KR20170129485A

KR20170129485A - MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20170129485A
Application number: KR1020160060235A
Authority: KR
Inventors: 이승철
Original assignee: 이승철
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2017-11-27
Also published as: KR102060853B1

Abstract

본 발명은 에너지를 관리하고 절감하기 위해 필요로 하는 에너지 절감목표의 수립, 에너지 사용 및 절감 상황의 감시, 에너지 사용상황의 타당성 및 적정성 판단, 절감요소의 발견 및 손실의 추적, 에너지 절감이나 손실방지를 위해 취해야 할 조치의 결정 및 이행, 서로 다른 에너지 간의 대체효과의 분석, 에너지와 여타 자원과의 대체효과의 분석, 부분적 및 총체적인 절감규모의 산정에 이르는 전 과정을, 각각 적정한 에너지 부하와 시간의 상세수준과 관점에서 수행할 수 있도록 하며, 이를 위해 필요로 하는 정교하고 방대한 에너지관리관련 정보와 수행해야 할 태스크들을 모듈화 및 체계화하기 위한 수단의 예로서 트리자료구조(Tree Data Structure)를 활용하여, 전력을 비롯한 에너지를 자율적, 능동적 및 지능적으로 관리하고 총체적으로 절감해 나갈 수 있는 에너지절감시스템의 구축 방법을 제시한다.
본 발명은 에너지를 체계적으로 관리하고 절감해 나갈 수 있는 마땅한 수단이 없는 기업들에게 에너지 목표관리를 원활하게 수행해 나갈 수 있는 유용한 수단을 제공하고, 스마트 팩토리(Smart factory) 및 스마트 빌딩(Smart Building) 구축의 기반을 마련할 수 있도록 하여, 국가적으로도 국제사회에 공언한 온실가스감축 목표를 원활히 이행해 나갈 수 있도록 기여할 수 있다.

Description

MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리시스템 및 방법 {MACRO/MICRO Intelligent Total Energy Management System and Method}

본 발명은 전력을 비롯한 에너지를 자율적, 능동적 및 지능적으로 관리하고 총체적으로 절감해 나갈 수 있는 에너지관리시스템(EMS)과 그 구축방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 에너지관리의 대상이 되는 공장이나 빌딩에서 에너지를 사용하는 설비나 공간들을 계층적으로 분류하여 단일 설비나 기기 수준(Level)까지 세분하고, 에너지를 관리하려는 목표관리기간도 전체목표관리기간부터 시작하여 계층적으로 세분하여, 공장이나 빌딩의 전체적인 관점(MACRO Level)에서의 에너지 관리로부터, 단위 설비나 기기 수준(MICRO Level)의 에너지관리에 이르기까지, 세분된 임의의 추상수준(Abstract Level)의 부하에 대하여, 세분된 임의의 상세수준의 시간관리가 가능하도록 하고, 분, 시간 내지 일과 같은 단 시간이나 기간으로 부터, 월간, 분기간 내지 연간과 같은 중장기간에 이르기까지, 임의의 상세수준의 시간의 관점에서, 상기와 같이 분류한 임의의 추상수준의 부하에 대한 에너지 절감요소의 발견과 추적을 위한 추론 및 조치의 이행이 가능하도록 함으로서,

전력을 비롯한 여타 에너지를 자율적 내지 능동적으로 관리하고 절감하여, 에너지 절감 규모를 증대시켜 나갈 수 있으며, 에너지 상호 간의 대체효과 분석은 물론, 에너지와 함께 투입되는 모든 자원(resource)들의 상호 대체효과의 분석을 위한 정보와 수단을 제공하여, 에너지를 비롯한 총체적인 비용의 최적화관리가 가능한 지능 토탈(Total) 에너지관리시스템(TEMS)의 구현 기술에 관한 것이다.

현재 우리나라는 에너지를 대량으로 소비하는 공장 및 건축물들을 온실가스/에너지 목표관리 대상으로 지정하여 연차적인 에너지 절감을 의무화하고 있을 뿐만 아니라, 파리기후 협약의 체결로 온실가스를 2030년 까지 BAU 대비 37%를 절감해야하는 상황에 처해 있어서 에너지 절감의 필요성이 과거 그 어느 때 보다도 더욱 절실해 지고 있다.

그러나 주로 효율을 제고하기 위한 설비교체나 폐열회수와 같은 특정 설비의 개선 외에는 에너지를 사용하는 과정에서 체계적이고 지속적으로 에너지를 관리하고 절감해 나가는 기술이 아직까지 제대로 개발되지 못하고 있다. 더구나 공장의 경우에는 에너지를 절감하고 관리하는 과정에서 설비와 공정의 운영 안전성에 영향을 미치지 않아야 하며, 이를 관리자나 설비 담당자들에게 제시하고 확인시켜 줄 수 있어야 하고, 특정설비의 공회전 여부는 해당설비와 연관된 설비들의 가동 여부와 상대적인 가동 시간을 비교할 수 있는 상위 수준의 관점에서 일정시간 이상 감시하고 판단할 수 있어야 하며, 설비의 변동이나 생산방식의 변화가 에너지 상호간에 미치는 대체효과도 분석하여 총체적인 관점에서의 에너지절감 효과 판단이 가능해야 하는 등, 에너지를 스스로 내지 능동적으로 에너지를 관리하고 절감할 수 있는 에너지관리시스템 구현을 더욱 어렵게 하고 있다. 빌딩의 경우에도 각 공간의 이용 목적에 따라 공간의 상황을 파악해 가며 사용자의 편익을 배려하면서도 에너지사용의 적정성 여부의 판단과 절감요소를 추적해 가는 에너지절감 기술이 제대로 개발되지 못해, 대부분 냉난방 온도를 제한하고 불편을 감수하는 절감 아닌 절감을 하고 있는 현실이다.

상기와 같은 어려움으로 인하여 기존의 공장 및 빌딩의 에너지관리 시스템 즉 FEMS와 BEMS들은 주로 현재와 지나간 시간의 에너지의 사용상황을 관리자에게 제시해주는 수준에 머물러 있으며, 스스로 에너지사용결과를 분석하고 절감 요소를 찾아서 자율적 내지 능동적으로 에너지를 절감하는 핵심적인 에너지 절감관리 태스크를 수행하지 못하고 있어서 에너지관리시스템(EMS)의 보급 확산에 주요 걸림돌이 되고 있다. 또한 에너지 관리자는 관리자대로 수동으로 분석하고 판단하여 절감조치를 취해야 하는 실정이어서 지속성, 정확성, 정교성 및 신속성 면에서 에너지 절감에 한계가 있고, 관리 인력에 따라 일관성이 결여되는 문제점이 있다.

일부 에너지관리시스템의 경우 에너지를 사용하는 과정에서 직접 에너지를 절감하는 경우가 있으나, 공장의 경우 주로 한 두 설비, 예를 들면 공기압축기, 전기로, 병렬로 운전되는 펌프나 팬 등과 같은 절감이 비교적 용이한 특정 공정이나 설비만을 선택하여 국지적으로 절감하는 경우가 대부분이며, 빌딩의 경우에는 주로 냉난방부하와 같이 잠시 끄거나 줄여도 불편한 외에 큰 문제가 없는 부하들을 대상으로 절감하거나, 재실센서에 의한 감지를 기반으로 또는 정해진 시간에 정해진 구역을 ON/OFF시키는 단순조명제어방식이나, 외기온도와 실내온도를 비교하여 그 차이에 따라 환기시켜 절감하는 수준을 크게 벗어나지 못하고 있다.

더구나 공장의 경우는 생산이 우선이며, 대부분 나름대로의 에너지 절감 노력을 해오고 있어서, 추가적인 에너지 절감을 위한 마땅한 밥법이나 수단을 찾기가 매우 여려운 상황이다.

본 발명에서는 에너지를 관리하고 절감하기 위해 필요로 하는 에너지 절감목표의 수립, 에너지 사용 및 절감 상황의 감시, 에너지 사용상황의 타당성 및 적정성 판단, 절감요소의 발견 및 손실의 추적, 에너지 절감이나 손실방지를 위해 취해야 할 조치의 결정 및 이행, 서로 다른 에너지 간의 대체효과의 분석, 에너지와 여타 자원과의 대체효과의 분석, 부분적 및 총체적인 절감규모의 산정에 이르는 전 과정을, 각각 적정한 에너지 부하와 시간의 상세수준과 관점에서 수행할 수 있는 에너지관리시스템의 구현 기반기술을 마련하여, 에너지를 지능 자율적 및 능동적으로 관리하고 총체적으로 절감해 나갈 수 있는 에너지절감시스템을 실현하고자 한다. 나아가 에너지관리시스템의 보급을 활성화 하여, 기업들이 에너지 목표관리를 원활하게 수행해 나갈 수 있는 유용한 수단을 제공하고자 하며, 스마트 팩토리(Smart factory) 및 스마트 빌딩(Smart Building) 구축의 기반을 마련할 수 있도록 하고, 국가적으로도 국제사회에 공언한 온실가스감축 목표를 원활히 이행해 나갈 수 있도록 기여하고자 한다.

에너지절감관리에 필요한 정보를 조직화하고, 이들 정보를 체계적으로 활용하여, 자율적 내지 주도적으로 에너지를 절감해 나갈 수 있는 에너지관리시스템 구현의 기반 기술을 마련하기 위하여, 에너지(이하 에너지는 전력을 위주로 설명하며, 발명의 원리는 여타 에너지에도 적용 가능하다.)를 관리하려는 대상, 예를 들어 공장, 건축물, 선박 등의 전체 전력 부하를 전력목표관리의 편의를 위해 계층적(Hierarchically) 및 순차적(Successively)으로 분류하여, 단위 전기기기나 기구까지 세분하여 내려가며, 분류된 각각의 부하들을 에너지부하(Energy Load)라고 하고,

다음에는 전체 에너지목표관리 기간(따로 명시하지 않으면 1년을 기준으로 함.)도 연, 분기, 월, 주, 일, 시, 15분, 분과 같이 계층적으로 세분하여 구별하고, 구별된 각 기간/시간을 에너지목표관리단위시간(Energy Goal management Time Unit) 또는 목표관리단위시간이라 하며,

상기와 같이 생성된 임의의 추상 수준(Abstraction Level)의 각 에너지부하에 대하여 상기 임의의 상세수준의 각 목표관리단위시간 동안의 에너지목표관리를 수행하고, 또한 상기와 같이 생성된 임의의 상세수준의 각 목표관리단위시간에 대하여도 상기 각 에너지부하의 에너지목표관리를 수행함으로써, 하위수준의 상세 설비나 기기들(MICRO Level Load)의 전력을 비롯한 각 에너지 사용 관리로 부터, 상위 수준의 전체 및 주요부문 부하들(MACRO Level Load)의 목표관리에 이르기 까지, 각각 상세시간 수준(MICRO Level Time Period)의 분 단위 관리부터 중장기 수준의 월, 분기 및 연간(MACRO Level Time Period)의 관리가 가능해 지고, 역으로 모든 상세수준의 각 시간의 관점에서도 상기 모든 추상수준의 부하들에 대한 절감요소를 발견하고 관리할 수 있도록 함으로써, 에너지 사용 목표의 관리, 이상소비 상황의 원인의 발견, 절감요소 및 손실의 추적을 적정한 부하와 시간의 관점에서 수행할 수 있도록 한다.

상기의 정교하고 방대한 에너지관리관련 정보와 수행해야할 태스크들을 모듈화하기 위한 수단의 예로서 에너지부하와 관리단위시간의 계층구조를 트리자료구조를 사용하여 나타내고, 에너지관리 및 절감을 위한 각 노드수준에서의 목표설정, 설비나 기기들의 에너지사용 기준의 산정, 에너지사용 상황의 타당성 및 적정성 여부의 판단, 절감요소의 발견, 손실 또는 누설의 추적, 에너지사용 효율의 변동감지, 절감조치의 이행, 에너지 상호간 및 에너지와 여타 자원간의 대체효과 분석과 같은 일련의 태스크들을 수행하기 위해 필요한 정보와 행위들을 각 노드의 속성으로 정의하여 수집하고 정의하며, 각 태스크들의 수행은 노드들간의 부모자식관계를 활용하여 수집하는 정보들에 기초하여 각각 해당 태스크 수행에 필요한 정보를 수집하기 옹이한 수준의 노드에서 수행하고, 에너지를 관리하고 절감하는 과정에서도 부하의 관점 또는 시간의 관점과 같은 관점의 변경은 트리를 바꿔가며 수행할 수 있도록 한다. 또한 목표관리에 필요한 방대한 정보의 흐름은 Top-Down 또는 Bottom-Up 방식으로 부모자식관계에 따라 간편하게 공유, 전달, 배분 내지 할당 및 취합이 가능할 수 있도록 하는 유용한 에너지절감 수단을 마련하고자 한다.

본 발명의 결과로 임의 상세수준의 부하와 시간의 관점에서 에너지관리 시스템이 스스로 내지 능동적으로 에너지 목표관리를 수행할 수 있는 기본 수단이 마련된다. 또한 에너지 관리자도 에너지 목표관리에 임의로 개입하여 에너지 절감목표 달성도 제고에 기여할 수 있으며, 에너지 경영과 스마트팩토리 및 스마트빌딩 구축의 기반을 마련할 수 있다.

보다 상세하게는 본 발명의 결과로 에너지관리시스템이나 에너지관리자들이, 에너지 절감 기준값의 산정, 목표값의 설정, 절감관리상황의 판단, 에너지의 관리 및 절감을 위해 취해야 할 조치의 결정 및 이행을 체계적으로 수행할 수 있다. 또한, 시간이 경과됨에 따라 기준값 및 목표값의 설정 조건과 실제 상황이 설정한 정상범위를 벗어날 경우, 기준값 및 목표값의 재 조정, 에너지 상호간 및 에너지와 다른 자원간의 대체효과의 분석, 총체적인 절감값의 산정 및 후속 목표관리기간에서의 보다 정확한 기준값 산정과 적정한 목표값의 설정과 같은 에너지 절감관리를 위해 필요한 일련의 과정들을 신속 정확하게 수행할 수 있게 되어, 자율적 내지 능동적으로 에너지를 절감해 나갈 수 있는 지능 에너지 절감관리시스템의 구축이 가능해 지고, 그 결과 공장이나 빌딩과 같은 건축물들의 에너지를 최적으로 관리하고 절감해 나갈 수 있게 된다.

또한 본 발명에서 제시하는 부하관리트리와 시간관리트리의 에너지목표관리에의 적용기법은 에너지 관리뿐만이 아니라, 그 외에도 생산제품, 자금, 인력 및 설비와 같은 자원(resource)의 관리에도 적용이 가능하다.

도 1은 에너지부하관리트리의 예시도
도 2는 에너지시간관리트리의 예시도
도 3은 에너지목표관리의 흐름도
도 4는 MACRO/MICRO 에너지관리시스템구성 블럭도

[용어의 정의]

본 발명에서의 설명을 간략하고 명확히하기 위해, 사용되는 용어들에 대해 아래와 같이 정의한다. 기존의 통상적인 정의나 특정 기준(Standard)에 의해 기 정의되어 있는 용어에 대해서도 강조를 위해 정의를 반복할 수 있으며, 정의가 다를 경우 아래 용어의 정의가 우선한다. 보다 의미를 명확히 하고자 할 경우나 자주 사용되는 용어에 대해서는 영문표기를 병기하거나 실례를 들거나 본문에서도 반복하여 설명한다.

[1] 주(Main)에너지 또는 에너지: 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 전력을 의미하며, 여타 에너지를 나타낼 경우, 따로 명시하기로 한다. 그러나 본 발명의 원리는 여타 에너지에도 그대로 적용이 가능하다.

[1.1] 3차 에너지(Tertiary Energy): 1차 에너지나 2차 에너지(주로 전력)를 사용하는 설비나 기기에 의해 얻어지는 증기, 압축공기, 열, 냉각수, 냉수, 온수, 냉기, 온기, 급기, 배기, 진공과 같이 변환된 형태의 에너지를 모두 포함한다.

[1.2] 에너지관리대상: 공장, 업무용 빌딩 및 아파트와 같은 각종 건축물, 철도 및 선박과 같은 교통수단, 각종 사회기반 시설과 같이 에너지를 사용하고 에너지를 관리하려는 대상을 의미한다.

[2] 에너지부하: 에너지관리대상의, 에너지를 사용하는 설비나 공간을 계층적(Hierarchically) 및 순차적(Successively)으로 그룹화하고 세분하여 생성되는 각 부하들의 그룹 및 각 단위기기나 기구를 의미한다.

