KR20120132117A

KR20120132117A - 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120132117A
Application number: KR1020110050741A
Authority: KR
Inventors: 이계선; 전종암; 도윤미
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-05
Also published as: US20120303987A1

Abstract

전자기기의 사용 특성에 기반하여 에너지를 제어하는 에너지 제어 장치 및 방법을 개시한다.
일 실시예로서, 에너지 제어 방법은, 전체 전력량을 기설정된 값 아래로 설정하는 단계; 수집되는 전체 전력량이 상기 기설정된 값을 초과하면 전자기기별 사용 특성을 확인하는 단계; 가동 중인 전자기기 중 전원차단이 불가한 전자기기를 제외한 나머지 전자기기의 평균 사용시간을 고려하여 종료예정시간을 계산하는 단계; 상기 종료예정시간이 작은 전자기기를 제외한 나머지 전자기기를 확인하는 단계; 일시정지가 가능한 전자기기를 제어하여 가동을 일시 정지시키는 단계; 전체 전력량이 상기 기설정된 값을 초과하면 전력 조절이 가능한 전자기기를 제어하여 전력 소비량을 줄이는 단계; 및 전체 전력량이 상기 기설정된 값보다 낮아진 시점에 일시 정지된 전자기기를 가동하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.

Description

전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치 및 방법{ENERGY CONTROL APPARATUS AND METHOD USING PROPERTY OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명의 실시예들은 전자기기의 사용 특성에 기반하여 에너지를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

에너지 절감을 위한 관리 시스템에는 주거용 혹은 사무용 건물 내에 설치된 전자기기의 전력 소비량을 검침하는 서브 미터링 기능을 포함하고 있는 서브 미터가 있다. 서브 미터에서 측정된 전력 소비량 값은 다양한 방법으로 사용되고 있는데, 특히 건물 내에서 에너지 관리 서버를 구축하여 전자기기별 전력 소비량 값을 기반으로 전자기기의 사용 여부를 제어하는 방법이 있다. 종래 에너지 관리 시스템에서 서브 미터로부터 수집하는 정보는 전자기기별 전력 소비량 값에 국한하고 있다.

그러나 전자기기는 종류에 따라 사용 특성이 다르며, 전력거래소에서 제공하는 전력 소비 행태에 따르면 전자기기의 시간대별 사용대수와 비율에서 확인할 수 있는 바와 같이 종류에 따라 주 사용 시간과 전력 소비 비율이 다르다. 가전기기의 표준 소비 패턴을 참고하면, 가전기기별로 소비패턴이 현격하게 다름을 알 수 있다. 예를 들어, 전기밥솥의 경우, 전원을 차단하지 않고 항상 일정 전력량을 소비하고 있다.

기존에 서브 미터링으로 수집된 정보를 이용하는 방법의 예로, 건물 내 에너지 관리 서버가 건물에서 사용하는 전체 전력량이 일정 비율을 넘어설 경우에 디스플레이 장치를 통해 경고 알림을 해주는 방법을 들 수 있다. 다른 예로 디스플레이 장치에 전자기기별 전력 소비량을 표시해서 사용자로 하여금 전원을 차단할 수 있도록 선택하게 하는 방법도 사용되고 있다.

하지만, 위에서 기술한 바와 같이 에너지 관리 서버는 각기 다른 사용 특성을 갖는 전자기기들의 특성을 고려하지 않았기에 에너지를 절감하는 데 한계가 있을 수 밖에 없다. 따라서 전자기기들의 특성을 고려하여 에너지를 제어하는 시스템이 필요하다.

본 발명의 일실시예는 건물 내에 설치된 전자기기의 사용 특성에 기반하여 전자기기가 소비하는 전력량을 제어하는 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치 및 방법을 제공한다.

상기의 일실시예를 이루기 위한, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치는, 전자기기별로 평균 사용 시간에서 가동된 시간을 제외한 잔여 동작 시간을 계산하여 전력 제어 여부를 판단하는 판단 모듈; 및 상기 판단 결과를 기반으로 상기 전자기기에 대해 전원을 차단, 전원 소비를 조절, 일시 정지 후 전력 가용 시간대에 재가동하는 제어 모듈을 포함한다.

