KR20150131331A - T-분포들을 이용한 에너지 수요 및 에너지 효율에 대한 측정을 이용한 전력 시스템 제어 - Google Patents

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Abstract

주어진 전기 사용 인구에 대한 일 시간 기간으로부터 다른 시간 기간으로의 수용가 당 평균 사용량에서의 시프트를 계산하는데 적용되는 대응표본 t 통계학적 분석을 이용한 전압 측정의 구현을 포함하는 전기 전력 시스템을 제어하기 위한 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램이 제공되는바, 여기서 페어링 프로세스는 통계학적 측정의 정확성을 개선시키는 신규한 기법을 이용하여 최적화된다.

Description

T-분포들을 이용한 에너지 수요 및 에너지 효율에 대한 측정을 이용한 전력 시스템 제어{ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH MEASUREMENT OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING T-DISTRIBUTIONS}
본 발명은 전기 전력 시스템을 제어하기 위한 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로, t-분포(t-distribution)을 이용하여 최적화 전압의 효과를 측정하는 것, 에너지를 보전하는 것, 및 수요(demand)를 감소시키는 것을 포함한다.
통상적으로, 전기는 전기기계적인 발전기에 의해서 발전소에서 생성되는바, 전기기계적인 발전기는 화학적 연소 혹은 핵 분열에 의해서 에너지가 공급되는 열 기관에 의해서 구동되거나 혹은 물 또는 바람의 흐름으로부터 얻어지는 운동 에너지로 구동되는 것이 일반적이다. 일반적으로, 전기는 송전 그리드(transmission grid)를 통해 교류 신호로 엔드 유저에게 공급된다. 송전 그리드는 발전소들, 전송 회로들, 변전소들, 기타 등등의 네트워크를 포함할 수 있다.
일반적으로, 생성된 전기는 예를 들어 송전 시스템에 전기를 공급하기 전에, 발전용 승압 변압기(step-up transformer)를 사용하여 전압을 승압시킨 것이다. 전압의 승압(step-up; 이하, 승압 또는 스텝-업 이라 함)은 송전된 전력을 전력 입력과 거의 같게 유지하면서 송전 시스템 도체(conductor)로 흐르는 전기의 흐름을 줄임으로써 송전 능률을 개선시킨다. 스텝-업 전압의 전기는 다음에 송전 시스템을 통하여 배전 시스템으로 보내지는데, 배전 시스템은 전기를 엔드 유저에게 분배한다. 배전 시스템은 송전 시스템에서 전기를 운반하고 엔드 유저에게 전달하는 네트워크를 포함할 수 있다. 일반적으로, 네트워크는 중간 전압(예를 들면, 69 kV 미만) 송전선, 변전소, 변압기, 저전압(예를 들면, 1 kV 미만) 배선, 전기 미터들(meters) 등을 포함할 수 있다.
하기의 문서들은 전력 발전 혹은 배전에 관한 내용을 서술하는데 이들 문서들은 참조로서 본 명세서에 통합된다. Power Distribution Planning Reference Book, Second Edition, H. Lee Willis, 2004; Estimating Methodology for a Large Regional Application of Conservation Voltage Reduction, J.G. De Steese, S.B. Merrick, B.W. Kennedy, IEEE Transactions on Power Systems, 1990; Implementation of Conservation Voltage Reduction at Commonwealth Edison, IEEE Transactions on Power Systems, D. Kirshner, 1990; Conservation Voltage Reduction at Northeast Utilities, D.M. Lauria, IEEE, 1987; Green Circuit Field Demonstrations, EPRI, Palo Alto, CA, 2009, Report 1016520; Evaluation of Conservation Voltage Reduction (CVR) on a National Level, PNNL-19596, Prepared for the U.S. Department of Energy under Contract DE-AC05-76RL01830, Pacific Northwest National Lab, July 2010; Utility Distribution System Efficiency Initiative (DEI) Phase 1, Final Market Progress Evaluation Report, No 3, E08-192 (7/2008) E08-192; Simplified Voltage Optimization (VO) Measurement and Verification Protocol, Simplified VO M&V Protocol Version 1.0, May 4, 2010; MINITAB Handbook, Updated for Release 14, fifth edition, Barbara Ryan, Brian Joiner, Jonathan Cryer, Brooks/Cole-Thomson, 2005; Minitab Software, http://www.minitab.com/en-US/products/minitab/; Statistical Software provided by Minitab Corporation.
또한, 2009년 5월 7일자로 출원된 미국특허출원 US 61/176,398 및 "VOLTAGE CONSERVATION USING ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE AND SUBSTATION CENTRALIZED VOLTAGE CONTROL" 라는 명칭의 미국특허출원공개공보 US 2013/0030591는 복수의 사용자 위치들에 전력을 공급하도록 된 전력 전송 및 배전 그리드를 위한 전압 제어 및 에너지 보존 시스템을 서술하고 있는바, 상기 특허문헌들 역시도 그 전체가 본 발명에 대한 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 전기 전력 시스템을 제어하기 위한 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로, t-분포(t-distribution)을 이용하여 최적화 전압의 효과를 측정하는 것, 에너지를 보전하는 것, 및 수요(demand)를 감소시키는 것을 포함한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 특정한 시간 기간에 대하여 수요 인구(population demand)와 에너지 사용을 비교하도록 대응표본 t-테스트(paired sample t-test)를 이용한 전기 수요 및 에너지 효율 개선 측정의 신규한 구현에 관한 것이다. 본 방법은, 에너지 사용 인구에 대한 2개의 시간 기간들 사이에서의 에너지 및 수요 변화들에 대한 직접적인 통계적 측정(direct statistical measurement)을 가능케한다. 이러한 비교는, 전력 시스템에 대한 변경을 실행하는 것으로부터 야기되는 절약(savings)에 대해 에너지 효율 및 수요 감소 값들을 정확하게 수량화(quantify)하기 위한 기초(basis)로 이용될 수 있다.
본 명세서에 서술된 다양한 실시예들은 전력 시스템을 제어하기 위한 신규한 방법, 장치, 시스템, 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는바, 소정의 전기 사용 인구에 대한 일 시간 기간으로부터 다른 일 시간 기간으로의 커스터머(customer: 이하, 커스터머 혹은 수용가 라함) 당 평균 사용(average usage per customer)의 변화(shift)를 계산하는데 적용되는 대응표본 t(paired t) 통계 분석을 이용한 전압 측정의 구현을 포함하며, 통계적 계측의 정확성을 개선시키는 신규한 기법을 이용하여 페어링 프로세스(pairing process)가 최적화된다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 에너지 검증 프로세스(energy validation process: EVP)는 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)에 대한 에너지 사용의 변화 레벨을 측정하는바, 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)은, 하나 이상의 에너지 사용 시스템(EUS)에 전기적으로 연결되는 에너지 공급 시스템(energy supply system: ESS)으로 구성된다. EEDS의 동작에 대하여 혹은 전기 에너지 배전 시스템(EEDS) 상의 소정의 전기 포인트들에 있는 에너지 사용 디바이스(EUD)에 대하여 변경(modification)이 이루어지는데, 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)은 측정 동안에 소정의 주어진 시간에서 에너지를 랜덤하게 사용하는 수 많은 에너지 사용 디바이스들로 구성된다. 에너지 검증 프로세스(EVP)의 목적은, EEDS에 대한 에너지 사용의 변화 레벨을 측정하는 것이다. 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)으로 공급되는 전기 에너지는 (a) ESS의 공급 포인트에서 그리고 (b) 에너지 사용 시스템(EUS) 혹은 미터 포인트(meter point)에서 와트, 킬로와트(kw), 메가와트(Mw)로 측정된다. 이러한 측정은 가령, 1 시간 등의 설정 시간 기간 동안 공급 포인트 및 미터 포인트들 각각에서의 평균 사용 에너지(average usage of energy: AUE)를 기록한다.
에너지 사용의 레벨 변화에 대한 테스트는 2개의 기본적인 시간 기간들로 분할될 수 있다. 첫번째 것은 변경(modification)이 작용하지 않는 시간 기간, 즉 "OFF" 상태의 시간 기간이다. 두번째 시간 기간은 변경이 작용하는 시간 기간, 즉 "ON" 상태의 시간 기간이다. 전기 에너지 사용은 일정하지 않으며 가령, 날씨 및 기상 조건들 등과 같은 다른 독립 변수들에 의해서 변동될 수 있기 때문에, 다른 독립 변수들 뿐만 아니라 날씨 및 기상 변동은 "OFF" 상태를 "ON" 상태에 비교하는 것으로부터 배제되어야만 한다. 그 의도는, "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로의 평균 에너지 사용의 비교에 있어서 측정되는 독립 변수를 오직 하나만 남겨놓기 위한 것이다.
기상 및/또는 날씨 조건들의 효과를 배제하기 위하여, 페어링 프로세스가 이용되어, 에너지 기간들(energy periods)을 페어링 프로세스를 이용하는 공통의 기상 및/또는 날씨조건에 매칭시킨다. 일례로서, 설정 시간 기간들에 대한 각각의 에너지 측정에 대해서, 온도, 난방도(heating degree), 냉방도(cooling degree) 및 다른 날씨 조건들이 기록된다. 만일, 상기 온도, 난방도, 냉방도, 및 다른 날씨 조건들이 가장 정확한 페어들(pairs)을 선택하기 위한 최적화 프로세스를 따라 매칭된다면, 이들 기간들은 페어링된다(paired).
측정값에 있어서 변동을 야기할, 측정되지 않는 다른 독립 변수들을 제거하기 위하여, 동일한 기상 및/또는 날씨 시스템에 위치되는 거의 유사한(near identical) 에너지 공급 시스템 및 거의 유사한 에너지 사용 시스템의 EEDS가 이용된다. 다른 독립 변수들을 제거하기 위하여, 거의 유사한 에너지 공급 시스템의 EEDS에서의 에너지 변화들은, 테스트 중인 EEDS에 의해서 측정되는 변화들로부터 감산된다. 이러한 방법은, 남아있는 다른 독립 변수들의 효과들에 대해서 테스트 회로를 정정한다.
측정 프로세스는 "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로의 평균 에너지 사용 데이터의 제 1 페어링 인터벌들(first pairing intervals)로 이루어진다. 제 1 단계는, 독립 변수와 관련이 없는 것으로 용이하게 식별되는 중요한 이상치들(outliers)을 제거하는 것이다. 일례로서, 만일 변경(modification)으로부터 야기되는 예측된(경험, 기타 등등에 기초하는) 부하 시프트(load shift)가 최대 2kw 이고 그리고 데이터가 10MW의 부하 시프트를 갖는 인구 멤버(population member)를 보여준다면, 이러한 요소는 배제될 수 있다. 인구 정상 상태(population normality)를 파괴하지 않도록, 인구(population)에 대해서 배제가 일관되게 수행되어야만 한다.
제 2 단계는 페어링 프로세스의 제한(limits)을 설정하는 것이다. 상기 제한은 원하는 정확도에 적어도 일부 기초하여 설정될 수 있다. 또한, 정확도는 사용되는 데이터 포인트의 개수에 의존할 수 있다. 일례로서, 온도 차이의 경우, 제한은 화씨 1 도(℉)로 설정될 수 있다. 제한들의 이러한 선택과 함께, 시간 기간 유형은, 데이터 측정이 수행되는 기간으로 선택될 수 있다. 시간 기간에 대한 선택은, EEDS 동작 환경 조건들이 선택된 분석과 어떤 관계에 있는지에 의존할 수도 있다. 예를 들면, 하루 내내 측정된 데이터의 변동을 포함하도록, 24 시간의 시간 기간이 선택될 수 있다. 다른 일례로서, 피크 저녁 전력 사용 기간 동안에 측정된 데이터의 변동을 포함하도록 저녁 4시간의 시간 기간이 선택될 수도 있다.
시간 기간 동안, "ON" 상태에서의 변동을 구비한 EEDS의 일부분에 있는 센서들의 세트로부터 데이터가 수집된다. 동일한 시간 기간 동안(이는 "ON" 상태에서의 수집을 위한 시간 기간과 동시에 진행될 수도 혹은 진행되지 않을 수도 있음)에, "OFF" 상태에서의 변동을 구비한 EEDS의 일부분으로부터의 세트에 대한 잠재적인 페어들(pairs)인 센서들의 그룹으로부터 데이터가 수집된다. 온도 레벨들의 최상의 매치가 선택되는지를 확인하도록 상기 페어들이 검사된다. 이러한 프로세스는 다른 변수들에 대해서도 반복될 수 있다. 페어들의 최상의 그룹이 식별되면, 대응표본 t(paired-t)의 표준 프로세스가 적용되어, 식별된 페어들의 그룹에 대한 t 분포를 이용하여 OFF 상태로부터 ON 상태로의 에너지 사용의 평균 변화를 판별한다. 이러한 프로세스는, 신뢰(confidence) 레벨 내에서, 상기 인구에 대한 OFF 상태로부터 ON 상태로의 에너지 사용에서의 변화의 실제 범위를 판별할 수 있다. 이러한 프로세스의 경우, 전기 에너지 배전 시스템(EEDS) 미터 포인트(들), 또는 에너지 사용 시스템(EUS) 미터 포인트(들), 또는 에너지 사용 디바이스(EUD) 미터 포인트(들), 혹은 EEDS, EUS 및 EUD 미터 포인트들의 임의의 조합에서 측정들이 이루어질 수 있다.
에너지 사용의 결과적인 변화는 전기 에너지 배전 시스템을 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 캐패시터 뱅크들의 추가, 전압 조절기의 변경, 수용가 효율을 변경하기 위한 최종-사용자 장비에 대한 변경, 및 다른 제어 행동들을 포함하여, EEDS의 구성요소들이 수정, 조절, 추가 혹은 제거될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 에너지 검증 프로세스(EVP)는 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)에 대한 에너지 사용의 변화 레벨을 측정하며, 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)은, 하나 이상의 에너지 사용 시스템(EUS)에 전기적으로 연결되는 에너지 공급 시스템(energy supply system: ESS)으로 구성된다. 이것은 전술한 양상과 유사하지만, 다수의 변경들이 EEDS 동작에 적용되거나 또는 측정 동안의 소정의 주어진 시간에서 에너지를 랜덤하게 사용하는 수 많은 에너지 사용 디바이스들로 구성된 전기 에너지 배전 시스템(EEDS) 상의 전기 포인트(들)에 있는 에너지 사용 디바이스들(EUD)에 적용된다. 에너지 검증 프로세스(EVP)의 목적은 조합된 변경들 및 개별 변경들 각각을 구비한 EEDS에 대해서 에너지 사용에서의 변화 레벨을 측정하는 것이다. 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)으로의 전기 에너지 공급은, (a) ESS의 공급 포인트에서 그리고 (b) 에너지 사용 시스템(EUS) 혹은 미터 포인트(meter point)에서 와트, 킬로와트(kw), 메가와트(Mw)로 측정된다. 이러한 측정은 가령, 1 시간 등의 설정 시간 기간 동안 공급 포인트 및 미터 포인트들 각각에서의 평균 사용 에너지(AUE)를 기록한다.
에너지 사용 개선에 있어서의 레벨 변화에 대한 테스트는 2개의 기본적인 시간 기간들로 분할될 수 있다. 첫번째 것은 변경(modification)이 작용하지 않는 시간 기간, 즉 "OFF" 상태의 시간 기간이다. 두번째 시간 기간은 변경이 작용하는 시간 기간, 즉 "ON" 상태의 시간 기간이다. 전기 에너지 사용은 일정하지 않으며 가령, 날씨 및 기상 조건들 등과 같은 다른 독립 변수들에 의해서 변동될 수 있기 때문에, 다른 독립 변수들 뿐만 아니라 날씨 및 기상 변동은 "OFF" 상태를 "ON" 상태에 비교하는 것으로부터 배제되어야만 한다. 그 의도는, "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로의 평균 에너지 사용의 비교에서 측정되는 독립 변수들만을 오직 남겨놓기 위한 것이다.
기상 및/또는 날씨 조건들의 효과를 배제하기 위하여, 페어링 프로세스가 이용되어, 에너지 기간들(energy periods)을 페어링 프로세스를 이용하는 공통의 기상 및/또는 날씨조건에 매칭시킨다. 일례로서, 설정 시간 기간들에 대한 각각의 에너지 측정에 대해서, 온도, 난방도(heating degree), 냉방도(cooling degree) 및 다른 날씨 조건들이 기록된다. 만일, 상기 온도, 난방도, 냉방도, 및 다른 날씨 조건들이 가장 정확한 페어들(pairs)을 선택하기 위한 최적화 프로세스를 따라 매칭된다면, 이들 기간들은 페어링된다(paired).
측정값에 있어서 변동을 야기할, 측정되지 않는 다른 독립 변수들을 제거하기 위하여, 동일한 기상 및/또는 날씨 시스템에 위치되는 거의 유사한(near identical) 에너지 공급 시스템 및 거의 유사한 에너지 사용 시스템의 EEDS가 이용된다. 다른 독립 변수들을 제거하기 위하여, 거의 유사한 에너지 공급 시스템의 EEDS에서의 에너지 변화들은, 테스트 중인 EEDS에 의해서 측정되는 변화들로부터 감산된다. 이러한 방법은, 남아있는 다른 독립 변수들의 효과들에 대해서 테스트 EEDS를 정정한다.
측정 프로세스는 "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로의 평균 에너지 사용 데이터의 제 1 페어링 인터벌들(first pairing intervals)로 이루어진다. 제 1 단계는, 독립 변수와 관련이 없는 것으로 용이하게 식별되는 중요한 이상치들(outliers)을 제거하는 것이다. 일례로서, 만일 변경(modification)에 대한 예측된 부하 시프트(load shift)가 최대 2kw 이고 그리고 데이터가 10MW의 부하 시프트를 갖는 인구 멤버(population member)를 보여준다면, 이러한 요소는 배제될 수 있다. 인구 정상 상태(population normality)를 파괴하지 않도록, 인구에 대해서 배제가 일관되게 수행되어야만 한다.
제 2 단계는 페어링 프로세스의 제한(limits)을 설정하는 것이다. 일례로서, 온도 차이의 경우, 제한은 화씨 1 도(℉)로 설정될 수 있다. 제한들의 이러한 선택과 함께, 앞서 설명된 양상과 유사하게, "ON" 상태에서의 변경을 구비한 센서들의 세트로부터 그리고 "OFF" 상태에서의 변경을 구비한, 상기 세트에 대한 잠재적인 페어들(pairs)인 센서들의 그룹으로부터 데이터 측정이 수행되거나 혹은 수행되었던 시간 기간이 선택된다. 매치들 중에서 온도 레벨들의 최상의 매치가 선택되는지를 확인하도록 상기 페어들이 검사된다. 이러한 프로세스는 다른 변수들에 대해서도 반복될 수 있으며 그리고 페어들의 최상의 그룹이 식별되면, 대응표본 t(paired-t)의 표준 프로세스가 적용되어, 식별된 페어들의 그룹에 대한 t 분포를 이용하여 OFF 상태로부터 ON 상태로의 에너지 사용의 평균 변화를 판별한다. 이러한 프로세스는, 신뢰(confidence) 구간 내에서, 상기 인구에 대한 OFF 상태로부터 ON 상태로의 에너지 사용에서의 변화의 실제 범위를 판별할 수 있다. 이러한 프로세스의 경우, 전기 에너지 배전 시스템(EEDS) 미터 포인트(들), 또는 에너지 사용 시스템(EUS) 미터 포인트(들), 또는 에너지 사용 디바이스(EUD) 미터 포인트(들), 혹은 EEDS, EUS 및 EUD 미터 포인트들의 임의의 조합에서 측정들이 이루어질 수 있다.
에너지 사용의 결과적인 변화는 전기 에너지 배전 시스템을 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 캐패시터 뱅크들의 추가, 전압 조절기의 변경, 수용가 효율을 변경하기 위한 최종-사용자 장비에 대한 변경, 및 다른 제어 행동들을 포함하여, EEDS의 구성요소들이 수정, 조절, 추가 혹은 제거될 수 있다.
에너지 검증 프로세스(EVP)는 또한, 에너지 사용에 영향을 미치는 제 2 독립 변수(가령, 습도)를 포함할 수 있다. EVP 가 이용되어, 제 1 페어링 변수에 보조적인 제 2 페어링 변수가 제공된다. 이러한 프로세스는 제 1 변수를, 선택된 에너지 인터벌에 대한 인구(population) "OFF" to "ON" 값들에 가능한 가깝게 짝짓는다. 매칭 제 2 변수는 상기 인터벌에 대해 제 1 변수에 이미 매칭된다. 에너지와 각각의 독립 변수 사이의 선형 관계의 상대적인 기울기들에 기초하여, 페어들의 계량된 스코어링(weighed scoring of pairs)이 구현된다. 이러한 것은, 2개의 인구 포인트들을 가장 가깝게 매칭시키도록, 페어들의 최적화된 선택을 제공한다. 이러한 선형 최적화 매칭은, t-분포 평가(evaluation)에 대한 데이터의 최상의 페어링을 제공한다. 상기 방법은, t-분포를 이용한 평균 에너지 변화들을 계산하기 위하여 다수의 값들이 최적으로 페어링될 수 있게 한다.
에너지 검증 프로세스(EVP)는 또한, 전력의 3개의 위상들을 갖는 하나 이상의 에너지 사용 시스템들(EUS)에 전기적으로 연결되는 에너지 공급 시스템(energy supply system: ESS)으로 구성되는 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)을 포함한다. 다음으로 EVP는 에너지 시스템들에서의 변경들로 인한 에너지 변화들을 계산하도록, EEDS, ESS, EUS, 및 EUD의 모든 조합들에서의 위상 값들에 의해서 모든 전력 및 독립 변수 계산들을 수행할 것이다. 따라서, 계산들은 3개의 위상들 각각에 특별한 감지된 속성들에 대한 데이터를 이용하여 개별적으로 수행될 수 있다. 이러한 방법으로, 하나 이상의 위상들에 대한 EEDS에 대한 변경들의 효과는 다른 위상(들)에 대한 그것의 효과와 비교될 수 있다.
에너지 검증 프로세스(EVP)는 또한, 전압 등과 제 2 독립 변수를 포함할 수 있는데 여기서, 에너지에서의 평균 변화에 대한 전압에서의 평균 변화의 비율이 계산되거나 혹은 보존 전압 감소 팩터(conservation voltage reduction factor: CVRF)가 계산된다. 이러한 팩터는 전압 독립 변수에 응답하여 에너지 사용을 변화시키도록, EEDS, EUS 및 EUD의 용량을 계측한다. EVP는 전술한 바와 같이 "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로의 2개의 에너지 상태들을 페어링함으로써 CVRF 를 먼저 계산한다. 두번째로, 샘플에 대한 전압의 퍼센트 변화(percent change)에 의해서 나뉘어진 에너지에서의 퍼센트 변화의 비율이, 인구 내의 각각의 샘플에 대한 2개의 상태들 사이에서, 계산된다. 최적의 페어링은, CVRF의 평균 값에 대한 신뢰 인터벌을 판별하도록 t-분포를 이용한 평가를 위해 가장 가까운 샘플들을 매칭한다.
에너지 검증 프로세스(EVP)는 또한 전압 및 회로 언밸런스(unbalance)와 같은 다수의 독립 변수들을 포함하는바, 여기서 에너지의 평균 변화에 대한 전압 및 회로 언밸런스의 평균 변화의 비율이 계산되거나 또는 에너지 감소 팩터(energy reduction factor: ERF)가 계산된다. 이러한 팩터는 다수의 독립 변수들에 응답하여 에너지 사용을 변화시키도록 EEDS, EUS, 및 EUD 의 용량을 계측한다. EVP는 전술한 바와 같이, "OFF" 상태로부터 "ON" 상태로 2개의 에너지 상태들을 페어링함으로써 ERF를 먼저 계산한다. 두번째로, 샘플에 대한 다수의 변수들의 조합된 % 변화에서의 변화에 의해서 나뉘어진 에너지에서의 변화의 비율이 인구 내의 각각의 샘플에 대한 2개의 상태들 사이에서, 계산된다. 최적의 페어링은, ERF의 평균 값에 대한 신뢰 인터벌을 판별하도록 t-분포를 이용한 평가를 위해 가장 가까운 샘플들을 매칭한다.
에너지 검증 프로세스(EVP)는 또한, 하나 이상의 에너지 사용 시스템들(EUS)에 전기적으로 연결되는 에너지 공급 시스템(energy supply system: ESS)으로 구성되는 전기 에너지 배전 시스템(EEDS)을 포함한다. EVP 평가 시간 기간(또는 인터벌)은 다수의 레벨들로 전개될 수 있다. 이러한 것은, 연결된 EUD 들을 선형 회귀 기법을 이용하여 카테고리화하는데 유용하다. 스타팅 포인트로서 상기 인터벌은 다수의 시간들에 대한 부하 싸이클링의 효과들을 캡춰하도록 24 시간의 표준 인터벌을 사용할 수 있다. 하지만, 몇몇 경우에 있어서는, 전체 24 시간 동안 모든 부하들이 연결되는 것은 아닐 것이며 그리고 에너지 측정은 전체 기간에 대해서 일관되지 않을 수도 있다. 이를 해결하기 위하여, 예를 들면, 여름과 겨울 사이의 대기 조건 및 열(heating) 등의 서로 다른 부하들을 각각 나타내도록, 평가들이 계절별로 분리될 수 있다. 가을 및 봄에는 온화한 날씨 조건하에서 이들 부하들이 존재하지 않을 수도 있으며, 따라서 이들은 또한 별도로 평가된다. 그 외에도, 난방도 레벨, 냉방도 레벨, 일일 유형(day type)(주중, 주말, 공휴일 등), 습도, 부하의 성장(growth in load), 기타 등등과 같은 매 시간 마다 부하들에게 영향을 미치는 다수의 변수들을 나타내도록, 선형 회귀를 이용함에 의해서 각각의 계절이 평가된다. 다음으로, 부하의 일반적인 특징들을 매칭시키도록, 회귀 팩터 범위들(regression factor ranges)에 의해서 시간들이 그룹화된다. 이러한 회귀는 각각의 계절을 각각의 24 시간 기간에 대한 시간 범위들로 분할하게 하는데, 이는 인구에서의 에너지 성능(energy performance in the population)의 그들의 개별 특징들의 판별하도록 독립적으로 비교될 수 있다. EVP는 에너지 시스템들에서의 변경으로 인한 에너지 변화들을 계산하도록, EEDS, ESS, EUS 및 EUD들의 모든 조합에서, 시간 범위 별로, 계절별로, 위상 값들에 의해서 모든 전력 및 독립 변수 계산들을 수행할 것이다.
본 발명의 추가적인 피처들, 장점들 및 실시예들은 발명의 상세한 설명 및 도면들에 대한 고려로부터 서술되거나 혹은 명백할 수 있다. 또한, 다음이 이해되어야 하는바, 전술한 본 발명의 요약 및 후술되는 상세한 설명은 예시적인 것이며 그리고 청구된 바와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 추가 설명을 제공하기 위한 것이다.
첨부한 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하도록 포함되고, 본 명세서의 일부로 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 실시예들을 나타내며, 상세한 설명과 함께 발명의 원리를 설명하는데에 도움이 된다. 본 발명의 기본적인 이해에 필요할 수 있는 발명의 구조적 상세 및 개시는 실행될 수 있는 여러가지 방법을 더욱 상세하게 보여주려고 시도되지 않는다.
도1은 본 발명의 원리에 따라 수용가 부하들에 연결된 전기 발전 및 배전 시스템으로 구성되는 EEDS의 일례를 도시한다.
도2는 본 발명에 따라, 진보된 미터링 인프라스트럭처(AMI) 측정 전압 및 에너지로 구성된 ESS 미터 포인트 및 EUS 미터 포인트에서 측정되는 전압 제어 및 보존(VCC) 시스템의 일례를 도시한다.
도3은 본 발명에 따른 에너지 검증 프로세스(EVP)의 일례를 도시한다.
도4는 본 발명에 따른 에너지 검증 프로세스(EVP) 데이터 베이스 구조의 일례를 도시한다.
도5는 본 발명에 따른, 정상 동작을 벗어난 인구 측정값들(population measurements)을 판별하기 위한 일반적인 이상치 분석의 일례를 도시한다.