보다 상세하게는 상기 에너지관리대상의 에너지를 소비하는 설비나 공간을 총칭하여 전체에너지부하라 하고, 상기 전체에너지부하를, 공장의 경우에는 각 생산부서를 비롯한 주요 부서나 공정, 빌딩의 경우에는 위치에 따른 각 층 부하, 각층의 특정 공간 부하 또는 기능에 따라 공조 및 냉난방 부하, 조명부하, 전열부하, 동력부하와 같은 추상수준(Abstract Level)의 주요 부문 부하들로 구분하고, 상기 각 주요 부문별 부하들을 다시 세분하여 내려가며, 더 이상 나누어 관찰하거나 관리할 실익이 없거나 또는 관제점의 제약으로 따로 분리하여 관찰 내지 관리할 수 없거나 또는 더 이상 세분할 수 없는 에너지를 직접 소비하는 물리수준(Physical Level)의 단위 기기나 기구까지 세분하고, 상기와 같이 구분하여 생성되는 각 추상수준 및 물리수준(이하 총칭하여 추상수준)의 부하를 각각 에너지부하(Energy Load)라고 한다.

상기 에너지부하는 공장이나 빌딩에서 소비하는 임의의 에너지를 기준으로 계층적으로 분류하여 생성할 수 있으며, 본 발명에서는 전력을 기준으로 분류하고, 생성되는 각 에너지부하들이 여타 에너지도 소비하거나 생산할 경우에는 해당 에너지 사용 내지 생산정보를 해당 에너지부하의 부가정보로서 함께 저장하고 관리하도록 한다.

본 발명에서 에너지부하는 단위 에너지관리 대상(예를 들어 IEC와 같은 기준에서의 에너지관리유닛(EMU))인 동시에, 에너지관리시스템이 해당 에너지부하의 수준과 관점에서 상호 계층구조를 가지는 주변의 에너지부하들과의 인과관계에 따라 에너지관리에 필요한 정보를 수집하고, 수집한 정보를 활용하여, 자신과 주변의 에너지부하를 관리하거나, 수집한 정보를 에너지관리시스템에 제공해 주는 중심 역할을 하게 된다.

상기 에너지관리 관련 정보는 수동입력, 파일입력, 센서나 계측기 입력 외에도, 여타 시스템서버(예를 들면 MES, ERP, FMS, SCADA, 전기설비, 기계설비, 공조설비, 주차관제설비, 출입관리설비, 방재시스템, 조명제어시스템과 같은 부대설비 서버들), PLC, DDC, DCS 및 EHP 중앙제어기와 같은 설비들을 통해 수집한다.

[3] 에너지목표관리: 협의의 에너지목표관리와 광의의 에너지목표관리로 구분한다.

[3.1] 협의의 에너지목표관리 또는 목표관리: 전력 및 전력으로 생산되는 3차에너지를 관리하려는 전체기간(이하 전체목표관리기간이라 하고 따로 명기하지 않는 한 1년으로 한다.) 동안의 관리대상 에너지부하의 목표사용량 및 사용금액의 설정, 기준사용량 및 사용금액의 산정, 목표절감량 및 목표절감금액의 설정, 전력을 에너지관리시스템이 관리하기 이전의 상태로 사용할 경우의 예상 사용전력량인 베이스라인(Baseline) 전력량 및 사용금액의 산정, 전력 부하의 안전운영여부 감시 및 디스플레이, 전력이 소비되는 공간의 상황의 적정성 감시 및 디스플레이, 전력 사용량 및 사용 금액의 예측, 전력절감 조치의 이행 및 조치 후의 상황의 추적조사(Follow-up), 설정한 절감목표의 조정, 기 산정한 사용기준의 재 산정, 절감전략의 수립, 설비 대체효과의 분석, 절감규모의 산정 및 전력관리자나 설비 담당자 또는 설비사용자들의 절감 활동 지원을 포함하는, 에너지절감 목표달성을 위해 본 발명의 에너지관리시스템이 행하는 일련의 관리행위를 총칭한다. 이하 따로 명기하지 않는 한 목표관리는 협의의 목표관리를 의미하기로 한다.

[3.2] 광의의 에너지목표관리 또는 총에너지목표관리(Total Energy Management): 1차, 2차 및 3차에너지를 포함하는 모든 에너지의 관리와, 에너지상호간 또는 에너지 이외의 자원(Resource)이나 성과 내지 성능(Performance)(예를 들어 설비, 인력, 생산량, 품질, 설비신뢰도, 매출, 환경지수 등) 비용과의 직간접 대체 효과의 관리까지도 포함하는 총체적인 에너지비용 관리를 의미하기로 한다.

[4] 에너지부하관리트리(Energy Load Management Tree) 또는 부하관리트리: 상기 공장이나 건물의 전체 전력 부하를 나타내는 에너지부하를 뿌리노드로 하고, 단계적으로 세분하며 내려가는 에너지부하들은 부모와 자식관계를 갖는 노드들로 나타내며, 특히 전력을 직접 소비하는 설비나 단위기기/기구들(이하 전력 부하)을 나타내는 에너지부하들은 잎새노드(Leaf Node)로 나타내고, 에너지목표관리를 위해 각 노드수준에서 수집해야하는 정보들과 수행해야할 태스크들을 각 노드의 속성값이나 방법 속성으로 정의하고 수집하여 저장하고 활용할 수 있도록 구성하는 트리자료구조(Tree Data Structure)

[4.1] 에너지부하노드 또는 부하노드 (Load Node): 상기 에너지부하관리트리의 각 노드.

[4.1.1] 나머지부하노드 (Rest Of All Loadnode ): 상기 각 부하노드에서 개별적으로 명칭이 부여되는 자식 부하노드에 속하는 에너지부하들 외에, 관제점 등의 제약으로 따로 관리하기 어렵거나, 따로 관리할 실익이 없는 남는 부하들이 있을 경우, 해당 남는 부하들을 그룹지어 별도의 에너지부하로 하여 생성하는 부하노드.

[4.2] 에너지노드부하 또는 노드부하(Node Load) 또는 부하: 상기 각 에너지부하노드로 나타내어지는 에너지부하.

[4.2.1] 나머지노드부하 : 상기 나머지부하노드로 나타내어지는 에너지부하.

[4.2.2] 마이너스 노드부하: 자가발전기, 태양광 설비, 풍력발전설비와 같이 발전을 할 수 있는 설비가 발전시, 및 에너지저장설비(ESS)와 같이 충방전을 하는 설비의 방전 시의 노드부하.

[4.3] 트리구조변경: 에너지부하나 관제점의 추가 또는 폐기로 부하관리트리의 부하노드를 추가하거나 삭제하는 행위.

[5] 전력 부하: 상기 에너지부하 중 또는 나머지노드부하의 구성원 중에 전력을 직접 소비하는 물리노드수준의 단위 전기 설비나 기기나 기구 또는 장치.

[6] 가동조건에 따른 부하의 구분: 특정 에너지부하의 가동/정지나 전력 사용량의 타당성 내지 적정성 여부의 판단을 위한 부하의 구분방식. 같은 에너지부하가 복수의 부하 구분에 속할 수도 있다.

[6.1] 연관부하: 가동시간과 가동패턴에 상호 영향을 미치는 부하.

[6.1.1] 직접연관부하: 특정 전력 부하나 전력 부하그룸이 조작되면 통상적으로 일정 시간 내에 함께 조작될 것이 기대 내지 예상되는 에너지부하들의 그룹 또는 그 멤버 부하; 예를 들어 사무실의 전등이 모두 꺼지면, 함께 꺼질 것으로 기대되는 에어컨 부하.

[6.2.2] 간접연관부하: 특정 전력 부하나 전력 부하 그룹이 조작되면 일정시간 내에 조작되어져야 하거나 에너지 사용량이 변하는 대체 효과를 나타내는 에너지부하들의 그룹 또는 그 멤버부하: 예를 들어 냉각수 사용 에너지부하가 모두 정지되면, 정지되어야 하는 냉각수 펌프들이나, 저녁의 중앙 난방설비 정지 시 증가되는 콘센트 전열기 부하.

[6.2] 연동부하: 특정 부하가 조작되면 일정 시간 내에 함께 조작되어야 하는 에너지부하들의 그룹 또는 그 멤버 부하; 예를 들어 특정 생산품을 생산하기 위해 함께 가동되어야 하는 부하들로서 다시 선행부하, 동반부하 및 후속부하로 구분.

[6.3] 협동부하: 공동의 목적/용도로 함께 사용되는 에너지부하; 예를 들어 함께 압축공기를 공급하는 공기 압축기들의 그룹이나, 상호 Stand-by로 운영되는 예비 펌프들.

[6.4] 단독부하: 다른 부하와 관련없이 단독 조건이나 조작으로 가동/정지나 On/Off 되는 에너지부하: 예를 들어 사무실 전등 부하

[6.5] 유사부하: 상호 유사한 가동 조건과 환경에서 운영되는 동종의 에너지부하들의 그룹 또는 그 멤버 부하: 에를 들어 빌딩에서 크기와 모양이 같은 상하 층 공간 에너지부하, 같은 생산부서에서 동종의 제품을 생산하는 반응기들, 병렬로 가동되는 공기압축기들, 병렬로 가동되는 냉각수 펌프들, 등)

[7] 에너지관리단위시간 또는 관리단위시간: 전체 에너지목표관리기간(따로 명시하지 않으면 1년을 기준으로 함.)을 연, 분기, 월, 주, 일, 시, 분과 같이 계층적으로 세분하여 구별하고, 전체 에너지목표관리기간을 포함하여 상기 구별된 각 기간/시간. 상기 관리단위시간은 에너지목표관리를 위해 요구되는 정밀도에 따라 15분, 5분, 3분, 및 초와 같은 관리단위시간을 추가하거나 일부 목표관리단위시간을 생략할 수도 있다.

[8] 에너지시간관리트리 ( ETMT : Energy Time Management Tree) 또는 시간관리트리 : 상기 계층적으로 세분하여 생성된 관리단위시간을 부모와 자식관계를 갖는 노드로 나타내고, 각 관리단위시간 동안의 에너지목표관리를 위해 필요한 정보와 수행해야할 태스크들을 각 노드의 방법 속성으로 정의하여 수집하고 저장하여 활용할 수 있도록 구성하는 트리자료구조.

[8.1] 최소에너지관리단위시간 또는 최소관리단위시간: 이벤트성 상황처리를 주로하는 실시간으로 에너지목표관리 태스크를 수행하는 외에, 주기적 내지 규칙적으로 에너지목표관리상황을 점검하고 필요한 조치를 취하기 위해 정하는 최소의 관리단위시간(따로 명기하지 않는 한 1분으로 함.).

[8.2] 시간노드 (Time Node): 상기 에너지시간관리트리의 각 노드로서, 년노드, 월노드, 주노드, 일노드, 시노드, 15분노드, 분노드, 초노드와 같은 명칭을 사용하고, 각 시간노드는 현재시간과 해당 노드가 나타내는 시간과의 관계에 따라 현재노드, 과거노드 및 미래노드로 구분한다.

[8.2.1] 현재노드(Present Node): 자신의 노드시간에 현재 시각을 포함하고 있는 시간노드 및 상기와 같은 현재노드를 자식노드 중에 포함하고 있는 시간노드.

[8.2.2] 과거노드(Past Node): 자신의 노드시간이 모두 지나간 과거시간인 시간노드 및 과거노드만을 자식노드로 갖는 시간노드.

[8.2.3] 미래노드(Future Node): 자신의 노드시간이 모두 아직 도래하지 않은 미래시간만을 포함하고 있는 시간노드 및 미래노드만을 자식노드로 갖는 시간노드.

[8.2.4] 유사시간노드 (Similar Time Node): 노드시간 동안의 에너지 사용 조건이 유사한 시간노드들의 그룹 또는 멤버 시간노드(예: 평일 중 같은 요일의 일노드들, 공휴일 일노드들, 빌딩에서 유사한 평균기온의 주노드들 등).

[8.2.5] 온전주노드(Proper Week Node): 월노드를 부모노드로 갖는 주노드의 경우, 해당 주의 월요일부터 일요일까지가 해당 월에 모두 포함되는 주노드.

[8.2.6] 분할주노드 (Proper Week Node): 월노드를 부모노드로 갖는 주노드의 경우, 해당 주의 월요일부터 일요일까지의 요일 중 일부만 해당 월에 모두 포함되는 주노드. 에너지관리단위 시간에 주간 관리를 포함하려는 에너지부하의 경우, 2개월에 걸친 분할 주 노드를 합쳐서 가상의 온전주 부모노드를 생성하여 관리한다.

[8.3] 노드시간(Node Time): 각 시간노드가 나타내는 시간 구간.

[9] 에코트리(Energy Consumption Optimization Tree): 부하관리트리와 시간관리트리를 총칭.

[9.1] 지정노드부하 시간관리트리(Designated Nodeload Time Management Tree): 부하관리트리의 특정 부하노드가 나타내는 노드부하의 에너지목표관리를 위하여, 시간 관리를 하기 위한 시간관리트리.

[9.2] 주(Main)시간관리트리: 부하관리트리의 뿌리노드 즉 전체부하노드가 나타내는 전체노드부하의 에너지목표관리를 위하여, 시간 관리를 하기 위한 시간관리트리.

[9.3] 지정노드시간 부하관리트리(Designated Nodetime Load Management Tree): 시간관리트리의 특정 시간노드가 나타내는 노드시간동안의 에너지목표관리를 위하여, 에너지부하를 관리하기 위한 부하관리트리.

[9.4] 주(Main)부하관리트리: 시간관리트리의 뿌리노드가 나타내는 노드시간, 즉 전체목표관리기간 동안의 에너지목표관리를 위하여, 에너지부하를 관리하기 위한 부하관리트리.

[9.5] 대응노드(Dual Node): 특정 부하노드의 지정노드부하 시간관리트리에서의 특정 시간노드와, 해당 특정 시간노드가 나타내는 노드시간의 지정노드시간 부하관리트리에서의 상기 특정 부하노드는 서로 대응관계(Dual Relationship)에 있다고 하고, 상호 대응노드라 한다. 상기 대응노드는 속성을 상호 자동으로 공유하고, 부하관리트리 또는 시간관리트리의 어느 한 노드를 중심으로 목표관리를 수행하는 과정 중에도 대응노드가 속한 상대 에코트리로 자유롭게 중심을 이동하여, 이동한 대응노드의 관점에서 대응노드 자신과 주변의 노드들을 활용한 에너지목표관리를 계속해 나갈 수 있다.

[9.6] 노드수준(Node Level): 에코트리 내에서 최상위(MACRO Level) 뿌리노드의 레벨을 0으로 시작하여 하위 상세 수준(MICRO Level)으로 내려가며 증가되는 각 노드의 수준(Level).

[9.6.1] 추상수준(Abstraction Level): 부하관리트리 내에서의 각 부하노드의 노드수준으로서 실제 전력 부하를 나타내는 물리수준도 포함.

[9.6.2] 상세수준(Precision Level): 시간관리트리 내에서의 각 시간노드의 노드수준으로서 최 상위의 전체 목표관리기간을 나타내는 뿌리노드도 포함.

[9.7] 노드의 속성(Node Attribute): 각 부하노드와 시간노드의 속성으로서, 목표관리 태스크를 수행하기 위해 필요한 정보값와 목표관리를 위해 취해야 할 방법(Method)를 속성값으로 갖는다.

[9.8] 노드계측값: 계측기, 센서, 여타 서버, 및 기타 데이터 수집설비를 통해 직접 측정된 값을 받는 직접계측값, 계측값들의 차이나 합산 또는 인과관계를 활용한 연산을 통해 산정하는 산정계측값, 및 노드의 운영환경과 관련 계측값들로 부터 논리적 또는 경험적으로 추정하는 추정계측값을 포함.

[9.9] 노드방문(Node Visit): 에너지관리시스템 주 프로그램이 목표관리 태스크 수행을 위해 현재 중심으로 선택한 노드.

[9.9.1] 중심노드: 현재 주 프로그램이 방문하여 에너지관리 태스크를 해당 노드의 관점에서 수행하는 중심이 되는 노드.

[9.9.2] 주변노드: 상기 중심노드의 부모노드, 자식노드, 및 형제노드들을 포함하는 가까운 인척노드들.

[9.10] 노드태스크리스트 (Node Task List) 또는 태스크리스트 : 에코트리의 각 노드들에 대하여 정의하며, 해당 노드 방문시 목표관리를 위해 수행해야 할 태스크(이하 노드태스크)들의 리스트로서, 하기 노드상태조사, 노드비교, 및 노드조치를 기본적으로 포함한다. 대부분의 태스크 명칭 및 기능은 동일하며 다만 사용하는 속성값이나 변수들이 방문한 노드를 중심으로 대체된다. 공통의 태스크들은 최 상위노드에 저장하여 공유하고 각 노드는 자신만의 노드태스크만을 따로 저장하고 관리하거나, 모든 노드태스크를 포함하는 종합 태스크리스트를 작성하고 각 노드는 자신이 중심노드가 될때 수행할 필요가 있는 태스크들의 번호만을 저장하고 관리할 수도 있다.

[9.11] 노드상태조사(Node State Investigation): 에너지관리시스템의 주프로그램이 에너지목표관리를 위해 방문하는 각 노드에서, 태스크리스트를 활용하여 방문한 노드부하의 해당 노드시간에서의 가동 안전성(Safety), 타당성(Feasibility), 및 적정성(Optimality)을 조사하는 방법 속성.

[9.12] 노드비교: 에너지관리시스템의 주프로그램이 에너지목표관리를 위해 방문하는 각 노드에서, 태스크리스트를 활용하여 특정 속성값이나 속성값의 프로파일을 비교하는 방법속성으로서, 비교하는 대상에 따라 기준비교, 목표비교, 경시비교, 및 상호비교를 포함하고, 비교에 관여되는 노드의 수에 따라 단순노드비교, 뒤에서 정의하는 프로파일트리비교, 및 프로파일행렬비교를 포함.

[9.12.1] 기준비교: 방문한 노드에서 선택한 속성값의 실제값을 기준값과 비교.

[9.12.2] 목표비교: 방문한 노드에서 선택한 속성값의 실제값을 목표값과 비교.

[9.12.3] 경시비교: 방문한 노드에서 선택한 속성값을 특정 과거 속성값과 비교. 주로 방문한 노드의 유사시간노드와 비교한다.

[9.12.4] 상호비교: 방문한 부하노드에서 선택한 속성값을 특정 다른 부하노드의 속성값과 비교. 주로 방문한 노드의 유사노드부하와 비교한다.

[9.12.5] 연속비교차이분석기법( SCADE Technique: Successive Comparison and Difference Evaluation Technique): 매 목표관리단위시간이 경과될 때 마다, 각 목표관리 대상 부하노드에 대해서 반복적으로 노드비교를 하고, 그 차이의 원인을 추적 내지 분석하여, 지속적으로 에너지 절감요소를 발견하고 절감값을 늘려가는 노드비교 활용기법.

[9.12.6] 등가기준월 : 월간의 비교가 의미 있는 비교가 되게 하기 위해, 비교의 기준이 되는 기준월을 비교하는 월과 최대한 동등한 조건으로 변환하여 구성하는 월. 예를 들어, 기준월의 평일 수, 공휴일 수 또는 요일별 일수를 비교하는 월과 같게 맞추고, 증가되는 요일이 있을 경우, 그 속성값을 기준월의 같은 요일들의 속성값들의 평균을 활용하여 보정한다. 특히 전년도의 월과 비교 필요 시는 전년도 데이터도 DB에 함께 저장하도록 한다.

[9.13] 노드조치: 에너지관리시스템의 주프로그램이 방문한 각 노드에서 목표관리를 위해 해당 노드의 태스크리스트를 활용하여 필요한 조치를 취하는 방법 속성으로서 하기 노드부하 조작, 연속목표최적화 관리, 및 양방향조율을 기본적으로 포함한다.

[9.13.1] 노드부하 조작: 자동으로 제어되는 전력 부하를 On/Off 시키거나, 차단기나 NFB(No-Fuse Breaker)를 통해 가동/정지시키거나, 부하를 증감시키거나, 자동제어 세팅값을 변경하거나, 공급되는 전압이나 전력의 품질을 조정하는 노드조치.

[9.13.1.1] 직접자율조작: 에너지관리시스템이 직접 수행하는 노드조작.

[9.13.1.2] 간접능동조작: 에너지관리시스템이 에너지관리자나 설비담당자에게 능동적으로 조작을 요청하거나 권장하는 노드조작.

[9.13.1.3] 노드부하가용도 (Node Load Availability) 또는 부하가용도 : 현재 On 중이며 잠시 Off 시키거나 부하 감축을 시킬 수 있는 가능성이 있는 노드부하들을, 해당 노드부하의 제어 세팅값과 부하조작의 난이도를 고려하여, 해당 노드부하를 OFF 또는 부하감축을 시켰을 경우, 다시 투입해 주거나 부하를 원상 복귀시켜 주어야 할 때까지의 여유시간.

[9.13.1.4] 노드부하가용도리스트 : 상기 부하가용도가 큰 순서로 차단 또는 감축 가능한 용량과 함께 열거하고, 가용도가 가장 낮은 리스트의 마지막 On 중인 노드부하에 이어서 그 아래로, 현재 Off 또는 감축 중인 노드부하 중 On 시켜 주거나 부하를 증가시켜 주어야 할 노드부하들을, 여유시간이 가장 짧은 노드부하부터 순서대로 용량과 함께 열거하여, 부하의 차단, 감축, 투입 및 증가를 동시에 관리할 수 있도록 구성하는 리스트.

[9.13.2] 연속목표최적화관리( SOGM : Successive Optimizing Goal Management) 기법: 매 에너지관리단위시간 경과 시 마다 주기적으로 수행하는 상기 노드비교를 통해, 특정 지정노드부하 시간관리트리의 특정 시간노드의 목표값의 조정 내지 조율이 필요할 경우, 해당 시간노드 수준의 과거노드, 현재노드 및 미래노드들의 목표값을, 실제값들을 반영하여 국지적으로 재 조정하여, 절감규모의 정확한 산정과 달성가능하며 적정한 절감목표의 설정과 특정 부하의 가동 정지 등 가까은 미래에 일어날 상황들의 부하 예측값을 반영하여, 목표관리기간 중에도 모든 노드부하에 대하여 모든 시간 상세 수준에서 지속적으로 조정값을 산정하고 산정 이력을 저장함으로써, 조정값의 정밀도를 높이고, 동시에 달성 가능하며 적정한 수준의 절감목표를 설정해 가며 목표관리를 진행해 나갈 수 있도록 하여 각 노드수준에서의 목표달성도를 제고하고 궁극적으로는 목표관리기간 전체적으로도 절감규모를 극대화하는 전략을 구사하는 목표관리기법.

[9.13.3] 에너지관리관련자: 에너지를 직접 관리하는 에너지관리자, 에너지를 소비하는 설비를 운영하는 설비운영자, 에너지경영을 하는 에너지경영자, 및 에너지를 사용하는 에너지사용자를 총칭.

[9.13.4] 양방향조율 목표관리: 노드조치 중 특히 현장에 알리거나, 특정 노드조작을 요청(Request) 또는 권장(Recommend)하거나, 특정 정보를 확인(Confirm) 또는 문의하거나, 특정 입력을 요청하거나, 현장의 문의에 답변하거나 하는, 에너지관리관련자들과 소통하고 협력하며 수행하는 에너지목표관리 방법.

[9.13.5] 노드 목표관리 정지: 뿌리노드를 비롯한 임의의 노드에 대하여 에너지관리시스템의 적용을 일정시간 중단하여 에너지관리시스템의 효과를 점검하는 노드조치로서 정지하는 노드를 뿌리노드로 하는 부속트리(Sub Tree)의 모든 노드의 목표관리가 정지된다.

[9.13.6] 중점관리노드리스트 : 중점관리부하노드리스트와 중점관리시간노드리스트를 포함하며, 에너지낭비, 손실, 과다사용, 효율저하, 및 운영안전성 면에서 중점적으로 관찰과 관리가 필요하다고 판단되는 노드들의 리스트로서, 리스트에 등재된 노드들의 경우 노드방문 빈도를 증가시키고 노드태스크들이 추가된다.

[10] 에너지공급맵트리 (Energy Supply Map Tree): 전력단선도를 기반으로 주 인입점을 뿌리노드로 나타내고, 변압기, 모선, 수배전반, 차단기, MCC, 분전반과 같은 전력공급선로의 설비들을 인입점으로부터 연결된 순서에 따라 계층적으로 부모자식관계의 노드들로 나타내며, 전력을 직접 소비하는 단위설비나 기기 또는 기구(리셉터를 포함)들을 잎새노드(Leaf Node)로 나타내고, 이들 노드들을 연결하는 Edge는 전력 케이블(Cable)을 나타내도록 구성하는 트리자료구조.

상기 각 노드를 설비노드라 하며, 해당설비의 사양정보와 위치좌표정보와 해당 위치에서의 전력품질정보와 연결 케이블 정보를 속성값으로 갖고, 각 Edge는 케이블의 굵기, 단위길이당의 저항, 상(Phase)수 단상의 경우 연결된 상의 명칭, 양 끝의 설비노드명, 전류값 및 전력품질정보를 속성값으로 가진다. 부하관리트리의 특정 부하노드와 동일한 설비노드는 동등노드(Equivalent Node)라 하고, 속성값들을 공유하며, 대응노드에서와 마찬가지로 목표관리 태스크 수행을 위한 부하관리트리와 에너지공급맵트리간의 이동의 통로로 사용한다. 단 에너지공급맵트리의 주 인입점을 나타내는 뿌리노드는 부하관리트리의 뿌리노드와 동일노드로 정의한다.

전력 발전설비는 발전 시 마이너스부하로 취급하여 가능한 한 트리형태로 구성하도록 하고, 인입점이 복수일 경우에는 뿌리노드가 복수가 되는 변형된 트리구조인 복합뿌리트리(Multiple Root Tree)로 정의한다.

[10.1] 메이저노드 (Major Node): 에너지공급맵트리나 그래프의 노드 중 주요설비에 해당하는 노드.

[10.2] 마이너노드 (Minor Node): 에너지공급맵트리나 그래프의 노드 중 작은 설비에 해당하는 노드로서 노드의 크기를 메이저노드보다 작게 표시하여 구별한다. 전력의 경우, 전력량계, PT, CT, 전자개폐기, 스위치류 등을 나타내거나, 파이프 관로의 경우, 밸브류, 계측기, 연결부위, 스트레이너(strainer) 등을 나타내며 임의로 분류할 수 있다.

[10.3] 지정노드시간 에너지공급맵트리 : 시간관리트리의 각 시간노드들의 속성값으로 주어지는 에너지공급맵트리로서 해당 노드시간 동안의 에너지공급상황을 나타냄. 지정노드시간 에너지공급맵트리는 지정노드시간 부하관리트리의 뿌리노드의 속성으로 저장하여 해당 부하관리트리의 모든 전력 부하가 속성을 공유하고 활용하도록 한다.

[10.4] 설비노드의 좌표: 상기 각 설비노드의 위치정보의 활용과 전력케이블의 길이 산정을 위하여, 뿌리노드에 해당하는 설비가 설치된 공간의 임의의 모서리(Corner)를 원점으로 하는 직교좌표계인 전체기준좌표계를 정의하고, 여타 노드에 해당하는 설비가 설치된 공간들에도 해당 설비들의 위치를 편리하게 나타낼 수 있는 위치에 국지(Local) 직교좌표계들을 추가로 정의하며, 이들 추가로 정의된 국지 좌표계로 나타낸 좌표들을 전체기준좌표계의 좌표나 임의의 국지 좌표계간의 상호 좌표로 변환이 가능하도록 각 국지 좌표계를 균일좌표변환행렬(Homogeneous Coordinate Transform Matrix)로 나타내고, 특정 설비노드에 대하여 해당 국지 좌표계의 상기 좌표젼환행렬과 함께 나타낸 (x,y,z) 좌표를 해당 설비의 좌표라 한다.

[10.5] 관로계통의 에너지공급맵트리 : 전력 이외의 압축공기, 증기, 가스, 유류와 같이 관로(Pipe)를 사용하는 에너지의 공급 계통도 공급설비를 뿌리노드로 하고, 관로상의 주요 설비는 노드로, 공급 파이프는 Edge로 나타내며, 각 노드에는 좌표정보를 속성값으로 저장하여 구성하며, 누설과 보온손실, 마찰손실과 같은 선로 손실의 추적과 공급과 소비의 밸런스 점검에 활용하고, 회수관로는 해당 에너지를 소비하는 최종 잎새설비노드에 회수 에너지나 유량을 속성값으로 저장하는 것과 같은 방법으로 생략하여, 최대한 트리자료구조를 유지하도록 한다. 전력의 경우아 마찬가지로 병렬로 운영되는 에너지 공급 설비들의 경우에는 복합뿌리노드를 가질 수 있다.

[10.6] 전력손실: 전력의 공급과 사용과정에서 발생하는 손실.

[10.6.1] 순(Net)사용전력량 : 전력 부하 자체에서만 사용된 전력.

[10.6.2] 총(Gross)사용전력량: 순사용전력량과 전력 공급선로에서 발생하는 손실을 합한 전력량.

[10.6.3] 한계(Marginal)사용전력량: 특정 시점에서 특정 전력 부하 투입 시 늘어나는 총사용전력량.

[10.6.4] 한계사용전력요금: 특정 시점에서 특정 전력 부하 투입 시 늘어나는 총사용전력요금.

[10.7] 전력품질: 전력을 직접 소비하는 전력 부하에 공급되는 전력의 전압변동, 상불평형, 스위칭써지(Switching Surge), 스파이크(Spike), 고조파, 역률과 같이 부하의 전력사용량, 손실량 및 수명에 영향을 줄 수 있는 요인들의 기준값에서 벗어난 정도.

[11] 에너지목표관리값 또는 목표관리값 : 에코트리의 각 노드의 베이스라인값, 기준값, 목표값, 목표절감값, 조건값 및 조정값을 총칭하며, 각 용어는 앞에 “노드”를 붙여서 노드베이스라인값, 노드기준값, 노드목표값 등과 같이 사용할 수도 있다. 주부하관리트리나 주시간관리트리의 뿌리노드의 목표관리값은 전체 목표관리기간동안의 전체 에너지부하에 대한 총 목표관리값이 된다.

[11.1] 베이스라인(Baseline)값 : 각 노드부하에 대하여 각 노드시간동안 전력을 따로 관리하지 않고 종래와 같이 사용할 경우 예상되는 사용전력량인 베이스라인전력량, 및 그 때의 전력요금인 베이스라인전력요금의 총칭. 베이스라인전력요금은 계절별 시간대별로 달라지는 전력요금과 해당 노드의 최대수요전력에 기록 시의 가동상황에 따른 기본요금 기여분을 반영한 전력요금.

[11.2] 기준(Reference)값 : 각 노드부하에 대하여 각 노드시간동안 해당 노드부하가 정상적내지 안정적으로 계속 가동될 경우 기준(Reference)이 되는 소비 전력량인 기준전력량(kWh), 또는 상기 기준전력량을 가동 시간으로 나눈 기준전력(kW), 및 그때의 전력요금인 기준전력요금의 총칭.

[11.3] 목표값: 각 노드부하에 대하여 각 노드시간동안 사용하려고 설정하는 전력량 목표인 목표사용전력량, 및 그때의 전력요금인 목표사용전력요금의 총칭.

[11.3.1] 목표값부정합노드 : Top-down 방식으로 할당받은 목표값과 Bottom-up 방식으로 취합된 목표값이 일치하지 않는 노드.

[11.3.2] 목표값조율 : 상기 목표값부정합노드에 대해 목표값을 결정하는 방법으로서, 일정기간 두 목표를 함께 유지하며 관망하는 목표값유예, 할당받은 목표값을 유지하고 자식노드들에 재 할당하는 Top-down 갱신, 취합된 목표값을 유지하고 부모노드에 보고하는 Bottom-up 갱신을 포함.

[11.4] 목표절감값 : 각 노드부하에 대하여 각 노드시간동안 절감하려는 전력량 목표인 목표절감전력량, 및 그때의 전력요금인 목표절감전력요금을 총칭. 상기 목표절감전력요금은 상기 목표전력요금과 베이스라인 전력요금의 차이 또는 각 노드부하에 대하여 행하는 특정 절감행위를 통해 절감하려는 전력요금 목표가 된다.

[11.14] 조건값 : 상기 베이스라인값, 기준값, 목표값, 목표절감값을 산정 내지 설정하기위해 사용한 조건값들의 총칭.

[11.15] 조정값 : 상기 조건값이 변하여 상기 상기 베이스라인값, 기준값, 목표값, 및 목표절감값을 조정해 주어야 할 값을 총칭.

[11.15.1] 베이스라인조정값 : 베이스라인 산정시 사용한 조건과 실제 발생한 조건의 차이로 인해, 절감규모의 산정을 위해서 베이스라인값에 가감해 주어야 할 값으로서 일상적 조정값(Routine Adjustment)과 비일상적 조정값(Non-Routine Adjustment)으로 구분함(IPMVP 준용).

[11.16] 목표값산정방식 : 노드 자신에서 설정되는 Self-setting 방식, 부모노드로 부터할당받는 Top-down 방식, 자식노드들의 목표값을 취합하는 Bottom-up 방식을 포함.

[12] 노드 실제값 또는 실제값 : 각 노드부하의 특정 노드시간동안의 실사용전력량값, 실사용전력요금 및 실조건값들을 총칭.