또한, 상기 일실시예를 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법은, 전체 전력량을 기설정된 값 아래로 설정하는 단계; 수집되는 전체 전력량이 상기 기설정된 값을 초과하면 전자기기별 사용 특성을 확인하는 단계; 가동 중인 전자기기 중 전원차단이 불가한 전자기기를 제외한 나머지 전자기기의 평균 사용시간을 고려하여 종료예정시간을 계산하는 단계; 상기 종료예정시간이 작은 전자기기를 제외한 나머지 전자기기를 확인하는 단계; 일시정지가 가능한 전자기기를 제어하여 가동을 일시 정지시키는 단계; 상기 일시 정지 후 전체 전력량이 상기 기설정된 값을 초과하면 전력 조절이 가능한 전자기기를 제어하여 전력 소비량을 줄이는 단계; 및 상기 전력 소비량을 줄인 후 전체 전력량이 상기 기설정된 값보다 낮아진 시점에 일시 정지된 전자기기를 가동하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 건물 내 전자기기의 전력 소비량을 수집하고 전자기기별 사용 특성을 분석한 후 에너지 소모를 관리함으로써 전자기기별 사용 특성을 반영하여 에너지 소비를 제어한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 에너지 절감이 필요한 시점에 자동으로 전자기기의 전원을 차단하거나 냉난방기의 온도나 조명의 밝기를 조절하거나 일시 정지 후 재가동시킴으로써 전자기기를 평균 사용 시간에 기반하여 선택적이고 효율적으로 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 장치에 의한 전자기기의 분류 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기별 사용 특성을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기의 사용 시간을 보인 예시도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 시스템은 댁내에 설치되어 각종 서비스를 제공하는 전자기기(110), 전자기기(110)별 전력 소비량을 수집하고 전자기기(110)의 사용 특성을 분석하여 에너지 소비를 제어하는 에너지 제어 장치(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

에너지 제어 장치(120)는 전자기기(110)를 사용 특성에 따라 아래 도 2와 같이 구분한다. 도 1에 도시된 전자기기(110)가 사용 특성에 따라 구분되는 도 2의 분류 예에 포함되어 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 장치에 의한 전자기기의 분류 예를 도시한 도면이다.

상시 전원을 공급해야 하는 냉장고, 전기밥솥 등의 전자기기는 에너지 절감을 위해 전원 차단을 하지 않으므로 조절여부나 평균 사용 시간 수집 여부에 구애 받지 않는다. 즉, 에너지 제어 장치는 상시 전원을 공급하는 전자기기에 대해 전력 소비 분석을 위해 전력 소비량을 수집만 하고, 전원 차단 등의 제어를 하지 않는다.

전원 차단이 가능한 텔레비전, 오븐 등과 같은 전자기기는 건물 내 전력 사용량이 일정 기준을 넘어설 경우에, 에너지 제어 장치에 의해 전원이 차단될 수 있다.

전원 조절이 가능한 냉난방기, 조명 등의 전자기기는 건물 내 전력 사용량이 일정 기준을 넘어설 경우에, 에너지 제어 장치에 의해 온도 혹은 밝기가 조절되어 전원 소모가 조절될 수 있다.

동작 정지가 가능한 세탁기, 오디오 등의 전자기기는 건물 내 전력 사용량이 일정 기준을 넘어설 경우에, 에너지 제어 장치에 의해 일시 정지 후 전력 사용량이 여유 있을 때 재가동할 수 있다. 에너지 제어 장치는 전자기기에 대해 정지/재가동 제어를 함으로써 작업의 연속성을 보호할 수 있다.

상기 기술된 에너지 제어 장치에 의한 전력 사용 제어 방법에는 전자기기를 자동으로 전원 차단, 조절, 일시 정지 등을 수행하도록 하는 모든 방법을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 장치를 통해 특정 전자기기의 전원 조작 방법을 알려주는 것을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 장치의 구성을 보인 예시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 장치(300)는 수집 모듈(310), 저장 모듈(320), 분석 모듈(330), 판단 모듈(340), 제어 모듈(350)을 포함하여 구성될 수 있다.

수집 모듈(310)은 주거용 혹은 사무용 건물 내에 설치된 전자기기별 전력 소비량을 검침하는 서브 미터, 스마트 미터 등으로부터 전력 소비량과 사용 특성을 수집한다.

저장 모듈(320)은 수집 모듈(310)에 의해 수집된 정보를 기반으로 전자기기별로 사용 시간, 전력 소비량을 비롯하여 전원차단 가능여부, 전원조절 가능여부, 일시정지 기능탑재여부 등을 포함하는 사용 특성을 저장한다.

분석 모듈(330)은 저장 모듈(320)에 전자기기별로 저장된 정보를 기반으로 다수의 전자기기를 상시/차단/조절/중지 군별로 분류하고 분류된 전자기기에 대해 평균 사용 시간을 분석한다.

판단 모듈(340)은 건물 내 에너지 절감 제어를 위해 건물 내 전자기기별로 평균 사용 시간에서 현재 가동된 시간을 제외한 남은 동작 시간을 계산하여 전력 제어 여부를 판단한다.

제어 모듈(350)은 판단 모듈(340)에 의해 판단된 결과를 기반으로 특정 전자기기의 전원을 차단하거나, 온도 혹은 조명등의 조절을 통해 전원을 절감하거나, 일시 정지 후 전력 가용 시간대에 재가동한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기별 사용 특성을 보인 예시도이다.

저장 모듈(320)은 전자기기로부터 수집된 사용 특성을 기반으로 데이터베이스를 구성한다.

저장 모듈(320)은 각 전자기기의 전력 소비량과 함께 수집되는 시간을 기반으로 도 4에 도시된 바와 같이 데이터베이스를 구축한다. 도 4의 전원차단/조절여부/일시정지 등의 사용 특성 값은 전자기기의 종류에 따라 미리 분류할 수 있다. 다만, 전자기기가 동일한 종류라도 분류가 달라질 수 있으므로, 저장 모듈(320)은 전자기기를 등록하는 절차도 제공할 수 있다.

도 4의 평균 소비전력, 평균 사용시간, 주 가동 시간대를 표시하는 방식이나 전력 단위(w, kw), 시간 단위(초, 분, 시), 시간대 단위(하절기/동절기등의 계절, 각 분기, 주중/주말, 초/분/시 단위의 시간)에 구애받지 않는다. 또한, 평균 소비전력, 평균 사용시간, 주 가동 시간대는 전적으로 저장 모듈(320)이 전자기기에서 수집하는 시간만으로 분석하여 관리할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 에너지 제어 방법은 도 3에 도시된 에너지 제어 장치에 의해 구현될 수 있다. 이하, 도 5의 설명에서는 상술한 도 3을 함께 참조하여 도 5를 설명하여 발명의 이해를 도모한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기의 사용 시간을 보인 예시도이다.

전력을 사용하는 주거용 혹은 사무용 건물에서 전자기기별 전력 사용량을 수집할 수 있는 서브 미터와 건물내 전체 전력량을 측정하는 스마트 미터가 설치되어 있고, 전력 소비량을 수집하여 관리하는 에너지 제어 장치가 있다. 또한 전력 관리자는 건물내의 전체 전력량이 T 값 내에서 사용하길 원한다.

단계 510에서 에너지 제어 장치는 기설정된 주기마다 전체 전력량을 계산하고, 20시 30분에 수집되는 전체 전력량이 T 값을 초과한 것으로 판단하면, 전자기기별 사용 특성을 확인한다.

단계 520에서 에너지 제어 장치는 현재 가동중인 전자기기가 냉장고1, TV1, 선풍기1, 세탁기1, 비디오1이며, 이 중 전원차단이 불가한 냉장고1을 제외한 나머지 전자기기의 평균 사용시간을 고려하여 종료예정시간을 도 6과 같이 계산할 수 있다.

단계 530에서 종료예정시간을 확인한 에너지 제어 장치는 종료 시간이 얼마 남지 않은 세탁기1을 제외한 나머지 전자기기를 확인해서 전력 소비를 낮출 수 있는 전자기기를 검색한다.

단계 540에서 에너지 제어 장치는 동작이 일시정지가 가능한 전자기기를 검색하고 일시정지가 가능한 비디오1를 제어함으로써, 비디오1의 가동여부는 일시 정지된다.

단계 550에서 에너지 제어 장치는 비디오1의 가동을 일시 정지한 후 아직도 전체 전력 소비량이 T 값을 초과한 것으로 판단하면, 조절이 가능한 선풍기1의 온도를 낮춰서 전력소비량을 줄인다.

단계 560에서 에너지 제어 장치는 선풍기1의 전력소비량을 줄여 전체 전력량이 T보다 낮아진 시점에, 일시정지된 전자기기를 검색해서 일시정지된 비디오1를 재가동한다.

상기의 실시예에서 모든 전자기기에 서브 미터가 설치되지 않아도 일부 전자기기에 장착된 서브 미터를 통해 전력 소비량을 획득함으로써 에너지 제어 장치는 동작할 수 있다.

에너지 제어 장치가 전체 전력 소비량을 제어하는 역할은 디스플레이 장치를 통하여 제어 인터페이스를 제공하여 사용자로 하여금 전력 제어를 유도하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 구성들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

300 : 에너지 제어 장치
310 : 수집 모듈
320 : 저장 모듈
330 : 분석 모듈
340 : 판단 모듈
350 : 제어 모듈

Claims

평균 사용 시간에서 가동된 시간을 제외한 잔여 동작 시간을 계산하여, 전자기기에 대한 전력 제어 여부를 판단하는 판단 모듈; 및
상기 판단 결과를 기반으로, 상기 전자기기에 대해, 전원 차단, 소비 전원의 조절, 또는 일시 정지 후 전력 가용 시간대에 재가동 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈
을 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자기기에 대한 사용 특성을 기반으로, 상기 평균 사용 시간을 분석하는 분석 모듈
을 더 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자기기에 대한 사용 특성을 기반으로, 상기 전자기기를 제어 군별로 분류하는 분석 모듈
을 더 포함하고,
상기 제어 모듈은,
상기 분류된 제어 군을 더 고려하여, 상기 전자기기에 대해 제어하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 에너지 제어 장치는,
상기 사용 특성으로서, 상기 전자기기의 사용 시간, 소비 전력량, 전원차단 가능여부, 전원조절 가능여부, 또는 일시정지 기능탑재여부 중에서 적어도 하나를 저장하는 저장 모듈
을 더 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 전자기기에 대응한 가동 여부, 시작 시간, 종료 예정 시간, 사용 특성 중 하나 이상을 제어 인터페이스에 표시하여 사용자 제어를 입력받는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 장치.
가동 중인 전자기기 중 전원차단이 불가한 전자기기를 제외한 제1 전자기기의 평균 사용시간을 고려해서 종료예정시간을 계산하는 단계;
상기 제1 전자기기 중에서, 상기 종료예정시간에 기초하여 제2 전자기기를 선별하는 단계; 및
상기 선별된 제2 전자기기에 대한 사용 특성에 따라, 상기 제2 전자기기에 대해, 전원 차단, 소비 전원의 조절, 또는 일시 정지 후 전력 가용 시간대에 재가동 중 적어도 하나를 제어하는 단계
를 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 선별하는 단계는,
상기 제1 전자기기 중에서, 상기 종료예정시간이 기설정된 임계치 이상인 제2 전자기기를 선별하는 단계
를 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 일시 정지 후 전력 가용 시간대에 재가동하여 제어하는 경우,
상기 제어하는 단계는,
일시정지가 가능한 제2 전자기기를 제어하여 가동을 일시 정지시키는 단계;
상기 일시 정지 후 전체 전력량이 상기 기설정된 값을 초과하면 전력 조절이 가능한 제2 전자기기를 제어하여 전력 소비량을 줄이는 단계; 및
상기 전력 소비량을 줄인 후 전체 전력량이 상기 기설정된 값보다 낮아진 시점에 일시 정지된 제2 전자기기를 가동하는 단계
를 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 종료예정시간을 계산하는 단계는,
상기 제1 전자기기로부터 수집되는 전체 전력량이 기설정된 값을 초과하는 시점에서, 상기 종료예정시간을 계산하는 단계
를 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 전자기기에 대한 사용 특성을 기반으로, 상기 평균 사용 시간을 설정하는 단계
를 더 포함하는, 전자기기의 사용 특성을 이용하는 에너지 제어 방법.