도6은 본 발명에 따른, 전압 측정값들 등의 독립 변수들이 정상 동작을 벗어나는지를 판별하기 위한 전압 이상치 분석의 일례를 도시한다.
도7은 본 발명에 따른, 독립 변수들의 특징들을 판별하기 위한 "OFF to ON" 비교들의 전압 히스토그램의 그래프들에 대한 일례를 도시한다.
도8은 본 발명에 따른, 각각의 샘플 및 샘플 페어에서 날씨 및 계절 시프트들의 특징들을 보여주는 "ON" 및 "OFF" 조건들에서의 날씨 및 계절에 의한 샘플 포인트들의 그래프들에 대한 일례를 도시한다.
도9는 본 발명에 따른, 인구 샘플에 대한 날씨, 일일 유형, 및 습도를 매칭하기 위한 하이 레벨 페어링 프로세스의 일례를 도시한다.
도10은 본 발명에 따라, 부하 데이터를 유사한 특징들을 갖는 계절에 의한 그룹들 및 시간 그룹들로 분할한 결과의 일례를 도시한다.
도11은 본 발명에 따른, 최적 페어링 프로세스의 프로세스 맵의 일례를 도시한다.
도12는 본 발명에 따른, EEDS에 대한 CVR 팩터를 결정하는 데이터 페어링 프로세스의 히스토그램의 일례를 도시한다.
도13은 본 발명에 따른, 커스터머 당 사용량의 변화를 결정하는 대응표본(paired) 테스트 분석 프로세스의 어플리케이션 일례를 도시한다. 탑 히스토그램은 페어링 결과들을 나타내며 그리고 바닥의 이산 플롯은 페어링 값들의 결과들을 예시한다.
도14는 EEDS에 대한 CVR 팩터를 결정하는 데이터 페어링 프로세스의 히스토그램들의 일례들을 도시한 것으로, 하나는 다른 독립 변수들을 제거하도록 콘트롤 EEDS를 구비한 것이며, 다른 하나는 콘트롤 EEDS가 없는 것이다.
도15는 본 발명에 따른 CVR 팩터 및 커스터머 당 에너지 세이빙들(또는 절약) 상의 이전 도면들에 도시된 데이터에 대한 요약 차트의 일례를 도시한다.
본 발명은 다음의 상세한 설명에서 보다 상세히 설명된다.
본 발명 및 본 발명의 여러 피처들 그리고 유용한 세부 내용은 비제한의 실시예들 및 일례들을 참조하여 보다 상세히 설명되는바, 이들 실시예들은 첨부된 도면들에 기술 및/또는 예시되고 하기의 발명의 상세한 설명에 상술된다. 주목할 사항으로, 도면에서 설명되는 특징들은 축척대로 도시될 필요는 없으며, 여기에 명백히 진술하지 않더라도 당업자들이 인식할 수 있는 바와 같이 일실시예의 특징들이 다른 실시예들로 사용될 수 있다. 공지된 구성요소들 및 프로세싱 기법들에 대한 설명은, 본 발명의 실시예들이 불필요하게 불명료해지지 않도록 생략될 수 있다. 여기서 사용된 일례들은 단지 본 발명이 실행될 수 있는 방식에 대한 이해를 용이하게 하고, 당업자들이 발명의 실시예들을 실행할 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 일례들과 실시예들은 본 명세서에서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 더욱이, 주목할 사항으로, 동일한 참조번호는 몇몇 도면에 걸쳐서 유사한 부분을 표현한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "컴퓨터"는 머신, 디바이스, 회로, 컴포넌트, 또는 모듈, 또는 머신들, 디바이스들, 회로들, 컴포넌트들, 모듈들 등의 임의 시스템을 의미하는데, 제한없이, 하나 이상의 명령에 따라 데이터를 처리할 수 있는, 프로세서, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치, 범용 컴퓨터, 슈퍼 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 팜 탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 탁상용 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버, 또는 그 종류, 또는 프로세서들, 마이크로프로세서들, 중앙 처리 장치들, 범용 컴퓨터들, 슈퍼 컴퓨터들, 퍼스널 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 팜 탑 컴퓨터들, 노트북 컴퓨터들, 탁상용 컴퓨터들, 워크스테이션 컴퓨터들, 서버들, 또는 그 종류의 어레이를 예로 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 "서버"는 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의 조합을 의미하는데, 클라이언트 서버 아키텍쳐의 일부로서 접속된 클라이언트들을 위한 서비스를 수행하는 적어도 하나의 애플리케이션 및/또는 적어도 하나의 컴퓨터를 포함한다. 적어도 하나의 애플리케이션은 예를 들면 클라이언트로부터의 서비스 요청에 대한 접속을 클라이언트로의 재응답을 전송함으로써 채택할 수 있는 애플리케이션 프로그램을 포함할 수 있다. 서버는 최소의 인간 지시와 관련하여 연장된 기간동안 격무에 종종 방치되는 적어도 하나의 애플리케이션에서 실행되도록 구성될 수 있다. 서버는 적어도 하나의 애플리케이션이 격무에 따라 컴퓨터들 중에 분배되도록 된 다수의 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경부하시에, 적어도 하나의 애플리케이션은 단일 컴퓨터에서 실행될 수 있다. 그러나, 중부하시에, 다중 컴퓨터들이 적어도 하나의 애플리케이션을 실행하도록 요구될 수 있다. 또한, 서버 또는 임의 컴퓨터들이 워크스테이션으로서 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "데이터베이스"는 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의 조합을 의미하는데, 적어도 하나의 애플리케이션 및/또는 적어도 하나의 컴퓨터를 포함한다. 데이터베이스는, 이에 제한되지 않지만, 예를 들면 적어도 하나의 관계형 모델, 계층적인 모델, 네트워크 모델 등과 같은 데이터베이스 모델에 따라 편성된 레코드 또는 데이터의 구조화된 수집을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 종래기술로 공지된 바와 같은 데이터베이스 관리 시스템 애플리케이션(DBMS : database management system application)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애플리케이션은, 이에 제한되지 않지만, 예를 들면 클라이언트로부터의 서비스 요청에 대한 접속을 클라이언트로의 재응답을 전송함으로써 채택할 수 있는 애플리케이션 프로그램을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 최소의 인간 지시와 관련하여 연장된 기간동안 격무에 종종 방치되는 적어도 하나의 애플리케이션을 실행하도록 될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "통신 링크"는 적어도 2개의 지점 사이에서 데이터 또는 정보를 운반하는 유선 및/또는 무선 매체를 의미한다. 유선 또는 무선 매체는 예를 들면 금속성 컨덕터 링크, 무선 주파수(RF) 통신 링크, 적외선(IR) 통신 링크, 광학적 통신 링크 등을 제한없이 포함할 수 있다. RF 통신 링크는 예를 들면 WiFi, WiMAX, IEEE 802.11, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G, 또는 4G 셀룰러 표준, 블루투스 등을 포함할 수 있다.
용어 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", 및 그 변형들은, 본 개시에서 사용된 바와 같이, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, "제한되지 않지만, 포함하는(including)"를 의미한다.
용어 "a", "an", 및 "the"는, 본 개시에 사용된 바와 같이, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, "하나 이상"을 의미한다.
서로 통신하는 디바이스들은, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, 서로 연속적으로 통신할 필요는 없다. 부가적으로, 서로 통신하고 있는 디바이스들은 하나 이상의 매개물을 통해 직접 또는 간접적으로 통신할 수 있다.
프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들이 연속하는 순서로 개시될 수 있더라도, 그런 프로세스, 방법 및 알고리즘은 다른 순서로 작용하도록 될 수 있다. 다시 말해서, 기술될 수 있는 단계들의 임의 시퀀스 또는 순서는 단계들이 그 순서로 수행되어야 한다는 것을 반드시 가리키지는 않는다. 여기에 기술된 프로세스, 방법 또는 알고리즘의 단계들은 사실상 임의 순서로 수행될 수 있다. 더욱이, 일부 단계들은 동시에 수행될 수 있다.
단일 디바이스 또는 아티클이 여기서 기술될 때, 하나 이상의 디바이스 또는 아티클이 단일 디바이스 또는 아티클 대신에 사용될 수 있음은 용이하게 명백해질 것이다. 유사하게, 하나 이상의 디바이스 또는 아티클이 여기서 기술되는 경우, 단일 디바이스 또는 아티클이 하나 이상의 디바이스 또는 아티클 대신에 사용될 수 있음은 용이하게 명백해질 것이다. 디바이스의 기능성 또는 특징들은 그런 기능성 또는 특징들을 가지는 것으로서 명백히 기술되지 않는 하나 이상의 다른 디바이스들에 의해 택일적으로 구현될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "컴퓨터 판독가능한 매체"는 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 데이터(예를 들면, 명령들)의 제공에 참여하는 임의 매체를 의미한다. 그런 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들면 광학 또는 자기 디스크 및 다른 퍼지스턴트(persistent) 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 매체는 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM)을 포함할 수 있다. 전송 매체는 프로세서에 결합된 시스템 버스를 포함한 배선들을 포함하는 동축 케이블, 구리선 및 광섬유를 포함할 수 있다. 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 동안 발생된 것들과 같은, 음파, 광파 및 전자기 방출을 포함하거나 또는 운반할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 공통 형태는 예를 들면 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 홀들의 패턴을 가지는 임의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, 임의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이후에 기술된 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의 다른 매체를 포함한다.
여러가지 형태의 컴퓨터 판독가능한 매체가 컴퓨터로의 명령 시퀀스 운반에 포함될 수 있다. 예를들면, 명령 시퀀스는 (ⅰ) RAM으로부터 프로세서로 운반될 수 있고, (ⅱ) 무선 전송 매체를 통해 운반될 수 있고, 및/또는 (ⅲ) 예를 들어 WiFi, WiMAX, IEEE 802.1, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G 또는 4G 셀룰러 표준들, 블루투스 등을 포함하는 많은 포맷들, 표준들 또는 프로토콜들에 따라 포매팅될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 일례에 따르면, 전압 제어 및 보존 (VCC) 시스템(200)이 제공되며(도2에 도시됨) 그리고 VCC로부터 EEDS 에너지의 변화를 모니터링하는데 EVP가 이용된다. VCC는 에너지 전달(energy delivery: ED) 시스템(300), 에너지 제어(energy control: EC) 시스템(400), 에너지 조절(energy regulation: ER) 시스템(500)을 포함하는 3개의 서브시스템들을 포함한다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300)에서의 에너지 사용을 모니터링하도록 구성되며 그리고 EC 시스템(400)(혹은 전압 조절기)에서 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들을 판별한다. 다음으로 EC 시스템(400)은 최대 에너지 보존을 위해 복수의 사용자들에게 전달되는 에너지를 조절하도록, 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들(CED)을 ER 시스템(500)에 제공할 수 있다. 에너지 검증 프로세스(EVP) 시스템(600)은 통신 링크(610)를 통해 모든 미터링된 에너지 흐름을 모니터링하며 그리고 ER 시스템(500)에서의 전압 제어 상의 변화로부터 기인하는 에너지 변화를 판별한다. 또한, EVP 시스템(600)은 EVP 프로세스(630)를 실행하도록, 적절한 기상 스테이션(640)으로부터 통신 링크(620)를 통해 날씨 데이터 정보를 판독한다.
VCC 시스템(200)은 또한, 통신 링크(610)를 통해 EVP 시스템(600)으로부터 에너지 변화 데이터를 모니터링하고 그리고 EC 시스템(혹은 전압 제어기)(400)에서의 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들을 판별하도록 구성된다. 다음으로 EC 시스템(400)은 최대 에너지 보존을 위해 복수의 사용자들에게 전달되는 에너지를 조절하도록, 상기 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들(CED)을 ER 시스템(500)에 제공할 수 있다. 이와 유사하게, EC 시스템(400)은 상기 에너지 변화 데이터를 이용하여 전기 에너지 배전 시스템(700)을 다른 방식으로 제어한다. 예를 들면, 캐패시터 뱅크들의 추가, 전압 조절기의 변경, 수용가 효율을 변경하기 위한 최종-사용자 장비에 대한 변경, 및 다른 제어 행동들을 포함하여, EEDS(700)의 구성요소들이 수정, 조절, 추가 혹은 제거될 수 있다.
VCC 시스템(200)은 예를 들면 전력 공급 시스템의 기존 부하 절감 플랜(plan)에 포함될 수 있다. 전력 공급 시스템은 하나 이상의 미리 결정된 이벤트들이 트리거링될 때 활성화될 수 있는 비상 전압 환원 플랜을 포함할 수 있다. 예를 들면, 미리 결정된 이벤트들은 트랜스포머로부터의 전력 출력이 예를 들어 전력 정격의 80% 등을 초과할 때 비상, 전도체의 과열을 포함할 수 있다. VCC 시스템(200)은 하나 이상의 미리 결정된 이벤트들이 트리거링될 때 부하 절감 플랜에 따르도록 될 수 있으며, 그결과 부하 절감 플랜이 다수의 유저에 공급되는 전력의 전압을 감소시키게 실행되도록 한다.
미국 특허출원공개공보 US2013/0030591의 도1과 유사한 도1은 본 발명에 따른, 전기 생성 및 배전 시스템(100)에 기초하는 EUS 시스템(900) 및 ESS 시스템(800)을 포함하는 EEDS(700) 시스템의 일례를 도시한다. 전기 발전 및 분배 시스템(100)은 전력 발전소(110), 발전용 스텝-업 트랜스포머(120), 변전소(substation)(130), 다수의 스텝-다운(step-down) 트랜스포머(140, 165, 167) 및 유저(150, 160)를 포함한다. 전력 발전소(110)는 스텝-업 트랜스포머(120)에 공급되는 전력을 발전한다. 스텝-업 트랜스포머는 전력의 전압을 스텝-업하고, 스텝-업 전력을 전기 전송 매체(125)로 공급한다. ESS(800)는 발전소(110), 스텝-업 트랜스포머(120), 변전소(130), 스텝-다운 트랜스포머(140, 165, 167), 본 명세서에 서술된 ER(500), 및 전기 전송 매체(발전소(110)로부터 사용자들(150, 160)로 전력을 전송하기 위한 매체(125)를 포함함)를 포함한다. EUS(900)는 본 명세서에 서술된 ED 시스템(300)을 포함하며 그리고 수용가 장비 기타 등등을 포함하는 전력의 소비처들 혹은 부하들이 될 수 있는 다수의 에너지 사용 디바이스들(EUD)(920)을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기 전송 매체는 예를 들어 전신주(127)에 의해 지상으로 및/또는 예를 들어 차폐 도체(도시 안됨)에 의해 지하로 운반될 수 있는 와이어 도체를 포함할 수 있다. 전력은 셋-업 트랜스포머(120)로부터 전력(EIn(t))으로서 변전소(130)에 공급되는데, 여기서 메가와트(MW)의 전력(EIn(t))은 시간(t)의 함수로서 변경할 수 있다. 변전소(130)는 수신된 전력(EIn(t))을 ESupply(t)로 변환하고, 변환된 전력(ESupply(t))을 다수의 유저(150, 160)에게 공급한다. 변전소(130)는 전력(ESupply(t))을 유저(150, 160)에게 공급하기 전에 예를 들어 전압을 스텝-다운함으로써 수신된 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))을 조정가능하게 변환할 수 있다. 변전소(130)로부터 공급되는 전력(ESupply(t))은 스텝-다운 트랜스포머(140, 165, 167)에 의해 수신될 수 있고, 제한되지 않지만 예를 들어 지하 전기 도체(및/또는 지상 전기 도체)와 같은 전송 매체(142, 162)를 통해 유저(150, 160)에게 공급된다.
유저(150, 160)는 각각 개선된 미터링 인프라구조(AMI)(155, 169)를 포함할 수 있다. AMI(155, 159)는 지역본부(ROC)(180)에 결합될 수 있다. ROC(180)는 다수의 통신 링크(175, 184, 188), 네트워크(170) 및또는 무선 통신 시스템(190)에 의해 AMI(155, 169)에 결합될 수 있다. 무선 통신 시스템(190)은 제한되지 않지만 예를 들어 RF 트랜시버, 위성 트랜시버, 및/또는 그 종류를 포함할 수 있다.
네트워크(170)는 예를 들어 적어도 하나의 인터넷, 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 도시지역 네트워크(MAN : metropolitan area network), 캠퍼스 지역 네트워크, 사내 지역 네트워크, 전기 전송 매체(125, 135) 및 트랜스포머(140, 165, 167), 글로벌 지역 네트워크(GAN), 광대역 네트워크(BAN) 등을 포함할 수 있는데, 그중 어떤 것은 무선 및/또는 유선 통신 매체를 통해 데이터 통신하도록 될 수 있다. 네트워크(170)는 예를 들어 링, 메시(mesh), 라인, 트리(tree), 스타(star), 버스, 완전 연결(full connection) 등과 같은 네트워크 토폴로지(topology)를 포함하도록 될 수 있다.
AMI(155, 169)는 다음 중 하나, 이를테면 스마트 미터; 네트워크 인터페이스(예를 들면, WAN 인터페이스 등); 펌웨어; 소프트웨어; 하드웨어 등을 포함할 수 있다. 스마트 미터는 다음 중 어떤 하나 이상, 이를테면 시간당 킬로와트(kWh) 전달된 데이터; kWh 수신된 데이터; kWh 전달된 데이터 + kWh 수신된 데이터; kWh 전달된 데이터 - kWh 수신된 데이터; 간격 데이터; 수요(demand) 데이터, 전압, 전류, 위상 등을 결정하도록 될 수 있다. 스마트 미터가 3상 미터인 경우에, 낮은 위상 전압이 평균 계산에 사용될 수 있거나 또는 각각의 위상에 대한 값들이 독립적으로 이용될 수도 있다. 미터가 단상 미터인 경우에, 단일 전압 성분이 평균화될 수 있다.
AMI(155, 169)는 하나 이상의 스마트 미터들로부터 스마트 미터 데이터를 수집하도록 된 하나 이상의 컬렉터(도 2에 도시된)를 더 포함할 수 있는데, 하나 이상의 스마트 미터들은 예를 들어 전력 전달 및 하나 이상의 유저(150, 160)에서의 소비를 측정하고 보고하는 역할을 수행한다. 선택적으로(또는 부가적으로), 하나 이상의 컬렉터는 유저(150, 160)에 대해 외부에, 이를 테면 예를 들어 스텝-다운 트랜스포머(140, 165, 167)를 보관하는 하우징 내에 배치될 수 있다. 각각의 컬렉터들은 ROC(180)와 통신하도록 될 수 있다.
VCC 시스템(200)
도 2는 본 발명의 원리에 따른, 보다 효율적인 하위 5% 전압 대역에서 EEDS를 제어하는 VCC로부터 야기되는 에너지 변화를 모니터링하는 EVP 시스템(600)을 구비한 VCC 시스템(200)의 예를 도시한다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300), EC 시스템(400) 및 ER 시스템(500)을 포함하고, 각각은 점선 타원으로서 도시되어 있다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300)에서의 에너지 사용량을 모니터링하도록 된다. ED 시스템(300)은 하나 이상의 유저(150, 160)(도 1에 도시된)에서의 에너지 사용량을 모니터링하고 에너지 사용량 정보를 EC 시스템(400)으로 전송한다. EC 시스템(400)은 에너지 사용량 정보를 처리하고, 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 생성하며, 상기 에너지 전달 파라미터(CED)를 ER 시스템(500)으로 전송한다. ER 시스템(500)은 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 수신하고, 수신된 에너지 전달 파라미터(CED)에 기초하여 유저(150, 160)에게 공급되는 전력(ESupply(t))을 조정한다. EVP 시스템(600)은 기상 데이터 및 에너지 사용 데이터를 수신하고 그리고 VCC(200)로부터의 에너지 사용량 개선을 계산한다.
VCC 시스템(200)은 전력 시스템 손실을 최소화하고, 유저 에너지 소비를 감소시키며, 정밀한 유저 전압 제어를 제공한다. VCC 시스템(200)은 예를 들어 ER 시스템(500)내의 배전 회로(도시되지 않음)에서의 전압 설정치(VSP)를 제어하도록 ED 시스템(300)에 의해 제공된 유저 전압 데이터를 사용하는 폐회로 프로세서 제어 애플리케이션을 포함할 수 있다. 즉, VCC 시스템(200)은 ER 시스템(500)내의 배전 회로의 전압 설정치(VSP)를 조절함으로써 유저(150, 160)에게 공급된 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))을 제어할 수 있는데, ER 시스템(500)은 예를 들어 하나 이상의 부하 탭 전환(LTC : load tap changing) 트랜스포머, 하나 이상의 전압 레귤레이터, 또는 전력 손실을 최소화하고 유저 위치들(150 또는 160)에서의 전력(EDelivered(t))의 효율적 사용을 촉진하도록 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))의 타이트한 동작 대역을 유지하는 다른 전압 제어 장비를 포함할 수 있다.
VCC 시스템(200)은 스마트 미터 데이터에 기초하여 그리고 EVP 시스템(600)으로부터의 검증 데이터에 기초하여 EC 시스템(500)으로부터 공급된 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))을 제어 또는 조정하며, 상기 스마트 미터 데이터는 ED 시스템(300)내의 사용자들(150, 160)로부터 측정된 전압(VMeter(t))을 포함한다. VCC 시스템(200)은 안전 공칭 동작 범위를 포함할 수 있는 목표 전압 대역(VBand-n)에서 유저 전압(VMeter(t))을 유지하기 위해 예를 들어 LTC 트랜스포머(도시안됨), 회로 레귤레이터(도시안됨) 등을 조정함으로써 변전소에서의 전압 설정치(VSP) 또는 ER 시스템(500) 내의 라인 레귤레이터 레벨을 조정할 수 있다.
VCC 시스템(200)은 하나 이상의 전압 대역(VBand-n) 내에서 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 유지하도록 될 수 있다. 예를 들면, 에너지는 실질적으로 동시에 2개 이상의 전압 대역(VBand-n)에서 전달될 수 있는데, 여기서 2개 이상의 전압 대역은 실질적으로 동일 또는 다를 수 있다. 상기 값(VBand-n)은 하기의 수학식 [1]:
Figure pct00001
에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 VBand-n은 전압의 범위이고, n은 실질적으로 동시에 취급될 수 있는 전압 대역(VBand)의 수에 대응하는 0보다 큰 양의 정수이고, VSP는 전압 설정치이며,
Figure pct00002
는 전압 편차 범위이다.
예를 들면, VCC 시스템(200)은 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 시골(rural)의 애플리케이션에 대해 111V 내지 129V와 동일한 대역(VBand-I)의 범위에서 유지할 수 있고, 여기서 VSP는 120V로 설정되고
Figure pct00003
는 7.5%의 편차(+/- 7.5%)로 설정된다. 유사하게, VCC 시스템(200)은 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 도시(urban)의 애플리케이션에 대해 114V 내지 126V와 동일한 대역(VBand-I)의 범위에서 유지할 수 있고, 여기서 VSP는 120V로 설정되고
Figure pct00004
는 5%의 편차(+/- 5%)로 설정된다.
VCC 시스템(200)은 VSP와
Figure pct00005
에 대한 적정한 값을 결정함으로써 유저(150, 160)에 의해 사용가능한 임의 전압 대역(VBand-n)으로 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 유지할 수 있다. 이 점에서, VSP와
Figure pct00006
은 ED 시스템(300)으로부터 수신된 유저(150, 160)에 대한 에너지 사용량 정보에 기초하여 EC 시스템(400)에 의해 결정될 수 있다.
EC 시스템(400)은 상기 값(VBand-n)을 또한 포함할 수 있는 에너지 전달 파라미터(CED)로서 VSP 및
Figure pct00007
값을 ER 시스템(500)으로 전송할 수 있다. 다음에, ER 시스템(500)은 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))을 전압 대역(VBand-n)내에서 제어하고 유지할 수 있다. 에너지 전달 파라미터(CED)는 예를 들어 부하 탭 전환기(LTC : load-tap-changer)) 제어 명령을 더 포함할 수 있다.
EVP 시스템(600)은 추가로 본 발명의 원칙에 따른 전압 설정치(VSP) 또는 전압 대역(VBand-n)의 변경 이전의 유저(150, 160)에 의한 에너지 사용량을 전압 설정치(VSP) 또는 전압 대역(VBand-n)의 변경 이후의 유저(150, 160)에 의한 에너지 사용량과 비교함으로써 에너지 절약을 측정하고 입증할 수 있다. 이런 측정 및 입증은 예를 들면 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))을 낮춤으로써 전체 에너지 절약의 효과를 결정하고, 그리고 유저(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))에 대한 최적의 전달 전압 대역(VBand-n)을 결정하는데 사용될 수 있다.
ER 시스템(500)
ER 시스템(500)은 네트워크(700)에 의해 ED 시스템(300) 및/또는 EC 시스템(400)과 통신할 수 있다. ER 시스템(500)은 통신 링크(510 및 430)에 의해 네트워크(170) 및 EC 시스템(400)에 각각 결합된다. 또한 EC 시스템(500)은 통신 링크를 포함할 수 있는 전력선(340)에 의해 ED 시스템(300)에 결합된다.
ER 시스템(500)은 예를 들면 라인(520) 상의 전력 발전소(110)(도 1에 도시된)로부터 공급 전력(EIn(t))을 수신하는 변전소(530)를 포함한다. 전력(EIn(t))은 전압(VIn(t)) 성분 및 전류(IIn(t)) 성분을 포함한다. 변전소(530)는 예를 들면 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))을 전력 공급 라인(340) 상의 다수의 스마트 미터(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전압값(VSupply(t))으로 감소(또는 스텝-다운)시키기 위해 수신된 전력(EIn(t))을 조절할 수 있도록 변환한다.
변전소(530)는 예를 들면 부하 탭 전환(LTC) 트랜스포머와 같은 트랜스포머(도시안됨)를 포함할 수 있다. 이 점에서, 변전소(530)는 LTC 트랜스포머에서의 탭을 자동으로 전환시키도록 된 자동 탭 전환기 메커니즘(도시안됨)을 더 포함할 수 있다. 상기 탭 전환기 메커니즘은 부하시(부하시 탭 전환기 즉, OLTC : on-load tap changer) 또는 무부하시(off-load) 또는 둘다 중 하나의 LTC 트랜스포머에서의 탭을 전환시킬 수 있다. 상기 탭 전환기 메커니즘은 모터 구동되거나 또는 컴퓨터 제어될 수 있다. 변전소(530)는 또한 전력 공급 라인(340)에서 유저에게 공급되는 전력(EDelivered(t))의 전력 인자를 조정하고 최대화하기 위해 벅(buck)/부스트 트랜스포머를 포함할 수 있다.
부가적으로(또는 선택적으로), 변전소(530)는 당업자들에 의해 잘 알려진 바와 같이 미리 결정된 전압값으로 또는 미리 결정된 전압값의 범위로 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t)) 출력을 유지하도록 제어될 수 있는 하나 이상의 전압 레귤레이터, 또는 다른 전압 제어 장비를 포함할 수 있다.
변전소(530)는 통신 링크(430) 상의 EC 시스템(400)으로부터 에너지 전달 파라미터(CED)를 수신한다. LTC 트랜스포머가 전력(EIn(t))의 입력 전압 성분(VIn(t))을 ED 시스템(300)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t))으로 스텝-다운하는데 사용될 때, 에너지 전달 파라미터(CED)는 예를 들면 부하 탭 계수를 포함할 수 있다. 이 점에서, 부하 탭 계수는 LTC 트랜스포머의 저전압측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 미리 결정된 전압값으로 또는 미리 결정된 전압값의 범위로 유지하기 위해 ER 시스템(500)에 의해 사용될 수 있다.
LTC 트랜스포머는 예를 들면 17 이상의 스텝들(35 이상의 이용가능한 위치들)을 포함할 수 있는데, 그 스텝들은 각각 수신된 부하 탭 계수에 기초하여 선택될 수 있다. 스텝에서의 각각의 전환은 예를 들어 적어도 약 5/16(0.3%) 미만으로 LTC 트랜스포머의 저전압 측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 조정할 수 있다.
선택적으로, LTC 트랜스포머는 17 미만의 스텝들을 포함할 수 있다. 유사하게, LTC 트랜스포머의 스텝에서의 각각의 전환은 예를 들어 약 5/16(0.3%) 이상으로 LTC 트랜스포머의 저전압 측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 조정할 수 있다.
상기 전압 성분(VSupply(t))은 예를 들면 스텝-다운된 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t))을 샘플링 또는 연속적으로 모니터링함으로써 그리고 컴퓨터 판독가능한 매체와 같은 스토리지(도시안됨)에서의 시간(t) 함수로서 측정된 전압 성분(VSupply(t)) 값을 저장함으로써 LTC 트랜스포머의 저전압측에서 측정되고 모니터링될 수 있다. 상기 전압 성분(VSupply(t))은 예를 들면 변전소 배전 버스 등에서 모니터링될 수 있다. 더욱이, 상기 전압 성분(VSupply(t))은 측정이 송전 동안 이루어질 수 있는 임의 지점 또는 ER 시스템(500) 내의 배전 시스템에서 측정될 수 있다.
유사하게, LTC 트랜스포머의 고전압 측에 대한 전력(EIn(t)) 입력의 전압 성분(VIn(t))이 측정되고 모니터링될 수 있다. 더욱이, 스텝-다운된 전력(ESupply(t))의 전류 성분(ISupply(t)) 및 전력(EIn(t))의 전류 성분(IIn(t))이 또한 측정되고 모니터링될 수 있다. 이 점에서, 전력(EIn(t))의 전압(VIn(t))과 전류(IIn(t)) 성분 사이의 위상차(
Figure pct00008
)가 결정되고 모니터링될 수 있다. 유사하게, 공급 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))과 전류(ISupply(t)) 성분 사이의 위상차(
Figure pct00009
)가 결정되고 모니터링될 수 있다.
ER 시스템(500)은 통신 링크(430 또는 510) 상의 EC 시스템(400)에 전기 에너지 공급 상태정보를 제공할 수 있다. 전기 에너지 공급 정보는 모니터링된 전압 성분(VSupply(t))을 포함할 수 있다. 전기 에너지 공급 정보는 시간(t) 함수로서 전압 성분(VIn(t)), 전류 성분(IIn(t), ISupply(t)) 및/또는 위상차 값(
Figure pct00010
,
Figure pct00011
)을 더 포함할 수 있다. 또한, 전기 에너지 공급 상태정보는 예를 들면 LTC 트랜스포머의 부하 레이팅(rating)을 포함할 수 있다.
전기 에너지 공급 상태정보는 당업자에 의해 결정되는 바와 같이 예를 들어 매 초, 5초, 10초, 30초, 60초, 120초, 600초 또는 본 발명의 범위 및 사상 내에서의 임의 다른 값과 같은 주기적 시간 간격으로 EC 시스템(400)에 제공될 수 있다. 주기적 시간 간격이 EC 시스템(400) 또는 ER 시스템(500)에 의해 설정될 수 있다. 선택적으로, 전기 에너지 공급 상태정보가 EC 시스템(400) 또는 ER 시스템(500)에 간헐적으로 공급될 수 있다.
더욱이, 전기 에너지 공급 상태정보는 EC 시스템(400)에 의한 요청에 응답하여 또는 미리 결정된 이벤트가 검출되는 경우에 EC 시스템(400)으로 포워딩될 수 있다. 미리 결정된 이벤트는 예를 들면 전압 성분(VSupply(t))이 미리 결정된 시간 간격에 걸쳐서 정의된 임계값(VSupplyThreshold)(예를 들면, 130V) 이상(또는 미만)의 양만큼 변경될 경우, ER 시스템(500)에서의 하나 이상의 성분의 온도가 정의된 온도 임계값을 초과하는 경우 등을 포함할 수 있다.
ED 시스템(300)
ED 시스템(300)은 다수의 스마트 미터(330)를 포함한다. ED 시스템(300)은 옵션이 되는 적어도 하나의 컬렉터(350)를 더 포함할 수 있다. ED 시스템(300)은 통신 링크(310)에 의해 네트워크(170)에 결합될 수 있다. 컬렉터(350)는 통신 링크(320)에 의해 다수의 스마트 미터(330)에 결합될 수 있다. 스마트 미터(330)는 또한 통신 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 전력 공급 라인(340)에 의해 ER 시스템(500)에 결합될 수 있다.
각각의 스마트 미터(330)는 각각 관련 유저(150, 160)(도 1에 도시된)에 의한 에너지 사용 데이터를 측정하고, 저장하며, 보고하도록 된다. 각각의 스마트 미터(330)는 시간의 함수로서, 유저(150, 160)에 의해 사용되는 전력(EMeter(t))의 전압 성분(VMeter(t))과 전류 성분(IMeter(t))을 포함하는, 유저(150, 160)에서의 에너지 사용량을 측정 및 결정하도록 된다. 스마트 미터(330)는 이산 시간(ts)에서 전력(EMeter(t))의 전압 성분(VMeter(t))과 전류 성분(IMeter(t))을 측정할 수 있고, 여기서 s는 예를 들어 s = 5초, 10초, 30초, 60초, 300초, 600초, 또는 그 이상과 같은 샘플링 주기이다. 예를 들면, 스마트 미터(330)는 이를테면 1분(t60 sec), 5분(t300 sec), 10분(t600 sec) 또는 그 이상 마다, 또는 스마트 미터(330)에 의해 가변적으로 설정한 시간 간격 마다(예를 들면, 난수 발생기를 사용하여) 에너지 사용량을 측정할 수 있다.
스마트 미터(330)는 미리 결정된 시간 간격(예를 들면, 5분, 10분, 30분 또는 그 이상)에 걸쳐 측정된 전압(VMeter(t)) 및/또는 전류(IMeter(t))를 평균화할 수 있다. 스마트 미터(330)는 로컬(또는 원격) 스토리지(도시안됨), 이를테면 컴퓨터 판독가능한 매체에, 스마트 미터 데이터로서 측정된 전압 성분(VMeter(t)) 및/또는 전류 성분(IMeter(t))을 포함하여, 측정된 전력 사용량(EMeter(t))을 저장할 수 있다.
각각의 스마트 미터(330)는 또한 목표 성분 대역 범위의 밖에 있는 임의 전압(VMeter(t)), 전류(IMeter(t)) 또는 에너지 사용량(EMeter(t))에 대해 "예외에 의한 보고(report-by-exception)" 모드에서 동작할 수 있다. 목표 성분 대역은 목표 전압 대역, 목표 전류 대역 또는 목표 에너지 사용량 대역을 포함할 수 있다. "예외에 의한 보고" 모드에서, 스마트 미터(330)는 자발적으로 통신을 시작하고 EC 시스템(400)으로 스마트 데이터를 전송할 수 있다. "예외에 의한 보고" 모드는 스마트 미터(330)를 재구성하는데, 이를테면 시스템 조건을 변경함으로써 요청대로 회로상의 최저 전압을 나타내는데 사용될 수 있다.
스마트 미터 데이터는 통신 링크(320)에 의해 컬렉터(350)에 주기적으로 제공될 수 있다. 부가적으로, 스마트 미터(330)는 통신 링크(320) 상의 컬렉터(350)로부터 수신된 스마트 미터 데이터 요청 신호에 응답하여 스마트 미터 데이터를 제공할 수 있다.
선택적으로(또는 부가적으로), 스마트 미터 데이터는 이를 테면 통신 링크(320, 410) 및 네트워크(170)에 의해 다수의 스마트 미터들로부터 EC 시스템(400)(예를 들면, MAS(460))에 직접 주기적으로 제공될 수 있다. 이 점에서, 컬렉터(350)는 ED 시스템(300)으로부터 바이패스(bypass)되거나 또는 제거될 수 있다. 더욱이, 스마트 미터(330)는 EC 시스템(400)으로부터 수신된 스마트 미터 데이터 요청 신호에 응답하여 스마트 미터 데이터를 EC 시스템(400)에 직접 제공할 수 있다. 컬렉터(350)의 부재시, EC 시스템(예를 들면, MAS(460))이 여기서 기술된 컬렉터(350)의 기능을 수행할 수 있다.
요청 신호는 이를테면 쿼리(또는 판독) 신호 및 스마트 미터 데이터가 찾아지는 특별한 스마트 미터(330)를 식별하는 스마트 미터 식별 신호를 포함할 수 있다. 스마트 미터 데이터는 각각의 스마트 미터(330)에 대한 하기의 정보, 이를테면 시간당 킬로와트(kWh) 전달된 데이터, kWh 수신된 데이터, kWh 전달된 데이터 + kWh 수신된 데이터, kWh 전달된 데이터 - kWh 수신된 데이터, 전압 레벨 데이터, 전류 레벨 데이터, 전압과 전류 사이의 위상각, kVar 데이터, 시간 간격 데이터, 수요 데이터 등을 포함할 수 있다.
부가적으로, 스마트 미터(330)는 스마트 미터 데이터를 미터 자동 시스템 서버(MAS(460))로 전송할 수 있다. 스마트 미터 데이터는 미리 결정된 스케줄 또는 MAS(460)로부터의 요청에 따라 주기적으로 MAS(460)로 전송될 수 있다.
컬렉터(350)는 통신 링크(320)를 통해 다수의 스마트 미터(330)의 각각으로부터 스마트 미터 데이터를 수신하도록 된다. 컬렉터(350)는 수신된 스마트 미터 데이터를 로컬 스토리지(도시안됨), 이를테면 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장한다. 컬렉터(350)는 수신된 스마트 미터 데이터를 컬렉터 데이터로 컴파일링한다. 이 점에서, 수신된 스마트 미터 데이터는 이를테면 스마트 미터들(330)이 배치되는 지리적 구역, 스마트 미터 데이터가 수집되는 특별한 시간 대역(또는 범위), 컬렉터 제어 신호로 식별되는 스마트 미터들(330)의 서브셋 등에 기초한 컬렉터 데이터로 종합될 수 있다. 수신된 스마트 미터 데이터의 컴파일링시, 컬렉터(350)는 모든 스마트 미터들(330)(또는 모든 스마트 미터들(330)의 서브셋)에서 수신되는 전압 성분(VMeter(t)) 값을 평균화할 수 있다.
EC 시스템(400)은 예를 들면 15분 간격을 포함할 수 있는 미리 결정된 시간 간격 동안 모니터링될 모든 스마트 미터들(330)의 서브셋을 선택 또는 변경할 수 있다. 주의할 사항으로, 미리 결정된 시간 간격은 15분보다 짧거나 길 수 있다. 모든 스마트 미터들(330)의 서브셋은 스마트 미터들(330)에 공급되는 전압(VSupply(t))의 최소 레벨 제어를 유지하기 위해 필요에 따라 EC 시스템(400)에 의해 선택가능하고 변경될 수 있다.
또한 컬렉터(350)는 모든 스마트 미터들(330)(또는 모든 스마트 미터들의 서브셋)로부터의 스마트 미터 데이터내에 수신된 전력(EMeter(t)) 값을 평균화할 수 있다. 컴파일링된 켈렉터 데이터는 통신 링크(310) 및 네트워크(170)를 통해 컬렉터(350)에 의해 EC 시스템(400)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 컬렉터(350)는 컴파일링된 컬렉터 데이터를 EC 시스템(400)의 MAS(460)(또는 ROC(490))로 전송할 수 있다.
컬렉터(350)는 네트워크(170) 및 통신 링크(310)를 통해 EC 시스템(400)으로부터 컬렉터 제어 신호를 수신하도록 된다. 수신된 컬렉터 제어 신호에 기초하여, 컬렉터(350)는 다수의 스마트 미터들(330) 중 특별한 스마트 미터들을 선택하고, 선택된 스마트 미터들(330)에 스마트 미터 데이터 요청 신호를 전송함으로써 스마트 미터 데이터를 얻을 스마트 미터들을 쿼리(query)한다. 다음에 컬렉터(350)는 쿼리에 응답하여, 선택된 스마트 미터들(330)로부터 수신하는 스마트 미터 데이터를 수집할 수 있다. 선택가능한 스마트 미터들(330)은 다수의 스마트 미터들(330) 중 임의 하나 이상의 스마트 미터들을 포함할 수 있다. 컬렉터 제어 신호는 예를 들어 쿼리될(또는 판독될) 스마트 미터들(330)의 식별, 식별된 스마트 미터들(330)이 VMeter(t), IMeter(t), EMeter(t) 및/또는
Figure pct00012
를 측정하는 시간을 포함할 수 있고, 여기서
Figure pct00013
는 식별된 스마트 미터(330)에서 측정된 전력(EMeter(t))의 전압과 전류 성분 사이의 위상차이고, 식별된 스마트 미터들(330)로부터의 최종 판독후의 에너지 사용량 정보 등을 포함할 수 있다. 다음에 컬렉터(350)는 컴파일링하고, EC 시스템(400)내의 MAS(460)(및/또는 ROC(490))로 컴파일링된 컬렉터 데이터를 전송한다.
EC 시스템(400)
EC 시스템(400)은 네트워크(170)에 의해 ED 시스템(300) 및/또는 ER 시스템(500)과 통신할 수 있다. EC 시스템(400)은 하나 이상의 통신 링크(410)에 의해 네트워크(170)에 결합된다. EC 시스템(400)은 또한 통신 링크(430)에 의해 ER 시스템(500)과 직접 통신할 수 있다.
EC 시스템(400)은 MAS(460), 데이터베이스(DB)(470), 배전 관리 시스템(DMS)(480), 및 지역본부(ROC)(490)를 포함한다. ROC(490)는 컴퓨터(ROC 컴퓨터)(495), 서버(도시안됨) 및 데이터베이스(도시안됨)를 포함할 수 있다. MAS(460)는 통신 링크(420 및 440)에 의해 DB(470) 및 DMS(480)에 각각 결합될 수 있다. DMS(480)는 통신 링크(430)에 의해 ROC(490) 및 ER 시스템(500)에 결합될 수 있다. 데이터베이스(470)는 MAS(460)와 같이 동일 위치에(이를테면, 근접하게 또는 내에), 또는 네트워크(170)를 통해 접근가능할 수 있는 원격 위치에 배치될 수 있다.
EC 시스템(400)은 모니터링되는 스마트 미터들(330)의 서브셋으로부터, EC 시스템(400)이 모니터링하기 위해 이전에 선택한 스마트 미터(330)를 선택해제하며, 모니터링되는 스마트 미터들(330)의 서브셋 이외의 스마트 미터(330)(하지만, 예외에 의한 보고 모드에서 동작한다)를 선택하도록 된다. EC 시스템(400)은 선택되지 않은 스마트 미터(330)로부터 자발적 스마트 미터 데이터를 수신한 후 이런 변경을 수행할 수 있다. 이 점에서, EC 시스템(400)은 선택되지 않은 스마트 미터(330)에 대한 접속을 제거 또는 종료하고, 예외에 의한 보고 모드에서 동작하는 새롭게 선택된 스마트 미터(330)에 대한 새로운 접속을 형성할 수 있다. 더욱이, EC 시스템(400)은 이를테면 최저 측정 전압 성분(VMeter(t))을 포함한, 스마트 미터 데이터를 수신하는 다수의 스마트 미터들(330) 중 임의의 하나 이상의 스마트 미터들을 선택하도록 되며, 최저 측정 전압 성분(VMeter(t))을 제공하는 스마트 미터(들)(330)로부터 수신된 스마트 미터 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터(CED)를 생성하도록 된다.
MAS(460)는 컬렉터(350)로부터 컬렉터 데이터를 수신하도록 된 컴퓨터(도시안됨)를 포함할 수 있으며, 여기서 컬렉터 데이터는 스마트 미터들(330) 중 선택된 서브셋(또는 모두)으로부터 선택되는 스마트 미터 데이터를 포함한다. 더욱이, MAS(460)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 스마트 미터 데이터를 검색하여 ROC(409)로 포워딩하도록 된다. MAS(460)는 스마트 미터 데이터를 포함하는 컬렉터 데이터를 로컬 스토리지 및/또는 DB(470)에 저장할 수 있다.
DMS(480)는 변전소(530)로부터 전기 에너지 공급 상태정보를 수신하도록 되는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 더욱이, DMS(480)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 측정된 전압 성분(VMeter(t)) 값 및 전력(EMeter(t)) 값을 검색하여 포워딩하도록 된다. 더욱이, DMS(480)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 측정된 전류 성분(IMeter(t)) 값을 검색하여 포워딩하도록 될 수 있다. 또한 DMS(480)는 "예외에 의한 보고" 모드에서 동작하는 스마트 미터들(330)로부터 모든 "예외에 의한 보고" 전압(VMeter(t))을 검색하고, 미리 결정된 시간(예를 들면, 15분 마다, 또는 그 미만(또는 이상), 또는 가변 시간에)에 연속적으로 판독될 제어 포인트들 중 하나로서 지정하도록 된다. "예외에 의한 보고" 전압(VMeter(t))은 EC(500) 설정값을 제어하는데 사용될 수 있다.
DB(470)는 다수의 관계형 데이터베이스(도시안됨)를 포함할 수 있다. DB(470)는 각각의 스마트 미터(330), 각각의 컬렉터(350), 각각의 변전소(530), 및 지리적 영역(들)(위도, 경도 및 고도를 포함하는)에 대한 이력 데이터를 포함하는 다수의 레코드들을 포함하며, 여기서 지리적 영역(들)에는 스마트 미터들(330), 컬렉터들(350) 및 변전소들(530)이 배치되어 있다.
예를 들면, DB(470)는 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); 스마트 미터 식별 번호; 과금 번호; 과금 이름; 청구서 발송지; 전화번호; 모델과 시리얼 번호를 포함하는 스마트 미터 타입; 스마트 미터가 사용중에 우선 배치되어진 날짜; 스마트 미터가 최종 판독되어진(또는 쿼리된) 타임 스탬프; 최종 판독 시간에 수신된 스마트 미터 데이터; 판독되어야 하는 정보 타입을 포함하는, 스마트 미터가 판독해야 될(또는 쿼리해야 될) 스케줄 등을 포함하는 각각의 스마트 미터(330)에 대한 상기의 정보 중에서 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 스마트 미터 데이터는 이를테면 시간함수로서 특별한 스마트 미터(330)에 의해 사용된 전력(EMeter(t))을 포함할 수 있다. 시간(t)은 이를테면 수신된 전력(EMeter(t))의 전력(EMeter) 크기(magnitude)(kWh)가 스마트 미터(330)에서 측정 또는 결정되는 이산 간격에서 측정될 수 있다. 이력 스마트 미터 데이터는 스마트 미터(330)에서 수신된 전기 에너지(EMeter(t))의 측정된 전압 성분(VMeter(t))을 포함한다. 이력 스마트 미터 데이터는 스마트 미터(330)에서 수신된 전력(EMeter(t))의 측정된 전류 성분(IMeter(t)) 및/또는 위상차(
Figure pct00014
)를 더 포함할 수 있다.
이전에 언급한 바와 같이, 전압 성분(VMeter(t))은 이를테면 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 15분 등등의 샘플링 주기로 측정될 수 있다. 또한 전류 성분(IMeter(t)) 및/또는 수신된 전력(EMeter(t)) 값은 전압 성분(VMeter(t))과 같이 실질적으로 동일한 시간에 측정될 수 있다.
저가의 메모리를 고려하면, DB(470)는 스마트 미터 데이터가 스마트 미터들(330)로부터 우선 수집되어진 때의 가장 처음부터 스마트 미터(330)로부터 수신된 가장 최근의 스마트 미터 데이터까지의 이력 데이터를 포함할 수 있다.
DB(470)는 각각의 측정된 전압 성분(VMeter(t)), 전류 성분(IMeter(t)), 위상 성분(
Figure pct00015
) 및/또는 전력(EMeter(t))과 관련된 시간 값을 포함할 수 있고, 여기서 시간 값은 스마트 미터(330)에서 생성된 타임 스탬프 값을 포함할 수 있다. 타임 스템프 값은 이를테면 년, 월, 일, 시간, 분, 초 및 1초의 몇분의 1을 포함할 수 있다. 선택적으로, 타임 스탬프는 이를테면 룩업 테이블을 사용하여 년, 월, 일, 시간, 분, 초 및 1초의 몇분의 1를 결정하도록 디코딩될 수 있는 코드값이 될 수 있다. ROC(490) 및/또는 스마트 미터들(330)은 예를 들어 미국 국립표준기술연구소(NIST : National Institute of Standards and Technology)에 의해 전송되는 WWVB 자동 클럭 신호 등등을 수신하고, 그것의 내부 클럭을 WWVB 자동 클럭 신호에 동기화하도록 될 수 있다.
DB(470)의 이력 데이터는 각각의 컬렉터(350)와 관련된 이력 컬렉터 데이터를 더 포함할 수 있다. 이력 컬렉터 데이터는 예를 들면 각각의 컬렉터(350)와 관련된 특별한 스마트 미터들(330); 각각의 컬렉터(350)의 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); 모델과 시리얼 번호를 포함하는 컬렉터 타입; 컬렉터(350)가 사용중에 우선 배치되어진 날짜; 컬렉터 데이터가 컬렉터(350)로부터 최종 수신되어진 때의 타임 스탬프; 수신되어진 컬렉터 데이터; 컬렉터(350)가 컬렉터 데이터(전송해야하는 정보의 타입을 포함하는)를 전송할 것으로 예측되는 스케줄 등등을 포함하는 상기의 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 컬렉터 데이터는 예를 들어 시간(t)에서 각각의 컬렉터(350)의 외부에서 측정된 외부 온도값(TCollector(t))을 더 포함할 수 있다. 이력 컬렉터 데이터는 예를 들어 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 대기압 값(PCollector(t)); 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 습도(humidity) 값(HCollector(t)); 측정된 바람의 방향과 크기를 포함하는, 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 바람 벡터 값(WCollector(t)); 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 일사량(solar irradiant) 값(LCollector(t))(kW/㎡) 등등을 포함하는 각각의 컬렉터(350)에 대한 상기의 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 더 포함할 수 있다
DB(470)의 이력 데이터는 각 변전소(530)와 관련된 이력 변전소 데이터를 더 포함할 수 있다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 변전소(530)에 의해 전기 에너지(ESupply(t))로 공급되는 특별한 스마트 미터들(330)의 식별; 변전소(530)의 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); 모델, 시리얼 번호 및 최대 메가볼트 암페어(MVA) 레이팅을 포함하는 각 트랜스포머의 트랜스포머 타입; 전압 레귤레이터의 수; 모델과 시리얼 번호를 포함하는 각 전압 레귤레이터의 전압 레귤레이터 타입; 변전소 데이터가 변전소(530)로부터 최종 수신되어진 때의 타임 스탬프; 수신되어진 변전소 데이터; 제공되어야 하는 정보의 타입을 포함하여, 변전소(530)가 전기 에너지 공급 상태정보를 제공할 것으로 예측되는 때의 스케줄 등등을 포함하는 상기 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 변전소 데이터는 이를테면 각각의 특별한 스마트 미터(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))을 포함하며, 여기서 ESupply(t)는 변전소(530)의 출력에서 측정 또는 결정된다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 배전 버스(도시안됨) 상의 트랜스포머로부터 측정될 수 있는, 공급된 전력(ESupply(t))의 측정된 전압 성분(VSupply(t))을 포함한다. 이력 변전소 데이터는 공급된 전력(ESupply(t))의 측정된 전류 성분(ISupply(t))을 더 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 전압 성분(VSupply(t)), 전류 성분(ISupply(t)), 및/또는 전력(ESupply(t))은 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분 등등의 샘플링 주기에서 측정될 수 있다. 이력 변전소 데이터는 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))과 전류(ISupply(t)) 신호 사이의 위상차(
Figure pct00016
)를 더 포함할 수 있으며, 위상차(
Figure pct00017
)는 스마트 미터(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전력 인자를 결정하는데 사용될 수 있다.
이력 변전소 데이터는 이를테면 라인(520)상의 변전소(530)의 입력에서 수신되는 전력(EIn(t))을 더 포함할 수 있으며, 여기서 전력(EIn(t))은 변전소(530)의 입력에서 측정 또는 결정된다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 트랜스포머의 입력에서 측정될 수 있는, 수신된 전력(EIn(t))의 측정된 전압 성분(VIn(t))을 포함할 수 있다. 이력 변전소 데이터는 수신된 전력(EIn(t))의 측정된 전류 성분(IIn(t))을 더 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 전압 성분(VIn(t)), 전류 성분(IIn(t)) 및/또는 전력(EIn(t))은 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분 등등의 샘플링 주기에서 측정될 수 있다. 이력 변전소 데이터는 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))과 전류 성분(IIn(t)) 사이의 위상차(
Figure pct00018
)를 더 포함할 수 있다. 전력(EIn(t))의 전력 인자는 위상차(
Figure pct00019
)에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, EC 시스템(400)은 변전소 레벨에서의 집계된 kW 데이터, 변전소 레벨에서의 전압 데이터, 및 기상 데이터를 저장하고, 이들 데이터를 스마트 미터(330)당 에너지 사용량과 비교하고 기상의 영향, 부하 증대, 경제 효과 등등을 계산으로부터 제거하기 위해 선형 회귀를 사용하여 VCC 시스템(200)으로부터의 에너지 절약을 결정할 수 있다.
VCC 시스템(200)에서, 예를 들어 ROC 컴퓨터(495)로부터 제어가 시작될 수 있다. 이 점에서, 예를 들어 미국특허출원공개공보(2013/0030591)의 도3에 도시된 바와 같이, ROC 컴퓨터(495)에는 제어 스크린(305)이 디스플레이될 수 있다. 제어 스크린(305)은 ER 시스템(500)에서의 특별한 변전소(530)(예를 들면, 트라뷰(TRABUE) 변전소)에 대한 데이터에 대응될 수 있다. ROC 컴퓨터(495)는 유저(150, 160)에 대한 ED 시스템(300)으로부터 수신되는 스마트 미터 데이터에 기초하여 변전소(530) 부하 탭 전환 트랜스포머를 제어 및 (필요하다면) 재조정(override)할 수 있다. ED 시스템(300)은 요구된 전압 제한 범위로 전압을 유지하면서, 미리 결정된(또는 가변) 간격, 이를테면 평균적으로 15분에 유저 위치들(150, 160)로 공급되는 전력의 전압을 결정할 수 있다.
시스템 보안성을 위하여, 변전소(530)는 ROC(490) 및/또는 DMS(480)로부터 직접 통신 링크(430)를 통해 제어될 수 있다(ER(500), EUS(300), 및 EVP(600)와의 통신 링크(430)를 통한 데이터 전송을 포함하여).
더욱이, 오퍼레이터는 ROC 컴퓨터(490)에서 전압 제어 프로그램을 구동할 수 있고, 필요하다면 제어를 재조정할 수 있으며, ER 시스템(500)에서의 변전소 LTC 트랜스포머(도시안됨)의 제어를 위해 사용되는 유저 전압(VMeter(t))을 판독하는데 걸리는 시간을 모니터링할 수 있다.
도3은 도1 및 도2의 VCC 시스템을 동작시킴으로써 실현되는 수용가 당 에너지 보존의 양을 결정하기 위한 에너지 검증 프로세스(600)를 도시한다. 프로세스는 단계 601에서 시작하며 프로세스 관리자에 의해서 ON 및 OFF 기간 데이터가 로딩된다(602). 다음 단계는 DMS(480)로부터의 시간당(hourly) 전압 및 전력(MW) 데이터를 VCC 시스템 상의 미터링 데이터 포인트들로부터 수집하는 단계(603)이며, DMS(480)는 감독형 제어 및 데이터 획득(supervisory control and data acquisition: SCADA) 유형의 산업 제어 시스템의 일부가 될 수 있다. 다음으로, 동일한 시간당 조건들에 대해서 해당 날씨 데이터가 수집된다(604). 결과에 부정확한 영향을 미칠 수 있는 이상치(outlier)들을 제거하기 위한 필터들 및 분석 기법들을 이용하여 품질을 개선시키도록, 상기 데이터는 프로세싱되는바(605, 606, 607, 608), 이에 대해서는 후술한다. 만일, 시간당 페어링(hourly pairing)이 수행된다면, 선형 회귀 기법들을 이용하여 시간당 그룹들이 결정된다(609). 다음의 주요 단계는, 샘플들의 최적의 페어링을 결정하는 것(611, 612, 613, 614, 615, 616, 617)인데, 이에 대해서는 후술한다.
도4는 데이터베이스 구조의 일례를 도시하는데, 여기서 분석을 위한 초기 데이터가 유지된다. 이러한 관련 데이터베이스는 데이터의 고속 프로세싱을 가능케하며 그리고 변칙들(anomalies) 때문에 사용되지 않는 데이터를 마킹할 수 있게 한다. 지속적인 분석을 위한 효율적인 데이터 저장은, EVP에 대한 평가 성능을 제공하는데 있어 매우 유용하다.
도5는 프로세싱하기 전의 데이터의 데이터 품질 리뷰 어플리케이션의 일례를 도시한다. 데이터베이스를 이용하여, 모든 카테고리들에서 범위 레벨들을 벗어난 값들이 스캔된다(가령, 제로 MW 판독(reading)(622) 및 매우 낮은 전압 판독(623) 등과 같은). 이러한 값이 식별되며 그리고 프로세싱 전에 제거된다. 두번째로 도5는 반복되는 값들(가령 데이터 박스 621의 122.331 볼트라는 반복되는 전압 판독)을 도시하는바, 이는 나쁜 측정(bad measurement)을 나타내며 그리고 에너지 변화의 계산을 심각하게 열화시킬 것이다. 이들도 역시 후속 계산들로부터 제거된다. 데이라이트 세이빙 시간 변화들(daylight savings time changes)(624)로 인한 손실 기록(missing record)을 포함하는 알려진 변칙들(anomalies)도 또한 제거된다.
도6은 시간당 간격들에서 전압의 주파수 플롯의 일례를 도시한다. 다음이 예상되는데, 대부분의 데이터는 분석되는 때 정규화 형태를 따를 것이다. 이러한 점은 도시된 바와 같이, 이상치 데이터 내의 열악한 품질 데이터를 발견하는 것을 더 용이하게 한다. 데이터는 주파수 플롯을 이용하여 리뷰되며 그리고 이상치들은 시스템 상의 정상 동작 조건들과의 일관성에 대해서 리뷰된다. 전압들(623) 등의 이상치들은, 이들 이상치들이 기결정된 대역의 외부에 속한다면, 제거될 수 있다. 이것은 모든 변수들에 적용되는 분석의 일례이다.
도7은 전압 및 MW 둘다에 대한 "OFF to ON" 데이터 비교들의 히스토그램 플롯들의 일례를 도시한다. 위쪽 2개의 다이어그램에 도시된 바와 같이, "ON" 상태에 대한 전압은 "OFF" 데이터에 비하여 상당히 넓은 편차를 갖는다. 비교 데이터의 표준 편차 매치되지 않는 때, 이것은 또한 관심사(concern)이다. 범위 밖 혹은 논-매칭 표준 편차들을 갖는 데이터 세트들은 필터링될 수 있다. 이와 달리, MW 데이터는 매우 일관된 표준 편차들을 가지며 그리고 "ON" to "OFF" 상태 인구 특성들에서 매우 적은 차이를 갖는다.
도8은 계절별로 및 그룹별로 "OFF"(스캐터플롯들 상의 흑색 점들) 대 "ON"(스캐터플롯들 상의 적색 점들) 인구들의 스캐터플롯들(scatterplots)의 비교 일례를 도시한다. 이들 플롯들은 전체 성능 레벨들에 대한 샘플링의 레벨을 리뷰함에 있어 매우 유용하다. 이들 일례들로부터 알 수 있는 바와 같이, "OFF" 성능 레벨들의 매우 큰 영역에 대하여 "ON" 샘플들이 존재하지 않는 다수의 영역들(624, 625)이 있다. 이러한 것은 다음을 의미하는바, 이들 보존 성능 구역들(conservation performance zones)을 정확하게 표현하기 위해서는 더 많은 샘플링이 필요하게 될 것이다. 스캐터플롯들에 대한 빠른 리뷰는, 이러한 유형의 측정에 대한 샘플 사이즈 및 타당성(adequacy)에 대한 상당한 지식을 줄 수 있다.
도9는 하이 레벨 페어링 프로세스의 일례를 도시하며, 이는 대응표본 t(paired t)라고 지칭되는 잘 정립된 통계학적 비교 기법에 기초한다. 이러한 계산의 목적은, 하나의 샘플 세트로부터 다른 하나의 샘플 세트로의 변수 평균(variable mean)의 평균 시프트(average shift)를 결정하도록, 2개의 샘플 데이터를 비교하는 것이다. 대응표본 t 분석의 세부내용은 많은 수의 스탠다드한 통계 서적들에서 찾아볼 수 있으며 그리고 일반적인 소프트웨어 패키지들에서 쉽게 이용가능하다. 도9는 변전소(530) 트랜스포머 및 ED(300) 회로 MW 및 전압 데이터에 적용되는 프로세스의 하이 레벨 설명이다. 계산되는 값은 CVR 팩터이며, CVR 팩터는 (b) 샘플 1(V1)로부터 샘플 2(V2)로의 퍼센트 전압(볼트) 변화에 대한 (a) 샘플 1(P1)로부터 샘플 2(P2)로의 퍼센트 전력(와트) 변화의 비율을 정립한다. CVR 팩터 = ((P1 - P2)/P1) / ((V1 - V2)/V1) 이다. 샘플 1은 CVR 제어 시스템이 "OFF" 인 때 미터에서의 MW 및 전압 데이터로부터 취해지며 그리고 샘플 2는 CVR 이 "ON" 인 때 상기 데이터로부터 취해진다. 더 큰 CVR 팩터는 전압에서의 감소로부터 더 많은 전력 세이빙을 나타내며, 관찰되는 소정의 CVR 시스템들에 대한 통상적인 CVR 팩터는 대략 0.2 ~ 1.2 범위이다.
샘플들의 세트는 도9의 규칙들을 이용하여 페어링된다. 도9의 기록 1 및 2는 각각 샘플 1 및 2에 대한 것이다. 샘플 1 및 2의 경우: 즉각적인 업스트림 트랜스포머(TX#1) 동일해야만 하며(=); 상태(예컨대, CVR의 ON 혹은 OFF 여부)는 서로 달라야하며(<>); 일일유형(예컨대, 평일, 주말, 공휴일 등)은 동일해야 하며(=); 냉방도일(cooling degree day) 및 난방도일(heating degree day)(CDD/HDD)은 각각 플러스 혹은 마이너스 1 디그리 데이(degree day)(± 1 DD) 내에서 매칭되어야만 하며; 그리고 상대 습도는 플러스 혹은 마이너스 5 퍼센트(± 5% RH) 내에서 매칭되어야만 한다. "OFF" 및 "ON" 상태들로부터의 2개의 샘플들의 이러한 매칭은 샘플들의 페어를 생성한다. 일단 페어링되면, 샘플 1 및 2 로부터의 전압 및 전력은 CVR 팩터 계산을 위해 이용될 수 있다. 통계학적 중요도를 갖기 위해서는, 2개의 샘플 세트들 간의 평균 차이값 계산을 위해 적어도 30개의 이러한 페어들이 요구된다(약 95%의 신뢰 레벨).
예시된 실시예의 경우, 대응표본 t 분석의 3개의 피처들이 존재한다. 먼저, 페어링된 샘플들은 독립적이다. 이는 다음을 요구하는바, 데이터 세트로부터 취해진 각각의 샘플의 경우, 샘플 1(OFF 상태) 혹은 샘플 2(ON 상태)의 경우, 샘플로부터의 값들은 분석에서 오직 한번만 이용 및 페어링될 수 있다. 이들이 일단 사용되면, 다음 페어가 선택하도록 상기 샘플들은 데이터 세트로부터 제거된다. 제 2 피처는 데이터 세트들이 정상(normal) 데이터 세트들이라는 점이다. 이것은 각각의 분석을 위하여 통계학적으로 체크된다. 앤더슨-달링 정상성 테스트를 이용하여 정상성(normality)이 체크된다. 세번째로, 대응표본 t 샘플들의 개수는 대략 30개 보다 큰데, 이는 통계학적으로 중요한 의미가 있는 개수이다. 분석의 각각의 세트에 대하여 이러한 계산이 도시될 것이다. 이들 3개의 피처들이 제공되면, 대응표본 t 분석이 실행되며 그리고 페어링된 샘플들의 변동에 의해서 결정되는 신뢰 인터벌 내에서의 평균 차이값이 결정된다. 예시적인 실시예는 CVR 분석에 대하여 95%의 신뢰 레벨을 이용한다.
도10은 샘플들을 일관성있는 그룹들(consistent groups)로 나눔으로써, 계산에 있어서의 변동을 감소시키는데 이용되는 방법의 일례를 도시한다. MW 및 전압 데이터의 경우, 이러한 것은 샘플 데이터를 서로 일관되는 유사한 시간들로 그룹화함으로써 수행될 수 있다. 이는 선형 회귀 기법을 이용하여 수행될 수 있다. 선형 회귀를 이용하여, 변수들의 일관성이 체크된다. 하루의 동일한 시간(도10의 테이블의 헤드 부분에 있는 시간 0 ~ 시간 23)에서 취해진 샘플들이 그룹화되며 그리고 도10의 같은 컬럼에 언급된다. 함께 그룹화된 시간들 사이의 일관성을 체크하도록 선형 회귀 상수들을 이용함으로써, 유사한 데이터를 나타내는 샘플 시간들이 결정된다. 게다가, 각각의 데이터 세트는 계절별 그룹핑으로 또한 그룹화된다. 이러한 그룹핑 프로세스의 결과는 샘플 데이터를 겨울, 봄, 여름 및 가을의 계절 그룹들로 먼저 쪼개는 것이다(break). 다음으로, 선형 회귀를 이용하여 각각의 계절일(seasonal day)에 대한 시간들(0 - 23)을 대응표본 t 테스팅을 위한 유사한 그룹들로 쪼갠다. 이러한 기법은, 하나의 샘플 그룹으로부터 다른 하나의 샘플 그룹으로의 평균 차이값에 대한 대응표본 t 계산에서 변동을 감소시킬 것이다. 도10의 테이블은 이러한 유형의 프로세스에 대한 일례이다.
도11은 습도에 따른 HDD/CDD 양자의 VCC 페어링의 다수의 변수 일례에 대한 상세한 페어링 프로세스를 도시한다. 이러한 프로세스는, 모든 조합들에서의 잠재적인 매칭된 페어들의 전체 리스트를 생성한다. 그것의 에너지 효과에 기초하여 독립 변수를 적절히 계량하고 그리고 HDD/CDD의 독립 변수들 둘다와 선형 회귀 상수들을 이용하는 습도를 포함하여 페어에 대한 최적의 스코어링을 형성하기 위해 선형화를 사용하도록, 각각의 페어는 선형 최적화 방법에 기초하여 스코어링된다. 예를 들어, 만일, HDD/CDD에 대한 에너지 효과(예컨대, CVR 팩터의 변화)가 습도에 대한 에너지 효과의 5배라면, 샘플들 간의 HDD/CDD에서의 차이는 샘플들 간의 습도에서의 차이만큼 5배 가중된다.
이러한 프로세스가 완료되면, 베스트 스코어에 대해서 리스트가 리뷰된다. 이들은 페어링되며 그리고 페어링 리스트로부터 삭제된다. 도11의 프로세스 다이어그램에 도시된 바와 같이, 이러한 프로세스는, 변수들에 대하여 모든 페어들이 허용 레벨 내에서 최적으로 매칭될 때까지, 남아있는 페어들 각각에 대하여 반복된다. 이러한 방식으로, 인구에 대하여 페어링이 최적화되며, 소정의 기준을 구비한 예시된 실시예에 따라, 이용가능한 데이터에 대하여 최상의 정확성을 제공한다.
도12는 CVR 팩터 페어링 계산으로부터의 데이터에 대한 히스토그램의 일례를 도시한다. 다음을 유의해야 하는바, 페어링은 정규화되며 그리고 t-분포의 특징들을 만족시킨다. 이러한 정보와 함께, 데이터가 취해지는 시간 기간 동안 회로에 대한 CVR 팩터의 평균 값들의 범위를 평가하는데 데이터가 이용될 수 있다. 이러한 데이터는 30개 이상의 데이터 세트에 대해서 계산될 수 있으며 그리고 CVR 팩터의 범위에 대한 정확한 표현을 생성할 것이다. 각각의 데이터 세트는 1일(one-day) 시간 기간을 필요로 한다. 통상적으로, 95% 신뢰 인터벌이 이용되어, CVR 팩터에 대한 유용한 범위를 판별한다. 이러한 통계학적 팩터는 평가 중인 회로에 대해 특별한 것이며 그리고 최소 30개의 데이터 세트들 즉 30일 인터벌 아래의 회로의 성능에 대한 진행중인(ongoing) 평가를 제공한다.
도13은 동일한 대응표본 t 분석으로부터 인터벌에 대한 수용가 당 에너지 세이빙의 히스토그램 및 스캐터플롯의 일례를 도시한다. 탑 그래프는 kW/ 커스터머 변화의 측정치이며 그리고 t-분포 신뢰 구간 분석과 양립할 수 있는 동일한 유형의 정규화된 특성을 갖는다. "OFF" to "ON" 상태에서 플롯된 페어링된 인구의 스캐터플롯은, 페어링된 데이터에 대한 신속하고도 직관적인 평가를 제공한다. 일반적으로, 상기 페어들의 대다수가 적색 라인 아래에 있다면, VCC 시스템은 보존을 개선하고 있는 중이며, 만일, 페어들이 상기 라인의 어느 일측 상에 똑같이 이격되어 있다면 이것은 별 효과가 없는 것이며, 만일 페어들이 평균적으로 상기 라인 위에 있다면 역효과(reverse effect)를 갖는 것이다. 이 경우, 샘플들이 에너지의 보존에서 개선을 명확하게 보여줌을 용이하게 알 수 있다.
