KR20160075500A - 전력 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

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토마스 캠피누
론 캠피누
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이씨알테크 홀딩스 피티와이 리미티드
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Abstract

전력을 측정하는 방법이 제공되며, 상기 전력 측정 방법은, 전원 공급원에 접속된 전력 컨디셔너의 입력에서 제1 전기 입력 변수를 측정하는 단계; 상기 전력 컨디셔너의 출력에서 하나 이상의 전기 출력 변수들을 측정하는 단계; 상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 상기 전력 컨디셔너의 입력에서 제2 전기 입력 변수를 계산하는 단계; 상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 추정된 전력을 계산하는 단계; 및 데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 전력을 송신하는 단계;를 포함한다.

Description

전력 측정 시스템 및 방법{Electrical power measurement system and method}
본 발명은 일반적으로 기술하면 전력 측정 시스템 및 방법에 관한 것이며 구체적으로 전력 절약(power savings)을 계산하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전력 소비, 결과적으로는 전력 비용을 줄이기 위해 간선 (mains) 전원 공급 전압을 구내 공급 전압으로 감소시키는 전력 컨디셔너들이 개발되어 있다. 예를 들면 상기 간선 전원 공급 전압은 240Vac로부터 220Vac로 감소될 수 있다.
전력 절약을 결정하기 위해서는, 상기 전력 컨디셔너가 설치되어 있든 상기 전력 컨디셔너가 설치되어 있지 않든 전력 소비를 측정하는 것이 필요하다. 그러나 이는 사용자에게 불편을 주는, 구내로의 전원 공급 차단을 포함할 수 있다. 그 외에도, 구내에서의 전원 사용은 다른 가전제품들과 같이 시간 경과에 따라 일정하지 않은 것이 일반적인데, 그 이유는 날씨, 운영 및 행위 변수들이 전력 절약 레벨에 상이한 영향을 줄 수 있기 때문이다. 따라서 전력 컨디셔너에 의해 달성될 수 있는 전력 절약을 추정하는 것이 종종 어렵게 된다.
본원 명세서에서 임의의 선행기술의 참조는 선행기술이 호주 또는 다른 나라에서의 주지 관용 부분을 이루고 있다는 승인이나 임의의 제안 형태가 아니므로 선행기술이 호주 또는 다른 나라에서의 주지 관용 부분을 이루고 있다는 승인이나 임의의 제안 형태로 간주하여서는 아니 된다.
본 발명의 몇몇 실시 예들의 목적은 위에서 언급한 선행기술에 비해 개선점들 및 이점들을 소비자들에게 제공하며, 그리고/또는 위에서 언급한 선행기술의 단점들 중 하나 또는 그 이상의 단점들을 극복 및 완화하며, 그리고/또는 유용한 상업 선택권을 제공하는 것이다.
한가지 형태에서, 반드시 유일하거나 가장 넓은 형태인 것은 아니지만, 본 발명은 전력을 측정하는 방법에 있으며, 상기 전력 측정 방법은,
전원 공급원에 접속된 전력 컨디셔너의 입력에서 제1 전기 입력 변수를 측정하는 단계;
상기 전력 컨디셔너의 출력에서 하나 이상의 전기 출력 변수들을 측정하는 단계;
상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 상기 전력 컨디셔너의 입력에서 제2 전기 입력 변수를 계산하는 단계;
상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 추정된 전력을 계산하는 단계; 및
데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 전력을 송신하는 단계;
를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 전기 입력 변수는 입력 전압이며 상기 제2 전기 입력 변수는 추정된 입력 전류이다. 변형적으로는, 상기 제1 전기 변수는 입력 전류이며 상기 제2 전기 변수는 추정된 입력 전압이다.
바람직하게는, 상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들은 출력 전압, 출력 전류, 및 실효 전력 중 하나 이상을 포함한다.
바람직하게는, 상기 실효 전력은 피상 출력 전력 및 실제 출력 전력 중 하나 이상의 전력이다. 상기 추정된 전력은 추정된 피상 전력 및/또는 추정된 실제 전력일 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 추정된 전력 및 상기 실효 전력 간의 전력차를 계산하는 단계, 및 상기 데이터 인터페이스를 통해 상기 전력 차를 송신하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 전력 절약 레벨은 상기 전력 차로부터 계산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 출력 전압 및 상기 출력 전류 간의 실효 위상각을 측정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 RMS 출력 전압을 RMS 출력 전류로 곱함으로써 실효 피상 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 상기 실효 피상 전력을 역률(power factor)로 곱함으로써 실효 실제 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 역률은 상기 출력 전압 및 상기 출력 전류 간에 측정된 실효 위상 각의 코사인 값이다.
바람직하게는, 상기 방법은 추정된 입력 전류를 계산하는 단계를 포함한다. 한 실시 예에서는, 상기 추정된 입력 전류 및 측정된 입력 전압의 비는 상기 측정된 출력 전류 및 상기 측정된 출력 전압의 비와 동일하다. 따라서, 추정된 RMS 입력 전류는 상기 RMS 입력 전압을 상기 RMS 출력 전압으로 나누고 상기 RMS 출력 전류로 곱함으로써 계산된다.
바람직하게는, 상기 방법은 추정된 입력 위상 각을 계산하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 추정된 위상 각 대 상기 실효 위상 각의 비는 상기 RMS 입력 전압 대 상기 RMS 출력 전압의 비와 동일하다. 따라서, 상기 추정된 위상 각은 상기 RMS 입력 전압으로 곱해지고 상기 RMS 출력 전압으로 나눠진 측정된 위상 각과 동일하다.
바람직하게는, 상기 방법은 추정된 피상 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 추정된 피상 전력은 상기 RMS 입력 전압을 상기 추정된 RMS 입력 전류로 곱함으로써 계산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 추정된 실제 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 추정된 실제 전력은 상기 추정된 위상 각의 코사인 값을 상기 추정된 피상 전력으로 곱함으로써 계산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 사용자에 의해 설정된 원하는 절약 레벨에 따라 출력 전압을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 출력 전압에 따라 상기 전력 컨디셔너의 출력 전압을 설정하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 전력 컨디셔너의 전력 손실을 계산하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 전력 손실은 피상 전력 손실이다. 바람직하게는, 상기 전력 손실은 실제 전력 손실이다. 바람직하게는, 상기 실제 전력 손실은 상기 실제 전력 절약으로부터 감산 된다. 바람직하게는, 상기 피상 전력 손실은 상기 피상 전력 손실로부터 감산 된다.