[13] MACRO/MICRO 에너지 목표관리: 전체 및 상위 부하노드 추상수준에서의 에너지목표관리 또는 중장기 시간노드 상세수준에서의 에너지목표관리인 MACRO레벨 에너지목표관리와, 하위 단위설비나 기기 부하노드 즉 물리수준에서의 에너지목표관리 또는 단기 시간노드 상세수준에서의 에너지목표관리인 MICRO레벨 에너지목표관리를 포함하며, 추가로, 임의의 부하노드 추상수준과 관점에서 임의의 시간노드 상세수준의 목표관리를 수행하거나, 임의의 시간노드 상세수준과 관점에서 임의의 부하노드 추상수준의 목표관리를 수행하거나, 규칙적 내지 주기적인 각 에너지목표관리 과정에서도 상기 두 수준과 관점을 바꾸어가며 관리할 수도 있는 에너지목표관리 방식.

[14] 시간노드프로파일 (Profile) 또는 프로파일: 특정 부하노드의 지정노드부하 시간관리트리에서 년, 분기, 월, 주, 일, 시 및 15분과 같은 각 시간노드 수준(level)에서 에너지목표관리를 위해 선택하는 임의의 길이의 일련의 연속되는 시간노드들의 그룹.

[14.1] 프로파일요소(Profile Element): 각 프로파일을 구성하는 각 시간노드들로서 시간노드의 상세수준은 활용하려는 프로파일의 요구되는 정밀도에 따라 선택한다. 따라서 프로파일요소의 수가 프로파일의 길이가 된다.

[14.2] 프로파일요소값: 프로파일로 나타내거나 사용하려는 각 요소들의 값으로서, 주로 사용전력량, 사용전력요금, 노드부하 가동시간의 pu(per-unit)값, 제품생산량, 전압 및 상불평형과 같은 전력품질관련 값, 기온, 공간의 온도, 공간의 온도경사, 노드부하의 가용도, 그 외 각 요소에 해당하는 시간동안에 사용한 특정 자원(Resource)의 양이나 금액 등이며, 따라서 프로파일로 나타내려는 요소값에 따라 별도의 프로파일을 생성한다.

[14.3] 절대시간(Absolute Time)프로파일 : 각 요소들의 시간이 특정시간을 나타내는 프로파일.

[14.4] 상대시간(Time Interval)프로파일 : 각 요소들의 시간이 시간의 길이만을 의미하는 프로파일.

[14.5] 프로파일트리 : 프로파일을 대표하기 위해, 프로파일요소들의 부모노드를 생성하여 구성하는 2계층의 트리로서, 부모노드는 프로파일의 명칭, 프로파일로 나타내려는 요소값의 명칭, 프로파일의 용도 및 프로파일에 행할 수 있는 연산이나 조작을 나타내고, 에너지목표관리를 위해 필요한 정보들은 각각 해당 노드의 속성값으로 저장한다. 프로파일트리는 시간관리트리의 특정시간노드와 자식노드들을 복사하여 구성할 수도 있고, 또는 임의의 길이로 선택할 수도 있다. 예를 들어 특정 반응로를 7시간 가동하여 생산하는 제품의 경우, 해당 반응로 에너지부하의 해당 제품 생산을 위한 사용 전력량 프로파일의 길이는 분노드의 수인 420이 되고, 프로파일트리는 420개의 자식노드와 하나의 부모노드로 구성되는 2계층 트리가 되며, 프로파일의 각 요소값은 각 분노드에서 사용한 전력량이 된다.

[14.6] 독립부하가동프로파일 (Independent Load Profile): 임의의 시간에 가동하여 일정시간 가동 후 정지되는 패턴을 반복하는 노드부하의 특정 속성값을 목표관리에 활용하기 위해 구성하는 프로파일.

[14.7] 일부하가동프로파일 (Daily Load Profile): 1일 동안의 노드부하 가동 상황을 나타내는 프로파일.

[14.8] 프로파일매핑 (Profile Mapping): 기 구성한 프로파일을 시간관리트리상의 시간노드에 복사하여 넣는 행위. 예를 들어 특정 노드부하가 가동되거나 가동 예정일 경우, 해당 노드부하의 독립부하가동프로파일을 해당 지정노드부하 시간관리트리의 시간노드에 가동시작시간부터 복사하여 해당 부하의 목표값 또는 기준값으로 활용하거나, 전력사용요금을 미리 산정해 볼수 있다. 이때 해당 노드부하가, 가동 시 가용도가 생성되는 경우, 즉 일시적인 정지나 부하 감축이 가능한 경우, 에는 해당 프로파일을 분할하여 매핑해 보며 최소요금이 가능한 가동 패턴을 찾는 매핑(이하 분할매핑)을 시도할 수 있다.

[14.9] 프로파일연산: 2개 이상의 프로파일트리간에 행하는 연산으로서, 비교, 평균, 합계, 차이, 표준편차, 확률분포산정, 신뢰구간산정과 같은 연산을 포함하고, 비교는 다시 차이비교, 상관관계와 같은 세부연산으로 나뉘며, 이때 비교 연산에 관련되는 프로파일들은 비교의 기준이 되는 기준프로파일과 기준에 비교하려는 비교프로파일로 구분하고, 연산은 부모노드는 부모노드끼리, 각 자식노드들인 요소들은 대응하는 요소들끼리 모두 수행되는 다중연산이 된다.

독립프로파일과 같이 길이가 다른 프로파일간의 연산은, 가장 짧은 프로파일의 길이로 끝을 잘라 단축(Shorten)하거나, 가장 긴 프로파일로 맞추기 위해 끝에 0이나 null 값을 채워 넣어 연장(extend)하거나, 평균길이를 산정하여 상기 단축 및 연장 조작으로 프로파일길이를 조율하여 행하도록 한다.

[14.10] 프로파일등가변환 (Profile Equivalent Transformation): 길이나 요소값의 산정 조건이 다른 프로파일들의 비교 시, 의미있는 비교가 될 수 있도록 프로파일의 길이와 조건을 요소값의 특성을 고려하여 조율하는 노드조작.

[14.11] 부하가동프로파일행렬 (Load Profile Matrix): 연동부하, 연관부하 및 협동부하들에 대하여, 맨 처음 가동되는 부하의 가동시간을 시작으로 해당 부하의 독립프로파일로 첫 행을 구성하고, 후속 가동하는 부하들을 가동 순서대로 해당 부하의 가동시작시간에 해당하는 열부터 해당부하의 독립부하프로파일의 각 프로파일요소들을 각 열에 매핑하며, 마지막 후속부하의 독립부하프로파일이 끝나는 열이 마지막 열의 번호가 되도록 하여, 나타내는 부하의 총수가 행의 수가 되고, 빈 프로파일요소는 0 또는 null 값을 채워 넣어서 구성하는 행렬.

[14.12 자원비용프로파일행렬 (Resource Expense Profile Matrix): 특정 제품 Lot를 생산하기 위해 투입되는 모든 자원을 비용으로 환산한 프로파일들로 구성하는 행렬이며, 길이는 해당 제품 Lot의 총 생산소요시간의 길이가 된다.

[14.13] 통합프로파일트리 (Compound Profile Tree): 상기 프로파일 행렬의 각 열의 합으로 생성되는 프로파일로 구성하는 2계층의 트리.

[15] 에너지관리시스템운영모드 : 평상시의 운영모드인 절감목표관리모드, 최대수요전력 관리목표 초과가능 시 진입하는 최대수요전력관리모드, 수요관리시장에 참여하여 전력회사 또는 수요관리사업자로 부터 감축요청을 받았을 경우 진입하는 수요관리운영모드, 전력회사의 긴급 절전 요구 시 진입하는 절전규제운영모드, 고장 정지시 진입하는 고장정지운영모드, 정전 시 진입하는 정전운영모드를 포함한다.

[16] TEMS (Total Energy Management System): 본 발명의 총체적인 MACRO/MICRO 에너지관리가 가능한 에너지관리시스템 (용어의 정의 완료)

도 1과 도 2를 참조하여 본 MACRO/MICRO 에너지관리시스템 구축의 근간이 되는 에너지부하와 에너지관리단위시간을 생성하는 방법과, 이들을 활용하여 에너지목표관리를 수행하기 위한 트리자료구조를 구성하고 활용하는 방법을 전력을 주(Main)에너지로 하여 상세히 설명한다.

공장의 경우, 전력을 사용 내지 소비하는 모든 설비나 기기들을 포함하는 공장 전체의 전력 부하를, 전체 전력 부하로 부터 시작하여, 상기 설비나 기기들을 관리하는 주요 부서별 또는 이들이 설치된 건물별로 분류하고(예를 들면, 제2공장, 생산1부, 공무부, 폴리우레탄동, 물류부서, 사무동 등), 다시 상기 각 부서나 건물에 속하는 공정이나 설비 또는 세부 공정들로 세분해 내려가며(예를 들면, 도장공정, 건조공정, 포장공정 등), 공급되는 에너지를 직접 소비하는 기기들의 그룹(예를 들면, 병렬로 운전되는 공기 압축기 No. 1, No. 2 및 No. 3로 구성되는 공기압축기 그룹, 교반기와 진공펌프 및 원료이송펌프를 구비하는 반응기 No. 5, 병렬 운전되는 냉각수 펌프 No. 1과 No. 2로 구성되는 냉각수 펌프그룹 등)을 거쳐, 최종적으로는 전력을 직접 소비하는 각 단위 설비나 기기(예를 들면, 프레스 No. 1, 교반기 No. 5, 진공펌프 No. 3, 공기압축기 2호기, 냉각수 폄프 No. 2, 냉방기 No. 3 등)까지 계층적 및 순차적으로 세분할 수 있으며, 이와 같이 세분하여 생성되는 각 추상(Abstract) 부하 및 물리(physical) 부하를 에너지부하(Energy Load)라 한다.

건물의 경우에도, 상기 공장의 경우와 유사하게 전력을 소비하는 모든 전력설비와 기기들을 포함하는 전체 전력 부하로부터 시작하여, 각층부하, 각층 내의 각 공간의 부하, 각 공간 내의 설비부하(예를 들면 조명설비, 냉난방설비, 공조설비, 동력설비 등), 상기 각 설비들을 구성하는 단위 기기나 기구 및 콘센트(Receptacle)부하와 같이 계층적 및 순차적으로 세분할 수 있고, 이와 같이 세분하여 생성되는 각 추상 부하 및 물리 부하를 에너지부하라 한다.

상기 계층적 및 순차적인 세분방법은 공장과 건물의 특성, 계측점의 위치, 계측 가능 여부, 전력 부하의 제어 가능 여부, 요구되는 에너지관리 정밀도에 따라, 에너지관리시스템이 에너지를 관리하고 절감하기 위해 필요하거나 편리하다고 판단되는 대로 에너지관리시스템 설계 자가 분류하며, 각 에너지 부하는 각각 구별하여 명칭을 부여하도록 하고, 이때 각 에너지 부하는 자신이 세분되어 생성되는 하위의 에너지 부하를 누락 없이 온전히 포함하도록 한다.

다음에는 전체 에너지목표관리기간(따로 명시하지 않으면 1년을 기준으로 함.)도 년, 월, 주, 일, 시, 분, 초와 같이 계층적으로 세분하여 구별하고, 구별된 각 기간/시간을 에너지목표관리단위시간(Energy Goal management Time Unit) 또는 목표관리단위시간이라 한다. 상기 목표관리단위시간은 에너지목표관리를 위해 요구되는 정밀도에 따라 분기, 15분, 5분, 3분, 및 초와 같은 목표관리단위시간을 추가하거나 일부 목표관리단위시간을 생략할 수도 있다.

상기와 같이 생성된 임의의 추상 수준(Abstraction Level)의 각 에너지부하에 대하여 상기 임의의 상세수준의 각 목표관리단위시간 동안의 에너지목표관리를 수행하며, 또한 상기와 같이 생성된 임의의 상세수준의 각 목표관리단위시간에 대하여도 상기 각 에너지부하의 에너지목표관리를 수행함으로써, 각 에너지 부하의 관점에서도 에너지목표관리를 수행할 수 있거나 또는 각 목표관리단위시간의 관점에서 에너지목표관리를 수행할 수 있으며, 에너지목표관리를 수행하는 과정에서도 상기 두 관점을 임의로 바꾸어 가며 에너지목표관리를 수행할 수도 있다.

다음에는, 도1에서 예시한 바와 같이 상기 계층적 및 순차적으로 구분한 각 에너지부하를 노드(Node)로 나타내고. 에너지부하들 간의 상하관계를 부모와 자식 관계로 나타내는 트리 자료구조(Tree Data Structure)를 구성하며, 이를 에너지부하관리트리(이하 부하관리트리)라 한다.

상기와 같이 생성된 부하관리트리의 각 노드를 부하노드(Load Node)라 하고, 각 부하노드가 나타내는 에너지부하를 노드부하(Node Load)라 하며, 각 부하노드에는 해당 노드부하를 상징하거나 나타내는 고유한 명칭이나 번호를 부여하도록 한다.

따라서 상기 부하관리트리의 잎새노드(Leaf Node)를 제외한 각 부하노드들은 그 자식노드로서, 따로 명칭이 부여되고 구별되며 계측되는 하나 이상의 부하노드를 가지게 되며, 상기 명칭이 부여되고 계측되는 어느 자식노드에도 속하지 않는 하나 이상의 남는 부하가 존재할 경우에는 해당 남는 부하들을 함께 그룹으로 묶어서 나머지에너지부하라 하고, 이를 나타내는 부하노드를 나머지부하노드라 하며, 다시 나머지부하노드가 나타내는 부하를 나머지노드부하(Rest of All Node Load)라 한다.

상기와 같은 에너지부하관리트리의 구성으로 자식노드들의 노드부하의 합이 부모노드에서 계측하는 전 전력 부하의 합과 온전히 같아지도록 하며, 상기 나머지노드부하에는 전력공급 손실과 계측오차까지도 포함될 수 있게 되어, 공장이나 빌딩과 같은 에너지관리 대상에 존재하는 전 에너지 부하를 직접 또는 간접으로 에너지목표관리에 활용할 수 있는 기반을 마련해 주게 된다.

상기 각 부하노드는 에너지목표관리를 위해 해당 부하노드 수준(level)에서 필요한 정보(예를 들어 사용전력, 부하의 사양, 수배전반, MCC, 및 분전반을 포함하는 공급선로정보, 부하특성정보, 부하의 조작 및 제어관련정보, 부서의 명칭, 해당 설비로 생산하는 제품 정보, 공간의 용도, 계측관련 정보, 전력절감목표, 목표설정조건, 자식노드를 비롯한 후손노드들간의 연관 정보, 전력 외의 여타 에너지 및 자원의 공급 및 사용 정보 등)를 해당 노드의 속성(Attribute)으로 정의하고, 그 값을 수집, 산정 또는 설정하여 속성값으로 저장하도록 하며,

또한 각 부하노드에는 자신과 자신의 조상 및 후손노드와 같은 주변노드들의 상기 속성들을 활용하여 에너지목표관리를 위해 수행해야 할 태스크들을 방법(Method) 속성으로 정의하여 저장하며, 상기 태스크들의 리스트를 구성하여 수행하려는 특정 태스크를 선택하고 호출하여(Invoke) 집행(Execution) 하도록 한다.

상기와 같은 자료구조의 정의로, 속성값의 수집, 산정, 설정 및 활용 과정에서, 속성값의 공유, 배분 내지 할당, 취합 및 보고가 트리구조 내에서 부하노드들 간의 부모와 자식 관계를 활용하여 자유롭게 또 동시(Concurrently)에 이루어 질 수 있다.

다음에는 도2에서 예시한 바와 같이 계층적 및 순차적으로 구분한 각 목표관리단위시간을 노드(Node)로 나타내고, 목표관리단위시간 간의 상하관계를 부모와 자식 관계로 나타내는 트리 자료구조를 구성하고, 이를 에너지시간관리트리(이하 시간관리트리)라 한다.

즉 관리하려고 하는 전체 목표관리기간을 뿌리노드로 나타내고, 따로 정하지 않는 한 전체 목표관리기간은 1년을 기준으로 하며, 그 밑에 자식노드로서 각 월을 나타내는 12개의 월 노드들을 갖도록 하고, 상기 각 월노드는 다시 그 밑에 자식노드로서 28개 내지 31개의 일 노드를 가지도록 하며, 상기 각 일노드는 다시 그 밑에 자식노드로서 24개의 시노드를 가지도록 하고, 상기 각 시노드는 각각 60개의 분노드를 자식노드로 가질 수 있도록 하며, 또한 상기 각 월노드는 해당 월에 월요일부터 시작하여 일요일까지의 7일을 모두 포함하는 온전주노드(Proper Week Node)와 월초와 월말에 어느 온전주 노드에도 속하지 않는 일들을 자식노드로 하는 분할주노드(Separated Week Node)를 가질 수 있고, 각 시노드는 다시 그 자식노드로서 4개의 15분노드를 가질 수 있도록 하며, 각 15분노드는 다시 그 자식노드로서 15개의 분노드를 가질 수 있도록 한다.

