KR20130029887A - 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템 및 이를 이용한 스마트 미터링 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템 및 이를 이용한 스마트 미터링 방법으로서, 기설정된 지역에 분산 배치된 하나이상의 스마트 미터 및 하나이상의 스마트 박스로부터 검침 데이터를 전송 받아 전력 정보를 수집하며, 상기 스마트 미터와 상기 스마트 박스를 제어 및 관리하는 분산 클라우드 서버; 및 각 지역별로 배치된 복수개의 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 상기 전력 정보를 분석하여 원격접속단말기로 상기 전력 정보 및 분석 결과를 제공하며, 상기 원격접속단말기로부터의 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스에 대한 제어신호를 전송 받아 제어 대상인 스마트 미터 또는 스마트 박스를 관리하는 분산 클라우드 서버를 통해 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스를 제어하는 중앙 클라우드 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템과 이를 이용한 스마트 미터링 방법이며, 이와 같은 본 발명에 의하면, 각 지역에 분산 배치된 수많은 스마트 미터와 스마트 박스를 설치된 지역에 따라 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 분산 클라우드 서버가 할당되며, 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 전력 정보를 제공함으로써, 서버의 용량이 방대해지고, 서버에 걸리는 동시 부하가 커지는 문제점을 해결할 수 있다.
Description
본 발명은 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템 및 이를 이용한 스마트 미터링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분산되어 설치된 스마트 미터와 스마트 박스를 지역별 그룹으로 분류하여 각 그룹마다 분산 클라우드 서버가 할당되고, 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 전력 정보의 제공 및 각 기기를 제어하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템 및 이를 이용한 스마트 미터링 방법에 대한 것이다.
스마트 그리드(Smart grid)는, '발전-송전·배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 수요자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 발전소와 송전·배전 시설과 전력 수요자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.
이를 활용하여 전력 공급자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하여 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있고, 전력 수요자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악함으로써 이에 맞게 요금이 비싼 시간대를 피하여 사용 시간과 사용량을 조절할 수 있으며, 태양광 발전이나 연료전지, 전기자동차의 전기에너지 등 가정에서 생산되는 전기를 판매할 수도 있게 된다.
또한 지능형 전력망인 스마트 그리드는 자동조정 시스템으로 운영되므로 고장 요인을 사전에 감지하여 정전을 최소화하고, 기존 전력시스템과는 달리 다양한 전력 공급자와 수요자가 직접 연결되는 분산형 전원체제로 전환되면서 풍량과 일조량 등에 따라 전력 생산이 불규칙한 한계를 지닌 신재생에너지 활용도가 증대된다. 이와 같은 신재생에너지 활용도가 높아지면 화력발전소를 대체하여 온실가스와 오염물질을 줄일 수 있게 되어 환경문제를 해소하는 데도 큰 도움이 될 것으로 예측되고 있다.
이처럼 스마트 그리드는 많은 장점을 지니고 있어 세계 여러 나라에서 차세대 전력망으로 구축하기 위한 여러 사업을 추진하고 있는 실정이며, 이를 위한 스마트 그리드에 적용되는 다양한 장치들이 개발되고 있다.
스마트 그리드에서 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 위해 필수적으로 필요한 구성요소가 스마트 미터(Smart meter)인데, 스마트 미터는 시간대별 사용량을 측정하여 그 정보를 송신할 수 있는 기능을 갖추어, 시간대별 요금을 알 수 있는 전자식 전력량계로서, 기존 전력 미터기와 대비하여 전력 사용량 실시간 체크와 전력공급자와 사용자 간 양방향 통신 등이 가능하여 전력 공급자와 사용자가 검침비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스마트 그리드 시스템의 개략적인 구성을 도시한다.
각 전력 소비 디바이스들의 전력 소비량을 배치된 스마트 미터(10)가 측정하고 측정된 검침 데이터는 스마트 미터(10)에 연결된 스마트 박스(30)를 통해 전력 소비량을 통합 관리하는 전력 관리 센터의 중앙 서버(50)로 전송된다.
여기서 스마트 박스(30)는 스마트 미터(10)에서 전송되는 검침 데이터를 수집하여 바로 전력 관리 센터의 중앙 서버(50)로 전송할 수도 있고, 또는 수집된 검침 데이터를 저장하고 분석한 후 필요시에 저장된 검침 데이터 및 분석 정보를 전력 관리 센터의 중앙 서버(50)로 전송할 수도 있다.
또한 스마트 박스는 하위 계층의 스마트 박스(30b, 30c)와 상위 계층의 스마트 박스(30a)로 구성되는 다층적 네트워크 아키텍쳐로 구성될 수 있으며, 나아가서 스마트 미터가 하위 계층의 스마트 미터(10b, 10c)와 상위 계층의 스마트 미터(10a)로 구성되며, 상위 계층의 스마트 미터(10a)는 전력 사용량을 측정하여 검침 데이터를 획득하는 기능과 하위 계층의 스마트 미터(10b, 10c)의 검침 데이터를 수집하여 스마트 박스(30d)로 전송하는 기능을 수행하는 다층적 네트워크 아키텍쳐로 구성될 수도 있을 것이다.
이와 같은 다양한 네트워크 아키텍쳐로 구성되는 스마트 그리드 시스템은, 각 지역에 분산 위치된 스마트 미터로(10, 10a, 10b, 10c)부터의 검침 데이터 정보를 스마트 미터와 연결된 스마트 박스(30, 30a, 30b, 30c, 30d)를 통해 전력 관리 센터의 중앙 서버(50)로 전송이 되며, 수많은 스마트 미터로부터의 데이터 정보를 하나의 중앙 서버에서 모두 전송 받아 관리함에 따라 서버의 용량이 방대하여야 하며, 서버에 걸리는 동시 부하가 커져 모든 데이터를 처리함에 문제가 발생되고 있다.
또한 이기종의 서로 다른 스마트 미터 및 스마트 박스로부터 서로 다른 형식의 검침 데이터를 전송 받고 이들을 제어 및 관리하기 위해서는 각 기종에 맞는 네트워크 망과 이를 지원하는 플랫폼 및 서버를 구축해야 할 필요가 있으므로, 시스템의 확장성이 용이하지 않으며, 그에 따른 많은 추가 비용이 발생되는 문제점이 있다.
