KR20120072016A - 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템, 전력 관리 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
디지털 홈 환경에서 사용되고 있는 홈 네트워크 기술을 활용하여 각 전력소비기기의 전력 사용현황과 연동하여 효율적인 에너지 사용을 제공할 수 있는 에너지관리 기술이 필요한 상황이다. 이에 본 발명의 실시예에서는, 전력소비기기에 대한 전력소비 상태 모니터링 및 제어 기능, 전력 저장 및 생산 장치에 대한 상태관리 및 제어 기능, 소비자의 생활 패턴 및 계획 및 실시간 전력 요금 등을 반영하여 통합적으로 관리함으로써 소비자 측면에서 효율적인 에너지 사용관리를 제공할 수 있는 지능형 전력망(smart grid) 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 기술을 제안하고자 한다.
Description
본 발명은 전력과 통신이 융합되는 지능형 전력망(smart grid)에서의 홈 에너지 관리 기술에 관한 것으로, 특히 지능형 전력망과 연동하여 홈 에너지의 최적화된 운용을 제공하는데 적합한 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템, 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재까지의 일반적인 전력 시스템 환경에서는 생산→전송→소비자의 일방적인 흐름이었다. 이러한 환경에서는 각 전력소비기기의 전력소비를 최소화함으로써 에너지 절약을 실천하는 것이 최적의 에너지 활용 방법이었으나, 최근의 전력 기술과 통신 정보기술이 융합되어 새롭게 등장하기 시작한 지능형 전력망(smart grid) 기술 환경에서는 소비자가 일방적인 소비자에 머물지 않고 가정용 전력 생산 및 저장의 환경을 제공할 수 있으며, 전기자동차의 사용 또한 멀지 않은 시기의 문제가 됨에 따라, 실시간으로 변동할 수 있는 전력 가격과 함께 연동하여 소비자 측면에서 에너지 사용을 최적화할 수 있는 에너지 관리 방법의 도입이 필요한 상황이다.
또한, 디지털 홈 환경에서 사용되고 있는 홈 네트워크 기술을 활용하여 각 전력소비기기의 전력 사용현황과 연동하여 효율적인 에너지 사용을 제공할 수 있는 에너지관리 기술이 필요한 상황이다.
이에 본 발명의 실시예에서는, 전력소비기기에 대한 전력소비 상태 모니터링 및 제어 기능, 전력 저장 및 생산 장치에 대한 상태관리 및 제어 기능, 소비자의 생활 패턴 및 계획 및 실시간 전력 요금 등을 반영하여 통합적으로 관리함으로써 소비자 측면에서 효율적인 에너지 사용관리를 제공할 수 있는 지능형 전력망(smart grid) 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 기술을 제안하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템은, 지능형 전력망과 연동하는 홈 네트워크에 연결되는 전력 소비 장치의 전력 관리를 담당하며, 상기 홈 네트워크에서의 실시간 가격 및 전력망의 수요 정보에 따라 전력 활용을 위한 전력 관리를 담당하는 전력 관리 장치와, 상기 전력 관리 장치의 전력 관리 제어에 따라 전력을 저장 또는 활용하여 상기 전력 소비 장치의 사용 전력으로 공급하는 전력 저장 장치와, 상기 전력 관리 장치의 전력 관리 기능에 따라 전력 생산 상태에 대한 정보를 상기 전력 관리 장치로 전달하는 전력 생산 장치와, 전기 자동차의 전력 상태 정보를 저장 및 공급하는 이동형 전력 저장/공급 장치와, 실시간 가격 정보 및 수요반응 정보를 상기 전력 관리 장치로 전달하는 스마트 미터기와, 상기 이동형 전력 저장/공급 장치의 전력 소비 계획 정보를 입력하기 위한 무선 단말을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이동형 전력 저장/공급 장치는, 전기 자동차를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치는, 홈 전력 관리에 따라 홈 네트워크 환경에서의 전력 저장 장치, 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 제어 및 전력 소비 장치의 전력을 제어하는 전력 통합 관리부와, 유선 통신 및 무선 통신에 의해 전력 정보에 대한 수집 및 제어 명령에 대한 전달 기능을 담당하는 네트워크 정합부와, 상기 네트워크 정합부를 통해 제공되는 정보를 바탕으로 상기 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 