KR20120082652A - 스마트 전자제품의 전력 제어 방법 및 장치, 그 스마트 전자제품 - Google Patents

스마트 전자제품의 전력 제어 방법 및 장치, 그 스마트 전자제품 Download PDF

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KR20120082652A
KR20120082652A KR1020110004062A KR20110004062A KR20120082652A KR 20120082652 A KR20120082652 A KR 20120082652A KR 1020110004062 A KR1020110004062 A KR 1020110004062A KR 20110004062 A KR20110004062 A KR 20110004062A KR 20120082652 A KR20120082652 A KR 20120082652A
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한세희
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 서버(Server)의 전력 제어 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정과, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 기본 전력 사용량 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하며, 상기 기본 전력 사용량 정보는 DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며, 상기 기본 전력 사용량 정보는 상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 한다.

Description

스마트 전자제품의 전력 제어 방법 및 장치, 그 스마트 전자제품{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRIC POWER OF SMART APPLIANCE, THEREOF SMART APPLIANCE}
본 발명은 스마트 그리드(Smart Grid)에 관한 것으로, 특히 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 제어 방법 및 장치, 그 스마트 전자제품에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 에너지 절약 문제가 이슈화되면서 전력소모를 최소화할 수 있는 방안이 연구되고 있다. 이러한 기술 중 스마트 그리드(Smart Grid)는 전기를 더 효율적으로 사용하도록 하기 위해 전력망에 정보통신기술을 융합한 지능형 전력망을 말한다. 스마트 그리드의 핵심은 전력망에 지그비(ZigBee), 전력선 통신 등의 정보통신기술을 결합하여 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는데 있으며, 이에 따라 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 등의 전력 관리를 수행할 수 있다.
스마트 그리드의 주요 기술로서 사용자 전력 관리가 있다. 이를 위해 스마트 미터(Smart Meter), 스마트 빌딩(Smart Buiding), 스마트 전자제품(Smart Appliance), 수요자 전압 조절(Consumer Voltage Refulation) 등의 방안이 대두되고 있다.
도 1은 종래의 스마트 미터와 스마트 전자제품을 포함한 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면 종래의 전력 제어를 위한 시스템은 스마트 미터(smart meter, 101)와 스마트 전자제품(Smart Appliance, 102)을 포함하여 구성된다. 이 경우 스마트 전자제품(102)은 스마트 미터(101)로부터 전력 사용 정보를 직접 수신하고 수신한 전력 사용 정보에 기반하여 개별적으로 전력 제어 동작을 수행한다. 스마트 전자제품(102)은 이러한 동작을 위해 에너지 프로파일(Energy Profile)을 지원해야 한다.
한편 이러한 전력 제어 방식은, 댁 내의 모든 스마트 전자제품(102)이 개별적으로 동작하기 때문에 기기 간의 전력 배분 등의 서비스를 수행하기 어려우며 에너지 절감효과가 낮았다. 또한 스마트 전자제품의 동작을 설정하기 위해서는 사용자가 직접 각각의 스마트 전자제품의 설정을 개별적으로 조작하여야 하는 등 사용자 편의성도 낮을 수 밖에 없었다.
도 2는 종래의 HEMS(Home Energy Management Server)를 포함한 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 HEMS(203)가 추가된 전력 제어 시스템을 나타낸다. 이 경우, 스마트 전자제품(202)은 스마트 미터(201)로부터 직접 전력 사용 정보를 수신하지 않고 HEMS(203)를 통하여 간접적으로 전력 제어를 위한 정보를 수신하여 전력 관리를 수행한다. HEMS(203)는 스마트 미터(201)로부터 전력정보를 수신하며 이 정보를 기반으로 댁 내 스마트 전자제품(202) 간의 전력 분배를 위한 연산을 수행한다. 예를 들어, 사용자가 HEMS(203)에 댁 내 사용 전력 최대량을 설정하면, HEMS(203)는 스마트 전자제품(202)의 전력 사용량을 측정하여, 이 값에 따라 스마트 전자제품(202)을 제어하여 댁 내 스마트 전자제품(202)의 전력 사용량의 합이 사용자가 설정한 댁 내 최대 전력량을 초과하지 않도록 제어한다.