도14는 다른 회로에 대한 CVR 팩터 분석의 대안적인 일례를 도시한다. 도14의 우측 그래프는 다른 독립 변수들을 보상하기 위한 제어 회로를 사용함이 없이 수행된 측정에 대한 특징들을 나타낸다. 그 결과는, 매우 높은 CVR 세이빙을 갖는 비-정상 인구(non-normal population)를 보여준다. 이 경우, 경제 하강(downturn in enconomy)으로 인한 낮은 전기 수요 때문에, 부하에서 실질적인 감소가 있었으며, 따라서 이는 CVR 팩터를 비정상적으로 높게 보이게 한다. 도14의 좌측 그래프는 제어 회로가 적용된 경우이며 그리고 마이너스 경제 성장(negative economic growth)의 비-정상 효과들을 제거하기 위한 회로를 이용한다. 이러한 제어 회로를 이용하는 CVR 팩터는 감소하지만 정상성(normality)은 매우 강해지며 그리고 효과들을 제어하는 독립 변수만이 되도록 VCC 제어 시스템에 대한 정상 범위 내로 데이터가 돌아온다(data is back).
도15는 VCC 시스템 에너지의 최적의 페어링으로부터 유도된 CVR 팩터 및 에너지 세이빙 둘다에 대한 최종 계산들의 일례를 도시한다. CVR 팩터에서 언급한 바와 같이, 이러한 것은, 에너지를 감소시키도록 회로의 용량(capacity)에 대한 직접적인 계산을 야기한다. 상기 용량은 낮은 동작 대역에서 전압을 감소시킴으로써 에너지를 보존하는 상기 회로의 능력이다. VCC 시스템은 이러한 유형의 제어를 실행하며 그리고 EVP는 전압 성능에 대한 다른 변경들이 구현됨에 따라 보존을 계속하도록 상기 회로의 용량을 독립적으로 계산한다.
도15는 또한, 연구 중인(under study) 측정 시간 동안 에너지 세이빙에 대한 최종 계산들의 일례를 도시한다. 이러한 에너지 세이빙은, VCC 시스템을 위해 계산되었던 보존 세이빙(conservation savings)을 지속적으로 유지할 수 있는 상기 회로의 능력을 계속해서 보고하는 것이다. 성능을 추정하기 위하여, 회로에 대한 반복되는 1회성 테스트(repeated one time testing)를 수행해야만 하는 대신에, 성능을 지속적으로 트랙킹할 수 있는 이러한 능력은, 기술에 있어서 중요한 진전을 나타낸다. 기존의 시스템들은 CVR 팩터 및 에너지 절약 성능을 단지 추정하기 위하여 효율 성능을 크게 감소시키는 1회성 테스트들에 기초하고 있다. 또한, 세이빙(또는 절약)이 지속되는 중인지를 판별하기 위해서는, 기존의 시스템들은 정기적인 간격들 상에서 반복되어야만 한다. VCC 시스템의 효율성을 감소시킴이 없이 거의 계량된 세이빙(near metered savings)을 생성할 수 있다는 점에서, 본 발명의 EVP 시스템은 중요한 진전을 제공한다.
비록, 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명이 서술되었지만, 해당 기술 분야의 당업자라면 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내의 수정예들과 함께 본 발명이 실행될 수도 있다는 점을 능히 이해할 것이다. 이들 일례들은 단지 설명적인 것이며 그리고 본 발명의 가능한 모든 설계들, 실시예들, 응용예들 혹은 수정예들을 속속들이 규명하고자 의도된 것은 아니다.

Claims (42)

  1. 날씨 정보를 사용함이 없이 시스템 상의 에너지 사용의 변화 혹은 에너지 감소에서의 보존 성능(conservation performance)의 개선을 계산하도록 대응표본 t 분포들(paired t distributions)을 이용하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템 측정 기법으로서,
    복수의 사용자 위치들에서의 전기 사용 디바이스들에 의한 사용을 위해 전기 배전 시스템을 통해 전기 사용 시스템으로 전력을 공급하는 전기 공급 시스템으로서 구성된 변전소(substation)를 구비한 전기 에너지 배전 시스템;
    상기 변전소에 그리고 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나에 배치되며, 상기 스마트 미터에 의해서 수신된 전력의 측정된 성분에 기초하여 스마트 미터 데이터를 생성하는 미터(meter); 및
    상기 스마트 미터 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터를 생성하는 전압 제어기
    를 포함하며,
    상기 변전소는 또한, 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 복수의 사용자 위치들로 공급된 전력의 전압 세트 포인트 값(voltage set point value)을 조절하며, 그리고
    전압 및 에너지는 에너지 검증 프로세스(energy validation process)를 이용하여 인터벌 기반(interval basis)으로 측정되며, CVR "ON" 세트 포인트에서의 전압과 CVR "OFF" 세트 포인트에서의 전압 사이의 CVR(Conservation Voltage Reduction) 팩터 및 에너지 절약(savings)과 같은 에너지 특징들에서의 변화는, 상기 전기 에너지 배전 시스템에 대한 CVR 팩터 및 에너지 사용 개선을 결정하도록, 최적화된 페어링(pairing) 프로세스를 이용한 대응표본 t 측정을 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페어링 프로세스는 추가 프로세스를 포함하며,
    상기 추가 프로세스는, 계절별로 상기 대응표본 t 프로세스를 CVR 팩터 및 보존 에너지 절약의 측정값들로 쪼개며(break) 그리고 대응표본 t 비교들이 가장 정확하게 계산될 수 있으며 일관된(consistent) 부하들이 존재하는 시간들의 블록들을 판별하도록, 선형 회귀 상수들(linear regression constants)을 이용하는 신규한 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  3. 시스템 상의 에너지 사용의 변화 혹은 에너지 감소에서의 보존 성능의 개선을 계산하도록 대응표본 t 분포들을 이용하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템으로서,
    복수의 사용자 위치들에서의 전기 사용 디바이스들에 의한 사용을 위해 전기 배전 시스템을 통해 전기 사용 시스템으로 전력을 공급하는 전기 공급 시스템으로서 구성된 변전소를 구비한 전기 에너지 배전 시스템;
    상기 변전소의 공급 포인트에 배치된 미터와 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나에 각각 배치되는 적어도 하나의 미터를 포함하며 그리고 상기 미터에 의해서 수신된 전력의 측정된 성분에 기초하여 미터 데이터를 생성하는 복수의 미터들; 및
    보존-전압-감소-온 상태 혹은 보존-전압-감소-오프 상태에서 동작하도록 된 전압 제어기
    를 포함하며,
    상기 전압 제어기는, 상기 제어기가 상기 보존-전압-감소-온 상태에 있을 때 상기 미터 데이터에 기초하여 보존 전압 감소 에너지 전달 파라미터를 생성하도록 보존 전압 감소를 적용하지만, 상기 제어기가 상기 보존-전압-감소-오프 상태에 있을 때에는 적용하지 않으며;
    상기 변전소는 또한, 상기 공급 포인트에서 상기 복수의 사용자 위치들로 공급된 전력의 전압 세트 포인트 값을 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 조절하며; 그리고
    전압 및 에너지는 에너지 검증 프로세스를 이용하여 상기 미터들에 의해서 인터벌 기반으로 측정되며, 상기 보존-전압-감소-온 상태의 전압과 상기 보존-전압-감소-오프 상태의 전압 사이의 에너지 특징들의 변화는 대응표본 t 측정을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변전소는 또한, 상기 공급 포인트에서 상기 복수의 사용자 위치들로 공급되는 전력의 전압 세트 포인트 값을 상기 에너지 특징들에서의 변화에 기초하여 조절하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어기는 또한, 상기 에너지 특징들에서의 변화에 기초하여 상기 에너지 전달 파라미터를 조절하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 상기 보존 전압 감소(CVR) 팩터인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 상기 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 미터의 데이터는 상기 인터벌에 대하여 평균화되는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인터벌은 24 시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인터벌은 4 시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인터벌은 1 시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 페어링 프로세스는 추가 프로세스를 포함하며,
    상기 추가 프로세스는, 계절별로 상기 대응표본 t 프로세스를 보존 전압 감소(CVR) 팩터 및 보존 에너지 절약의 측정값들로 쪼개며 그리고 대응표본 t 비교들이 기결정된 제한들 내에서 가장 정확하게 계산될 수 있으며 일관된 부하들이 존재하는 시간들의 블록들을 판별하도록, 선형 회귀 상수들을 이용하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  13. 공급 포인트로부터 복수의 사용자 위치들로 전력을 공급하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템으로서,
    복수의 센서들, 각각의 센서는 상기 배전 그리드 상의 복수의 배전 위치들(distribution locations) 각각에 위치하거나 또는 상기 공급 포인트와 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나 사이에 위치하며, 각각의 센서는 각각의 배전 위치에서 공급된 전력의 성분(component)을 감지하고 그리고 상기 전력의 감지된 성분에 기초하여 측정 데이터를 생성하며;
    상기 복수의 센서들로부터 측정 데이터를 수신하며, 그리고 변경-온-상태(modification-on-state) 또는 변경-오프-상태에서 상기 전력 전송 및 배전 그리드를 작동시키는 제어기, 상기 제어기는 미터 데이터에 기초하는 에너지 전달 파라미터를 생성하도록 상기 변경을 적용하며; 그리고
    상기 에너지 전달 파라미터에 응답하여, 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 구성요소를 조절하는 구성요소 조절 디바이스
    를 포함하며,
    상기 제어기는 에너지 검증 프로세스를 이용하여, 상기 변경-온-상태와 상기 변경-오프-상태 사이의 에너지 특징들에서의 변화를 대응표본 t 측정을 이용하여 판별하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제어기가 상기 변경-온 상태에 있을 때 상기 미터 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터를 생성하도록 상기 변경을 적용하지만, 상기 제어기가 상기 변경-오프 상태에 있을 때에는 적용하지 않는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 공급된 전력의 성분은 인터벌 기반으로 미터들(meters)에 의해서 측정되는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 공급된 전력의 성분은 전압인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 변경은 보존 전압 감소(conservation voltage reduction)인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 전력 전송 및 배전 그리드 조절 디바이스의 구성요소는,
    부하 탭 전환 계수에 기초하여 상기 공급 포인트에서 공급되는 전력의 전압을 조절하는 부하 탭 전환(load tap change) 트랜스포머, 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 공급 포인트에서 공급되는 전력의 전압을 조절하는 전압 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 상기 보존 전압 감소 팩터인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  21. 제15항에 있어서,
    각각의 미터의 데이터는 상기 인터벌에 대하여 평균화되는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 인터벌은 24시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 인터벌은 4시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  24. 제15항에 있어서,
    상기 인터벌은 1시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  25. 제13항에 있어서,
    상기 페어링 프로세스는 추가 프로세스를 포함하며,
    상기 추가 프로세스는, 계절별로 상기 대응표본 t 프로세스를 보존 전압 감소(CVR) 팩터 및 보존 에너지 절약의 측정값들로 쪼개며 그리고 대응표본 t 비교들이 기결정된 제한들 내에서 정확하게 계산될 수 있으며 일관된 부하들이 존재하는 시간들의 블록들을 판별하도록, 선형 회귀 상수들을 이용하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  26. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 에너지 특징들에서의 변화에 기초하여 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  27. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는 측정 정확도를 결정하기 위해 기결정된 정규화된 값들의 범위들 외부에 있는 값들을 갖는 데이터를 제거하도록 상기 대응표본 t p-팩터를 이용하도록 된 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  28. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는 제 1 변수에 기초하여 상기 에너지 특징들에서의 변화를 판별하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제 1 변수는 계절, 그룹화된 시간, 혹은 수용가 유형(customer tyoe)인 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제어기는 가장 근접한 변경-오프 대 변경-온 값들에 제 1 변수 값들을 짝짓도록(pair) 제 1 페어링 변수에 보조적인 제 2 페어링 변수를 제공하며, 그리고 각각의 제 1 및 제 2 변수들 간의 선형 관계의 상대적인 기울기들에 기초하여 페어들(pairs)의 계량된 스코어링(weighed scoring)을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  31. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는 비-효율(non-efficiency) 변수들에 의해서 영향을 받는 데이터를 배제하는 것을 특징으로 하는 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템.
  32. 공급 포인트 및 적어도 하나의 사용자 위치에 혹은 상기 공급 포인트와 상기 적어도 하나의 사용자 위치 사이에 배치되는 복수의 배전 위치들로 공급되는 전력을 제어하는 방법으로서, 상기 복수의 배전 위치들 각각은, 각각의 배전 위치들에서 공급되는 전력의 전압을 감지하고 그리고 상기 감지된 전압에 기초하여 측정 데이터를 생성하는 적어도 하나의 센서를 포함하며, 상기 방법은,
    전력 전송 및 배전 그리드를 변경-온-상태(modification-on-state) 또는 변경-오프-상태에서 제어하는 단계, 여기서 제어기는 상기 제어기가 상기 변경-온 상태에 있을 때 미터 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터를 생성하도록 변경을 적용하지만, 상기 제어기가 상기 변경-오프 상태에 있을 때에는 적용하지 않으며;
    상기 에너지 전달 파라미터에 응답하여 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 구성요소를 조절하도록 된 구성요소 조절 디바이스를 동작시키는 단계;
    에너지 검증 프로세스를 이용하여 인터벌 기반으로, 공급된 전력의 성분을 미터들로 측정하는 단계; 및
    대응표본 t-측정을 이용하여 보존-전압-감소-온 상태 전압과 보존-전압-감소-오프 상태 전압 사이의 에너지 특징들의 변화를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 공급된 전력의 성분은 전압인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 변경은 보존 전압 감소인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 전력 전송 및 배전 그리드 조절 디바이스의 구성요소는,
    부하 탭 전환 계수에 기초하여 상기 공급 포인트에서 공급되는 전력의 전압을 조절하는 부하 탭 전환(load tap change) 트랜스포머, 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 공급 포인트에서 공급되는 전력의 전압을 조절하는 전압 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 보존 전압 감소 팩터인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 에너지 특징들은 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  38. 제32항에 있어서,
    각각의 미터의 데이터는 상기 인터벌에 대하여 평균화되는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 인터벌은 24시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 인터벌은 4시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  41. 제32항에 있어서,
    상기 인터벌은 1시간의 기간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  42. 제32항에 있어서,
    상기 페어링 프로세스는 추가 프로세스를 포함하며,
    상기 추가 프로세스는, 계절별로 상기 대응표본 t 프로세스를 보존 전압 감소(CVR) 팩터 및 보존 에너지 절약의 측정값들로 쪼개며 그리고 대응표본 t 비교들이 기결정된 제한들 내에서 정확하게 계산될 수 있으며 일관된 부하들이 존재하는 시간들의 블록들을 판별하도록, 선형 회귀 상수들을 이용하는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
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