KR20160064802A - Electric power consumption management apparatus and electric power consumption management method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 가정, 빌딩, 공장, 학교 등지에서 전력 공급자와 전력 소비자의 이득을 제공하면서 소비전력을 효율적으로 관리할 수 있는 소비전력 관리장치 및 소비전력 관리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power consumption management device and a power consumption management method capable of efficiently managing power consumption while providing benefits of a power supplier and a power consumer in a home, a building, a factory, a school,
최근 지능형 전력계통(Smart Grid) 등의 기술발달과 함께 전력을 효율적으로 사용하기 위한 기술이 연구 개발되고 있다. 전력을 효율적으로 사용한 경우 얻을 수 있는 이득은 전력 공급자와 전력 소비자의 두 가지 입장에서 고려될 수 있다.Recently, technologies for efficient use of electric power along with the development of technologies such as an intelligent power system (Smart Grid) have been researched and developed. The benefits of using power efficiently can be taken into account in terms of both the power supplier and the power consumer.
전력 공급자의 입장에서 전력을 효율적으로 사용함으로써 얻을 수 있는 이득은 첨두 부하를 낮추는 것이다. 첨두 부하를 낮추면 기본적으로 생산되는 전력의 양을 줄일 수 있고, 특정 시간대에 전력 사용량이 집중되서 발생되는 블랙 아웃(black out)과 같은 대정전 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있다.From the power supplier's perspective, the benefit of using power efficiently is to reduce the peak load. Lowering the peak load can reduce the amount of power that is produced basically and prevent the occurrence of large outages such as blackouts caused by concentration of power usage at certain times.
전력 사용자의 입장에서 전력을 효율적으로 사용함으로써 얻을 수 있는 이득으로서는 전기료를 절감하는 것이 그 중 하나이다. 이러한 전기료 절감을 위해서 가정에서 전력을 효율적으로 사용하기 위한 방법 중 하나로서 전기기기 사용에 대한 스케쥴링(scheduling, 다시 말해 사용 시간 계획 수립)이 있다.One of them is to reduce the electricity cost as a benefit that can be gained by efficiently using electric power from a power user's point of view. One of the ways to efficiently utilize electric power in the home to save such electricity costs is scheduling (ie, use time planning) of the use of electric devices.
전기기기 사용에 대한 스케쥴링에 의해서 전기기기의 사용 시간대 또는 전력 사용량을 변경하여 첨두 부하를 감소시키는 것이 가능하다. 그러나 전력 소비자 입장에서는 첨두 부하를 감소시키는 것이 아무런 이득이 되지 않기 때문에, 전력 공급자가 소위 TOU(Time of Use)로 불리는 시간대별로 다른 전기료를 부과함으로써 전력 소비자에게 첨두 부하의 절감 노력을 유도하는 방안도 시행되고 있다. It is possible to reduce the peak load by changing the use time period or the electric power consumption amount of the electric device by the scheduling for the use of the electric device. However, since there is no benefit to reducing the peak load in terms of power consumers, there is a plan to induce power consumers to reduce peak load by imposing different electricity charges in the so-called time of use (TOU) .
전기기기 사용에 대한 스케쥴링 방안에 관한 종래기술로서 하기와 같은 특허문헌을 참고할 수 있다.As a conventional technique related to a scheduling method for use of electric devices, the following patent documents can be referred to.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 첨두 부하(Peak Load)를 조절하여 전력 공급업자에게 이득을 제공하고, 전기료를 절감하여 전력 수용 가(전력 소비자)에 이득을 제공하며, 전기기기를 원하는 시간에 사용할 수 없는 불편을 최소화하여 전력 소비자의 편리함을 제공할 수 있는 가정에서 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power supply system and a method of controlling power consumption by adjusting a peak load to provide a benefit to a power supplier, And to provide a power consumption management device for managing power consumption in a home that can provide convenience of a power consumer by minimizing the inconvenience that an electric appliance can not be used at a desired time.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따른 상기 소비전력 관리장치를 이용한 소비전력 관리방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a power consumption management method using the power consumption management apparatus according to the present invention.
상술한 본 발명의 일 목적은, 가정에서 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리장치에 있어서,It is an object of the present invention to provide a power consumption management apparatus for managing power consumption in a home,
상기 소비전력 관리장치는 총괄 소비전력 관리장치를 포함하며, Wherein the power consumption management device includes an overall power consumption management device,
상기 총괄 소비전력 관리장치는,Wherein the overall power consumption management device comprises:
시간대별 가정 내 관리 대상 전기기기 전체의 부하 량 중 가장 큰 부하 량인 첨두 부하, 전기료를 포함하는 전력 정보를 전력사용자에게 표시하고, 전력사용자가 상기 첨두 부하, 상기 전기료의 변경 및 전기기기별 사용시간대에 대한 전력사용자의 만족도를 표시하는 편안함의 선택을 포함하는 정보를 입력할 수 있는 수단을 제공하는 사용자 인터페이스 부;The power user including the peak load and the electric charge, which is the largest load among the loads of all the electric appliances subject to in-home management by the time of day, is displayed to the power user, and the power user changes the peak load, A user interface that provides a means for inputting information including a selection of comfort indicating a power user's satisfaction with the user;
적어도 하루 동안 전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보 또는 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴(PATTERN)에 근거하여, 전기기기별 선호 시간대를 결정하는 선호 시간 입력 처리부; 및A preference time input processor for determining a preferred time zone for each electric device based on a user's use time zone preference information input by a power user for at least one day or a measured power consumption pattern (PATTERN) for each electric device; And
개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량과 상기 선호 시간 입력 처리부가 제공하는 선호 시간을 근거로, 개별 전기기기에 대해 전원을 공급하거나 또는 차단할 시간계획을 생성하고, 상기 시간계획에 따라 해당하는 전기기기에 전원을 공급하거나 차단하는 것을 제어하는 스위칭 제어 신호를 출력하는 스케쥴링(SCHEDULING) 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 소비전력 관리장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.Generating a time schedule for supplying or blocking power to the individual electric devices based on the electric power consumption measured by the electric power consumption of the individual electric devices and the preference time provided by the preference time input process unit, And a scheduling processing unit for outputting a switching control signal for controlling supply or cutoff of power to the electric device. The present invention can be achieved by providing a power consumption management apparatus according to the present invention.
본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 상기 총괄 소비전력 관리장치는 단독으로 구성되거나 지능형 분전반 또는 홈 서버(HOME SERVER)에 부설되게 구성된다.According to a preferred aspect of the present invention, the general power consumption management device is configured to be solely configured or to be attached to an intelligent distribution board or a home server.