이러한 종래 기술 들의 경우, HEMS 기반의 전력 분배 서비스를 위해서는 각 스마트 전자제품을 일단 동작시키고, 스마트 전자제품이 소모하는 전력량을 측정한 후, 이에 따라 스마트 전자제품의 동작 모드를 변경시킴으로써 전력을 분배하였다. 이와 같은 방법은 실제 전력 소모량에 기반하여 전력을 분배할 수 있다는 장점은 있으나, 일단 전자제품을 동작시켜야 전력 소모량을 알 수 있고 이를 인해 HEMS가 초기 전력 분배를 완료하는 데 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다. 또한 일부 스마트 전자제품의 경우에는 일단 동작을 시작하면 사이클이 완전히 끝나기 전까지 제어가 불가능하거나, 전력 측정 모듈을 탑재하지 않는 경우도 있어 스마트 전자제품의 소비 전력량을 측정함으로써 전력을 분배하는 방법을 적용하기 어려운 경우도 발생한다.
본 발명은 스마트 그리드(Smart Grid)를 지원하는 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 제어 시, 초기 전력 분배 설정 시간을 단축할 수 있는 전력 제어 방법 및 장치를 제공하고자 하며, 전력 측정 모듈을 탑재하지 않은 스마트 전자제품에 대해서도 전력 제어를 수행할 수 있는 전력 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 또한 전력 제어를 위한 스마트 전자제품을 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따르면, 본 발명은 본 발명은 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 제어 방법에 있어서, 서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정과, 상기 기본 전력 사용량 정보를 서버로 전송하는 과정과, 상기 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 계산된 전력 제어 신호를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정은 서버(Server)로부터 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 수신하는 과정과, 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 서버로 전송하는 과정과, 상기 서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 본 발명은 전력 제어를 위한 스마트 전자제품(Smart Appliance)에 있어서, 서버(Server)와 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 통신부를 통해 상기 서버로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하고, 상기 기본 전력 사용량 정보를 서버(Home Energy Management Server)로 전송하도록 제어하며, 상기 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 계산된 전력 제어 신호를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 제어부는, 상기 서버로부터 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 수신하고, 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 본 발명은 서버(Server)의 전력 제어 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정과, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 기본 전력 사용량 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하는 과정은, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정임을 특징으로 하며,
상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정은 상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량이 높은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하며,
상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정은 상기 우선 순위가 낮은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하며,
상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정은, 적어도 하나의 스마트 전자제품(Smart Appliance)로 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 송신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품로부터 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 수신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4형태에 따르면, 본 발명은 전력 제어를 위한 서버(Home Energy Management Server)에 있어서, 적어도 하나의 스마트 전자제품(Smart Appliance)과 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하며, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 기본 전력 사용량 정보를 수신하며, 상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 기본 전력 사용량 정보는 변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하며,
상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하며,
