KR20170078213A - Ems 내장형 수배전반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경제적인 에너지 소비와 더불어 전기설비의 안전을 도모하도록 한 EMS 내장형 수배전반(배전반, 분전반, MCC)에 관한 것으로서, 사용자가 한달 동안 사용할 목표 전력량을 설정하면 수용가의 요일별 전력 사용패턴을 분석하고 한 달 동안의 일별 목표전력 프로파일을 생성하여 하루 단위의 기준사용 전력량과 요일별 시간대별로 기준사용 값에 대한 정보를 통보하고, 매일 날짜가 변경되면 임의의 시간에 대하여 기준전력을 출력하는 해당일의 목표기준 모델을 생성하여 실시간으로 전력사용량과 목표 기준 모델의 출력을 비교함으로써 목표 값에 대하여 여유 용량이나 초과 용량을 계산하여 사용자에게 알려주고 초과가 예상될 경우 사용자에게 즉각적으로 통보하여 경제적인 에너지 소비가 가능하고, 각 설비(배전반, 분전반, MCC)의 온도 진단을 통해 전체/부분적으로 정격용량을 제한하여 전기설비의 안전을 도모할 수 있다.

Description

EMS 내장형 수배전반{a distributing board for embedded EMS}
본 발명은 수배전반(배전반, 분전반, MCC)에 관한 것으로, 특히 경제적인 에너지 소비와 더불어 전기설비의 안전을 도모하도록 한 EMS 내장형 수배전반에 관한 것이다.
최근 에너지는 국내외적으로 큰 이슈가 되었으며 에너지를 절감할 수 있는 시스템 요구가 증가하고 있다. 수배전반은 수용가에 에너지를 공급하는 가장 기본적인 장치이지만 현재까지 수배전반의 기술요소는 전기의 안정적인 공급에 집중되어 있었다.
대부분의 수배전반은 전압, 전류, 전력 등 전기적인 요소를 기본적으로 계측하고 있으며, 단순히 계측 값을 실시간으로 또는 원격지에서 정보를 보는 정도의 기능만을 사용하고 있다.
일반적으로 수배전반 설비는, 수전반, 배전반, 분전반 등으로 구성되며, 전력기기들로는 차단기, 변압기, MCCB, 보호기기 들로 구성된다. 전력공급처로부터 수전된 전력은 차단기와 변압기를 통하여 MCCB에 공급되고, 상기 MCCB를 통하여 각 부하단에 전력을 공급하게 된다.
이러한 수배전반에 있어서, 종래 전력량 계측은 수전단의 계량기에 의해서 계측이 되는 데, 이는 전력 공급처의 과금만을 목적으로 하고, 변전소 단에서의 전기품질장치에 의해 품질을 계측한다. 이는 각 전력 수요 측과의 거리로 인한 전력품질 변화는 계측 감시할 수 없는 단점이 있다.
한편, 에너지 관리시스템을 요구하는 수용가는 수배전반에 상관없이 별도로 EMS 시스템을 구축해야 함과 함께 에너지관리를 위한 계측기를 추가적으로 설치해야만 한다.
에너지 절감을 위한 가장 첫 번째 요소는 현재 사용하고 있는 에너지 사용량을 사용자들에게 직접 보여주는 것이다. 현재 사용하고 있는 에너지 사용량을 사용자들이 모니터링함으로써 스스로 에너지를 절약하는 생활을 할 수 있다. 그러나 수배전반에서 에너지를 절감하기 위해서 부하를 자동으로 투입 차단하는 방법은 실생활에서 적용하기는 매우 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 에너지 사용량 분석을 통해 경제적인 에너지 소비를 가능하게 함과 더불어 각 설비(배전반/분전반/MCC)의 온도 진단을 통해 전체/부분별 정격용량을 온도 결과에 따라 유동적으로 제한하여 전기설비의 안전을 도모하도록 한 EMS 내장형 수배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 EMS 내장형 수배전반은 외부와 격리하고 보호하는 역할을 수행하는 케이스, 상기 케이스내에 위치하여 각종 부품이 실제로 실장되는 베이스판을 구비한 수배전반(배전반, 분전반, MCC)에 있어서, 상기 수배전반에 장착되어 수용가가 사용하는 전력량을 검출하고 목표 전력량의 사용을 유도하는 EMS는 메인회로 및 분기회로별 전력과 누적 적산 전력량을 계측하고 저장하는 계측 및 저장부와, 상기 계측 및 저장부로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 금시, 금일, 금월의 전력량 데이터를 계산하는 구간 전력량 계산부와, 상기 계측 및 저장부로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 요일별로 각 시간대에 대하여 전력 사용 패턴을 분석하여 저장하는 요일별 패턴 분석부와, 수용가로부터 사용하고자 하는 목표 전력 