KR20130030725A

KR20130030725A - 전력수급재난방지시스템

Info

Publication number: KR20130030725A
Application number: KR1020120100238A
Authority: KR
Inventors: 최창준
Original assignee: 최창준
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-03-27
Also published as: JP2014525732A; WO2013042893A3; KR20130030707A; KR20140016414A; JP5860964B2; EP2760097A4; KR20140016418A; EP2760097A2; US20140203641A1; WO2013042893A2; CN103814494A; KR101455568B1

Abstract

전력 수급의 불일치로 전력예비율은 0%로 근접하게 되고 전력망의 전기품질이 급격히 하락하여 대규모 정전사태를 야기하여 이른바 블랙아웃이 발생한다.
본발명은 자동적이고 경제적으로 방지하는 전력수급불일치로 인한 재난을 방지하기 위한 시스템과 그 구성에 관한 것이다.
아울러 블랙아웃을 막기 위해 일정 수준 이상 수요를 초과하는 공급을 하여 일정 전력 예비율을 유지하기 위해 지출하는 막대한 발전 연료비의 절감에 관한 방안을 제시하는 발명이다.
전력예비율을 모니터링하는 중추기관에서 이들 전력예비율의 위험 등급을 정하고 그에 따라 그 위험 정도를 각 수용가로 전달하는 전기 기초주파수에서의 전기 파형의 품질적 물리 수치, 예컨대, 전압, 주파수, 왜율 과 같은 전기품질 수치의 표준 기준치에서의 이격 정도나 전기 파형의 위상변동을 야기시킨 전기를 수용가로 공급하고 수용가의 옥내 배선 분기회로의 분기점인 분전반이나각 전기기기에서 이를 파악하여 그 정도에 따라 분전반 이하 분기회로들에 미리 정해둔 우선순위에 따라 중요도가 낮은 것부터 선택적으로 단계적으로 말단부하를 자동으로 차단하거나 각 전기기기의 부하를 증감,단속하거나 또는 그 부하가 추구하는 제어 목표치 값을 변동시킴으로서 광범위하게 그리고 일시적으로 대규모 전기공급 단위 지역내의 각 수용가에서 필요 우선순위가 낮은 말단 전기부하만을 선택적으로 그리고 단계적으로 조절할 수 있도록 하여 전체 전력망의 총수요를 쉽게 컨트롤 할 수 있도록 하고 발전소의 사고, 전쟁, 급격한 전기 수요 급증 등 전기적인 재앙상황을 자동적으로 피해나갈 수 있는 방법과 기존 그를 위해 과도하게 유지하던 전력예비율을 적절히 낮추어 전력예비율 유지를 위한 막대한 발전연료비의 절감 방안과 그 장비에 관한 발명이다.

Description

전력수급재난방지시스템{Electric Power demand-supply mismatch Disaster Preventing System}

본 발명은 전력 계통망에 있어 공급 측인 발전, 송전, 배전의 과정, 수요 측인 전기 수용가에 인입된 전기의 분전 과정 또는 전기 콘센트를 통해 전력을 공급받는 각종 전기 기기에 걸쳐 관련있는 기술이다.

본 발명은 광역의 전기 공급망에서의 전기 수급 문제로 전력예비율이 일정 이하로 떨어지는 경우 이를 전기 품질에 의도적으로 반영하였거나 자연스럽게 품질이 낮아진 전기를 공급하고 각 수용가에서는 공급되는 전기의 품질을 파악하여 그에 따라 미리 등급 지워진 말단 전기 부하의 종류 별 우선 순위에 따라 부하의 증감과 단속 또는 그 부하가 제어하는 목표치의 증감, 종료 등의 관리를 수행하여 전체 전기계통에서 전력의 수급이 문제가 될 경우 각 수용가에서 긴급도가 낮은 전기 부하부터 수요를 단계적 순차적으로 감소 또는 차단시켜 전체 계통망의 총합의 전기 수요를 조절할 수 있게 된다.

이는 광역적인 정전 사태인 블랙아웃을 예방할 목적의 전력 수급의 완충 버프를 확보하기 위하여 수요 보다 높은 전기 공급을 유지하는 높은 전력예비율을 대체하는 대체 버프를 구비하는 것이므로 평상시 전력예비율을 상대적으로 낮게 유지할 수 있는 방법을 실현하여 평시발전용 연료비 절감 기술에 관한 것이다.

전력 계통망에서 사고나 과다 전력의 사용으로 인해 전력 예비율이 위험수위로 떨어지는 경우 전력 공급 측에서 의도적으로 프로토콜로 정한 바에 따라 전기의 품질 요소인 전압, 주파수,왜율 기타 전기의 품질을 목표 표준치에서 이격된 정도로 등급을 지워 해당 등급에 맵핑되는 품질의 전기를 수용가로 공급하는 형태로 전력예비율의 위험 수위의 정보를 브로드캐스팅으로 전달하는 방법으로 구현한다.

아울러 계통망 또는 국지 계통에서의 전력 공급이 원활치 못하여 저절로 품질이 떨어지는 전기가 공급되는 경우까지 포함하여,수용가 내의 분전 시스템 수준에서 또는 콘센트를 거친 말단 전기 기기의 수준에서 인입되는 전기의 품질을 확인한다.

본 발명을 분전 시스템에 적용된 경우는 수용가 내 긴급도가 낮은 말단 분기 부하부터 선택적으로 단계적으로 우선 부하 차단하는 방식, 전기 기기에 적용된 경우는 자기에게 부여된 긴급 등급에 대응한 전기의 인입을 인지하여 전기 기기의 부하 차단 전 미리 대비할 대응 동작을 할 수도 있고 이후 부하를 차단하거나, 또는 그 전기기기가 제어하고자 하는 제어 목표치 값의 증감신호를 발생하거나, 그 목표 제어를 위한 부하를 조절하거나 그 부하 자체를 차단하는 등의 작동을 하여 전기 계통망의 수용가 측에서 자동적으로 각 전기기기의 전력 수요를 증감 또는 차단 관리할 수 있고 이를 위한 위험 상태 정보의 전파를 광역적으로 획일적인 수단을 통해 가능해지고 결국 전체 전력망의 전력 총 수요를 감소시켜 자동적으로 예비전력고갈로 인한 재앙적 사태를 막는 전기 공급망을 유지하는 기술이다.

요소 기술로는 전력의 생산 공급 과정에서 전기의 품질요소를 변경시키는 기술, 수용가내의 분전반 또는 전기기기에서 인입되는 전기의 품질 요소를 파악하는 기술, 그리고 그 파악된 정보를 기초로 부하를 관리하거나 그 부하가 조절하고자 하는 제어 목표치를 관리하는 기술 및 그와 같은 전기 품질에 반영하는 전력망의 위험도를 체계적으로 관리하는 기술 등이다.

전기가 가지는 물리적인 수치로 전압, 전류, 교류 주파수 등 기본 값과 아울러 왜율 기타 시간과 에너지량등과 연관하여 다양한 품질수치를 상정할 수 있다. 좋은 품질의 전기란 일정한 전압, 일정한 범위내의 교류 주파수, 전기 플리커가 없고 정형적인 사인파 형태를 유지하여 낮은 왜율을 보이는 것, 순간과전압, 순간전압강하, 고조파 장애와 같은 전압 외란이 없을 것을 말하고 있다.

이들 품질관련 수치는 일정한 목표 기준치를 상정하고 그에 일정한 오차범위를 가정하여 그 범주가 넘지 않도록 기술적으로 관리하나 여러 가지 이유로 인해 전기품질이 나빠지면 그 범주를 일탈하기도 한다. 가장 나쁜 전기품질적 상황은 정전, 또는 단전이며 가장 최악의 재앙적 상황은 전체 전기계통에서의 전기 수요에 전기 공급이 대응하지 못하는 과부하로 인한 전국적인 정전사태 즉 블랙아웃이 발생하는 것이다. 이를 방지하기 위해 전력회사 또는 전력거래소에서는 전기의 생산과 수요를 항상 모니터링하고 있으며 여분의 전력예비율이 유지되도록 한다.

말단 전기 수용가 측에서도 이들 품질요소는 기술적으로 쉽게 모니터링이 가능하다 기초적인 전압계나 전류계에서 비롯하여 실험실용 오실로스코프 등으로 확인가능하며 정밀계측을 위한 고가 장비도 있다. 전압, 주파수의 측정기술은 오래된 기술이며 단지 이를 쉽게 구현하는 모듈화는 얼마나 저렴한 수단을 기술적으로 제공할 수 있는가의 문제일 뿐이다.

일반 전기 수용가는 외부의 전원을 분전반을 통해 각 방의 콘센트 또는 조명 등으로 분별하여 분전하고 있다. 이들 분전은 병렬로 연결하여 동일전압이 유지되도록 하는 각 병렬로 나뉘는 분기 전원 회로는 말단의 부하의 종류에 따라 중요도를 구별하고 선택적으로 차단하는 스위치를 통해 제한적인 사용이 충분히 가능하다.

현재 분전반은 수동스위치로 각 분기 회로를 차단케 하며 과전압이나 기타 이상에 의해 자동으로 전원을 선택적으로 차단하는 안전 장치가 구현되어 있다. 이들 이미 구현된 스위치 기능에 이를 전기적으로 작동 시키는 제어용 기기를 고안하여 외부에서 원하는 순간에 또는 주어진 어떤 논리 알고리즘에 따라 자동적으로 정해진 분전 말단 부하의 분기회로를 차단하는 것은 기술적으로 난해하지 않다.

전기 기기의 경우에서도 인입되는 전기의 전압, 기본주파수,왜율 등 기초적인 전기품질의 등급을 미리 정해둔 기준에 따라 파악하는 것은 충분히 가능하다. 그 등급 정보를 외부에 단자로 전달하거나 전기 부하 자체를 단속하는 것은 난해하지 않다.

본 발명은 이와 같은 외부에서 들어오는 전기의 품질 지표를 분석하여 그 지표가 정해진 표준치에서 벗어나는 이산 정도 또는 그 시간적인 변화 패턴에 미리 프로토콜로 약속한 대응 응급지수를 상정하고 그 응급지수에 맞추어 전기가 인입되는 지를 파악한다.

파악 결과에 따라 본 발명이 적용된 곳이 분전반일 때는 사전에 중요도가 정해진 분전되는 각 분기 회로를 자동으로 선택적으로 우선 순위 별로 단계적으로 차단하거나 다시 재 연결하고, 전기 기기에 적용된 경우는 그 응급지수의 등급 정보를 포트로 제공하여 부하 자체의 단속, 증감 신호로 사용하거나, 그 부하가 제어하고자 하는 제어 목표 물리량의 목표치의 증감, 설정하는데 사용하거나, 부하를 구동하는 전력자체를 단속하는데 사용하는 것이다. 아울러 같은 포트 정보는 기기에 전력 차단 전 사전 대비 작동을 수행하라는 트리거 신호로서 작용할 수도 있어 안전한 부하차단의 방법도 제공한다.

외부에서 전기를 생산 공급 관리하는 주체는 의도적으로 정해진 표준치를 벗어나는 전기를 생산 공급하는 방식을 통해 전기 사용의 일부 차단 제어를 전국적인 범위에서 배전망을 통해 브로드캐스팅으로 전달하는 기술적 수단을 가지게 된다.

전력예비율이 일정 수준 이하로 떨어지는 경우 이를 위험등급으로 나누어 일부러 공급하는 전기의 발전, 송전, 배전 등 전력계통의 각 단계에서 의도적으로 표준 기준치에서 일정 범위 떨어진 전압, 주파수, 왜율 기타 전기품질의 전기를 생산, 가공하여 공급하는 것은 어렵지 않다. 이론적으로는 낮은 전압은 별도의 부하나, 부가적인 변압장치의 선택적인 작동, 발전터빈의 회전속도의 자동제어 목표치의 변경 등 기술적인 방안이 불가능하지 않다.

유사한 기술로서 스마트그리드 관련 기술이 있으며 이는 전체 전력망의 전력 사용 상태와 그에 따른 전기 가격 정보를 주파수가 높은 대역에 실어 보내는 전력선 통신이나 인터넷 전용선, 광대역 무선통신 등의 수단을 통해 각 수용가에 전파하고 그 정보를 근거로 각 수용가에서 전기기기의 사용방식과 여부를 결정하게 하는 기술이다.

그러나 별도 통신 수단의 필요에 따른 통신 보안 문제가 중요이슈가 되고 있고 수용가 측에서의 수신 장비의 가격이나 통신 요금의 문제가 있어 공급하는 전기의 기본 주파수의 파형에서 파악 가능한 기초적인 물리량에 정보를 실어 보내는 본 발명의 방식에 비해 비경제적이다.

최종적으로는 전체 전기계통에 있어 전력공급보다 전력수요가 초과하여 전력예비율이 일정범위 이하로 떨어져서 선택적인 단전을 실시하거나 또는 전체 전력계통의 전기 품질이 사용 수준 이하로 떨어져서 대규모의 정전이 되는 블랙아웃 상황이 발생하는 것을 막기 위한 것이며 현재 블랙아웃을 방지하기 위해 전력예비율을 일정 수준 이상 확보하려 실제 필요 전력보다 더 많은 예비 전력을 생산하기 위해 지불하는 발전 연료비의 절감을 위한 것이다.

기술적으로는 전력 계통망에서의 전력 수급 상태의 위험 정도 정보를 획일적이고 경제적인 방법으로 각 수용가에 전파하는 방법을 획득하고 수용가 측에서는 그 방법에 맞춰 전달된 정보에 따라 수용가 내의 전력 수요를 적절히 우선 순위 별 단계적으로 자동적으로 기기 별로 조절하는 수단을 확보하는 것이다.

건물 전체에 일괄적인 적용을 위해서는 분전반 수준에서 말단 분기 부하를 중요도에 따라 단속하는 방식도 가능하고 각 전기 기기 별로 중요도의 등급을 사전에 정해 놓고 인입되는 전기에서 추출한 전체 전력망에서의 전력 상태 정보에 기초하여 자기 부하를 적절하게 조절 또는 단속하는 것이다.

전기공급자는 공급하는 전기의 품질관련 지표에 정해진 기준치에서 조금 이탈시킨 전기를 생산 공급하거나 이탈 정도의 고저의 시간적인 변화 추이를 일정하게 미리 정해진 프로토콜 규약상의 패턴대로 수용가에 공급하면 각 수용가에서 분전반 수준에서 하위 분기회로 단위로 또는 부하를 사용하는 전기기기 수준에서 이를 분석하여 자기에게 부여된 중요도에 따라 부하를 조절한다. 이에 사용할 정보를 광역 전기 공급망에서 동시에 일괄적으로 브로드캐스팅의 개념으로 공급하는 전기에 특정 규약대로 기본 주파수에 실어서 전송 실현하는 시스템을 구현하는 것이다.

전기 품질 기준은 전기의 생산, 송전, 배전 등의 계통적 과정을 거처 일반 수용가에는 나라마다 다르겠지만 대한민국의 경우는 2011년 9월 현재 전기사업법 시행규칙에 의거하여 대표적으로 전기의 기본 주파수 파형의 경우 (110±6)V, (220±13) V, (380±38) V, (60±0.2)Hz의 준수를 요구하고 있다. 이를 대표적인 전기품질지수라고 한다면 전기품질지수는 일정 정해진 기준에 상하 마진을 두고 있다. 전력망으로 전체 시스템으로 구현된 전력계통에서는 특정 배전 시스템 이후에 연결된 수용가는 동일한 품질의 전기를 공급받으며 이들 품질 지수는 동일하다

의도적으로 수용가에 일정한 품질지수 예컨대 (220-10)V의 전기를 공급하는 경우 해당 수용가 군의 영역에 한정하여 브로드캐스팅의 개념으로 10이라는 특정 정보를 전달할 수 있다. 위의 상하 마진 내에 또는 그 바깥에 별도의 마진을 두어 중심값에서 이격한 정도로서 현재 전력비상 상황 단계를 해당 영역의 수용가에 일방적으로 브로드캐스팅하여 전달할 수 있다.

예를 들어 220V 수용가에 일부 마진을 두어 ±10V 범위는 정상적인 전기 공급이고 -11V는 위험단계 1단계, -12V는 위험단계 2단계, -13V는 위험단계 3단계를 일괄 고지하는 것이라고 정한다면 또는 조절 가능한 대역폭을 정해 그 대역폭 마다 위험단계 번호를 할당하고 이에 맞춘 전기를 해당 배전시스템 이후의 수용가 전체에 일괄 공급한다면 현재 전력공급의 위험단계를 쉽게 알릴 수 있다.

수용가 말단에 공급하는 전력의 품질을 얼마나 정교하게 컨트롤 할 수 있는가에 따라 더욱 정밀한 분해능으로 더 많은 식별 값을 광범위하게 전달할 수 있다. 그러나 220V라는 기준치도 제어 목표치일 뿐이고 실제 값은 국지적인 상황, 수급 상황에 따라 변동하는 불규칙적인 값을 나타내지만 이는 분해능의 값을 일정 구간으로 설정하여 마진을 두는 방법을 통해 충분히 특정 정보의 정확한 값을 전달할 수 있다.

보다 안전하고 정확한 정보를 전달하기 위해서 이들 전기의 물리값이 중심값에서 이격된 정도의 패턴이 시간에 따라 고저의 변화 양상을 미리 정해둔 프로토콜 규약으로 정해 그에 맞추어 그 전기 품질을 가공하여 전기를 공급하고 수용가의 분전반 또는 전기기기에서 인입되는 전기의 품질을 시간 추이에 따라 프로토콜에 기반하여 해석하여 전달 정보의 진위를 판단하여 이를 적용하거나 말거나 결정할 수도 있다.

또한 전기의 기초 주파수의 파형에 갑작스런 위상의 변동이 발생시킬 때 그 위상 변동의 크기에 어떤 정보를 맵핑하여 전송할 수도 있다. 이와 같은 수단으로 전달한 정보는 수용가의 분전반에서 이 전기의 위험단계 지표를 해석하여 각 위험단계에 따라 미리 정해진 병렬로 분전된 말단 부하를 릴레이나, 퓨즈, 포토트랜지스터 등 각종 스위치기구를 이용하여 차단 또는 연결하여 수용가에서 위험단계에 따라 덜 필수적인 전원부터 선택적으로 자동으로 차단하거나 재 연결하여 광역의 전력망에서의 전력사용을 위험단계와 말단 부하의 중요도에 따라 선택적이고 단계적인 차단, 연결을 자동적으로 이루어지도록 한다.

수용가의 전기 분전반 수준에서 부하를 차단케 할 수도 있지만 수용가에서 사용하는 전기기기의 수준에서 인입되는 전기의 품질을 판단하고 그 전기 품질의 이격된 정도 또는 프로토콜 상에 정해진 전기 품질의 고저의 시간적 변화 양태로 분석한 정보나 위상 변동에 기초하여 미리 정해둔 기준에 따라 해당 전기기기의 부하를 차단할지 말지를 결정하거나, 그 전기기기가 제어하는 제어 목표치의 증감, 변동을 야기할 수도 있다. 아울러 부하를 차단할 경우 미리 사전적 대비 동작을 수행하라는 신호로 작동할 수 있다.

전쟁, 발전소의 사고, 급격한 과부하등으로 야기될 수도 있는 국가적인 전기 재앙인 블랙아웃, 또는 블랙아웃을 예방하기 위한 의도된 정전의 사태를 막을 수 있다. 이는 각 수용가 내에서 중요도에 따라 우선순위가 낮은 말단부하만을 단계적으로 선택적으로 전국적으로 또는 광역적으로 차단하거나 그 부하를 조절 하는 것이 가능하기 때문이다.

이로 인해 교통시설, 병원응급시설, 보안 안보관련 전기시설, 중요 산업시설, 전산망, 아파트 승강기 등 필수 유지되어야 하는 등급이 높은 전원부하는 살려두고 중요도가 낮은 말단 부하만을 선택적으로 전국적 또는 광역적으로 자동 차단하거나 그 부하를 조절하는 공익적 효과도 가져온다.

이러한 선별적 선택적 부하의 단속, 조절은 배전하는 전기의 전압, 주파수 등 기본 주파수의 전기 파형의 물리량을 일부 상승 또는 하강이라는 간단한 조작을 통해 자동적으로 모든 수용가에 브로드캐스팅으로 정보를 간편하게 전달하므로 이를 관리하는 비용 부담이 적다.

전력소모가 큰 냉난방기기나 전열기기 모터 등 동력기기와 같은 수용가의 전기기기에 내부에 인입되는 전기에 실린 정보에 기초하여 부하를 자동으로 차단하거나 실내 온도 등 제어 목표치를 전기를 절약하는 상태로 자동적으로 변동시키는 시스템이 광범위하게 갖추어지는 경우 비상상황에서 전력예비율이 0로 떨어져서 블랙아웃이 되는 것을 막기 위해 불필요하게 높게 유지하는 전력예비율의 기준치를 낮게 책정할 수도 있으므로 막대한 발전 연료비의 절감도 가능하다.

피크치 전력 사용을 조절하기 위한 수단으로 대두된 스마트그리드 기술과 비교해 본다.스마트그리드는 현재의 전력 사용량 또는 그에 비례하여 책정된 전력요금 단가를 유선 인터넷, 무선인터넷망, 또는 전력선의 고주파 대역에 정보로 실어 각 수용가로 전달하고 수용가에서는 유무선 인터넷의 통신선이나 전력선 통신망으로 전달된 전체 계통망의 전력 사용 정보를 해석하여 수용가내에서 특정 전기기기를 사용할지 말지를 결정하여 본 발명과 유사한 효과를 거둔다.

그러나 이 스마트그리드 기술에 비해 본 발명은 몇가지 더 뛰어난 효과를 보여주는데 그것은 다음과 같다. 첫 째 별도의 통신망의 구축 및 수용가에서의 그 수신 시설이 불필요하다.인터넷 망이나 기타 통신망을 구축하는 경우 별도의 구축 비용이 소요되며 이를 유지하는 경상 통신비의 지출이 요구된다. 위급 상황이 아닌 평상시의 전력수요를 평탄화 하는 장점이 있지만 공급하는 전기의 기본 주파수에 위험 정보를 실어 보내는 것에 비해 과도한 시스템 유지 비용이 요구되고 개발도상국이나 미개발국가에서 시스템으로 적용하기에는 과도한 부담이다.

둘째 스마트그리드의 통신수단은 보안상 취약점도 상정해 볼 수 있고 이에 대한 대비에 막대한 비용과 노력이 든다. 그러나 전기의 기본 주파수 파형의 위상과 모양의 변화라는 수단으로 정보를 전달하는 경우 그 정보를 변경시키기 위해서는 대전력의 막대한 전기공급 수단의 통제가 필요하고 이는 전기계통을 책임지는 시설에 접근 가능 능력이 없다면 불가능하다.

셋째 전기 계통망의 수급이 불안정해지면 자동적으로 별도의 의도적인 조절이 없어도 또는 의도적인 조절 장치의 고장이나 작동 불량인 경우에도 자연적인 공급 전기의 불량 상태로 떨어짐에 의해 수용가에 위험 정도가 전파되고 수요 조절이 일어나는 장점이 있다.

도 1은 전체 전력 계통망에서 본 발명의 실시를 모식한 것이다.
도 2는 옥내 분전반의 일부로서 본 발명이 실시된 것을 모식한 것이다.
도 3은 각 전기기기의 일부로서 본 발명이 실시된 것을 모식한 것이다.

전력회사 또는 전력거래소는 전국적인 수준에서 현재 전력공급 및 전력 수요를 모니터링하고 있다. 이를 전기모니터링중추(100)라고 하면 전기모니터링중추는 전력의 수요공급의 차이를 반영하는 전력예비율이 일정수준이 유지되도록 관심을 기울인다. 만약 전력예비율이 일정 수준 이하로 떨어질 경우 그 정도에 따라 위험단계를 인지하고 발전 및 송배전망 중 말단 수용가(300)로 향하는 각 단계, 발전, 송전, 배전의 단계 중에서 수용가에 공급하는 전기의 기본 주파수 파형의 품질적인 물리값, 즉 전압 또는 주파수, 왜율, 위상 변동 등의 값이 정해진 일정 기준치에서 일정 정도 벗어난 값이 되게 또는 그 벗어난 정도가 일정한 고저의 패턴을 가지게 프로토콜로 서로 미리 약속한 바대로 만들어 전기를 생산 또는 가공하여 공급한다.이런 가공의 의도적인 절차가 고장으로 누락된 경우에도 계통망에서의 전기의 수요공급의 불일치로 인한 자연스런 기본 주파수 전기의 전압이나 주파수 등 품질 저하의 발생에 따라 일정 기준치에서 일정 정도 벗어난 물리 값의 전기가 무리없이 공급이 된다.

수용가내의 전기기기나 분전반의 인입단에서 공급되는 전기의 품질을 판단하여 자기에게 부여된 등급과 일치하는 경우 자기가 가지는 전기부하를 단속하는 스위치로서 또는 그 부하가 제어하고자 하는 목표 제어 값의 증감, 변동을 일으키는 신호를 발생시키는 회로의 형태로서 또는 그 회로가 적용된 모듈화된 부품 또는 그 부품 또는 회로가 적용된 전기기기의 형태로 본 발명은 실시된다.

전기모니터링중추(100)에서 배전시스템(200)으로 위험단계를 전파하는 방법 및 배전시스템(200)에서 수용가(300)에 정해진 위험단계정보에 맞추어 전기품질지수에 맞춘 표준 목표 기준치에서 벗어난 전기품질의 전기로 가공하는 방법은 기술적으로 다양한 방법을 동원할 수 있다. 변전소등 배전시스템(200), 또는 상위인 발전, 송전 단계에서 수용가(300)에 적절한 전기품질지수의 전기가 공급되도록 컨트롤해도 된다.

전기품질요소의 시간적 변화 추이의 양상 별로 미리 정해둔 프로토콜을 규약하고 이에 맞추어 전기를 생산 또는 가공 변형하여 수용가에 전달하고 수용가에서는 이를 프로토콜에 맞추어 사용할 수 도 있다. 아울러 기초 주파수의 전기 파형의 위상변동의 발생이나 그 변동의 크기에 정보를 실어 보낸다.

크게 본 발명이 수용가내 분전반에 실시되어 통합적으로 수요 관리하는 경우와 각 전기 기기에 나누어 분산 실시된 경우를 나누어 살펴본다.

우선 분전반에 실시된 경우는 수용가에서의 분전 시 병렬로 연결되는 각 분전 말단 부하에 우선순위 등급을 매겨 관리하는 체계가 필요하다. 이를 수용가부하우선순위등급체계라고 하겠다. 즉 분전반에서 조명, 콘센트, 기타 전원으로 갈라질 때 사용하는 말단 부하의 성격에 따라 우선순위 등급을 매기고 그 콘센트에도 이를 식별하는 표식을 할 것을 추천한다. 예컨대 국방, 행정, 대중교통, 전산망, 금융, 응급실이나 국가 기간 시설 등 최우등 등급 군을 부여하여 이러한 전기품질에 따른 분전반 수준의 개폐차단을 배제할 수도 있다. 가정용등급 군 내 순위로만 따진다면 냉장고 및 1개의 조명과 긴급응급방송청취를 위한 TV 주변 1개 콘센트에 가정용 상위 등급을 부여하고 기타의 것은 하위 등급으로 2분하여 부여하는 것을 추천한다. 빌딩이나 아파트와 같은 다중 또는 집합 건물의 경우 승강기 및 보안 관련 장비 전원, 소방장비, 피난 유도 조명등에 다수이용자등급군 중 최고등급을 부여하고 승강기로 향하는 복도 전원 및, 주차장의 차량유도를 위한 조명등에 2차적인 등급을 기타 조명 콘센트에 3차 등급을 외부 홍보용 간판 조명이나, 조경용 조명, 미관 장식을 위한 공용시설 등 부차적인 시설에 4차 등급을 부여하는 등 적절한 등급을 부여하는 것을 추천한다.

상업용 건물 또는 시설이라도 수족관이나 생물보호용 전기, 기타 전체공정에서 전기적 품질 및 단전이 막대한 피해를 가져올 시설에 대해서는 소방당국 또는 전력회사의 승인에 의해 별도로 상위 등급을 부여하는 장치를 마련한다.

다음은 수용가(300)의 분전반 수준에서 이들 배전시스템(200)에서 표준 기준치에서 의도적으로 벗어난 전기품질 또는 위상 변동이 발생한 공급 전기에 담은 위험단계정보를 판단하여 수용가부하우선순위등급체계에 따라 구별되는 각 말단 부하 중 해당 등급의 것만 선택적으로 순서대로차단 또는 재 연결을 결정하는 분전반말단부하자동컨트롤회로(320)을 살펴본다

재 연결은 등급이 변할 경우 등급이 상급인 말단 부하에 즉시 전원을 재 연결할 수도 있고 타이머를 작동시켜 미리 정해진 일정시간의 휴지기를 두고 재 연결되도록 시간을 정할 수도 있다.

분전반말단부하자동컨트롤회로(320)는 분전반(310)의 일부를 구성하며 전력계통을 따라 배전시스템(200)에서 인입된 전기를 수용가내 배선을 통해 각종 조명, 콘센트 기타 전기장비로 전기를 분배하는 과정에 개입하여 자동으로 일부 말단 부하를 차단 연결하는 기능을 수행한다.

분전반말단부하자동컨트롤회로(320)에 대해서 살펴본다. 본전반말단부하자동컨트롤회로(320)는 기존 분전반(310)에 모듈형태로 첨가가 될 수 있고 또는 분전반(310)의 기타 회로에 병합하여 일체형으로 제작될 수 있다.

기능은 외부에서 수용가로 인입되는 전기의 기본 주파수 파형의 전압 또는 주파수 등이 표준 기준치에서 얼마나 떨어진 전기품질로 들어오는지 또는 위상변동의 발생시 그 변동의 크기 또는 이들 전기의 품질의 시간적 변화 양상이 미리 프로토콜로 규약이 정해진 경우 전기품질 양상이 가지는 발전, 송배전 측 의도를 포로토콜에 맞추어 해석 확인하여 배전시스템(200) 또는 발전, 송전 시스템에서 전력회사 또는 전력거래소와 같은 전기모니터링중추(100)에서 특정위험단계의 신호를 각 수용가로 브로드캐스팅으로 전달한 것인지를 파악하는 전기품질판단부(321)가 있고 이 판단 결과에 따라 분전반(310)의 각 분기회로를 미리 정해둔 중요도에 따라 선택적으로 순서대로 차단, 재 연결 한다.

전기품질파악부(321)는 전달된 전기의 기본 주파수 전기의 전압, 주파수, 기타 전기품질을 나타내는 물리적 상수를 기준으로 하여 일정 표준치에서 이격되는 정도 또는 그 시간적 추이 양상을 포로토콜로 관리하는 경우 프로토콜을 해석한 후 전기 품질에 반영된 의미를 파악한다.

위험등급대조부(322)는 전기품질파악부(321)에서 파악된 신호와 미리 정해진 이격 정도 또는 포로토콜 해석치 별로 위험등급 정보와 대조하여 실제 어떤 분기회로를 차단할지 판단한다.

기존 분전반에 스위치 형태의 차단 단속 장치에 부가하여 이를 전기적으로 단속할 수 있는 릴레이나 퓨즈, 포토트랜지스터 기타 전기적, 기계적, 광학적, 기타 물리적 신호로 제어 가능한 신호를 생성하는 스위치신호생성부(323)가 있다. 전기품질파악부(321)와 위험등급대조부(322)의 판단 결과로 스위치신호생성부(323)를 통해 선택적으로 분기회로를 차단 또는 재 연결 한다.

분전반말단부하자동컨트롤회로(320)는 분전반의 분기회로를 일정조건에 따라 차단 연결할 수 있고 차단된 경우 또는 다시 연결해도 되는 등급의 브로드캐스팅 정보가 확인된 경우에 일정 시간을 경과한 후 다시 재 연결하게 하는 등의 시간 관리용의 타이머 (324)를 둘 수 있다. 타이머(324)의 용도는 정상표준치에서 이격 된 전기품질의 오랫동안 수용가에 전달하는 것은 바람직하지 않으므로 일정시간 이내에 다시 정상 품질 기준치에 합당한 전기를 공급하더라도 이미 우선 순위가 낮아서 차단된 말단 부하가 곧바로 재 연결되지 않아 상위 등급의 전기 부하에 품질 높은 전기를 계속 공급하도록 일정시간 차단 상태를 유지하게 하기 위함이다.

분전반말단부하자동컨트롤회로(320)는 분전반(310)의 일부 구성부로서 회로의 형태로 분전반의 기성회로에 부가하여 장착될 수도 있고 회로를 모듈화한 부품의 형태나, 회로를 구성한 보드의 형태로 또는 분전반(310)과 일체형으로 제작될 수 도 있다. 분전반말단부하자동컨트롤회로(320)를 구성하는 각 구성부는 단일 전기소자 내에 병합하여 구현될 수도 있고 각 구성부가 모듈 형태로 분리되어 결합하여 구현될 수도 있고 서로 분리된 개체로 회로적으로 연결하여 구현할 수도 있다.

분전반의 분기회로는 반드시 사전에 지정된 등급에 따라 구별하여 분기하여야 하며 분전반말단부하자동컨트롤회로(320)에 의해 선택적으로 차단 연결 될 수 있도록 분전반(310)을 구성하여야 한다. 분전반(310)에 의해 분기되는 분기회로 중 등급이 높은 것은 말단 부하인 콘센트 등에 외형이나 표지 등 식별방식으로 표시하여 응급으로 전원의 일부가 차단될 경우 쉽게 상위등급의 전원으로 찾아 사용 가능토록 하면 더 편리하다. 등급이 높은 콘센트에 분기가 가능한 탭 등을 연결하는 것을 막기 위해 일정 이상의 부하가 걸리는 경우는 부하를 차단하는 기능을 둘 수도 있다.

분전반 수준에서 분기하여 선택적으로 우선순위에 따라 부하를 차단하는 것은 옥내배선 변경의 비용을 부담할 수도 있고 급격하게 광역적으로 실시되기 어려운 점도 있다. 이를 회피하기 위해 분전반이 아니라 수용가에서 사용하는 전기기기의 수준에서 전기기기에 인입되는 전기 품질에 실린 정보를 해석하여 전기기기의 부하자체를 일정시간 차단하는 방법을 동원할 수도 있다.

전기기기로 인입되는 전기는 레귤레이터를 거치거나 분압을 통해 전기기기의 컨트롤 용도의 전원으로 사용되기도 하고 본 발명의 실시 결과 회로를 구동하기 위한 전원으로 사용할 수 있다. 또한 정밀한 비례로 인입되는 전기를 변압하여 이를 아날로그 신호값으로 마이컴의 단자로 입력받아 인입되는 전기의 품질을 파악하는 수단으로 사용한다.

전기기기의 인입단과 연결이 되어 공급되는 전기의 품질, 위상 변동의 발생 여부을 판단하여 스스로 그 전기기기가 가지는 전기부하의 발생을 일정시간 멈추게 하는 스위치 기능을 하는 회로나 그 회로가 적용된 모듈화된 부품이나 그 부품 또는 회로가 적용된 전기기기의 형태로 본 발명은 실시된다.

전기기기에서 이와 같은 기능을 수행하는 전기기기말단부하자동컨트롤회로(400)의 내부 기능부 구성을 좀 더 자세히 살펴본다. 전력계통을 따라 배전시스템을 거처 수용가의 옥내 분전반을 경유하여 인입된 전기는 전기용품(10)에 전원 콘센트를 통해 전기용품(10)에 공급된다. 전기기기말단부하자동컨트롤회로(400)은 이 전기용품(10)의 일부를 병합되는 회로나 모듈화된 부품 또는 배열된 PCB 보드로 구성한다.

기능은 콘센트를 통해 전기용품으로 인입되는 전기의 전압 또는 주파수 등이 표준 기준치에서 얼마나 떨어진 전기품질로 들어오는지 또는 사전에 정해진 일정한 규약 프로토콜대로 이 전기품질의 고저가 일정한 패턴을 가지며 인입되는 지 또는 기초 주파수의 전기에 갑작스런 위상 변동이 있는지 등을 확인하여 이로서 배전시스템 또는 발전, 송전 시스템에서 전력회사 또는 전력거래소와 같은 전기모니터링중추에서 전력예비율이 0%에 근접하는 위험단계의 신호를 각 수용가로 전달하는 전기의 물리적 품질의 형태로 브로드캐스팅으로 전달한 것인지를 파악하는 전기기기전기품질판단부(410)이 있다.

전기기기전기품질판단부(410)의 판단결과에 따라 전기용품(10)의 전기기기부하발생기능부(500)의 기능을 선택적으로 차단, 속계한다. 전기기기전기품질파악부(410)는 전달된 전기가 전압, 주파수, 기타 전기품질을 나타내는 물리적 상수를 기준으로 하여 일정 표준치에서 이격 되는 정도 또는 그 고저의 패턴 양상을 파악 그 의미를 해석한다.

전기기기차단대상확인부(420)는 전기기기전기품질파악부(410)에서 파악된 정보를 바탕으로 실제 본 회로적 기능 단위가 제어하고 있는 전기용품의 실제 부하를 차단해야 할지 확인하는 기능을 수행한다. 전기기기차단대상확인부(420)가 차단대상이라고 확인한 경우 전기기기의 부하발생기능부(500)의 기능을 차단하기 위해 스위치 형태의 차단 단속 장치에 부가하여 이를 전기적으로 단속할 수 있는 릴레이나 퓨즈, 포토트랜지스터 기타 전기적, 기계적, 광학적, 기타 물리적 신호로 제어 가능한 신호를 생성하는 전기기기스위치신호생성부(430)가 있다. 전기기기전기품질파악부(410)와 전기기기차단대상확인부(420)의 판단 결과로 전기기기스위치신호생성부(430)을 통해 전기 기기의 부하 사용을 허가할지를 결정한다.

전기기기차단대상확인부(420)은 냉난방 공조기기, 전열기, 모터 등 전력소요가 많은 기기의 종류, 소모 전력의 크기 별로 각종 등급을 공공기관 또는 유권기관이 정하여 어느 정도의 전기 품질에 대응하여 부하를 차단할지를 미리 결정하여 전기기기말단부하자동컨트롤회로(400)의 종류나 등급을 달리하여 그 전기기기차단대상확인부(420)가 가지는 대상확인의 범위를 해당 모듈이 장착되는 전기용품의 우선순위에 따라 다르게 정해준 단계 등급을 저장하고 있다가 전기기기전기품질파악부(410)에서 파악한 전기품질과 이를 대조하여 모듈이 부하발생기능부(500)의 기능을 차단한다. 차단방법은 전기기기스위치신호생성부(430)을 통하는데 전기적, 기계적, 광학적, 기타 물리적 수단을 동원하여 해당 모듈이 결합된 부하발생기능부(500)의 기능을 차단 또는 재개하는 신호를 발생하는 것이다.

전기기기스위치신호생성부(430)은 별도로 인입된 전기의 품질에 대응하여 그 전기기기의 부하가 제어하고자 하는 제어목표치의 증감, 변동, 제어 종료 개시에 관한 별도의 신호인 제어목표치설정신호를 외부로 출력할 수 있다.

외부에서 들어오는 전기의 품질을 판정한 등급이 예컨데 R1, R2, R3, R4로 나뉜다 치면 각 경우의 품질을 대변하는 제어목표치설정신호는 디지털 값 00,01,10,11 또는 어떤 범위의 아날로그 값으로 출력하고 외부 제어 모듈에서 그 신호를 이용하여 그 전기기기가 제어하고자 하는 제어 목표치를 변동하는 것이다. 에어컨을 예로 들면 이 신호를 받는 에어컨의 제어부는 수신 값이 등급 R1인 경우 입력된 00에 대해 제어 목표치에 아무런 수정을 가하지 않고, R2인 01이 입력된 경우 목표 실내온도를 28℃로 수정하고 R3인 10이 입력된 경우 목표 실내온도를 30℃로 변경하고 R4인 11인 경우 Sleep Mode로써 에어컨의 작동을 다시 이 값이 다르게 입력될 때까지 중지시키는 등의 작동을 할 수 있다.

이는 단순히 부하의 차단이 아니라 응급 지수에 대응하여 부하의 크기를 조절하는 용도로 사용된다.

이와 같이 전기기기의 다른 제어부가 있는 경우에는 제어부에 제어용 신호를 제공할 수도 있고 직접 부하의 차단하는 신호와 더불어 부하의 크기를 조절하는 신호를 제공할 수도 있다.

전기기기말단부하자동컨트롤회로(400)은 일정조건에 따라 부하발생기능부(500)의 기능을 차단 연결할 수 있고 차단된 경우 또는 다시 연결해도 되는 등급의 브로드캐스팅 신호가 확인된 경우라도 일정 시간이 경과한 이후라야 다시 부하가 다시 걸리도록 하는 등의 시간 관리용의 전기기기타이머 (440)를 둘 수 있다. 전기기기타이머(440)의 용도는 정상표준치에서 이격 된 전기품질의 오랫동안 수용가에 전달하는 것은 바람직하지 않으므로 일정시간 이내에 다시 정상 품질 기준치에 합당한 전기를 공급하더라도 이미 우선 순위가 낮아서 차단된 말단 부하가 곧바로 다시 걸리지 않도록 하기 위함이다. 물론 전기기기타이머(440)의 타이밍 기능을 배제하고 외부에서 인입되는 전기의 정보를 통해서 부하를 다시 이어주는 방법도 가능하다. 타이머에 간단한 설정을 통해 아무 타이머 기능을 하지 않는 널 펑션으로 작동하게 할 수도 있다. 물론 타이머는 제어목표치설정신호의 발생 시점에 적용되어 일정 시간 후에 제어목표치의 변경값을 출력하는데 사용할 수도 있다.

전기기기말단부하자동컨트롤회로(400)을 구성하는 각 구성부는 단일 전기소자 내에 병합하여 또는 모듈형태의 부품의 결합으로 또는 회로보드의 결합으로 구현될 수도 있고 서로 분리된 소자들의 병합 회로로 서로 연결하여 구현할 수도 있다.

본 발명의 결과물인 회로는 본 발명의 적용대상인 전기용품의 여타 기능 회로와 더불어 전기용품의 전체회로에서 일부 구성회로로서 통합하여 회로기판이나 전기배선으로 결합하여 실시될 수도 있고 본 회로만을 모듈화한 부품으로 구현하여 부품의 형태로 적용할 수도 있고 독립된 PCB형태의 모듈 보드의 형태로 적용할 수도 있고 공중의 전기 배선 형태로 구성할 수도 있다.

본 발명이 적용되는 전기기기는 말단 부하를 작동하는 전기기기일 수도 있지만 실내 콘센트에 꼽는 형태이면서 외부의 전기 플러그를 수용하는 중간체의 형태일 수도 있고 전기기기의 내부에 모듈로서 장착되는 것이 아니라 기성의 전기기기의 전기 플러그를 수용하며 이에 부착된 형태로서 전기 콘센트에 꼽는 플러그를 가진 형태일 수도 있다.

본 발명은 전기 계통망의 보호라는 공공의 안전과 낮추어진 전력예비율에 따른 발전 연료비의 절감 등 공익적 목적의 구현을 꾀하는 데 반해 빈도는 낮겠지만 위급한 특정한 상황에서 개인 사용자의 전기 기기 사용 의도를 무시 또는 회피하므로 소비자의 이익을 침해할 가능성이 있기 때문에 본 발명의 실시의 확대를 위해서는 공적인 제도적인 지원이 필요하고 그 방안은 다음과 같다.

예를 들면 EDPS(Electricity Disaster Preventing System)와 같은 인증 제도를 도입하여 전기기기 별로 적절한 등급체계를 마련하고 등급에 맞추어 본 발명이 실시된 제품의 경우 홀로그램마크와 표식을 전기기기에 부착하게 한다. 본 인증을 획득 여부에 따라 제품에 특별 소비세 등의 부과/면제, 세율차등 등의 인센티브를 제공하여 가정 및 개인 소유의 제품에 확산한다. 국가, 공공기관에 조달의 경우 필수 조건으로 의무화한다. 상업 시설 등의 다수 이용자 시설에는 시간을 두고 점진적으로 법적으로 강제한다.

실시예

각 전기기기 별로 실시된 경우 어떤 작동을 통해 기능을 수행하는지 예시한다. 인입되는 전기가 미리 정해진 프로토콜에 맞추어 표준전기품질에서 벗어나거나 벗어난 정도의 시간적 추이 변화에 맞추어 들어온다고 판단된 경우 이를 기초로 하여 전기응급지수를 판정할 수 있다.

에어컨 및 전열기의 경우 본 발명이 실시된 경우 외부에서 인입되는 전기의 등급이 나빠짐에 따라 전기기기스위치신호생성부(430)는 에어컨이 제어하고자 하는 목표 실내온도를 상승시키는 디지털신호를 발생시키고 에어컨 제어부는 이를 받아 목표 실내 온도 값을 상승시킨다. 종국에는 에어컨의 작동을 중지시킨다. 전열기는 그 반대로 제어 목표 실내 온도를 낮추어 가면 된다.

모터 등 회전 동력기의 경우는 RPM을 낮추는 신호를 순서대로 발생시키다가 회전을 멈추게 한다.

냉장고의 경우 냉동실의 냉동 온도나 냉동 강도의 변화, 냉장실의 적절온도의 변경을 수행할 수 있다.

승강기의 경우 등급에 따라 긴급 승강기는 적용을 배제를 하되 등급이 낮은 승강기의 경우 인입되는 전기에 따라 운행 제한 층의 범위를 확대할 수 있다. 특히 승강기의 경우 인입되는 전기의 등급에 따라 자동적으로 일층으로 이동하고 문을 열은 채 상태 대기하는 동작을 취하게 하여 정전으로 인해 승강기에 갇히는 사고를 막을 수 있다.

PC 파워의 경우 일정 등급 이하가 되면 정전을 대비한 사전 동작 즉. 작업을 저장하고 하드디스크를 파킹하는 등의 사전 동작을 위한 PC의 메인보드에 연결된 인터럽터 신호를 발생할 수도 있다.

이와 같은 사전 대비 동작은 사고에 의한 정전은 별도의 축전시스템이 필요하겠지만 의도적인 정전이나 차단의 경우에는 축전 시스템의 구비 없이도 사전 대비 작업과 안전한 파워오프가 가능하다.

분전반의 경우는 댁내 전기 전체의 분기에 대해 선택적으로 단속을 하는 경우이다.

실내외 조명 기구의 경우 짝 홀 수 또는 번갈아 등급이 다르게 설정된 등을 설치하면 외부에서 공급하는 전기에 실어 보낸 정보에 따라 자동적으로 홀짝 또는 일정 순서대로 일부만의 조도 변경이나 소등으로 인한 전기 절감 및 전력 수요 관리도 가능하다.

전기다리미, 토스트기 기타 전열기기 등은 사용시간이 짧으므로 비교적 차단의 필요성이 낮으므로 그에 맞춰 적절한 등급을 부여하면 된다.

V: 볼트 전압의 단위

Claims

전력회사 또는 전기거래소와 같은 대규모 전력 수급 상태를 모니터링 하는 곳에서, 현재 전력예비율이 0에 근접하는 경우 그 근접 정도에 따른 전기수급위험등급을 정하여 그 위험등급정보를, 각 수용가에 공급하는 전기의 기초 주파수 파형의 전압 또는 주파수 또는 왜율 등, 파형이 가지는 물리적 수치 하나 또는 그 조합의 값이 기준 표준에서 얼마 벗어난 전기를 발전, 송전, 또는 배전의 단계에서 생산 또는 가공하여 공급하는 가의 정도 또는 그 정도의 시간적 추이 변화를 프로토콜로서 미리 규약한대로 가공하여 공급되었는지 또는 기초 주파수 파형의 위상 변동의 야기하는 수단을 동원하여 그 변동의 크기에 반영하여 전체 또는 국지 전기계통망의 전기수급상의 불일치에 따른 블랙아웃의 위험 정보를 광범위하고 일괄적으로 브로드캐스팅의 방식으로 공급하는 기초 주파수의 전기에 정보로서 실어 수용가에 전송하고 수용가에서는 이를 해석하여 활용하는 방법
외부에서 분전반 또는 기타 옥내배선 분기 장치로 들어오는 전기의 기초 주파수가 가지는 파형의 전압, 전류, 주파수, 왜율의 파형 특성 등의 물리 값 중 하나 또는 그 조합의 값이 정상표준 기준치 중심값에서 얼마나 벗어나 있는지 또는 그 정도의 시간적 추이 변화 양상을 프로토콜과 대조하여 프로토콜 상의 의미를 판단하거나 또는 기초 주파수 상의 파형의 갑작스런 위상 변동의 발생과 그 변동 정도를 파악하는 전기품질파악부; 전기품질파악부에서 판단한 표준 기준치에서 벗어난 정도 값이나 프로토콜에 맞추어 해석된 의도 또는 위상 변동에 함의를 파악하여 대응하여 미리 정해둔 기준과 대조하여 맵핑된 전력망의 위험 상태 정도 값 찾아내는 위험등급대조부; 및 위험등급대조부에서 확인한 위험 등급에 따라 적절히 정해진 우선순위에 따라 정해진 분기회로 및 그 말단 부하만을 선택적으로 차단, 재 연결을 요구하는 기계적, 전기적, 광학적, 기타 물리적 스위치 신호를 발생하는 스위치신호생성부;로 구성된 전기품질을 평가하고 이를 정해준 기준과 대조하여 해당되는 분기 회로만을 선택적으로 차단, 연결하기 위해 특정 출력포트로 전기적 절단 또는 연결 명령 신호를 생성하는, 분전반분기회로 부하 자동차폐 및 연결 컨트롤 용도의 전기 회로
외부에서 전기기기로 들어오는 전기가 가지는 기초 주파수에서의 전압, 전류, 주파수, 왜율의 파형 특성 등의 물리 값 중 하나 또는 그 조합의 값이 정상표준 기준치 중심값에서 얼마나 벗어나 있는지 또는 그 벗어난 정도의 값이 어떤 일정한 시간적 변화 추이 양상을 보여 프로토콜 상 사전에 미리 약속한 바대로 신호로서 전기가 공급되고 있는지 또는 갑작스런 기초 주파수의 파형의 위상의 변동이 발생했는
지와 그 크기를 판단하는 전기기기전기품질판단부; 전기기기전기품질판단부에서 판단한 표준 기준치에서 벗어난 정도나 프로토콜 상의 해석 값 또는 위상변동의 크기 값에 대응하여 미리 정해둔 기준과 대조하여 맵핑된 위험 정도에 자기가 해당하는지를 판단하는 전기기기차단대상확인부; 및 전기기기차단대상확인부에서 전기기기에 인입되는 전기품질이 함의하는 신호와 비교해서 차단대상이라 확인한 경우 전기기기의 부하를 차단, 재 연결을 요구하는 기계적, 전기적, 광학적, 기타 물리적 스위치 신호 또는 조절 대상이라 확인한 경우 당 전기기기의 부하가 제어하는 제어 목표치의 증감,설정,변동,제어여부를 전기기기의 제어부로 전달하는 제어목표치설정신호를 전달하거나 또는 직접적으로 발생 부하의 크기값을 변경하는 신호 중 하나 이상을 발생시키는 전기기기스위치신호생성부; 전기스위치신호생성부의 신호 발생시간을 정해진 일정 시간 동안 유예하는 기능을 수행하거나 또는 설정에 따라서는 아무런 기능도 하지 않는 널 펑션의 기능을 수행하는 전기기기타이머부;로 구성되어 인입되는 전기품질을 평가하고 이를 정해준 기준과 대조하여 스스로 부하를 조절하기 위한 신호를 발생하는 전기 회로
대규모 수용가군에 공급되는 전력의 소비량과 수요량과 그리고 그 차이인 전력예비율을 분석하여 일정 이하의 전력예비율을 보이는 경우 각 수용가에 전력예비율의 0%에 근접하는 정도에 따라 상기 1항의 방법으로 전기공급위험등급 정보를, 공급되는 전기의 품질을 나타내는 기초 주파수 파형상의 전압, 주파수, 왜율 등 물리 값의 표준 기준치에 이산된 정도 또는 위상의 변동의 발생과 그 정도의 정보로서 실어 보내고 수용가에서는 상기 2 항의 수단을 동원하여 수용가 내에서 중요도에 따라 구별되는 분전반 수준에서의 말단 부하를 선택적으로 순서대로 자동 차단하거나 상기 3 항의 수단을 동원하여 특정 전기기기의 수준에서 부하를 선택적으로 단속하거나 전기기기가 제어하고자 하는 제어 목표치를 변동시켜서 전력예비율의 하락에 대응하여 선택적으로 각 수용가의 중요도가 낮은 전기 부하부터 우선적으로 단계적으로 감소 조절 또는 단속하고 긴급, 응급, 필수 시설의 전기 공급 또는 수용가에서의 중요한 말단 부하에는 선택적으로 전기공급을 유지하는 수요관리를 통해 전기 계통망의 전체의 정전사태, 블랙아웃을 방지하는 서비스 시스템
상기 3항의 전기회로; 를 포함하며 그 전기회로의 전기기기스위치신호생성부에서 출력되는 타 제어부로 전달되는 제어목표치설정신호를 수신 받아서 제어하는 물리량인 온도, 조도, RPM, 습도, 토크의 제어 목표치의 하나 이상의 조합 값을 변동시키는 기능을 가진 제어부;를 가진 전기기기