전력 저장 및 전력 공급을 제어 및 관리하는 전력 저장/공급 제어부와, 상기 전력 통합 관리부의 전력 제어 정보에 따라 상기 전력 소비 장치에 대한 전력 제어 기능을 수행하는 전력 소비 제어부와, 상기 전력 저장 장치의 저장된 전력량에 대한 관리를 담당하고 상기 전력 저장 장치로부터의 전력 저장 및 전력 공급을 관리하는 전력 저장 상태 관리부와, 전력 생산 장치의 실시간 전력 생산 현황을 관리하고, 관리되는 상기 실시간 전력 생산 현황을 상기 전력 통합 관리부로 전달하는 전력 생산 상태 관리부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 관리 장치는, 상기 네트워크 정합부를 통해 제공되는 실시간 가격 정보를 분석하여 실시간 가격의 변동에 대한 트랜드를 파악하는 가격 트렌드 분석부와, 상기 전력 소비 장치에 대한 중요도를 분석하여 제어 여부를 결정하는 전력 소비 중요도 분석부와, 상기 실시간 가격 정보를 저장 및 관리하는 가격 정보 처리부와, 전력 관리를 위한 정보 입력에 따라 일정 계획을 분석하는 일정 분석부와, 상기 전력 소비 장치의 전력 소비량 정보를 모니터링하는 전력 소비량 정보 관리부와, 상기 전력 관리 장치에서 제공되는 서비스에 대한 관리 기능을 제공하는 사용자 정합 장치 서비스부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가격 트렌드 분석부는, 상기 실시간 가격의 변동을 비교 분석하여 가격의 방향성을 예측하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전력 소비 중요도 분석부는, 전력의 가격에 따라 상기 전력 소비 장치 중 어느 하나의 전력 소비 장치에 대한 온/오프(on/off) 제어 여부를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법은, 전력망과 통신망이 융합된 지능형 전력망과 연동되는 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법으로서, 상기 홈 네트워크에 연결된 사용자에 대한 일정 계획을 수집하는 과정과, 수집되는 상기 일정 계획을 반영하여 가정 내 전력 소비를 예측하는 과정과, 상기 통신망을 통해 입력되는 실시간 가격 정보를 바탕으로 가격 트랜드를 분석하여 실시간 가격의 변동 방향성을 예측하는 과정과, 상기 실시간 가격 정보를 바탕으로 장기-구간 및 단기-구간의 평균 가격 정보를 계산하는 과정과, 상기 전력망에 연결된 전력 저장 장치에서 공급 가능한 시간을 계산하는 과정과, 상기 전력망에 연결된 전력 생산 장치에서 생산하는 전력 생산량을 예측하는 과정과, 상기 전력망에 연결된 전력 소비 장치의 중요도에 따라 전력 소비 기기를 분류하는 과정과, 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 운용 계획을 반영하여 전력 공급의 활용성을 분석하는 과정과, 상기 전력 저장 장치 및 상기 전력 소비 장치에 대한 전력 운용에 대한 제어 관리를 통해 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정과, 결정되는 상기 전력 관리 스케줄에 따라 전력 소비 기기 별 전력 제어 및 상기 전력 저장 장치에 대한 제어 및 관리 기능을 제공하는 과정을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 실시간 가격 정보가 상기 장기-구간 또는 단기-구간의 평균 가격 정보보다 높은 경우에는 상기 전력 저장 장치로부터의 전력을 활용하도록 하고, 낮은 경우에는 상기 전력 저장 장치에 전력을 저장하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 실시간 가격의 변동 방향성에 따라 가격 상승이 예측될 경우에는 상기 전력 저장 장치에 전력을 저장하고, 가격 감소가 예측될 경우에는 상기 전력 저장 장치로부터 전력을 공급받아 상기 전력 소비 장치에 활용하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 단기-구간의 평균 가격 정보보다 높은 일시적 높은 가격 구간에서는 상기 전력 저장 장치의 공급 가능 시간을 활용할 것인지, 또는 상기 전력 저장 장치의 전력을 활용할 것인지, 또는 상기 전력 저장 장치의 전력을 비활용할 것인지에 대하여 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 전력 생산 장치의 실시간 전력 가격이 높으면 자체 생산된 전력을 활용하도록 하고 그렇지 