KR20130010694A - 군관리 운전을 이용한 에너지 관리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그룹화된 빌딩자동화유닛을 일별 전력 목표 사용량을 기준으로 군관리 운전함으로써 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 복수 개의 관리대상 그룹유닛, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛과 연결되어 각각의 상기 관리대상 그룹유닛들이 외부와의 통신이 가능하도록 하는 복수 개의 인터페이스 그룹유닛, 그리고 인터넷망을 통하여 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛과 연결되어, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛을 동시에 또는 개별적으로 원격제어하는 원격통합 관리서버를 포함하며, 각각의 상기 관리대상 그룹유닛은 물리적으로 떨어진 위치에 있는 하나 이상의 건물에 각각 설치된 하나 이상의 빌딩자동화유닛을 포함하고, 각각의 상기 빌딩자동화유닛은 상기 각각의 건물 내에 설치된 다수의 운전기기들을 제어하고, 상기 원격통합 관리서버와 상기 빌딩자동화유닛 중 적어도 하나는 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 1일 전력 목표량을 입력받는 입력부와, 상기 단위전력 목표량을 복수 단계의 제어전력 목표량으로 세분화하고, 상기 제어전력 목표량과 상기 운전기기들의 실제 사용 전력량을 단계별로 순차적으로 비교하여 상기 운전기기들이 복수 개의 운전모드를 가지도록 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리방법을 제공한다.

Description

군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 관리방법{Energy management system and method for energy management using group management control}

본 발명은 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그룹화된 빌딩자동화유닛을 일별 전력 목표 사용량을 기준으로 군관리 운전함으로써 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법에 관한 것이다.

일반적으로 하나의 빌딩에는 다수의 공조설비와, 상기 다수의 공조설비를 제어하기 위한 제어장치가 구비되어 있다. 건물을 관리하는 건물 관리자는 자신의 주관적인 판단에 근거하여 상기 제어장치를 조작함으로써 상기 공조설비들을 제어하고 있다.

그러나, 상기 건물 관리자의 주관적인 판단에 근거하여 상기 공조설비들이 제어되는 경우에는 외부의 환경변화와 상관없이 상기 공조설비들이 운전됨으로 인하여 에너지 낭비가 발생하는 심각한 문제가 있다.

최근에는 다수의 공조설비를 가진 복수 개의 건물에 대하여 한꺼번에 관리하기 위한 군관리 시스템이 연구되고 있다.

그러나, 상기 군관리 시스템은 복수 개의 건물에 대한 공조설비들을 통합적으로 관리하고 있기는 하지만, 여전히 복수 개의 건물에 대한 에너지 관리운전에 있어서는 에너지 사용량을 효율적으로 제어하지 못하는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0040901의 명세서 식별번호 [0042], [0043], [0044], [0045], 도 1 및 도 2

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 그룹화된 빌딩자동화유닛을 일별 전력 목표 사용량을 기준으로 군관리 운전함으로써 보다 효율적으로 에너지를 관리할 수 있는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 각각의 빌딩에 사용되는 에너지를 최적화하여 에너지 사용량을 절감할 수 있는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법을 제공하는 것이다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 에너지 관리의 대상이 되는 복수 개의 관리대상 그룹유닛, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛과 연결되어 각각의 상기 관리대상 그룹유닛들이 외부와의 통신이 가능하도록 하는 복수 개의 인터페이스 그룹유닛, 그리고 인터넷망을 통하여 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛과 연결되어, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛을 동시에 또는 개별적으로 원격제어하는 원격통합 관리서버를 포함하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템을 제공한다.

여기서, 각각의 상기 관리대상 그룹유닛은 물리적으로 떨어진 위치에 있는 하나 이상의 건물에 각각 설치된 하나 이상의 빌딩자동화유닛을 포함하고, 각각의 상기 빌딩자동화유닛은 상기 각각의 건물 내에 설치된 다수의 운전기기들을 제어할수 있다.