나아가서 전력 수요자 및 관리자가 다양한 종류의 단말기를 통해 전력 사용량이나 이와 관련된 다양한 전력 정보 등을 제공받는 기술들이 제시되고 있는데, 이와 같은 종래 기술들의 경우에는 수요자 및 관리자는 특정 종류의 단말기이거나 사전에 기설정된 단말기로만 전력 정보를 제공받거나 시스템에 접근할 수 있는 제한이 있으며 또한 단말기의 종류에 따라 전력 관리 센터로부터 제공되는 전력 정보가 제한적일 수 밖에 없음으로 시간적 공간적인 제약이 따르는 불편함이 있다. 나아가서 수요자 또는 관리자가 단말기를 통해 해당 스마트 미터 및 스마트 박스를 직접 제어하는 것이 플랫폼 및 서버의 주어진 환경에 따라 용이하지 못한 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 각 지역에 분산 배치된 수많은 스마트 미터로부터의 검침 데이터 정보를 하나의 중앙 서버에서 모두 전송 받아 처리함에 따라 서버의 용량이 방대해지고, 서버에 걸리는 동시 부하가 커지는 문제점을 해결하고자 한다.
또한 이기종의 서로 다른 스마트 미터 및 스마트 박스로부터 서로 다른 형식의 검침 데이터를 전송 받고 이들을 제어 및 관리하기 위해서는 각 기종에 맞는 네트워크 망과 이를 지원하는 플랫폼 및 서버를 구축해야 하는 번거로움을 해결하고 각각의 별도 플랫폼과 서버를 구축함에 따른 많은 추가 비용이 발생되는 문제점을 해결하고자 한다.
나아가서 수요자의 단말기 종류에 따라 전력 관리 센터로부터 제공되는 정보가 제한되는 문제점과, 플랫폼과 서버의 주어진 환경에 따라 수요자가 단말기를 통해 해당 스마트 미터 및 스마트 박스를 직접 제어하는데 있어서 제한적인 문제점을 해결하고자 한다.
한걸음 더 나아가서 사전에 설정된 단말기나 시스템에 접근이 허여된 단말기로만 전력 정보를 제공받거나 시스템에 접근할 수 있음에 따른 시간적 공간적인 제약을 제거하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 기설정된 지역에 분산 배치된 하나이상의 스마트 미터 및 하나이상의 스마트 박스로부터 검침 데이터를 전송 받아 전력 정보를 수집하며, 상기 스마트 미터와 상기 스마트 박스를 제어 및 관리하는 분산 클라우드 서버; 및 각 지역별로 배치된 복수개의 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 상기 전력 정보를 분석하여 원격접속단말기로 상기 전력 정보 및 분석 결과를 제공하며, 상기 원격접속단말기로부터의 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스에 대한 제어신호를 전송 받아 제어 대상인 스마트 미터 또는 스마트 박스를 관리하는 분산 클라우드 서버를 통해 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스를 제어하는 중앙 클라우드 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 포함한다.
바람직하게는 상기 분산 클라우드 서버는, 기설정된 지역에 분산 배치된 상기 스마트 미터와 상기 스마트 박스를 상기 중앙 클라우드 서버와 연동하여 등록, 제어 및 관리하는 지역 미터 관리부; 상기 스마트 미터의 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 저장하고 분석하는 지역 전력 정보 산출부; 및 상기 스마트 박스 및 상기 중앙 클라우드 서버와 데이터를 송수신하는 지역 통신부를 포함할 수 있고, 또한 상기 중앙 클라우드 서버는, 복수개의 스마트 미터와 복수개의 스마트 박스의 설치 지역에 따라 지역별 그룹으로 분류하고 각 지역별 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하며, 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록, 제어 및 관리하는 중앙 미터 관리부; 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 전력 정보를 분석하여 상기 원격접속단말기로 제공하는 중앙 전력 정보 산출부; 및 상기 원격접속단말기 및 상기 분산 클라우드 서버와 데이터를 송수신하는 중앙 통신부를 포함할 수 있다.
나아가서 상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는, 상기 원격접속단말기로부터 스마트 미터와 스마트 박스의 설치 지역을 포함하는 고유 정보를 획득하여 저장하고, 상기 고유 정보에 기초하여 상기 설치 지역을 포함하는 지역별 그룹이 할당된 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록할 수 있다.
바람직하게는 상기 분산 클라우드 서버의 지역 전력 정보 산출부는, 상기 스마트 미터와 스마트 박스로부터 동작에 대한 상태 정보를 제공받고, 상기 분산 클라우드 서버의 지역 미터 관리부는, 상기 상태 정보와 검침 데이터를 기초로 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생을 판단하여 오류 정보를 생성하며, 상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는, 상기 분산 클라우드 서버로부터 상기 오류 정보를 획득하여 분석하고, 상기 원격접속단말기로 상기 오류 정보와 분석 결과를 전송할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는, 상기 원격접속단말기로부터 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 동작에 대한 제어신호를 전송 받아 제어할 스마트 미터 또는 스마트 박스가 포함된 지역별 그룹을 관리하는 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 분산 클라우드 서버로 상기 제어신호를 전송하며, 상기 선택된 분산 클라우드 서버의 지역 미터 관리부는, 상기 제어신호에 기초하여 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스를 제어할 수 있다.
나아가서 상기 분산 클라우드 서버는, 상기 지역 전력 정보 산출부가 보유한 전력 정보를 기반으로 전력 사용에 대한 과금 데이터를 생성하는 과금 데이터 생성부를 더 포함하고, 상기 중앙 클라우드 서버는, 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 과금 데이터 생성부가 생성한 과금 데이터에 기초하여 전력 사용 요금을 산출하여 과금을 수행하는 과금 산출부를 더 포함할 수도 있다.
바람직하게는 상기 분산 클라우드 서버 및 상기 중앙 클라우드 서버는 가상 서버로 형성되되, 복수개의 상기 분산 클라우드 서버 중 하나이상의 분산 클라우드 서버가 동일한 가상 서버에 형성되거나, 상기 분산 클라우드 서버 및 상기 중앙 클라우드 서버가 동일한 가상 서버에 형성될 수 있다.
여기서 상기 원격접속단말기는 n-스크린 단말기가 적용될 수 있다.
또한 본 발명은, 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 이용한 스마트 미터링 방법에 있어서, 중앙 클라우드 서버가 복수개의 스마트 미터 및 복수개의 스마트 박스를 설치된 지역에 따라 지역별 그룹으로 분류하고, 각 지역별 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계; 상기 분산 클라우드 서버가 할당된 지역별 그룹에 포함된 스마트 미터로부터의 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계; 및 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 전력 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법을 포함한다.
