KR20190020496A - 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치 - Google Patents

전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190020496A
KR20190020496A KR1020170105533A KR20170105533A KR20190020496A KR 20190020496 A KR20190020496 A KR 20190020496A KR 1020170105533 A KR1020170105533 A KR 1020170105533A KR 20170105533 A KR20170105533 A KR 20170105533A KR 20190020496 A KR20190020496 A KR 20190020496A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
daily
devices
amount
weight
Prior art date
Application number
KR1020170105533A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102052247B1 (ko
Inventor
김준혁
이상학
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020170105533A priority Critical patent/KR102052247B1/ko
Publication of KR20190020496A publication Critical patent/KR20190020496A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102052247B1 publication Critical patent/KR102052247B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
    • G01W1/06—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed giving a combined indication of weather conditions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services

Abstract

전력 관리 방법 및 전력 관리 장치가 제공된다. 본 전력 관리 방법에 따르면, 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용할 수 있게 되어, 사용자에게 예측 전력사용량을 제공하고 해당 정보를 기반으로 사용자에게 자동 전력절감 기능을 제공할 수 있게 되므로 자동 전력절감 기능을 통한 전력사용 효율을 향상시킬 수 있고 수요반응 응동 기능을 제공할 수 있게 된다.

Description

전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치 {Method and Device to manage electric power estimating electric power consumption and providing demand response and energy saving actively}
본 발명은 전력 관리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
전력 시스템에서는 공급과 수요 사이에 균형을 이루어야 한다. 이는 제한된 에너지 자원을 합리적으로 이용하는데 있어서 중요하다. 이러한 목적으로 수요 관리 필요성이 부각되고 있으며 현재는 수요 관리의 발전된 형태인 수요 반응(Demand response;DR)에 관한 연구가 증가하고 있다.
7-8월의 한낮이나 혹한기에는 에어컨이나 히터 등 전기제품의 사용량이 급증하면서 전력예비율이 5% 아래로 떨어지는 일이 빈번하게 일어난다. 전력예비율이 낮아질 경우, 고장이나 정기점검으로 인해 1-2개 정도의 발전소가 중단되기만 해도 전력공급에 차질이 벌어질 수 있는 만큼, 전력예비율을 일정 수준 이상으로 높이기 위한 방법을 마련하여야 한다.
수요적인 측면에서는 여름철 과도한 에어컨 사용을 자제하고, 가정이나 사무실, 공공시설 등의 실내 온도를 적정 수준 이상으로 유지하기 위한 캠페인을 진행하기도 한다.
이와 같이, 수요적인 측면에서 전력 수요가 높은 시기에 전력 수요자들을 대상으로 전력 사용량을 절감하게 하는 캠패인을 진행하고, 캠패인에 참여하여 일정 수준 이상 전력 사용량을 절감한 전력 수요자에게는 인센티브를 부여하는 것을 수요 반응이라고 한다.
즉, 수요 반응은 전력 요금의 변화에 따른 소비 사용 형태의 변화로 정의할 수 있고, 또한, 전력 시장 가격이 높을 때 전기 사용을 억제하기 위한 인센티브 지불로써 정의할 수도 있다. 또한, 수요 반응은 전력 소비 행태를 바꾸는 고의적인 과정도 포함한다.
종래 수요관리 사업은 감축량이 일정규모 이상의 공장, 건물을 대상으로 하고 있으며, 부하 기기나 설비 단위까지 자동화된 수요반응 감축이 아닌 관리자에 의한 수동적 감축을 시행하고 있다. 이에 따라, 감축량이 오로지 관리자나 사용자에 의해 결정되고 수행되고, 적용 대상이 일정규모 이상의 공장과 건물에 국한되므로, 수요관리 사업 실행에 따른 감축량에 제한이 있으며, 해당 환경 하에서 감축량은 일반적으로 계약에 의거하여 결정되는 부분이므로, 변화하는 계통이나 소비자의 조건 또는 환경을 능동적으로 반영하는데 한계를 가진다.