또한, 상기 원격통합 관리서버와 상기 빌딩자동화유닛 중 적어도 하나는 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 1일 전력 목표량을 입력받는 입력부와, 상기 단위전력 목표량을 복수 단계의 제어전력 목표량으로 세분화하고, 상기 제어전력 목표량과 상기 운전기기들의 실제 사용 전력량을 단계별로 순차적으로 비교하여 상기 운전기기들이 복수 개의 운전모드를 가지도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 운전기기들의 운전상태를 모니터링하고, 각각의 상기 운전모드에서 실시간으로 가변되는 운전환경변수들을 고려하여 각각의 상기 운전모드의 운전조건에 가중치를 부여하여 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 각각의 상기 운전모드, 상기 운전모드의 운전조건 및 운전환경변수들에 대한 운전데이터를 지속적으로 피드백 받고, 상기 운전데이터를 포함하는 운전 데이터베이스를 바탕으로 학습된 학습데이터에 의하여 상기 운전기기들의 새로운 운전모드를 제어하는 인공신경망 제어기를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛, 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛, 그리고 원격통합 관리서버를 포함하는 에너지 관리 시스템을 제어함에 있어서, 외부로부터 1일 전력 목표량을 입력받는 단계, 제어대상이 되는 상기 운전기기들의 운전상태를 모니터링하는 제1 모니터링단계, 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제1 제어전력 목표량과 실제 사용 전력량을 비교하는 단계, 상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들을 제2 운전모드로 운전하는 단계, 그리고 상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들을 제1 운전모드로 운전하는 단계를 포함하며, 상기 제2 운전모드는 상기 운전기기들의 운전상태를 바탕으로 상기 운전기기들의 운전조건에 제1 가중치를 부여하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 방법을 제공한다.

상기 제2 운전모드는 상기 제1 가중치 중의 1차 제1 가중치를 바탕으로 상기 운전기기들을 운전하는 1차 제2 운전가 수행되는 단계와, 상기 1차 제2 운전의 운전 중에 실시간으로 가변되는 운전환경변수들의 값을 제공받는 단계와, 상기 운전환경변수들의 변화로 인하여 상기 1차 제2 운전가 1차 변경 제2 운전로 변환되는 단계와, 상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제2 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계를 포함하며, 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들이 제3 운전모드로 운전될 수 있다.

또한, 상기 제2 운전모드는 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 제1 가중치 중의 2차 제1 가중치를 바탕으로 상기 운전기기들을 운전하는 2차 제2 운전가 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.

군관리 운전을 이용한 에너지 관리방법은 상기 실제 전력사용량이 상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 가장 큰 제어전력 목표량보다 큰 경우에는 설정순위에 따라 상기 운전기기들 중의 일부 운전기기의 운전을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 설정순위는 운전기기별 제어비용, 정지제어 우선순위, 구역별 쾌적순위, 정지제어빈도를 포함하는 제어인자들 중 하나 이상의 제어인자에 의하여 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 군관리 운전을 이용한 에너지 관리시스템 및 에너지 관리방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 일별 전력 목표 사용량을 기준으로 그룹화된 빌딩자동화유닛을 순차적으로 운전함으로써 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 운전기기들의 운전모드에서 대하여 운전조건에 대한 가중치를 적용하여 제어함으로써 각각의 빌딩에 사용되는 에너지를 최적화하여 에너지 사용량을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시 예를 나타낸 블럭도
도 2는 본 발명에 따른 에너지 관리방법에 대한 일 실시 예의 제어흐름을 나타내는 흐름도.
도 3은 도 2의 제2 운전모드의 제어흐름을 세부적으로 나타낸 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리방법의 실시 예들을 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 관리시스템은 에너지 관리의 대상이 되는 복수 개의 관리대상 그룹유닛(200,2000), 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛(200,2000)과 연결되어 각각의 상기 관리대상 그룹유닛(200,2000)들이 외부와의 통신이 가능하도록 하는 복수 개의 인터페이스 그룹유닛(100,1000), 그리고 인터넷망(20)을 통하여 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛(100,1000)과 연결되어, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛(200,2000)을 동시에 또는 개별적으로 원격제어하는 원격통합 관리서버(10)를 포함한다.

각각의 상기 관리대상 그룹유닛(200,2000)은 물리적으로 떨어진 위치에 있는 하나 이상의 건물에 각각 설치된 하나 이상의 빌딩자동화유닛을 포함하고, 각각의 상기 빌딩자동화유닛은 상기 각각의 건물 내에 설치된 다수의 운전기기들을 제어한다.