여기서 상기 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계는, 상기 중앙 클라우드 서버가 원격접속단말기로부터 스마트 미터와 스마트 박스의 설치 지역을 포함하는 고유 정보를 전송 받고 저장하는 단계; 복수개의 상기 스마트 미터와 복수개의 상기 스마트 박스를 상기 설치 지역에 따라 그룹으로 분류하고 각 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계; 및 상기 중앙 클라우드 서버와 상기 분산 클라우드 서버가 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 고유 정보는 상기 스마트 미터 및 스마트 박스에 대한 제품 기종 및 데이터 송수신 방식을 포함하며, 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하는 단계는, 상기 분산 클라우드 서버가 상기 고유 정보에 포함된 상기 스마트 미터와 스마트 박스의 제품 기종 및 데이터 송수신 방식에 기초하여 통신 인터페이스를 설정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
나아가서 상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는, 상기 분산 클라우드 서버가 상기 스마트 미터의 검침 데이터를 포함하는 전력정보를 획득하여 저장하는 단계; 및 상기 분산 클라우드 서버가 상기 전력정보에 기초하여 산업별, 업종별, 계절별, 시간대별의 사용 패턴을 분석하고 그 결과를 포함하는 전력정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 전력 정보를 제공하는 단계는, 원격접속단말기로부터의 전력 정보 요청에 따라, 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 전력 정보 요청과 관련된 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 상기 분산 클라우드 서버로 전력 정보 연동을 요청하는 단계; 상기 분산 클라우드 서버가 전력 정보 연동 요청에 따라 보유한 전력 정보 중 상기 전력 정보 요청과 관련된 전력 정보를 추출하여 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 원격접속단말기로 상기 전력 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는, 상기 분산 클라우드 서버가 상기 스마트 미터와 스마트 박스로부터 동작에 대한 상태 정보를 전송 받는 단계; 상기 분산 클라우드 서버가 상기 검침 데이터 및 상태 정보에 기초하여 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 동작에 대한 오류 발생을 판단하는 단계; 및 상기 분산 클라우드 서버가 상기 오류 발생에 대한 오류 정보를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 중앙 클라우드 서버는 상기 오류 발생에 대한 오류 정보를 분석하여 상기 오류 발생에 대한 오류 정보 및 분석 결과를 원격접속단말기로 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
한 걸음 더 나아가서 상기 중앙 클라우드 서버가 원격접속단말기로부터 스마트 미터 또는 스마트 박스의 제어신호를 전송 받는 단계; 상기 중앙 클라우드 서버가, 제어대상인 스마트 박스 또는 스마트 미터가 포함된 지역별 그룹이 할당된 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 분산 클라우드 서버로 상기 제어신호를 전송하는 단계; 상기 선택된 분산 클라우드 서버가 상기 제어신호에 기초하여 상기 스마트 박스 또는 스마트 미터를 제어하여 실행결과를 분석하는 단계; 상기 선택된 분산 클라우드 서버가 상기 실행결과를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 원격접속단말기로 상기 실행결과를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는, 상기 분산 클라우드 서버가 수집된 전력 정보를 기반으로 과금 데이터를 생성하여 분석하는 단계; 및 상기 분산 클라우드 서버가 상기 과금 데이터 및 분석 결과를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 전력 정보를 제공하는 단계는, 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 과금 데이터 및 분석 결과를 기반으로 전력사용에 대한 과금을 수행하는 단계; 및 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 분석 결과 및 과금 수행 결과를 포함하는 과금 정보를 원격접속단말기로 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 각 지역에 분산 배치된 수많은 스마트 미터와 스마트 박스를 설치된 지역에 따라 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 분산 클라우드 서버가 할당되며, 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 전력 정보를 제공함으로써, 서버의 용량이 방대해지고, 서버에 걸리는 동시 부하가 커지는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 지역별로 각각 분산 클라우드 서버가 해당 지역의 스마트 미터들 및 스마트 박스를 관리함으로써, 스마트 미터 및 스마트 박스가 이기종이며 이들로부터 제공되는 검침 데이터의 형식이 상이하더라도 지역별로 분산 클라우드 서버를 통해 조정이 가능하므로 전체적인 스마트 그리드 시스템의 구조를 개방형의 분산 아키텍쳐로 구성하는 것이 가능해진다.
즉, 본 발명에 의하면, 복수의 분산 클라우드 서버와 중앙 클라우드 서버가 연동하는 구조를 제시함으로써, 각각의 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하고 관리하기 위해서 각각의 조건에 맞춰 네트워크 망을 구성하고 이를 지원하는 플랫폼 및 서버를 구축할 필요가 없어지며, 이로 인해 스마트 그리드 시스템의 구축 비용을 절감하고 시스템의 확장이 용이해진다.
나아가서 수요자 및 관리자는 자신의 원격접속단말기로 중앙 클라우드 서버에 접속하고, 중앙 클라우드 서버가 해당 분산 클라우드 서버와 연동하여 각종 전력 정보의 제공 및 기기 제어 기능을 수행함으로써 수요자 및 관리자에게 다양한 전력 정보 및 오류 발생 정보를 효과적으로 제공하고 또한 수요자 및 관리자는 해당 기기에 대한 다양한 제어기능을 수행할 수 있게 된다.
특히 본 발명은 클라우드 서비스를 기반으로 구성되므로 시간적 공간적인 제약 없이 수요자나 관리자가 원하는 시간 및 장소에서 다양한 종류의 n-스크린 단말을 통해 시스템으로부터 전력 정보를 제공받고 시스템을 제어하기 위한 접근이 가능하게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 스마트 그리드 시스템의 개략적인 구성도를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템의 개략적인 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 중앙 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 분산 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터와 스마트 박스를 등록시키는 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 6은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보 수집 및 제공에 대한 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생 정보를 제공하는 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하는 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 9는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보에 기반한 과금을 수행하는 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템의 개략적인 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 중앙 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 분산 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터와 스마트 박스를 등록시키는 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 6은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보 수집 및 제공에 대한 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생 정보를 제공하는 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하는 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 9는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보에 기반한 과금을 수행하는 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
스마트 그리드는 전기를 기반으로 하는 전력 인프라에 지능형 능력이 추가되어 전력의 생산에서부터 소비까지의 전 과정을 보다 효율적이고 능률적으로 관리하고 제어하기 위한 종합 에너지 관리 시스템으로서, 전력 인프라에 지능형 능력을 제공하기 위해 ICT(Information ＆ Communication Technology) 기술들이 적용되고 있는데, 본 발명은 스마트 그리드 시스템의 효율성을 더욱 증대시키면서 동시에 시스템의 확장이 용이한 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템 및 이를 이용한 스마트 미터링 방법을 제공하는 것으로서, 분산되어 설치된 복수개의 스마트 미터와 복수개의 스마트 박스를 지역별 그룹으로 분류하여 각 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하고, 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 각각의 전력 정보를 제공하며 각각의 스마트 미터와 스마트 박스를 제어한다.
도 2는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템의 개략적인 구성도를 도시한다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템은, 개략적으로 여러 지역에 분산 배치된 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)를 각 지역별 그룹으로 분류하고 각 지역별 그룹을 제어 및 관리하는 분산 클라우드 서버(200a, 200b)와 복수개의 분산 클라우드 서버(200a, 200b)와 연동하여 전력 정보를 처리하고 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)를 제어하는 중앙 클라우드 서버(100)로 구성된다.
