KR20200112263A

KR20200112263A - 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템 및 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법

Info

Publication number: KR20200112263A
Application number: KR1020190032479A
Authority: KR
Inventors: 정호석
Original assignee: 정호석
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-10-05

Abstract

전력을 소비하는 복수의 설비로의 전력 공급을 제어하고, 설비에 공급되는 전력량을 측정하고, 설비의 동작 상황을 확인하는 설비 제어기, 및 실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보에 관련지어진 전력 공급 제어 시나리오에 근거하여, 설비에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 명령을 설비 제어기로 전송하는 가상 엔드 노드를 포함하는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템을 개시한다. 특히, 가상 엔드 노드는 전력 예비율 정보와 설비별 전력량 측정 정보 및 설비 정보를 이용하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 전력 예비율 정보의 단계별로 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보와 전력량 측정 정보 및 설비 정보에 근거하여 수요 자원 및 전력 제어 시나리오를 갱신할 수 있다.

Description

수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템 및 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법{SYSTEM FOR INTEGRATED ENERGY MANAGEMENT BASED ON DEMAND MANAGING AND METHOD TEHEREFOR}

본 발명은, 전력의 소비자측의 수요 자원을 전력 예비율 또는 전력 차단 요청량에 근거하여 능동적으로 선택/변경하고, 선택된 수요 자원으로의 전력 공급을 제어할 수 있는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템 및 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법에 관한 것이다.

정부의 에너지 정책이 공급 위주에서 수요 관리 중심으로 변화하면서 수요 자원의 중요성이 부각되고 있으며, 기존 발전소 부지 고갈, 전력 시설 기피, 환경 규제 강화, 원전에 대한 안전성 우려 증가 등에 따른 전력 고급 설비 확충이 곤란하게 되었다.

이에, 현재 우리나라에서는 2014년에 개설된 에너지 효율화와 보존을 통한 소비 감량을 의미하는 네가와트(Negawatt)를 시행하고 있다. 네가와트는 절전을 통하여 얻어지는 "아낀 전기"를 의미한다. 이러한 네가와트는 수요 관리를 통한 에너지 절감 활동을 포함한다. 수요 관리는 수요 반응(DR; Demand Response)과 에너지 효율(EE; Energy Efficiency) 관리를 포함한다.

수요 반응 기술은 스마트 그리드 기술의 핵심 요소로서, 기존의 전력 시장에서 전력 생산자와 전력 소비자가 서로 정보를 주고받으면서, 생산자는 필요한 만큼의 전력을 생산하고 소비자는 자기에게 맞는 시간대에 최소의 전력을 소비할 수 있게 한다.

이러한 수요 반응 기술은, 2016년 말까지는 수동 전력 조절에 기반하여 구현되었으나, 현재에는 별도의 소비자의 개입 없이 미리설정된 기간 동안 자동으로 전력 소비를 감축하는 관리 시스템에 의해 구현되고 있다. 이러한 자동화된 수요 반응 관리 시스템의 운용은 에너지 관리 통신 표준인 Open ADR이나 SEP를 사용한다.

스마트 그리드 환경에서 빌딩 내 설비의 절력 절감을 위한 Open ADR 기반의 자동 수요 반응 관리 시스템은, 수요 관리 사업자가 수요 반응 이벤트를 생성하면, 해당 사업자와 계약이 되어 있는 가입자의 수요 반응 클라이언트로 수요 반응 이벤트에 대한 정보가 전달된다. 빌딩 내 설비와 연결되어 있는 수요 반응 클라이언트는 수신된 수요 반응 이벤트 정보를 확인하여 정해진 시간만큼 자동으로 설비의 동작을 제어하여 전력 소비량을 감축할 수 있다.

종래의 자동 수요 반응 관리 시스템의 일례로서, 한국 공개특허 제10-2012-0114435호(명칭: 수요반응 기반의 전력사용량 관리 방법)를 들 수 있다. 여기서는, 제어 가능한 부하를 그룹화하고, 부하 차단 횟수를 균등하게 제어하는 순차 제어 방식과 중요도가 낮은 부하일수록 먼저 차단하고 나중에 복귀시키는 우선순위 제어를 혼합하여 제어하고 있다.

하지만, 이러한 일률적인 제어 방식은 수요 반응 관리의 실제 현장에 적용되기 어려우므로, 더욱 다양하고 세부적인 제어 방안이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 대응하여, 실제 현장에 적용되어 효율적인 수요 반응 관리를 실현할 수 있는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템을 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템은, 전력을 소비하는 복수의 설비로의 전력 공급을 제어하고, 상기 설비에 공급되는 전력량을 측정하고, 상기 설비의 동작 상황을 확인하는 설비 제어기, 및 실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보에 관련지어진 전력 공급 제어 시나리오에 근거하여, 상기 설비에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 명령을 상기 설비 제어기로 전송하는 가상 엔드 노드를 포함한다. 여기서, 상기 설비 제어기는: 제어 대상인 상기 설비에서 소비되는 전력량과 관련된 전력량 측정 정보를 생성하는 설비 전력 정보 생성부, 상기 설비의 동작 상황을 점검하여 설비 정보를 생성하는 설비 점검부, 입력되는 급전 제어 명령에 따라 적어도 하나의 상기 설비로의 전력 공급을 허용/차단시키는 전력 공급 제어부를 포함한다. 그리고 상기 가상 엔드 노드는: 전력 수급량을 관리하는 가상 탑 노드로부터 전력 예비율 정보를 수집하고 급전 할당 지시를 수신하는 전력 예비율 정보 수집부, 상기 설비 제어기로부터 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 수신하는 설비 전력량 및 정보 수집부, 상기 전력 예비율 정보와 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 이용하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 상기 전력 예비율 정보의 단계별로 상기 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 상기 전력 예비율 정보와 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보에 근거하여 상기 수요 자원 및 상기 전력 제어 시나리오를 갱신하는 수요 자원 관리부, 상기 가상 탑 노드로부터 전력 차단 요구량 및 전력 차단 시간을 포함하는 상기 급전 할당 지시를 수신하면, 현재의 상기 전력 제어 시나리오에 근거하여 상기 설비 제어기로 상기 급전 제어 명령을 제공하는 제어 기능부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가상 엔드 노드는, 소정의 설비에 대하여 과거에 획득한 상기 전력량 측정 정보를 통해 예측 전력량 정보를 생성하는 전력량 예측부, 소정 설비에 대하여 실시간으로 획득된 상기 전력량 측정 정보가 상기 설비의 예측 전력량 정보와 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 설비가 이상 동작중인 것으로 판단하는 설비 상태 예측부를 더 포함할 수 있다.

상기 가상 엔드 노드는, 소정 설비에 대하여 실시간으로 획득되는 상기 설비 정보가 같은 시간대의 과거에 획득한 상기 설비 정보에 비하여 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 설비가 이상 동작중인 것으로 판단하는 설비 상태 예측부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가상 엔드 노드는, 이상 동작중인 것으로 판단된 설비는 상기 수요 자원으로부터 제외시키고, 상기 설비가 제외된 상기 수요 자원을 이용하여 상기 전력 제어 시나리오를 갱신할 수 있다.

또한, 상기 전력 제어 시나리오는, 상기 급전 할당 지시의 전력 차단 요구량 및, 복수의 상기 수요 자원별 전력 소비량, 우선순위, 전력 차단시 예상되는 절감 비용 또는 보상금 또는 손실 비용, 누적 차단 시간 또는 차단 횟수, 과거의 동작 상황 이력, 현재의 동작 상황 중 적어도 하나에 근거하여 설정될 수 있다.

또한, 상기 가상 엔드 노드는, 미리 정의된 최적해 알고리즘과, 제1 휴리스틱 알고리즘과, 제2 휴리스틱 알고리즘의 각각으로부터 전력 공급을 제어할 수요 자원을 각각 결정하고, 결정된 각각의 수요 자원들을 비교하여, 상기 전력 제어 시나리오가 적용될 수요 자원으로서 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법은, 전력을 소비하는 복수의 설비로의 전력 공급을 제어하고, 상기 설비에 공급되는 전력량을 측정하고, 상기 설비의 동작 상황을 확인하는 설비 제어기, 및 실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보에 관련지어진 전력 공급 제어 시나리오에 근거하여, 상기 설비에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 명령을 상기 설비 제어기로 전송하는 가상 엔드 노드를 포함하는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템에 의해 수행될 수 있다. 여기서, 상기 방법은, 상기 설비 제어기가, 제어 대상인 상기 설비로 공급되는 전력량을 측정하여 전력량 측정 정보를 생성하고, 또한, 상기 설비의 동작 상황을 점검하여 설비 정보를 생성하는 것; 상기 가상 엔드 노드가, 전력 수급량을 관리하는 가상 탑 노드로부터 전력 예비율 정보를 수집하고, 또한, 상기 설비 제어기로부터 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 수신하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 상기 전력 예비율 정보의 단계별로 상기 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 상기 전력 예비율 정보와 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보에 근거하여 상기 수요 자원 및 상기 전력 제어 시나리오를 갱신하는 것; 상기 가상 엔드 노드가, 상기 가상 탑 노드로부터 전력 차단 요구량 및 전력 차단 시간을 포함하는 급전 할당 지시를 수신하면, 현재의 상기 전력 제어 시나리오에 근거하여 상기 설비 제어기에 전력 절감을 지시하는 급전 제어 명령을 전송하는 것; 상기 설비 제어기가, 상기 급전 제어 명령에 따라 적어도 하나의 상기 수요 자원으로의 전력 공급을 허용/차단시키는 것을 포함한다.

또한, 상기 가상 엔드 노드가, 소정의 수요 자원에 대하여 과거에 획득한 상기 전력량 측정 정보를 통해 예측 전력량 정보를 생성하고, 상기 수요 자원에 대하여 실시간으로 획득되는 상기 전력량 측정 정보가 상기 예측 전력량 정보와 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 수요 자원이 이상 동작중인 것으로 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전력 제어 시나리오는, 상기 수요 자원의 과거의 동작 상황 이력, 누적 차단 시간 또는 차단 횟수, 현재의 동작 상황 중 적어도 하나에 근거하여 설정될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템 및 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법에 의하면, 각 설비의 에너지 소모 현황을 빅데이터 기반으로 관리하고, 관리되는 데이터는 전력 정보와 설비의 안전에 관련된 정보 등과 복합적으로 고려되어 수요 예측에 활용되고, 이로써 수요 자원으로서 참여할 수 있는 설비를 모아서 전력 수요 자원 시장에서 거래하거나 자체 에너지 절감에 활용할 수 있게 된다

이로써, 수용가 또는 공장에서, 전력 소비 효율을 최대화하고, 전력 비용을 최소화할 수 있으며, 전력을 거래하여 오히려 이익을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 일부 구성부를 보다 구체적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 네트워크 연결 관계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 엔드 노드의 구성 및 연결 관계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 자원을 선정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수요량을 예측하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 방법에 따라 수요 전력량의 예측 결과를 실시간으로 갱신하는 시뮬레이션 과정을 보여준다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 자원의 동작 상태를 점검하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 전력 제어 시나리오에서 수요 자원을 관리하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 수요 자원을 선정하기 위해 복수의 알고리즘 활용하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 12는 최적 알고리즘을 구현하는 방식을 보여주는 도면이다.
도 13은 최적 알고리즘을 구현하는 흐름도이다.
도 14는 제1 휴리스틱 알고리즘을 설명하는 도면이다.
도 15는 제2 휴리스틱 알고리즘을 설명하는 도면이다.
도 16은 최적 알고리즘과 제1 및 제2 휴리스틱 알고리즘을 조합한 결과를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템 및 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 구성을 개략적으로 설명한다. 본 발명에서 제안하는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템은, 가상 탑 노드(VTN; Virtual Top Node)(100)와, 가상 엔드 노드(VEN; Virtual End Node)(200)와, 설비 제어기(300)와, 복수의 설비들(400)을 포함하여 구성될 수 있다.