다른 한 형태에서, 본 발명은 측정 시스템에 있는데, 상기 측정 시스템은,
프로세서; 및 상기 프로세서에 연결된 메모리;
를 포함하며,
상기 메모리는 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들을 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들은, 상기 프로세서로 하여금,
전원 공급원에 접속된 전력 컨디셔너의 입력에서 제1 전기 입력 변수를 측정하게 하고,
상기 전력 컨디셔너의 출력에서 하나 이상의 전기 출력 변수들을 측정하게 하며,
상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 상기 전력 컨디셔너의 입력에서 제2 전기 입력 변수를 계산하게 하고,
상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 추정된 전력을 계산하게 하며, 그리고
데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 전력을 송신하게 하도록 구성된다.
다른 한 형태에서, 본 발명은 부하 전력을 추정하는 방법에 있는데, 상기 부하 전력의 추정 방법은,
전원 공급원의 하나 이상의 전기 공급 변수들을 측정하는 단계;
상기 전원 공급원의 하나 이상의 측정된 전기 공급 변수들, 및 가정된 부하 전압에 근거하여 하나 이상의 전기 부하 변수들을 계산하는 단계로서, 상기 가정된 부하 전압은 사용자에 의해 설정되며 상기 전원 공급 전압 미만인, 단계;
상기 계산된 하나 이상의 전기 부하 변수들 및 상기 가정된 전압에 따라 추정된 부하 전력을 계산하는 단계; 및
데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 부하 전력을 송신하는 단계;
를 포함한다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 전기 공급 변수들은 전기 공급 전압, 전기 공급 전류 및 상기 전기 공급 전압 및 상기 전기 공급 전류 간의 전원 공급 위상 각 중 하나 이상을 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 공급 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 공급 전력은 피상 공급 전력, 실제 공급 전력 및 무효 공급 전력 중 하나 이상일 수 있다. 상기 피상 공급 전력은 상기 전원 공급 전압을 상기 전원 공급 전류로 곱함으로써 계산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 피상 전원 공급 전력을 전원 공급 역률로 곱함으로써 실제 전원 공급 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 전원 공급 역률은 상기 전력 공급 전압 및 상기 전력 공급 전류 간에 측정된 위상 각의 코사인 값이다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 전기 부하 변수는 추정된 부하 전류를 포함한다. 상기 추정된 부하 전류는 상기 가정된 부하 전압을 상기 전원 공급 전류로 곱하고 상기 측정된 전원 공급 전압으로 나눔으로써 계산된다.
바람직하게는, 상기 방법은 추정된 부하 전력을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 추정된 부하 전력은 피상 추정된 부하 전력, 실제 추정된 부하 전력, 및 무효 추정된 부하 전력 중 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 피상 추정된 부하 전력은 상기 가정된 부하 전압을 상기 추정된 부하 전류로 곱함으로써 계산된다.
상기 실제 추정된 부하 전력은 상기 피상 추정된 부하 전력을 추정된 부하 역률로 곱함으로써 계산될 수 있다. 상기 추정된 부하 역률은 추정된 부하 위상 각의 코사인을 취함으로써 계산될 수 있다. 상기 추정된 부하 위상 각은 상기 측정된 전원 공급 위상 각을 상기 측정된 전원 공급 전압으로 나누고 상기 가정된 부하 전압으로 곱함으로써 계산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 추정된 부하 전력 및 상기 전원 공급 전력 간의 전력 차를 계산하고, 상기 데이터 인터페이스를 통해 상기 전력 차를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예는 첨부도면들을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분에 개별적으로 명시되어 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 전력 측정 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 전력 측정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 요소들은 본 발명의 실시 예들을 이해하는데 필요하지만 본 발명의 내용에 비추어 당업자에게 자명한 과도한 세부로 본 개시내용을 어지럽히지 않게 하는 단지 그러한 세부들만을 보여주는 도면들에서 간결한 개요형태로 예시되어 있다.
본원 명세서에서는, 제1 및 제2의, 좌측 및 우측의, 전방 및 후방의, 상측 및 하측의 등등과 같은 형용사들이 상기 형용사들에 의해 설명되는 특정한 상대적 위치 또는 순서를 반드시 필요로 하지 않고 단지 한 요소를 다른 한 요소로부터 한정하는 데에만 사용된다. "포함하다"나 "지니다"와 같은 단어들은 배타적인 요소들 또는 방법 단계들의 집합을 한정하는데 사용되지 않는다. 당업자라면 이해하겠지만 본 발명은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며 본 내용은 단지 예를 들어 제공된 것이다.
도 1에는 본 발명의 한 실시 예에 따른 전력 측정 시스템(10)의 블록도가 예시되어 있다. 상기 측정 시스템(10)은 전원 공급원(20)으로부터의 전력 컨디셔너(30)의 입력(31)에서 전기 변수들을 측정하고 부하(40)에 접속된 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력에서 전기 변수들을 측정한다. 측정된 전기 변수들로부터, 상기 측정 시스템(10)은 상기 전력 컨디셔너(30)를 통한 상기 부하(40) 내로의 실효 전력을 계산한다. 그 외에도 상기 측정 시스템(10)은 만약 상기 부하(40)가 상기 전력 컨디셔너(30)를 통하기보다는 오히려 상기 간선 공급원(10)에 직접 접속되어 있다면 소비하게 될 추정된 전력을 계산한다. 그리고 나서, 상기 시스템은 전력 절약 레벨을 추정하도록 상기 실효 전력과 상기 추정된 전력을 비교한다. 상기 전력 절약은 화폐 용어로나 백분율로 추정될 수 있다.
상기 전력 컨디셔너(30)의 입력(31)은 예를 들면 적합한 케이블, 또는 버스 바들을 통해 전원 공급원(20)에 접속되어 있다. 마찬가지로 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력(32)은 예를 들면 적합한 케이블 또는 버스 바들을 통해 상기 부하(40)에 접속되어 있다. 상기 측정 시스템(10)은 전기 변수들을 측정하도록 상기 입력(31) 및 상기 출력(32)과 접속해 있다.
상기 전원 공급원(20)은 임의의 적합한 교류(Alternating Current; AC) 간선 공급원일 수 있다. 몇몇 단일 위상 전압들은 220Vac, 230Vac, 240Vac, 100Vac, 110Vac, 115Vac 및 120Vac일 수 있다. 3개 위상 전압은 208Vac, 220Vac, 230Vac, 440Vac, 460Vac 및 480Vac를 포함할 수 있다.
상기 전압 컨디셔너(30)는 상기 입력(31)에서의 전원 공급원(20)의 전압을 상기 출력(32)에서의 낮은 전압으로 감소시켜 상기 부하(40)에 공급한다. 예를 들면, 상기 전력 컨디셔너(30)는 상기 전원 공급원(20)의 전압을 230Vac로부터 220Vac로 감소시킨다. 상기 부하(40)에 대한 전압을 낮춤으로써, 상기 전원 공급원(20)으로부터의 전력 소비는 일반적으로 줄어들게 되고 그럼으로써 전원 비용이 줄어들게 된다. 한 실시 예에서는, 상기 전력 컨디셔너(30)는 발명의 명칭이 "전력 공급 회로에서의 전력 소비를 감소시키는 시스템 및 방법(System and Method for Reducing Power Consumption in a Power Supply Circuit)"인 PCT 공보 제WO2013/000034호에 기재된 시스템과 유사하며, 상기 시스템은 본원 명세서에 참조 병합된다.
상기 부하(40)는 예를 들면 상기 전력 컨디셔너를 통해 주거용 또는 상업용 구내의 간선 전원 공급원으로부터 전력 공급받는 모든 가전제품들을 포함한다. 예를 들면, 상기 가전제품들은 냉장고들, 냉동고들, 텔레비전들, 조명등들, 에어컨들, 전동 공구들, 컴퓨터 서버들, 산업 기계들 또는 조명 회로나 전력 회로에 접속될 수 있는 기타 가전제품을 포함할 수 있다.
한 실시 예에서는, 상기 측정 시스템(10)은 마이크로컨트롤러(11)를 포함한다. 상기 마이크로컨트롤러(11)는 복수 개의 아날로그-디지털 변환기(Analogue to Digital Converter; ADC) 포트들을 포함하며, 근거리 통신 네트워크 포트, 시리얼 포트, 패러렐 포트, 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus; USB) 포트, 통신 기기들, 무선 기기들 또는 기타 적합한 포트들 및 인터페이스들과 같은 다른 인터페이스들을 추가로 포함할 수 있다.
몇몇 실시 예들에서는, 제1 ADC 포트(ADC1)는 상기 전력 컨디셔너(30)의 입력에서 입력 전압을 측정하도록 트랜스(transformer; T1)를 통해 상기 전력 컨디셔너(30)의 입력에 접속되어 있다. 제2 ADC 포트(ADC2)는 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력에서 출력 전압을 측정하도록 제2 트랜스(T2)를 통해 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력에 접속되어 있다. 상기 트랜스들(T1, T2)은 상기 마이크로컨트롤러(11)의 ADC 포트들과 양립 가능한 적합한 레벨로 전압을 감소시킨다. 그러나 여기서 이해하여야 할 점은 기타 적합한 기기가 상기 전압을 적합한 레벨로 감소시키는데 사용될 수 있다는 점이다.
제3 ADC 포트(ADC3)는 제1 전류 트랜스(CT1)에 접속되어 있다. 상기 제1 전류 트랜스(CT1)는 출력 전류를 측정하도록 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력에 접속된 라이브 도체(live conductor) 주위에 부착되어 있다. 마찬가지로, 제4 ADC 포트(ADC4)는 제2 전류 트랜스(CT2)에 접속되어 있으며 상기 제2 전류 트랜스(CT2)는 입력 전류를 측정하도록 상기 전력 컨디셔너(30)의 입력(31)에 접속된 라이브 도체 주위에 부착되어 있다. 당업자라면 이해하겠지만, 상기 전류 트랜스들(CT1, CT2)은 상기 제1 전류 트랜스(CT1)가 상기 제3 ADC 포트(ADC3)에서의 적합한 레벨에 있고, 상기 제2 전류 트랜스(CT2)가 제4 ADC 포트(ADC4)에서의 적합한 레벨에 있도록 바이어스용 저항기들 및 전압 분할기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
상기 마이크로컨트롤러(11)는 메모리(13)에 접속된 프로세서(12)를 포함한다. 상기 메모리(13)는 상기 프로세서(12)로 하여금 본 발명의 방법을 수행하게 하도록 구성된 프로그램 코드를 포함한다. 상기 마이크로컨트롤러(11)는 적합한 분해능, 예를 들면 50Hz 전원 공급원에 대해 0.5ms인 분해능에서 입력 전압, 출력 전압 및 출력 전류를 포함하는 전기 변수들을 연속 측정하도록 구성된다. 그 외에도, 파형들을 캡처함으로써, 위상 각들이 또한 당업자라면 이해하겠지만 피상, 실제 및 무효 전력을 계산하도록 측정될 수 있다. 더군다나, 상기 마이크로컨트롤러(11)는 추정된 전력 및 실효 전력을 결정하도록 상기 측정된 변수들로부터 다른 전기 변수들을 계산한다. 변형적으로는, 전용 기기들이 부가적인 전기 변수들을 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들면 상기 마이크로컨트롤러(11)에 인터페이스된 멀티미터(도시되지 않음)은 제곱 평균의 평방근(Root Mean Squared; RMS) 전압들 또는 RMS 전류들을 측정하는데 사용될 수 있다.
비록 상기 입력 전류, 상기 출력 전류, 상기 입력 전압, 및 상기 출력 전압이 상기 마이크로컨트롤러(11)에 접속된 전류 트랜스들(CT1, CT2), 및 트랜스들(T1, T2)을 사용하여 측정되지만, 여기서 이해하여야 할 점은 상기 마이크로컨트롤러(11)에 접속된 전류 트랜스들(CT1, CT2), 및 트랜스들(T1, T2)이 상기 마이크로컨트롤러(11)에 접속되어 있는 인증된 계량 유닛(metering unit)들로 대체될 수 있다. 제1 계량 유닛(도시되지 않음)은 CT2 및 T1과 대체하며, 제2 계량 유닛(도시되지 않음)은 CT1 및 T2와 대체하여 이하에서 설명되겠지만 상기 입력 전류, 상기 출력 전류, 상기 입력 전압, 및 상기 출력 전류를 측정할 수 있다.
상기 부하 (40)로의 실효 (actual) 피상 전력은 마이크로컨트롤러 (11)에 의해 다음과 같이 계산된다. 상기 마이크로컨트롤러는 상기 출력단 (32)에서의 출력 전압으로부터 상기 전력 컨디셔너 (30)로의 RMS 출력 전압을 계산한다. 추가로, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 전력 컨디셔너 (30)의 출력단 (32)에서의 출력 전류로부터 RMS 출력 전류를 계산한다. 상기 실효 피상 전력은 상기 RMS 출력 전압에 상기 RMS 출력 전류를 곱하여 계산된다. 그래서 다음의 관계가 성립한다:
[수학식 1]
실효 피상 전력 = RMS 출력 전압 x RMS 출력 전류
부하 (40)로의 실효 실제 전력 (real power)은 상기 실효 피상 전력에 실효 역률 (power factor)을 곱하여 계산된다. 상기 실효 역률은 출력 전압 사인 곡선과 출력 전류 사인 곡선 사이의 위상 각을 측정하고, 그리고 그 측정된 위상 각의 코사인을 취하여 결정된다. 그래서 다음의 관계가 성립한다:
[수학식 2]
실효 실제 전력 = 실효 피상 전력 x 실효 역률
여기에서:
[수학식 3]
실효 역률 = cos (측정된 위상 각)
그래서:
[수학식 4]
실효 실제 전력 = 실효 피상 전력 x cos (측정된 위상 각)
일단 상기 부하 (40)로의 실효 실제 전력 및 실효 피상 전력이 계산되었으면, 상기 마이크로컨트롤러 (11)는 실제의 추정된 전력 및 추정된 피상 전력을 계산한다. 상기 부하 (40)가 상기 전력 컨디셔너 (30)를 경유하는 것이 아니라 상기 전원 공급원 (20)에 직접적으로 연결되었다면 상기 실제의 추정된 전력 및 추정된 피상 전력은 전기 사용의 추정들이다.
상기 측정된 입력 전압으로부터, 상기 마이크로컨트롤러 (11)는 RMS 입력 전압을 결정하고, 그리고 상기 추정된 RMS 전류의 상기 측정된 RMS 입력 전압에 대한 비율이 상기 RMS 출력 전류의 상기 RMS 출력 전압에 대한 비율과 동일하다고 가정하여 상기 RMS 입력 전류를 추정한다. 그래서 다음의 관계가 성립한다:
[수학식 5]
Figure pct00001
상기 추정된 피상 전력은 상기 추정된 RMS 입력 전류에 상기 RMS 입력 전압을 곱하여 계산된다:
[수학식 6]
추정된 피상 전력 = 추정된 RMS 입력 전류 x RMS 입력 전압
유사하게, 상기 실제의 추정된 전력은 상기 추정된 피상 전력에 상기 추정된 위상 각의 코사인을 곱하여 계산된다. 상기 추정된 위상 각는, 상기 추정된 위상 각의 상기 실효 위상 각의 비율이 상기 RMS 입력 전압의 상기 RMS 출력 전압에 대한 비율과 동일하다고 가정하여 계산된다. 상기 전원 공급원에서의 상기 추정된 위상 각은 다음의 식을 이용하여 상기 마이크로컨트롤러 (11)에 의해 계산된다:
[수학식 7]
Figure pct00002
[수학식 8]
Figure pct00003
또한:
[수학식 9]
실제의 추정된 전력 = 추정된 피상 전력 x cos (추정된 위상 각)
상기 부하 (40)로의 실효 실제 전력 및 실효 피상 전력, 그리고 상기 실제의 추정된 전력 및 추정된 피상 전력이 일단 계산되면, 전력 절약이 계산될 수 있다. 전력 절약은 상기 마이크로컨트롤러 (11)에 의해 상기 실제 전력의 상기 실제의 추정된 전력에 대한 비율 그리고 상기 추정된 피상 전력의 상기 피상 전력에 대한 비율로서 계산된다: 그래서 다음의 식들이 성립한다:
[수학식 10]
Figure pct00004
[수학식 11]
Figure pct00005
상기 실효 실제 전력, 상기 실효 피상 전력, 상기 실제의 추정된 전력, 상기 추정된 피상 전력 그리고 상기 실제 전력 절약 및 상기 피상 전력 절약 중 하나 또는 그 이상은 데이터 인터페이스를 경유하여 사용자에게 송신될 수 있다. 그런 데이터 인터페이스는 통신 인터페이스, 프린터, 디스플레이, 소프트웨어 프로그램으로의 인터페이스, 또는 어떤 다른 적합한 데이터 인터페이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기의 측정들 및 계산들로부터, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 전력 컨디셔너 (30)의 출력단에서의 실효 무효 전력, 그리고 추정된 무효 전력을 계산할 수 있다:
[수학식 12]
실효 무효 전력 = 실효 피상 전력 x sin (실효 위상 각)
추정된 무효 전력 = 추정된 피상 전력 x sin (추정된 위상 각)
표 1 내지 표 8은 본 발명에 따라 계산된 전력 절약을 증명하기 위해 전력 컨디셔너 (30)의 출력단 (32)에 연결된 여러 디바이스들에 대한 측정들 및 결과들을 보여준다.
표 1은 상기 전력 컨디셔너 (30)의 출력단 (32)에 연결된 냉장고 및 오일 히터에 대한 실효 측정치들을 아래에서 보여준다.
전기 변수 측정치
RMS 출력 전류 (암페어) 5.0924
RMS 출력 전압 (볼트) 216.7
출력단에서 측정된 위상 각도 (도) 10.4
RMS 입력 전압 (볼트) 231.4
그래서, 위에서의 수학식 1 - 11을 이용하여, 상기 전력 절약은 표 2에서 아래에서 보이는 것처럼 계산된다.
파라미터 결과
수학식 1로부터의 실제 피상 전력 = 1103.5231
수학식 2로부터의 실제 실 전력 = 1085.3938
수학식 3으로부터의 실제 역률 = 0.9836
또는 수학식 4로부터의 실제 실 전력 = 1085.3938
수학식 5로부터의 추정된 RMS 입력전류 = 5.4378
수학식 6으로부터의 추정된 피상 전력 = 1258.3177
수학식 7로부터의 추정된 위상 각도 = 11.1055
또는 수학식 8로부터의 위상 각도 = 11.1055
수학식 9로부터의 추정된 실 전력 = 1234.7547
수학식 10으로부터의 % 실 전력 절약들 = 12.0964
수학식 11로부터의 % 피상 전력 절약들 = 12.3017
표 3은 오일 히터 단독으로 구성된 부하에 대한 측정치들을 보여준다.
전기 변수 측정치
RMS 출력 전류 (암페어) 3.9760
RMS 출력 전압 (볼트) 216.5
출력단에서 측정된 위상 각도 (도) 2.56
RMS 입력 전압 (볼트) 232.1
위에서의 수학식들 1-11을 유사하게 이용하여, 상기 전력 절약은 표 4에서 아래에서 보이는 것처럼 계산된다.
파라미터 결과
수학식 1로부터의 실제 피상 전력 = 860.8040
수학식 2로부터의 실제 실 전력 = 859.9449
수학식 3으로부터의 실제 역률 = 0.9990
또는 수학식 4로부터의 실제 실 전력 = 859.9449
수학식 5로부터의 추정된 RMS 입력전류 = 4.2625
수학식 6으로부터의 추정된 피상 전력 = 989.3245
수학식 7로부터의 추정된 위상 각도 = 2.7445
또는 수학식 8로부터의 위상 각도 = 2.7445
수학식 9로부터의 추정된 실 전력 = 988.1897
수학식 10으로부터의 % 실 전력 절약들 = 12.9778
수학식 11로부터의 % 피상 전력 절약들 = 12.9907
다른 예에서, 표 5는 진공 청소기로 구성된 부하의 측정치들을 보여준다.
전기 변수 측정치
RMS 출력 전류 (암페어) 3.2636
RMS 출력 전압 (볼트) 216.5
출력단에서 측정된 위상 각도 (도) 17.86
RMS 입력 전압 (볼트) 233.8
위에서의 수학식 1 - 11을 유사하게 이용하여, 상기 전력 절약은 표 6에서 아래에서 보이는 것처럼 계산된다.
파라미터 결과
수학식 1로부터의 실제 피상 전력 = 706.5694
수학식 2로부터의 실제 실 전력 = 672.5189
수학식 3으로부터의 실제 역률 = 0.9518
또는 수학식 4로부터의 실제 실 전력 = 672.5189
수학식 5로부터의 추정된 RMS 입력전류 = 3.5244
수학식 6으로부터의 추정된 피상 전력 = 824.0016
수학식 7로부터의 추정된 위상 각도 = 19.2872
또는 수학식 8로부터의 위상 각도 = 19.2872
수학식 9로부터의 추정된 실 전력 = 777.7545
수학식 10으로부터의 % 실 전력 절약들 = 13.5307
수학식 11로부터의 % 피상 전력 절약들 = 14.2514
다른 예에서, 표 7은 진공 청소기 및 냉장고로 구성된 부하의 측정치들을 보여준다.
전기 변수 측정치
RMS 출력 전류 (암페어) 4.4056
RMS 출력 전압 (볼트) 217.8
출력단에서 측정된 위상 각도 (도) 25.89
RMS 입력 전압 (볼트) 233.1
위에서의 수학식 1 - 11을 유사하게 이용하여, 상기 전력 절약은 표 8에서 아래에서 보이는 것처럼 계산된다.
파라미터 결과
수학식 1로부터의 실제 피상 전력 = 959.5397
수학식 2로부터의 실제 실 전력 = 863.2345
수학식 3으로부터의 실제 역률 = 0.8996
또는 수학식 4로부터의 실제 실 전력 = 863.2345
수학식 5로부터의 추정된 RMS 입력전류 = 4.7151
수학식 6으로부터의 추정된 피상 전력 = 1099.0861
수학식 7로부터의 추정된 위상 각도 = 27.7087
또는 수학식 8로부터의 위상 각도 = 27.7087
수학식 9로부터의 추정된 실 전력 = 973.0461
수학식 10으로부터의 % 실 전력 절약들 = 11.2853
수학식 11로부터의 % 피상 전력 절약들 = 12.6966
표 9 및 표 10은 측정치들 및 산업적인 부하로의 결과들을 보여주며, 이는 전력 절약을 증명하기 위한 것이다. 표 9에서의 아래에서 보이는 측정치는 시간에 있어서 한 순간에서의, 즉, 간선 주파수의 한 사이클에서의 단일 위상이다. 그러나, 유사한 측정들이 상기 간선들의 각 위상에서 그리고 시간 흐름에 따라 연속적으로 만들어질 수 있다는 것이 인정되어야 한다.
전기 변수 측정치
RMS 출력 전류 (암페어) 186.74
RMS 출력 전압 (볼트) 222.00
출력단에서 측정된 위상 각도 (도) 16.2397
RMS 입력 전압 (볼트) 246.44
파라미터 결과
수학식 1로부터의 실제 피상 전력 = 41456.2800
수학식 2로부터의 실제 실 전력 = 39802.1744
수학식 3으로부터의 실제 역률 = 0.8996
또는 수학식 4로부터의 실제 실 전력 = 0.8996
수학식 5로부터의 추정된 RMS 입력전류 = 207.2982
수학식 6으로부터의 추정된 피상 전력 = 51086.5742
수학식 7로부터의 추정된 위상 각도 = 18.0276
또는 수학식 8로부터의 위상 각도 = 18.0276
수학식 9로부터의 추정된 실 전력 = 48578.6194
수학식 10으로부터의 % 실 전력 절약들 = 18.0665
수학식 11로부터의 % 피상 전력 절약들 = 18.8509
이전에 언급된 것처럼, 상기 제2 전류 변환기 CT2는 상기 전력 컨디셔너 (30)로의 입력단 (31)에서 전류를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 측정치들은 전력 컨디셔너 (30)의 입력단 (31)에서 상기 추정된 전류 및 상기 추정된 전력의 정밀도를 검증하기 위해 사용될 수 있다. 본원 발명자에 의해 수행된 측정치들로부터, 상기 추정된 결과들은 상기 측정된 결과들과 실질적으로 상관한다.
이전에 언급된 것처럼, 본 발명의 전력 측정 시스템은 다중 위상 전원 공급원의 전력 절약을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 상기 전기 파라미터들은 상기 전력 컨디셔너의 입력단 출력단에서 전원 공급원의 각 위상 상에서 측정된다. 상기 절약은 위상마다 계산될 수 있으며, 또는 결합된 절력 절약을 계산하기 위해 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 부하로의 가정된 전압을 기초로 하여 부하 전력을 추정하기 위해 계산들이 수행될 수 있으며, 이는 전력 컨디셔너 (30)를 설치하지 않는 전력 절약을 증명하거나, 또는 위에서 수학식들 1 - 11을 이용하여 획득된 결과들의 검증을 제공하기 위한 것이다. 이 경우에, 전원 공급원은 상기 전력 컨디셔너 (30)를 통하는 것이 아니라, 상기 부하 (40)에 직접 연결된다.
이 실시예에서 하나 또는 그 이상의 전원 공급원 변수들이 상기 전원 공급원에서 측정된다. 예를 들면, 전원 공급원 전압, 전원 공급원 전류 그리고 상기 전원 공급원 전압과 상기 전원 공급원 전류 사이의 전원 공급원 위상 각이 측정된다. 상기 전원 공급원 변수들은 도 1에서 보이는 장치를 이용하여 측정될 수 있다.
상기 측정된 전원 공급원 변수들을 이용하여, 아래에서 보이는 것처럼, 피상 공급원 전류 및 실제 공급원 전력이 계산될 수 있다:
[수학식 12]
피상 전원 공급원 전력 = 전원 공급원 전압 x 전원 공급원 전류
[수학식 13]
실제 전원 공급원 전력 = 피상 전원 공급원 전략 x 전원 공급원 역률
[수학식 14]
여기에서: 전원 공급원 역률 = cos (전원 공급원 위상 각)
그래서:
[수학식 15]
실제 전원 공급원 전력 = 피상 전원 공급원 전력 x cos (전원 공급원 위상 각)
추정된 부하 전류는, 상기 추정된 부하 전류의 상기 전원 공급원 전류에 대한 비율이 가정된 부하 전압의 상기 전원 공급원 전압에 대한 비율과 동일하다는 가정 하에서 계산된다. 그래서, 상기 추정된 부하 전류는, 상기 가정된 부하 전압에 상기 전원 공급원 전류를 곱한 것을 상기 측정된 전원 공급원 전압으로 나누어서 계산된다.
[수학식 16]
Figure pct00006
그래서 상기 추정된 피상 부하 전력은 상기 추정된 부하 전류에 상기 가정된 부하 전압을 곱하여 계산될 수 있다.
[수학식 17]
피상의 추정된 부하 전력 = 가정된 부하 전압 x 추정된 부하 전류
실제의 추정된 부하 전력을 계산하기 위해서, 추정된 부하 위상 각은, 상기 추정된 부하 위상 각의 상기 전원 공급원 위상 각에 대한 비율이 상기 가정된 부하 전압의 상기 전원 공급원 전압에 대한 비율과 동일하다는 가정 하에서 제일 먼저 계산되어야 한다. 그래서:
[수학식 18]
Figure pct00007
상기 추정된 부하 위상 각이 일단 계산되면, 실제의 추정된 부하 전력은 상기 추정된 위상 각의 코사인 (즉, 상기 부하의 추정된 역률)에 상기 피상의 추정된 부하 전력을 곱하여 계산된다.
[수학식 19]
실제의 추정된 부하 전력 = cos (추정된 부하 위상 각) x 피상의 추정된 부하 전력
상기 피상 전원 공급원 전력, 상기 실제 전원 공급원 전력, 상기 피상의 추정된 부하 전력 그리고 상기 실제의 추정된 부하 전력이 일단 계산되면, 전력 절약이 또한 계산될 수 있다.
[수학식 20]
Figure pct00008
[수학식 21]
Figure pct00009
표 11 - 표 18은 다양한 부하들에 연결될 때에 전원 공급원에서 취해진 측정치들, 그리고 위의 수학식 12 - 수학식 21을 사용한 전력 절약의 결과들을 아래에서 보여준다.
표 11 및 표 12는 냉장고 및 오일 히터로 구성된 부하를 위한 측정치들 및 결과들을 각각 보여주며, 이는 본 발명의 실시예에 따라, 가정된 전압을 이용하여 전력 절약을 증명하기 위한 것이다.
전기 변수 측정치
전기 공급원 전류 (RMS 암페어) 5.2816
전기 공급원 전압 (RMS 볼트) 231.4
출력단에서의 전기 공급원 위상각 (도) 11.44
가정된 전압 (RMS 볼트) 220.0
파라미터 결과
수학식 12로부터의 피상 전기 공급원 전력 = 1222.1622
수학식 13으로부터의 실 전기 공급원 전력 = 1197.8815
수학식 14로부터의 전기 공급원 역률 = 0.9801
수학식 15로부터의 실 전기 공급원 전력 = 1197.8815
수학식 16으로부터의 추정된 부하 전류 = 5.0214
수학식 17로부터의 피상의 추정된 부하 전력 = 1104.7080
수학식 18로부터의 추정된 부하 위상각 = 10.8764
수학식 19로부터의 추정된 실 전력 = 1084.8636
수학식20으로부터의 % 실 전력 절약들 = 9.4348
수학식 21로부터의 % 피상 전력 절약들 = 9.6104
표 13 및 표 14는 오일 히터로 구성된 부하를 위한 측정치들 및 결과들을 각각 보여주며, 이는 가정된 전압을 이용하여 전력 절약을 증명하기 위한 것이다.
전기 변수 측정치
전기 공급원 전류 (RMS 암페어) 4.2492
전기 공급원 전압 (RMS 볼트) 232.1
출력단에서의 전기 공급원 위상각 (도) 2.56
가정된 전압 (RMS 볼트) 220.0
파라미터 결과
수학식 12로부터의 피상 전기 공급원 전력 = 986.2393
수학식 13으로부터의 실 전기 공급원 전력 = 985.2550
수학식 14로부터의 전기 공급원 역률 = 0.9990
수학식 15로부터의 실 전기 공급원 전력 = 985.2550
수학식 16으로부터의 추정된 부하 전류 = 4.0277
수학식 17로부터의 피상의 추정된 부하 전력 = 886.0891
수학식 18로부터의 추정된 부하 위상각 = 2.4265
수학식 19로부터의 추정된 실 전력 = 885.2946
수학식 20으로부터의 % 실 전력 절약들 = 10.1456
수학식 21로부터의 % 피상 전력 절약들 = 10.1548
표 15 및 표 16은 진공 청소기로 구성된 부하를 위한 측정치들 및 결과들을 각각 보여주며, 이는 가정된 전압을 이용하여 전력 절약을 증명하기 위한 것이다.
전기 변수 측정치
전기 공급원 전류 (RMS 암페어) 3.4768
전기 공급원 전압 (RMS 볼트) 233.8
출력단에서의 전기 공급원 위상각 (도) 18.27
가정된 전압 (RMS 볼트) 220.0
파라미터 결과
수학식 12로부터의 피상 전기 공급원 전력 = 812.8758
수학식 13으로부터의 실 전기 공급원 전력 = 771.8986
수학식 14로부터의 전기 공급원 역률 = 0.9496
수학식 15로부터의 실 전기 공급원 전력 = 771.8986
수학식 16으로부터의 추정된 부하 전류 = 3.2716
수학식 17로부터의 피상의 추정된 부하 전력 = 719.7482
수학식 18로부터의 추정된 부하 위상각 = 17.1916
수학식 19로부터의 추정된 실 전력 = 687.5910
수학식 20으로부터의 % 실 전력 절약들 = 10.9221
수학식 21로부터의 % 피상 전력 절약들 = 11.4566
표 17 및 표 18은 진공 청소기 및 냉장고로 구성된 부하를 위한 측정치들 및 결과들을 각각 보여주며, 이는 전력 절약을 증명하기 위한 것이다.
전기 변수 측정치
전기 공급원 전류 (RMS 암페어) 4.7296
전기 공급원 전압 (RMS 볼트) 233.1
출력단에서의 전기 공급원 위상각 (도) 11.44
가정된 전압 (RMS 볼트) 220.0
파라미터 결과
수학식 12로부터의 피상 전기 공급원 전력 = 1102.4698
수학식 13으로부터의 실 전기 공급원 전력 = 1080.5669
수학식 14로부터의 전기 공급원 역률 = 0.9801
수학식 15로부터의 실 전기 공급원 전력 = 1080.5669
수학식 16으로부터의 추정된 부하 전류 = 4.4638
수학식 17로부터의 피상의 추정된 부하 전력 = 982.0362
수학식 18로부터의 추정된 부하 위상각 = 10.7971
수학식 19로부터의 추정된 실 전력 = 964.6510
수학식 20으로부터의 % 실 전력 절약들 = 10.7273
수학식 21로부터의 % 피상 전력 절약들 = 10.9240
수학식 1 - 수학식 21을 이용한 표 1 - 표 18이 간선들의 단일 사이클에 걸친 시간에 있어서 한 순간에 취해진 측정치들 및 결과들을 보여주지만, 상기 마이크로컨트롤러 (11)는 시간 주기에 걸쳐 계속해서 측정치들을 취하고 전력 절약을 기록할 수 있을 것이라는 것이 인정되어야 한다. 상기 기록된 측정치들 및 결과들은 그러면 사용자에게 그래픽으로 디스플레이될 수 있을 것이며, 또한 표 모습의 형식과 같은 어떤 다른 적합한 방식으로 디스플레이될 수 있을 것이다.
이전에 언급된 것처럼, 상기 측정 시스템 (10)의 마이크로컨트롤러 (11)는 통신 포트 COMM을 포함할 수 있다. 그런 통신 포트 COMM은 인터넷 (50)에 액세스할 수 있으며, 그래서 사용자들이 원격 컴퓨터 (60)로부터 상기 측정 시스템 (10)에 액세스할 수 있도록 한다. 추가로, 상기 원격 컴퓨터 (60)를 경유한 사용자들은 상기 전력 컨디셔너 (30)를 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 사용자는 출력 전압을 220Vac에서 225Vac로 증가시키는 것처럼 상기 전력 컨디셔너 (30)의 출력 전압을 설정할 수 있다. 추가로, 상기 사용자는 이력적인 전력 절약을 그래픽과 같은 어떤 적합한 포맷으로 볼 수 있을 것이다.
다른 실시예에서, 상기 측정 시스템 (10)은 상기 전력 컨디셔너 (30) 내에 통합될 수 있을 것이다. 대안으로, 상기 전력 컨디셔너 (30)는 전기적 가변 측정치들을 취하여 그 측정치들을 포트 PC를 경유하여 상기 측정 시스템 (10)으로 전달하도록 구성될 수 있으며, 그 측정치들은 그 후에 위에서 설명된 것처럼 상기 마이크로컨트롤러 (11)에 의해 분석된다.
본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 이해할 것처럼, 상기 전력 컨디셔너 (30)는 상기 입력단 (31) 및 출력단 (32) 사이에서의 전력 손실을 접할 수 있다. 그 손실은 다음의 수학식들에 의해 계산될 수 있으며, 이는 상기 추정된 절약을 교정하기 위한 것이다. 상기 손실은 상기 전력 컨디셔너 (30)의 입력단 (31)에서 전류를 또한 측정하여 계산된다.
그래서:
[수학식 22]
Figure pct00010
여기에서:
실효 입력 전력 = 입력 전압 x 입력 전류
실효 출력 전략 = 출력 전압 x 출력 전류
그리고:
[수학식 23]
Figure pct00011
여기에서:
실제 입력 전력 = 실효 입력 전력 x 측정된 출력 역률
= 실효 입력 전력 x cos (측정된 출력 위상 각)
실제 출력 전력 = 실효 출력 전력 x 측정된 출력 역률
= 실효 출력 전력 x cos (측정된 위상 각)
수학식 22 및 수학식 23으로부터, 수학식들 10, 11, 20 및 21에 따라 계산된 상기 절약이 교정될 수 있다. 그래서, 수학식 22의 결과는 수학식 11 및 수학식 20으로부터 감해지며, 그리고 수학식 23의 결과는 수학식 10 및 수학식 21로부터 감해지며, 그리고 % 교정된 전력 절약은 다음과 같다:
[수학식 24]
% 교정된 피상 전력 절약 = % 피상 전력 절약 - % 피상 전력 손실
그리고;
[수학식 25]
% 교정된 실제 전력 절약 = % 실제 전력 절약 - % 실제 전력 손실
또 다른 실시예에서, 원하는 레벨의 절약이 사용자에 의해 세팅될 수 있으며, 그리고 상기 마이크로컨트롤러 (11)는 상기 원하는 레벨의 절약을 얻기 위해서 상기 전력 컨디셔너 (30)의 출력단 (32)에서의 출력 전압을 계산할 수 있다. 일단 계산되면, 상기 출력 전압을 상기 계산된 출력 전압으로 세팅하기 위해서 상기 마이크로컨트롤러 (11)는 상기 전력 컨디셔너 (30)와 통신한다. 그러나, 상기 부하 (40)에 연결된 설비들에 손상을 초래할 수 있을 정도로 상기 출력 전압이 너무 낮게 또는 너무 높게 세팅되지 않도록 체크하기 위해서 제한들이 설정될 수 있다는 것이 인정되어야만 한다.
본 발명은 도 2를 참조하여 요약될 수 있다. 도 2에는 본 발명의 한 실시 예에 따른 전력 측정 방법의 흐름도(70)가 예시되어 있다. 단계 71에서는 제1 전기 입력 변수가 전력 공급원(20)에 접속된 전력 컨디셔너(30)의 입력(31)에서 측정된다. 단계 72에서는, 하나 이상의 전기 출력 변수들이 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력(32)에서 측정된다. 단계 73에서는, 상기 전력 컨디셔너(30)의 입력(31)에서의 제2 전기 입력 변수가 상기 출력(32)에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력(31)에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 계산된다. 단계 74에서는, 추정된 전력이 상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 계산된다. 단계 75에서는, 상기 추정된 전력이 데이터 인터페이스를 통해 송신된다. 그 외에도, 실효 전력은 상기 전력 컨디셔너(30)의 출력(32)에서 계산되어 전력 절약을 결정하도록 상기 추정된 전력과 비교될 수 있다. 상기 추정된 전력 및 상기 전력 절약은 또한 상기 데이터 인터페이스를 통해 송신될 수 있다.
요약하면, 몇몇 실시 예들에 따른 전력 측정 시스템은 다음과 같은 이점들을 포함한다.
1) 전력 절약의 실시간 측정들이 이루어질 수 있고, 그럼으로써 전원 공급원의 차단이 필요하지 않으며,
2) 측정 시스템은 사용자로 하여금 전력 컨디셔너를 원격으로 구성하거나, 복수 개의 전력 컨디셔너들의 전력 절약을 분석하게 할 수 있고, 그리고
3) 전력 절약은 또한 상기 전력 컨디셔너로부터 출력되는 가정된 전압을 사용하여 전력 절약을 입증하도록 상기 전력 컨디셔너 없이 입증될 수 있다.
위에 기재한 본 발명의 여러 실시 예에 대한 설명은 관련 기술에 숙련된 자에게 설명할 목적으로 제공된 것이다. 단일의 개시된 실시 예로 본 발명을 총망라하거나 한정하는 것은 아니다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 대한 여러 변형 및 변경은 위의 교시에 비추어 당업자들에게 자명해질 것이다. 따라서, 몇몇 변형 실시 예들이 특정하게 논의되었지만, 다른 실시 예들이 당업자들에게 자명해질 수도 있고 당업자들에 의해 비교적 쉽게 개발될 수도 있다. 따라서, 본원 명세서는 본원 명세서에서 논의된 본 발명의 모든 변형들, 수정들 및 변경들, 및 위에서 설명한 발명의 정신 및 범위 내에 속하는 다른 실시 예들을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (20)

  1. 전력을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 전력 측정 방법은,
    전원 공급원에 접속된 전력 컨디셔너의 입력에서 제1 전기 입력 변수를 측정하는 단계;
    상기 전력 컨디셔너의 출력에서 하나 이상의 전기 출력 변수들을 측정하는 단계;
    상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 상기 전력 컨디셔너의 입력에서 제2 전기 입력 변수를 계산하는 단계;
    상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 추정된 전력을 계산하는 단계; 및
    데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 전력을 송신하는 단계;
    를 포함하는, 전력 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전기 입력 변수는 입력 전압이며 상기 제2 전기 입력 변수는 추정된 입력 전류인, 전력 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전기 변수는 입력 전류이며 상기 제2 전기 변수는 추정된 입력 전압인, 전력 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들은 출력 전압, 출력 전류, 및 실효 전력 중 하나 이상을 포함하는, 전력 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실효 전력은 피상 출력 전력 및 실제 출력 전력 중 하나 이상의 전력인, 전력 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    추정된 전력은 추정된 피상 전력 및 추정된 실제 전력 중 하나 이상의 전력인, 전력 측정 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 추정된 전력 및 상기 실효 전력 간의 전력차를 계산하는 단계; 및 상기 데이터 인터페이스를 통해 상기 전력 차를 송신하는 단계를 포함하는, 전력 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    전력 절약 레벨은 상기 전력 차로부터 계산되는, 전력 측정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    사용자에 의해 설정된 원하는 절약 레벨에 따라 출력 전압을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 출력 전압에 따라 상기 전력 컨디셔너의 출력 전압을 설정하는 단계;를 포함하는, 전력 측정 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 전력 컨디셔너의 전력 손실을 계산하는 단계;
    를 포함하는, 전력 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력 손실은 피상 전력 손실인, 전력 측정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전력 손실은 실제 전력 손실인, 전력 측정 방법.
  13. 측정 시스템에 있어서,
    상기 측정 시스템은,
    프로세서; 및 상기 프로세서에 연결된 메모리;
    를 포함하며,
    상기 메모리는 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들을 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들은, 상기 프로세서로 하여금,
    전원 공급원에 접속된 전력 컨디셔너의 입력에서 제1 전기 입력 변수를 측정하게 하고,
    상기 전력 컨디셔너의 출력에서 하나 이상의 전기 출력 변수들을 측정하게 하며,
    상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들 및 상기 입력에서 측정된 제1 전기 입력 변수에 따라 상기 전력 컨디셔너의 입력에서 제2 전기 입력 변수를 계산하게 하고,
    상기 측정된 제1 전기 입력 변수 및 상기 계산된 제2 전기 입력 변수에 따라 추정된 전력을 계산하게 하며, 그리고
    데이터 인터페이스를 통해 상기 추정된 전력을 송신하게 하도록 구성되는, 측정 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전기 입력 변수는 입력 전압이며 상기 제2 전기 입력 변수는 추정된 입력 전류인, 측정 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전기 변수는 입력 전류이며 상기 제2 전기 변수는 추정된 입력 전압인, 측정 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 출력에서 측정된 하나 이상의 전기 출력 변수들은 출력 전압, 출력 전류, 및 실효 전력 중 하나 이상을 포함하는, 측정 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 실효 전력은 피상 출력 전력 및 실제 출력 전력 중 하나 이상의 전력인, 측정 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    추정된 전력은 추정된 피상 전력 및 추정된 실제 전력 중 하나 이상의 전력인, 측정 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들은, 상기 프로세서로 하여금,
    상기 추정된 전력 및 상기 실효 전력 간의 전력차를 계산하게 하고,; 그리고
    상기 데이터 인터페이스를 통해 상기 전력 차를 송신하게 하도록 구성되는, 측정 시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 코드 구성요소들은, 상기 프로세서로 하여금,
    사용자에 의해 설정된 원하는 절약 레벨에 따라 출력 전압을 계산하게 하고, 그리고
    상기 계산된 출력 전압에 따라 상기 전력 컨디셔너의 출력 전압을 설정하게 하도록 구성되는, 측정 시스템.
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