본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 소비전력 관리장치는, 상기 총괄 소비전력 관리장치에 접속되어, 상기 총괄 소비전력 관리장치에 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하고, 상기 총괄 소비전력 관리장치의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급 또는 차단하는 전력 소비 측정 제어장치를 더 포함한다.According to another preferred aspect of the present invention, the power consumption management apparatus according to the present invention further comprises: power consumption amount information obtained by measuring the power consumption amount of the individual electric apparatuses connected to the general power consumption management apparatus, And a power consumption measurement control device that supplies or cuts off power to the individual electric devices under the control of the general power consumption management device.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 전력 소비 측정 제어장치는,According to another preferred aspect of the present invention, the power consumption measurement control apparatus includes:
전류 및 전압 검출 수단과 연산수단을 포함하고, 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하는 전력 소비 측정 부; A power consumption measuring unit including current and voltage detecting means and arithmetic means, for providing power consumption information on the power consumption of the individual electric devices;
상기 스케쥴링 처리부의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급하는 위치 또는 전원 공급을 차단하는 위치로 스위칭 가능한 전력 제어부; 및A power control unit capable of switching to a position for supplying power to the individual electric devices or a position for interrupting the power supply according to the control of the scheduling processing unit; And
상기 전력 소비 측정 부가 측정한 전력 사용량 정보를 상기 총괄 소비전력 관리장치에 전송하거나, 상기 총괄 소비전력 관리장치가 출력하는 스위칭 제어 신호를 수신하여 상기 전력 제어부에 제공하는 통신부;를 포함한다.And a communication unit for transmitting the measured power consumption information measured by the power consumption measuring unit to the general power consumption management apparatus or receiving the switching control signal outputted by the overall power consumption management apparatus and providing the switching control signal to the power control unit.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 통신부는 상기 전력 소비 측정 제어장치와 상기 총괄 소비전력 관리장치 사이에 배선되는 유선 통신부, 전력선과 접속되는 전력선 통신부 또는 상기 전력 소비 측정 제어장치와 상기 총괄 소비전력 관리장치 사이에 무선 통신 경로를 제공하는 무선 통신부로 구성된다.According to another preferred aspect of the present invention, the communication unit includes a wired communication unit wired between the power consumption measurement control device and the general power consumption management device, a power line communication unit connected to the power line, or the power consumption measurement control unit, And a wireless communication unit for providing a wireless communication path between the power consumption management apparatuses.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 스케쥴링 처리부는, According to another preferred aspect of the present invention, the scheduling processing unit includes:
상기 첨두 부하와, 전기료와, 전기기기 별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에 대해서, 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합계 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성하도록 구성된다.The sum of the values obtained by multiplying each of the adjustable attributable variables (weight) for each of the peak load, the electric charge, and the comfort that is the sum of the difference between the desired time and the actually used time for each electric appliance is minimized And to generate the time schedule.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 스케쥴링 처리부는,According to another preferred aspect of the present invention, the scheduling processing unit includes:
전력 사용자가 상기 사용자 인터페이스 부를 통해 입력하여 저장된 어느 전기기기의 사용시간대 정보와 미리 결정된 시간 동안 어느 전기기기의 최소 사용전력량과 최대 사용전력량의 범위를 포함하는 전기기기별 제약 조건 정보에 따라서, 상기 개별 전기기기의 첨두 부하와, 전기료와, 편안함의 각각에 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 상기 시간계획을 작성하고,According to electric device constraint condition information including a range of a minimum electric power consumption and a maximum electric power consumption of any electric appliance for a predetermined time with the use time zone information of any electric appliance inputted and stored through the user interface unit by the electric power user, The time schedule is created such that the sum of the peak load of the electric device, the electric charge, and the comfort multiplied by each adjustable variable (weight) is minimized,
상기 시간 계획대로 적어도 하루 동안 소비전력 관리를 수행한 후, 해당 하루 동안의 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함을 상기 사용자 인터페이스 부를 통해 표시하여, After the power consumption management is carried out for at least one day according to the time schedule, the comfort of the peak load, the electric charge and the use time of each electric device during the day is displayed through the user interface unit,
상기 합산 값이 최소화되도록 전력 사용자가 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함의 각각에 대해서 기여변수(가중치)를 변경할 수 있게 구성된다.The power user is configured to be able to change the contribution variable (weight) for each of the peak load, the electricity price, and the comfort for the use time of each electric device so that the sum value is minimized.
상술한 본 발명의 다른 목적은, 전력 소비 측정 제어장치와 총괄 소비전력 관리장치를 이용하여 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리방법에 있어서,It is another object of the present invention to provide a power consumption management method for managing power consumption using a power consumption measurement control apparatus and an overall power consumption management apparatus,
전기기기별로 시간대별로 측정된 상기 전력 소비 측정 제어장치로부터의 전력 소비량 측정 정보를 근거로, 상기 총괄 소비전력 관리 장치가 전기기기별 전력 소비 정보를 획득하는 기기별 전력 소비 정보 획득 단계;A power consumption information acquiring step for each device for acquiring power consumption information for each electric device based on the electric power consumption measurement information from the electric power consumption measurement control device measured for each electric device by time;
전기기기별로 전력 소비자가 입력한 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 근거로 또는 상기 전기기기별 전력 소비 정보 중 가장 많이 사용된 전력 소비 시간대를 포함한 전기기기별 전력 소비 패턴(pattern) 정보를 근거로, 상기 총괄 소비전력 관리장치가 전기기기별 전력 소비 선호 시간을 획득하는 기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계; 및Based on the information on the power consumption preference time of each electric device inputted by the electric power consumer, or on the basis of the electric power consumption pattern information of each electric appliance including the most used electric power consumption time among the electric power consumption information of each electric appliance A step of acquiring a preference time of a consumer for each device in which the overall power consumption management apparatus acquires a power consumption preference time for each electric device; And
시간대별 관리대상 전기기기의 부하량 총계중 가장 큰 값인 첨두 부하와, 24시간 동안의 관리대상 전기기기의 총 사용 전력에 따른 전기료와, 전기기기별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에, The peak load, which is the largest value of the total load of the electric equipment to be managed by time, the electric charge according to the total electric power used by the electric equipment to be managed for 24 hours, and the difference between the desired time and the actual used time In each of the added values of comfort,
첨두 부하, 전기료 및 편안함 각각의 조정가능한 가중치인 각각의 기여변수를 곱하여 합산한 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성하도록 구성되는 스케줄 생성 단계;를 포함하는 본 발명에 따른 소비전력 관리방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.And a schedule generation step configured to generate the time schedule so that a value obtained by multiplying each of the contribution variables, which is an adjustable weight value of each of the peak load, the electric charge and the comfort, is minimized, by providing the power consumption management method according to the present invention Can be achieved.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 소비전력 관리방법은, 상기 스케줄 생성 단계에서 생성된 상기 시간계획에 따른 전기기기의 전력 사용 실행 후, 상기 첨두 부하 또는 전기료 또는 편안함의 정도가 소기한 정도와 차이가 있는 경우, 전력 소비자의 입력에 따라 상기 첨두 부하와 전기료와 편안함 중 적어도 어느 하나에 대해서 해당하는 상기 기여변수를 조정하는 기여변수 조정 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of managing power consumption according to the present invention, comprising the steps of: after execution of power usage of an electric device according to the time schedule generated in the schedule generation step, And adjusting the contribution variable corresponding to at least one of the peak load, the electric charge and the comfort according to the input of the electric power consumer when there is a difference between the electric power and the comfort.
본 발명에 따른 가정에서 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리장치는, 총괄 소비전력 관리장치를 포함하며, 상기 총괄 소비전력 관리장치는, 사용자 인터페이스 부와, 선호 시간 입력 처리부 및 스케쥴링 처리부를 포함하므로, 전력사용자가 상기 첨두 부하, 상기 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 전력사용자의 만족도를 표시하는 편안함의 선택을 포함하는 정보를 입력할 수 있고, The power consumption management apparatus for managing power consumption in a home according to the present invention includes a general power consumption management apparatus, wherein the overall power consumption management apparatus includes a user interface unit, a preference time input processing unit, and a scheduling processing unit , A power user may input information including a selection of comfort indicating the power user's satisfaction with the peak load, the electricity cost, and the usage time of each electric device,
전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보 또는 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴(PATTERN) 정보에 근거하여, 전기기기별 선호 시간대를 결정할 수 있으며,The preferred time zone for each electric device can be determined based on the user's time zone preference information input by the electric power user or information on the electric power consumption pattern (PATTERN)
측정한 전력 사용량과 상기 선호 시간 입력 처리부가 제공하는 선호 시간을 근거로, 개별 전기기기에 대해 전원을 공급하거나 또는 차단할 시간계획을 생성하고, 상기 시간계획에 따라 해당하는 전기기기에 전원을 공급하거나 차단하는 것을 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Based on the measured power usage amount and the preference time provided by the preference time input processing unit, generates a time schedule for supplying or blocking power to the individual electric devices, and supplies power to the corresponding electric devices in accordance with the time schedule Blocking effect can be obtained.
본 발명에 따른 소비전력 관리장치에 있어서 상기 총괄 소비전력 관리장치는 단독으로 구성되거나 지능형 분전반 또는 홈 서버에 부설되게 구성되므로, 별도의 단독 장치로 구성할 수도 있고 기존하는 지능형 분전반 또는 홈 자동화를 위한 홈 서버에 부설하여 별도의 설치공간이나 외함의 구성이 불필요하게 구성될 수 있는 효과가 있다.In the power consumption management apparatus according to the present invention, the overall power consumption management apparatus may be constituted by a single unit or by being attached to an intelligent distribution board or a home server. Therefore, the unit may be configured as a separate unit, There is an effect that a separate installation space or an enclosure configuration can be unnecessarily constructed by being attached to the home server.