구체적으로, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛(200,2000)은 제1 관리대상 그룹유닛(200)과 제2 관리대상 그룹유닛(2000)을 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛(100,1000)은 제1 인터페이스 그룹유닛(100)과 제2 인터페이스 그룹유닛(1000)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 관리대상 그룹유닛(200)은 제1 빌딩자동화유닛(210)과 제2 빌딩자동화유닛(220)을 포함하여 구성되며, 상기 제2 관리대상 그룹유닛(2000)은 제3 빌딩자동화유닛(2100)과 제4 빌딩자동화유닛(2200)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 인터페이스 그룹유닛(100)은 제1 인터페이스 유닛(110)과 제2 인터페이스 유닛(120)을 포함하여 구성되며, 상기 제2 인터페이스 그룹유닛(1000)은 제3 인터페이스 유닛(1100)과 제4 인터페이스 유닛(1200)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 운전기기(300,400,3000,4000)들은 상기 제1 빌딩자동화유닛(210)에 의하여 제어되는 제1 운전기기(300), 상기 제2 빌딩자동화유닛(220)에 의하여 제어되는 제2 운전기기(400), 상기 제3 빌딩자동화유닛(2100)에 의하여 제어되는 제3 운전기기(3000) 및 상기 제4 빌딩자동화유닛(2200)에 의하여 제어되는 제4운전기기(4000)를 포함한다.

또한, 상기 제1 운전기기(300)는 하나의 건물 내에 설치되는 전력소모 기기들, 예를 들면, 조명유닛(320), 공조유닛(330), 보일러유닛(340) 등을 포함한다.

상기 보일러유닛(340)은 보일러(343)와 상기 보일러(343)를 제어하기 위한 직접디지털(DDC:Direct Digital Control) 보일러 제어기(341)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 공조유닛(330)은 공조기기(333)와, 상기 공조기기(333)를 제어하기 위한 직접디지털 공조 제어기(331)를 포함한다.

상기 제2 운전기기(400), 상기 제3 운전기기(3000), 상기 제4운전기기(4000)는 상기 제1 운전기기(300)와 실질적으로 동일한 구성들을 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

결과적으로, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 운전기기(300,400,3000,4000)는 연결라인(310)을 통하여 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 빌딩자동화유닛(210,220,2100,2200)과 각각 연결되고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 빌딩자동화유닛(210,220,2100,2200)은 상기 연결라인(310)을 통하여 각각 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스 유닛(110,120,1100,1200)과 연결된다.

또한, 상기 제1 인터페이스 유닛(110), 상기 제2 인터페이스 유닛(120), 상기 제3 인터페이스 유닛(1100) 및 상기 제4 인터페이스 유닛(1200)은 상기 인터넷망(20)을 통하여 상기 원격통합 관리서버(10)와 연결된다.

물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 빌딩자동화유닛의 개수, 상기 인터페이스 유닛의 개수, 상기 인터페이스 그룹유닛의 개수, 상기 관리대상 그룹유닛의 개수는 다양하게 변경가능하다.

상기 원격통합 관리서버(10)는 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 1일 전력 목표량을 입력받는 입력부(11)와, 상기 단위전력 목표량을 복수 단계의 제어전력 목표량으로 세분화하고, 상기 제어전력 목표량과 상기 운전기기(300,400,3000,4000)들의 실제 사용 전력량을 단계별로 순차적으로 비교하여 상기 운전기기(300,400,3000,4000)들이 복수 개의 운전모드를 가지도록 제어하는 제어부(13)를 포함한다.

상기 제어부(13)는 각각의 상기 운전모드, 상기 운전모드의 운전조건 및 운전환경변수들에 대한 운전데이터를 지속적으로 피드백 받고, 상기 운전데이터를 포함하는 운전 데이터 베이스를 바탕으로 학습된 운전데이터에 의하여 상기 운전기기(300,400,3000,4000)들의 새로운 운전모드를 제어하는 인공신경망 제어기(15)를 포함한다.

상기 제어부(13)는 상기 운전기기들의 운전상태를 모니터링하고, 각각의 상기 운전모드에서 실시간으로 가변되는 운전환경변수들을 고려하여 각각의 상기 운전모드의 운전조건에 가중치를 부여하여 제어한다. 이에 대한 구체적은 설명은 추후에 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

상기 원격통합 관리서버(10)는 상기 인터넷망(20) 및 상기 인터페이스 유닛(110,120,1100,1200)들을 통하여 상기 빌딩자동화유닛(210,220,2100,2200)들과 통신하게 된다.

구체적으로, 상기 원격통합 관리서버(10)는 Modbus/TCP 프로토콜을 이용하여 상기 인터페이스 유닛(110,120,1100,1200)들과 통신하게 된다. 결과적으로, 상기 원격통합 관리서버(10)는 상기 운전기기(300,400,3000,4000)들에 대한 운전데이터를 상기 Modbus/TCP 프로토콜을 통하여 전달받게 된다. 또한, 상기 제어부(13) 및 인공신경망 제어기(15)는 상기 Modbus/TCP 프로토콜을 통하여 원격으로 상기 빌딩자동화유닛(210,220,2100,2200)들을 제어하게 된다.

상기 인터페이스 유닛(110,120,1100,1200)들은 이기종 통합 인터페이스에 해당하며, 상기 인터페이스 유닛(110,120,1100,1200)들에는 상기 빌딩자동화유닛(210,220,2100,2200)과 동적 데이터 교환(DDE: dynamic data exchange)통신을 하기 위한 DDE 인터페이스가 구비된다. 물론, 상기 인터페이스 유닛에는 상기 빌딩자동화유닛의 운영프로그램과 통신하기 위한 별도의 인터페이스가 구비될 수도 있다.

한편, 상기 운전기기들의 운전모드를 상기 원격통합 관리서버(10)에서 제어할 수 도 있고, 상기 빌딩자동화유닛 자체에서도 상기 운전기기들의 운전모드를 제어할 수 있다. 이하에서는, 제1 빌딩자동화유닛(210)에 대하여 설명한다.

상기 제1 빌딩자동화유닛(210)은 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 1일 전력 목표량을 입력받는 제1 입력부(211)와, 상기 단위전력 목표량을 복수 단계의 제어전력 목표량으로 세분화하고, 상기 제어전력 목표량과 제1 운전기기(300)들의 실제 사용 전력량을 단계별로 순차적으로 비교하여 상기 제1 운전기기(300)들이 복수 개의 운전모드를 가지도록 제어하는 제1 제어부(213)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 제어부(213)는 각각의 상기 운전모드, 상기 운전모드의 운전조건 및 운전환경변수들에 대한 운전데이터를 지속적으로 피드백 받고, 상기 운전데이터를 포함하는 운전 데이터 베이스를 바탕으로 학습된 운전데이터에 의하여 상기 제1 운전기기(300)들의 새로운 운전모드를 제어하는 제1 인공신경망 제어기(215)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 1일 전력 목표량은 전력공급회사에서 제공해주는 1일 전력사용 제한값보다 작게 설정된다. 또한, 상기 전력공급회사에서는 제공전력에 대한 비용을 15분 단위로 청구하고 있기 때문에 상기 1일 전력 목표량을 24시간, 즉 1440분을 15분 단위로 쪼개면 상기 단위전력 목표량은 96개로 설정된다.

상기 단위전력 목표량은 모두 동일한 값을 가질 수도 있지만 서로 값으로 설정될 수도 있다.

또한, 하나의 단위전력 목표량은 제1 제어전력 목표량, 제2 제어전력 목표량 및 제3 제어전력 목표량을 포함하여 세부적으로 설정된다. 예를 들면, 상기 제1 제어전력 목표량은 상기 단위전력 목표량의 80%로 설정되고, 상기 제2 제어전력 목표량은 상기 단위전력 목표량의 90%로 설정되고, 상기 제3 제어전력 목표량은 상기 단위전력 목표량의 95%로 설정된다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 원격통합 관리서버(10)가 상기 1일 전력 목표량을 바탕으로 상기 운전기기들 중 공조유닛의 운전모드를 제어하는 과정을 설명한다.