이와 같이, 전력사용량은 전력량계를 통해서만 가능하며, 이에 사용자 확인시점의 전력사용량 파악이 어렵다. 또한, 전력사용량을 파악하더라도 예상비용 산정이 불가하며, 이에 사용자가 산술적으로 전력사용량의 많고 적음을 파악하기 어렵다. 또한, 사용자가 측정시점의 전력사용량을 기준으로 전력사용량을 조절하려고 하는 경우에도 별도의 제어가 제공되지 않으므로 오로지 사용자의 경험에 의존하여 전력사용량을 제어해야 하게 된다. 향후, 수요반응 시장에 능동적으로 대처할 수 있는 시스템의 부재로 수요반응 시장의 활성화에 걸림돌이 될 수 있다.
이에 따라, 더욱 능동적으로 전력관리를 할 수 있게 하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 전력 관리 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 장치에 의한 전력 관리 방법은, 일별 전력절감 필요량을 산출하는 단계; 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하는 단계; 및 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 단계;를 포함한다.
그리고, 결정 단계는, 전력사용량에 대한 가중치인 제1 가중치 및 사용자 설정 중요도에 대한 가중치인 제2 가중치를 설정하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도와 설정된 제1 가중치 및 제2 가중치에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정할 수도 있다.
또한, 결정 단계는, 전력사용량 순위에 제1 가중치를 적용한 값과 복수개의 기기의 갯수에서 사용자 설정 중요도를 뺀 값에 제2 가중치를 적용한 값을 합산한 계산값을 각 기기별로 산출하고, 산출된 각 기기별 계산값의 크기 순서에 따라 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정할 수도 있다.
그리고, 일별 전력절감 필요량 산출단계는, 일별 사용가능 전력량과 예상 일별 전력 소비량의 차이를 산출함으로써, 일별 전력절감 필요량을 산출할 수도 있다.
또한, 일별 사용가능 전력량은, 월 설정 전력량에서 현재까지 누적 사용 전력량을 제외한 값을 당월 잔여일로 나누어서 산출될 수도 있다.
그리고, 예상 일별 전력 소비량은, 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 기존 데이터와 패턴매칭하여 산출될 수도 있다.
또한, 적용 단계는, 해당 순서에 대응되는 기기의 동작을 중지시키거나 저전력모드로 동작하게 함으로써 전력 절감을 적용하고, 전력절감 필요량이 만족된 경우 이후 순서에 해당되는 기기들에는 전력 절감을 적용하지 않을 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 장치는, 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 수신하는 통신부; 및 기상정보를 이용하여 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 전력 관리 방법 및 장치를 제공할 수 있게 되어, 사용자에게 예측 전력사용량을 제공하고 해당 정보를 기반으로 사용자에게 자동 전력절감 기능을 제공할 수 있게 되므로 자동 전력절감 기능을 통한 전력사용 효율을 향상시킬 수 있고 수요반응 응동 기능을 제공할 수 있게 된다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 에너지 절감에 초점을 맞춘 경우의 기기별 전력절감 적용 순서를 산출하는 과정을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자 설정 중요도에 초점을 맞춘 경우의 기기별 전력절감 적용 순서를 산출하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을의미한다.
다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이존재함을 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.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 장치(100)의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 전력 관리 장치(100)는 하나의 건물이나 주택 내에 설치되어 해당 건물이나 주택 내에서 소요되는 전력을 관리하는 기능을 수행하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 복수개의 기기(10)와 통신 가능하도록 연결되어 기기(10)들을 제어하게 된다. 여기에서, 기기(10)는 건물이나 주택 내에 설치되는 가전기기 등을 나타내며, 예를 들어, 냉장고, TV, 에어컨 등을 들 수 있다. 그리고, 전력 관리 장치(100)는 통신부(110), 데이터베이스(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
통신부(110)는 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 수신하며, 기상정보에는 대응되는 시간데이터도 포함될 수 있다. 구체적으로, 통신부(110)는 건물 외부에 설치된 온도센서로부터 외기온도 데이터를 수신한다. 그리고, 통신부(110)는 날씨정보 제공 사이트 또는 서버 등으로부터 날씨 데이터를 수신한다. 또한, 통신부(110)는 외부 서버나 시간정보 제공 사이트 또는 서버 등으로부터 시간 데이터를 수신한다. 하지만, 전력 관리 장치(100)는 시간 데이터를 통신부(110)를 통해 수신하지 않고 자체 시간 정보를 이용하여 시간 데이터를 생성할 수도 있음은 물론이다.
외기온도 데이터는 일정 주기당 외기온도값 정보가 포함되어 있으며, 단위는 섭씨온도나 화씨온도가 될 수 있다.