본 발명에 따른 소비전력 관리장치는 전력 소비 측정 제어장치를 더 포함하므로, 개별 전기기기에 일 대 일 또는 일대 복수로 대응되게 마련되어 상기 총괄 소비전력 관리장치에 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하고, 상기 총괄 소비전력 관리장치의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급 또는 차단할 수 있는 효과가 있다. Since the power consumption management apparatus according to the present invention further includes a power consumption measurement control device, it is possible to provide a power consumption measurement device that is provided in a one-to-one or one-to- It is possible to supply or block the electric power to the individual electrical apparatuses under the control of the general power consumption management apparatus.
본 발명에 따른 소비전력 관리장치에 있어서, 상기 전력 소비 측정 제어장치는, 전력 소비 측정 부와, 전력 제어부 및 통신부를 포함하므로, 전력 소비 측정 부를 통해 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정할 수 있고, 전력 제어부를 통해 개별 전기기기에 전원을 공급 또는 차단 제어할 수 있으며, 통신부에 의한 통신을 통해 측정한 전력 사용량 정보를 총괄 소비전력 관리장치에 전송할 수 있고 총괄 소비전력 관리장치가 출력하는 스위칭 제어 신호를 수신하여 그에 따라 개별 전기기기를 온(ON) 또는 오프(OFF) 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In the power consumption management apparatus according to the present invention, the power consumption measurement control apparatus includes a power consumption measurement unit, a power control unit, and a communication unit, so that the power consumption amount of the individual electric equipment can be measured through the power consumption measurement unit, The power consumption control unit can transmit or receive the power consumption information measured through the communication by the communication unit to the overall power consumption management apparatus and can output the switching control signal It is possible to obtain an effect that the individual electric devices can be controlled to be turned on or off according to the received electric power.
본 발명에 따른 소비전력 관리장치에 있어서, 상기 통신부는 유선 통신부, 전력선 통신부 또는 무선 통신부로 구성될 수 있으므로, 다양한 통신방식으로 총괄 소비전력 관리장치와 전력 소비 측정 제어장치 간의 데이터 통신을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In the power consumption management apparatus according to the present invention, the communication unit may be configured as a wired communication unit, a power line communication unit, or a wireless communication unit, so that data communication between the general power consumption management device and the power consumption measurement control device Effect can be obtained.
본 발명에 따른 소비전력 관리장치에 있어서, 스케쥴링 처리부는, 첨두 부하와, 전기료와, 전기기기 별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에 대해서, 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성하므로, 첨두 부하와 전기료와 편안함의 3가지 전력관리 요소를 모두 고려하여 전력공급자와 전력소비자의 입장에서의 이득이 반영된 소비전력 관리가 이루어질 수 있으며, 3가지 전력관리 요소의 각각에 대한 기여변수(가중치)를 조정하여 3가지 전력관리 요소 중 불만족한 요소가 있는 경우 이를 조정하여 만족도를 높힐 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In the power consumption management apparatus according to the present invention, the scheduling processing unit may be configured such that, for each of the peak load, the electric charge, and the comfort that is the sum of the difference between the desired time and the actually used time for each electric device, The power consumption of the power supplier and the power consumer is reflected in consideration of all three power management factors of peak load, electric charge and comfort, so that the time plan is generated so that the sum of the values multiplied by the contribution variable (weight) Power management can be achieved and adjusting the contribution variables (weights) for each of the three power management factors can provide the effect of adjusting the unsatisfactory elements of the three power management factors to enhance their satisfaction .
본 발명에 따른 소비전력 관리장치에 있어서, 스케쥴링 처리부는, 전기기기별 제약 조건 정보를 감안하고, 상기 시간대별 전기기기의 부하량 총계 중 가장 큰 값인 첨두 부하와, 전기료와, 편안함의 각각에 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱하여 합산한 값이 최소화되게 상기 시간계획을 작성하므로, 전기기기별 제약 조건이 반영되고 전력공급자와 전력소비자의 이득이 모두 반영된 전력소비 계획이 작성될 수 있고,In the power consumption management apparatus according to the present invention, the scheduling processing unit may calculate the peak load, which is the largest value among the total load amount of the electric devices by time slot, the electric charge, and the comfort A power consumption plan in which the constraints of the electric equipment are reflected and the gains of the electric power supplier and the electric power consumer are all reflected can be prepared,
상기 시간 계획대로 적어도 하루 동안 소비전력 관리를 수행한 후, 해당 하루 동안의 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함을 상기 사용자 인터페이스 부를 통해 표시하므로, 전력소비자(전력사용자)에게 1차로 작성한 전력소비의 시간계획을 실행해본 결과를 표시하여 조정이 필요한지 여부를 전력사용자가 결정할 수 있게 하는 잇점이 있으며,The power consumption management is performed for at least one day in accordance with the time schedule, and the comfort for the peak load, the electric charge, and the use time period for each electric device during the day is displayed through the user interface unit, There is an advantage in that the power user can determine whether or not adjustment is needed by displaying the result of executing the time planning of the generated power consumption,
상기 합산 값이 최소화되도록 전력 사용자가 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함의 각각에 대해서 기여변수(가중치)를 변경할 수 있게 스케쥴링 처리부가 구성되므로, 첨두 부하, 전기료 및 편안함에 3가지 요소에 대해 전력사용자가 불 만족하는 경우 각각의 가중치를 변경하여 불 만족하는 요소에 대한 가중치를 조정할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.Since the scheduling processing unit is configured to allow the power user to change the contribution variable (weight) for each of the peak load, the electric charge, and the comfort for the use time of each electric device so that the sum value is minimized, the peak load, the electric charge, If the power users are unsatisfied with respect to the elements, it is possible to provide the effect of adjusting the weights of the unsatisfied elements by changing the respective weights.
본 발명에 따른 소비전력 관리방법은, 전력 소비 정보 획득 단계를 포함하므로 전기기기별 전력 소비 정보를 획득할 수 있고,Since the power consumption management method according to the present invention includes the power consumption information acquisition step, it is possible to acquire the power consumption information for each electric device,
기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계를 포함하므로 전력 소비자가 입력한 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 근거로 또는 적어도 1일간의 시험 운용 후 자동으로 획득되는 상기 전기기기별 전력 소비 시간대를 포함한 전기기기별 전력 소비 패턴 정보를 근거로, 전기기기별 전력 소비 선호 시간을 획득할 수 있는 효과가 있으며,It is preferable that the electric appliance including the electric power consumption time zone of the electric appliance automatically obtained after the test operation for at least one day based on the electric power consumption preferred time zone information inputted by the electric power consumer The power consumption preference time for each electric device can be obtained based on the individual power consumption pattern information,
스케줄 생성 단계를 포함하여 조정가능한 첨두 부하, 전기료 및 편안함의 각각의 가중치인 각각의 기여변수를 곱하여 합산한 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성할 수 있어, 해당 시간계획대로 전기기기들을 온/오프 제어함으로써 전력 공급자와 전력 소비자가 모두 만족하는 소비전력 관리방법을 얻을 수 있다.The time schedule can be generated so as to minimize the value obtained by multiplying each contribution variable, which is the weight of each of the adjustable peak load, the electric charge and the comfort, including the schedule generation step, so that the time schedule can be generated by turning on / A power consumption management method that satisfies both the power supplier and the power consumer can be obtained.