사용량을 설정하는 월 목표 전력 입력부와, 상기 요일별 패턴 분석부의 전력 사용 패턴과 상기 월 목표 전력 입력부에 입력된 목표 전력 사용량을 근거로 목표 전력 사용량 이하로 사용하기 위해 일별, 시간대별로 목표 값을 자동으로 생성하는 일별 목표전력 프로파일 생성부와, 상기 일별 목표전력 프로파일 생성부로부터 생성된 일별, 시간대별로 사용될 목표 전력량을 저장하는 목표전력 프로파일 저장부와, 상기 목표전력 프로파일 저장부에 저장된 목표전력 중에서 임의의 시간에 대하여 목표 전력량 기준 값을 설정하는 금일 목표 기준 모델 설정부와, 상기 구간 전력량 계산부에서 계산되는 금일 누적발전량과 상기 금일 목표 기준 모델 설정부에 설정된 목표 전력량 기준 값을 근거로 사용된 전략 사용량을 판단하는 목표관리 판단부와, 상기 목표관리 판단부로부터 판단된 전력 사용량을 출력 및 표시하는 출력 및 표시부와, 각 설비의 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 각각 측정하는 온도 계측부와, 상기 온도 계측부에서 측정된 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 받아 비교 및 온도상승 트렌드를 분석하여 열화를 진단하는 열화 진단부와, 상기 열화 진단부의 온도 진단 결과에 따라 상기 목표전력 프로파일 저장부에 유동적으로 정격용량을 제한하도록 계산된 정격용량 제한분을 출력하는 정격용량 제한분 계산부와, 상기 열화 진단부의 진단 결과를 저장하는 설비 및 자재 데이터베이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 EMS 내장형 수배전반은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 사용자가 한 달 동안 사용할 목표 전력량을 설정하면 수용가의 요일별 전력 사용패턴을 분석하고 한 달 동안의 일별 목표전력 프로파일을 생성하여 하루 단위의 기준사용 전력량과 요일별 시간대별로 기준사용 값에 대한 정보를 통해 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
둘째, 매일 날짜가 변경되면 임의의 시간에 대하여 기준전력을 출력하는 해당일의 목표기준 모델을 생성하여 실시간으로 전력사용량과 목표 기준 모델의 출력을 비교함으로써 목표 값에 대하여 여유 용량이나 초과 용량을 계산하여 사용자에게 알려주고 초과가 예상될 경우 사용자에게 즉각적으로 통보하여 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
셋째, 각 설비(배전반/분전반/MCC)의 온도 진단을 통해 전체/부분별 정격용량을 온도 결과에 따라 유동적으로 제한하여 전기설비의 안전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 EMS 내장형 수배전반을 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 도 1의 요일별 패턴 분석부에 저장된 전력사용데이터를 달력 형태에 맞춰 도시한 도면
도 3은 도 2의 달력 형태에서 일주일 간의 요일별 패턴 데이터를 나타낸 도면
도 4는 생성된 일별 목표전력량을 도시한 도면
도 5는 요일별 목표 누적 패턴 데이터를 요일별로 표시한 도면
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 EMS 내장형 수배전반을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 EMS 내장형 수배전반은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 장착되어 수용가가 사용하는 전력량을 검출하고 목표 전력량의 사용을 유도하는 EMS를 포함하고, 계약전력에 의해 전력을 공급하는 주전력원과 연결되어, 주전력원으로부터의 주전력을 부하에 공급하며, 단로기, 전력용 퓨즈, 피뢰기, 진상용콘덴서 및 차단기를 가지는 수배전반에 있어서, 상기 EMS(100)는 메인회로 및 분기회로별 전력과 누적 적산 전력량을 계측하고 저장하는 계측 및 저장부(110)와, 상기 계측 및 저장부(110)로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 금시, 금일, 금월의 전력량 데이터를 계산하는 구간 전력량 계산부(120)와, 상기 계측 및 저장부(110)로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 