날씨 데이터는 일정 주기당 해당 지역의 날씨 정보를 포함하며, 맑은/흐림/비/눈 등의 4가지가 포함될 수도 있으며, 이보다 더 세부적인 날씨로 구분될 수도 있음은 물론이다.
시간 데이터는 월, 일, 요일, 시간, 분, 초 정보를 포함한다.
이와 같이, 기상정보는 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하며, 시간 데이터도 포함할 수 있으며, 시간 데이터에 외기온도 데이터 및 날씨 데이터가 대응되어 있는 형태의 데이터베이스로 구현될 수 있으며, 일정 주기 당 한개의 기상정보가 발전량 정보 및 사용자 전력사용 정보와 매칭되어 데이터베이스(120)에 저장될 수 있다.
즉, 데이터베이스(120)는 일정 주기로 기존의 기상 정보들이 저장되어 있으며, 예를 들어, 데이터베이스(120)는 1분에 1개의 기상 정보 데이터가 저장되어 있을 수도 있고, 1시간에 1개의 기상 정보 데이터가 저장되어 있을 수도 있다.
또한, 데이터베이스(120)는 기상정보에 대응하는 발전량 패턴, 사용자 전력사용 패턴, 및 사용자 설정 온도 정보가 데이터베이스화 되어 저장되어 있다.
제어부(130)는 전력 관리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하며, 복수개의 기기(10)의 동작도 제어한다. 또한, 제어부(130)는 기상정보를 이용하여 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용한다. 구체적으로, 제어부(130)는 이하에서 설명할 도 2 내지 도 4의 방법들을 수행하게 된다.
도 1에 기재된 전력 관리 장치(100)는 그 자체로 물리적으로 독립된 장치로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 어떤 장치나 시스템의 일부로 포함되어 있는 형태로 구현될 수도 있으며, 컴퓨터나 서버 등에 설치된 프로그램 또는 프레임워크 또는 애플리케이션 등의 소프트웨어 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 전력 관리 장치(100)의 각 구성요소는 물리적 구성요소로 구현될 수도 있고 소프트웨어의 기능 형태의 구성요소로 구현될 수도 있다.
이하에서는, 도 2를 참고하여, 전력 관리 장치(100)의 전력 관리 방법에 대해 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
먼저, 전력 관리 장치(100)는 기상정보를 수신한다(S210). 기상정보는 상술한 바와 같이, 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하며 시간 데이터와 매칭될 수 있다.
그리고, 전력 관리 장치(100)는 현재 학습기간인지 여부를 판단한다(S220). 만약, 학습기간인 경우(S220-Y), 전력 관리 장치(100)는 기계학습을 통해 발전량 패턴, 사용자 전력 사용 패턴 및 사용자 설정온도 관련 데이터베이스를 구축하게 된다(S225). 이 때, 학습기간은 사용자에 의해 설정될 수 있다.
반면, 학습기간이 아닌 경우(S220-N), 전력 관리 장치(100)는 학습을 통해 구축된 데이터베이스에 현재 기상정보와 매칭되는 매칭 데이터가 있는지 여부를 판단한다(S230). 만약, 매칭데이터가 존재하는 경우(S230-Y), 전력 관리 장치(100)는 매칭데이터 기반 발전량 패턴 및 사용자 전력사용 패턴을 이용하게 된다(S240). 반면, 매칭데이터가 존재하지 않은 경우(S230-N), 전력 관리 장치(100)는 최소오차범위 내 데이터 기반 발전량 패턴 및 사용자 전력 사용 패턴을 이용하게 된다(S245).
그 다음, 전력 관리 장치(100)는 일별 사용가능 전력량과 예상 일별 전력 소비량의 차이를 산출함으로써, 일별 전력절감 필요량을 산출한다(S250).
여기에서, 일별 사용가능 전력량은 월 설정 전력량에서 현재까지 누적 사용 전력량을 제외한 값을 당월 잔여일로 나누어서 산출된다. 월 설정 전력량은 한달에 사용하도록 설정된 전력량으로, 수요반응에 응동하고 있는 경우에는 수요반응에서 요구되는 월 설정 전력량에 해당되고, 수요반응에 응동하고 있지 않은 경우에는 사용자에 의해 설정된 월 설정 전력량에 해당된다.
또한, 예상 일별 전력 소비량은, 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 기존 데이터와 패턴매칭하여 산출된다. 즉, 전력 관리 장치(100)는 예상 일별 전력 소비량을 과거에 유사한 외기온도와 날씨의 기상정보일 때 하루에 소비되었던 사용자 전력 사용 패턴에 기반하여 예상을 하게 되는 것이다. 또한, 태양광 발전장치가 포함되어 있는 경우, 전력 관리 장치(100)는 유사한 기상정보를 가진 과거의 하루 전력 소비량에서 유사한 기상정보를 가진 과거의 하루 발전량을 뺀 나머지 값을 예상 일별 전력 소비량으로 산출할 수도 있다. 예를 들어, Pd.tot는 예상 일별 전력 소비량, Pd.user 일일 사용자 사용 전력량, Pd.pv는 일일 태양광 발전량을 나타낸다면, 예상 일별 전력 소비량은 Pd.tot = Pd.user - Pd.pv와 같은 수식으로 표현될 수 있다.
즉, Pm.set이 월 설정 전력량, Pcum이 누적 사용 전력량(즉, 매월 1일부터 측정시점까지 누적된 전력 사용량), Dremain이 당월 잔여일, Pd.tot가 예상 일별 전력 소비량을 나타낼 경우, 일별 전력절감 필요량은 아래와 같은 수식으로 산출된다.
일별 전력절감 필요량 = | {(Pm.set - Pcum)/Dremain} - Pd.tot |