상기와 같이 생성한 시간관리트리의 각 노드를 시간노드(Time Node)라 하고, 각 시간노드가 나타내는 시간간격(Time Interval)을 노드시간(Node Time)이라 하며, 각 시간노드에는 년노드, 월노드, 주노드, 일노드, 시노드, 15분노드, 분노드와 같이 해당 노드시간을 나타내는 일반 명칭 외에도 해당 노드시간 고유의 구간(interval)을 구별할 수 있는 명칭 내지 고유번호를 부여하도록 한다.

상기 각 시간노드는 에너지목표관리를 위해 해당 시간노드 수준(level)에서 필요한 정보(예를 들어 전력요금정보, 날씨정보, 요일 정보, 공휴일 정보 등)를 해당 노드의 속성(Attribute)으로 정의하고, 그 값을 수집, 산정 또는 설정하여 속성값으로 저장하도록 하며,

또한, 각 시간노드에는 자신과 자신의 조상 및 후손노드와 같은 주변노드들의 상기 속성들을 활용하여 에너지목표관리를 위해 수행해야 할 태스크들을 방법(Method) 속성으로 정의하여 저장하며, 상기 태스크들의 리스트를 구성하여 수행하려는 특정 태스크를 선택하고 호출하여(Invoke) 집행(Execution) 하도록 한다.

상기와 같은 자료구조의 정의로, 속성값의 수집, 산정, 설정 및 활용 과정에서, 속성값의 공유, 배분 내지 할당, 취합 및 보고가 트리구조 내에서 시간노드들 간의 부모와 자식 관계를 활용하여 자유롭게 또 동시(Concurrently)에 이루어 질 수 있다.

또한 각 시간노드들 중, 자신의 노드시간에 현재 시각을 포함하고 있는 시간노드 및 상기와 같은 현재노드를 자식노드 중에 포함하고 있는 시간노드를 현재노드(Present Node)라 하고, 자신의 노드시간이 모두 지나간 과거시간인 시간노드 및 과거노드만을 자식노드로 갖는 시간노드를 과거노드(Past Node)라 하며, 자신의 노드시간이 모두 아직 도래하지 않은 미래시간만을 포함하고 있는 시간노드 및 미래노드만을 자식노드로 갖는 시간노드를 미래노드(Future Node)라 하여, 에너지목표관리기간 중에는 에너지시간관리트리의 뿌리노드는 항상 현재노드가 되고, 각 수준마다 항상 하나의 현재노드가 존재하게 된다.

상기 현재노드들은 현재의 전력사용상황의 적정성과 목표대비 절감상황을 감시하고, 전력 절감이나 손실저감을 위한 조치를 수행하는데 활용하고, 미래노드들은 부하를 예측하고 절감목표를 관리하는데 활용하며, 과거노드들은 에너지를 비롯한 자원의 사용 실적과, 절감규모의 산정과, 목표달성여부의 점검과, 목표초과나 미달 시 그 이유나 원인을 추적하는데 활용된다.

이어서 특정 에너지부하의 관점에서 경과되는 시간에 따른 에너지목표관리를 하거나, 경과되는 특정 시간의 관점에서 각 에너지부하들에 대한 에너지목표관리를 하거나 상기 각 에너지 목표관리를 수행하는 과정에서도 임의로 관점을 바꾸어가면서 에너지목표관리를 수행할 수도 있도록 하기 위하여, 상기 부하관리트리와 시간관리트리를 다음과 같이 상호 연관 짓도록 한다.

먼저 부하관리트리의 각 부하노드에 대해 에너지목표관리 수행 중의 시간 관리를 위한 전용 시간관리트리를 지정하며, 지정한 시간관리트리를 해당 부하노드가 나타내는 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리라 하고, 해당 부하노드의 속성값으로 저장한다.

특히 상기 부하관리트리의 뿌리노드, 즉 공장이나 건물의 전체 전력부하를 나타내는 부하노드, 의 시간관리를 위한 지정노드부하 시간관리트리를 주(Main)시간관리트리라 한다.

다음에는 시간관리트리의 각 시간노드에 대하여, 해당 노드시간동안의 에너지목표관리를 위한 전용 부하관리트리를 지정하고, 지정한 부하관리트리를 해당 시간노드가 나타내는 노드시간의 지정노드시간 부하관리트리라 하고 해당 시간노드의 속성값으로 저장한다.

또한 상기 지정노드시간 부하관리트리 중 시간관리트리의 뿌리노드, 즉 목표관리기간 전체를 나타내는 시간노드, 의 노드시간 동안의 부하관리를 위해 지정하는 지정노드시간 부하관리트리를 주(Main)부하관리트리라고 한다.

상기 각 지정노드부하 시간관리트리의 각 시간노드는 해당 노드부하를 해당 노드시간동안 목표관리를 하기 위해 필요한 정보(예를 들어 해당 노드시간동안의 해당 노드부하의 순사용전력량 및 총사용전력량, 해당 노드부하가 공급받은 전력품질관련 정보, 공간일 경우에는 온도, 온도경사, 및 재실인원 정보, 해당 노드부하를 활용한 제품생산 정보, 전력이외의 해당 노드부하에 투입된 자원(Resource)들의 정보 등)를 해당 노드의 속성(Attribute)으로 정의하여 수집 또는 산정하여 저장한다.

따라서 앞에서 정의한 상기 부하관리트리는 상기 각 지정노드시간 부하관리트리의 구성의 기본 프레임(frame)이 되며, 상기 지정노드시간 부하관리트리와 구별하여 명시할 필요가 있을 경우 기본부하관리트리라 하고, 이들을 총칭하여 부하관리트리라 한다. 또한 상기 시간관리트리는, 상기 각 지정노드부하 시간관리트리의 구성의 기본 프레임(frame)이 되며, 상기 지정노드부하 시간관리트리와 구별하여 명시할 필요가 있을 경우 기본시간관리트리라 하고, 이들을 총칭하여 시간관리트리라 한다. 상기 부하관리트리와 시간관리트리를 총칭하여 에코트리(ECO Tree)라 한다.

상기 기본시간관리트리의 각 시간노드들은 특정 노드부하에 국한되지 않는 공통된 시간관련정보와 해당 시간노드의 상기 지정노드시간 부하관리트리를 속성값으로 저장되고, 모든 지정노드부하 시간관리트리의 해당 시간노드들이 그 속성값을 공유하도록 한다.

마찬가지로 상기 기본부하관리트리의 각 부하노드들은 해당 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리정보를 속성값으로 저장하고, 모든 지정노드시간 부하관리트리의 해당 부하노드들이 그 속성값을 공유하도록 한다.

이어서 특정 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리에서의 특정 시간노드와, 해당 시간노드의 지정노드시간 부하관리트리 내에서의 상기 특정 노드부하는 상호 대응관계(Dual Relationship)에 있다고 하고, 상기 상호 대응관계에 있는 노드들간에는 속성을 공유하도록 하며, 에너지목표관리 과정 중에도, 에너지목표관리를 위한 정보의 수집, 공유, 배분 내지 할당, 취합, 보고 및 활용이 각 부하관리트리와 시간관리트리내의 노드들 간에는 물론 상기 대응노드를 통하여 양 트리의 노드들 간에도 자유로이 이루어 질 수 있도록 한다.

다음에는 에너지절감목표를 관리하고 에너지부하들이 안정적으로 정상가동하는지 여부의 판단을 위한 기준이 되는 목표관리값들을 정의하고 산정 내지 설정하는 방법에 대해 설명한다.

모든 부하관리트리와 시간관리트리의 각 노드에 대하여 각 노드시간 동안 전력을 에너지관리시스템이 관리하지 않고 종래와 같이 사용할 경우 예상되는 사용전력량을 베이스라인(Baseline)전력량(kWh)이라고 하고, 절감규모 산정의 기준으로 사용한다. 베이스라인 전력량의 산정이 적절하지 않은 노드들에 대하여는 베이스라인 전력량을 산정하지 않도록 한다. 또한 같은 베이스라인 전력량에 대해서도 베이스라인전력요금은 에너지부하의 가동 시간대에 따라 달라진다.

또한 부하관리트리의 각 노드에 대하여 해당노드부하가 특정 목표관리단위시간동안 정상적으로 가동되었을 때의 예상되는 소비전력량을 기준전력량(kWh)이라 하고, 그 평균전력을 기준전력(kW)이라고 한다. 따라서 상기 기준전력은 해당 에너지부하가 정상적 내지 안정적으로 가동되고 있는지 여부와 효율 변화 여부의 판단에 사용하고, 기본 부하관리트리의 해당 부하노드의 속성값으로 저장하고 관리한다. 기준전력은 전력을 직접 소비하는 하위상세수준(MICRO Level)의 설비나 기기(이하 전력 부하)에 대해서 산정하고 부모노드로 취합되어 올라가며, 기준의 산정이 적절하지 않은 부모노드에 대해서는 취합을 하지 않도록 한다. 특정 노드부하의 정상적인 가동 여부의 판단은, 해당 노드부하에 공급되는 에너지 측면과 에너지 부하 자신이 소비하는 에너지와 해당 에너지부하가 가동되어 공급하는 압축공기, 증기, 냉각수, 냉난방, 에너지, 공조공기량등을 포함하는 3차에너지 부하 측면에서의 정상 여부 판단을 모두 포함한다.

이어서 상기 각 노드시간동안 사용하려는 목표로 정하는 목표사용전력량과 목표사용금액(이하 목표값)을 설정한다.

먼저 초기 목표값의 설정방식은, 주(Main)시간관리트리의 뿌리노드 또는 그 대응노드인 주(Main)시간관리트리의 뿌리노드의 속성값으로서 전체 에너지부하의 전체 목표관리기간동안의 목표값을 설정하고, 주부하관리트리나 주시간관리트리를 선정하여, 순차적으로 자식노드들 및 후손노드들로 배분하여 내려가며 설정하는 Top-Down 방식과, 하위의 잎새노드들로부터 설정하고 상위 부모노드 및 조상노드들에 대하여 취합하여 올라가며 설정하는 Bottom-Up 방식과, 임의의 노드 수준에서 상기 두 방식을 혼용하며 설정하는 혼합(Mixed)방식을 포함한다.

상기 Top-down 방식으로 목표관리값을 설정하는 과정에서, 임의의 부하노드가 특정 목표관리값을 배분받았을 경우, 자신의 자식노드들인 부하노드들에게 자신의 목표값을 배분하거나, 자신의 지정노드부하 시간관리트리의 대응노드로 가서, 대응노드의 자식노드들인 시간노드들에게 목표값을 배분할 수 있으며, 임의의 시간노드가 특정 목표관리값을 배분받았을 경우, 자신의 자식노드들인 시간노드들에게 자신의 목표값을 배분하거나, 또는 자신의 지정노드시간 부하관리트리의 대응노드로 가서, 대응노드의 자식노드들인 부하노드들에게 목표값을 배분할 수 있다.

목표값이 자식노드들 보다 먼저 설정되는 노드들은, 자신의 목표값을 사전에 자동 내지 수동으로 설정하는 배분율 또는 배분방법에 따라, 자식노드들에게 배분 내지 할당하도록 하고, 자식노드들의 목표값이 자신의 목표값보다 먼저 설정되는 노드의 경우에는, 자식노드들의 목표값이 취합되어 자신의 목표값이 설정되며, 자신의 목표값이 먼저 설정되고 자식노드들 중에도 목표값이 기 설정된 노드가 일부 존재할 경우에는, 자신의 목표값에서 목표값이 기 설정된 자식노드들의 목표값들의 합을 차감한 나머지 값을 목표값이 아직 설정되지 않은 자식노드들에게 사전에 자동 내지 수동으로 설정하는 배분율 또는 배분방법에 따라 배분 내지 할당된다.

자신의 목표값도 설정되고 자식노드들의 목표값도 모두 별도로 기 설정되어, 자식노드들의 목표값들의 합이 자신의 목표값과 일치하지 않는 목표값부정합 상황이 발생할 경우, 목표값을 조정하여 맞추는 목표값조율을 수행한다.

상기 목표관리값의 초기 설정 내지 산정은 설정 내지 산정이 타당하거나 가능한 노드들에 대해서만 수행하도록 한다.

다음에는 상기 베이스라인전력량과 목표전력량과의 차이로 목표절감량을 산정하거나, 목표절감량을 목표사용전력량보다 먼저 설정할 필요가 있을 경우에는 베이스라인전력량과 목표절감량과의 차이로 목표사용전력량을 산정하고, 목표절감금액도 마찬가지로 산정한다(이하 총칭하여 목표절감값).

에너지목표관리가 진행됨에 따라 실제로 사용하는 실제 사용전력량과 실제 사용전력요금(이하 총칭하여 실제값)이 발생하고, 베이스라인 산정시의 조건과 실제조건이 달라지는 경우에는 절감전력량을 산정하기 위해 상기 베이스라인전력량값에 가감해야하는 조정전력량값과 조정전력요금을 산정하며(이하 총칭하여 조정값), 그에 따라 목표절감값도 재 설정 내지 산정한다. 상기 베이스라인 조정값은 다시 IPMVP(Internation Procedure for Measurement and Verification Protocol)를 준용하여 생산량의 변동이나 기온의 변동같이 수시로 발생할 수 있는 조건들의 변동을 반영하는 일상적 조정값(Routine Adjustment)과, 설비변동이나 공실율 변동과 같이 수시로 반복되지 않는 조건들의 변동을 반영하는 비일상적 조정값(Non-routine Adjustment)으로 구별할 수도 있다. 또한 각 조건변화 발생 시점의 상세한 기록과 추적이 가능해 지므로, 그외 전력 설비의 경년 열화로 인한 효율의 저하, 여타 에너지와의 대체효과, 인력과의 대체효과, 및 연구부서의 연구설비도입을 인한 전력 소비량 증가와 생산성 증가 효과와 같은 조건들의 변화를 반영하는 조정값의 산정도 가능해 진다.

각 노드의 베이스라인값, 기준값, 목표값, 목표절감값, 및 조정값을 총칭하여 에너지목표관리값(이하 목표관리값)이라 하고, 상기 각 노드의 목표관리값들을 설정 내지 산정하는 과정에서는 생산계획이나 기온과 같은 해당 목표관리값의 설정 내지 산정에 반영한 조건값들을 해당 노드나 부모노드, 또는 뿌리노드의 속성값으로 함께 저장하도록 하여, 실제값과 목표관리값들의 비교 시 해당 조건값들도 함께 비교하여 정확하고 의미있는 비교가 될 수 있도록 한다.

이어서 전력 부하들의 가동/정지의 타당성 내지 적정성 검토, 가동/정지의 예측 및 가동우선순위의 결정을 위해 상호 연관성이 있는 부하들을 다음과 같이 구분하고 정의한다.

즉, 부하관리트리의 각 노드부하를 가동조건에 따라, 독자적인 조건에 따라 가동상태가 변동되는 부하 (이하 독립부하 (Independent Load)), 어느 한 부하의 상태가 변동되면 다른 부하의 상태 변동을 기대하거나 예상할 수 있는 부하들의 그룹 또는 그 멤버부하(이하 연관부하 (Relation Loads)), 일련의 부하들이 상호 일정한 선행, 동반 및 후속관계를 가지고 변동되는 부하들의 그룹 또는 그 멤버부하 (이하 연동부하 (Coupled Loads)), 복수의 부하들이 상호 협력하여 공동의 목적으로 사용되는 부하들의 그룹 또는 그 멤버부하(이하 협동부하(Cooperating Loads)), 및 상호 유사한 가동 조건과 환경에서 운영되는 동종의 에너지부하들의 그룹 또는 그 멤버 부하(이하 유사부하(Similar Load))로 구분한다.

상기 연동부하의 경우 다시, 연동된 부하들 중 먼저 가동되는 부하 (이하 선행부하 (Leading Load)), 함께 동시에 가동되는 부하 (이하 동반부하 (Accompanying Load)) 와 뒷처리가 끝날 때 까지 가동되어야 하는 부하 (이하 후속부하 (Trailing Load)) 로 분류하도록 하고, 하나의 부하가 동시에 2개 이상의 부하 분류에 속할 수도 있다.

상기 연관부하, 연동부하, 협동부하 및 유사부하들은 가능한 한 같은 부모노드나 가까운 조상노드를 갖도록 부하관리트리를 구성하여, 부하의 공회전이나, 상대적인 효율저하나 부하 대체 효과와 같은 해당 부하노드 단독으로는 발견하기 어려운 낭비 또는 절감 요인들을 부모노드나 조상노드 수준에서 발견하고 에너지절감을 위한 조치를 취하거나 절감효과의 정확한 산정에 활용할 수 있도록 한다.