요일별로 각 시간대에 대하여 전력 사용 패턴을 분석하여 저장하는 요일별 패턴 분석부(130)와, 수용가로부터 사용하고자 하는 목표 전력 사용량을 설정하는 월 목표 전력 입력부(140)와, 상기 요일별 패턴 분석부(130)의 전력 사용 패턴과 상기 월 목표 전력 입력부(140)에 입력된 목표 전력 사용량을 근거로 목표 전력 사용량 이하로 사용하기 위해 일별, 시간대별로 목표 값을 자동으로 생성하는 일별 목표전력 프로파일 생성부(150)와, 상기 일별 목표전력 프로파일 생성부(150)로부터 생성된 일별, 시간대별로 사용될 목표 전력량을 저장하는 목표전력 프로파일 저장부(160)와, 상기 목표전력 프로파일 저장부(160)에 저장된 목표전력 중에서 임의의 시간에 대하여 목표 전력량 기준 값을 설정하는 금일 목표 기준 모델 설정부(170)와, 상기 구간 전력량 계산부(120)에서 계산되는 금일 누적발전량과 상기 금일 목표 기준 모델 설정부(170)에 설정된 목표 전력량 기준 값을 근거로 사용된 전략 사용량을 판단하는 목표관리 판단부(180)와, 상기 목표관리 판단부(180)로부터 판단된 전력 사용량을 출력 및 표시하는 출력 및 표시부(190)와, 각 설비의 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 각각 측정하는 온도 계측부(200)와, 상기 온도 계측부(200)에서 측정된 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 받아 비교 및 온도상승 트렌드를 분석하여 열화를 진단하는 열화 진단부(210)와, 상기 열화 진단부(210)의 온도 진단 결과에 따라 상기 목표전력 프로파일 저장부(160)에 유동적으로 정격용량을 제한하도록 계산된 정격용량 제한분을 출력하는 정격용량 제한분 계산부(220)와, 상기 열화 진단부(210)의 진단 결과를 저장하는 설비 및 자재 데이터베이스(230)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 열화 진단부(220)의 온도 진단 결과를 상기 출력 및 표시부(190)에 전달하여 실시간으로 각 설비의 열화 정도를 확인할 수가 있다.
상기 정격용량 제한분 계산부(220)는 상기 열화 진단부(210)의 열화 진단 결과에 따라 전체 또는 부분별로 정격용량 제한분을 유동적으로 상기 목표전력 프로파일 저장부(160)에 출력한다.
상기 계측 및 저장부(110)에 저장된 누적 적산전력량은 초기설치시부터 현재까지 계측된 적산 전력량 항목을 의미하며 대부분의 범용 계측기는 적산전력량을 제공한다.
또한, 상기 계측 및 저장부(110)의 계측기기는 고압 배전반에서 일반적으로 사용하는 디지털보호계전기가 정보를 통신으로 읽어올 수 있거나, 전용의 계측기기를 활용할 수 있다.
상기 구간 전력량 계산부(120)는 상기 계측 및 저장부(110)에서 실시간으로 계측된 데이터로부터 금시(E_hour), 금일(E_day), 금월(E_mon) 등의 전력량 데이터를 계산하는 부분이다.
여기서, 상기 금일 전력량(E_day)이라 하면 금일 0시0분부터 현재시간까지 사용한 전력량, 금월 전력량(E_mon)은 금월 1일 0시 0분부터 현재 날짜까지 사용한 전력량을 의미한다. 이는 누적 적산전력량으로부터 계산할 수 있다.
상기 누적 적산전력량(E_tot)은 계속적으로 증가하는 데이터이며, 날짜가 변경하는 시점이나 월이 변경되는 시점에서의 누적 적산전력량을 저장장치에 저장하여 현재 누적 적산전력량에서 저장된 값을 차감함으로써 다음처럼 구간 전력량을 계산한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, E_mon, E_day, E_hour는 계산시점 기준 금월, 금일, 금시 전력량이며, E_tot는 계산 시점에서 계측된 누적 적산전력량 그리고 E_startmon, E_startday, E_starthour는 각각 계산시점 월의 1일 0시 0분 0초 시점에서의 저장된 누적 적산전력량, 계산시점 일의 0시 0분 0초 시점에 저장된 누적 적산전력량, 그리고 계산시간대의 0분 0초시점에 저장되었던 누적 적산전력량이다.
상기 요일별 패턴 분석부(130)는 최근 한 달이상 저장된 수용가의 전력사용데이터로부터 요일별로 각 시간대에 대하여 패턴을 생성하여 저장한다. 이는 일반적으로 건물의 소비패턴은 요일대별로 같은 요일에 비슷한 수요패턴을 보이므로 요일별로 패턴을 생성한다.
도 2는 도 1의 요일별 패턴 분석부에 저장된 전력사용데이터를 달력 형태에 맞춰 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 왼쪽 열이 일요일이며, 오른쪽 열은 토요일의 전력사용 데이터이다. 위의 저장된 데이터로부터 아래처럼 요일별로 전력사용 패턴 데이터를 생성한다. 각 요일별 전력사용 패턴 데이터는 최근 한달이상 데이터에서 같은 요일, 같은 시간의 데이터를 평균을 취함으로써 계산한다.
상기 요일별 패턴데이터는 저장간격에 따라 5분, 10분, 15분, 1시간 등 다르게 만들 수 있으며, 본 발명에서는 1시간 간격으로 만든다. 예를 들어 아래의 맨왼쪽 일요일(SUN) 패턴은 1~24시간 시간대별로 24개의 데이터가 생성되며, 1시 시점의 데이터는 위의 9일, 16일, 23일, 30일의 각 1시 시점의 데이터의 평균을 취함으로써 계산된다.
도 3은 도 2의 달력 형태에서 일주일 간의 요일별 패턴 데이터를 나타낸 도면이다.
도 3에서와 같이, 요일별 패턴데이터는 7행 24열의 E_pattern으로 다음처럼 표현될 수 있다. 저장데이터가 15분 단위라면 7행 96열이되며, 10분 단위이면 7행 144열의 행렬이 된다.
Figure pat00004
상기 월 목표 전력 입력부(140)는 사용자가 해당월에서 사용하고자 하는 목표사용량을 설정하는 부분이며, 이전달 기준 전략량 데이터로 입력할 수도 있다. 예를 들어 지난달에 한달동안 100MWh의 전력을 사용했다고 하면, 이번 달에 10%의 전력을 절감하기 위하여 90MWh를 입력할 수 있으며, 설명을 위해 데이터 이름을 E_targetmon이라고 표시한다.
상기 일별 목표전력 프로파일 생성부(150)는 사용자가 입력한 목표사용량 이하로 사용하기 위하여 일별로 시간대별 목표값(기준값)을 자동으로 생성하는 기능을 한다.
간단하게 생각하면, 한달 목표 전력량을 28(또는 29), 30, 31 등의 일수로 나누면 하루 단위의 목표 값이 계산될 수 있으나, 이는 수용가의 전력패턴을 전혀고려하지 않기 때문에 오차가 많이 발생하게 된다. 본 발명에서는 수용가의 전력사용패턴으로부터 일별 목표 값을 자동 생성하는 방법을 제시한다.
수학식 2와 같이 표현되는 요일별 패턴 데이터로부터 수학식 3에 의하여 요일별 하루 사용전력량을 산출한다.
Figure pat00005
여기서, E_i는 i번째 요일의 하루 전력량이며, 일요일부터 월, 화, 수, 목, 금, 토요일이 각각 1~7사이의 숫자로 표시된다.
상기 E_i는 평균적으로 사용되는 요일별 평균전력량을 의미하며, 이를 최대값으로 나눠서 정규화된 요일별 전력량을 계산한다.
Figure pat00006
여기서 En_i는 i번째 요일의 정규화된 전력량이며, E_i는 i번째 요일의 평균사용전력량, Emax는 요일별 평균사용 전력량의 최대 값을 의미한다.
다음은 목표로 관리하고자 하는 월의 요일별 수 n_i를 계산한다. 상기 n_1은 목표관리하고자 하는 달의 일요일 수, n_7은 목표관리하고자 하는 달의 토요일의 수이다. 예를들어 2014년 10월에 대하여 n_i = [4 4 4 5 5 5 4]가 된다. 즉 일요일, 월요일, 화요일, 토요일은 4일이며, 수요일, 목요일, 금요일은 5일이 있으며 총 31일이다.
사용자가 월목표 전력 E_targetmon를 입력했을 때 아래의 수학식 5를 만족해야한다.
Figure pat00007
여기서, nTday는 정규화된 일사용 전력량을 의미한다. 상기 nTday는 수학식 6을 이용하여 구할 수 있다.
Figure pat00008
목표전력을 달성하기 위해 요일별로 사용해야 할 전력(Tday_i)은 수학식 7에 의하여 계산한다. 이 값은 한달동안 일단위의 목표 값으로 사용된다.
Figure pat00009
여기서, Tday_i는 i번째 요일의 목표 사용값이다.
도 4는 생성된 일별 목표전력량을 도시한 도면이다.
도 4에서와 같이, 요일에 따라 목표값이 다르게 설정되어있다. 일단위의 목표값 외에 시간단위의 목표값에 대한 프로파일도 생성한다. 이는 목표량 초과, 여유정도를 산출하기 위하여 요일별로 시간단위 누적발전량 패턴을 생성한다.
이는 수학식 2의 요일별 패턴 데이터부터 계산한다. 우선 수학식 8처럼 정의되는 누적 전력패턴 데이터(Cpattern)를 생성한다. 이때 각 요소의 값은 수학식 9에 의하여 계산한다.
Figure pat00010
Figure pat00011
여기서 Ei,k는 Epattern의 i행, j열의 데이터이다.
수학식 8의 누적 전력패턴 데이터로부터 수학식 10처럼 표현되는 요일별 목표누적패턴(Tpattern)을 생성한다.
Figure pat00012
여기서, 요일별 목표 누적 패턴 데이터의 i행, j열의 데이터는 수학식 11로 구해진다.
Figure pat00013
최종적으로 Tpattern의 데이터 요일별로 목표 달성하기 위한 시간대별 기준데이터로서 도 5의 두 번째 행처럼 요일별로 표시되는 데이터의 집합이다.
상기 일별 목표전력 프로파일 생성부(150)는 결론적으로 기존의 사용패턴으로부터 Tday_i 데이터와 Tpattern 데이터를 위의 과정에 의하여 생성하고, 상기 목표전력 프로파일저장부(160)에 저장한다.
상기 금일 목표 전력기준 모델 생성부(170)는 임의의 시간에 대하여 목표전력량 기준값을 계산할 수 있는 모델을 만든다. 이는 수학식 10의 Tpattern데이터로부터 생성한다.
상기 Tpattern 데이터는 해당 요일에 대하여 시간대별로 기준값을 갖고 있기 때문에 임의의 시간에 대하여 기준을 계산할 수 있도록 모델을 만든다. 매일 날짜가 변경되면 그날의 요일에 따라 모델을 생성하며, 구현방법에 따라 미리 모델을 생성하여 저장하여 두고 날짜가 변경되는 경우 해당모델을 불러와서 사용할 수 있다.
상기 모델은 시간을 입력으로 하는 3차 다항식으로 수학식 12처럼 정의한다.
Figure pat00014
여기서, 상기 모델의 파라메터인 a0, a1, a2, a3는 수학식 13의 최소자승법에 의하여 계산한다.
Figure pat00015
여기서 A=[a0 a1 a2 a3]T로 정의되는 구하고자 하는 파라메터 행렬이며, Y= [Ti,1 Ti,2 … Ti,24]T이며, Tpattern의 i번째 행의 데이터이다. X는 입력행렬로서 수학식 14로 정의되는 24행 4열의 데이터이다.
Figure pat00016
매일 날짜가 변경되는 시점에 대하여 수학식 12의 기준전력 모델이 생성되며, 이 식은 하루 중 시간을 초로 환산하여 입력을 하면 그 시점에서의 기준값이 출력된다. 예를 들어, 14시 20분 30초 시점에서의 목표 기준값은 t= 14*3600 + 20*60 + 30 값을 입력하면 수학식 12에 의해 구해진다.
상기 목표관리 판단부(180)는 상기 구간 전력량 계산부(120)에서 계산되는 금일 누적발전량과 수학식 12의 출력과 차이를 구하여 기준값과의 차이를 계산한다. 금일누적발전량이 기준보다 클 경우 목표기준을 초과하는 것이며, 적을 경우는 목표값에 비하여 여유가 있음을 의미하며 이러한 정보를 상기 출력 및 표시부(190)의 화면에 표현할 수 있다.
또한, 일별로 목표기준모델을 생성하였는데 위의 방법을 확장하여 월 단위의 기준모델을 생성하고 목표전력을 관리할 수 있다.