본 발명에 따른 소비전력 관리방법은, 기여변수 조정 단계를 더 포함하므로, 첨두 부하 또는 전기료 또는 편안함의 정도가 소기한 정도와 차이가 있는 경우, 전력 소비자의 입력에 따라 상기 첨두 부하와 전기료와 편안함 중 적어도 어느 하나에 대해서 해당하는 상기 기여변수(가중치)를 조정할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
The power consumption management method according to the present invention further includes a contribution parameter adjustment step so that when the peak load or the degree of the electric charge or comfort differs from the expected degree, the peak load, the electric charge and the comfort It is possible to provide the effect of adjusting the contribution parameters (weights) corresponding to at least any one of them.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치의 구성을 보여주는 구성 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치에 있어서 총괄 소비전력 관리장치의 상세 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치에 있어서 전력 소비 측정 제어장치의 상세 구성을 보여주는 블록 도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치의 동작 또는 소비전력 관리방법을 보여주는 흐름도이며,
도 5는 도 4의 흐름도 중 전력 소비자의 선호 시간 획득 과정을 상세히 보여주는 흐름도이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치의 동작 또는 소비전력 관리방법 중 시간 계획을 작성하는 동작 또는 방법을 상세히 보여주는 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power consumption management apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a block diagram showing a detailed configuration of an overall power consumption management apparatus in a power consumption management apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a block diagram showing a detailed configuration of a power consumption measurement control apparatus in a power consumption management apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation or power consumption management method of the power consumption management apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a flow chart showing in detail the process of acquiring the preference time of the power consumer in the flowchart of FIG. 4,
FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating an operation or a method of creating a time schedule among the operation or power consumption management method of the power consumption management apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리장치는, 총괄 소비전력 관리장치(10)를 포함한다. 또한, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치는 전력 소비 측정 제어장치(20)를 더 포함할 수 있다.1, a power consumption management apparatus for managing power consumption according to a preferred embodiment of the present invention includes an overall power
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소비전력 관리장치에 있어서 총괄 소비전력 관리장치(10)는 본 발명에 따라서 소비전력을 총괄 관리해주는 장치로서, 단독으로 구성되어 설치되거나 지능형 분전반 또는 홈 서버(HOME SERVER)에 부설되게 구성될 수 있다. In the power consumption management apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, the overall power
도 1에서 부호 30은 가정 내 관리대상 전기기기들을 지시한다.In FIG. 1,
도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, 총괄 소비전력 관리장치(10)는 사용자 인터페이스 부(11), 선호 시간 입력 처리부(12) 및 스케쥴링 처리부(13)를 포함할 수 있다.2, the general power
총괄 소비전력 관리장치(10)는 전력 소비 측정 제어장치(20)와 통신을 수행하기 위해서 유무선의 통신부 또는 전력선 통신부를 포함할 수 있다.The overall power
사용자 인터페이스 부(11)는 전력사용자(전력소비자)가 총괄 소비전력 관리장치(10)에 접근하고 교류할 수 있도록 허용하는 부분으로서, 적어도 하루(24시간) 중 관리대상 전기기기 전체의 부하 량(전력 사용량)이 가장 많은 시간대의 부하 량인 첨두 부하, 적어도 하루 동안의 전기료 및 적어도 하루 동안의 전기기기별 전력 사용량을 포함하는 전력 정보를 전력사용자에게 표시하는 부분으로서 액정 표시장치와 같은 표시부를 포함할 수 있다. The
또한, 사용자 인터페이스 부(11)는 전력사용자가 상기 첨두 부하, 상기 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 전력사용자의 만족도를 표시하는 편안함의 선택을 포함하는 정보를 입력할 수 있는 수단으로서 예컨대 키이 스위치(key switch), 키이 패드(key pad), 입력 버튼 스위치(button switch), 입력 터치 패드(touch pad) 등과 같은 입력 수단을 포함할 수 있다.In addition, the
선호 시간 입력 처리부(12)는 적어도 하루 동안 전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보에 근거하여 또는 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴(PATTERN) 정보에 근거하여, 전기기기별 선호 시간대를 결정하게 구성된다.The preference time
바람직한 실시 예에 따라서 선호 시간 입력 처리부(12)는 스케쥴링 처리부(13)와 함께 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함하게 구성될 수 있으며, 적어도 하루 동안 전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보 또는 전력 소비 측정 제어장치(20)에 의해 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴의 정보를 저장하고, 전력사용자가 입력하여 저장된 전기기기별 사용 시간대 선호 정보 또는 전기기기별 전력 소비 패턴의 정보를 처리하여 전기기기별 선호 시간대를 결정하기 위한 처리 프로그램을 저장하기 위한 메모리 수단과 처리 프로그램을 실행하기 위한 중앙처리장치를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, the preference time
스케쥴링 처리부(13)는, 전력 소비 측정 제어장치(20)가 제공하는 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량과 선호 시간 입력 처리부(12)가 제공하는 선호 시간을 근거로, 개별 전기기기에 대해 전원을 공급하거나 또는 차단할 시간계획을 생성하고, 상기 시간계획에 따라 해당하는 전기기기에 전원을 공급하거나 차단하는 것을 제어하는 스위칭 제어 신호를 출력한다.The
스케쥴링 처리부(13)는, 상술한 바와 같이 선호 시간 입력 처리부(12)와 함께 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함하게 구성될 수 있으며, 시간계획에 따른 시각의 도달 여부를 결정하기 위해 리얼 타임 클록(Real Time Clock) 부를 포함할 수 있다.The
상기 스케쥴링 처리부(13)는, 시간대별 관리대상 전기기기 전체의 부하 량 중 최대 값인 첨두 부하와, 24시간(하루) 동안 전기료의 합과, 전기기기 별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에, 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성하도록 구성될 수 있다.The
이를 식으로 표현하면 다음과 같다.This can be expressed as follows.
여기서 L은 첨두 부하이고, C는 하루 동안의 전기료의 합계액, D는 편안함을 나타내는 값으로 전기기기별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 합산한 값으로서 예를 들어 세탁기를 낮 12시에 사용하기를 원하는 경우 실제로 낮 12시에 사용하면 D의 값은 O이 되고 오전 10시에 사용하면 2의 값을 가지게 되어 낮 12시에 사용한 경우보다 목적함수의 값을 크게 만드는 악영향을 미치게 된다. λ1, λ2, λ3 는 시간대별 첨두 부하, 전기료의 합계액, 편안함에 각각의 요소에 대한 가중치(기여 변수)를 나타낸다.Where L is the peak load, C is the total amount of electricity for the day, and D is the comfort value. It is the sum of the difference between the desired time and the actual used time for each electric device. For example, If you actually want to use it at 12 o'clock in the day, the value of D will be 0, and if you use it at 10 o'clock, it will have a value of 2, which has the negative effect of making the value of the objective function larger than that used at 12 o'clock do. lambda 1, lambda 2, lambda 3 represent the weight (contribution factor) for each element in the peak load, the sum of the electric charges, and the comfort by time.
또한 상기 스케쥴링 처리부(13)는, 전력 사용자가 상기 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 입력하여 저장된 어느 전기기기의 사용시간대 정보와 미리 결정된 시간 동안 어느 전기기기의 최소 사용전력량과 최대 사용전력량의 범위를 포함하는 전기기기별 제약 조건 정보에 따라서, 상기 개별 전기기기의 첨두 부하와, 전기료와, 편안함의 각각에 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 상기 시간계획을 작성할 수 있다.Also, the
여기서 전기기기별 제약 조건 정보로서 어느 전기기기의 사용시간대 정보는 예컨대 해당 전기기기가 세탁기일 경우 하루에 특정 시간대만 1회 사용하는 것으로 전력 사용자가 입력하여 설정할 수 있는 정보를 의미하는 것으로 해석될 수 있으며, 미리 결정된 시간 동안 어느 전기기기의 최소 사용전력량과 최대 사용전력량의 범위란 예컨대 해당 전기기기가 전기 히터일 경우에 온도조정 놉(knob)을 최저 온도로 조정했을 때의 전력 사용량과 온도조정 놉을 최고 온도로 조정했을 때의 전력 사용량의 범위를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 전기기기별 제약 조건 정보는 상기의 예외에 전기기기별로 다양한 제약 조건이 설정될 수 있다.Here, as the constraint condition information for each electric device, the use time zone information of any electric appliance may be interpreted to mean information that can be set by a power user when the electric appliance is a washing machine, The range of the minimum electric power consumption and the maximum electric energy consumption of an electric device for a predetermined time is, for example, the electric power consumption when the temperature control knob is adjusted to the minimum temperature when the electric appliance is an electric heater, Can be interpreted to mean a range of power consumption when the temperature is adjusted to the maximum temperature. Constraint condition information for each electric device may be set to various constraints for each electric device.