그 후에, 전력 관리 장치(100)는 전력사용량에 대한 가중치인 제1 가중치 및 사용자 설정 중요도에 대한 가중치인 제2 가중치를 설정하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도와 설정된 제1 가중치 및 제2 가중치에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정한다(S260). 구체적으로, 전력 관리 장치(100)는 전력사용량 순위에 제1 가중치를 적용한 값과 복수개의 기기의 갯수에서 사용자 설정 중요도를 뺀 값에 제2 가중치를 적용한 값을 합산한 계산값을 각 기기별로 산출하고, 산출된 각 기기별 계산값의 크기 순서에 따라 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하게 된다.
즉, 기기별 전력사용량 순위를 C1, 제1 가중치를 w1, 복수의 기기 갯수를 k, 사용자 설정 중요도를 C2, 제2 가중치를 w2로 지정한 경우, 전력절감 적용 순서를 결정하기 위한 각 기기별 계산값은 아래의 수식으로 산출된다.
계산값 = (w1×C1)+{w2×(k-C2)}
전력 관리 장치(100)는 위의 계산값을 모든 기기들에 대해 산출하고, 산출된 각 기기별 계산값의 크기 순서에 따라 복수의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하게 된다.
이와 관련한 구체적인 예를 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 에너지 절감에 초점을 맞춘 경우의 기기별 전력절감 적용 순서를 산출하는 과정을 도시한 도면이다. 도 3의 경우 에너지 절감에 초점을 맞춘 경우이므로 제1 가중치를 제2 가중치보다 더 큰값으로 설정한 것을 확인할 수 있다.
도 3의 표에 도시된 바와 같이, 위의 수식을 이용하여 전기밥솥, 컴퓨터, 에어컨, 냉장고, TV에 대한 계산값을 산출하고 그 순위를 매겨본 결과, 에너지 절감 적용 순서는 에어컨, TV, 컴퓨터, 냉장고, 전기밥솥 순이 된 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자 설정 중요도에 초점을 맞춘 경우의 기기별 전력절감 적용 순서를 산출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4의 경우 사용자 설정 중요도에 초점을 맞춘 경우이므로 제1 가중치를 제2 가중치보다 더 작은값으로 설정한 것을 확인할 수 있다.
도 4의 표에 도시된 바와 같이, 위의 수식을 이용하여 전기밥솥, 컴퓨터, 에어컨, 냉장고, TV에 대한 계산값을 산출하고 그 순위를 매겨본 결과, 에너지 절감 적용 순서는 에어컨, 컴퓨터, TV, 전기밥솥, 냉장고 순이 된 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 에너지 절감에 초점을 맞추는지 아니면 사용자 설정 중요도에 초점을 맞추는지에 따라 제1 가중치와 제2 가중치를 조절함으로써, 전력 관리 장치(100)는 사용자가 원하는 방향으로 전력 사용량을 조절할 수 있게 된다.
이와 같이, 전력 관리 장치(100)는 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하게 된다.
다시 도 2로 돌아가, 전력 관리 장치(100)는 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하게 된다(S270). 구체적으로, 전력 관리 장치(100)는 해당 순서에 대응되는 기기의 동작을 중지시키거나 저전력모드로 동작하게 함으로써 전력 절감을 적용하고, 전력절감 필요량이 만족된 경우 이후 순서에 해당되는 기기들에는 전력 절감을 적용하지 않게 된다.
예를 들어, 전력절감 필요량이 1000kW인 경우를 가정하고, 에어컨은 저전력모드로 300kW를 절감할 수 있고, TV는 동작중지로 300kW를 절감할 수 있고, 컴퓨터는 저전력모드로 100kW를 절감할 수 있고, 냉장고는 저전력 모드로 400kW를 절감할 수 있고, 전기밥솥은 동작중지로 200kW를 절감할 수 있다고 가정한다.
그러면, 도 3과 같이 에너지 절감 적용 순서가 에어컨, TV, 컴퓨터, 냉장고, 전기밥솥 순서로 결정된 경우, 전력 관리 장치(100)는 에어컨을 저전력모드(300kW)로 동작시키고, 그다음 TV를 동작중지(300kW)시키고, 그다음 컴퓨터를 저전력모드(100kW)로 동작시키고, 그다음 냉장고를 저전력모드(400kW)로 동작시킴으로써, 총 1100kW를 절감하면서, 전기밥솥은 정상적으로 동작시키게 된다.
반면, 도 4와 같이 에너지 절감 적용 순서가 에어컨, 컴퓨터, TV, 전기밥솥, 냉장고 순서로 결정된 경우, 전력 관리 장치(100)는 에어컨을 저전력모드(300kW)로 동작시키고, 그다음 컴퓨터를 저전력모드(100kW)로 동작시키고, 그다음 TV를 동작중지(300kW)시키고, 그다음 전기밥솥을 동작중지(200kW)시키고, 그다음 냉장고를 저전력모드(400kW)로 동작시킴으로써, 총 1300kW를 절감하면서, 모든 기기에 전력절감을 적용하게 된다.
이와 같은 과정을 통해, 전력 관리 장치(100)는 사용자에 의해 설정된 제1 가중치 및 제2 가중치의 값에 따라 사용자가 원하는 형태로 전력 절감을 수행할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)의 기능 및 전력 관리 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물은 다른 유형의 디지털 전자 회로로구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다.
따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이속하는 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 전력 관리 장치
110 : 통신부
120 : 데이터베이스
130 : 제어부
10 : 기기