않은 경우에는 생산된 전력을 상기 전력 저장 장치에 저장하도록 하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 실시간 가격 정보를 기반으로 가격이 높은 경우, 상기 전력 소비 장치의 중요도에 따라 상기 전력 소비 장치의 전력을 차단 또는 공급 여부를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은, 상기 가격 트랜드가 상승인지 하강인지의 여부에 따라 상기 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 충전 및 전력 활용 여부를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전력소비기기에 대한 전력소비 상태 모니터링 및 제어 기능, 전력 저장 및 생산 장치에 대한 상태관리 및 제어 기능, 소비자의 생활 패턴 및 계획 및 실시간 전력 요금 등을 반영하여 통합적으로 관리함으로써 소비자 측면에서 효율적인 에너지 사용관리 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템에 대한 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치에 대한 구성 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치에 대한 구성 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 발명은 가정 환경에서 존재하는 가정용 전력 저장 장치, 가정용 전력 생산 장치, 전기자동차 등의 전력 저장/생산 장치와 가전기기 및 조명/난방 장치 등의 전력 소비기기의 통합 운용을 제공함에 있어, 전력 소비기기의 전력 소비량 측정 및 동작 상태관리, 사용자의 생활계획, 가정용 스마트 기기 들과의 전력 상태를 반영하여 효율적인 전력 에너지 사용환경을 제공할 수 있도록 하는 장치 기술 및 이를 이용한 홈 에너지 관리 제어 방법을 제공하는 기술에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은, 유무선 네트워킹 인터페이스 기능을 통한 에너지 정보의 수집, 실시간 가격 연동, 가정용 전력 저장 장치 및 가정용 전력 생산 장치로부터의 전력 상태 정보, 이동형 전력 저장/공급 장치의 상태 정보, 사용자의 생활 패턴 및 일정 계획 정보 및 실시간 가격 패턴 정보를 기반으로 가정용 전력 저장 장치의 저장/출력의 제어, 전기자동차의 이동형 전력 저장/공급 장치의 제어 등을 가정용 전력 소비 장치군 들의 운용 모드 제어와 연계함으로써 디지털 홈 전력 소비자의 전력 소비를 소비자 측면에서 최적화할 수 있는 기능을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망(smart grid) 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템에 대한 구성 블록도로서, 전력 소비 장치(10), 전력 관리 장치(100), 전력 저장 장치(200), 전력 생산 장치(300), 이동형 전력 저장/공급 장치(400), 스마트 리더기(500), 무선 단말(600), 전력망(1), 통신망(2) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 전력망(1)은 본 발명의 실시예에 적용되는 지능형 전력망으로서, 전력과 통신이 융합되는 스마트 그리드 기술이 적용될 수 있다.
통신망(2)은, 예를 들어 유선 및 무선 통신망으로서, 인터넷(internet)과 같은 광대역 유선망, LAN과 같은 근거리 유선망, 와이브로, WCDMA 등과 같은 광대역 무선망, 와이파이(Wi-Fi)와 같은 근거리 무선망 등을 포함할 수 있을 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력 소비 장치(10)는, 예를 들어 에어컨, 전열기, 냉장고, 세탁기 등과 같은 가정용 전력 소비 기기들로서, 이들 각각의 전력 소비 장치는 각 세부 기기별로 측정된 전력 미터링(metering) 량을 통신망(2)을 통해 전력 관리 장치(100)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)는 전력 관리 알고리즘에 따라 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리를 담당하는 수단으로서, 홈 환경에서의 실시간 가격 및 메인 전력 그리드의 수요반응 정보에 반응하여 소비자 측면에서의 효율적은 전력 활용을 위한 에너지 관리 기능을 달성할 수 있다.