다음에는 각 노드부하의 가동패턴의 적정성 감시, 각 노드부하에서 생산되는 제품 생산활동에 투입되는 자원(Resource)의 관리 및 감시, 각 노드부하의 가동패턴의 경시(Temporal) 비교 및 서로 다른 에너지부하간의 상호비교를 통한 절감가능성의 발견이나 효율변화감시, 가동결과의 통계분석, 미래의 가동상황의 예측이나 목표 내지 기준의 설정을 위해, 각 지정노드부하 시간관리트리에서 월, 주, 일, 시, 분과 같은 각 노드 수준에서 임의의 길이의 연속되는 일련의 시간노드들의 그룹을 구성할 수 있으며, 이를 프로파일(Profile)이라 한다. 각 프로파일을 구성하는 각 시간노드들을 프로파일요소(Profile Element)라 하며, 이들 프로파일을 대표하기 위해, 프로파일요소들의 부모노드를 생성하여 2계층 트리를 구성하여 이를 프로파일트리(Profile Tree)라고 하며, 상기 부모노드는 각 프로파일의 명칭, 프로파일로 나타내려는 요소값의 명칭, 프로파일의 용도와 같은 속성값과 프로파일에 행할 수 있는 연산을 그 방법속성으로 갖도록 한다.

프로파일요소들의 수를 프로파일의 길이라 하고, 따라서 부모노드가 특정 시간노드를 나타낼 경우에는 자동적으로 그 길이가 정해진다(예를 들어 일 프로파일은 24개의 시노드, 주 프로파일 7개의 일노드, 시 프로파일 60개 분노드 등).

각 요소들은 특정시간을 나타내는 절대시간(Absolute Time Interval), 즉 특정 노드시간이 될 수도 있으며, 시간의 길이만을 의미하는 상대시간(Relative Time Interval)이 될 수도 있고, 그에 따라 절대시간 프로파일트리와 상대시간 프로파일트리로 구분한다.

상기 각 프로파일요소값의 예로는, 해당 시간동안의 사용 전력량, 전력요금, 가동시간의 pu(Per-Unit)값, 평균전력, 평균전압, 평균전류, 생산량, 평균공간온도, 평균기온, 및 그 외 에너지목표관리를 위해 고려해야할 증기, 압축공기, 냉각수, 인력과 같은 자원(Resource)의 사용량이나 인건비와 같은 비용을 들 수 있다.

각 프로파일의 요소값들은 해당 프로파일이 속하는 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리의 원하는 시간노드들의 속성값들을 복사하거나, 속성값들의 평균이나 합계 또는 차이를 산정하는 것과 같은 연산을 통해 구하거나, 또는 프로파일요소값 생성 모델을 수립하여 산정하거나, 또는 에너지목표관리 경험을 바탕으로 수동으로 설정할 수도 있다.

상기 프로파일트리는 절감을 위한 베이스라인(Baseline)으로 활용하는 베이스라인프로파일트리, 에너지사용의 기준으로 사용하는 에너지사용기준(Reference)프로파일트리, 에너지사용 목표를 나타내는 에너지사용목표프로파일트리, 에너지절감목표를 나타내는 에너지절감목표프로파일트리 및 실제에너지사용값들로 구성하는 실제사용값프로파일트리와 같이 용도에 따라 임의로 생성할 수 있고, 각 프로파일트리는 프로파일요소값들의 생성조건들을 함께 저장하여, 프로파일트리간의 비교 시 동등한 조건으로 의미있는(significant) 비교가 될 수 있도록 한다.

각 노드부하의 1일 24시간 동안의 부하가동 프로파일을 나타내는 프로파일트리를 해당 노드부하의 일부하가동프로파일트리(Daily Load Profile Tree)라 하고, 프로파일요소값은 프로파일의 용도에 따라 각 프로파일요소시간 동안 사용한 평균전력, 평균전압, 평균전류, 상불평형률, 평균가동시간의 PU(Per-Unit)값과 같은 부하의 가동 내지 운영상황을 분석하기 위한 속성값들은 물론 에너지목표관리값, 제품 생산에 투입되는 자원의 양과 비용, 특정 공간에서 사용한 에너지의 양과 비용과 같은 값들이 된다.

또한 임의의 시간에 가동 내지 증가되고 일정시간 가동 후 정지 내지 감소되는 운영 패턴을 반복하는 노드부하의 경우에는 해당 가동시간동안 만의 프로파일트리를 따로 생성하여 이를 해당 노드부하의 독립부하가동프로파일트리(Independent Node Load Profile Tree)라 한다.

상기와 같이 생성된 프로파일트리들에 대하여는 에너지목표관리를 위해 상호 비교, 복사, 매핑(mapping), 기준프로파일 산정, 확률분포 산정, 및 신뢰구간 산정을 포함하는 프로파일트리 연산을 행할 수 있고, 프로파일트리 연산은 부모노드는 부모노드끼리, 각 요소들은 대응하는 요소간에 행함으로써 프로파일트리간의 대응하는 모든 노드들 끼리 동시에 이루어지도록 한다.

프로파일의 길이와 생성조건이 다른 프로파일트리들 간의 비교는 비교의 기준이 되는 프로파일트리를 비교하는 프로파일트리의 생성조건과 길이에 맞추는 프로파일등가변환을 하여 비교하도록 한다.

상기 프로파일트리간의 비교는 다시 프로파일트리간의 차이, 합계, 평균, 편차, 최대값 비교, 최소값 비교 및 상관관계 분석과 같은 세부연산을 포함한다.

상기 프로파일트리의 매핑은 프로파일트리의 각 요소값을 미래노드에 대응하는 노드별로 속성값으로 복사해서 넣는 연산이며, 미래노드의 목표나 기준의 설정 및 미래의 특정 노드시간에서 일어나야 하거나, 일어날 것이 기대되는 이벤트들의 예측에 활용한다.

공장의 경우에는 추가로 각 생산제품별 Lot 별로 2-level 기준비용프로파일트리(Production Profile Tree)들을 구성하고, 각 프로파일요소의 시간은 임의로 원하는 정밀도의 시간으로 구성하며, 각 프로파일요소값은 해당 제품의 생산량 내지 등가생산량, 생산에 투입되는 각종 자원의 양 또는 비용과 같은 생산원가산정에 필요한 정보가 된다. 프로파일의 길이는 Lot 별 생산기준시간, 목표시간 또는 실제시간에 따라 달라질 수 있으며, 해당 생산품명과 Lot 번호를 구별할 수 있는 임의의 명칭의 노드를 생성하여 부모노드로 하고, 해당 생산품을 생산하는 설비나 생산부서를 나타내는 부하노드의 속성으로 저장하여, 해당 Lot의 생산계획이 확정되거나 생산이 시작되면 해당 기준비용프로파일트리를 생산시작시간에 해당하는 시간노드부터 미래노드에 매핑하여 부하의 예측, 국지적인(Micro Level) 목표관리 및 생산원가의 시뮬레이션 산정에 활용한다.

각 연동부하, 연관부하 및 협동부하들의 상대적인 가동 상황을 감시하고 가동결과의 적정성 분석을 위해, 가장 먼저 가동하는 선행부하의 독립부하가동프로파일의 각 프로파일요소들로 첫 행을 구성하고, 후속 가동하는 부하들을 가동 순서대로 해당 부하의 가동시작시간에 해당하는 열부터 해당부하의 독립부하가동프로파일의 각 프로파일요소들을 각 열에 매핑하며, 마지막 후속부하의 독립부하가동프로파일이 끝나는 열이 마지막 열의 번호가 되도록 하여, 나타내는 부하의 총수가 행의 수가 되고, 값이 없는 프로파일요소는 0 또는 null 값을 채워 넣는 행렬을 구성하며 이를 부하가동프로파일행렬(Load Profile Matrix)이라 한다.

각 프로파일행렬은 해당 행렬을 구성하는 프로파일요소들 전부를 자신이나 후손노드들의 속성으로 포함하는 상위의 부하노드의 속성값으로 저장하여, 상기 상위의 부하노드수준에서 행렬의 전 요소값들의 수집과 해당 행렬을 활용하는 에너지목표관리가 가능하도록 한다.

또한 각 부하가동프로파일행렬은 구성원 노드부하들간의 상대적인 가동시간과 정지시간의 허용범위에 관한 정보를 해당 프로파일행렬의 속성값으로 함께 저장하여, 부하들의 공회전 여부의 추적이 가능하도록 한다.

추가로 각 프로파일 행렬의 열의 요소값들의 합으로 프로파일트리를 구성하여 이를 해당 프로파일행렬의 통합프로파일트리(Compound Profile Tree)라 하고, 해당 연동부하, 연관부하, 및 협동부하들의 매 운영주기동안의 전체적인 절감규모산정이나 운영패턴의 적정성 여부 및 효율 분석에 활용한다.

건물의 경우에는 각 공간을 나타내는 에너지부하별로 일정 노드시간동안 해당 공간을 사용 내지 유지하는데 소요된 전력을 비롯한 여타 에너지 형태들의 비용환산 프로파일들로 프로파일행렬을 구성하여 공간유지비용 관리를 할 수도 있다.

현재 노드들과 가까운 미래노드들에 대하여는, 기준으로 산정한 에너지절감목표 프로파일을 매핑하여, 국지적으로 에너지목표관리의 정밀도를 높일 수 있다.

다음에는 도3의 흐름도를 참조하여 에너지목표관리를 시작하여 전체 목표관리기간 동안 절감목표를 달성하기 위해 전력을 관리하고 절감해 나가는 과정을 설명하고자 한다.

먼저 에너지절감관리 시스템을 시작하면, 에너지관리 시스템의 주(Main) 프로그램은 DB 또는 기본정보 저장 파일로부터 전력절감목표관리를 위해 필요한 기본정보들을 불러오고(S101), 불러온 기본정보들을 활용하여 에너지부하관리트리와 에너지시간관리트리 즉 ECO 트리들을 구성한다(S102). 이때 기본정보에 포함된 일부 노드의 속성값들도 함께 세팅되고, 노드들간의 부모와 자식관계를 따라 자동으로 공유, 배분 내지 할당, 및 취합되며 전 노드들의 초기 속성값들이 직접 또는 간접으로 세팅되게 된다.

이때 각 노드의 목표관리값들인 베이스라인값(S103), 기준값(S104), 목표값(S105), 및 목표절감값(S106)들도 함께 설정 또는 산정되어, 시간관리트리와 부하관리트리의 각 노드의 해당 속성값으로 저장된다. 상기 목표관리값들의 설정 내지 산정은, 먼저 Self-setting 방식으로 세팅되는 노드들에 대하여 파일 입력 또는 수동입력을 통해 설정하거나 또는 따로 모델을 정의하여 산정할 필요가 있는 노드들은 해당 노드의 속성으로 정의되어 입력된 모델을 사용하여 산정하며, 나머지 노드들은 앞에서 설명한 바와 같이 트리에서의 부모와 자식관계 및 대응노드 관계를 통해 자동으로 공유, 배분 내지 할당 또는 취합되며 설정된다. 이때 온실가스/에너지 목표관리 의무나 탄소배출권이 할당되어, 의무적으로 일정규모 이상의 에너지를 줄여야만 하는 상황에서는, 상기 주시간관리트리의 뿌리노드 또는 마찬가지로 대응노드인 주에너지부하관리트리의 뿌리노드의 목표값이 주어지게 된다.

에너지관리시스템의 가동이 시작되면, 주기적인 전력절감 목표관리상황 점검과 절감 태스크를 수행하기 위해 목표관리단위시간이 경과되었는지를 검사한다. 목표관리단위시간은 노드시간의 길이가 다른 하나이상의 단위시간이 동시에 경과될 수 있다. 예를 들어 59분 노드가 경과되면 최소목표관리단위시간인 해당 분노드와 함께 부모인 시노드도 경과되게 된다. 목표관리단위시간(들)이 경과되었으면, 최소목표관리단위시간을 비롯한 각 목표관리 단위시간(S107) 경과 시 마다 주기적으로 산정하도록 설정한 에코트리 노드들의 속성값들을 산정하고(S108), 목표값 및 기준값 대비 실제값을 비교하여(S109), 에너지목표관리가 정상적으로 진행되고 있는지의 여부를 판단한다(S110).

상기 판단을 위해, 주시간관리트리에서 직전에 경과된 최소목표관리단위시간 및 상위의 목표관리단위시간에 해당하는 시간노드(들)을 방문하여, 해당 노드시간 동안의 전체 절감목표달성 여부를 포함한 전체적인 전력 사용의 안전성, 타당성 및 적정성 여부를 판단한다. 상기 판단은 각 노드의 노드태스크리스트에서 방문 목적에 해당하는 태스크들을 선택하여 집행함으로서 이루어 진다. 상기 판단은 각 노드의 방법 속성인 노드상태조사와 노드비교를 활용한다.

다음에는 방문한 시간노드의 대응노드인 지정노드시간 부하관리트리의 뿌리노드로 건너가서 각 부하노드들을 설정하는 탐색순서에 따라 방문하며, 경과된 목표관리단위시간 동안의 해당 노드부하의 절감목표달성 여부를 포함한 전력 사용의 안전성, 타당성 및 적정성 여부를 해당 부하노드의 노드태스크리스트를 활용하여 판단한다.

특정 노드를 방문하면 해당 노드가 중심노드가 되고, 에너지목표관리를 수행하는 과정에서, 다른 노드를 일시적으로 방문해야 할 경우에는 재귀적(Recursive)으로 방문하여, 방문목적이 달성되면 본래의 중심노드로 복귀하고, 본래의 방문순서대로 노드방문을 계속하도록 한다.

상기 노드비교는 비교하는 목표관리값에 따라, 따라 베이스라인값비교, 기준값비교 및 목표값비교로 구별하고, 비교하는 대상노드에 따라 노드자신의 지나간 이력과 비교하는 경시비교, 유사한 노드부하끼리 비교하는 상호비교로 구별하며, 또한 비교하는 노드 수에 따라 단순노드비교와 프로파일비교로 구별한다. 상기 노드비교시에는 조건값들의 비교를 먼저 수행하여 공정하고 의미있는 비교가 되도록 한다.

상기 경시비교는 부하노드 자신의 지정노드부하 시간관리트리의 정보를 활용한다. 상기 상호비교는 같은 부하관리트리내의 다른 부하노드들과 비교하며, 이때 비교하는 부하노드들은 해당 노드들의 지정노드부하 시간관리트리의 정보를 활용하여 비교한다. 상기 상호비교는 비교하는 부하노드들을 모드 후손노드로 갖는 상위의 조상노드 수준에서 노드태스크로 정의하고 수행한다.

상기와 같이 매 목표관리단위시간이 경과될 때 마다 각 목표관리 대상 부하노드에 대해서 지속적으로 노드비교를 하여, 그 차이의 원인을 추적 내지 분석하여 지속적으로 에너지 사용량을 감축해 나가는 방법을 연속비교차이분석기법 또는 SCADE(Successive Comparison and Difference Evaluation) 기법으로 부르기로 한다.

상기 노드상태조사는 방문 중인 노드부하가 조사하려는 노드시간 동안 절감목표달성 여부를 포함하여 전력을 안전하고, 타당하며 적정하게 사용하였는지를 판단하기 위해 수행하며, 수행 중 노드비교도 활용할 수 있다. 노드상태조사 태스크의 예로는, 현 가동/정지 상태의 타당성 여부를 조사하는 일체의 점검 및 감시방법, 에너지공급맵트리를 활용한 전체 에너지밸런스의 감시, 공급선로나 관로에서의 손실 추적, 설비 효율 감시, 에너지간의 대체효과 감시, 해당 설비의 안정운영 감시, 및 실시간 신뢰도 및 위험율(Hazard Rate) 감시를 들 수 있다. 상기 신뢰도 및 위험율 산정은 불충분한 고장데이터와 고장없이 운전되는 데이터 누적상황을 활용하기 위하여, 불완전 데이터(Censored Data)를 활용하는 최대우도법(Maximum Likelihood Method) 과 분포형태가 자유로운 복수 파라미터 분포(예를 들면 Weibull 분포)를 사용할 수 있다.

특히 상기 노드상태조사 중 해당 노드시간동안의 전체 공급전력의 품질 및 부하에 미치는 영향평가, 공급선로에서 발생하는 손실의 추적, 전력 부하의 총(Gross) 소비전력, 공급전력과 소비전력의 밸런스(balance) 분석, 추가되는 부하의 한계손실(Marginal Loss)손실 산정, 계측점의 위치와 계측내용 파악, 전력부하 효율 산정 및 그룹으로 묶여서 관찰되는 부하들의 가동상황 내지 패턴을 추적할 필요가 있을 경우에는, 해당 지정노드시간 에너지공급맵트리를 활용한다. 상기 에너지공급맵트리는 기본부하관리트리의 뿌리노드의 속성값으로 저장되며, 모든 시간노드에 대하여 지정노드시간 에너지공급맵트리가 존재하게 된다.

상기 감시 및 판단결과 에너지절감이나 부하운영상황이 적정하지 않다고 판단되면(S110), 상세 원인을 추적하고(S111), 취해야 할 조치를 결정하여 이행한다(S112, S113).

상기 원인의 탐색 내지 추적은 상기 노드상태조사 태스크에 포함되며, 탐색 내지 추적과정에서 정보의 부족으로 불확실성이 존재할 경우에는 이유를 명시하고 해당 탐색경로는 가지치기(prunning)를 하여 우회(bypass)함으로써 탐색이 중단되지 않고 탐색의 품질만이 점진적으로 저하되는 Graceful Degradation 전략을 사용한다.

상기 취해야 할 노드조치에는 기준값이나 목표값의 조정도 포함되고, 지나간 시간노드의 기준값이나 목표값의 조정 외에도, 현재노드나 가까운 미래노드의 기준값이나 목표값도 국지적으로 조정할 수 있으며(Micro Level Adjustment), 조정된 기준값이나 목표값의 조정 이력을 남김으로써, 해당 노드들의 상위노드 수준에서 조정값의 취합이 가능하도록 하고, 조정값의 크기가 일정 범위를 초과하면 부모노드들을 비롯한 상위노드들의 기준값이나 목표값도 조정해 나가도록 한다(MACRO Level Adjustment).

상기와 같이, 에너지목표관리 기간 중에 모든 노드부하에 대하여 모든 시간 상세 수준에서 지속적으로 목표값을 조정 내지 조율하며 달성가능하고 적정한 수준의 절감목표를 설정해 가며 목표관리를 진행해 나감으로써, 각 노드수준에서의 목표달성도를 제고하고 궁극적으로는 목표관리기간 전체적으로도 절감규모를 극대화하는 목표관리기법을 본 발명에서는 연속목표최적화관리기법 또는 SOGM(Successive Optimizing Goal Management)기법이라 한다.

주로 취하는 노드조치로는, 상기 에너지목표관리값의 조정 외에, 조작해야 할 대상 부하에 대한 현재 또는 미래의 가동/정지 지시나 감축/증가 지시, 및 에너지관리관련자들 특히 현장 설비담당자들과의 협력을 통해 노드부하를 조작하는 노드조작을 포함한다. 특정 노드부하의 가동 패턴이 반복적으로 에너지낭비나 손실 또는 과다사용을 유발하는 경우에는 해당 부하노드를 중점관리부하노드리스트에 등재하고, 노드조사 주기를 단축하거나, 보다 긴밀한 양방향조율을 수행하거나(예를 들어, 권장(Recommend)에서 요청(Request)으로 조율 강도를 증가시킨다.), 해당 낭비나 손실요인을 근본적으로 제거하는 방안을 노드태스크리스트에서 선정하여 제시하도록 한다. 또한 시간노드의 경우에도, 해당 노드시간동안 에너지낭비나 손실 또는 과다사용 요인이 크게 증가할 것으로 예상되면(예를들어, 한파나 혹한 등 이상 기온 발생), 해당 시간노드를 중점관리시간노드리스트에 등재하여, 관련부하들의 방문주기 단축하고, 노드태스크리스트에 대처하기 위한 목표관리태스크를 추가하여 관리를 강화하도록 한다.

또한 기본시간관리트리의 각 시간노드들은 해당 노드시간의 전력요금정보를 속성값으로 가짐으로써, 모든 지정노드부하 시간관리트리의 시간노드들이 해당 요금정보를 공유하도록 하고, 현재노드의 지정노드시간 부하관리트리의 노드부하들은 가능한 한 요금이 비싼 시간대에 가동율을 줄이거나 부하를 감소시키도록 목표값을 설정하며, 특히 요금이 바뀌는 경계 시간이나 경계일을 전후의 시간노드들에 대해서는 해당 노드부하의 실시간 부하가용도를 반영한 부하가용도리스트를 활용하여 부하를 천이(Load Shift)시키는 목표값 설정을 하도록 한다.

이어서 목표관리를 위해 취한 조치가 정상적으로 이행되었는지를 Folloe-up 하고(S114, S115). 최종 목표관리기간이 경과 했는지 여부를 검사하여(S116), 경과되지 않았을 경우에는 다시 상기 목표관리단위시간 경과 여부를 검사하는 과정(S107)으로 되돌아 간다.

상기 목표관리단위시간의 경과 여부를 검사한 결과(S107), 최소목표관리단위시간이 경과되지 않았으면, 전체 사용전력량 정보를 비롯한 각종 계측값, 센서값, 및 전력부하의 상태변화와, 공장의 경우에는 추가로 생산관리 정보와 같은 에너지목표관리를 위해 필요한 실시간 정보를, 정보에 따라 구별하여 설정하는 수집 주기에 따라 지속적으로 수집하여, 주시간관리트리와 현재노드들의 지정노드시간 부하관리트리의 해당 노드들의 속성값으로 저장한다(S120).

이어서 에너지관리시스템의 운영모드를 전환해야할 상황이 발생했는지의 여부를 점검하여(S121), 전환해야할 상황이 발생했으면 운영모드들 전환하고(S122). 그 외의 경우에는 관리자의 입력이나 실시간으로 처리해 주어야 할 이벤트성 상황을 처리해주고(S123, S124), 목표관리단위시간이 경과했는지를 점검하는 본래의 반복과정으로 되돌아 간다.

상기 운영모드의 전환 및 상태정보는, 주시간관리트리에서 진입시점에 해당하는 최소목표관리단위시간 시간노드에 속성값으로 저장되고, 대응노드인 지정노드시간 부하관리트리의 뿌리노드인 전체부하노드의 속성값으로 저장되어, 해당 부하관리트리의 모든 부하노드의 속성값으로 공유되며, 다시 상기 각 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리의 대응 시간노드들의 속성값으로도 공유되어, 에코트리들의 모든 노드에서 공유되고 에너지목표관리 태스크 수행에 활용된다.

평상시에는 절감목표관리모드(또는 정상운영모드)에서 운영하며, 매분 실시간 누적전력이 최대수요전력 관리목표를 초과하게 되면 최대수요전력 관리모드에 진입한다.

최대수요전력관리모드에서는 매 분 경과시 마다 수요시한 시작부터의 누적수요전력을 산정하고, 부하가용도리스트에서 감축이 필요한 수요전력에 여유전력을 더한 전력만큼의 부하를 리스트의 상위부터 차단 또는 감축시키거나 최대수요 관리목표전력보다 여유가 생길 경우에부하가용도리스트 하단의 투입이 필요한 부하들을 투입하는 순차보상 최대수요전력 관리기법을 사용하며, 최대수요전력 관리목표값의 갱신 위험이 없어지면 정상운영모드로 복귀하도록 한다.

전력회사의 수요관리에 참여하여 부하감축 요청을 받을 경우에는 수요관리운영모드에 진입하고, 감축요청 시작시간 시점에서 안정적인 감축이 이루어 질 수 있도록 일정 시간 선행 감축을 시작하도록 한다. 이를 위하여 선행감축 시작 시간부터 시작하여 감축요청 종료시간까지에 해당하는 시간노드들의 목표값을 감축요청 부하의 크기에 따라 국지적으로 재조정하도록 하며, 감축의 이행은 상기 최대수요전력 관리의 경우와 마찬가지로 부하가용도리스트를 활용하도록 한다.

자가발전설비, 전력저장설비, 태양광 발전설비 및 신재생에너지설비와 같은 에너지부하의 경우에는, 해당 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리에서 수요관리 요청 시간에 해당하는 시간노드들에 마이너스 목표값을 설정하고, 수요관리로 보상받는 비용과 해당 발전비용을 비교하여 가용도를 산정하고, 마이너스 부하로서 부하가용도 리스트에 포함하고 우선순위에 따라 최대수요전력관리와 수요관리에 활용한다.

전력회사의 긴급절전 요청 시에는 절전규제운영모드에 진입하고, 주어진 절전목표와 시간에 따라 국지적으로 목표값을 수정하고, 상기 수요관리와 유사하게 부하가용도리스트를 활용하여 부하관리를 수행한다.

설비의 고장정지운영모드에서는 해당 노드부하의 목표관리값 산정의 조건값들을 수정하여, 목표관리값을 재 산정하도록 하고, 목표관리값의 파급을 최대한 국지적으로 흡수하고 회복할 수 있도록 하며,

정전이 되어 정전운영모드로 진입할 경우에는, 부하가용도 리스트를 부하긴급도리스트로 전환하고, 투입해 주어야 할 부하들의 실시간 긴급도를 산정하여, 자가 발전 가능 용량의 범위내에서 긴급한 부하 순서로 투입하며, 투입되어 가동됨에 따라 가용도가 생겨나는 부하의 경우, 긴급한 부하들과 대체해 가며 가동/정지를 시키도록 한다. 상기 부하긴급도리스트는 부하가용도리스트와 동일하며, 투입 가동되어도 가용도가 생겨나지 않는 부하도 가용도값이 0으로 리스트에 추가된다. 이때 자가발전설비나 전력저장설비들은 발전 또는 방전할 수 있는 용량과 목표값을 해당 설비 부하노드의 지정노드부하 시간관리트리에서 해당하는 시간노드들에 마이너스 부하로 목표값을 저장하고, 최상위 뿌리노드인 전체전력노드에서 취합한 전체 부하 전력값이 양이 되지 않는 범위 내에서 가동해야할 부하들을 부하긴급도리스트에서 긴급도에 따라 선정하여 가동함으로써, 한정된 발전전력을 안전하게 배분하며 정전시간 동안 대처해 나갈 수 있도록 한다.

전력회사의 긴급절전 요청에 따른 의무감축 시에는 절전규제모드에 진입하고, 주어진 절감목표와 시간에 따라 국지적으로 목표값을 조정하고, 상기 수요관리와 마찬가지로 부하가용도리스트를 활용하여 수행한다.

상기 정상운영모드 이외의 운영모드에서는 해당모드의 진입사유가 끝나면 정상운영모드로 복귀하도록 한다.

이상의 전력 목표관리 상황을 에너지관리관련자들에게 제시하기 위해, 도1과 도2에서의 예시와 같이 부하관리트리와 시간관리트리 및 에너지공급맵트리를, 노드와 Edge로 연결된 트리 형태로 나타낼 수 있다.

노드는 원이나 직 사각형 형태로 나타내고, 각 노드는 자신이 나타내는 시간 구간에서 현재까지 경과된 시간에 비례하는 면적만큼을, 현재까지 목표대비 절감상황을 나타내는 색상으로 채워서 시각화하여 나타낼 수도 있다. 또한 모든 노드를 한 화면에 나타내기 어려울 경우에는, 특정노드를 선택하면 해당 노드의 부속트리(Subtree)만이 전개(Expand)되어 나타나도록 하고, 선택한 노드의 주요 속성값과 노드태스크리스트도 Pop-Up 창으로 나타나도록 하여, 속성값의 수동 입력이나 목표관리를 위한 특정 태스크를 수동으로 선택하여 집행할 수 있다.

노드간의 부모와 자식관계는 관계는 Edge로 연결하여 나타낸다. 도 1에서는 화면표시의 편의를 위해 Edge의 형태를 변형하여 나타내었으나 Edge끼리 연결되는 경우에는 모두 같은 부모노드에서 개별적으로 자식노드와 연결되는 Edge로 취급하도록 한다.

에너지공급맵트리에서는, 선로나 관로가 분기되는 경우에는 해당 분기점에 마이너(Minor)노드를 삽입하여, 선로나 관로의 형상정보와 위치정보가 유지되도록 한다.

도 3은 본 발명의 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리시스템의 구성 블록도이다. 본 발명의 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리시스템은, 에너지관리시스템의 모든 구성요소를 활용하여 에너지목표관리 태스크를 총괄하는 에너지목표관리부(101), 에너지목표관리에 필요한 데이터와 정보를 수집하여 에너지목표관리부에 전달하는 목표관리정보수집부(102), 에너지 목표관리를 위한 모든 데이터와 정보를 저장하고 제공해 주는 데이터베이스(DB)(103), 에너지시간관리트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 시간관리트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지시간관리트리운영부(104), 에너지부하관리트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 부하관리트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지부하관리트리운영부(105), 에너지공급맵트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 에너지공급맴트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지공급맵트리운영부(106), 및 에너지목표관리부로 부터의 출력지시에 따라, 에너지관리관련자들에게 에너지목표관리 상황을 제시해 주고 직간접 부하조작 지시를 이행하거나 절감 조치를 취하는 목표관리조치이행부(107)로 구성된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특히 트리자료구조를 활용하지 않고 직접 데이터베이스를 활용하여 본 발명의 에너지관리 원리를 적용하는 것도 가능하다. 또한 전력 이외의 가스, 오일, 석탄과 같은 에너지와 이들 에너지에 의해 직접 또는 에너지설비에 의해 생성되는 증기, 압축공기, 냉각수 같은 변환된 형태의 에너지에도 적용 가능하다. 또한 특정 조치나 에너지 설비의 변동이 여타 에너지 소비의 증감으로 이어질 경우에도, 해당 조치나 변동이 일어나는 에너지부하들을 모두 후손노드로 포함하는 상위의 부하노드의 관점에서 전체적인 에너지소비의 증감이나 절감효과를 분석할 수 있어서 공장이나 빌딩에 사용하는 총 에너지의 관점에서 에너지 절감을 관리할 수 있다. 본 발명은 또한, 관리대상 자원을 계층적 순차적으로 세분하고, 목표관리 기간도 세분하여, 다양한 상세 수준과 관점에서 관리할 경우 효과적으로 관리될 수 있는 생산제품 및 에산을 포함하는 자원(Resource)에 대하여도 적용 가능하다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 하드 디스크, USB, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법에 있어서,

공장이나 빌딩과 같은 에너지목표관리 대상의 에너지를 소비하는 전체 공장설비나 건물공간을 계층적 및 순차적으로 세분하여, 상위 전체 추상수준의 에너지 부하로 부터 하위의 실제 에너지를 소비하는 단위설비나 기기에 이르기까지 분류된 서로 다른 추상수준의 에너지부하를 생성하고,

관리하려는 전체 에너지목표관리 기간을 계층적 및 순차적으로 세분하여, 구별되는 상세수준의 목표관리단위시간을 생성하여,

상기와 같이 분류한 각 에너지부하의 관점에서 상기와 같이 세분한 각 상세 수준의 목표관리단위시간 동안의 목표관리를 수행하며, 상기 각 목표관리단위시간의 관점에서도 상기 각 추상수준의 에너지부하에 대한 목표관리를 수행하고, 특정 관점과 수준에서 목표관리를 수행하는 과정 중에도, 관점과 수준을 임의로 바꾸어 가며 에너지목표관리를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 1항에 있어서,

상기 계층적으로 세분하여 구분한 각 에너지부하를 부하노드(Load Node)로 나타내고, 에너지부하들 간의 상하관계를 부모와 자식 관계로 나타내는 부하관리트리를 구성하며,

상기 각 부하노드에 대하여는 에너지목표관리를 위해 필요한 정보를 해당 해당 부하노드의 속성으로 정의하여 그 값을 수집, 설정 또는 산정하여 저장하고,

상기 속성값들을 활용하여 에너지목표관리를 위해 수행해야할 태스크들을 각 부하노드의 방법 속성으로 정의하여 저장하고, 해당 태스크 수행 시 호출하여 집행할 수 있도록 하며,

각 부하노드는 목표관리 태스크 수행을 위해 해당 부하노드 방문 시, 해당 노드의 수준과 관점에서 노드 자신과 주변노드들에 저장된 속성값 정보를 활용하여 태스크리스트에 열겨된 목표관리태스크를 수행할 수 있도록 하는 태스크 수행 환경의 중심이 되고,

상기 속성값들의 수집, 설정, 산정 및 활용과정에서, 하나 또는 일부의 부하노드에서 습득한 에너지목표관리 관련 정보는, 상기 부하관리트리 구조 내에서의 부하노드들 간의 부모와 자식 관계를 따라, 부하노드들 간에 자유로이 공유, 전달, 배분 내지 할당, 보고 및 취합이 될 수 있으며, 목표관리태스크도 부모노드와 자식노드들간을 자유로이 이동 방문해 가며 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법
제 1항에 있어서,

상기 세분한 각 상세수준의 목표관리단위시간을 시간노드(Time Node)로 나타내고, 목표관리단위시간 간의 상하관계를 부모와 자식 관계로 나타내는 시간관리트리를 구성하며,

상기 각 시간노드에 대하여는 에너지목표관리를 위해 해당 시간노드에서 필요한 정보를 해당 노드의 속성으로 정의하여 그 값을 수집, 설정 또는 산정하여 저장하고,

상기 속성값들을 활용하여 에너지목표관리를 위해 수행해야할 태스크들을 각 시간노드의 방법 속성으로 정의하여 저장하고, 해당 태스크 수행 시 호출하여 집행할 수 있도록 하며,