Claims (8)

  1. 전력 관리 장치에 의한 전력 관리 방법에 있어서,
    일별 전력절감 필요량을 산출하는 단계;
    복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하는 단계; 및
    일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 단계;를 포함하는 전력 관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    결정 단계는,
    전력사용량에 대한 가중치인 제1 가중치 및 사용자 설정 중요도에 대한 가중치인 제2 가중치를 설정하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도와 설정된 제1 가중치 및 제2 가중치에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    결정 단계는,
    전력사용량 순위에 제1 가중치를 적용한 값과 복수개의 기기의 갯수에서 사용자 설정 중요도를 뺀 값에 제2 가중치를 적용한 값을 합산한 계산값을 각 기기별로 산출하고, 산출된 각 기기별 계산값의 크기 순서에 따라 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    일별 전력절감 필요량 산출단계는,
    일별 사용가능 전력량과 예상 일별 전력 소비량의 차이를 산출함으로써, 일별 전력절감 필요량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    일별 사용가능 전력량은,
    월 설정 전력량에서 현재까지 누적 사용 전력량을 제외한 값을 당월 잔여일로 나누어서 산출되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    예상 일별 전력 소비량은,
    외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 기존 데이터와 패턴매칭하여 산출되는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    적용 단계는,
    해당 순서에 대응되는 기기의 동작을 중지시키거나 저전력모드로 동작하게 함으로써 전력 절감을 적용하고, 전력절감 필요량이 만족된 경우 이후 순서에 해당되는 기기들에는 전력 절감을 적용하지 않는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
  8. 외기온도 데이터 및 날씨 데이터를 포함하는 기상정보를 수신하는 통신부; 및
    기상정보를 이용하여 일별 전력절감 필요량을 산출하고, 복수개의 기기들의 전력사용량 및 사용자 설정 중요도에 기초하여, 복수개의 기기들의 전력절감 적용 순서를 결정하며, 일별 전력절감 필요량만큼 일별 사용 전력이 절감되도록, 결정된 전력절감 적용 순서에 따라 복수개의 기기들 각각에 전력 절감을 적용하는 제어부;를 포함하는 전력 관리 장치.
KR1020170105533A 2017-08-21 2017-08-21 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치 KR102052247B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105533A KR102052247B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105533A KR102052247B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190020496A true KR20190020496A (ko) 2019-03-04
KR102052247B1 KR102052247B1 (ko) 2019-12-04

Family

ID=65759995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170105533A KR102052247B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102052247B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048848A (ko) * 2019-10-24 2021-05-04 (주)이젝스 에너지 관리 시스템 및 그 관리 방법
WO2022092500A1 (ko) * 2020-10-30 2022-05-05 라온프렌즈 주식회사 유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240048244A (ko) 2022-10-06 2024-04-15 정원석 스마트 접속함

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942266B1 (ko) * 2009-01-21 2010-02-16 주식회사 소프트런 전력관리 시스템, 전력관리 방법 및 전력관리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체
JP2011078182A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 電力監視システム
KR20120042312A (ko) * 2010-10-25 2012-05-03 삼성전자주식회사 전력 관리 장치, 그를 가지는 전력 관리 시스템 및 그 제어 방법
KR20130045006A (ko) * 2011-10-25 2013-05-03 한국전력공사 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템
KR101537620B1 (ko) * 2009-10-20 2015-07-17 엘지전자 주식회사 전력공급네트워크 시스템 및 그 제어방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942266B1 (ko) * 2009-01-21 2010-02-16 주식회사 소프트런 전력관리 시스템, 전력관리 방법 및 전력관리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체
JP2011078182A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 電力監視システム
KR101537620B1 (ko) * 2009-10-20 2015-07-17 엘지전자 주식회사 전력공급네트워크 시스템 및 그 제어방법
KR20120042312A (ko) * 2010-10-25 2012-05-03 삼성전자주식회사 전력 관리 장치, 그를 가지는 전력 관리 시스템 및 그 제어 방법
KR20130045006A (ko) * 2011-10-25 2013-05-03 한국전력공사 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048848A (ko) * 2019-10-24 2021-05-04 (주)이젝스 에너지 관리 시스템 및 그 관리 방법
WO2022092500A1 (ko) * 2020-10-30 2022-05-05 라온프렌즈 주식회사 유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102052247B1 (ko) 2019-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shi et al. Estimating the profile of incentive-based demand response (IBDR) by integrating technical models and social-behavioral factors
Jin et al. Foresee: A user-centric home energy management system for energy efficiency and demand response
Fuller et al. Analysis of residential demand response and double-auction markets
Masy et al. Smart grid energy flexible buildings through the use of heat pumps and building thermal mass as energy storage in the Belgian context
Patteeuw et al. Comparison of load shifting incentives for low-energy buildings with heat pumps to attain grid flexibility benefits
Chen et al. MPC-based appliance scheduling for residential building energy management controller
Chassin et al. A new thermostat for real-time price demand response: Cost, comfort and energy impacts of discrete-time control without deadband
Anvari-Moghaddam et al. Optimal smart home energy management considering energy saving and a comfortable lifestyle
Bruninx et al. Short-term demand response of flexible electric heating systems: The need for integrated simulations
Li et al. Developing smart and real-time demand response mechanism for residential energy consumers
Wang et al. Consensus control strategy of an inverter air conditioning group for renewable energy integration based on the demand response
US20190310667A1 (en) System for providing thermostat configuration guidance
Corbin et al. Predictive control of residential HVAC and its impact on the grid. Part I: simulation framework and models
Jin et al. User-preference-driven model predictive control of residential building loads and battery storage for demand response
Tahersima et al. An intuitive definition of demand flexibility in direct load control
Wang et al. Dynamic control strategy of residential air conditionings considering environmental and behavioral uncertainties
Pan et al. Impacts of optimization interval on home energy scheduling for thermostatically controlled appliances
KR20190020496A (ko) 전력사용을 예측하고 능동적으로 수요반응 및 에너지 절감을 제공하는 전력관리 방법 및 장치
Georges et al. A general methodology for optimal load management with distributed renewable energy generation and storage in residential housing
WO2019008698A1 (ja) 運転制御装置、空気調和システム、運転制御方法および運転制御プログラム
Vandermeulen et al. Flexibility offered by residential floor heating in a smart grid context: the role of heat pumps and renewable energy sources in optimization towards different objectives
US20180238572A1 (en) Modeling and controlling heating, ventilation, and air conditioning systems
Basnet et al. Effect of demand response on residential energy efficiency with direct load control and dynamic price control
Watari et al. Thermal comfort aware online energy management framework for a smart residential building
Alic et al. Consumer flexibility driven energy management for air conditioning systems in a building community

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant