KR20150033148A - 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20150033148A
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강신재
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치는, 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 취득부; 및 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 산출부;를 포함한다.

Description

전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치 및 방법{ENERGY MANAGEMENT DEVICE AND METHOD BASED ON POWER LINE MONITORING}
본 발명은 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
사용하는 전력을 측정하기 위한 종래의 기술에 따르면, 각각의 가전 제품이나 전자 기기에 스마트 플러그(smart plug)와 같은 측정 장치를 설치해야만 한다.
이에 따라, 개별 측정 장치는 가전 제품의 수에 비례하므로 측정 장치의 구매 비용이나 설치 비용이 증가하게 된다. 또한, 레거시(legacy) 가전 기기나 붙박이 조명 등에는 개별 측정 장치를 설치할 수 없기에, 분석 자체가 불가능하다는 문제점이 존재한다.
본 발명의 목적은 전력선을 모니터링하여 취득한 전력 데이터를 기반으로, 전력선에 연결된 모든 개별 전자 기기의 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 분석할 수 있는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치는, 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 취득부; 및 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 산출부;를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력하는 출력부;를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 취득부는, 상기 전력선에 이어지는 콘센트 또는 전력 그리드(grid) 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 산출부는, 이전에 산출한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 현재 산출한 값과 비교하여 사전에 설정한 기준을 벗어나는 이상 징후가 감지되면, 사전에 설정된 수신 장치로 상기 이상 징후가 감지되었음을 알려줄 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 산출부는, 상기 전력 데이터에서 관측된 특징점과 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대해 입력된 특징점을 비교하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법은, (a) 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 단계; 및 (b) 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 단계;를 포함한다.
실시 예에 있어서, (c) 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 전력선에 이어지는 콘센트 또는 전력 그리드(grid) 중 적어도 하나를 모니터링하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 이전에 산출한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 현재 산출한 값과 비교하여 사전에 설정한 기준을 벗어나는 이상 징후가 감지되면, 사전에 설정된 수신 장치로 상기 이상 징후가 감지되었음을 알려주는 단계;를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 전력 데이터에서 관측된 특징점과 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대해 입력된 특징점을 비교하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전자 기기에 개별 측정 장치를 각각 설치할 필요가 없으므로 측정 장치 구매 비용 및 설치 비용이 절감되며, 레거시(legacy) 가전 기기나 붙박이 조명 등 개별 측정 장치를 설치할 수 없는 전자 기기의 소비 전력도 분석이 가능해진다.
또한, 전자 기기의 이상 여부를 사전에 미리 파악하는 등 전력 사용 패턴을 기반으로 한 다양한 서비스를 에너지 관리 장치와 연동되는 스마트 폰, TV, PC 등의 주변 기기를 통해 제공받을 수 있다.
그 결과, 사용자의 편의가 향상될 수 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치의 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치가 구현되는 실시 예를 보여주는 개념도이다.
도 7a 내지 도 7c는 전력 사용량 및 전력 사용 패턴이 출력되는 실시 예를 보여주는 개념도이다.
도 8은 전력 사용 패턴에 이상 징후가 감지되는 실시 예를 보여주는 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 사전에 설정된 수신 장치에 출력되는 이상 징후 감지 메시지의 실시 예를 보여주는 개념도이다.
도 12는 전력 데이터를 분석하는 과정의 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 전력 데이터의 분석을 위한 초기 설정치 입력의 일 실시 예를 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
한편, 사용하는 전력을 측정하기 위한 종래의 기술에 따르면, 각각의 가전 제품이나 전자 기기에 스마트 플러그(smart plug)와 같은 측정 장치를 설치해야만 한다.
이에 따라, 개별 측정 장치는 가전 제품의 수에 비례하므로 측정 장치의 구매 비용이나 설치 비용이 증가하게 된다. 또한, 레거시(legacy) 가전 기기나 붙박이 조명 등에는 개별 측정 장치를 설치할 수 없기에, 분석 자체가 불가능하다는 문제점이 존재한다.
이에 따라, 이하에서 사용자의 편의를 향상시킬 수 있는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100) 및 제어 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 취득부(110), 산출부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.
취득부(110)는 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득한다.
구체적으로, 취득부(110)는 상기 전력선에 이어지는 콘센트나 전력 그리드(grid)를 모니터링하여, 상기 전력선을 통해 전력을 공급받는 전자 기기에 대한 전력 데이터를 취득할 수 있다. 예를 들면, 전력, 전류, 전압 신호와 같은 다양한 타입의 전력 데이터를 취득할 수 있다.
그리고, 산출부(120)는 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출한다.
또한, 출력부(130)는 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력한다.
도 2는 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100, 도 1 참조)의 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 우선, 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 단계(S210)가 진행된다.
이어서, 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 단계(S220)가 진행된다.
그 다음으로, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력하는 단계(S230)가 진행된다.
한편, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치가 구현되는 실시 예를 보여주는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 홈 에너지 관리 장치(Home energy Management System : HeMS)에 구현될 수 있다.
이에 따라, 스마트 플러그(smart plug)와 같은 개별 측정 장치 없이도 전력선(310)의 임의의 지점을 모니터링하여 전력 데이터를 취득할 수 있다. 구체적으로, HeMS(100) 내의 전력 신호 취득 장치를 통해 전력 데이터를 취득할 수 있다.
또한, HeMS(100)는 이와 같이 취득한 전력 데이터로부터 전력선(310)에 연결된 냉장고, 세탁기, 밥솥 등 개별 전자 기기(320, 330, 340)의 전력 사용량과 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다.
이 경우, HeMS(100)와 연계되어 통신하는 이동 단말기(350)나 스마트 TV(360)와 같은 (스마트)기기를 통해, 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 출력될 수 있다.
예를 들면, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 별도의 기기에서 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 산출될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, HeMS(100)에 별도의 디스플레이부가 존재하면 이러한 디스플레이부에 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 출력될 수도 있다.
그 결과, 기존의 가전기기(Legacy Appliances)나 스마트 플러그를 설치할 수 없는 조명 등에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴도 산출할 수 있게 된다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 스마트 TV에 구현될 수 있다.
이에 따라, 스마트 TV(100)는 전력선(410)의 임의의 지점을 모니터링하여 전력 데이터를 취득할 수 있다. 구체적으로, 스마트 TV(100) 내의 전력 신호 취득 장치를 통해 전력 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 스마트 TV(100)는 이와 같이 취득한 전력 데이터로부터 전력선(410)에 연결된 냉장고, 세탁기, 밥솥 등 개별 전자 기기의 전력 사용량과 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다.
그리고, 이와 같이 산출된 개별 전자 기기의 전력 사용량과 전력 사용 패턴은 스마트 TV(100)의 모니터를 통해 출력될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 스마트 미터로 구현될 수 있다.
이에 따라, 스마트 미터(100)는 전력선(510)의 임의의 지점을 모니터링하여 전력 데이터를 취득할 수 있다. 구체적으로, 스마트 미터(100)는 별도의 전력 신호 취득 장치 없이도 전력 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 스마트 미터(100)는 이와 같이 취득한 전력 데이터로부터 전력선(510)에 연결된 냉장고, 세탁기, 밥솥 등 개별 전자 기기의 전력 사용량과 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다.
이 경우, 스마트 미터(100)와 연계되어 통신하는 이동 단말기(520)나 스마트 TV(530)와 같은 (스마트)기기를 통해, 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 출력될 수 있다.
예를 들어 도 3에서 설명한 것과 같이, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 별도의 기기에서 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 산출될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 스마트 미터(100)에 별도의 디스플레이부가 존재하면 이러한 디스플레이부에 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 출력될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치(100)는 이동 단말기 및 이동 단말기의 충전기에 구현될 수 있다.
이에 따라, 충전기(610) 내의 전력 신호 취득 장치를 통해, 전력선(630)의 임의의 지점을 모니터링한 전력 데이터를 취득할 수 있다. 이어서, 취득한 전력 데이터는 충전기(610)와 USB(640)를 통해 연결된 이동 단말기(620)로 전송될 수 있다.
그 결과, 이동 단말기(620)는 충전하는 동안 충전기(610)에서 측정한 전력 데이터를 전송받고 이를 분석하여 전력 사용량과 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다. 또한, 이동 단말기(620)의 화면에 산출한 전력 사용량과 전력 사용 패턴이 출력될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 전력 사용량 및 전력 사용 패턴이 출력되는 실시 예를 보여주는 개념도이다.
도 7a는 가전 기기 각각의 전력 사용량을 전체 전력 사용량에 대한 비율로 나타낸 원 그래프이다.
도 7a를 참조하면, 전체 전력 사용량은 196kWh이며, 이중 냉장고는 20.4%, TV는 13.7%, 에어컨은 25.5%, 세탁기는 19.3%, 난방 장치는 10.2%, 조명은 5.6%, 그 밖의 가전 기기는 5.1%를 사용하였음을 확인할 수 있다.
도 7b는 시간에 따른 가전 기기 각각의 전력 사용량을 나타내는 막대 그래프이다.
도 7b를 참조하면, 전자레인지는 약 18시 10분 정도에 2000 내지 2500(W) 정도의 전력을 사용하였고, 부엌 콘센트에서는 700(W) 정도의 전력이 시간 간격을 두고 사용되었음을 확인할 수 있다. 또한, 세탁기는 약 5시 50분부터 2500 내지 5000(W)의 전력을 사용하였음을 확인할 수 있다.
도 7c는 전력 사용 패턴을 실시간으로 보여주는 그래프이다.
도 7c를 참조하면, 유효 전력(Real Power) 및 무효 전력(Reactive Power)의 사용 패턴을 실시간으로 확인할 수 있다. 이와 같은 전력 사용 패턴은 전체 가전 기기 또는 일부 가전 기기에 대한 것일 수도 있고, 하나의 가전 기기에 대한 것일 수도 있다.
한편, 산출부(120)는 이전에 산출한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 현재 산출한 값과 비교하여 사전에 설정한 기준을 벗어나는 이상 징후가 감지되면, 사전에 설정된 수신 장치로 상기 이상 징후가 감지되었음을 알려줄 수 있다.
예를 들면, 수신 장치는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등으로 설정될 수 있다.
도 8은 전력 사용 패턴에 이상 징후가 감지되는 실시 예를 보여주는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 평소에 산출되던 전력 사용 패턴(810)과 현저한 차이를 갖는 패턴(820)이 출력되었음을 확인할 수 있다. 구체적으로, 평소에 산출되던 전력 사용 패턴(810)의 시작 부분에 현저하게 큰 값의 전력이 출력되었음을 확인할 수 있다.
이와 같은 이상 징후를 판단하는 기준은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 평소에 산출되던 전력 사용량 및 전력 사용 패턴과 현재 산출한 값이 일정한 값 이상 차이가 나는 경우 또는 이러한 차이가 일정 시간 이상 지속 되는 경우 등으로 설정될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 사전에 설정된 수신 장치에 출력되는 이상 징후 감지 메시지의 실시 예를 보여주는 개념도이다.
실시 예로서, 전자 기기의 고장 징후를 예측하고 이를 사용자의 수신 장치로 송신할 수 있다.
도 9의 (a)를 참조하면, 냉장고의 전력 사용 패턴에 이상 징후가 포착되어 고장이 예측되면, 사용자의 이동 단말기(910)로 이를 송신할 수 있다. 그 결과, 이동 단말기(910)에는 냉장고에 이상 징후가 발생하였음을 알려주는 메시지(920)가 출력될 수 있다.
실시 예로서, 사용자가 응급 조치 사항을 안내해주는 아이콘(922)을 터치하면, A/S 센터 기사가 방문하기 전 사용자가 취할 수 있는 응급 조치 사항이 출력될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 사용자가 A/S 센터에 자동 접수를 하는 아이콘(924)을 터치하면, A/S 센터로 방문 요청이 전송될 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, 포착된 이상 징후로부터 고장 정도가 심각한 것으로 판단되면, 사용자의 이동 단말기(910)로 이를 송신할 수 있다. 그 결과, 이동 단말기(910)에는 노후된 기기이므로 교체를 추천한다는 메시지(930)가 출력될 수 있다.
실시 예로서, 사용자가 추천 모델을 보여주는 아이콘(932)을 터치하면, 노후된 냉장고를 대체할 수 있는 추천 상품들을 보여주는 페이지나 냉장고를 살 수 있는 쇼핑 사이트가 출력될 수 있다.
즉, 종래에는 전자 기기에 발생한 고장을 사용자가 확인한 후, A/S 센터에 신고 및 접수를 하여 수리를 받을 수 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치에 의하면, 고장이 발생하기 전 그 징후를 감지하여 신속하게 이를 처리할 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 전자 기기의 전력 사용량 및 전력 사용 패턴이 이전과 다름을 인식하고, 이와 관련된 메시지를 보호자의 수신 장치로 송신할 수 있다.
도 10을 참조하면, 전자 기기 각각의 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 날짜별로 비교 및 분석하여 이전과 다른 사용 패턴이 감지되는 경우, 이러한 내용을 알려주는 메시지를 보호자의 수신 장치로 송신할 수 있다.
예를 들면, 오전 7시에 매일 측정되던 전기 밥솥의 사용 패턴이 나타나지 않는 경우, 이를 알려주는 메시지(1020)가 보호자의 이동 단말기(1010)에 출력될 수 있다. 이때, 보호자는 전화하기 버튼(1030)을 터치하여, 보호 대상자에게 즉시 연락을 할 수 있다.
또한, 보호 대상자는 노인, 몸이 불편한 장애인이나 환자, 어린 아이 등 보호자의 관찰이 필요한 사람이 설정될 수 있다.
종래에는 수도, 가스, 전기 및 기타 센서 데이터를 사용하여 원격 센터에서 보호 대상자를 모니터링하였다. 그러나, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치에 의하면, 재실 센서나 원격 가스/수도 등의 검침이나 보호 대상자에게 건강 진단 기기를 착용시킬 필요가 없게 된다.
또 다른 실시 예로서, 전기 자동차의 전기 신호 패턴을 분석하여 차량 내 각종 전기 장치의 이상 여부나 고장 징후 등을 판단하고, 이를 차량의 AV 시스템이나 운전자의 이동 단말기로 송신할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치는 전기 차량의 시거 잭에 연결될 수 있다. 이어서, 전기 차량의 전기 신호 패턴을 분석하여 차량 내 각종 전기 장치의 이상 여부나 고장 징후 등을 진단할 수 있다. 또한, 진단 결과를 차량의 AV 시스템이나 운전자의 이동 단말기로 송신할 수 있다.
예를 들면, 차량의 네비게이션 장치(1110)에 차량 배터리에서 이상 징후가 발견되었음을 알려주는 메시지(1120)가 출력될 수 있다.
실시 예로서, 운전자가 응급 조치 사항을 안내해주는 아이콘(1130)을 터치하면, A/S 전 사용자가 취할 수 있는 응급 조치 사항이 출력될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 사용자가 A/S 센터에 자동 접수를 하는 아이콘(1140)을 터치하면, A/S 센터로 점검 예약 요청이 전송될 수 있다.
즉, 종래에는 전기 자동차에 발생한 고장을 운전자가 확인한 후, A/S 센터에 방문하여 수리를 받을 수 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치에 의하면, 고장이 발생하기 전 그 징후를 감지하여 신속하게 이를 처리할 수 있다.
한편, 산출부(120)는 상기 전력 데이터에서 관측된 특징점과 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대해 입력된 특징점을 비교하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출할 수 있다.
도 12는 전력 데이터를 분석하는 과정의 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 우선, 전력 데이터를 취득하는 단계(S1210)가 진행된다. 구체적으로, 모든 전자 기기의 동작이 포함되어 있는 복합 신호를 전력선으로부터 취득할 수 있다.
예를 들면, 전력, 전압, 전류 신호 등 다양한 타입의 복합 신호를 취득할 수 있으며, 복합 신호를 아날로그 신호에서 디지털 데이터로 샘플링하여 전력 데이터를 취득할 수 있다.
이어서, 도메인 변환 및 특징점을 추출하는 단계(S1220)가 진행된다. 구체적으로, 선정한 분석 도메인에 따라 도메인을 변환하고 특징점을 추출할 수 있다.
예를 들면, 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 기기의 특성이 나타날 수 있도록 데이터를 처리할 수 있다. 특히, 주파수 도메인에서 특징점을 찾는 경우, 도메인 변환이 필수적으로 요구된다.
또한 여기서, 특징점은 전기 신호의 특징을 의미한다. 즉, 특징점은 하나의 통합된 전기 신호로부터 개별 전자 기기들을 분류하기에 용이한 전기적 신호를 분석하는 관점을 지칭한다. 구체적으로, 타임 도메인에서의 전류, 전압, 전력의 크기 및 패턴이나 프리퀀시(frequency) 도메인에서의 전류, 전압의 저주파성분 및 고주파성분들이 대표적인 특징점이다.
실시 예로서, 전기 신호를 타임 도메인에서 분석하여 분류를 수행할 경우, 유효 전력 및 무효 전력이 대표적인 특징점으로 고려된다. 또한, 전기 신호를 프리퀀시 도메인에서 분석하여 분류를 수행할 경우, 전류 또는 전압에 대한 기본 주파수의 harmonic 성분 및 Fourier coefficients들이 대표적인 특징점으로 고려될 수 있다.
그 다음으로, 개별 전자 기기의 특징점과 비교하여 특징점을 분류하고 기기별 동작을 감지하는 단계(S1230)가 진행된다. 구체적으로, 복합 신호 데이터(전력 데이터)에서 관측된 특징점을 사전에 학습한 특징점(개별 전자 기기의 특징점)과 비교하여, 어떤 전자 기기가 어떻게 동작하는지(도 7a 내지 7c 참조) 판별할 수 있다.
실시 예로서, SVM, k-NN, Mixed Integer Programming 등의 다양한 학습 및 분류 기법을 사용하여, 전자 기기별 프로파일링을 실행할 수 있다.
도 13은 전력 데이터의 분석을 위한 초기 설정치 입력의 일 실시 예를 보여주는 개념도이다.
구체적으로, 도 13은 사용자의 이동 단말기에 출력되는 특징점 화면으로, 전력의 크기를 실수(X축) 및 허수(Y축)로 분류한 것이다.
도 13을 참조하면, K-means clustering 기법에 따라 몇 개(K)의 전자 기기로 분류할 것인지를 사용자가 입력하면, K개의 그룹으로 데이터를 grouping하게 된다.
구체적으로, 사용자는 각 그룹 내의 개별 데이터에 대한 정보를 확인할 수 있다. 또한, 사용자는 그룹별로 어떤 전자 기기의 동작이 있었는지를 지정해 줌으로써 보다 수월하게 기기 분류를 위한 학습이 이루어질 수 있다.
예를 들면, 사용자가 그룹(1310) 내의 개별 데이터(1320)를 터치하면, 날짜, 사용 시간, 사용 전력량 등의 정보(1330)가 출력될 수 있다. 이어서, 상기 정보(1330)를 바탕으로 사용한 전자 기기에 해당하는 것을 선택할 수 있는 화면(1340)이 출력될 수 있다. 실시 예로서, 하나 또는 복수의 전자 기기를 선택할 수도 있다.
즉, 전자 기기의 자동 분류를 위한 초기 설치 및 학습 과정에서, 특정 기기의 동작에 따른 이벤트를 모아 확인하기 쉽게 보여주고 비슷한 이벤트들을 그룹화하여 한번에 기기 매핑을 제공하는 UI가 제공될 수 있다.
이를 통해, 이벤트가 발생할 때마다 어떤 기기인지 사용자가 매번 설정(선택)해 주어야 하는 종래의 불편함을 극복할 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 관측되는 전자 기기들의 제조사로부터 해당 전자 기기의 특징점 데이터를 입력받는 방식으로 초기 설정이 가능하다. 이 경우, 사용자가 직접 판단 및 입력해야 하는 번거로움을 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 전자 기기에 개별 측정 장치를 각각 설치할 필요가 없으므로 측정 장치 구매 비용 및 설치 비용이 절감되며, 레거시(legacy) 가전 기기나 붙박이 조명 등 개별 측정 장치를 설치할 수 없는 전자 기기의 소비 전력도 분석이 가능해진다.
또한, 전자 기기의 이상 여부를 사전에 미리 파악하는 등 전력 사용 패턴을 기반으로 한 다양한 서비스를 에너지 관리 장치와 연동되는 스마트 폰, TV, PC 등의 주변 기기를 통해 제공받을 수 있다.
그 결과, 사용자의 편의가 향상될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 취득부; 및
    상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력하는 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 취득부는,
    상기 전력선에 이어지는 콘센트 또는 전력 그리드(grid) 중 적어도 하나를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산출부는,
    이전에 산출한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 현재 산출한 값과 비교하여 사전에 설정한 기준을 벗어나는 이상 징후가 감지되면, 사전에 설정된 수신 장치로 상기 이상 징후가 감지되었음을 알려주는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 전력 데이터에서 관측된 특징점과 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대해 입력된 특징점을 비교하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 장치.
  6. (a) 적어도 하나의 전자 기기에 전력을 공급해주는 전력선을 모니터링하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기에 공급되는 전력 데이터를 취득하는 단계; 및
    (b) 상기 전력 데이터를 분석하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    (c) 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 전력선에 이어지는 콘센트 또는 전력 그리드(grid) 중 적어도 하나를 모니터링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    이전에 산출한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 현재 산출한 값과 비교하여 사전에 설정한 기준을 벗어나는 이상 징후가 감지되면, 사전에 설정된 수신 장치로 상기 이상 징후가 감지되었음을 알려주는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 전력 데이터에서 관측된 특징점과 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대해 입력된 특징점을 비교하여, 상기 적어도 하나의 전자 기기 각각에 대한 전력 사용량 및 전력 사용 패턴을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 모니터링 기반의 에너지 관리 방법.
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