여기서 여러 지역에 분산 배치된 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)는 버스 구성, 트리 구성 및 메쉬 구성 등 다양한 형태의 다층적 네트워크 아키텍쳐로 구성될 수 있으며, 또한 스마트 미터와 스마트 박스는 서로 다른 이기종으로 구성되어 전력 정보를 포함하는 데이터 전송 방식이 서로 상이할 수도 있다.
본 발명에서는 중앙 클라우드 서버(100)가 여러 지역에 분산 배치된 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)를 설치 지역에 따라 지역별로 그룹핑하여, 각 그룹별로 해당 지역의 분산 클라우드 서버(200a, 200b)를 할당하고, 각 해당지역의 분산 클라우드 서버(200a, 200b)가 스마트 미터(10)의 전력 정보를 저장 및 관리하며, 주기적으로 또는 필요시에 중앙 클라우드 서버(100)가 분산 클라우드 서버(200a, 200b)와 연동하여 분산 클라우드 서버(200a, 200b)가 보유하고 있는 전력정보를 전송 받아 이용할 수 있다.
또한 중앙 클라우드 서버(100)는 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하는데 있어서, 복수개의 분산 클라우드 서버(200a, 200b) 중 제어할 스마트 미터 및 스마트 박스가 포함된 그룹을 관리하는 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 분산 클라우드 서버와 연동하여 해당 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어할 수 있다.
여기서 상기 해당 지역의 분산 클라우드 서버(200a, 200b)는 할당된 그룹의 지역에 위치될 수 있지만, 보다 바람직하게는 할당된 그룹의 지역이 아니 다른 장소에 위치된 가상 서버로서 해당 지역을 관리하는 클라우드 서버가 될 수 있다.
나아가서 중앙 클라우드 서버(100)와 복수개의 분산 클라우드 서버(200a, 200b)는 인터넷 등의 다양한 네트워크 망을 통해 서로 연결될 수 있으며, 바람직하게는 중앙 클라우드 서버(100)와 분산 클라우드 서버(200a, 200b)는 가상 서버로서 상황에 따라 동일한 장소에 위치될 수도 있다. 또한 분산 클라우드 서버(200a, 200b)와 스마트 미터(10)가 연결된 스마트 박스(30)도 인터넷, 전력선 통신망, 모바일 전용선 등 다양한 네트워크 망을 통해 연결될 수 있다.
전력 공급자, 스마트 그리드 관리자, 전력 수요자 등은 자신이 보유한 원격접속단말기(400)로 다양한 네트워크 망을 통해 중앙 클라우드 서버(100)로 접속하여 여러 전력 정보를 제공받고 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어할 수 있는데, 여기서 원격접속단말기(400)는 PC(410), 모바일폰(420) 외에도 모바일 패드, PDA 등의 다양한 단말기가 적용될 수 있으며, 본 발명에서의 스마트 그리드 시스템은 클라우드 서비스를 기반으로 하므로 보다 바람직하게는 n-스크린 단말이 이용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 각 지역에 분산 배치된 수많은 스마트 미터와 스마트 박스를 설치된 지역에 따라 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 분산 클라우드 서버가 할당되어 방대한 양의 검침 데이터를 복수개의 분산 클라우드 서버가 분산하여 저장 및 관리하고, 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 전력 정보를 제공함으로써, 서버의 용량이 방대해지고, 서버에 걸리는 동시 부하가 커지는 문제점을 해결할 수 있다.
특히 본 발명은 클라우드 서비스를 기반으로 구성되므로 시간적 공간적인 제약 없이 수요자나 관리자가 원하는 시간 및 장소에서 다양한 종류의 n-스크린 단말을 통해 시스템으로부터 전력 정보를 제공받고 시스템을 제어하기 위한 접근이 가능하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 중앙 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시한다.
중앙 클라우드 서버(100)는 개략적으로 중앙 통신부(110), 중앙 미터 관리부(130), 중앙 전력정보 산출부(150)로 구성되며, 상기 도 3을 참조하여 중앙 클라우드 서버(100)의 각 구성들을 살펴보기로 한다.
중앙 통신부(110)는 원격접속단말기(400) 또는 분산 클라우드 서버(200)와 중앙 클라우드 서버(100)를 연결하는 통신 인터페이스로서, PLC 통신, 인터넷 통신, 모바일 통신, PSTN 등 다양한 통신 네트워크에 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
중앙 미터 관리부(130)는 스마트 미터와 스마트 박스의 설치 지역, 제품 기종 등의 고유 정보를 획득하여 저장하고 이를 기초하여 지역별로 스마트 미터와 스마트 박스를 그룹핑하여 그룹별로 분산 클라우드 서버(200)를 할당하며, 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 스마트 미터와 스마트 박스를 등록, 제어 및 관리하는 기능을 수행한다.
또한 중앙 미터 관리부(130)는 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 스마트 미터 및 스마트 박스의 오류 발생시에 이를 분석하여 오류 정보를 원격접속단말기(400)로 제공하며, 오류 분석 결과나 원격접속단말기(400)의 제어신호에 기초하여 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 해당 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어함으로써 오류 발생의 복구를 할 수 있다.
중앙 전력 정보 산출부(150)는 주기적 또는 필요시에 분산 클라우드 서버(200)에 저장된 전력 정보를 전송 받고, 상기 전력 정보를 원격접속단말기(400)로 제공하며, 나아가서는 상기 전력 정보를 통합하여 분석한 결과를 원격접속단말기(400)로 제공할 수도 있다.
여기서 중앙 전력 정보 산출부(150)는 단순히 하나의 수용가에 대한 전력 정보만을 제공할 수도 있지만, 지역별 전력 정보를 통합하여 지역별 전력 사용에 대한 분석 결과를 제공할 수 있고, 나아가서 모든 전력 정보를 통합하여 산업별 전력 사용에 대한 분석 결과, 계절별 전력 사용에 대한 분석 결과, 전력 사용 패턴 분석 결과 등 다양한 분석 결과 정보를 제공할 수도 있다.
나아가서 상기 도 3 상에 도시되어 있지 않지만, 중앙 클라우드 서버(100)는 과금 산출부를 더 포함할 수 있으며, 상기 과금 산출부는 분산 클라우드 서버(200)로부터 제공되는 전력 정보 기반 과금 데이터에 기초하여 해당 수요자에 대한 과금을 수행하고 과금 정보를 해당 수요자의 원격접속단말기(400)로 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템에서 분산 클라우드 서버의 개략적인 구성을 도시한다.
분산 클라우드 서버(200)는 지역 통신부(210), 지역 미터 관리부(230), 지역 전력정보 산출부(250)로 구성되며, 상기 도 4를 참조하여 분산 클라우드 서버(200)의 각 구성들을 살펴보기로 한다.
지역 통신부(210)는 스마트 박스(30) 또는 중앙 클라우드 서버(100)와 분산 클라우드 서버(200)를 연결하는 통신 인터페이스로서, 상기 중앙 통신부(110)와 마찬가지로 PLC 통신, 인터넷 통신, 모바일 통신, PSTN 등 다양한 통신 네트워크에 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
여기서 복수개의 분산 클라우드 서버(200)는 하나 또는 수개의 가상 서버로 구성될 수 있는데, 이 경우에 하나의 가상 서버 상에 위치한 복수개의 분산 클라우드 서버들은 하나의 지역 통신부(210)를 공유하고 이를 통해 통신 인터페이스를 구축할 수 있다.
나아가서 중앙 클라우드 서버(100)와 분산 클라우드 서버(200)가 하나의 가상 서버로서 구성될 수도 있는데, 이와 같은 경우에는 지역 통신부(210)와 중앙 통신부(110)는 동일한 통신 인터페이스가 될 수 있다.
지역 미터 관리부(230)는 분산 클라우드 서버(200)에 할당된 지역의 그룹에 포함된 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)를 등록, 관리 및 제어하는데, 중앙 클라우드 서버(100)와 연동하여 할당된 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하고, 중앙 클라우드 서버(100)로부터의 제어신호에 따라 해당 스마트 미터와 스마트 박스를 제어할 수 있다. 또한 지역 미터 관리부(230)는 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)의 등록시에 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)에 대한 고유 정보에 기초하여 각각의 제품 기종 및 데이터 송수신 포맷을 설정할 수 있다.
지역 전력정보 산출부(250)는 분산 클라우드 서버(200)에 할당된 지역의 그룹에 포함된 스마트 미터(10)로부터의 검침 데이터를 수집하여 전력 정보를 분석하고 저장하며, 주기적 또는 필요시에 저장된 전력 정보를 추출하여 중앙 클라우드 서버(100)로 전송한다.
여기서 지역 전력 정보 산출부(250)는 스마트 미터로부터 제공된 검침 데이터와 이에 대한 전력 정보를 개별적으로 저장할 수도 있고 소정의 그룹 또는 지역 전체에 대한 전력 정보로 분석하여 저장할 수도 있으며, 전력 정보에 기초하여 산업별, 업종별, 계절별, 시간대별 등의 다양한 사용 패턴을 분석하여 그 결과를 저장할 수도 있다.
또한 지역 전력 정보 산출부(250)는 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)로부터의 검침 데이터와 상태 정보를 전송 받아 수집하고, 지역 미터 관리부(230)는 수집된 전력 정보에 기초하여 스마트 미터(10)와 스마트 박스(30)의 오류 발생을 판단하여 오류 발생시에는 오류 정보를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송한다.
나아가서 상기 도 4 상에 도시되어 있지 않지만, 분산 클라우드 서버(200)는 과금 데이터 생성부를 더 포함할 수 있으며, 상기 과금 데이터 생성부는 할당된 스마트 미터(10)와 스마트 박스(20)로부터 수집된 전력 정보에 기반하여 과금 데이터를 수집하여 분석하고 저장하며, 중앙 클라우드 서버(100)로부터 과금 정보의 요청시에 저장된 해당 과금 데이터를 추출하여 중앙 클라우드 서버(100)로 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템은, 지역별로 각각 분산 클라우드 서버가 해당 지역의 스마트 미터들 및 스마트 박스를 관리함으로써, 스마트 미터 및 스마트 박스가 이기종이며 이들로부터 제공되는 검침 데이터의 형식이 상이하더라도 지역별로 분산 클라우드 서버를 통해 조정이 가능하므로 전체적인 스마트 그리드 시스템의 구조를 개방형의 분산 아키텍쳐로 구성하는 것이 가능해진다.
또한 복수의 분산 클라우드 서버와 중앙 클라우드 서버가 연동하는 구조를 제시함으로써, 각각의 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하고 관리하기 위해서 각각의 조건에 맞춰 네트워크 망을 구성하고 이를 지원하는 플랫폼 및 서버를 구축할 필요가 없어지며, 이로 인해 스마트 그리드 시스템의 구축 비용을 절감하고 시스템의 확장이 용이해진다.
이하에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 이용한 스마트 미터링 방법에 대하여 실시예를 통해 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 그리드 시스템 상에스마트 미터와 스마트 박스를 등록시키는 실시예의 흐름도를 도시한다.
스마트 미터와 스마트 박스를 등록하기 위해 관리자가 원격접속단말기(400)를 이용하여 등록할 스마트 미터와 스마트 박스에 대한 설치 지역, 제품기종 등의 고유 정보를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S110)한다.
중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 미터 관리부(130)는 전송된 상기 고유 정보를 저장(S120)하고, 상기 고유 정보에 포함된 설치 지역 정보에 기초하여 복수개의 스마트 미터와 스마트 박스를 지역별로 그룹핑(S130)하는데, 이미 지역별 그룹이 분류된 상태에서 신규로 등록되는 스마트 미터 또는 스마트 박스의 경우에는 고유 정보에 포함된 설치 지역 정보에 기초하여 기설정된 지역별 그룹 중 해당 지역의 그룹에 추가로 포함시키게 된다.
그리고 중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 미터 관리부(130)는 각각의 그룹을 관리하는 분산 클라우드 서버(200)를 선택하여, 선택된 분산 클라우드 서버(200)에 해당 그룹의 스마트 미터와 스마트 박스를 할당하며, 신규로 등록하는 스마트 미터 또는 스마트 박스의 경우에는 해당 그룹을 관리하는 분산 클라우드 서버(200)에 추가로 할당된다.
중앙 클라우드 서버(100)에 의해 지역별 그룹의 분산 클라우드 서버(200)가 선택되면, 중앙 클라우드 서버(100)는 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하게 되는데, 여기서 분산 클라우드 서버(200)는 해당 스마트 미터와 스마트 박스의 고유 정보에 기초하여 제품 기종, 데이터 송수신 포맷 등을 설정하게 된다.
이와 같은 일련의 과정을 통해 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하여 중앙 클라우드 서버(100)와 분산 클라우드 서버(200)가 스마트 미터와 스마트 박스를 인식할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보 수집 및 제공에 대한 실시예의 흐름도를 도시한다.
스마트 미터(10)가 검침 데이터를 스마트 박스(30)로 전송(S210)하면 스마트 박스(30)는 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 수집(S220)하여, 분산 클라우드 서버(200)로 수집된 전력 정보를 전송(S240)한다. 이때 분산 클라우드 서버(200)의 전력 정보 요청(S230)에 의하거나 또는 주기적으로 스마트 박스(30)가 수집된 전력 정보를 전송할 수도 있고, 또는 스마트 미터(10)로부터 검침 데이터를 전송 받는 동시에 이를 분산 클라우드 서버(200)로 전송할 수도 있는데, 이와 같은 전력 정보의 전송 시점은 시스템의 상황에 따라 유동적으로 설정될 수 있을 것이다.
분산 클라우드 서버(200)의 지역 전력정보 산출부(250)는 스마트 박스(30)로부터 전송되는 전력 정보를 수집하여 분석하고 이를 저장(S250)하여 보유하게 된다.
그리고 관리자 또는 수요자 등의 원격접속단말기(400)로부터 전력 정보를 중앙 클라우드 서버(100)가 요청(S310)받으면, 중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 미터 관리부(130)는 해당 전력 정보와 관련된 스마트 미터 또는 스마트 박스가 포함된 그룹을 판단하고 해당 그룹을 관리하는 관련 분산 클라우드 서버(200)를 판단하여 선택(S320)하며 상기 관련 분산 클라우드 서버(200)로 전력정보를 제공받기 위한 연동 요청(S330)을 하게 된다.
상기 중앙 클라우드 서버(100)의 연동 요청에 따라 상기 관련 분산 클라우드 서버(200)의 지역 전력정보 산출부(250)는 보유하고 있는 전력정보 중에서 해당 전력정보를 검색(S340)하여 추출하고, 추출된 전력정보를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S350)한다. 여기서 분산 클라우드 서버(200)로부터 제공되는 전력정보는 상기에서 살펴본 바와 같이 산업별, 업종별, 계절별, 시간대별 등의 다양한 사용 패턴을 분석한 결과가 포함될 수도 있다.
중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 전력정보 산출부(150)는 상기 관련 분산 클라우드 서버(200)로부터 전송된 전력정보를 원격접속단말기(400)로 전송(S360)하는데, 필요에 따라서는 관리자 또는 수요자에게 보다 다양한 전력정보를 제공하기 위해 다양한 분석결과를 함께 제공할 수도 있다. 여기서 상기 다양한 분석 결과는 상기에서 살펴본 바와 같이 중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 전력정보 산출부(150)가 모든 전력 정보를 통합하여 산업별 전력 사용에 대한 분석 결과, 계절별 전력 사용에 대한 분석 결과, 전력 사용 패턴 분석 결과 등을 산출한 정보가 포함될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서의 전력 정보 수집 및 제공에 의하면 분산 클라우드 서버가 방대한 량의 전력 정보 데이터를 분산하여 보유하고 필요시에 중앙 클라우드 서버가 분산 클라우드 서버와 연동하여 전력 정보를 제공하므로 집중되는 부하를 분산시키고 서버의 용량이 방대해지는 문제를 해결할 수 있으며, 나아가서 보다 다양하고 체계적인 전력 정보를 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생 정보를 제공하는 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 이용하여 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생 정보를 제공하고 이를 복구하는 과정을 상기 도 7을 참조하여 살펴보면, 스마트 미터(10)는 주기적으로 또는 실시간 스마트 미터(10)의 동작 상태 정보를 스마트 박스(30)로 전송(S410)하며 스마트 박스(30)는 스마트 미터(10)의 상태 정보와 자신의 상태정보를 포함하는 전력정보를 수집(S420)하여, 상기 전력정보를 분산 클라우드 서버(200)로 전송(S430)한다.
분산 클라우드 서버(200)의 지역 전력정보 산출부(250)는 스마트 박스(30)로부터 전송되는 전력정보를 수집하고 저장하며, 분산 클라우드 서버(200)의 지역 미터 관리부(230)는 상기 전력정보에 포함된 검침 데이터와 상태 정보를 분석하여 스마트 미터(10) 또는 스마트 박스(30)의 정상 작동여부를 분석한다. 분석 결과 스마트 미터(10) 또는 스마트 박스(30)의 작동에 오류가 발생한 것으로 판단(S440)되면, 해당 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 정보를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S450)한다.
중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 미터 관리부(130)는 분산 클라우드 서버(200)로부터의 오류 정보에 따라 해당 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생 상황, 오류 내용, 복구 방법 등을 분석(S460)하여, 상기 오류 정보와 분석 결과를 관리자 또는 수요자의 원격접속단말기(400)로 전송(S470)하게 된다.
이후에 중앙 클라우드 서버(100)가 오류 분석 결과에 따라 해당 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 해당 스마트 미터 또는 스마트 박스에 대한 복구를 수행할 수도 있고, 또는 관리자나 수요자의 원격접속단말기(400)로부터 전송되는 제어 신호에 기초하여 중앙 클라우드 서버(100)가 해당 분산 클라우드 서버(200)와 연동하여 해당 스마트 미터 또는 스마트 박스에 대한 복구를 수행할 수도 있으며, 원격접속단말기(400)의 제어신호에 따라 스마트 미터 또는 스마트 박스를 제어하는 사항은 이후에 제시되는 실시예를 통해 살펴보기로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에 의하면, 관리자 또는 수요자가 현지를 방문하지 않고도 스마트 미터 또는 스마트 박스의 동작 상태와 오류 발생을 인식할 수 있으며, 더욱 나아가서는 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템이 자체적으로 오류를 복구하거나 또는 관리자나 수요자가 원격지에서 스마트 미터 또는 스마트 박스를 효과적으로 제어함으로써 오류 발생에 대한 복구가 가능하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 스마트 미터 및 스마트 박스를 제어하는 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서는 원격지에 위치된 스마트 미터 및 스마트 박스를 본 발명에 따른 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 통해 효과적으로 제어할 수 있는데, 가령 상기 도 7에서 살펴본 오류 발생시에 관리자 또는 수요자가 자신의 원격접속단말기를 통해 해당 스마트 미터 또는 스마트 박스를 원격지에서 제어할 수 있으며, 이를 상기 도 8의 실시예를 통해 살펴보기로 한다.
특정 스마트 미터(10) 또는 스마트 박스(30)의 제어가 필요한 경우에 관리자나 수요자는 자신이 보유한 원격접속단말기(400)로 중앙 클라우드 서버(100)에 접속하여 해당 제어신호를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S510)한다.
원격접속단말기(400)의 제어신호 전송에 따라 중앙 클라우드 서버(100)의 중앙 미터 관리부(130)는 상기 제어신호로 제어될 스마트 미터(10)나 스마트 박스(30)가 포함된 그룹을 관리하는 대상인 분산 클라우드 서버(200)를 판단(S520)하여 선택(S520)하고, 상기 제어신호를 선택된 대상 분산 클라우드 서버(200)로 전송(S530)하게 된다.