가상 탑 노드(100)는, 발전소 또는 전력 공급 업체로부터 전력을 공급받아 수용가에게 공급하는 주체이다. 가상 탑 노드(100)는 각 수용가에게 공급된 전력량(또는, 각 수용가에서 소비한 전력량)을 분석하고, 해당 전력량에 대응하는 비용을 부과한다.

또한, 가상 탑 노드(100)는 전력의 생산량 대비 수요량을 분석하여, 전력 예비율을 계산하고, 계산된 전력 예비율을 네트워크를 통해 공개하고, 요청하는 대상에게 전력 예비율 정보로서 제공해 줄 수 있다. 또한, 가상 탑 노드(100)는, 현재 및 미래의 전력 공급 및 소비를 관리하기 위하여, 각 수용가에게, 계산된 전력 예비율에 근거하여 전력 소비를 어느 정도 절감하도록 요청 또는 지시하는 급전 할당 지시를 전송할 수 있다.

더욱, 가상 탑 노드(100)는, 각 수용가가 급전 할당 지시에 대응하여 전력 소비를 절감하였을 때, 절감량에 대응하는 보상을 지급할 수 있다.

설비(400)는, 전력을 소비하고자 하는 수용가가 구비하는 적어도 하나의 또는 복수의 기계 장치일 수 있다.

가상 엔드 노드(200)는, 가상 탑 노드(100) 및 설비 제어기(300)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 가상 엔드 노드(200)는, 가상 탑 노드(100)에서 실시간으로 제공하는 전력 예비율 정보를 수집할 수 있다. 또한, 설비 제어기(300)로부터 전력량 측정 정보 및 설비 정보를 수신할 수 있다.

그리고 가상 엔드 노드(200)는, 전력 예비율 정보와 설비별 전력량 측정 정보 및 설비 정보를 이용하여, 전력 제어가 가능한 설비(400)를 수요 자원으로서 설정하고, 전력 예비율 정보의 단계별로 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보와 전력량 측정 정보 및 설비 정보에 근거하여 전력 제어 시나리오를 실시간으로 갱신할 수 있다. 갱신된 전력 시나리오에 근거하여, 가상 엔드 노드(200)는 설비 제어기(300)로 전력 소비를 절감하기 위하여 수요 자원으로의 전력 공급을 제어하도록 지시하는 급전 제어 명령을 전송할 수 있다.

더욱, 가상 엔드 노드(200)는, 가상 탑 노드(100)로부터 급전 할당 지시를 수신하면, 현재의 전력 제어 시나리오에 근거하여 설비 제어기(300)로 급전 제어 명령을 제공할 수 있다.

설비 제어기(300)는, 적어도 하나 또는 복수의 설비들(400)로의 전력 공급을 제어할 수 있다. 즉, 설비 제어기(300)는 연결된 설비들(400) 중 특정의 것을 선택하여 또는 전체에 대하여 전력 공급을 온/오프시키거나 공급량을 감소/증가시킬 수 있으며(예를 들면, 공급 전압/전류의 크기/주파수/듀티/PWM 등을 제어하는 등으로 공급하는 전력의 품질을 변경하는 것을 포함함), 각 설비에 공급되어 소비된 전력량을 계측할 수 있다.

특히, 설비 제어기(300)는, 공급된 전력량에 기초하여, 또는 별도로 구비된 센서를 이용하여 각 설비(400)의 동작 상황을 점검할 수 있다.

이러한 구성의 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템에 의하여, 전력 제어 대상인 설비로 공급되는 전력량을 측정하여 전력량 측정 정보를 생성하고, 각 설비의 동작 상황을 점검하여 설비 정보를 생성하고, 전력 예비율 정보와 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 수신하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 상기 전력 예비율 정보의 단계별로 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고 또한 실시간으로 갱신할 수 있게 되고, 이로써, 전력 차단 요구량을 포함하는 급전 할당 지시가 발생했을 때, 현재의 전력 제어 시나리오에 근거하여 각 수요 자원으로의 전력 공급을 허용/차단시킴으로써 최적의 전력 절감 기능이 수행될 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 더욱 구체적인 구성도이다. 여기서는, 설비 제어기(300)와 가상 엔드 노드(200)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명한다.

가상 엔드 노드(200)는, 전력 예비율 정보 수집부(210), 설비 전력량 및 정보 수집부(220), 수요 자원 관리부(230), 제어 기능부(240)를 포함하도록 구성될 수 있다. 더욱, 가상 엔드 노드(200)는 전력량 예측부(260), 설비 상태 예측부(270)를 추가로 구비할 수 있다.

전력 예비율 정보 수집부(210)는, 가상 탑 노드(100)와 유무선 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있으며, 이로써 가상 탑 노드(100)로부터 전력 예비율 정보를 수집할 수 있다. 가상 탑 노드(100)는 실시간으로 또는 매 5~15분 마다 최신의 전력 예비율 정보를 공개할 수 있다. 전력 예비율 정보 수집부(210)는, 이 시간에 맞추어 즉시 최신의 전력 예비율 정보를 수집할 수 있다. 또한, 전력 예비율 정보 수집부(210)는 가상 탑 노드(100)에서 출력하는 급전 할당 지시를 수신할 수 있다.

설비 전력량 및 정보 수집부(220)는, 설비 제어기(300) 및/또는 설비들(400)과 유무선 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있으며, 이들로부터 소비되어 계측된 전력량 정보 및/또는 각 설비들(400)의 동작 상태, 각 설비들 주변의 환경 상태 등의 다양한 측정값을 포함하는 설비 정보를 수신할 수 있다.

수요 자원 관리부(230)는, 전력 공급의 온/오프 또는 절감이 제어될 수 있는 상태에 있는 하나 또는 복수의 설비 제어기(300) 및/또는 설비(400)를 수요 자원으로 설정한다. 특히, 각 설비 제어기(300) 및/또는 설비들(400)을 전력량 측정 정보 및 설비 정보에 기초하여 전력 공급을 제어할 수 있는 상태인지 판단하고, 제어될 수 있는 상태의 설비 제어기(300) 및/또는 설비들(400)을 수요 자원으로서 설정하고, 획득된 현재의 전력 예비율 정보의 단계별로 상기 수요 자원 중 어느 것의 전력 공급을 어떻게 제어할 것인지를 지정한 전력 제어 시나리오를 생성할 수 있다.

또한, 수요 자원 관리부(230)는 실시간으로 또는 임의의 시간 주기마다 수집되는 정보들(즉, 상기 전력 예비율 정보와 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 포함할 수 있음)에 근거하여, 전력 공급이 제어될 수 있는 수요 자원을 재설정하고 또한, 수요 자원으로의 전력 공급을 어떻게 제어할 것인지에 대한 전력 제어 시나리오를 갱신할 수 있다.

제어 기능부(240)는, 생성 및 갱신된 최신의 전력 제어 시나리오에 근거하여, 설비 제어기(300) 및/또는 설비(400)에게 급전 제어 명령을 출력한다(일반적으로 설비 자체에는 전력 공급을 제어할 수 있는 수단이 없으므로, 급전 제어 명령은 설비 제어기에게 전송될 것임). 특히, 제어 기능부(240)는, 가상 탑 노드(100)로부터 전력 차단 요구량을 포함하는 급전 할당 지시가 수신된 경우에, 상기 급전 제어 명령을 출력할 수도 있다.

즉, 평소에는 전력 예비율 정보에 근거하여 단지 전력 제어를 실행할 수 있는 수요 자원과 전력 제어 시나리오를 준비하여 두고, 실제로 전력 절감은 실행하지 않을 수 있다. 그러다가, 가상 탑 노드(100)로부터 전력 절감을 요구하는 급전 할당 지시가 내려졌을 때 비로소 전력 절감 시나리오에 근거하여 수요 자원에 대하여 전력 절감을 실행하도록 명령하게끔 구현될 수 있을 것이다.

이때, 수요 자원 관리부(230)는, 수요 자원을 설정함에 있어서, 예상되는 급전 할당 지시의 예상되는 다양한 전력 차단 요구량을 참고할 수 있다. 또한, 수요 자원 관리부(230)는, 수요 자원을 설정함에 있어서, 각 설비별 전력 소비량, 우선순위, 전력 차단시 예상되는 절감 비용 또는 보상금 또는 손실 비용, 해당 수요 자원의 과거의 동작 상황 이력, 현재의 동작 상황 중 적어도 하나를 참고할 수 있다.

특히, 수요 자원 관리부(230)는, 수요 자원을 설정할 때, 해당 수요 자원의 누적 차단 시간 또는 차단 횟수를 참고할 수 있다. 전력을 소비하는 설비들(400)은, 전력 소비를 차단하기 위하여 정상 동작 중에 전력이 차단되는 횟수/시간이 누적되거나, 전력 소비량을 줄이기 위하여 정상 전력으로부터 변형된 전력(예를 들면, 공급되는 전압/전류의 크기/주파수/듀티/PWM 등이 변형된 경우)이 공급되면, 안정적인 동작을 보장하는 보증 수명 및 동작 효율이 줄어들 수 있다. 따라서, 수요 자원을 설정하거나, 수요 자원에 대한 전력 공급을 제어할 때 각 설비별 누적 차단 시간 또는 차단 횟수를 고려하는 것이 바람직하다.

더욱, 수요 자원 관리부(230)는, 수요 자원을 설정할 때, 해당 수요 자원의 주변 상황을 측정한 설비 정보를 참고할 수 있다. 여기서의 설비 정보는 예를 들면, 설비(400) 또는 설비 주변에서 측정되는 온도, 누설 전류, 진동/가속도, 일산화탄소/이산화탄소, 화재/화염/연기/유해가스 등의 발생에 관련될 수 있다.

전력량 예측부는, 특정의 설비로부터 소비되는 전력량 및 동작 상태에 근거하여, 현재 또는 미래의 소비 전력량(즉, 예측 전력량 정보)을 예측한다. 산출된 예측 전력량 정보는 실시간으로 수집되는 현재의 전력량에 의해 실시간으로 보정될 수 있다.

설비 상태 예측부(270)는, 실시간으로 산출되는 예측 전력량 정보와 현재 수집된 해당 설비(400)의 소비 전력량을 비교한다. 만일 비교의 결과, 현재의 소비 전력량이 예측 전력량보다 소정 범위 이상(예를 들면, 10% 이상) 차이가 난다면, 해당 설비(400)가 불필요하게 전력을 많이 소모하거나 정상보다 전력을 적게 사용하고 있는 이상 동작중인 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 해당 설비(400)로부터 수집된 설비 정보 중의 특정 파라미터가, 과거의 같은 시간대에서 수집되었던 설비 정보의 해당 파라미터의 값에 비하여 소정 범위 이상 차이가 난다면, 해당 설비(400)가 이상 동작중인 것으로 판단할 수도 있을 것이다.

이러한 판단의 결과는 수요 자원 관리부(230)에 제공될 수 있으며, 수요 자원 관리부(230)는 해당 설비(400)로부터 측정된 설비 정보를 검토하여 설비(400)가 정상 동작중인지 이상 동작중인지 확인할 수 있게 된다.

그리고 이렇게 특정의 설비가 이상 동작중인 것으로 판단되었다면, 수요 자원 관리부(230)는, 해당 설비(400)를 수요 자원으로부터 제외시키고, 나머지 설비들로부터 수요 자원을 재설정하여 전력 제어 시나리오를 갱신할 수 있다.

다음, 설비 제어기(300)는, 설비 전력 정보 생성부(310), 설비 점검부(320), 전력 공급 제어부(330)를 포함하도록 구성될 수 있다.

설비 전력 정보 생성부(310)는, 각 설비에 배치된 설비 전력량 측정기(410)로부터 측정된 소비 전력량을 나타내는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 가공하여 상기 소비 전력량을 나타내는 전력량 측정 정보를 생성한다. 생성된 전력량 측정 정보는 설비 전력량 및 정보 수집부(220)에 제공될 수 있다.

설비 점검부(320)는, 각 설비(400)에 또는 해당 설비 주변에 배치된 설비 점검 센서(420)로부터 측정된 파라미터 측정값을 나타내는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 가공하여 설비 정보를 생성한다. 생성된 설비 정보는 설비 전력량 및 정보 수집부(220)에 제공될 수 있다.

전력 공급 제어부(330)는, 외부(예를 들면, 가상 탑 노드 또는 전력 공급 업체)로부터 공급되는 전력을 연결된 각 설비(400)에 공급한다. 또한, 전력 공급 제어부(330)는, 가상 엔드 노드(200)에서 제공하는 급전 제어 명령에 따라서, 특정의 설비에 대하여 또는 모든 설비에 대하여 전력 공급을 온/오프시키거나, 공급되는 전력의 품질을 제어하거나 전력의 공급량을 감소/증가시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템의 네트워크 연결 관계를 개략적으로 보여주는 도면이다.

가상 탑 노드(100)와 가상 엔드 노드(200)는 유무선 네트워크를 통해 통신 가능하게 결합될 수 있다. 바람직하게는, WIFI 또는 NB-IOT 통신 방식으로 인터넷을 통해 결합될 수 있다.

가상 엔드 노드(200)와 설비 제어기(300) 및/또는 설비(400)는 다양한 종류의 유무선 통신 방식으로 결합될 수 있는데, 예를 들면, DDLMS/COSEM, TCP/IP, MODBUS/TCP, BACnet/IP 등의 통신 방식과 호환될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 엔드 노드의 구성 및 연결 관계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도면은 가상 노드 엔드의 시스템 구조를 보여준다.

가상 엔드 노드(200)는, WIFI 또는 LAN2 연결 기능을 통해 클라우드 서비스에 연결될 수 있으며, 궁극적으로는 가상 탑 노드에 연결될 수 있다.

LAN1 연결 또는 RS485 통신을 통해서 다양한 전력 계측기가 연결될 수 있다. WP 또는 EOI 입력 방식으로 수요 전력 제어기(Demand Controller)가 연결될 수 있으며, 또한, 적외선 인터페이스를 통해서도 전력 계측기가 연결될 수 있다.

추가로, 일산화탄소 센서, 누전 감지 모듈, NCT 온도 센서, 3축 가속도 센서들로부터의 측정값을 입력받을 수 있다.

가상 엔드 노드(200)는, LCD와 같은 디스플레이 수단이 구비되어, 다양한 통신/동작 상황을 시각적으로 표시하도록 구성될 수도 있다.

도 5는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템에 의해서 구현될 수 있는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다.

먼저, 가상 엔드 노드(200)는, 설비 제어기에서 실시간으로 또는 특정의 시간 주기마다 전송되는 전력량 측정 정보와 설비 정보를 수신할 수 있으며(S100), 가상 탑 노드(100)로부터 전력 예비율 정보를 수신할 수 있다(S200). 그리고 제어 가능한 설비들(400)을 수요 자원으로서 설정하고, 설정된 수요 자원을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 구성한다(S300).

이렇게 전력 제어 시나리오가 구성되면, 가상 엔드 노드(200)는, 수요 자원들의 전력 소비를 절감하도록 하는 급전 제어 명령을 생성하여 설비 제어기(300)에 전송하고, 이로써, 평시(즉, 급전 할당 지시를 수신하지 않은 상황)에도 에너지 소비를 절감할 수 있다.

한편, 가상 엔드 노드(200)는, 가상 탑 노드(100)로부터 소정의 전력 차단량을 포함하는 급전 할당 지시를 수신하면(S400), 현재의 전력 제어 시나리오와 할당된 전력 차단량에 근거하여 적어도 하나의 수요 자원에 대하여 전력 공급을 제어하도록 하는 급전 제어 명령을 생성하고, 생성한 급전 제어 명령을 설비 제어기(300)에 전송한다(S500).

설비 제어기(300)는 수신한 급전 제어 명령에 따라서, 지정된 수요 자원 즉 설비(400)에 대하여 전력 공급의 제어를 실행한다(S600).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 자원을 선정하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 수요 자원 관리 방법은, 각 설비별로, 우선순위 반영, 설비의 실시간 상태 관련 데이터 분석(고장 유무, 전기 소비 특성의 분석), 실시간 수요 예측을 데이터화 한다. 각 설비별 데이터는 실시간으로 또는 5분 또는 15분 간격으로 갱신될 수 있다. 이러한 데이터는 각 설비별로 누적 저장/관리될 수 있다.

한편, 가상 탑 노드(100)에서 전력 차단량 및/또는 차단 시간을 포함하는 급전 제어 지시를 수신하면, 관리중인 설비별 데이터를 참조하여, 실시간으로 또는 5분 또는 15분 간격으로 수요 자원을 갱신하고 갱신된 수요 자원별 전력 제어 방식을 갱신하여 제어를 수행할 수 있다. 이처럼, 수요 자원을 능동적으로 선정 및 제어하는 동작을 할당된 차단 시간 동안 계속 반복할 수 있다(예를 들면, 차단 시간은 1~2시간으로 지속하도록 요청될 수 있음).

도면을 참조하면, 수요 자원의 선정 절차가 개시된 후(S310), 설비가 개별적으로 관리되며 동작하고 있는 설비인지(개별 설비) 또는 공용으로 관리되는 설비인지(공용 설비)에 따라 선정 절차가 다를 수 있다(S311).

개별 설비에 대해서는, 설비의 제원에 근거하여(S312), 해당 설비의 사용 특성, 전력 제어의 우선순위(전력 사용량 대비 중요도를 나타냄)를 지정할 수 있다(S313). 또한, 전력 차단 요구량 또는 전력 예비량 단계에 근거하여, 및, 상기 설비의 시간대별 전력 소비량, 위에서 지정된 우선순위, 전력 차단시 예상되는 절감 비용 또는 보상금 또는 손실 비용, 누적 차단 시간 또는 차단 횟수, 과거의 동작 상황 이력, 현재의 동작 상황, 설비 주변 환경으로부터 감지되는 다양한 파라미터 측정값들을 분석한다(S314, S315).

그리고, 특히, 설비가 고장이거나 이상 동작중인 것으로 확인될 때 또는 설비 주변 환경에서 이상 상황이 감지될 때 등의 경우에는, 해당 설비를 수요 자원으로부터 제외시키고(S316), 제어 가능한 설비들을 수요 자원으로 설정할 수 있다(S317).

한편, 공용 설비에 대해서는, 설비 제원 및 사용 특성, 우선순위 등을 고려하여(S321), 수요 자원으로서 적합한지 여부를 판단하고(S322), 만일 부적합한 경우에는 관련된 데이터를 재검토하여(S323) 수요 자원으로서의 편입 여부를 재검토할 수 있다(S324).

다음, 도 7의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수요량을 예측하는 방법을 설명한다. 전력 수요량의 예측은, 전력 제어 시나리오를 구성할 때 및 설비의 이상동작 상태를 판단할 때 사용될 수 있다.

여기서는, 입출력 변수 중에서, 상관계수가 가장 높은 것을 찾아서 예측 수행 학습에 의해 반복적으로 상관계수가 더 높은 변수를 찾고 데이터를 갱신한다(1일 단위로 분석할 때, 상관계수가 0.7보다 높아야만 신뢰할 수 있는 결과값이라고 판단할 수 있음). 직전 데이터와 비교하여 가장 신뢰도가 높은 값을 적용한다.

전력 수요량의 예측은 가상 엔드 노드(200)에서 수행될 수 있다. 가상 탑 노드(100)에서 실시간으로 또는 5분 또는 15분 주기로 전력 예비량이 공개되면, 가상 엔드 노드(200)는 이 정보를 수집한다(S330). 가상 엔드 노드(200)는 또한, 전력 수요량을 예측하기 위해 필요한 입출력 변수들을 설정하고, 해당 변수들의 값을 수집한다(S331).

수집된 정보들을 이용하여 현재 및 미래의 전력 수요량을 계산하고, 계산된 전력 수요량과 실제로 측정되어 수집되는 전력량을 비교하여 예측 모델을 수정하고 학습한다(S332). 예측 모델의 상관계수를 도출하고, 도출된 상관계수가 소정 값(예를 들면, 0.7) 이상이면, 해당 예측 모델로 수요 전력량의 예측 데이터를 생성하고(S334), 상관계수가 상기 소정 값 미만이면 예측 모델을 재수정하고 반복학습한다.

수요 전력량의 예측 데이터가 생성되면, 실시간으로 수집되는 현재의 소비 전력량에 의해 데이터를 갱신하고(S335), 갱신된 최신의 최적의 데이터를 이용하여 전력 제어 시나리오의 갱신 및 설비의 이상 동작 상태 판정 등을 수행할 수 있다(S336).

도 8은 도 7의 방법에 따라 수요 전력량의 예측 결과를 실시간으로 갱신하는 시뮬레이션 과정을 보여준다. 도면의 좌측에서는, 수용가 전체 메인 전력을 기준으로 전체를 통합한 1일 단위 수요 예측 처리 흐름을 보여준다. 이는, 개별적인 설비별 수요 예측을 통해 수요 자원을 능동적으로 확보하고, 수용가 전체의 전력 수급 상황을 예측하기 위한 처리 흐름이다. 이러한 절차에 의해서 매 1일 단위로 수요를 예측할 수 있게 된다.

실시간으로 특히, 15분 시간 주기로 각 설비별 전력량을 수집하고, 요일별 예측이 요구됨에 따라, 과거 기간(예를 들면 5주간)의 데이터를 15분 단위로 획득하고, 다항 회귀 분석을 통해서 15분 단위의 예측 데이터를 계산할 수 있다.

도면의 우측하부에서는, 4일의 기간 동안 전력량의 측정값 및 예측값 그래프를 도시한다.

도면의 우측상부에서는, 상기 4일 중 1일 부분을 확대하여 보여준다. 실제 측정된 전력량과 예측된 전력량이 동시에 도시되었으며, 각 값이 서로 거의 차이가 없는 유사한 형태로 나타나고 있다.

이렇게 예측된 값과 실제 측정값의 차이를 분석하면, 해당 설비가 비정상적으로 많은/적은 전력을 소비하는 상황을 알아낼 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수요 자원의 동작 상태를 점검하는 방법을 설명하는 도면이다. 도면의 좌측에서는 1개월의 매일 실시간으로 측정되어 저장된 전력량을 그래프로 도시하고 있다. 각 요일 단위로 그룹지어 비교하면, 동일 요일은 매일 거의 비슷한 전력 소비 패턴을 보여준다. 따라서, 각 요일별 소비 전력량을 이용하여 전력 예측값을 계산하고, 해당 요일의 실제 측정되는 전력량을 비교하면, 해당 설비의 동작 상황을 예측할 수 있게 되는 것이다.

도면의 우측에서는 각 설비의 동작 상황을 예측하는 방법을 보여준다. 가상 엔드 노드는 실시간으로 또는 매 5분 또는 15분의 시간주기마다(가상 탑 노드에서 전력 예비율을 공개하는 시간주기와 같게 설정될 수 있음) 각 설비에 또는 그 주변에 설치된 센서들로부터의 측정값들을 수집하고(S340), 각 센서 또는 파라미터별 프로파일을 구성한다(S341).

구성된 프로파일을 분석하여 각 설비의 현재 상태를 분석하고(S342), 과거 같은 시간대의 프로파일과 비교하여 소정 범위 이상(예를 들면, 10% 이상)의 차이가 발생하는 경우에, 해당 설비가 이상동작하고 있는 것으로 판정하고, 소정의 관리자 또는 가상 탑 노드 또는 설비 제어기로 경고를 발령한다(S343, S344).

도 10은 본 발명에 따른 전력 제어 시나리오에서 수요 자원을 관리하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.

가상 엔드 노드(200)에서는 다수의 설비들(400)을 관리할 수 있다. 그리고 가상 엔드 노드(200)는, 실시간으로 또는 매 시간주기마다 수집되는 각 설비(400)와 관련한 정보들(예를 들면, 실시간 전력량 측정 정보, 상태 정보 등)에 근거하여, 전력 제어를 실행할 수 있는 수요 자원을 확보할 수 있으며, 확보된 수요 자원에 대하여 전력 예비율(또는, 전력 차단 요구량)의 각 단계별로 전력을 제어하는 방식을 설정함으로써, 전력 제어 시나리오를 구성할 수 있다.

그리고 이후에 가상 탑 노드(100)에서 급전 할당 지시를 수신하였을 때, 현재의 전력 예비율 단계에 대응하는 전력 제어 시나리오에 근거하여, 또는, 급전 할당 지시에 포함된 전력 차단 요구량 및/또는 전력 차단 시간에 근거하여 전력 제어 시나리오를 갱신한 후 갱신된 전력 제어 시나리오에 근거하여, 해당되는 수요 자원으로의 전력 공급을 제어할 수 있게 된다.

도면에서는, 1단계 시나리오에서는, 설비 L1, L2, L5를 수요 자원으로 설정하고 있다. 추후 급전 할당 지시를 수신하면, 이 설비들(400)에 대한 전력 공급이 제어될 것이다.

2단계 시나리오에서는, 설비 L2, L3, L4가 수요 자원으로 설정되었으며, 3단계 시나리오에서는 L1, L3, L5가 수요 자원으로 설정된 것으로 도시되어 있다.

도 11은 수요 자원을 선정하기 위해 복수의 알고리즘 활용하는 방식을 설명하는 도면이다. 본 발명에서는, 적어도 3가지 이상의 서로 다른 알고리즘을 사용하여 수요 자원을 능동적으로 선정하는 것을 특징으로 한다. 이러한 서로 다른 적어도 3개의 알고리즘은, 최적해 알고리즘(또는, 최적 알고리즘), 서로 다른 2개의 휴리스틱 알고리즘일 수 있다.

수요 자원으로서 선정될 수 있는 설비들이 포함된 그룹에 대하여, 각각의 알고리즘을 적용하여 수요 자원이 될 수 있는 후보 자원들을 선정하고, 각 알고리즘별 결과를 서로 조합하여 최적의 설비를 수요 자원으로 최종 선정할 수 있다. 그리고 최종 선정된 수요 자원을 이용하여 전력 제어 시나리오를 생성하고 갱신할 수 있다.

도 12는 최적 알고리즘을 구현하는 방식을 보여주는 도면이다. 최적 알고리즘을 이용하기 위해서 목적 함수와 제약 조건이 정의될 수 있다. 도면의 하부에서는, 최적해를 구하는 예시를 보여준다.

도 13은 최적 알고리즘을 구현하는 흐름도이다. 부하의 용량을 총합하고 그 값과 급전 할당 지시의 전력 차단 요구량 및/또는 전력 차단 시간을 참고하여 최적의 설비를 수요 자원 후보로서 선택할 수 있다.

최적 알고리즘을 구현하는 다른 예시는 다음을 참조할 수 있다.

도 14는 제1 휴리스틱 알고리즘을 설명하는 도면이다. 휴리스틱 알고리즘을 적용하는 방식을 예를 들어 도시하고 있다.

도 15는 제2 휴리스틱 알고리즘을 설명하는 도면이다.

도 16은 최적 알고리즘과 제1 및 제2 휴리스틱 알고리즘을 조합한 결과를 보여주는 도면이다. 최적해 알고리즘과 제1 휴리스틱 알고리즘 그리고 제2 휴리스틱 알고리즘에 의해서 특정의 바람직한 결과를 도출하는 과정을 보여준다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

전력을 소비하는 복수의 설비로의 전력 공급을 제어하고, 상기 설비에 공급되는 전력량을 측정하고, 상기 설비의 동작 상황을 확인하는 설비 제어기, 및
실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보에 관련지어진 전력 공급 제어 시나리오에 근거하여, 상기 설비에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 명령을 상기 설비 제어기로 전송하는 가상 엔드 노드를 포함하는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템으로서,
상기 설비 제어기는:
제어 대상인 상기 설비에서 소비되는 전력량과 관련된 전력량 측정 정보를 생성하는 설비 전력 정보 생성부,
상기 설비의 동작 상황을 점검하여 설비 정보를 생성하는 설비 점검부,
입력되는 급전 제어 명령에 따라 적어도 하나의 상기 설비로의 전력 공급을 허용/차단시키는 전력 공급 제어부를 포함하고; 그리고

상기 가상 엔드 노드는:
전력 수급량을 관리하는 가상 탑 노드로부터 전력 예비율 정보를 수집하고 급전 할당 지시를 수신하는 전력 예비율 정보 수집부,
상기 설비 제어기로부터 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 수신하는 설비 전력량 및 정보 수집부,
상기 전력 예비율 정보와 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 이용하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 상기 전력 예비율 정보의 단계별로 상기 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 상기 전력 예비율 정보와 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보에 근거하여 상기 수요 자원 및 상기 전력 제어 시나리오를 갱신하는 수요 자원 관리부,
상기 가상 탑 노드로부터 전력 차단 요구량 및 전력 차단 시간을 포함하는 상기 급전 할당 지시를 수신하면, 현재의 상기 전력 제어 시나리오에 근거하여 상기 설비 제어기로 상기 급전 제어 명령을 제공하는 제어 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가상 엔드 노드는,
소정의 설비에 대하여 과거에 획득한 상기 전력량 측정 정보를 통해 예측 전력량 정보를 생성하는 전력량 예측부,
소정 설비에 대하여 실시간으로 획득된 상기 전력량 측정 정보가 상기 설비의 예측 전력량 정보와 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 설비가 이상 동작중인 것으로 판단하는 설비 상태 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가상 엔드 노드는,
소정 설비에 대하여 실시간으로 획득되는 상기 설비 정보가 같은 시간대의 과거에 획득한 상기 설비 정보에 비하여 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 설비가 이상 동작중인 것으로 판단하는 설비 상태 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가상 엔드 노드는,
이상 동작중인 것으로 판단된 설비는 상기 수요 자원으로부터 제외시키고, 상기 설비가 제외된 상기 수요 자원을 이용하여 상기 전력 제어 시나리오를 갱신하는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전력 제어 시나리오는,
상기 급전 할당 지시의 전력 차단 요구량 및, 복수의 상기 수요 자원별 전력 소비량, 우선순위, 전력 차단시 예상되는 절감 비용 또는 보상금 또는 손실 비용, 누적 차단 시간 또는 차단 횟수, 과거의 동작 상황 이력, 현재의 동작 상황 중 적어도 하나에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 가상 엔드 노드는,
미리 정의된 최적해 알고리즘과, 제1 휴리스틱 알고리즘과, 제2 휴리스틱 알고리즘의 각각으로부터 전력 공급을 제어할 수요 자원을 각각 결정하고,
결정된 각각의 수요 자원들을 비교하여, 상기 전력 제어 시나리오가 적용될 수요 자원으로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템.
전력을 소비하는 복수의 설비로의 전력 공급을 제어하고, 상기 설비에 공급되는 전력량을 측정하고, 상기 설비의 동작 상황을 확인하는 설비 제어기, 및
실시간으로 획득되는 전력 예비율 정보에 관련지어진 전력 공급 제어 시나리오에 근거하여, 상기 설비에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 명령을 상기 설비 제어기로 전송하는 가상 엔드 노드를 포함하는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 시스템에 의해 수행되는 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법으로서:
상기 설비 제어기가, 제어 대상인 상기 설비로 공급되는 전력량을 측정하여 전력량 측정 정보를 생성하고, 또한, 상기 설비의 동작 상황을 점검하여 설비 정보를 생성하는 것;
상기 가상 엔드 노드가, 전력 수급량을 관리하는 가상 탑 노드로부터 전력 예비율 정보를 수집하고, 또한, 상기 설비 제어기로부터 설비별 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보를 수신하여 전력 제어가 가능한 설비를 수요 자원으로서 설정하고, 상기 전력 예비율 정보의 단계별로 상기 수요 자원의 전력을 제어하기 위한 전력 제어 시나리오를 생성하고, 실시간으로 획득되는 상기 전력 예비율 정보와 상기 전력량 측정 정보 및 상기 설비 정보에 근거하여 상기 수요 자원 및 상기 전력 제어 시나리오를 갱신하는 것;
상기 가상 엔드 노드가, 상기 가상 탑 노드로부터 전력 차단 요구량 및 전력 차단 시간을 포함하는 급전 할당 지시를 수신하면, 현재의 상기 전력 제어 시나리오에 근거하여 상기 설비 제어기에 전력 절감을 지시하는 급전 제어 명령을 전송하는 것;
상기 설비 제어기가, 상기 급전 제어 명령에 따라 적어도 하나의 상기 수요 자원으로의 전력 공급을 허용/차단시키는 것을 포함하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법.
제7항에 있어서,
상기 가상 엔드 노드가, 소정의 수요 자원에 대하여 과거에 획득한 상기 전력량 측정 정보를 통해 예측 전력량 정보를 생성하고, 상기 수요 자원에 대하여 실시간으로 획득되는 상기 전력량 측정 정보가 상기 예측 전력량 정보와 소정 범위 이상 차이가 있는 경우, 상기 수요 자원이 이상 동작중인 것으로 판단하는 것을 더 포함하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법.
제7항에 있어서,
상기 전력 제어 시나리오는, 상기 수요 자원의 과거의 동작 상황 이력, 누적 차단 시간 또는 차단 횟수, 현재의 동작 상황 중 적어도 하나에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 수요 관리 기반 통합 에너지 관리 방법.