먼저, 관리자는 상기 원격통합 관리서버의 입력부(11)에 1일 전력 목표량을 입력한다(S100). 물론, 상기 원격통합 관리서버의 제어부(13)가 전력공급회사에서 공급하는 전력을 바탕으로 상기 1일 전력 목표량을 자동으로 설정할 수도 있다.

또한, 상기 제어부(13)는 제어 대상이 되는 운전기기들, 즉 공조유닛(330)들의 정보를 확인한다(S200).

상기 공조유닛(330)이 제1 운전모드(S300)로 운전되면, 상기 공조유닛(330)의 운전상태를 모니터링하는 제1 상태 모니터링 단계가 수행된다(S310,S330). 여기서, 상기 공조유닛의 운전상태는 제1 운전이 수행될 때의 운전조건 및 운전환경변수들에 대한 운전데이터를 포함한다.

상기 운전조건은 절전운전 작동시간, 절전운전 설정온도, 최적 기동/정지 시간, 엔탈피운전을 위한 엔탈피 설정범위 등을 포함한다. 또한, 상기 운전환경변수들은 건물 내부 및 외부의 온도/습도/엔탈피, 실내공간의 크기, 창을 통한 일사열, 재실밀도, 설치장비의 개수 등을 포함한다.

상기 운전데이터는 상기 원격통합 관리서버(10)의 인공신경망 제어기(15)로 피드백되어, 상기 공조유닛(330)을 새로운 운전모드로 제어함에 있어서 사용된다. 즉, 상기 인공신경망 제어기(15)는 상기 공조유닛(330)의 운전데이터를 지속적으로 피드백 받고, 상기 운전데이터를 포함하는 운전 데이터베이스를 바탕으로 학습된 학습데이터에 의하여 상기 공조유닛(330)의 새로운 운전모드를 제어하게 된다.

다음으로, 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제1 제어전력 목표량과 실제 사용 전력량이 비교된다(S350).

상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 다시 상기 제1 운전모드(S300)로 운전된다.

반면, 상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 제2 운전모드(S400)로 운전된다.

구체적으로, 상기 제2 운전모드(S400) 상태에서 상기 제어부(13)는 상기 공조유닛(330)의 운전상태를 바탕으로 상기 공조유닛의 운전조건에 제1 가중치를 부여하게 된다(S410).

다음으로, 상기 제1 가중치를 바탕으로 제2 운전이 수행된다(S430). 여기서, 상기 제2 운전은 상기 공조유닛의 절전운전, 최적기동/정지운전, 엔탈피운전을 포함한다.

상기 절전운전은 실내온도를 감지하여 미리 정해진 쾌적온도범위 내에서 실내온도를 유지시키는 운전이다. 예를 들어, 상기 실내온도가 상기 쾌적온도범위 내에 있으면 상기 공조유닛의 작동은 중지되고, 상기 실내온도가 상기 쾌적온도범위를 벗어나게 되면 상기 공조유닛이 운전된다. 물론, 상기 실내온도가 상기 쾌적범위 내에 있는 경우에 상기 공조유닛의 운전과 작동중지는 일정한 시간주기로 반복적으로 수행될 수도 있다.

상기 최적기동/정지운전 중 최적기동운전은 재실 시작시각이 되기 전 어느 시각에 상기 공조유닛을 기동하면 상기 실내온도가 상기 재실 시작시각에 설정온도에 가장 근접하게 도달하는지를 결정하여 운전하는 것이다.

상기 최적기동/정지운전 중 최적정지운전은 재실 종료시각이 되기 전 어느 시각에 상기 공조유닛의 운전이 정지되면 상기 실내온도가 상기 재실 종료시각에 상기 설정온도를 벗어날 것인지를 결정하여 운전하는 것이다.

상기 엔탈피운전은 실내 엔탈피가 실외 엔탈피보다 큰 경우에 상기 공조유닛의 냉방부하를 줄이고, 댐퍼와 송풍기를 제어하여 외기를 도입하여 냉방운전을 수행하는 것이다.

한편, 상기 제1 가중치는 상기 최적기동/정지 운전에서의 가동시간, 상기 절전운전에서의 설정온도, 상기 엔탈피운전에서의 엔탈피 설정범위에 적용된다.

구체적으로, 상기 제1 가중치는 일차적으로 상기 제1 운전모드(S300)와 대비하여 최적기동/정지운전에서의 가동시간이 -5%로 적용되고, 절전운전에서의 설정온도는 +5%로 적용되고, 엔탈피운전에서의 엔탈피 설정범위는 -5%로 적용되도록 설정될 수 있다.

물론, 상기 제1 가중치는 상기 제2 운전이 반복적으로 수행되는 과정에서 가변될 수 있다. 이와 관련해서는 도 3을 참조하여 추후에 설명한다.

다음으로, 상기 제2 운전이 수행되는 동안 상기 공조유닛의 운전상태를 모니터링하는 제2상태 모니터링 단계가 수행된다(S450).

다음으로, 상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제2 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계가 수행된다(S470).

상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛의 제2 운전모드(S400)가 다시 수행된다.

반면, 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 제3 운전모드(S500)로 운전된다.

상기 제3 운전모드(S500)에서 상기 제어부(13)는 상기 공조유닛(330)의 운전상태를 바탕으로 상기 공조유닛의 운전조건에 제2 가중치를 부여하게 된다(S510).

다음으로, 상기 제2 가중치를 바탕으로 제3 운전이 수행된다(S530). 여기서, 상기 제3 운전은 상기 공조유닛의 절전운전, 최적기동/정지운전, 엔탈피운전을 포함한다.

또한, 상기 제2 가중치는 일차적으로 상기 제1 운전모드(S300)와 대비하여 최적기동/정지운전에서의 가동시간이 -10%로 적용되고, 절전운전에서의 설정온도는 +10%로 적용되고, 엔탈피운전에서의 엔탈피 설정범위는 -10%로 적용되도록 설정될 수 있다.

상기 제3 운전이 수행되는 동안 상기 공조유닛의 운전상태를 모니터링하는 제3상태 모니터링 단계가 수행된다(S550).

다음으로, 상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제3 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계가 수행된다(S570).

상기 실제 전력 사용량이 상기 제3 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛의 제3 운전모드(S500)가 다시 수행된다.

반면, 상기 실제 전력 사용량이 상기 제3 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 제4 운전모드(S600)로 운전된다.

상기 제4 운전모드(S600)에서 상기 제어부(13)는 상기 공조유닛(330)의 운전상태를 바탕으로 상기 공조유닛의 운전조건에 제3 가중치를 부여하게 된다(S610).

다음으로, 상기 제3 가중치를 바탕으로 제4 운전이 수행된다(S630). 여기서, 상기 제4 운전은 상기 공조유닛의 절전운전, 최적기동/정지운전, 엔탈피운전을 포함한다.

또한, 상기 제3 가중치는 일차적으로 상기 제1 운전모드(S300)와 대비하여 최적기동/정지운전에서의 가동시간이 -15%로 적용되고, 절전운전에서의 설정온도는 +15%로 적용되고, 엔탈피운전에서의 엔탈피 설정범위는 -15%로 적용되도록 설정될 수 있다.

상기 제4 운전이 수행되는 동안 상기 공조유닛의 운전상태를 모니터링하는 제4상태 모니터링 단계가 수행된다(S650).

다음으로, 해당 단위전력 목표량의 최대값과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계가 수행된다(S670).

상기 실제 전력 사용량이 상기 단위전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛의 제4 운전모드(S600)가 다시 수행된다.

반면, 상기 실제 전력 사용량이 상기 단위전력 목표량의 최대값보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛 중의 일부 운전기기는 설정순위에 따라 운전이 정지된다(S700).

여기서, 상기 설정순위는 운전기기별 제어비용, 가동 우선순위, 구역별 쾌적순위, 정지제어빈도, 과거의 운전이력 등을 포함하는 제어인자들 중 하나 이상의 제어인자에 의하여 설정될 수 있다.

물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 월별 전력 목표량을 설정하고, 상기 월별 전력 목표량을 기준으로 산정되는 1일 전력 목표량을 설정하여 에너지를 관리할 수도 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 공조유닛의 운전모드 중 제2 운전모드의 제어흐름을 구체적으로 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 공조유닛의 제2 운전모드(S400)는 제1 운전모드(S300)의 운전조건에 대하여 제1 가중치가 부여된 상태에서 운전되는 운전모드이다. 그러나, 상기 제1 가중치도 상기 제2 운전모드(S400)가 지속적으로 반복 운전되는 과정에서 가변된다.

구체적으로, 먼저 상기 제1 가중치 중의 1차 제1 가중치를 바탕으로 상기 공조유닛을 운전하는 1차 제2 운전이 수행된다(S411,S431). 여기서, 상기 1차 제1 가중치는 미리 설정된 값일 수도 있고, 상기 공조유닛의 운전상태에 대한 모니터링을 통하여 운전환경변수들의 값을 통하여 산정되는 값을 일 수도 있다.

다음으로, 제어부(13)는 상기 1차 제2 운전의 운전 중에 실시간으로 가변되는 운전환경변수들의 값을 제공받아 인식하게 된다(S441).

다음으로, 상기 운전환경변수들의 변화로 인하여 상기 1차 제2 운전이 1차 변경 제2 운전으로 변환된다(S443). 예를 들면, 상기 1차 변경 제2 운전에서 새로운 공조기기가 운전되거나, 실외온도의 급하강, 재실밀도의 변경 등으로 인하여 상기 1차 제2 운전의 운전상태에 변경이 생김으로 인하여 상기 1차 변경 제2운전이 수행된다.

다음으로, 상기 1차 변경 제2 운전이 수행되는 동안 상기 공조유닛의 운전상태에 대한 모니터링을 하는 1차 제2 상태 모니터링 단계가 수행된다(S451).

다음으로, 상기 제2 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계가 수행된다(S470). 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 제3 운전모드(S500)로 운전된다.

반면, 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 제1 가중치 중의 2차 제1 가중치를 바탕으로 상기 공조유닛을 운전하는 2차 제2 운전이 수행된다(S413,S433).

여기서, 상기 2차 제1 가중치는 미리 설정된 값일 수도 있고, 상기 공조유닛의 운전상태에 대한 모니터링을 통하여 운전환경변수들의 값을 통하여 산정되는 값을 일 수도 있다.

마찬가지로, 상기 제어부(13)는 상기 2차 제2 운전의 운전 중에 실시간으로 가변되는 운전환경변수들의 값을 제공받아 인식하게 된다(S442).

다음으로, 상기 운전환경변수들의 변화로 인하여 상기 2차 제2 운전이 2차 변경 제2 운전으로 변환되어 상기 2차 변경 제2운전이 수행된다(S444).

다음으로, 상기 2차 변경 제2 운전이 수행되는 동안 상기 공조유닛의 운전상태에 대한 모니터링을 하는 2차 제2 상태 모니터링 단계가 수행된다(S453).

다음으로, 상기 제2 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계가 수행된다(S470). 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 제3 운전모드(S500)로 운전된다.

반면, 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 공조유닛은 다시 제2 운전모드(S400)로 운전된다.

상술한 제2 운전모드(S400)의 세부적인 제어흐름은 제3 운전모드(S500) 및 제4 운전모드(S600)와 실질적으로 동일하므로, 상기 제3 운전모드(S500) 및 상기 제4 운전모드(S600)의 제어흐름에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 원격통합 관리서버(10) 20: 인터넷망
100: 제1 인터페이스 그룹유닛 110: 제1 인터페이스 유닛
120: 제2 인터페이스 유닛 200: 제1 관리대상 그룹유닛
210: 제1 빌딩자동화 유닛 220: 제2 빌딩자동화 유닛
300: 제1 운전기기 400: 제2 운전기기
1000: 제2 인터페이스 그룹유닛 1100: 제2 인터페이스 유닛
1200: 제2 인터페이스 유닛 2000: 제2 관리대상 그룹유닛
2100: 제3 빌딩자동화 유닛 2200: 제4 빌딩자동화 유닛
3000: 제3 운전기기 4000: 제4 운전기기

Claims (8)

1. 에너지 관리의 대상이 되는 복수 개의 관리대상 그룹유닛;
   상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛과 연결되어 각각의 상기 관리대상 그룹유닛들이 외부와의 통신이 가능하도록 하는 복수 개의 인터페이스 그룹유닛; 그리고,
   인터넷망을 통하여 상기 복수 개의 인터페이스 그룹유닛과 연결되어, 상기 복수 개의 관리대상 그룹유닛을 동시에 또는 개별적으로 원격제어하는 원격통합 관리서버를 포함하며,
   각각의 상기 관리대상 그룹유닛은 물리적으로 떨어진 위치에 있는 하나 이상의 건물에 각각 설치된 하나 이상의 빌딩자동화유닛을 포함하고, 각각의 상기 빌딩자동화유닛은 상기 각각의 건물 내에 설치된 다수의 운전기기들을 제어하며,
   상기 원격통합 관리서버와 상기 빌딩자동화유닛 중 적어도 하나는 일정시간 주기로 설정되는 복수 개의 단위전력 목표량을 갖는 1일 전력 목표량을 입력받는 입력부와, 상기 단위전력 목표량을 복수 단계의 제어전력 목표량으로 세분화하고, 상기 제어전력 목표량과 상기 운전기기들의 실제 사용 전력량을 단계별로 순차적으로 비교하여 상기 운전기기들이 복수 개의 운전모드를 가지도록 제어하는 제어부를 포함하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 운전기기들의 운전상태를 모니터링하고, 각각의 상기 운전모드에서 실시간으로 가변되는 운전환경변수들을 고려하여 각각의 상기 운전모드의 운전조건에 가중치를 부여하여 제어하는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 각각의 상기 운전모드, 상기 운전모드의 운전조건 및 운전환경변수들에 대한 운전데이터를 지속적으로 피드백 받고, 상기 운전데이터를 포함하는 운전 데이터베이스를 바탕으로 학습된 학습데이터에 의하여 상기 운전기기들의 새로운 운전모드를 제어하는 인공신경망 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 시스템.
4. 제1항에 따른 에너지 관리 시스템을 제어함에 있어서,
   외부로부터 상기 1일 전력 목표량을 입력받는 단계;
   제어대상이 되는 상기 운전기기들의 운전상태를 모니터링하는 제1 모니터링단계;
   상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제1 제어전력 목표량과 상기 실제 사용 전력량을 비교하는 단계;
   상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들을 제2 운전모드로 운전하는 단계; 그리고,
   상기 실제 사용 전력량이 상기 제1 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들을 제1 운전모드로 운전하는 단계를 포함하며,
   상기 제2 운전모드는 상기 운전기기들의 운전상태를 바탕으로 상기 운전기기들의 운전조건에 제1 가중치를 부여하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 운전모드는 상기 제1 가중치 중의 1차 제1 가중치를 바탕으로 상기 운전기기들을 운전하는 1차 제2 운전이 수행되는 단계와, 상기 1차 제2 운전의 운전 중에 실시간으로 가변되는 운전환경변수들의 값을 제공받는 단계와, 상기 운전환경변수들의 변화로 인하여 상기 1차 제2 운전이 1차 변경 제2 운전으로 변환되는 단계와, 상기 복수 단계의 제어전력 목표량 중 제2 제어전력 목표량과 실제 전력 사용량을 비교하는 단계를 포함하며,
   상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 큰 값을 가지는 경우에는 상기 운전기기들이 제3 운전모드로 운전되는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 운전모드는 상기 실제 전력 사용량이 상기 제2 제어전력 목표량보다 작거나 같은 값을 가지는 경우에는 상기 제1 가중치 중의 2차 제1 가중치를 바탕으로 상기 운전기기들을 운전하는 2차 제2 운전이 수행되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 실제 전력사용량이 해당 단위전력 목표량의 최대값보다 큰 경우에는 설정순위에 따라 상기 운전기기들 중의 일부 운전기기의 운전을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 관리방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 설정순위는 운전기기별 제어비용, 정지제어 우선순위, 구역별 쾌적순위, 정지제어빈도를 포함하는 제어인자들 중 하나 이상의 제어인자에 의하여 설정되는 것을 특징으로 하는 군관리 운전을 이용한 에너지 제어방법.

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