구체적으로, 전력 관리 장치(100)는 가정 환경에서 존재하는 전력 저장 장치(200), 전력 생산 장치(300), 전기 자동차 등의 이동형 전력 저장/생산 장치(400)와 가전기기 및 조명/난방 장치 등의 전력 소비 장치(10)의 통합 운용을 제공할 수 있는데, 전력 소비 장치(10)의 전력 소비량 측정 및 동작 상태 관리, 사용자의 생활계획, 가정용 스마트 기기 들과의 전력 상태를 반영하여 효율적인 전력 사용 환경을 제공하며, 이를 이용한 홈 전력 관리 제어 기술을 제공할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(100)는 통신망(2)을 통한 전력 소비 장치(10)로부터의 전력 정보 수집, 실시간 가격 연동, 전력 저장 장치(200) 및 전력 생산 장치(300)로부터의 전력 상태 정보, 이동형 전력 저장/공급 장치(400)의 상태 정보, 사용자의 생활 패턴 및 일정 계획 정보 및 실시간 가격 패턴 정보를 기반으로 전력 저장 장치(200)의 저장/출력의 제어, 전기 자동차의 이동형 전력 저장/공급 장치(400)의 제어 등을 가정용 전력 소비 장치군 들의 운용 모드 제어와 연계함으로써 디지털 홈 전력 소비자의 전력 소비를 소비자 측면에서 최적화할 수 있는 기능을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전력 저장 장치(200)는 전력 관리 장치(100)에서 동작하는 전력 관리 제어에 따라 가정용 전력을 저장하거나 해당 전력을 활용하여 전력 소비 장치(10)의 사용 전력으로 공급될 수 있게 한다.
전력 생산 장치(300)는 전력 관리 장치(100)에서의 전력 관리 기능에 활용하기 위하여, 전력 생산 상태에 대한 정보를 통신망(2)을 통해 전력 관리 장치(100)로 전달할 수 있다.
이동형 전력 저장 및 공급 장치(400), 예를 들어 전기 자동차는 전기 자동차의 전력 상태에 대한 관리 모듈이 장착되어 통신망(2)을 통해 전력 관리 장치(100)로 전달할 수 있다. 이러한 전기 자동차는, 통신망(2)을 통해 이동형 전력 저장/공급 장치(400)의 저장 및 공급을 제어할 수 있는 기능을 갖는다.
스마트 미터기(500)는 전력 사업자로부터의 실시간 가격 정보 및 수요반응 정보를 통신 네트워크 인터페이스를 통하여 전력 관리 장치(100)에 전달하여 전력 관리 장치(100)에 전력 소비 장치(10) 및 전력 저장/공급 제어에 활용할 수 있는 구조를 갖는다.
무선 단말(100)은 이동형 전력 장치인 전기 자동차의 활용 계획 및 가정 전력 소비자의 일정 계획 등을 입력할 수 있는 수단으로서, 예를 들어 가정용 에너지 정보 표시 및 제어 입력 장치 등이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치(100)에 대한 구성 블록도로서, 네트워크 정합부(102), 전력 저장/공급 제어부(104), 전력 소비 제어부(106), 전력 저장 상태 관리부(108), 전력 생산 상태 관리부(110), 가격 트렌드 분석부(112), 전력 소비 중요도 분석부(114), 가격 정보 처리부(116), 일정 분석부(118), 전력 소비량 정보 관리부(120), 사용자 정합 장치 서비스부(122), 전력 통합 관리부(1000) 등을 포함할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 네트워크 정합부(102)는 유선 통신 및 무선 통신 네트워킹 기능을 활용하여 전력 정보에 대한 수집 및 제어 명령에 대한 전달 기능을 담당할 수 있다.