각 시간노드는 목표관리 태스크 수행을 위해 해당 시간노드 방문 시, 해당 노드의 수준과 관점에서 노드 자신과 주변노드들에 저장된 속성값 정보를 활용하여 태스크리스트에 열거된 목표관리태스크를 수행할 수 있도록 하는 태스크 수행 환경의 중심이 되고,

상기 속성값들의 수집, 설정, 산정 및 활용과정에서, 하나 또는 일부의 시간노드에서 습득한 에너지목표관리 관련 정보는, 상기 시간관리트리 구조 내에서의 시간노드들 간의 부모와 자식 관계를 따라, 시간노드 간에 자유로이 공유, 전달, 배분 내지 할당, 보고 및 취합이 될 수 있으며, 목표관리태스크도 부모노드와 자식노드들간을 자유로이 이동 방문해 가며 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO Total 에너지관리 방법
제 2항과 3항에 있어서,

상기 부하관리트리의 각 부하노드에 대하여, 해당 노드부하의 지정노드부하 시간관리트리를 지정함으로서, 해당 노드부하에 대한 모든 상세수준의 노드시간에서의 목표관리가 가능하게 하고,

상기 시간관리트리의 각 시간노드에 대하여, 해당 노드시간의 지정노드시간 부하관리트리를 지정함으로서, 해당 노드시간 동안의 모든 추상수준의 노드부하에 대한 목표관리를 가능하게 하며,

특정 부하노드의 지정노드부하 시간관리트리 내에서의 특정 시간노드와, 상기 특정 시간노드의 지정노드시간 부하관리트리 내에서의 상기 특정 부하노드간의 대응관계를 정의하여,

하나 또는 일부의 노드에서 습득한 에너지목표관리 관련 정보는, 상기 부하관리트리들과 시간관리트리들 상호간에도 자유로이 공유, 전달, 배분 내지 할당, 보고 및 취합이 될 수 있고, 목표관리 태스크도 상기 양 트리간을 자유로이 이동하며 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법
제 4항에 있어서,

상기 각 부하노드는 나머지부하노드를 자식노드로 포함할 수 있도록 하여, 각 부모노드의 총 전력 부하가 자식노드들의 전력 부하의 합과 같아지도록 함으로써, 에너지관리 대상에 존재하는 전 전력 부하를 누락 없이 직접 또는 간접으로 에너지관리에 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법
제 4항에 있어서,

상기 지정노드부하 시간관리트리와 지정노드시간 부하관리트리의 각 노드의 초기 목표값의 설정은, 자체적으로 산정 내지 설정하는 Self-Setting 방식과, 부모노드로 부터 배분 내지 할당 받는 Top-Down 방식과, 자식노드들의 목표값을 취합하는 Bottom-Up 방식의 3가지를 포함하고,

주시간관리트리의 뿌리노드나 대응노드인 주부하관리트리의 뿌리노드를 포함하여, 목표값이 자식노드들 보다 먼저 설정되는 노드들은, 자신의 목표값을 사전에 설정하는 배분율에 따라, 자신의 자식노드들에게 할당하거나 또는 대응노드의 자식노드들에게 할당하도록 하며, 모든 자식노드들의 목표값이 자신의 목표값보다 먼저 설정되는 노드의 경우에는, 자식노드들의 목표값을 취합하여 자신의 목표값을 설정하도록 하고, 이때 대응노드의 목표값은 자동적으로 함께 설정되며, 자신의 목표값이 먼저 설정되고 자식노드들 중에도 목표값이 기 설정된 노드가 일부 존재할 경우에는, 자신의 목표값에서 목표값이 기 설정된 자식노드들의 목표값들의 합을 차감한 나머지 값을 목표값이 아직 설정되지 않은 자식노드들에게 사전에 설정하는 배분율에 따라 할당하도록 하고, 자신의 목표값도 설정되고 모든 자식노드들의 목표값도 별도로 기 설정되어, 자식노드들의 목표값들의 합이 자신의 목표값과 일치하지 않을 경우에는, 목표값 부정합노드로서 목표값조율을 수행하도록 하여,

자신의 목표값이 Self-setting 방식으로 설정되는 노드들을 시작으로, 나머지 노드들의 목표값들이 목표값의 배분 및 취합을 통해 자동적으로 이루어지도록 하며,

상기 목표값의 초기 설정은, 설정이 타당하거나 가능한 노드들에 대해서만 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 4항에 있어서,

매 최소목표관리단위시간이 경과될 때마다, 직전에 경과된 관리단위시간(들)의 지정노드시간 부하관리트리에서, 순차적으로 또는 정하는 기준에 따라 순차적 또는 선택적으로 방문하는 각 중심노드에 대해, 해당 노드의 태스크리스트에 열거된 목표관리태스크를 수행하며,

상기 목표관리를 수행하는 과정에서, 자식노드, 부모노드, 또는 다른 노드의 관점에서 상황 판단이나 분석 내지 절감요소 추적을 할 필요가 있을 경우에는, 해당 노드로 이동 방문하여 새로 이동한 노드를 중심노드로 하여 목표관리를 수행하고,

트리간을 이동할 필요가 있을 경우에는 대응노드를 통해 이동하여, 이동한 트리에서는 다시 대응노드를 새로운 중심노드로 시작하여 에너지목표관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 4항에 있어서,

각 지정노드부하 시간관리트리에서 일련의 연속된 시간노드들과 각 시간노드들에 저장된 특정 속성값의 열이나 패턴을 추출하여, 해당 노드부하의 해당 속성값의 프로파일트리를 구성하고, 복수의 시간노드들의 속성값을 함께 필요로 하는 패턴간의 비교 및 분석, 경향 분석, 분포 산정, 및 상관관계분석에 활용하며,

매일 날자가 바뀌는 시점에서 각 노드부하의 기준 일가동프로파일을 새로 시작하는 날의 시간노드들에 매핑하거나, 특정 노드부하가 가동되는 이벤트 발생 시 마다, 해당 노드부하의 독립부하가동프로파일을 해당 가동 시점의 시간노드부터 매핑하여, 단기적 및 국지적(MICRO Level)인 목표값 또는 기준값 설정, 예상 전력요금 산정, 및 부하 예측(Load Forecasting)을 비롯한 목표관리에 활용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 4항에 있어서,

각 노드부하들 간의 상호 가동 연관성을 절감요소발견에 활용하기 위해, 독자적인 조건에 따라 가동되는 독립부하와, 어느 한 부하가 변동되면 일정시간 내에 변동될 것이 기대되거나 예상되는 부하들의 그룹 및 그 멤버부하인 연관부하와, 일련의 부하들이 상호간 일정한 선행, 동반 및 후속관계를 가지고 가동되는 부하들의 그룹 및 그 멤버부하인 연동부하와, 복수의 부하들이 상호 협력하여 공동의 목적으로 사용되는 부하들의 그룹 및 그 멤버부하인 협동부하와, 상호 유사한 조건과 환경에서 운영되는 부하들의 그룹 및 그 멤버부하인 유사부하로 구분하며, 각 그룹의 멤버부하는 상기 하나 이상의 그룹에 속할 수도 있고,

상기 각 부하그룹에 소속된 부하노드들은 같은 부모노드나 가까운 조상노드를 갖도록 부하관리트리를 구성하여, 상기 부하그룹 정보와 관련 에너지공급맵트리 정보를 해당 부모노드나 조상노드의 속성값으로 저장함으로서, 상기 각 멤버부하 자신의 수준에서는 판단하기 어려운 공회전 여부나, 가동 시작시간의 지연 여부, 멤버부하간의 가동 순서의 결정, 공급선로 손실과 같은 가동 상황의 타당성 내지 적정성을 상위의 노드 수준과 관점에서 판단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제4항에 있어서,

각 기본시간관리트리의 각 시간노드들은 해당 노드시간의 전력요금정보를 속성값으로 갖고, 해당 요금정보는 모든 지정노드부하 시간관리트리의 시간노드들과 공유되며, 현재노드의 지정노드시간 부하관리트리의 노드부하들은 실시간 가용도를 산정하여, 전력 요금이 바뀌는 경계 시간이나 경계 일 전후에는 각 노드부하마다의 가용도에 따라 국지적인 연속목표최적화를 통해 요금이 저렴한 시간이나 날자로 부하를 천이(Load Shift)하여 전력요금을 절감하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 4항에 있어서,

에너지관리시스템의 운영모드를, 평상시의 운영모드인 절감목표관리모드, 최대수요전력 관리목표 초과가능 시 진입하는 최대수요전력관리모드, 수요관리시장에 참여하여 전력회사 또는 수요관리사업자로 부터 감축요청을 받았을 경우 진입하는 수요관리운영모드, 전력회사의 긴급 절전 요구 시 진입하는 절전규제운영모드, 고장 정지시 진입하는 고장정지운영모드, 정전 시 진입하는 정전운영모드로 구분하고, 실시간으로 구성하는 부하가용도리스트를 기반으로 활용하여 각 운영모드에 대처하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 4항에 있어서, 본 발명의 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리시스템은,

에너지관리시스템의 모든 구성요소를 활용하여 에너지목표관리 태스크를 총괄하는 에너지목표관리부, 에너지목표관리에 필요한 데이터와 정보를 수집하여 에너지목표관리부에 전달하는 목표관리정보수집부, 에너지 목표관리를 위한 모든 데이터와 정보를 저장하고 제공해 주는 데이터베이스(DB), 에너지시간관리트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 시간관리트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지시간관리트리운영부, 에너지부하관리트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 부하관리트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지부하관리트리운영부, 에너지공급맵트리를 구성 및 관리하고 에너지목표관리부의 지시에 따라, 지정해준 에너지공급맴트리의 각 노드를 방문하여 방문목적에 따라 노드태스크리스트에서 해당 태스크를 선택하여 수행하고 결과를 보고하는 에너지공급맵트리운영부, 및 에너지목표관리부로 부터의 출력지시에 따라, 에너지관리관련자들에게 에너지목표관리 상황을 제시해 주고 직간접 부하조작 지시를 이행하거나 절감 조치를 취하는 목표관리조치이행부로 구성되는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 시스템.
제 4항에 있어서,

에너지목표관리 상황을 에너지관리관련자에게 제시하고, 에너지관리관련자의 요구사항을 처리하며, 양방향조율 노드조치를 통한 에너지목표관리 태스크를 수행하기 위해,

부하관리트리와 시간관리트리 및 에너지공급맵트리를 트리형상으로 나타내며, 특정노드를 클릭하여 선택 내지 방문하면 해당 노드의 부속트리나 자식노드들이 전개(Expend)되어 나타나도록 하고, 선택한 노드의 속성값과 노드태스크리스트가 Pop-Up 창으로 나타나도록 하여, 속성값의 입력 내지 수정이나 목표관리태스크의 선택 및 집행이 가능하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 시스템 및 방법.
제 7항에 있어서,

매 목표관리단위시간이 경과될 때 마다 경과된 시간노드의 지정노드시간 부하관리트리에서,순차적 또는 정해진 순서에 따라 방문하는 각 부하노드마다 해당 중심노드의 목표관리태스크 중 하나인 노드비교를 반복적으로 수행하며,

상기 노드비교는 비교하는 대상에 따라 기준비교, 경시비교, 및 상호비교를 포함하고, 비교하는 노드의 수에 따라 단독노드비교, 프로파일트리비교, 및 프로파일행렬 비교를 포함하며,

상기 노드비교 결과 상기 중심노드의 운영상태의 안전성, 타당성 내지 적정성이 정상범위를 벗어날 경우, 그 원인을 추적하여 노드조치를 취하는 연속비교차이분석기법을 사용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 7항에 있어서,

각 노드부하가 사용한 전력사용값의 적정성을 판단하는 과정에서, 특정 부하노드의 실제조건값들과 목표관리값 설정시의 조건값들과의 차이가 사전에 설정해 놓은 일정 범위를 벗어나면, 해당 부하노드의 지정노드부하 시간관리트리의 현재, 과거 및 미래노드의 목표관리값을 실제조건값을 반영하여 재 조정하며,

상기 목표관리값의 재 조정은 과거노드에 대해서는 정확한 절감값을 산정하고, 현재노드와 미래노드에 대해서는 달성가능하며 절감규모도 증대시킬 수 있는 적정한 목표를 설정하고 목표달성을 위한 절감조치를 취할 수 있도록 하기 위함이며,

상기와 같은 에너지목표관리값들의 국지적인 정밀 조정을 지속적으로 수행하여, 절감목표달성도를 제고하고, 궁극적으로는 목표관리기간 전체적으로도 절감규모를 증대시켜 나가는, 연속목표최적화관리기법(일명 SOGM 기법)을 적용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 7항에 있어서,

에너지목표관리를 수행하는 과정에서, 에너지밸런스(Energy Balance) 조사, 공급 전력품질의 적정성 감시, 및 전력공급 선로에서의 손실추적을 위해, 전력단선도를 기반으로 선로 설비들과 계측점 위치와 전력 부하들을 노드로 나타내고, 케이블을 Edge로 나타내며, 상기 노드들과 Edge의 사양과 위치, 및 형상 정보와, 각 노드 방문 시 수행하기 위한 목표관리태스크 정보를 포함하는 트리자료구조의 에너지공급맵트리(ESMT)를 구성하여 활용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 7항에 있어서,

상기 나머지노드부하의 정의와 함께, 에너지목표관리를 위한 노드조작은 에너지관리시스템이 직접 부하를 조작하는 직접자율조작과, 에너지관리관련자들에게 협조를 구해 조작하는 간접능동조작을 포함함으로서, 에너지 목표관리 대상의 전 에너지 부하를 잠재적인 에너지절감 대상으로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 7항에 있어서,

임의의 상세수준의 에너지부하와 목표관리단위시간에 대하여 베이스라인값과 조정값 및 실제값들을 산정하고 관리할 수 있어서, 전체목표관리기간 종료시점은 물론 임의의 상세 수준의 목표관리단위시간 동안의 임의의 추상수준의 에너지부하에 대한 에너지절감규모의 산정과 관리가 가능해지는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 시스템 및 방법.
제 7항에 있어서,

목표관리태스크를 수행하기 위해 관리해야할 대상 부하를 나타내는 부하노드나 관리해야할 시간 동안을 나타내는 시간노드를 방문하고, 방문할 경우 목표관리태스크가 해당 노드의 관점에서 해당노드를 중심으로 이루어지며, 방문한 노드가 에너지의 과다한 낭비나 손실, 과다사용, 효율저하, 및 안전성에 문제가 있다고 판단되면, 해당 노드를 중점관리하는 지능 자율적이며 능동적으로 에너지목표관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 8항에 있어서,

특정 노드부하를 가동함에 있어서, 해당 지정노드부하 시간관리트리에서, 가동 예정시간에 해당되는 시간노드에 해당 에너지부하의 독립부하가동프로파일을 가상으로 매핑 또는 분할 매핑하여, 사전에 최소 사용전력요금으로 가동할 수 있는 가동시간과 가동패턴을 탐색하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 8항과 제 9항에 있어서,

상기 각 연동부하, 연관부하, 협동부하 및 유사부하에 있어서, 각 부하그룹 마다 소속 노드부하들의 독립 부하가동프로파일행렬을 구성하여, 그룹 내 부하들 상호간의 상대적인 가동상황의 타당성과 적정성을 감시하며,
상기 프로파일행렬의 열의 합으로 해당 프로파일행렬의 통합프로파일트리를 구성하여, 부하그룹의 전체적인 가동상황의 타당성, 적정성 및 절감목표달성 여부의 감시와 판단을 비롯한 목표관리에 활용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 10항에 있어서,

특정 제품을 생산함에 있어서, 투입되는 에너지를 비롯한 모든 자원(Resource)의 기준비용프로파일로, 해당 제품의 기준비용프로파일행렬을 구성하고, 해당 제품의 생산 시작시점에서 상기 기준비용프로파일트리를 해당 제품의 생산 내지 관리를 담당하는 에너지부하의 상기 생산 시작시점에 해당하는 시간노드들에 매핑하여, 해당 제품의 총 원가관리에 활용하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
제 16항에 있어서,

각 노드부하가 소비하는 전력을, 해당 노드부하가 직접 소비하는 순(Net)소비전력과, 해당 노드부하에 전력을 공급하는 선로에서 발생하는 손실을 합한 총(Gross)소비전력으로 구분하고, 해당 노드부하 가동시 한계(Marginal) 가동전력과 비용을 에너지공급맵트리를 활용하여 산정하며, 공급전력의 적정성 감시 및 전력 손실을 추적하고 관리하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.
생산설비의 안정 운영 관리도 에너지관리의 절감요소로 포함하고, 고장 정지시 직간접적인 에너지손실을 유발할 수 있는 주요설비에 대하여, 실시간 신뢰도와 위험율을 산정하여 신뢰도 기반의 수명관리 유자보수를 지원함으로서, 고장정지로 인한 에너지손실을 줄이기 위한 목표관리를 하는 것을 특징으로 하는 MACRO/MICRO 지능 Total 에너지관리 방법.