상기 제어부가 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것은 상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량이 높은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하며,
상기 제어부가 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것은 상기 우선 순위가 낮은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하며,
상기 제어부는 상기 스마트 전자제품으로 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 송신하며, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 스마트 전자제품이 소비하는 전력량 정보를 사전에 획득하고 이를 기반으로 전력을 분배하므로, 스마트 전자제품을 동작시키고, 동작에 따른 전력 소비를 측정하여 전력을 분배하는 것에 비해 초기 설정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사전 소비하는 전력량 정보와 함께 제공되는 우선 순위 정보를 바탕으로 각 전자제품의 컴포넌트 중에서 전자제품의 주요 기능을 고려하여 우선 순위가 낮은 컴포넌트(Component) 순으로 동작을 변경하여 전력을 제어하기 때문에, 전력 제어 동작으로 인해 발생할 수 있는 전자제품의 동작 변경으로 인한 사용자의 편의성 감소이나 전자제품을 이용한 작업이나 특정 기능의 효율성의 변화와 같은 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 종래의 HEMS(Home Energy Management Server)를 포함한 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS의 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS의 구성을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 구성을 나타낸 도면
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 시스템은
전자제품의 전력 사용량을 측정하기 위한 스마트 미터(Smart Meter, 301)와, 디스커버리(Discovery) 단계 직후에 제어 레벨(Level)에 따른 전력 사용량 정보 또는 스마트 전자제품 상태(state)에 따른 전력 사용량 정보를 HEMS(303)에 제공하는 스마트 전자제품(Smart Appliance, 302)과, 상기 전력 사용량 정보를 수신하여 전력 제어 서비스를 제공하는 HEMS(Home Energy Management Server, 303)로 구성된다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어를 위한 HEMS는 사용자로부터 최대 전력량을 입력 받고, 스마트 전자제품(302)으로부터 스마트 전자제품(302)의 능력 정보(Device Capability/Info)를 수신하며, 수신한 능력 정보를 바탕으로 스마트 전자제품(303)의 전력 제어를 위한 스케줄링을 수행하고, 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행한다. 도 4 및 도 5를 참조하여 전력 제어 동작을 더욱 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 4는 전력 제어 동작 시, HEMS(302)와 스마트 전자제품(303)간의 신호의 송수신 흐름의 일 실시 예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 먼저 410단계에서 HEMS(303)는 멀티캐스트(Multicast)로 네트워크 리소스를 발견하기 위한 패킷(Application resource discovery)을 전송한다. 다음 420단계에서 해당 멀티캐스트 메시지를 수신한 스마트 전자제품(303)은 수신한 메시지를 분석하여 자신이 제공하는 리소스와 매칭을 수행하고, 매칭될 경우 유니캐스트(Unicast) 방식을 통해 HEMS(302)로 응답 메시지(Match Response)를 송신한다. 이 때, 스마트 전자제품은 해당 리소스를 획득할 수 있는 URI 정보(resource URI)를 함께 송신한다. 도 4에 도시된 실시 예의 경우, 스마트 전자제품(303)은 해당 기기의 장치 능력 정보(Device Capability)를 획득할 수 있는 URI(/dcap) 정보를 함께 송신한 상황을 도시한다.
430단계에서 스마트 전자제품로부터 리소스 URI 정보를 수신한 HEMS(302)는 해당 리소스를 획득하기 위해 리소스 요청 메시지(GET/dcap)를 송신한다. 다음 440단계에서 스마트 전자제품(303)은 자신이 지원하는 펑션 셋(Function Set) 리스트를 제공하며, HEMS(302)는 이 정보를 획득함으로서 스마트 전자제품이 본 발명에 해당하는 에너지 테이블(Energy Table)의 지원여부를 알 수 있다.
다음 450단계에서 HEMS(302)는 에너지 테이블 펑션 셋(Energy Table Function Set)의 지원 여부를 확인하고, 해당 리소스를 요청할 수 있으며 460단계에서 스마트 전자제품(303)은 해당 요청에 응답하여 평균 전력 소비량 정보를 제공한다. 스마트 전자제품(303)은 도 4에 도시된 바와 같이 새로운 펑션 셋을 통해 평균 전력 소비량 정보를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 5의 510단계 내지 540단계는 도 4의 410단계 내지 440단계와 동작이 동일하다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 스마트 전자제품이 기본 디바이스 정보(Basic Device Information)와 함께 평균 전력 소비량 정보를 HEMS로 전달한다. 도 5를 참조하면, 550단계에서 HEMS(302)는 지원하는 펑션 셋(Function Set) 중에 기본 기능 세트(Base Function Set)의 지원여부를 확인한 후 기본 디바이스 정보(Basic Device Information)의 리소스 정보를 획득할 수 있으며, 560단계에서 HEMS(302)는 기본 디바이스 정보와 평균 전력 소비량 정보를 스마트 전자제품(303)으로부터 수신한다.