분산 클라우드 서버(200)의 지역 미터 관리부(230)는 전송된 제어신호에 따라 해당 스마트 박스(30)로 제어신호를 전송(S540)하며, 제어 대상이 스마트 박스(30)인 경우에는 제어신호에 따라 스마트 박스에 대한 제어가 실행(S550)되며, 제어 대상이 스마트 미터(10)인 경우에는 스마트 박스(30)가 제어신호를 스마트 미터(10)로 전송하여 스마트 미터에 대한 제어가 실행(S550)된다.
스마트 박스(30)는 제어 실행 결과를 분산 클라우드 서버(200)로 전송(S560)하며, 분산 클라우드 서버(200)의 지역 미터 관리부(230)가 제어 실행 결과를 분석(S570)하여 스마트 박스 또는 스마트 미터에 대한 제어 동작이 성공적으로 실행되었는지를 판단하게 된다.
여기서 스마트 박스 또는 스마트 미터로 제어신호가 전송되어 제어신호에 따라 스마트 박스 또는 스마트 미터가 동작되는 사항은 실질적으로는 분산 클라우드 서버(200)의 지역 미터 관리부(230)가 제어신호에 기초하여 해당 스마트 박스 또는 스마트 미터를 동작시키며, 또한 제어 신호에 따른 스마트 박스 또는 스마트 미터의 동작 결과는 분산 클라우드 서버(200)의 지역 미터 관리부(230)가 스마트 박스 또는 스마트 미터의 동작에 따른 신호 전송으로 판단할 수 있을 것이다.
이와 같은 과정을 통해 분산 클라우드 서버(200)가 스마트 박스(30) 또는 스마트 미터(10)에 대한 동작 제어를 실행하고 그 실행결과를 분석하여 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S580)하며, 중앙 클라우드 서버(100)는 분산 클라우드 서버(200)로부터의 제어실행 결과를 원격접속단말기(400)로 전송(S590)하여 관리자 또는 사용자에게 제공하게 된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 수요자 및 관리자는 자신의 원격접속단말기로 중앙 클라우드 서버에 접속하고, 중앙 클라우드 서버가 해당 분산 클라우드 서버와 연동하여 각종 전력 정보에 기반한 기기 제어 기능을 수행함으로써 수요자 및 관리자에게 다양한 전력 정보 및 오류 발생 정보를 효과적으로 제공하고 또한 수요자 및 관리자는 해당 기기에 대한 다양한 제어기능을 수행할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 스마트 미터링 방법에서 전력 정보에 기반한 과금을 수행하는 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
앞서 살펴본 바와 같이 각 지역별 그룹에 포함된 스마트 미터 및 스마트 박스를 관리하는 분산 클라우드 서버(200)의 지역 전력정보 산출부(250)는 스마트 미터의 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 저장하여 보유하고 있으며, 분산 클라우드 서버(200)의 과금 데이터 생성부는 지역 전력정보 산출부(250)가 보유하고 있는 전력정보를 기반으로 과금을 위한 데이터 분석(S610)하여 과금 데이터를 생성하고 생성된 과금 데이터를 저장한다.
그리고 중앙 클라우드 서버(100)가 과금 정보를 요청(S620)하면 분산 클라우드 서버(200)의 상기 과금 데이터 생성부는 보유하고 있는 과금 데이터 중에서 요청된 과금 정보에 대한 과금 데이터를 검색(S630)하여 추출하고 이를 중앙 클라우드 서버(100)로 전송(S640)한다.
중앙 클라우드 서버(100)의 과금 산출부는 분산 클라우드 서버(200)로부터 제공된 과금 정보에 기초하여 사용 요금 등을 산출하여 해당 수요자에 대한 과금 기능을 수행(S650)하고, 과금 정보와 과금 수행 결과를 수요자 또는 전력공급자 등의 원격접속단말기(400)로 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면 수요자 또는 전력 공급자 등에게 전력 사용에 대한 다양한 정보를 제공함과 동시에 전력 사용에 대한 과금 기능을 수행함으로써 수요자 또는 전력 공급자에게 통합적인 전력 사용에 대한 정보 제공이 가능해진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 10a, 10b, 10c : 스마트 미터,
30, 30a, 30b, 30c, 30d : 스마트 박스,
50 : 전력 관리 센터의 중앙 서버,
100 : 중앙 클라우드 서버,
110 : 중앙 통신부, 130 : 중앙 미터 관리부,
150 : 중앙 전력정보 산출부,
200, 200a, 200b : 분산 클라우드 서버,
210 : 지역 통신부, 230 : 지역 미터 관리부,
250 : 지역 전력정보 산출부,
400, 410, 420 : 원격접속단말기.
30, 30a, 30b, 30c, 30d : 스마트 박스,
50 : 전력 관리 센터의 중앙 서버,
100 : 중앙 클라우드 서버,
110 : 중앙 통신부, 130 : 중앙 미터 관리부,
150 : 중앙 전력정보 산출부,
200, 200a, 200b : 분산 클라우드 서버,
210 : 지역 통신부, 230 : 지역 미터 관리부,
250 : 지역 전력정보 산출부,
400, 410, 420 : 원격접속단말기.
Claims (16)
- 기설정된 지역에 분산 배치된 하나이상의 스마트 미터 및 하나이상의 스마트 박스로부터 검침 데이터를 전송 받아 전력 정보를 수집하며, 상기 스마트 미터와 상기 스마트 박스를 제어 및 관리하는 분산 클라우드 서버; 및
각 지역별로 배치된 복수개의 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 상기 전력 정보를 분석하여 원격접속단말기로 상기 전력 정보 및 분석 결과를 제공하며, 상기 원격접속단말기로부터의 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스에 대한 제어신호를 전송 받아 제어 대상인 스마트 미터 또는 스마트 박스를 관리하는 분산 클라우드 서버를 통해 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스를 제어하는 중앙 클라우드 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 분산 클라우드 서버는,
기설정된 지역에 분산 배치된 상기 스마트 미터와 상기 스마트 박스를 상기 중앙 클라우드 서버와 연동하여 등록, 제어 및 관리하는 지역 미터 관리부;
상기 스마트 미터의 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 저장하고 분석하는 지역 전력 정보 산출부; 및
상기 스마트 박스 및 상기 중앙 클라우드 서버와 데이터를 송수신하는 지역 통신부를 포함하며,
상기 중앙 클라우드 서버는,
복수개의 스마트 미터와 복수개의 스마트 박스의 설치 지역에 따라 지역별 그룹으로 분류하고 각 지역별 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하며, 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록, 제어 및 관리하는 중앙 미터 관리부;
상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 전력 정보를 분석하여 상기 원격접속단말기로 제공하는 중앙 전력 정보 산출부; 및
상기 원격접속단말기 및 상기 분산 클라우드 서버와 데이터를 송수신하는 중앙 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는,
상기 원격접속단말기로부터 스마트 미터와 스마트 박스의 설치 지역을 포함하는 고유 정보를 획득하여 저장하고, 상기 고유 정보에 기초하여 상기 설치 지역을 포함하는 지역별 그룹이 할당된 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 분산 클라우드 서버의 지역 전력 정보 산출부는,
상기 스마트 미터와 스마트 박스로부터 동작에 대한 상태 정보를 제공받고,
상기 분산 클라우드 서버의 지역 미터 관리부는,
상기 상태 정보와 검침 데이터를 기초로 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 오류 발생을 판단하여 오류 정보를 생성하며,
상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는,
상기 분산 클라우드 서버로부터 상기 오류 정보를 획득하여 분석하고, 상기 원격접속단말기로 상기 오류 정보와 분석 결과를 전송하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 중앙 클라우드 서버의 중앙 미터 관리부는,
상기 원격접속단말기로부터 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 동작에 대한 제어신호를 전송 받아 제어할 스마트 미터 또는 스마트 박스가 포함된 지역별 그룹을 관리하는 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 분산 클라우드 서버로 상기 제어신호를 전송하며,
상기 선택된 분산 클라우드 서버의 지역 미터 관리부는,
상기 제어신호에 기초하여 상기 스마트 미터 또는 상기 스마트 박스를 제어하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 분산 클라우드 서버는,
상기 지역 전력 정보 산출부가 보유한 전력 정보를 기반으로 전력 사용에 대한 과금 데이터를 생성하는 과금 데이터 생성부를 더 포함하고,
상기 중앙 클라우드 서버는,
상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 과금 데이터 생성부가 생성한 과금 데이터에 기초하여 전력 사용 요금을 산출하여 과금을 수행하는 과금 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산 클라우드 서버 또는 중앙 클라우드 서버는 가상 서버 상에 형성될 수 있으며,
복수개의 상기 분산 클라우드 서버 중 하나이상의 분산 클라우드 서버가 동일한 가상 서버에 형성되거나,
상기 분산 클라우드 서버 및 상기 중앙 클라우드 서버가 동일한 가상 서버에 형성된 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원격접속단말기는, n-스크린 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템. - 클라우드 기반 스마트 그리드 시스템을 이용한 스마트 미터링 방법에 있어서,
중앙 클라우드 서버가 복수개의 스마트 미터 및 복수개의 스마트 박스를 설치된 지역에 따라 지역별 그룹으로 분류하고, 각 지역별 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계;
상기 분산 클라우드 서버가 할당된 지역별 그룹에 포함된 스마트 미터로부터의 검침 데이터를 포함하는 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계; 및
상기 중앙 클라우드 서버가 상기 분산 클라우드 서버와 연동하여 상기 분산 클라우드 서버가 보유한 전력 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계는,
상기 중앙 클라우드 서버가 원격접속단말기로부터 스마트 미터와 스마트 박스의 설치 지역을 포함하는 고유 정보를 전송 받고 저장하는 단계;
복수개의 상기 스마트 미터와 복수개의 상기 스마트 박스를 상기 설치 지역에 따라 그룹으로 분류하고 각 그룹마다 분산 클라우드 서버를 할당하는 단계; 및
상기 중앙 클라우드 서버와 상기 분산 클라우드 서버가 연동하여 상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 고유 정보는 상기 스마트 미터 및 스마트 박스에 대한 제품 기종 및 데이터 송수신 방식을 포함하며,
상기 스마트 미터와 스마트 박스를 등록하는 단계는,
상기 분산 클라우드 서버가 상기 고유 정보에 포함된 상기 스마트 미터와 스마트 박스의 제품 기종 및 데이터 송수신 방식에 기초하여 통신 인터페이스를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는,
상기 분산 클라우드 서버가 상기 스마트 미터의 검침 데이터를 포함하는 전력정보를 획득하여 저장하는 단계; 및
상기 분산 클라우드 서버가 상기 전력정보에 기초하여 산업별, 업종별, 계절별, 시간대별의 사용 패턴을 분석하고 그 결과를 포함하는 전력정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 전력 정보를 제공하는 단계는,
원격접속단말기로부터의 전력 정보 요청에 따라, 상기 중앙 클라우드 서버가 상기 전력 정보 요청과 관련된 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 상기 분산 클라우드 서버로 전력 정보 연동을 요청하는 단계;
상기 분산 클라우드 서버가 전력 정보 연동 요청에 따라 보유한 전력 정보 중 상기 전력 정보 요청과 관련된 전력 정보를 추출하여 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계; 및
상기 중앙 클라우드 서버가 상기 원격접속단말기로 상기 전력 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는,
상기 분산 클라우드 서버가 상기 스마트 미터와 스마트 박스로부터 동작에 대한 상태 정보를 전송 받는 단계;
상기 분산 클라우드 서버가 상기 검침 데이터 및 상태 정보에 기초하여 상기 스마트 미터 또는 스마트 박스의 동작에 대한 오류 발생을 판단하는 단계; 및
상기 분산 클라우드 서버가 상기 오류 발생에 대한 오류 정보를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 중앙 클라우드 서버는 상기 오류 발생에 대한 오류 정보를 분석하여 상기 오류 발생에 대한 오류 정보 및 분석 결과를 원격접속단말기로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 클라우드 서버가 원격접속단말기로부터 스마트 미터 또는 스마트 박스의 제어신호를 전송 받는 단계;
상기 중앙 클라우드 서버가, 제어대상인 스마트 박스 또는 스마트 미터가 포함된 지역별 그룹이 할당된 분산 클라우드 서버를 판단하여 선택하고, 선택된 분산 클라우드 서버로 상기 제어신호를 전송하는 단계;
상기 선택된 분산 클라우드 서버가 상기 제어신호에 기초하여 상기 스마트 박스 또는 스마트 미터를 제어하여 실행결과를 분석하는 단계;
상기 선택된 분산 클라우드 서버가 상기 실행결과를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계; 및
상기 중앙 클라우드 서버가 상기 원격접속단말기로 상기 실행결과를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법. - 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 정보를 수집하여 분석하고 저장하는 단계는,
상기 분산 클라우드 서버가 수집된 전력 정보를 기반으로 과금 데이터를 생성하여 분석하는 단계; 및
상기 분산 클라우드 서버가 상기 과금 데이터 및 분석 결과를 상기 중앙 클라우드 서버로 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 전력 정보를 제공하는 단계는,
상기 중앙 클라우드 서버가 상기 과금 데이터 및 분석 결과를 기반으로 전력사용에 대한 과금을 수행하는 단계; 및
상기 중앙 클라우드 서버가 상기 분석 결과 및 과금 수행 결과를 포함하는 과금 정보를 원격접속단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 기반 스마트 미터링 방법.
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