전력 저장/공급 제어부(104)는 통신망(2)을 통해 입력되는 정보 및 내부 세부 기능 모듈에서 분석된 정보를 바탕으로 전력 통합 관리부(1000)로부터 도출된 제어 및 관리 정보를 활용하여 이동형 전력 저장/공급 장치(400), 예컨대 전기 자동차에 대한 전력 저장 및 전기 자동차로부터의 전력 공급을 제어 및 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
전력 소비 제어부(106)는 전력 통합 관리부(1000)로부터 생성된 제어 정보를 활용하여 전력 소비 장치(10)들에 대한 전력 제어 기능을 수행할 수 있다.
전력 저장 상태 관리부(108)는 가정 내에서 사용되는 전력 저장 장치(200)의 저장된 전력량 및 장치에 대한 관리 기능을 담당하고 전력 저장 장치(200)로부터의 전력 저장 및 전력 공급을 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
전력 생산 상태 관리부(110)는 가정에서 활용하는 전력 생산 장치(300)의 실시간 전력 생산 현황을 관리하고, 관리되는 실시간 전력 생산 현황을 전력 통합 관리부(1000)로 전달하여 에너지 관리를 위한 정보로 활용될 수 있도록 한다.
가격 트랜드 분석부(112)는 네트워크 정합부(102)를 통해 스마트 미터기(500)를 거쳐 유틸리티 사업자로부터 입력되는 실시간 가격 정보를 분석하여 실시간 가격의 변동에 대한 트랜드를 파악하고, 비교 분석을 통하여 향후 가격의 방향성을 예측하는 기능을 갖는다.
전력 소비 중요도 분석부(114)는 가정에서 사용되는 전력 소비 장치(10)에 대한 중요도를 분석하고, 가격 및 정책에 따라 어떤 장치를 제어(예를 들어, 온/오프(on/off))할 것인지를 결정하는 정보로 활용할 수 있도록 한다.
가격정보 처리부(116)는 유틸리티 사업자로부터 입력되는 가격정보를 저장하고 관리하여 가격 트랜드 분석부(112)에서 과거의 정보를 활용할 수 있는 데이터베이스 기능으로 활용할 수 있도록 한다.
일정 분석부(118)는 통신망(2)를 통하여 다양한 가정내 에너지 정보표시 및 정보 입력장치로부터 입력되는 각 가정 구성원의 일정을 통합 관리하여 전력 통합 관리부(1000)에서 에너지 관리를 위한 입력으로 활용될 수 있게 한다.
전력 소비량 정보 관리부(120)는 가정에서 사용하는 모든 전력 소비 장치의 전력을 실시간으로 모니터링하여 관리하고 이 정보를 활용하여 전력 통합 관리부(1000)에서 관리 기능을 위한 입력으로 활용될 수 있게 한다.
사용자 정합 장치 서비스부(122)는 전력 관리 장치(100)에서 제공되는 다양한 서비스에 대한 관리 기능을 제공할 수 있다.
전력 통합 관리부(1000)는 상술한 구성들로부터의 정보를 입력 받아 홈 전력 관리 알고리즘에 따라 가정 환경에서의 전력 저장 장치(200), 이동형 전력 저장/공급 장치(400)에 대한 제어 및 전력 소비 장치(10)의 전력을 제어하는 기능을 담당할 수 있다.
상술한 전력 관리 장치(100)는, 예를 들어 디지털 홈 서비스에서 활용하는 홈서버 시스템, 셋톱 박스, 월패드, 홈 게이트웨이 등 다양한 홈 환경에서 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경을 제공하는 장치들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법, 예컨대 전력 관리 장치(100)에서 전기 자동차 및 전력 저장 장치(200)의 전력 저장 및 저장된 전력의 활용에 대한 제어 및 전력 소비 장치(10)들의 전력 소비를 제어할 수 있는 기능을 제공하기 위한 전력 관리 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 전력 관리 기능을 제공하기 위하여 일정 분석부(118)를 통해 홈 사용자에 대한 일정 계획을 수집하고(S300), 수집된 정보를 바탕으로 홈 사용자 일정 계획을 반영하여 가정 내 전력 소비를 예측할 수 있다(S302).
이후, 전력 관리 장치(100)는 유틸리티 사업자로부터 입력되는 실시간 가격 정보를 바탕으로 가격 트렌드 분석부(112)를 통해 실시간 가격 기반의 가격 변동에 대한 트랜드를 분석하여 실시간 가격의 변동 방향성을 예측할 수 있다(S304).
그리고, 전력 관리 장치(100)는 입력되는 실시간 가격 정보를 바탕으로 가격 정보 처리부(116)를 통해 장기-구간 및 단기-구간의 평균 가격 정보를 계산할 수 있다(S306).
이후, 전력 관리 장치(100)는 전력 저장 상태 관리부(108)의 전력 상태 정보를 기반으로 전력 저장 장치(200)에서 공급 가능한 시간을 계산할 수 있다(S308).
그리고, 전력 관리 장치(100)는 전력 생산 장치(300)에서의 전력 생산 정보를 바탕으로 전력 생산 장치(300)에서 생산하는 전력 생산량을 예측하여 세부 전력 관리 알고리즘에서 활용하도록 할 수 있다(S310).
이후, 전력 관리 장치(100)는 전력 소비 중요도 분석부(114)를 통해 분석되는 전력 소비 장치(10)의 중요도에 따라 전력 소비 기기를 분류할 수 있으며(S312), 이동형 전력 저장/공급 장치(400), 예를 들어 전기 자동차에 대한 운용 계획을 반영하여 전기 자동차 전력 공급의 활용성에 대한 분석 기능을 수행할 수 있다(S314).
이와 같이 계산되고 분석된 정보를 바탕으로, 전력 관리 장치(100)는 전기 자동차, 전력 저장 장치(200), 전력 소비 장치(10)에 대한 전력 운용에 대한 제어 관리를 통해 소비자 측면에서 가장 효율적인 에너지 활용이 이루어지도록 각 시스템 및 장치들을 제어하기 위한 전력 관리 스케줄을 결정할 수 있다(S316).
본 발명의 실시예에서의 전력 관리 스케줄은 다음과 같이 예시될 수 있다.
첫째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 실시간 가격이 장기-기간 또는 단기-기간 평균 가격보다 높은 경우에는 전력 저장 장치(200)로부터의 전력을 활용하도록 하고, 낮은 경우에는 전력 저장 장치(200)에 전력을 저장할 수 있다.
둘째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 가격 상승이 예측 될 경우에는 전력 저장 장치(200)에 전력을 저장하고, 가격 감소가 예측될 경우에는 전력 저장 장치(200)로부터 전력을 공급받아 전력 소비 장치(10)에서 활용되도록 할 수 있다.
셋째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 단기구간 평균 가격보다 높은 일시적 높은 가격 구간에서는 전력 저장 장치(200)의 공급 가능 시간을 활용할 것인지, 또는 전력 저장 장치(200)의 전력을 활용할 것인지, 또는 전력 저장 장치(200)의 전력을 비활용할 것인지에 대하여 결정할 수 있다.
넷째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 전력 생산 장치(300)의 실시간 전력 가격이 높으면 자체 생산된 전력을 활용하도록 하고 그렇지 않은 경우에는 생산된 전력을 전력 저장 장치(200)에 저장하도록 한다.
다섯째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 실시간 가격을 기반으로 가격이 높은 경우, 전력 소비 중요도 분석부(114)를 통한 전력 소비 장치(10)의 중요도에 따라 전력 소비 장치(10)에 대한 전력을 차단 또는 공급 여부를 결정할 수 있다.
여섯째, 본 발명의 실시예에서의 전력 관리 장치(100)의 전력 통합 관리부(1000)에서는 전기 자동차 운용계획 및 가격 변동 트랜드가 상승인지 하강인지의 여부에 따라 전기 자동차에 대한 충전 및 전기 자동차의 전력 활용 여부를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 결정되는 전력 관리 스케줄에 따라 전력 관리 장치(100)는 전력 소비 기기 별 전력 제어 및 전기 자동차 또는 전력 저장 장치(200)의 전력 저장 및 공급을 활용할 수 있도록 제어 및 관리 기능을 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 전력소비기기에 대한 전력소비 상태 모니터링 및 제어 기능, 전력 저장 및 생산 장치에 대한 상태관리 및 제어 기능, 소비자의 생활 패턴 및 계획 및 실시간 전력 요금 등을 반영하여 통합적으로 관리함으로써 소비자 측면에서 효율적인 에너지 사용관리를 제공할 수 있는 지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 기술을 제공할 수 있다.
100: 전력 관리 장치
102: 네트워크 정합부
104: 전력 저장/공급 제어부
106: 전력 소비 제어부
108: 전력 저장 상태 관리부
110: 전력 생산 상태 관리부
112: 가격 트렌드 분석부
114: 전력 소비 중요도 분석부
116: 가격 정보 처리부
118: 일정 분석부
120: 전력 소비량 정보 관리부
122: 사용자 정합장치 서비스부
1000: 전력 통합 관리부
200: 전력 저장 장치
300: 전력 생산 장치
400: 이동형 전력 저장/공급 장치
500: 스마트 미터기
600: 무선 단말
102: 네트워크 정합부
104: 전력 저장/공급 제어부
106: 전력 소비 제어부
108: 전력 저장 상태 관리부
110: 전력 생산 상태 관리부
112: 가격 트렌드 분석부
114: 전력 소비 중요도 분석부
116: 가격 정보 처리부
118: 일정 분석부
120: 전력 소비량 정보 관리부
122: 사용자 정합장치 서비스부
1000: 전력 통합 관리부
200: 전력 저장 장치
300: 전력 생산 장치
400: 이동형 전력 저장/공급 장치
500: 스마트 미터기
600: 무선 단말
Claims (13)
- 지능형 전력망과 연동하는 홈 네트워크에 연결되는 전력 소비 장치의 전력 관리를 담당하며, 상기 홈 네트워크에서의 실시간 가격 및 전력망의 수요 정보에 따라 전력 활용을 위한 전력 관리를 담당하는 전력 관리 장치와,
상기 전력 관리 장치의 전력 관리 제어에 따라 전력을 저장 또는 활용하여 상기 전력 소비 장치의 사용 전력으로 공급하는 전력 저장 장치와,
상기 전력 관리 장치의 전력 관리 기능에 따라 전력 생산 상태에 대한 정보를 상기 전력 관리 장치로 전달하는 전력 생산 장치와,
전기 자동차의 전력 상태 정보를 저장 및 공급하는 이동형 전력 저장/공급 장치와,
실시간 가격 정보 및 수요반응 정보를 상기 전력 관리 장치로 전달하는 스마트 미터기와,
상기 이동형 전력 저장/공급 장치의 전력 소비 계획 정보를 입력하기 위한 무선 단말을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이동형 전력 저장/공급 장치는, 전기 자동차를 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 시스템.
- 홈 전력 관리에 따라 홈 네트워크 환경에서의 전력 저장 장치, 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 제어 및 전력 소비 장치의 전력을 제어하는 전력 통합 관리부와,
유선 통신 및 무선 통신에 의해 전력 정보에 대한 수집 및 제어 명령에 대한 전달 기능을 담당하는 네트워크 정합부와,
상기 네트워크 정합부를 통해 제공되는 정보를 바탕으로 상기 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 전력 저장 및 전력 공급을 제어 및 관리하는 전력 저장/공급 제어부와,
상기 전력 통합 관리부의 전력 제어 정보에 따라 상기 전력 소비 장치에 대한 전력 제어 기능을 수행하는 전력 소비 제어부와,
상기 전력 저장 장치의 저장된 전력량에 대한 관리를 담당하고 상기 전력 저장 장치로부터의 전력 저장 및 전력 공급을 관리하는 전력 저장 상태 관리부와,
전력 생산 장치의 실시간 전력 생산 현황을 관리하고, 관리되는 상기 실시간 전력 생산 현황을 상기 전력 통합 관리부로 전달하는 전력 생산 상태 관리부를 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
상기 네트워크 정합부를 통해 제공되는 실시간 가격 정보를 분석하여 실시간 가격의 변동에 대한 트랜드를 파악하는 가격 트렌드 분석부와,
상기 전력 소비 장치에 대한 중요도를 분석하여 제어 여부를 결정하는 전력 소비 중요도 분석부와,
상기 실시간 가격 정보를 저장 및 관리하는 가격 정보 처리부와,
전력 관리를 위한 정보 입력에 따라 일정 계획을 분석하는 일정 분석부와,
상기 전력 소비 장치의 전력 소비량 정보를 모니터링하는 전력 소비량 정보 관리부와,
상기 전력 관리 장치에서 제공되는 서비스에 대한 관리 기능을 제공하는 사용자 정합 장치 서비스부를 더 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치
- 제 4 항에 있어서,
상기 가격 트렌드 분석부는, 상기 실시간 가격의 변동을 비교 분석하여 가격의 방향성을 예측하는 것을 특징으로 하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 전력 소비 중요도 분석부는, 전력의 가격에 따라 상기 전력 소비 장치 중 어느 하나의 전력 소비 장치에 대한 온/오프(on/off) 제어 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 관리 장치.
- 전력망과 통신망이 융합된 지능형 전력망과 연동되는 홈 네트워크에서의 전력 관리 방법으로서,
상기 홈 네트워크에 연결된 사용자에 대한 일정 계획을 수집하는 과정과,
수집되는 상기 일정 계획을 반영하여 가정 내 전력 소비를 예측하는 과정과,
상기 통신망을 통해 입력되는 실시간 가격 정보를 바탕으로 가격 트랜드를 분석하여 실시간 가격의 변동 방향성을 예측하는 과정과,
상기 실시간 가격 정보를 바탕으로 장기-구간 및 단기-구간의 평균 가격 정보를 계산하는 과정과,
상기 전력망에 연결된 전력 저장 장치에서 공급 가능한 시간을 계산하는 과정과,
상기 전력망에 연결된 전력 생산 장치에서 생산하는 전력 생산량을 예측하는 과정과,
상기 전력망에 연결된 전력 소비 장치의 중요도에 따라 전력 소비 기기를 분류하는 과정과,
이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 운용 계획을 반영하여 전력 공급의 활용성을 분석하는 과정과,
상기 전력 저장 장치 및 상기 전력 소비 장치에 대한 전력 운용에 대한 제어 관리를 통해 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정과,
결정되는 상기 전력 관리 스케줄에 따라 전력 소비 기기 별 전력 제어 및 상기 전력 저장 장치에 대한 제어 및 관리 기능을 제공하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 실시간 가격 정보가 상기 장기-구간 또는 단기-구간의 평균 가격 정보보다 높은 경우에는 상기 전력 저장 장치로부터의 전력을 활용하도록 하고, 낮은 경우에는 상기 전력 저장 장치에 전력을 저장하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 실시간 가격의 변동 방향성에 따라 가격 상승이 예측될 경우에는 상기 전력 저장 장치에 전력을 저장하고, 가격 감소가 예측될 경우에는 상기 전력 저장 장치로부터 전력을 공급받아 상기 전력 소비 장치에 활용하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 단기-구간의 평균 가격 정보보다 높은 일시적 높은 가격 구간에서는 상기 전력 저장 장치의 공급 가능 시간을 활용할 것인지, 또는 상기 전력 저장 장치의 전력을 활용할 것인지, 또는 상기 전력 저장 장치의 전력을 비활용할 것인지에 대하여 결정하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 전력 생산 장치의 실시간 전력 가격이 높으면 자체 생산된 전력을 활용하도록 하고 그렇지 않은 경우에는 생산된 전력을 상기 전력 저장 장치에 저장하도록 하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 실시간 가격 정보를 기반으로 가격이 높은 경우, 상기 전력 소비 장치의 중요도에 따라 상기 전력 소비 장치의 전력을 차단 또는 공급 여부를 결정하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전력 관리 스케줄을 결정하는 과정은,
상기 가격 트랜드가 상승인지 하강인지의 여부에 따라 상기 이동형 전력 저장/공급 장치에 대한 충전 및 전력 활용 여부를 결정하는 과정을 포함하는
지능형 전력망 연동 홈 네트워크에서의 전력 제어 방법.
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