또한 상기 스케쥴링 처리부(13)는, 상기 시간 계획대로 적어도 하루 동안 소비전력 관리를 수행한 후, 해당 하루 동안의 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함을 상기 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 표시하여, Also, the
상기 합산 값이 최소화되도록 전력 사용자가 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함의 각각에 대해서 기여변수(가중치)를 변경할 수 있게 구성될 수 있다. 이러한 스케쥴링 처리부(13)의 기능은 처리를 수행하는 마이크로 프로세서와 설정 값을 저장하는 메모리와 처리를 위한 처리 프로그램에 의해 수행될 수 있다.(Weight) for each of the peak load, the electric charge, and the comfort for the use time of each electric device so that the sum value is minimized. The functions of the
한편, 전력 소비 측정 제어장치(20)는 총괄 소비전력 관리장치(10)에 접속되어, 상기 총괄 소비전력 관리장치(10)에 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하고, 상기 총괄 소비전력 관리장치(10)의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급 또는 차단하는 수단으로서 제공된다.On the other hand, the power consumption
전력 소비 측정 제어장치(20)는 복수로 마련되어 개별 전기기기와 일대일 대응되게 마련될 수 있고 개별 전기기기의 설치위치에 따라 이웃한 전기기기들에 대해 지역별로 하나씩 마련될 수 있다.The power consumption
도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 각각의 전력 소비 측정 제어장치(20)는 전력 소비 측정 부(21), 전력 제어부(22) 및 통신부(23)를 포함하게 구성될 수 있다.3, each of the power consumption
각각의 전력 소비 측정 제어장치(20)는, 개별 전기기기의 전원 공급용 플러그(plug)가 접속될 수 있는 미 도시한 잘 알려진 바와 같은 플러그 접속용 콘센트 부와, 전원 공급용 콘센트에 끼워 접속할 수 있는 전원 공급용 플러그를 더 포함할 수 있다. 여기서 해당 플러그 접속용 콘센트 부는 상기 전력 제어부(22)의 개폐 위치의 스위칭에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급하는 상태 또는 전원 공급이 차단된 상태로 제어될 수 있다. 또한 전력 소비 측정 제어장치(20)는 전원 공급용 플러그는 예컨대 일반 가정용 단상 교류 전력공급용 콘센트에 끼울 수 있는 2개의 단자가 돌출한 형태의 플러그로서 가정용 단상 교류 전력을 전력 제어부(22)에 공급하기 위한 수단으로 마련될 수 있다.Each of the power consumption
전력 소비 측정 부(21)는 전류 및 전압 검출 수단과 연산수단을 포함하고, 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하는 수단이다. 여기서 전류 검출 수단은 구체적으로 잘 알려진 바와 같이 변류기(Current Transformer)로 구성될 수 있고 전압 검출 수단은 잘 알려진 바와 같이 전압 변성기(Potential Transformer) 또는 분압 저항 등으로 구성될 수 있다. 전류 및 전압 검출 수단이 검출한 전압 및 전류를 적산해서 전력 사용량을 연산하는 연산수단은 구체적으로 잘 알려진 바와 같은 마이크로 프로세서를 포함하게 구성될 수 있다. The power
전력 제어부(22)는 상기 스케쥴링 처리부(13)의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급하는 위치 또는 전원 공급을 차단하는 위치로 스위칭 가능한 개폐기(스위치)로 구성될 수 있다.The
통신부(23)는 상기 전력 소비 측정 부(21)가 측정한 전력 사용량 정보를 상기 총괄 소비전력 관리장치(10)에 전송하거나, 상기 총괄 소비전력 관리장치(10)가 출력하는 스위칭 제어 신호를 수신하여 상기 전력 제어부(22)에 제공하는 통신수단이다. 이러한 통신수단으로서 통신부(23)는 상기 전력 소비 측정 제어장치(20)와 상기 총괄 소비전력 관리장치(10) 사이에 배선되는 유선 통신부, 전력선과 접속되는 전력선 통신부 또는 상기 전력 소비 측정 제어장치(20)와 상기 총괄 소비전력 관리장치(10) 사이에 무선 통신 경로를 제공하는 무선 통신부로 구성될 수 있다.The
한편 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소비전력 관리장치의 동작과 소비전력 관리방법을 도 4 내지 도 6을 주로 참조하고 도 1 내지 도 3을 보조적으로 참조하여 설명하면 다음과 같다. The operation of the power consumption management apparatus and the power consumption management method according to the preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 4 to 6, and FIGS. 1 to 3, same.
먼저, 도 4의 전력 소비 정보 획득 단계(S1)에서, 적어도 하루 동안 가정의 전기기기별로 시간대별로 측정된 상기 전력 소비 측정 제어장치(20)로부터의 전력 소비량 측정 정보를 근거로, 상기 총괄 소비전력 관리 장치(10)가 개별 전기기기 또는 전기기기 전체의 시간대별 및 및 하루 동안의 전력 소비 정보를 획득한다.First, in the power consumption information acquisition step S1 of FIG. 4, based on the power consumption measurement information from the power consumption
다음, 기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계(S2)에서, 가정의 전기기기별로 전력 소비자가 입력한 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 근거로 또는 상기 전기기기별 전력 소비 정보 중 가장 많이 사용된 전력 소비 시간대를 포함한 전기기기별 전력 소비 패턴(pattern) 정보를 근거로, 상기 총괄 소비전력 관리장치(10)가 전기기기별 전력 소비 선호 시간을 획득한다.Next, in the step S2 of acquiring the preference time of the consumer for each device, based on the power consumption preference time information of each electric appliance by the electric appliance, The overall power
기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계(S2)의 세부 동작을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The detailed operation of the step S2 of acquiring the preference time of the consumer for each device will be described with reference to FIG.
먼저, 전력 사용자가 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 직접 입력할 것인지 선택한다(단계 S2-1).First, the power user selects whether or not to directly input the power consumption preferred time zone information for each electric appliance (step S2-1).
단계 S2-1에서 전력 사용자가 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 직접 입력하기로 선택했다면 단계 S2-2로 진행하여 전력 사용자가 사용자 인터페이스 부(11)를 직접 조작하여 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 직접 입력한다(단계 S2-2).If the power user has selected to directly input the power consumption preference time zone information for each electric device at step S2-1, the process goes to step S2-2, where the electric power user operates the
단계 S2-1에서 전력 사용자가 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 직접 입력하지 않는 것으로 선택했다면, 단계 S2-3으로 진행해서 총괄 소비전력 관리장치(10)의 선호 시간 입력 처리부(12)는 상기 전력 소비 정보 획득 단계(S1)에서 획득한 상기 전기기기별 전력 소비 정보 중 가장 많이 사용된 전력 소비 시간대를 포함한 전기기기별 전력 소비 패턴(pattern) 정보를 근거로 자동적으로 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 획득한다.If the power user has selected not to directly input the power consumption preference time zone information for each electric device at step S2-1, the process proceeds to step S2-3, where the preference time
이로써 전기기기 별 사용자 선호 시간대가 결정된다(단계 S2-4).Thus, the user preference time zone for each electric device is determined (step S2-4).
다시 도 4를 참조하여 설명한다. Referring back to FIG.
