보는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 계시별 요금제(TOU: Time Of Use), 임계 피크 요금제(CPP: Critical Peak Pricing), 실시간 요금제(RTP: Real Time Pricing) 등 각종 요금제에 따른 요율(Tariff) 정보일 수 있다.
시간확인수단(73)은 현재 시간을 측정하는 역할을 수행하며, RTC(Real Time Clock) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
시간확인수단(73)이 측정하는 현재 시간은 시간 측정 오류를 수정하기 위하여 조정될 수 있다.
이때 현재 시간의 조정은 타 장치와의 통신에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들자면, 원격서버(21)나 사용자 단말(18) 등이 시간조정 명령을 전송할 수 있으며, 처리수단(79)은 수신된 시간조정 명령에 따라 시간확인수단(73)의 현재 시간을 조정할 수 있다.
또한, 전력량계(70)는 현재 시간을 표시하는 기능과 현재 시간을 조정할 수 있는 키를 구비할 수 있다. 이 경우 사용자가 전력량계(70)에서 직접 현재 시간 정보를 조정할 수 있다.
저장수단(74)은 계량수단(72)을 통해 측정된 전력량 정보와 전력량계의 운용정보 등을 기록하는 비휘발성의 디지털 데이터 저장매체이다.
처리수단(79)은 마이크로 프로세서나 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit) 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 전기가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 전력요금제를 처리한다.
특히 본 발명과 관련하여 처리수단(79)은 통신수단(71)을 통해 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하고, 계량수단(72)이 측정하는 전력량 정보를 저장수단(74)에 저장하여 관리하며, 수신된 시간에 따른 전기가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 추출한다.
또한, 처리수단(79)은 시간확인수단(73)이 측정하는 현재 시간 정보를 이용하여 기 설정된 단위시간이 경과하는지를 감시하고, 단위시간마다 에너지 사용 이력을 저장수단(74)에 저장한다.
처리수단(79)이 단위시간마다 저장수단(74)에 저장하는 에너지 사용 이력은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것이지만, 적어도 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 전기가격 정보, 해당 단위시간에서의 전력량 정보를 포함한다.
단위시간이란 필요에 따라 임의적으로 설정될 수 있는 것으로서, 구체적인 예를 들자면 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 등으로 설정할 수 있다.
여기서 해당 단위시간의 시간 정보란 그 단위시간이 언제부터 언제 까지인지를 알려줄 수 있는 정보이고, 해당 단위시간에 적용되는 전기가격 정보란 해당 단위시간에서의 전기가격이 얼마이었는지를 알려 주는 정보이며, 해당 단위시간에서의 전력량 정보란 해당 단위시간 동안 사용된 전력량을 말한다.
도 3에 도시된 예와 같이, 각 단위시간에서의 에너지 사용 이력은 레코드 단위로 저장될 수 있으며, 각 레코드는 해당 단위시간의 시간정보 필드, 해당 단위시간에 적용되는 전기가격 정보 필드, 해당 단위시간에서의 전력량 정보 필드를 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 각 단위시간에서의 레코드는 도 4와 도 5에 도시된 예와 같이 시간 순서에 따라 차례대로 기록된다.
도 8은 본 발명에 따른 전력량계(70)의 제2 실시예를 도시한 것으로서, 상기 제1 실시예의 전력량계에 입력수단(75)과 표시수단(77)을 더 포함하여 구성된다.
입력수단(75)과 표시수단(77)은 모두 포함될 수도 있고, 그 중 하나만이 포함될 수도 있다.
표시수단(77)은 전력량계(70)의 동작과 관련된 정보를 시각적으로 표시하는 역할을 수행한다. 특히 처리수단(79)은 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보나, 에너지 사용 이력 등 전기가격과 관련된 각종 정보를 다양한 방법으로 표시수단(77)에 나타낼 수 있다.
하나의 예로서, 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 상시 표시하거나 또는 점멸 표시할 수 있다.
또한, 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 주기적으로 표시할 수 있다. 예컨대 단위시간마다 현재 전기가격 정보를 표시할 수 있다. 뿐만 아니라 처리수단(79)은 시간에 따른 전기가격 정보로부터 미래 시간에서 예정된 전기가격 정보를 추출하여 표시수단(77)을 통해 표시할 수도 있다.
입력수단(75)은 사용자가 키 버튼이나 터치 스크린 등 다양한 입력장치를 이용하여 전력량계(70)의 동작에 관한 정보나 명령을 입력할 수 있도록 한다.
예컨대 시간에 따른 전기가격 정보는 인터넷망 등을 통해 공개될 수 있으므로, 사용자는 입력수단(75)을 통해 직접 시간에 따른 전기가격 정보를 입력할 수 있다. 또한 시간확인수단(73)에 의해 측정되는 현재 시간에 오류가 있는 경우 입력수단(75)을 통해 현재 시간 정보를 조정할 수도 있다.
도 9는 표시수단(77)이나 사용자 단말(18)이 현재 전기가격을 표시한 화면(91)의 예를 도시한 것으로서, 시간에 따른 전기가격 정보로부터 추출된 현재 전기가격이 해당 항목(91-1)에 표시된다.
도 10은 에너지 사용 이력을 표시한 화면(93)의 예를 나타낸 것으로서, 각 단위시간에서의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 전기가격 정보, 단위시간당 전력량 정보가 나타나 있다.
사용자는 스크롤 버튼(93-1,93-2)을 조작하여 현재 화면에 나타나지 않는 각 에너지 사용 이력을 조회할 수 있다.
한편, 각 단위시간에서의 전력량 정보는 도 11에 도시된 바와 같이 해당 단위시간 동안 부하(17-1~17-k)로 공급되는 순방향 전력량 정보일 수 있다.
순방향 전력량이란 전력 수용가에서 사용한 전력량(전기요금을 납부해야 하는 전력량)을 말한다.
상기 순방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 등일 수 있다.
이때 전기가격 정보는 순방향 전력량 정보에 각각 대응하여 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 일 수 있다.
또한, 전기가격 정보는 역률 단가를 포함할 수 있다.
즉, 역률이 나쁘면 전기 에너지의 낭비가 심해지는 것이므로 전력 수용가의 역률에 따라 전기의 가격이 차등화될 수 있다.
각 단위시간에서의 전력량 정보는 도 11에 도시된 바와 같이 해당 단위시간 동안 대체 에너지원(19)으로부터 전력공급라인(13-1) 측으로 공급되는 역방향 전력량 정보를 포함할 수도 있다.
역방향 전력량이란 전력 수용가에서 전력공급회사로 전기 에너지를 판매하는 전력량을 말한다.
각 전력 수용가에는 풍력 발전설비, 태양열 발전설비, 배터리 등 다양한 대체 에너지원(19)이 구비될 수 있으며, 대체 에너지원(19)에서 발생된 전기 에너지는 전력공급회사 측에 다시 판매할 수 있다.
상기 역방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 등일 수 있다.
이때 전기가격 정보는 상기 역방향 전력량 정보에 각각 대응하여 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 일 수 있다.
전력공급회사가 전력 수용가에 판매하는 전기의 가격과 전력 수용가에서 전력공급회사로 판매하는 전기의 가격은 차별화될 수 있으므로, 순방향 전력량에 대한 전기가격과 역방향 전력량에 대한 전기가격은 같지 않을 수 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.
13: 에너지 공급 라인 13-1: 전력공급라인
15: 표시장치 16-1~16-k,17-1~17-k: 부하
18: 사용자 단말 19: 대체 에너지원
21: 원격서버 22: 통신망
23: 에너지 계량기 70: 전력량계
71: 통신수단 71-1: 제1 통신수단
71-2: 제2 통신수단 73: 시간확인수단
74: 저장수단 75: 입력수단
77: 표시수단 79: 처리수단

Claims (25)

  1. 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템에 있어서,
    에너지 가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 에너지 요금제를 관리하고, 시간에 따른 에너지 가격 정보를 통신망을 통해 전송하는 원격서버;
    상기 원격서버와 에너지 계량기를 연결하는 통신망; 및
    자신을 경유하여 흐르는 에너지량을 측정하고, 상기 통신망을 통해 상기 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하는 에너지 계량기를 포함하며,
    상기 에너지 계량기는 상기 수신된 시간에 따른 에너지 가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 에너지 가격 정보를 추출하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함하는 레코드를 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 계량기는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나의 사용량을 계량하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위시간은 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 계량기는 현재 시간에 적용되는 에너지 가격 정보를 타 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 시스템.
  5. 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 방법에 있어서,
    에너지 계량기가 통신망을 통해 원격서버로부터 시간에 따른 에너지 가격 정보를 수신하는 단계;
    상기 에너지 계량기가 에너지량을 측정하면서 기 설정된 단위시간의 경과 여부를 감시하는 단계; 및
    상기 에너지 계량기가 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 해당 단위시간에 적용되는 에너지 가격 정보, 해당 단위시간에서의 에너지량 정보를 포함하는 레코드를 저장수단에 차례대로 기록하는 단계를 포함하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 에너지 계량기는 전기, 가스, 수도 중 어느 하나의 사용량을 계량하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 단위시간은 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동태적 시변 에너지 요금제를 지원하는 에너지 계량 방법.
  8. 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계에 있어서,
    원거리에 위치한 서버 또는 사용자로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하기 위한 통신수단;
    상기 전력량계를 경유하여 흐르는 전력량을 측정하는 계량수단;
    상기 측정된 전력량과 상기 전력량계의 운용정보를 기록하는 저장수단;
    현재 시간을 측정하는 시간확인수단; 및
    전기가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 전력요금제를 처리하는 처리수단을 포함하며,
    상기 처리수단은 상기 통신수단을 통해 수신된 시간에 따른 전기가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 추출하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 전기가격 정보, 해당 단위시간에서의 전력량 정보를 포함하는 레코드를 상기 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  9. 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계에 있어서,
    원거리에 위치한 서버 또는 사용자로부터 시간에 따른 전기가격 정보를 수신하기 위한 통신수단;
    상기 전력량계를 경유하여 흐르는 전력량을 측정하는 계량수단;
    상기 측정된 전력량과 상기 전력량계의 운용정보를 기록하는 저장수단;
    현재 시간을 측정하는 시간확인수단;
    전기가격이 시간에 따라 동태적으로 변동되는 전력요금제를 처리하는 처리수단; 및
    전기가격 정보를 표시할 수 있는 표시수단을 포함하며,
    상기 처리수단은 상기 통신수단을 통해 수신된 시간에 따른 전기가격 정보로부터 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 추출하여 상기 표시수단에 나타나도록 하고, 단위시간마다 해당 단위시간의 시간 정보, 상기 추출된 전기가격 정보, 해당 단위시간에서의 전력량 정보를 포함하는 레코드를 상기 저장수단에 시간 순서에 따라 차례대로 기록하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시수단은 상기 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 상시 또는 점멸 표시하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시수단은 상기 현재 시간에 적용되는 전기가격 정보를 주기적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 처리수단은 미래 시간에서의 예정된 전기가격 정보를 상기 표시수단을 통해 나타내는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  13. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 시간확인수단이 측정하는 현재 시간은 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 현재 시간의 조정은 타 장치와의 통신에 의해 이루어지거나, 또는 상기 전력량계에 구비된 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 직접 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단위시간은 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 1시간, 1일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  16. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단위시간에서의 전력량 정보는 해당 단위시간 동안 부하로 공급되는 순방향 전력량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 순방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 시간에 따른 전기가격 정보는 상기 순방향 전력량에 대한 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  19. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단위시간에서의 전력량 정보는 해당 단위시간 동안 대체 에너지원으로부터 전력공급라인 측으로 공급되는 역방향 전력량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 역방향 전력량 정보는 유효전력량, 무효전력량, 피상전력량, 전류량, 전압량 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 시간에 따른 전기가격 정보는 상기 역방향 전력량에 대한 유효전력량 단가[원/kwh], 무효전력량 단가[원/kvarh], 피상전력량 단가[원/kVAh], 전류량 단가[원/kI2h], 전압량 단가[원/kV2h] 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  22. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 시간에 따른 전기가격 정보는 역률 단가를 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  23. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 시간에 따른 전기가격 정보는 계시별 요금제(TOU: Time Of Use), 임계 피크 요금제(CPP: Critical Peak Pricing), 또는 실시간 요금제(RTP: Real Time Pricing) 에 따른 요율 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  24. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    타 장치로 전기가격 정보를 전송하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 타 장치는 IHD(In Home Display) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 동태적 시변 전력요금제를 지원하는 전력량계.
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