한편, 이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
100 : EMS 110 : 계측 및 저장부
120 : 구간 전력량 계산부 130 : 요일별 패턴 분석부
140 : 월 목표 전력 입력부 150 : 일별 목표전력 프로파일 생성부
160 : 목표전력 프로파일 저장부 170 : 금일 목표 기준모델 생성부
180 : 목표관리 판단부 190 : 출력 및 표시부
200 : 온도 계측부 210 : 정격용량 제한 계산부
220 : 열화 진단부 230 : 설비 및 자재 데이터베이스

Claims (8)

  1. 외부와 격리하고 보호하는 역할을 수행하는 케이스, 상기 케이스내에 위치하여 각종 부품이 실제로 실장되는 베이스판을 구비한 수배전반(배전반, 분전반, MCC)에 있어서, 상기 수배전반에 장착되어 수용가가 사용하는 전력량을 검출하고 목표 전력량의 사용을 유도하는 EMS는
    메인회로 및 분기회로별 전력과 누적 적산 전력량을 계측하고 저장하는 계측 및 저장부와,
    상기 계측 및 저장부로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 금시, 금일, 금월의 전력량 데이터를 계산하는 구간 전력량 계산부와,
    상기 계측 및 저장부로부터 실시간으로 계측된 누적 적산 전력량의 데이터를 공급받아 요일별로 각 시간대에 대하여 전력 사용 패턴을 분석하여 저장하는 요일별 패턴 분석부와,
    수용가로부터 사용하고자 하는 목표 전력 사용량을 설정하는 월 목표 전력 입력부와,
    상기 요일별 패턴 분석부의 전력 사용 패턴과 상기 월 목표 전력 입력부에 입력된 목표 전력 사용량을 근거로 목표 전력 사용량 이하로 사용하기 위해 일별, 시간대별로 목표 값을 자동으로 생성하는 일별 목표전력 프로파일 생성부와,
    상기 일별 목표전력 프로파일 생성부로부터 생성된 일별, 시간대별로 사용될 목표 전력량을 저장하는 목표전력 프로파일 저장부와,
    상기 목표전력 프로파일 저장부에 저장된 목표전력 중에서 임의의 시간에 대하여 목표 전력량 기준 값을 설정하는 금일 목표 기준 모델 설정부와,
    상기 구간 전력량 계산부에서 계산되는 금일 누적발전량과 상기 금일 목표 기준 모델 설정부에 설정된 목표 전력량 기준 값을 근거로 사용된 전략 사용량을 판단하는 목표관리 판단부와,
    상기 목표관리 판단부로부터 판단된 전력 사용량을 출력 및 표시하는 출력 및 표시부와,
    각 설비의 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 각각 측정하는 온도 계측부와,
    상기 온도 계측부에서 측정된 주위 온도, 설비 온도, 외부 온도를 받아 비교 및 온도상승 트렌드를 분석하여 열화를 진단하는 열화 진단부와,
    상기 열화 진단부의 온도 진단 결과에 따라 상기 목표전력 프로파일 저장부에 유동적으로 정격용량을 제한하도록 계산된 정격용량 제한분을 출력하는 정격용량 제한분 계산부와,
    상기 열화 진단부의 진단 결과를 저장하는 설비 및 자재 데이터베이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 누적 적산전력량은 초기설치시부터 현재까지 계측된 적산전력량인 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 요일별 전력 사용 패턴 데이터는 최근 한달이상 수용가에서 사용된 전력 사용 데이터에서 같은 요일, 같은 시간의 데이터 평균을 취합하여 계산하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 일별 목표전력 프로파일 생성부는 수용가의 전력 사용 패턴으로부터 일별 목표 값을 자동으로 생성하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 목표관리 판단부는 금일 누적 발전량이 기준 발전량보다 클 경우 목표기준을 초과한 것으로 판단하고 적을 경우는 목표 값에 비하여 여유가 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 출력 및 표시부는 상기 목표관리 판단부로부터 판단된 금일 누적 발전량과 기준 발전량의 결과를 화면에 표현하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 열화 진단부의 온도 진단 결과를 상기 출력 및 표시부에 전달하여 실시간으로 각 설비의 열화 정도를 확인하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 정격용량 제한분 계산부는 상기 열화 진단부의 열화 진단 결과에 따라 전체 또는 부분별로 정격용량 제한분을 유동적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 EMS 내장형 수배전반.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101355585B1 (ko) 2013-09-12 2014-01-24 지투파워 (주) 수배전반의 열화 진단장치 및 그 제어방법
KR101529884B1 (ko) 2014-11-04 2015-06-18 주식회사 케이디파워 Ems 내장형 고압 배전반, 저압 배전반, 분전반, 모터 제어반
KR101570640B1 (ko) 2015-02-03 2015-11-20 주식회사 주왕산업 열화상 카메라를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 원격 감시 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020028586A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 Sacramento Municipal Utility District Energy control and storage system for controlling power based on a load shape
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