기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계(S2) 후, 스케줄 생성 단계(S3)로 진행하여, 총괄 소비전력 관리장치(10)의 스케쥴링 처리부(13)는, 시간대별 관리대상 전기기기들의 부하량(전력 사용량) 총계 중 하루 동안 최대 값인 첨두 부하와, 24시간(하루) 동안의 관리대상 전기기기들의 총 사용 전력에 따른 전기료와, 전기기기별로 사용을 원하는 시간(상기 선호 시간)과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에, 조정가능한 첨두 부하, 전기료 및 편안함의 각각의 가중치인 각각의 기여변수를 곱하여 합산한 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성한다. The
이러한 스케줄 생성 단계(S3)에서 스케쥴링 처리부(13)의 동작은 다시 말해서 전술한 수학식 1과 같이 수식으로 표현되는 목적함수(제어 목표)가 최소화되게 시간계획을 생성하는 것이라고 할 수 있다.In this schedule generation step S3, the operation of the
이러한 스케줄 생성 단계(S3)의 상세 단계를 도 6을 참조하여 설명한다.The detailed steps of this schedule creation step (S3) will be described with reference to FIG.
먼저 스케쥴링 처리부(13)는 하루 24시간에 대해서 관리대상 전기기기 전체에 대한 관리목표로서 목적 함수를 설정한다(S3-1). 목적 함수는 상술한 수학식 (1)과 같이 표현될 수 있다.First, the
다음, 스케쥴링 처리부(13)는 전기기기별 제약 식을 생성한다(S3-2). Next, the
여기서 제약 식은 상술한 바와 같이 전기기기별로 감안해야할 제약(조건)으로서 전기기기가 세탁기일 경우 하루에 특정 시간대만 1회 사용하는 것으로 설정할 수 있는 조건 정보, 전기기기가 전기 히터일 경우에 온도조정 놉을 최저 온도로 조정했을 때의 전력 사용량과 온도조정 놉을 최고 온도로 조정했을 때의 전력 사용량의 범위 등의 조건 내용을 마이크로프로세서의 중앙처리장치가 처리할 수 있도록 수식형태로 생성 및 저장되는 정보이다. 제약 식은, 본 발명의 소비전력 관리장치의 제조시 미리 설정해 놓는 전기기기별 조건의 초기 값 또는 전력 사용자가 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 입력하여 설정하는 전기기기별 조건의 변경 값을 수식으로 변환하여 생성되고 저장될 수 있다.Here, the constraint condition is a condition (condition) to be considered for each electric device as described above. In the case where the electric device is a washing machine, condition information can be set to be used only once during a certain time period per day. And the range of power consumption when the temperature control knob is adjusted to the maximum temperature, in the form of a formula so that the microprocessor central processing unit can process the contents to be. In the constraint expression, an initial value of an electric device condition preset in the manufacture of the power consumption management device of the present invention or a change value of an electric device condition set by a power user through the
다음, 스케쥴링 처리부(13)는 생성된 제약 식을 기초로 하여 전기기기들에 대한 하루 24시간 동안 사용 시간계획을 생성한다(S3-3).Next, the
다음, 스케쥴링 처리부(13)는 단계 S3-3에서 생성한 상기 사용 시간계획에 대해서 첨두 부하와 전기료와 편안함을 고려하여 상기 목적 함수가 최소값이 되는 사용 시간계획을 찾는다(S3-4).Next, in step S3-4, the
예를 들어 첨두 부하를 감안한 시간계획 작성은, 하루 24시간에 대해서 시간대별로 관리대상 전기기기 전체가 사용한 전력사용량(부하량)이 가장 많은(첨두 부하인) 시간대의 부하량을 감소시키게 전기기기의 사용 시간계획을 작성하고 여타 시간대의 부하량을 증가시키게 전기기기의 사용 시간계획을 작성한다.For example, the time planning for the peak load is calculated by using the time of use of the electric equipment to reduce the load in the time zone in which the total electric power consumption (load) Create a plan for the use of electrical equipment to create a plan and increase the load of other time zones.
전기료를 감안한 시간계획 작성은, 하루 24시간에 대해서 전기료가 가능한 저렴한 시간대에 전기기기들이 사용될 수 있도록 전기기기의 사용 시간계획을 작성하는 것이다.The time schedule considering the electricity bill is to make a plan of use time of the electric equipment so that the electric equipment can be used at a cheap time when the electricity bill is available for 24 hours a day.
또한 편안함을 감안한 시간계획 작성은, 상기 전기기기별 선호 시간에 가능한 가깝게 전기기기별 사용시간 계획을 작성하는 것이다. In addition, the preparation of the time schedule in consideration of the comfort is to prepare the usage time plan for each electric device as close as possible to the preference time of each electric device.
따라서 상기 목적 함수가 최소값이 되는 사용 시간계획을 찾는다.Therefore, the usage time plan in which the objective function becomes the minimum value is searched.
단계 S3-4에서 찾은 상기 목적 함수가 최소값이 되는 사용 시간계획을 이후 적용할 관리대상 전기기기들의 사용 시간계획으로 선택한다(S3-5).The usage time planning in which the objective function found in step S3-4 becomes the minimum value is selected as the usage time planning of the managed electric appliances to be applied later (S3-5).
상술한 바와 같이 가정 내 전력소비를 전력공급자와 전력사용자의 양 측면에서 볼 때 이익이 되도록 전기기기의 전력 사용 시간계획을 작성했다면, 본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서 첨두 부하와, 전기료와 편안함의 3가지 요소에 대해서 전력사용자가 만족하는 정도로 가중치를 조정할 수 있는 과정이 다음과 같이 제공될 수 있다.As described above, if the electric power use time plan of the electric device is prepared so as to benefit the electric power consumption in the home in terms of both the electric power supplier and the electric power user as described above, according to a preferred aspect of the present invention, The process by which weights can be adjusted to the extent that the power user satisfies the three factors can be provided as follows.
즉, 상기 스케줄 생성 단계(S3)에서 생성된 상기 시간계획에 따른 전기기기의 전력 사용 실행 후, 첨두 부하와 전기료와 편안함 중 적어도 어느 하나에 대해서 해당하는 기여변수를 조정할 수 있는 기여변수 조정 단계가 실행될 수 있다는 것이다.That is, after the execution of the electric power usage of the electric device according to the time schedule generated in the schedule generation step S3, a contribution variable adjustment step capable of adjusting the corresponding contribution variable for at least one of the peak load, the electric charge and the comfort Can be executed.
상기 첨두 부하 또는 전기료 또는 편안함의 정도가 소기한 정도와 차이가 있는 경우, 상기 기여변수 조정 단계에서 전력 소비자의 입력에 따라 상기 첨두 부하와 전기료와 편안함 중 적어도 어느 하나에 대해서 해당하는 기여변수가 조정될 수 있다.If the peak load or the amount of electric power or comfort differs from the expected degree, the corresponding contribution variable is adjusted for at least one of the peak load, the electric charge and the comfort according to the input of the electric power consumer in the adjustment of the contribution variable .
여기서 기여변수의 상기 3가지 관리 대항 요소의 기여변수를 λ1, λ2, λ3이라고 했을 때, 예컨대 λ1 + λ2 + λ3 =100 되는 값으로서 각각의 λ1, λ2, λ3의 값은 적어도 어느 한 값을 증가된 값으로 변경했을 때 나머지 2 값은 상대적으로 감소되는 방식으로 조정될 수 있다.In this case, when the contribution variables of the three management opposing elements of the contribution variable are λ1, λ2, and λ3, for example, λ1 + λ2 + λ3 = 100, the values of λ1, λ2, The remaining two values can be adjusted in such a manner that they are relatively reduced.