한편, 본 발명의 스마트 전자제품(303)이 제공하는 평균 전력 소비량 정보는 하기 표 1에 나타난 바와 같이 DR(Demand Response) 레벨에 따른 전력 소비량 정보를 포함하거나, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 스마트 전자제품(303)의 기기 상태(State)에 따른 전력 소비량 정보를 포함하여 정의될 수 있다.
<EnergyTable>
<DRLevel>
<L1 priority=4>4170W</L1>
<L2 priority=3>3000W</L2>
<L3 priority=2>1500W</L3>
<L4 priority=1>164W</L4>
</DRLevel>
</EnergyTable>
<EnergyTable>
<State OperationMode=Cool priority=1>
<BasePwrConsumption priority=0>1500W</BasePwrConsumption>
<FanSpeed priority=3>
<L1>+1500W</L1>
<L2>+900W</L2>
<L3>+100W</L3>
</FanSpeed>
<Swing priority=5>
<On>+100W</On>
<Off></Off>
</Swing>
<Flip priority=5>
<On>+200W</On>
<Off></Off>
</Flip>
</State>
<State OperationMode=Dry priority=1>
<BasePwrConsumption priority=0>500W</BasePwrConsumption>
…
</State>
</EnergyTable>
HEMS(302)는 상기 표 1 또는 표 2에 나타낸 바와 같은 정보를 기반으로 전력분배를 위한 스케줄링 및 제어를 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS의 전력 제어 동작의 흐름을 나타낸 도면이다. 먼저, 605단계에서 HEMS(302)는 댁 내 총 전력 소비량이 설정된 총 전력량보다 큰지 판단한다. 만약 댁 내 총 전력 소비량이 설정된 총 전력량보다 크지 않은 경우에는 제어 동작을 수행하지 않고 종료하며, 댁 내 총 전력 소비량이 설정된 총 전력량보다 큰 경우에는 610단계로 진행하여 목표 전력 감소분(T)를 계산한다. 이 경우 목료 전력 감소분은 설정된 전력량에서 현재 총 소비 전력을 뺀 값이 된다.
다음 615단계에서 전력 제어에 대한 사용자 설정 여부를 확인한다. 만약 615단계에서 전력 제어에 대한 사용자 설정이 존재하는 경우에는 620단계로 진행하여 사용자 설정에 따라 기기 선정 및 전력 분배(제어)를 수행하고 종료한다.
만약 615단계에서 전력 제어에 대한 사용자 설정이 존재하지 않는 경우에는, 625단계로 진행하여 각 전자제품(303)의 현재 상태(레벨) 정보를 확인하고 현재 전력 소모량이 n번째로 큰 전자제품(303)의 컴포넌트를 변경하기 위해 선택한다. 이 경우 최초 625단계 동작 수행시 n은 1이며, p는 가장낮은 우선순위값으로 설정된다.
한편 상기 전자제품(303)의 컴포넌트는 해당 전자제품(303)의 여러 기능 중에서 하나를 의미한다. 예를 들어 에어컨의 경우, 전원, 냉방, 제습, 송풍, 팬의 스피드, 팬의 상하 움직임, 팬의 좌우 움직임 등의 기능 들이 각각 컴포넌트가 될 수 있으며, 에어컨의 전원은 필수적인 요소이기 때문에 우선순위 0으로 가장 높게 설정되며, 에어컨의 주요 기능인 냉방, 제습은 우선순위 1, 송풍은 우선순위 2, 팬의 움직임은 더 낮은 우선순위로 설정될 수 있다. 또한 전력 소모를 줄이기 위해 컴포넌트를 변경하는 동작은 일반적으로 컴포넌트의 기능을 오프하거나, 더 적은 전력을 소모하도록 컴포넌트의 설정을 변경하는 동작 중 적어도 하나를 포함한다.
630단계에서는 컴포넌트 변경으로 인해 변경된 목료 전력감소분 T를 확인(T=T-(우선순위가 P인 컴포넌트 변경으로 인한 전력 감소분))한다.
635단계에서는 상기 630단계에서 확인한 T가 0보다 작은지 여부를 판단하여 목표 전력 감소분을 다 감소시켰는지 판단한다. 만약 목표 전력 감소분을 다 감소시켰으면 655단계로 진행하여 625~630단계에서 미리 예측했던 컴포넌트 변경을 실제로 일괄적으로 수행하여 전력 제어를 수행한다.
그러나 635단게에서 목표 전력 감소분을 다 감소시키지 못했으면 640단계로 진행하여 현재 n이 마지막 n인지 판단(n=last(n))하고 그렇지 않은 경우에는 n에 1을 더하고 625단계로 진행한다.
만약 640단계에서 현재 n이 마지막 n인 경우에는 645단계로 진행하여 현재 p값이 1보다 큰지 판단하고 그러한 경우에는 n을 1로 설정하고 p값은 1을 감소시키고 625단계로 진행한다.
만약 645단계에서 p가 1보다 큰 경우에는 650단계로 진행하여 설정 전력량 대비 초과한 전력량을 표시하고 655단계로 진행한다.
이러한 동작에 의해 본 발명은 최초 전력 소모가 가장 큰 전자제품의 가장 낮은 우선순위의 컴포넌트를 변경하여 전력 소모를 줄이며, 이러한 동작에 의해 변경될 전력 소모량을 계산하고 전력 절감이 만족할 만한 수준이 되지 않으면, 다음 전력 소모가 큰 전자제품의 가장 낮은 우선 순위의 컴포넌트를 변경하여 전력 소모를 줄이게 된다.
또한 모든 전자제품의 가장 낮은 우선 순위의 컴포넌트를 변경한 후에도 전력 절감 수준이 만족할 만한 수준이 되지 않으면, 다시 전력 소모가 가장 큰 전자제품 순으로 우선순위가 두번째로 낮은 컴포넌트를 변경한다. 이러한 방식으로 설정 전력량을 만족할 때까지 각 전자 제품의 우선순위를 고려하여 컴포넌트를 변경해 나간다.
만약 댁 내 모든 기기의 우선 순위 1인 컴포넌트를 변경했음에도 불구하고 설정 전력량에 부족할 경우, HEMS는 설정 전력량 대비 초과한 전력량을 디스플레이한다. 우선 순위가 0인 컴포넌트는 기본 전력선인 베이스라인(Baseline) 전력 소비량이기 때문에 더이상 변경이 불가능하기 때문이다. 그러나 기기 종류나 사용자의 설정에 따라 기기의 전체 전원을 오프하도록 함으로써 우선 순위 0인 컴포넌트의 전력도 제거할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS는 키 또는 터치 스크린 등과 같이 입력을 수행하기 위한 입력 수단으로 구성되며 사용자로부터 입력을 받아 입력 신호를 제어부(710)로 전달하기 위한 입력부(730)와, 지그비 통신, 전력선 통신과 같은 스마트 그리드를 수행하기 위한 통신 방식 중 적어도 하나를 통해 스마트 전자제품과 통신을 수행하기 위한 통신부(720)와, 모니터, 액정 표시기, 터치스크린과 같은 디스플레이 수단로 구성되어 표시 내용을 표시하기 위한 출력부(740)과, 스마트 전자제품으로 부터 수신한 소비 전력량 정보를 바탕으로 전력 분배 알고리즘에 따라 전력 제어를 수행하기 위한 전력 제어부(750)와, HEMS의 각 구성을 제어하기 위한 제어부(710)를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에서 상기 HEMS는 스마트 미터(Smart Meter), 게이트웨이(gateway) 등 의 장치에 포함될 수 있으며, 월패드(wall-pad)등과 같은 개별적인 장치로 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 전자제품의 구성을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 전자제품은 키 또는 터치 스크린 등과 같이 입력을 수행하기 위한 입력 수단으로 구성되며 사용자로부터 입력을 받아 입력 신호를 제어부(810)로 전달하기 위한 입력부(830)와, 지그비 통신, 전력선 통신과 같은 스마트 그리드를 수행하기 위한 통신 방식 중 적어도 하나를 통해 HEMS와 통신을 수행하기 위한 통신부(820)와, 모니터, 액정 표시기, 터치스크린과 같은 디스플레이 수단로 구성되어 표시 내용을 표시하기 위한 출력부(840)과, HEMS로부터 수신한 전력 제어 신호에 따라 기기의 컴포넌트의 설정 및 동작을 변경하는 전력 조절부(850)와, 스마트 전자제품의 각 구성을 제어하기 위한 제어부(810)를 포함한다. 한편 본 발명의 일 실시 예에서 스마트 전자제품은 미리 설정된 DR레벨별 평균 소비 전력량 정보 혹은 전자제품의 상태(state)별 각 컴포넌트의 평균 소비 전력량 정보를 저장하고 있으며, 통신부(820)를 통해 HEMS로 전달한다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자제품의 전력 제어 방법 및 장치의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

Claims (26)

  1. 스마트 전자제품(Smart Appliance)의 전력 제어 방법에 있어서,
    서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정과,
    상기 기본 전력 사용량 정보를 서버로 전송하는 과정과,
    상기 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 계산된 전력 제어 신호를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정은
    서버(Server)로부터 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 수신하는 과정과,
    상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 서버로 전송하는 과정과,
    상기 서버(Server)로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  6. 전력 제어를 위한 스마트 전자제품(Smart Appliance)에 있어서,
    서버(Server)와 통신을 수행하기 위한 통신부와,
    상기 통신부를 통해 상기 서버로부터 기본 전력 사용량 정보의 요청을 수신하고, 상기 기본 전력 사용량 정보를 서버(Home Energy Management Server)로 전송하도록 제어하며, 상기 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 계산된 전력 제어 신호를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 스마트 전자제품.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 스마트 전자제품.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 스마트 전자제품.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 스마트 전자제품.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서버로부터 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 수신하고, 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 전자제품.
  11. 서버(Server)의 전력 제어 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 기본 전력 사용량 정보를 수신하는 과정과,
    상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  14. 제 12항 또는 제13항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정은
    상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량이 높은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 과정은
    상기 우선 순위가 낮은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정은,
    적어도 하나의 스마트 전자제품(Smart Appliance)로 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 송신하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품로부터 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 수신하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  19. 전력 제어를 위한 서버(Home Energy Management Server)에 있어서,
    적어도 하나의 스마트 전자제품(Smart Appliance)과 통신을 수행하기 위한 통신부와,
    상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품로 기본 전력 사용량 정보의 요청을 전송하며, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 기본 전력 사용량 정보를 수신하며, 상기 수신한 기본 전력 사용량 정보를 이용하여 상기 스마트 전자제품의 전력 제어를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    DR(Demand Response)레벨 별 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    상기 스마트 전자제품의 각 동작 상태(state) 별 상기 스마트 전자제품의 기능을 나타내는 컴포넌트(component)의 평균 전력 사용량 정보를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  22. 제 20항 또는 제21항에 있어서, 상기 기본 전력 사용량 정보는
    변경 우선 순위(priority)에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하는 서버.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 제어부가 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것은
    상기 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량이 높은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 제어부가 스마트 전자제품의 전체 전력 사용량과 상기 스마트 전자제품의 전력 사용량 정보에 포함된 우선 순위 중 적어도 하나를 고려하여 상기 전력 제어를 수행하는 것은
    상기 우선 순위가 낮은 순서에 따라 전력 제어를 우선적으로 수행하도록 하는 전력 제어를 포함함을 특징으로 하는 서버.
  26. 제 19항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 스마트 전자제품으로 장치의 능력 정보(Device Capability)의 요청을 송신하며, 상기 적어도 하나의 스마트 전자제품으로부터 상기 장치의 능력 정보의 요청에 대한 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 서버.
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