원하는 수준의 첨두 부하인지 확인한다(단계 S4-1). 이는 하루 24시간 동안 상술한 바와 같이 수립한 시간계획에 따라 전력관리를 수행한 후, 예를 들어 총괄 소비전력 관리장치(10)의 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자에게 시간대별로 전기기기 전체가 사용한 전력사용량(부하량)을 표시하여 가장 전력사용량이 많은(첨두 부하인) 시간대의 부하량 가중치에 조정이 필요한지 결정하게 하는 것으로 성취될 수 있다.It is determined whether the peak load is a desired level (step S4-1). After the power management is performed in accordance with the time schedule established as described above for 24 hours a day, the power user is informed to the power user through the
단계 S4-1에서 첨두 부하에 대한 가중치에 조정이 필요한 것으로 전력사용자가 결정하는 경우(단계 S4-1에서 '아니오'의 경우), 전력 소비자의 입력에 따라 상기 첨두 부하에 대한 상기 기여변수(가중치) λ1에 대한 조정을 수행한다. 즉, 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자가 입력한 첨두 부하에 대한 기여변수(가중치) λ1의 조정 값을 새로운 첨두 부하에 대한 기여변수(가중치) λ1의 설정 값으로서 총괄 소비전력 관리장치(10)의 스케쥴링 처리부(13)가 메모리에 저장하고 새로운 기여변수(가중치) λ1를 반영한 전기기기들의 사용 시간계획을 재 작성한다(S5-1).If the power user determines that the weight for the peak load needs to be adjusted in step S4-1 (in the case of 'No' in step S4-1), the contribution variable for the peak load ) < / RTI > That is, the adjustment value of the contribution variable (weight)? 1 to the peak load inputted by the power user through the
단계 S4-1에서 첨두 부하에 대한 가중치에 조정이 불필요한 것으로 전력사용자가 결정하는 경우(단계 S4-1에서 '예'의 경우), 단계 S4-2로 진행한다.If the power user determines that the weight for the peak load is unnecessary in step S4-1 (YES in step S4-1), the process proceeds to step S4-2.
다음, 단계 S4-2에서 원하는 수준의 전기료인지 확인한다. 이는 하루 24시간 동안 상술한 바와 같이 수립한 시간계획에 따라 전력관리를 수행한 후, 예를 들어 총괄 소비전력 관리장치(10)의 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자에게 전기기기 전체가 사용한 전기료를 표시하여 전기료 가중치에 조정이 필요한지 결정하게 하는 것으로 성취될 수 있다. Next, in step S4-2, it is confirmed whether or not it is a desired level of electricity. This is because the power management is performed in accordance with the time schedule established as described above for 24 hours a day, and then the electric power is supplied to the electric power user through the
단계 S4-2에서 전기료에 대한 가중치에 조정이 필요한 것으로 전력사용자가 결정하는 경우(단계 S4-2에서 '아니오'의 경우), 전력 소비자의 입력에 따라 상기 전기료에 대한 상기 기여변수(가중치) λ2에 대한 조정을 수행한다. 즉, 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자가 입력한 전기료에 대한 기여변수(가중치) λ2의 조정 값을 새로운 전기료에 대한 기여변수(가중치) λ2의 설정 값으로서 총괄 소비전력 관리장치(10)의 스케쥴링 처리부(13)가 메모리에 저장하고 새로운 기여변수(가중치) λ2를 반영한 전기기기들의 사용 시간계획을 재 작성한다(S5-2).If the power user determines in step S4-2 that adjustment is required on the weight for the electric charge (in the case of 'No' in step S4-2), the contribution variable (weight)? 2 . ≪ / RTI > That is, the adjustment value of the contribution variable (weight)? 2 to the electric charge input by the power user through the
다음, 단계 S4-3에서 원하는 수준의 편안함인지 확인한다. 이는 하루 24시간 동안 상술한 바와 같이 수립한 시간계획에 따라 전력관리를 수행한 후, 예를 들어 총괄 소비전력 관리장치(10)의 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자에게 시간대별로 전기기기 전체의 편안함 값을 표시하여 가장 편안함 불만 값이 큰(즉 원하는 시간과 실사용 시간간 차이가 많은) 시간대의 편안함 가중치에 조정이 필요한지 결정하게 하는 것으로 성취될 수 있다. Next, in step S4-3, confirm that the desired level of comfort is achieved. After the power management is performed in accordance with the time schedule established as described above for 24 hours a day, the power user is informed to the power user through the
단계 S4-3에서 편안함에 대한 가중치에 조정이 필요한 것으로 전력사용자가 결정하는 경우(단계 S4-3에서 '아니오'의 경우), 전력 소비자의 입력에 따라 상기 편안함에 대한 상기 기여변수(가중치) λ3에 대한 조정을 수행한다. 즉, 사용자 인터페이스 부(11)를 통해 전력사용자가 입력한 편안함에 대한 기여변수(가중치) λ3의 조정 값을 새로운 편안함에 대한 기여변수(가중치) λ3의 설정 값으로서 총괄 소비전력 관리장치(10)의 스케쥴링 처리부(13)가 메모리에 저장하고 새로운 기여변수(가중치) λ3를 반영한 전기기기들의 사용 시간계획을 재 작성한다(S5-3).If the power user determines that adjustment of the weight for comfort is required at step S4-3 (in the case of 'No' at step S4-3), the contribution variable (weight)? 3 . ≪ / RTI > That is, the adjustment value of the contribution variable (weight)? 3 for the comfort input by the power user through the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가정에서 소비전력을 관리하기 위한 소비전력 관리장치는, 총괄 소비전력 관리장치를 포함하며, 상기 총괄 소비전력 관리장치는, 사용자 인터페이스 부와, 선호 시간 입력 처리부 및 스케쥴링 처리부를 포함하므로, 전력사용자가 상기 첨두 부하, 상기 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 전력사용자의 만족도를 표시하는 편안함의 선택을 포함하는 정보를 입력할 수 있고, As described above, the power consumption management apparatus for managing the power consumption in the household according to the present invention includes the overall power consumption management apparatus, wherein the overall power consumption management apparatus includes a user interface unit, a preference time input processing unit, The power user can input information including a selection of comfort indicating the power user's satisfaction with the peak load, the electric charge, and the usage time of each electric device,
전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보 또는 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴(PATTERN) 정보에 근거하여, 전기기기별 선호 시간대를 결정할 수 있으며,The preferred time zone for each electric device can be determined based on the user's time zone preference information input by the electric power user or information on the electric power consumption pattern (PATTERN)
측정한 전력 사용량과 상기 선호 시간 입력 처리부가 제공하는 선호 시간을 근거로, 개별 전기기기에 대해 전원을 공급하거나 또는 차단할 시간계획을 생성하고, 상기 시간계획에 따라 해당하는 전기기기에 전원을 공급하거나 차단하는 것을 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Based on the measured power usage amount and the preference time provided by the preference time input processing unit, generates a time schedule for supplying or blocking power to the individual electric devices, and supplies power to the corresponding electric devices in accordance with the time schedule Blocking effect can be obtained.
본 발명에 따른 소비전력 관리방법은, 기기별 소비자의 선호 시간 획득 단계를 포함하므로 전력 소비자가 입력한 전기기기별 전력 소비 선호 시간대 정보를 근거로 또는 적어도 1일간의 시험 운용 후 획득되는 상기 전기기기별 전력 소비 시간대를 포함한 전기기기별 전력 소비 패턴 정보를 근거로, 전기기기별 전력 소비 선호 시간을 획득할 수 있는 효과가 있으며, 스케줄 생성 단계를 포함하여 조정가능한 첨두 부하, 전기료 및 편안함의 각각의 가중치인 각각의 기여변수를 곱하여 합산한 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성할 수 있어, 해당 시간계획대로 전기기기들을 온/오프 제어함으로써 전력 공급자와 전력 소비자가 모두 만족하는 소비전력 관리방법을 얻을 수 있다.
Since the power consumption management method according to the present invention includes the step of acquiring the preference time of the consumer for each device, the power consumption management method according to the present invention includes the step of acquiring the preference time of the consumer for each device, It is possible to obtain the power consumption preference time of each electric device on the basis of the electric power consumption pattern information of each electric device including the electric power consumption time per each electric power device. It is possible to generate the time schedule so that the sum of the values obtained by multiplying the respective contributions by the weighting factors is minimized, thereby obtaining a power consumption management method that satisfies both the power supplier and the power consumer by controlling the electric devices on / .
10: 총괄 소비전력 관리장치 11: 사용자 인터페이스 부
12: 선호 시간 입력 처리부 13: 스케쥴링 처리부
20: 전력 소비 측정 제어장치 21: 전력 소비 측정 부
22: 전력 제어부 23: 통신부
30: 전기기기 10: general power consumption management apparatus 11: user interface unit
12: preference time input processing section 13: scheduling processing section
20: power consumption measurement control device 21: power consumption measurement part
22: power control unit 23:
30: Electrical equipment
Claims (7)
상기 소비전력 관리장치는 총괄 소비전력 관리장치를 포함하며,
상기 총괄 소비전력 관리장치는,
시간대별 가정 내 관리 대상 전기기기 전체의 부하 량 중 가장 큰 부하 량인 첨두 부하, 전기료를 포함하는 전력 정보를 전력사용자에게 표시하고, 전력사용자가 상기 첨두 부하, 상기 전기료의 변경 및 전기기기별 사용시간대에 대한 전력사용자의 만족도를 표시하는 편안함의 선택을 포함하는 정보를 입력할 수 있는 수단을 제공하는 사용자 인터페이스 부;
전력사용자가 입력한 전기기기별 사용자의 사용 시간대 선호 정보 또는 측정된 전기기기별 전력 소비 패턴(PATTERN)에 근거하여, 전기기기별 선호 시간대를 결정하는 선호 시간 입력 처리부; 및
개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량과 상기 선호 시간 입력 처리부가 제공하는 선호 시간을 근거로, 개별 전기기기에 대해 전원을 공급하거나 또는 차단할 시간계획을 생성하고, 상기 시간계획에 따라 해당하는 전기기기에 전원을 공급하거나 차단하는 것을 제어하는 스위칭 제어 신호를 출력하는 스케쥴링(SCHEDULING) 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.A power consumption management apparatus for managing power consumption, comprising:
Wherein the power consumption management device includes an overall power consumption management device,
Wherein the overall power consumption management device comprises:
The power user including the peak load and the electric charge, which is the largest load among the loads of all the electric appliances subject to in-home management by the time of day, is displayed to the power user, and the power user changes the peak load, A user interface that provides a means for inputting information including a selection of comfort indicating a power user's satisfaction with the user;
A preference time input processor for determining a preference time zone for each electric device based on a user's time zone preference information input by a power user or a power consumption pattern (PATTERN) for each electric device measured; And
Generating a time schedule for supplying or blocking power to the individual electric devices based on the electric power consumption measured by the electric power consumption of the individual electric devices and the preference time provided by the preference time input process unit, And a scheduling processor for outputting a switching control signal for controlling supply or interruption of power to the electric device.
상기 총괄 소비전력 관리장치는 단독으로 구성되거나 지능형 분전반 또는 홈 서버(HOME SERVER)에 부설되게 구성되는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.The method according to claim 1,
Wherein the overall power consumption management device is configured to be configured independently or to be attached to an intelligent distribution board or a home server.
상기 총괄 소비전력 관리장치에 접속되어, 상기 총괄 소비전력 관리장치에 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하고, 상기 총괄 소비전력 관리장치의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급 또는 차단하는 전력 소비 측정 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.The method according to claim 1,
And a control unit connected to the general power consumption management apparatus to provide power consumption information that measures the power consumption amount of the individual electric apparatuses to the general power consumption management apparatus and supplies power to the individual electric apparatuses under the control of the general power consumption management apparatus Further comprising a power consumption measurement control device that monitors the power consumption of the power consumption control device or disconnects the power consumption measurement device.
상기 전력 소비 측정 제어장치는,
전류 및 전압 검출 수단과 연산수단을 포함하고, 개별 전기기기의 전력 소비량을 측정한 전력 사용량 정보를 제공하는 전력 소비 측정 부;
상기 스케쥴링 처리부의 제어에 따라서 개별 전기기기에 전원을 공급하는 위치 또는 전원 공급을 차단하는 위치로 스위칭 가능한 전력 제어부; 및
상기 전력 소비 측정 부가 측정한 전력 사용량 정보를 상기 총괄 소비전력 관리장치에 전송하거나, 상기 총괄 소비전력 관리장치가 출력하는 스위칭 제어 신호를 수신하여 상기 전력 제어부에 제공하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.The method of claim 3,
Wherein the power consumption measurement control device comprises:
A power consumption measuring unit including current and voltage detecting means and arithmetic means, for providing power consumption information on the power consumption of the individual electric devices;
A power control unit capable of switching to a position for supplying power to the individual electric devices or a position for interrupting the power supply according to the control of the scheduling processing unit; And
And a communication unit for transmitting the measured power consumption information of the power consumption measuring unit to the overall power consumption management apparatus or receiving the switching control signal outputted by the overall power consumption management apparatus and providing the information to the power control unit Power consumption.
상기 통신부는,
상기 전력 소비 측정 제어장치와 상기 총괄 소비전력 관리장치 사이에 배선되는 유선 통신부, 전력선과 접속되는 전력선 통신부 또는 상기 전력 소비 측정 제어장치와 상기 총괄 소비전력 관리장치 사이에 무선 통신 경로를 제공하는 무선 통신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.5. The method of claim 4,
Wherein,
A power line communication unit connected to the power line or a wireless communication unit for providing a wireless communication path between the power consumption measurement control unit and the general power consumption management apparatus, The power consumption of the power consumption control apparatus is reduced.
상기 스케쥴링 처리부는,
상기 첨두 부하와, 상기 전기료와, 전기기기 별로 사용을 원하는 시간과 실제 사용된 시간의 차를 모두 더한 값인 편안함의 각각에, 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 상기 시간계획을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.The method according to claim 1,
Wherein the scheduling processor comprises:
The sum of the values obtained by multiplying the peak load, the electric charge, and the comfort that is the sum of the difference between the desired time and the actually used time for each electric device multiplied by each adjustable attribution variable (weight) is minimized And to generate the time schedule.
스케쥴링 처리부는,
전력 사용자가 상기 사용자 인터페이스 부를 통해 입력하여 저장된 어느 전기기기의 사용시간대 정보와 미리 결정된 시간 동안 어느 전기기기의 최소 사용전력량과 최대 사용전력량의 범위를 포함하는 전기기기별 제약 조건 정보에 기초하여, 첨두 부하와, 전기료와, 편안함의 각각에 조정가능한 각각의 기여변수(가중치)를 곱한 값의 합산 값이 최소화되게 시간계획을 작성하고,
상기 시간 계획대로 적어도 하루 동안 소비전력 관리를 수행한 후, 해당 하루 동안의 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함을 상기 사용자 인터페이스 부를 통해 표시하여,
상기 합산 값이 최소화되도록 전력 사용자가 첨두 부하, 전기료 및 전기기기별 사용시간대에 대한 편안함의 각각에 대해서 기여변수(가중치)를 변경할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 소비전력 관리장치.In the sixth aspect,
The scheduling processor,
Based on constraint condition information for each electric device including a range of minimum electric power consumption and maximum electric power consumption of any electric appliance for a predetermined time with the use time zone information of any electric appliance stored by the power user through the user interface unit, Create a time plan that minimizes the sum of the load, the cost of electricity, and the comfort multiplied by each adjustable contribution variable (weight)
After the power consumption management is carried out for at least one day according to the time schedule, the comfort of the peak load, the electric charge and the use time of each electric device during the day is displayed through the user interface unit,
(Weight) for each of the peak load, the electric charge, and the comfort for the use time of each electric device so that the sum value is minimized.
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Cited By (1)
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CN106292286A (en) * | 2016-09-14 | 2017-01-04 | 中国科学院电工研究所 | A kind of home electrical user's energy management method |
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그러나 상기 특허문헌 1에 따른 전기기기 사용에 대한 스케쥴링 방안은 첨두 부하 절감 하나만을 고려하여 제어하기 때문에 전력 사용자들은 원하는 시간에 원하는 전기기기를 사용할 수 없음으로 불편을 느낄 수 있는 문제가 있다. |
또한 전력 사용자들에 있어서 이득 없이 불편을 느끼면서까지 전기기기의 사용 시간대를 변경하지 않을 것이기에 문제가 있다. |
Cited By (2)
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CN106292286A (en) * | 2016-09-14 | 2017-01-04 | 中国科学院电工研究所 | A kind of home electrical user's energy management method |
CN106292286B (en) * | 2016-09-14 | 2019-04-30 | 中国科学院电工研究所 | A kind of home electrical user energy management method |
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WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |