KR20200141712A - 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템 - Google Patents

세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세대(홈)구역에서 전등스위치(LS)와 파워아웃렛(PO) 등의 전력종단에 대한 전력소비 정보를 수집하고 전력소비 형태를 변경 제어할 수 있는 전력종단 에너지 네트워크 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 세대(홈)구역에 대해 다수의 전력종단을 리프 노드(leaf nodes)로 삼고 에너지 게이트웨이와 스위치센싱 게이트웨이를 각각 루트(root)와 브랜치(branch)로 삼는 트리 구조의 에너지 트리 네트워크를 설정한 후에 트리기반 상향 스캐닝을 통해 에너지 트리 네트워크의 구성 식별 및 전력소비 정보 수집을 수행하고 트리기반 하향 명령 전송을 통해 전력종단에 대한 전력소비 상태 제어를 수행함으로써 통해 세대(홈)구역에 대해 전력종단 레벨의 전력 사용 관리를 수행하는 전력종단 에너지 네트워크 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 세대(홈)구역의 내부에서 전기에너지를 최종적으로 소비하는 다수의 전력종단에 대하여 전력소비 정보를 수집하고 전력소비 형태를 변경 제어함으로써 종래기술에 비해 전력관리를 디테일한 수준까지 달성하고 이를 통해 궁금적으로는 전력소비를 절감하는 장점이 있다.

Description

세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템 {energy network system for power terminals in household domain}
본 발명은 세대(홈)구역에서 전등스위치(LS)와 파워아웃렛(PO) 등의 전력종단에 대한 전력소비 정보를 수집하고 전력소비 형태를 변경 제어할 수 있는 전력종단 에너지 네트워크 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 세대(홈)구역에 대해 다수의 전력종단을 리프 노드(leaf nodes)로 삼고 에너지 게이트웨이와 스위치센싱 게이트웨이를 각각 루트(root)와 브랜치(branch)로 삼는 트리 구조의 에너지 트리 네트워크를 설정한 후에 트리기반 상향 스캐닝을 통해 에너지 트리 네트워크의 구성 식별 및 전력소비 정보 수집을 수행하고 트리기반 하향 명령 전송을 통해 전력종단에 대한 전력소비 상태 제어를 수행함으로써 통해 세대(홈)구역에 대해 전력종단 레벨의 전력 사용 관리를 수행하는 전력종단 에너지 네트워크 시스템에 관한 것이다.
최근들어 생활 수준이 전반적으로 개선됨에 따라 사람들이 일상 생활속에서 사용하는 전기제품의 대수가 증가하였을 뿐만 아니라 고급화, 대용량화하는 경향이 뚜렷해지고 있다. 그에 따른 당연한 결과로서 각 세대(홈)의 전력 사용량이 지속적으로 증가하고 있으며, 그에 따른 전력 생산 비용, 오염물질 배출, 전력 수급 등의 문제점이 제기되고 있다. 따라서, 전력 사용량을 효과적으로 모니터링하고 관리하기 위한 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.
일반적으로 각 세대(홈)에서 사용된 전력량은 전력량계에 의해 검침되어 과금되는데, 예를 들어, 아날로그 전력량계 또는 디지털 전력량계를 이용하여 각 세대의 전력 사용량을 검침하고 그 결과에 따라 사용액을 과금한다. 각 세대에서는 매월 부과되는 과금액을 참조하여 자신의 전력 소비가 현재 적절한 수준인지 아니면 지나친지 확인할 수 있다. 만일 과다하다고 판단되면 전력 소비를 절감해야할 필요성을 느끼고 각자 나름대로 절감책을 강구한다.
그러나, 이와 같은 종래의 전력 관리는 세대 단위로 전체적인 전력량을 산출하여 과금하는 정도에 불과할 뿐, 세대 내부적으로 어떠한 전력사용 형태가 일어나고 있는지 알려주지 못하는 문제점이 있다. 그로 인해, 개별 세대에서는 자신의 전력 소비가 적절한지 아니면 과다한지 판단하기가 곤란할 뿐만 아니라, 전력소비를 줄이려고 결심하더라도 전력소비 증가의 원인을 구체적으로 알지 못하므로 도대체 어디서부터 손을 대야 하는지 판단하기 힘들다. 이는 불필요한 전력 사용을 줄여 전력을 효율적으로 관리하는 데에는 충분하지 못하다.
그에 따라, 각 세대(홈) 내에서 전력종단 수준의 전력 사용에 관한 정보를 효율적으로 수집하여 사용자에게 제공할 수 있고 이를 활용하여 전력 사용 관리를 효과적으로 수행할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 세대(홈)구역에서 전등스위치(LS)와 파워아웃렛(PO) 등의 전력종단에 대한 전력소비 정보를 수집하고 전력소비 형태를 변경 제어할 수 있는 전력종단 에너지 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 세대(홈)구역에 대해 다수의 전력종단을 리프 노드(leaf nodes)로 삼고 에너지 게이트웨이와 스위치센싱 게이트웨이를 각각 루트(root)와 브랜치(branch)로 삼는 트리 구조의 에너지 트리 네트워크를 설정한 후에 트리기반 상향 스캐닝을 통해 에너지 트리 네트워크의 구성 식별 및 전력소비 정보 수집을 수행하고 트리기반 하향 명령 전송을 통해 전력종단에 대한 전력소비 상태 제어를 수행함으로써 통해 세대(홈)구역에 대해 전력종단 레벨의 전력 사용 관리를 수행하는 전력종단 에너지 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세대 구역에 대해 전력종단 레벨의 전력 사용 관리를 수행하기 위한 전력종단 에너지 네트워크 시스템으로서, 세대 구역에 설치되어 있는 복수의 전등스위치(LS)와 복수의 파워아웃렛(PO)을 포함하여 구성되고 세대 구역의 전력 사용 관리를 위한 에너지 트리 네트워크(energy tree network)에서 다수의 리프 노드(leaf nodes)를 형성하는 다수의 전력종단(100); 세대 구역의 공간구조에 대응하는 복수의 내부구역을 각자 담당하는 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로서, 각자 담당하는 내부구역 별로 해당 공간에 설치된 복수의 전력종단(100)을 자식노드로 연결하여 에너지 트리 네트워크에서 브랜치(branch)를 형성하고 내부구역별 정보중계를 수행하는 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200); 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)를 자식노드로 연결하여 에너지 트리 네트워크에서 루트(root)를 형성하고 다수의 전력종단(100)에 대한 전력 사용 관리를 수행하는 에너지 게이트웨이(300);를 포함하여 구성되는 전력종단 에너지 네트워크 시스템을 제시한다.
이때, 전력종단(100)은 주기적으로 각자 자신과 관련된 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 식별하여 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전달하고, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 주기적으로 전달되는 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 자신의 부모노드인 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달한다.
또한, 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크에서 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 다수의 전력종단(100)에 대한 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 중계 전달받고, 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 중계 전달받은 데이터에 기초하여 자신이 담당하는 상기 에너지 트리 네트워크에 대한 토폴로지 및 노드 배치 정보를 식별 관리하고, 다수의 종단 전력소비량을 취합하여 다수의 내부구역 별로 구역 전력소비량을 산출하고 세대 구역에 대한 세대 전력소비량을 산출하며 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 실시간으로 모니터링하고 광대역 네트워크를 통해 외부의 전력관리 서비스 서버로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 다수의 전력종단(100) 중 적어도 하나이상은 자신과 관련된 대기전력 관리 정보, 상시전력 관리 정보, 전력소비 상태 정보 중 하나이상을 포함한 종단 속성정보 및 종단 전력소비량을 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전달하도록 구성되고, 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터의 상태제어 명령어(CtrlCmd)에 대응하여 자신의 전력소비 상태를 스위칭 제어하도록 구성된다. 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 전달되는 종단 속성정보 및 종단 전력소비량을 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달하도록 구성되고, 에너지 게이트웨이(300)로부터의 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 해당 전력종단(100)으로 중계 전달하도록 구성될 수 있다.
이때, 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크에 속하는 다수의 전력종단(100)에 대하여 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 대비 분석하여 미리 설정된 전력제어 조건이 성립하는 경우에 해당 전력종단(100)에 대해 전력제어 조건에 대응하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성한 후에, 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 포함하는 종단제어 메세지(TermCtrl)를 전력제어 대상인 전력종단(100)을 자식노드로 삼는 특정의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 전력종단(100)은 고유정보로서 위치정보(Position ID)와 고유식별정보(Unique ID)와 종류정보(LS/PO)를 구비하고, 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 전력소비 상태 정보(Status)와 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)를 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)로서 응답 전송하도록 구성될 수 있다.
이때, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 고유정보로서 구역정보(Region ID)를 구비하고, 에너지 게이트웨이(300)로부터 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 고유정보(Region ID)를 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)로 응답 전송하고, 에너지 게이트웨이(300)로부터 상태질의 메세지(Inquiry)를 수신하면 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드에 대해 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 전송하고 그에 대응하여 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 수신하며, 이들 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 취합하여 자신에게 응답한 하나이상의 전력종단에 대한 전력소비 상태 정보(Status)와 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)의 목록(PO List)를 에너지 게이트웨이(300)로 질의응답 메세지(Report)로 응답 전송하도록 구성된다.
이때, 에너지 게이트웨이(300)는 고유정보로서 루트식별자(Root ID)를 구비하고, 자신의 자식노드에 대해 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 전송하고 그에 대응하여 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)를 수신하고, 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 상태질의 메세지(Inquiry)를 전송하여 질의응답 메세지(Report)를 수신한 후에 이들 질의응답 메세지(Report)를 분석함으로써 에너지 트리 네트워크의 토폴로지 및 이에 속하는 다수의 전력종단(100)의 전력소비 상태를 식별하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 전력종단(100)은 자신과 관련하여 전력소비 상태변경 이벤트를 식별하면 종단 전력소비량을 획득하고, 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 자신의 종단 전력소비량 정보(PwCons)가 포함된 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 전력종단(100)으로부터 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하면 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달하도록 구성되고, 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크를 통해 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하면 이로부터 해당 전력종단(100)에 대한 종단 전력소비량 정보(PwCons)를 획득하고 그에 기초하여 에너지 트리 네트워크에 대한 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 업데이트하도록 구성된다.
또한, 본 발명에서 에너지 게이트웨이(300)는 다수의 전력종단(100)에 대하여 종단 전력소비량과 종단 속성정보의 상시전력 관리 정보를 대비 분석하여 상시전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 1 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)에 대한 장애를 식별하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 에너지 게이트웨이(300)는 다수의 전력종단(100)에 대하여 종단 전력소비량과 종단 속성정보의 대기전력 관리 정보를 대비 분석하여 개기전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 2 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)을 스위칭 오프하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성하고 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 해당 전력종단(100)을 자식노드로 삼는 특정의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면 세대(홈)구역의 내부에서 전기에너지를 최종적으로 소비하는 다수의 전력종단에 대하여 전력소비 정보를 수집하고 전력소비 형태를 변경 제어함으로써 종래기술에 비해 전력관리를 디테일한 수준까지 달성하고 이를 통해 궁금적으로는 전력소비를 절감하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 세대(홈)구역에 대해 전력종단 레벨의 관리를 에너지 게이트웨이를 통해 외부 네트워크와 연동하여 사용자의 스마트폰을 통해 정보조회 및 상태제어를 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전력종단 레벨에 대해 전력소비 정보 수집과 전력소비 상태 제어가 가능해짐에 따라 비정상적인 전력사용 이벤트를 검출하고 그에 상응하여 장치제어 및 경고알람 제공을 통해 과전류 화재 또는 가전제품 고장 등의 상황을 선제적으로 감지할 수 있는 장점이 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템의 전체 구조를 나타내는 도면.
[도 2]는 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템에서 교환되는 메세지의 필드 포맷의 일 예를 나타내는 도면.
[도 3]은 세대(홈)구역에서 에너지 트리 네트워크의 물리적 연결의 일 예를 나타내는 도면.
[도 4]는 본 발명에서 스위치센싱 게이트웨이의 내부 기능적 구성을 나타내는 블록도.
[도 5]는 본 발명에서 에너지 게이트웨이의 내부 기능적 구성을 나타내는 블록도.
[도 6]은 본 발명에에서 에너지 트리 네트워크의 정보를 수집하고 전력종단에 대한 전력소비 변경 제어하는 과정을 나타내는 도면.
[도 7]은 본 발명에서 전력종단의 이벤트에 대응하여 에너지 게이트웨이가 전력소비 변경 제어를 수행하는 과정을 나타내는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
[도 1]은 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템의 전체 구조를 나타내는 도면이고, [도 3]은 세대(홈)구역에서 에너지 트리 네트워크의 물리적 연결의 일 예를 나타내는 도면이다. [도 2]는 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템에서 교환되는 메세지의 필드 포맷의 일 예를 나타내는 도면이다. [도 4]와 [도 5]는 본 발명에서 스위치센싱 게이트웨이(200)와 에너지 게이트웨이(300)의 내부 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 세대(홈)구역에 대한 전력관리를 전력종단 레벨에서 수행할 수 있도록 해주는 전력종단 에너지 네트워크 시스템(energy network system for power terminals)이다. 이를 위해, [도 1]을 참조하면, 전력종단 에너지 네트워크 시스템은 다수의 전력종단(100)을 기초로 에너지 트리 네트워크(energy tree network)를 구성한다. 이때, 다수의 전력종단(100)은 에너지 트리 네트워크의 리프 노드(leaf nodes)를 형성한다. 그리고, 이들 전력종단(100)을 관리하기 위하여 스위칭센싱 게이트웨이(200)가 구역 별로 배치되어 에너지 트리 네트워크의 브랜치(branch)를 형성하고, 세대 구역에 대한 전체 전력관리를 위해 에너지 게이트웨이(300)가 에너지 트리 네트워크의 루트(root)를 형성한다.
이를 통해, 댁내에서 도대체 어디에서 전력을 많이 소비하는지에 관한 정보를 매우 구체적으로 파악하여 사용자에게 제공할 수 있게 된다. 사용자들이 전력소비 증가의 원인을 구체적으로 알게됨에 따라 각자의 노력에 의해 불필요한 전기소비를 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에서 에너지 트리 네트워크를 구성하는 전력종단(100), 스위치센싱 게이트웨이(200), 에너지 게이트웨이(300)의 개념과 역할을 [도 1] 내지 [도 5]를 참조하여 상세하게 기술한다.
먼저, 전력종단(power terminals)(100)은 세대 내에서 전기에너지를 소비하는 말단에 배치되는 구성으로서, 해당 세대 구역에 설치되어 있는 다수의 전등 스위치(Light Switch; LS)(101)와 전원 콘센트(Power Outlet; PO)(102, 103)를 포함하여 구성된다. [도 3]을 참조하면, 배전반(1)을 경유하여 외부로부터 세대 구역 내부로 전기가 공급되는데, 세대 구역 내에서 전기공급 라인은 일반적으로 전등 전기라인(2)과 콘센트 전기라인(3)으로 구분되어 이루어진다. 이때, 전등 전기라인(2)은 다수의 전등 스위치(LS)로 전력을 공급하고, 콘센트 전기라인(3)은 다수의 전원 콘센트(PO)로 전력을 공급한다.
이렇게 전기 공급이 이루어지는 다수의 전력종단(100)과 관련하여 본 발명에서는 바람직하게는 별도의 통신회선(예: CAN 통신, Ethernet 통신, RF 통신)을 통해 에너지 트리 네트워크를 구성한다.
전력종단(100)은 본 발명에서 세대 구역의 전력 사용 관리를 위해 운용하는 에너지 트리 네트워크에서 리프 노드(leaf nodes)를 형성하는데, 실제로 전기에너지를 소비하는 기본 단위로 취급된다. 본 발명에서 전력종단(100)은 각자 자신과 관련된 종단 전력소비량을 실시간으로 감지하는 구성(예: 전력 게이지) 및 자신의 전력소비 상태를 식별하는 구성을 갖추고 있다. 또한, 전력종단(100)은 자신에 대한 종단 속성정보를 식별하는 구성을 갖추고 있다. 예를 들어, 다수의 전력종단(100) 중에서 일부는 자신에 대하여 상시전원을 사용하는 노드인지 또는 대기전력을 관리해야 하는 노드인지에 관한 정보를 식별한다. 그리고, 전력종단(100)은 각자 자신과 관련된 정보(종단 전력소비량, 전력소비 상태 및 그 변경 이벤트, 종단 속성정보)를 자신의 부모노드에 해당하는 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전달한다.
다음으로, 스위치센싱 게이트웨이(switch-sensing gateway)(200)는 방(room) 정도의 규모를 담당하는 구성이다. 세대 구역은 방, 거실, 부엌, 화장실 등의 공간구조를 갖는데, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 이처럼 세대 구역의 공간구조에 대응하는 복수의 내부구역을 담당한다. 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 브랜치(branch)를 형성하는데, 자신이 담당하는 내부구역 공간에 설치된 복수의 전력종단(100)을 자식노드(child nodes)로 연결하고 에너지 게이트웨이(300)를 부모노드(parent node)로 연결한다. 이러한 연결에 기초하여 해당 내부구역에 설치된 전력종단(100)과 세대 구역을 관리하는 에너지 게이트웨이(300) 사이를 연결하는 구역별 정보중계 역할을 담당한다.
스위치센싱 게이트웨이(200)의 구역별 정보중계에 의해 전력종단(100)의 정보가 에너지 게이트웨이(300)로 효과적으로 수집될 수 있다. 다수의 전력종단(100)으로부터 속성 정보가 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)에 의해 수집되어 중계됨으로써 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크의 토폴로지(topology)와 개별 리프 노드의 속성을 식별할 수 있게 된다. 또한, 각각의 전력종단(100)에서 감지되는 종단 전력소비량과 상태변경 이벤트가 스위치센싱 게이트웨이(200)에 의해 주기적으로 혹은 그때그때 수집되어 중계됨으로써 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크의 전력소비 상태를 실시간으로 파악하고, 필요에 따라서 전력상태 변경제어를 적절하게 수행할 수 있게 된다.
또한, 스위치센싱 게이트웨이(200)의 구역별 정보중계에 의해 에너지 게이트웨이(300)는 다수의 전력종단(100)을 방, 거실, 부엌, 화장실 등과 같은 내부구역 단위로 관리할 수 있게 된다.
이와 관련하여, [도 3]을 참조하면, 전등 스위치(LS)(101)는 스위치센싱 게이트웨이(202) 별로 하나씩 연결되어 있다. 방, 거실, 부엌, 화장실 등의 내부구역에서 전등스위치(LS)가 하나씩 설치되어 있는 것이 일반적이라는 점을 고려한 것이다. 반면, 스위치센싱 게이트웨이(202) 하나에 전원 콘센트(PO)(102, 103)는 여러 개 연결될 수 있다. 내부구역 별로 전원 콘센트(PO)는 둘 이상 설치되는 경우가 일반적이라는 것을 고려한 것이다.
또한, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 각자 담당하는 내부구역에 대한 정보를 감지하는 센서를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 해당 구역에 대한 온도, 습도, 동작감지, 대기품질 등의 센서를 구비하는 것이다. 이렇게 획득된 센싱정보는 예를 들어 에너지 게이트웨이(300)에서 수집하여 광대역 네트워크를 통해 사용자의 스마트폰으로 전달되어 사용자가 확인할 수도 있다.
또한, 스위치센싱 게이트웨이(200)가 다루는 정보는 일반적으로 프라이버시를 보호받아야 하는 성격의 것일 뿐만 아니라 외부의 누군가가 무단으로 변경하면 안되는 성격의 것이기에 해킹 방지를 위해 암호 모듈, 예컨대 AES128 모듈이 스위치센싱 게이트웨이(200)에 구비되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 스위치센싱 게이트웨이(200)는 센싱정보 식별부(210), 상위노드 통신부(220), 스위치센싱 제어부(230), 통신암호 처리부(240), 구역종단 관리부(250), 하위노드 통신부(260)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 에너지 게이트웨이(energy gateway)(300)는 세대 구역, 예컨대 집(house) 정도의 규모를 담당하는 구성이다. 기본적으로는 세대 구역 별로 1개의 에너지 게이트웨이(300)가 구비되어 사용되는데, 대저택의 경우에는 복수의 에너지 게이트웨이(300)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 한개 층마다 에너지 게이트웨이(300)를 설치하는 구성도 가능하며, 그러한 유연성을 나타내기 위해 [도 1]에는 2개의 에너지 게이트웨이(301, 302)를 도시하였다.
에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크에서 루트(root)의 역할을 담당한다. 즉, 하나의 에너지 게이트웨이(300)는 하나의 에너지 트리 네트워크를 정의한다. 따라서, 대저택의 경우에 복수의 에너지 게이트웨이(300)가 배치되어 있다면, 그 저택에는 복수의 에너지 트리 네트워크가 운용되는 것이다. 에너지 게이트웨이(300)는 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)를 자식노드로 연결하고, 이들이 제공하는 구역별 정보중계에 기초하여 에너지 트리 네트워크 내의 다수의 전력종단(100)에 대한 전력 사용 관리를 수행한다.
이를 위해, 에너지 게이트웨이(300)는 자신의 자식노드인 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 각자 담당하는 전력종단(100)에 대한 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 중계 전달받는다. 이러한 트리 구조의 정보 흐름을 채택함에 의해 세대 구역에 존재하는 다수의 전력종단(100)에서 발생된 정보가 빠르고 효율적으로 에너지 게이트웨이(300)로 집중 수집된다. 에너지 게이트웨이(300)는 그 중계 전달받은 데이터에 기초하여 자신이 담당하는 에너지 트리 네트워크에 대한 토폴로지 및 노드 배치 정보를 식별 관리한다. 즉, 자신이 담당하는 에너지 트리 네트워크에 내부 구역이 몇개가 존재하며, 각각의 내부 구역에는 어떠한 전력종단(100)이 배치되어 있는지에 관한 정보를 식별할 수 있는 것이다.
그리고 나서, 에너지 게이트웨이(300)는 그 중계 전달받은 다수의 종단 전력소비량을 취합하여 다수의 내부구역 별로 구역 전력소비량을 산출하고 세대 구역에 대한 세대 전력소비량을 산출한다. 즉, 자신이 담당하는 에너지 트리 네트워크에 대한 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 실시간으로 모니터링하는 것이다. 이러한 정보를 이용하여 세대 구역에 존재하는 다수의 전력종단(100)에 대한 전력소비 상태를 관리할 수 있다.
예를 들어, 상시전력을 사용하는 노드라고 식별된 전력종단(예: 102)에 대해 전력소비가 중단됨을 식별하면 무언가 문제가 발생했을 가능성이 있으므로 에러 이벤트를 생성하는 것이 바람직하다. 해당 전력종단(102)이 고장났을 수도 있고 콘센트 전기라인(3)에 장애가 발생했을 수도 있다. 또한, 대기전력을 관리하는 노드라고 식별된 전력종단(예: 103)에 대해 전력소비가 미리 설정해둔 임계치 이하가 되면 전력제공을 일시적으로 중단할 수도 있다. 또한, 특정 전력종단(예: 102) 또는 특정 내부구역에 대해 기존의 사용량을 훨씬 초과하는 전력 과소비가 발생하는 경우에 화재 가능성을 미리 경고해줄 수 있다.
또한, 에너지 게이트웨이(300)는 해당 세대 구역에 대해 수집한 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량의 정보, 그리고 바람직하게는 센싱정보를 광대역 네트워크를 통해 외부의 전력관리 서비스 서버로 제공한다. 이렇게 외부 제공된 정보는 바람직하게는 사용자의 스마트폰으로 전달되어 사용자가 확인할 수 있게 해주며, 더욱 바람직하게는 사용자의 스마트폰 조작에 대응하여 종단 레벨에서 전력소비 상태를 변경 제어할 수 있게 해준다.
또한, 에너지 게이트웨이(300)가 다루는 정보는 일반적으로 프라이버시를 보호받아야 하는 성격의 것일 뿐만 아니라 외부의 누군가가 무단으로 변경하면 안되는 성격의 것이기에 해킹 방지를 위해 암호 모듈, 예컨대 AES128 모듈이 에너지 게이트웨이(300)에 구비되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 에너지 게이트웨이(300)는 310 : 세대종단 관리부(310), 320 : 외부서버 통신부(320), 330 : 세대전력 관리부(330), 340 : 통신암호 처리부(340), 350 : 전력소비 관리부(350), 360 : 트리노드 통신부(360)를 포함하여 구성된다.
이하에서는 [도 1]과 [도 2]를 참조하여 본 발명에서 에너지 트리 네트워크를 구성하는 전력종단(100), 스위치센싱 게이트웨이(200), 에너지 게이트웨이(300) 간의 정보 전달 구조에 대해 살펴본다.
에너지 트리 네트워크에서 정보 전달은 메세지(message)의 형태로 이루어지는데, 이들 메세지는 정보 메세지(Info Message)와 제어 메세지(Control Message)로 구분된다. [도 2]에서 첫번째 바디부는 해당 메세지가 어떠한 전력종단(100)과 관련된 것인지를 나타내는 부분(ID)이다.
즉, 'LS/PO' 필드는 해당 전력종단(100)이 전등 스위치(LS)인지 아니면 전원 콘센트(PO)인지 알려주는 필드이고, 'Position ID' 필드는 해당 전력종단(100)이 해당 내부구역 내에서 위치가 어디인지를 알려주는 필드이고, 'Name" 필드는 해당 전력종단(100)이 무엇인지 사람이 구분할 수 있게 해주는 텍스트 스트링(text string)을 저장하는 필드이고, 'Info/Ctrl' 필드는 해당 메세지가 정보 메세지인지 아니면 제어 메세지인지 알려주는 필드이다.
첫번째 바디부의 'Info/Ctrl' 필드가 Info에 해당하는 값(예: 0)이면 이 메세지는 정보 메세지이며 해당 메세지의 두번째 바디부는 [도 2]의 두번째 라인에 있는 Info 포맷에 따라 인코딩된 것이다. 여기에서, '대기전력/상시전력' 필드는 해당 전력종단(100)이 대기전력 관리를 해야하는 장치인지 혹은 상시전력을 사용하는 장치인지를 알려주는 필드이고, '상태(Status)' 필드는 해당 전력종단(100)에 대한 전력소비 상태(ON, OFF, Standby, Slow, Express, High Performance)를 나타내는 필드이고, '소비전력량' 필드는 해당 전력종단(100)이 현재 소비하고 있는 전력량을 나타내는 필드이다.
반대로, 첫번째 바디부의 'Info/Ctrl' 필드가 Ctrl에 해당하는 값(예: 1)이면 이 메세지는 제어 메세지이며 해당 메세지의 두번째 바디부는 [도 2]의 세번째 라인에 있는 Ctrl 포맷에 따라 인코딩된 것이다. 여기에서, '상태제어 명령어(CtrlCmd)' 필드는 에너지 게이트웨이(300)가 특정의 전력종단(100)에 대해 전력소비 상태를 변경 설정하기 위한 명령어를 나타내고, '이벤트 식별정보(Event ID)' 필드는 전력종단(100)이 자신에게 일어난 일을 스위치센싱 게이트웨이(200) 및 에너지 게이트웨이(300)로 알리기 위한 정보를 나타낸다.
본 발명에서는 이상과 같은 필드 포맷을 갖는 정보 메세지(Info Message)와 제어 메세지(Control Message)를 이용하여 에너지 트리 네트워크를 구성하는 다수의 전력종단(100), 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200), 에너지 게이트웨이(300) 간에 후술하는 바와 같이 정보를 전달한다.
[도 6]은 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템에서 에너지 게이트웨이(300)가 상향식의 트리기반 스캐닝을 통해 에너지 트리 네트워크의 정보를 수집하고 전력종단(100)에 대한 전력소비 변경제어 동작을 수행하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
[도 6]에서 에너지 트리 네트워크의 정보 수집은 전력종단(100)으로부터 에너지 게이트웨이(300)를 향하여 정보 메세지(Info Message)가 상향식(bottom-up)으로 전달되는 방식으로 이루어진다. 반면, 전력소비 변경제어 동작은 에너지 게이트웨이(300)로부터 특정의 전력종단(100)을 향하여 제어 메세지(Control Message)가 하향식(top-down)으로 전달되는 방식으로 이루어진다.
먼저, 전력종단(100)은 고유정보로서 위치정보(Position ID)와 고유식별정보(Unique ID)와 종류정보(LS/PO)를 구비하고, 이들 중에서 적어도 하나이상은 자신과 관련된 대기전력 관리 정보와 상시전력 관리 정보를 식별한다. 그리고, 전력종단(100)은 자신과 관련된 전력소비 상태 정보(Status)와 종단 전력소비량(PwCons)을 실시간으로 검출할 수 있다. 이때, 본 명세서에서 대기전력 관리 정보, 상시전력 관리 정보, 전력소비 상태 정보를 편의상 '종단 속성정보(attribute information of a terminal)'라고 부른다.
이들 전력종단(100)은 에너지 트리 네트워크에서 각자 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 전력소비 상태 정보(Status), 종단 전력소비량(PwCons), 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)를 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)로서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 응답 전송한다. 각각의 스위치센싱 게이트웨이(200)는 자신에게 연결된 모든 전력종단(100)으로부터 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 응답 전송받게 되며, 이를 통해 스위치센싱 게이트웨이(200)는 자신이 담당하는 내부구역에 몇 개의 전력종단(100)이 존재하며 이들이 어떠한 속성을 가지고 있는지 식별하게 된다.
그리고, 전력종단(100)은 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 종단제어 메세지(TermCtrl)를 전달받으면, 메세지 내부에 인코딩되어 있는 상태제어 명령어(CtrlCmd)에 대응하여 자신의 전력소비 상태를 스위칭 제어한다.
이때, 본 명세서에서 스캔요구 메세지(ScanReq)와 종단제어 메세지(TermCtrl)는 제어 메세지(Control Message)이고 스캔응답 메세지(ScanReply)는 정보 메세지(Info Message)로 이루어진다.
다음으로, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 고유정보로서 자신이 담당하는 내부구역을 식별하기 위한 정보인 구역정보(Region ID)를 구비한다. 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 담당 구역에 배치된 하나이상의 전력종단(100)을 자식노드로 가지고 있으며, 이들로부터 전달되는 종단 속성정보 및 종단 전력소비량을 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달한다. 또한, 에너지 게이트웨이(300)로부터의 종단제어 메세지(TermCtrl)를 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 해당 전력종단(100)으로 중계 전달한다.
스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 게이트웨이(300)로부터 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 고유정보(Region ID)를 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)로 응답 전송한다. 에너지 트리 네트워크의 모든 스위치센싱 게이트웨이(200)가 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)를 전송하게 되며, 이를 통해 에너지 게이트웨이(300)는 자신이 담당하는 에너지 트리 네트워크에 몇 개의 스위치센싱 게이트웨이(200)가 존재하는지, 즉 해당 세대 구역에 몇 개의 내부구역이 존재하는지 식별하게 된다.
그리고 나서, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 게이트웨이(300)로부터 상태질의 메세지(Inquiry)를 수신하게 된다. 스위치센싱 게이트웨이(200)는 이 상태질의 메세지(Inquiry)에 응답할 정보를 획득하기 위하여 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드에 대해 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 전송하며, 그에 대한 응답으로서 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 수신한다. 이를 통해, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 자신이 담당하는 내부구역에 존재하는 전력종단(100)에 대해 구체적으로 식별할 수 있다. 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)에는 각각의 전력종단(100)에 대한 전력소비 상태 정보(Status), 종단 전력소비량(PwCons), 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)가 포함되어 있으므로, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 이들 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 취합하여 자신에게 응답한 전력종단들의 전력소비 상태 정보(Status)와 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)의 목록(PO List)를 에너지 게이트웨이(300)로 질의응답 메세지(Report)로 응답 전송한다.
다음으로, 에너지 게이트웨이(300)는 고유정보로서 자신이 담당하는 세대 구역을 구분 식별하기 위한 루트식별자(Root ID)를 구비한다. 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크의 토폴로지를 식별하고 에너지 트리 네트워크에 속하는 다수의 전력종단(100)에 대해 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 대비 분석하며, 그 결과 미리 설정된 전력제어 조건이 성립하는 해당 전력종단(100)에 대해 전력소비 상태를 변경시키는 전력제어 동작을 수행한다.
에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드로 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 전송하고 그에 응답으로서 스위치센싱 게이트웨이(200) 각각으로부터 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)를 수신하며, 이를 통해 에너지 트리 네트워크에 몇 개의 스위치센싱 게이트웨이(200)가 존재하고 있으며 이들의 Region ID가 무엇인지 식별할 수 있다.
이어서, 에너지 게이트웨이(300)는 이들 스위치센싱 게이트웨이(200) 각각에 대하여 상태질의 메세지(Inquiry)를 전송하고, 그에 응답으로서 질의응답 메세지(Report)를 수신한다. 이들 질의응답 메세지(Report)를 분석함으로써 에너지 게이트웨이(300)는 각각의 스위치센싱 게이트웨이(200)에 대하여 몇 개의 전력종단(100)이 연결되어 있으며, 이들의 고유정보는 무엇이고 전력소비 상태(Status)와 종단 전력소비량(PwCons)는 어떠한지 식별할 수 있다. 이상의 과정을 통하여, 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크의 토폴로지 및 이에 속하는 다수의 전력종단(100)의 상태를 식별하게 되는 것이다. 이렇게 식별된 정보를 바람직하게는 데이터베이스 형태로 관리한다.
이때, 에너지 트리 네트워크의 토폴로지를 식별하게 되는 과정과 전력소비 상태 및 종단 전력소비량을 식별하게 되는 과정은 별도로 수행하도록 구성될 수도 있고 한꺼번에 수행하도록 구성될 수도 있다.
그리고 나서, 에너지 게이트웨이(300)는 에너지 트리 네트워크에 속하는 다수의 전력종단(100)에 대해 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 대비 분석하며, 그 결과 미리 설정된 전력제어 조건이 성립하는 해당 전력종단(100)에 대해 전력소비 상태를 변경시키는 전력제어 동작을 수행한다. 이를 위해, 전력제어 조건에 대응하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성하고, 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 포함하는 종단제어 메세지(TermCtrl)를 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 전력제어 대상인 전력종단(100)을 자식노드로 삼고있는 특정의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송한다. 예를 들어, [도 3]에서 전력종단(103)에 대해 전력소비 상태 변경제어를 수행하려면 전력종단(103)을 자식노드로 삼고있는 스위치센싱 게이트웨이(202)로 종단제어 메세지(TermCtrl)를 전송한다.
일 실시예로서, 에너지 게이트웨이(300)는 다수의 전력종단(100)에 대하여 종단 전력소비량과 종단 속성정보의 상시전력 관리 정보를 대비 분석하여 상시전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 1 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)에 대한 장애를 식별할 수 있다. 냉장고 등과 같이 상시전원이 제공되어야 하는 콘센트 포트에 전력소비가 비정상적으로 감소한다면 이는 무엇인가 문제가 발생한 것이라 판단하는 것이다.
다른 실시예로서, 에너지 게이트웨이(300)는 다수의 전력종단(100)에 대하여 종단 전력소비량과 종단 속성정보의 대기전력 관리 정보를 대비 분석하여 개기전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 2 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)을 스위칭 오프하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성하고 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 해당 전력종단(100)을 자식노드로 삼는 특정의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송하도록 구성될 수 있는데, 이를 통해 세대구역에 대한 전력소비를 절감할 수 있다. 최근들어, 대기전력으로 인한 전력낭비가 심각해지고 있다는 점을 고려한 것이다.
[도 7]은 본 발명에 따른 전력종단 에너지 네트워크 시스템에서 전력종단(100)의 전력소비 상태변경 이벤트에 대응하여 에너지 게이트웨이(300)가 전력소비 변경 제어를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
먼저, 전력종단(100)은 자신과 관련하여 전력소비 상태변경 이벤트를 감지 내지 식별할 수 있다. 예를 들어, 온/오프 스위칭을 하거나 스탠바이 모드로 들어가거나 혹은 스탠바이 모드에서 액티브 모드로 나오거나, 혹은 전력소비가 특정 임계치 이상으로 증가하거나 혹은 그 이하로 내려가거나 하는 것과 같이, 각각의 전력종단(100)은 자신과 관련하여 미리 설정된 분류기준에 따라 전력소비 상태가 변경되는 이벤트를 감지할 수 있다.
이 경우에, 전력종단(100)은 예컨대 전력 게이지를 이용하여 자신과 관련된 종단 전력소비량(PwCons)을 획득하고, 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 자신의 종단 전력소비량 정보(PwCons)가 포함된 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 전송한다. 이때, 이벤트알림 메세지(EventTrgg)는 제어 메세지(Control Message)의 포맷으로 구성되는 것이 바람직한데, 종단 전력소비량 정보(PwCons)는 제어 메세지의 필드 일부를 분할 정의하여 삽입하거나 혹은 별도의 정보 메세지(Info Message)를 통해 전달되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 스위치센싱 게이트웨이(200)는 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 전력종단(100)으로부터 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하면 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달한다.
에너지 게이트웨이(300)는 스위치센싱 게이트웨이(200)의 중계 동작에 의해 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하게 되는데, 이로부터 해당 전력종단(100)에 대해 특정의 전력소비 상태변경 이벤트가 발생하였다는 점과 그에 의해 종단 전력소비량(PwCons)이 변경되었다는 것을 식별하게 된다.
이 경우, 에너지 게이트웨이(300)는 이벤트알림 메세지(EventTrgg)의 내용에 기초하여 에너지 트리 네트워크에 대한 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 업데이트한다. 이 업데이트된 정보는 광대역 네트워크를 통해 외부의 서비스 서버와 사용자의 스마트폰에서 확인 가능하다.
그리고 나서, 바람직하게는 [도 6]을 참조하여 전술한 바와 같이 해당 전력종단(100)에 대해 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 대비 분석하며, 그 결과 미리 설정된 전력제어 조건이 성립하는 경우에는 전력소비 상태를 변경시키는 전력제어 동작을 수행한다. 이를 위해, 전력제어 동작에 대응하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 포함하는 종단제어 메세지(TermCtrl)를 스위치센싱 게이트웨이(200)를 경유하여 해당 전력종단(100)으로 전송한다.
한편, 본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현되는 것이 가능하다. 이러한 비휘발성 기록매체로는 다양한 형태의 스토리지 장치가 존재하는데 예컨대 하드디스크, SSD, CD-ROM, NAS, 자기테이프, 웹디스크, 클라우드 디스크 등이 있고 네트워크로 연결된 다수의 스토리지 장치에 코드가 분산 저장되고 실행되는 형태도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 하드웨어와 결합되어 특정의 절차를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.
100 : 전력종단
200 : 스위치센싱 게이트웨이
210 : 센싱정보 식별부 220 : 상위노드 통신부
230 : 스위치센싱 제어부 240 : 통신암호 처리부
250 : 구역종단 관리부 260 : 하위노드 통신부
300 : 에너지 게이트웨이
310 : 세대종단 관리부 320 : 외부서버 통신부
330 : 세대전력 관리부 340 : 통신암호 처리부
350 : 전력소비 관리부 360 : 트리노드 통신부

Claims (6)

  1. 세대 구역에 대해 전력종단 레벨의 전력 사용 관리를 수행하기 위한 전력종단 에너지 네트워크 시스템으로서,
    상기 세대 구역에 설치되어 있는 복수의 전등스위치(LS)와 복수의 파워아웃렛(PO)을 포함하여 구성되고 상기 세대 구역의 전력 사용 관리를 위한 에너지 트리 네트워크(energy tree network)에서 다수의 리프 노드(leaf nodes)를 형성하는 다수의 전력종단(100);
    상기 세대 구역의 공간구조에 대응하는 복수의 내부구역을 각자 담당하는 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로서, 각자 담당하는 내부구역 별로 해당 공간에 설치된 복수의 전력종단(100)을 자식노드로 연결하여 상기 에너지 트리 네트워크에서 브랜치(branch)를 형성하고 내부구역별 정보중계를 수행하는 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200);
    상기 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)를 자식노드로 연결하여 상기 에너지 트리 네트워크에서 루트(root)를 형성하고 상기 다수의 전력종단(100)에 대한 전력 사용 관리를 수행하는 에너지 게이트웨이(300);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 전력종단(100)은 주기적으로 각자 자신과 관련된 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 식별하여 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전달하고,
    상기 스위치센싱 게이트웨이(200)는 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 주기적으로 전달되는 상기 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 자신의 부모노드인 상기 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달하고,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 상기 에너지 트리 네트워크에서 상기 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 상기 다수의 전력종단(100)에 대한 종단 전력소비량과 종단 속성정보를 중계 전달받고, 상기 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 중계 전달받은 데이터에 기초하여 자신이 담당하는 상기 에너지 트리 네트워크에 대한 토폴로지 및 노드 배치 정보를 식별 관리하고, 상기 다수의 종단 전력소비량을 취합하여 상기 다수의 내부구역 별로 구역 전력소비량을 산출하고 상기 세대 구역에 대한 세대 전력소비량을 산출하며 상기 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 실시간으로 모니터링하고 광대역 네트워크를 통해 외부의 전력관리 서비스 서버로 제공하는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 전력종단(100) 중 적어도 하나이상은 자신과 관련된 대기전력 관리 정보, 상시전력 관리 정보, 전력소비 상태 정보 중 하나이상을 포함한 종단 속성정보 및 종단 전력소비량을 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전달하고, 상기 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터의 상태제어 명령어(CtrlCmd)에 대응하여 자신의 전력소비 상태를 스위칭 제어하며,
    상기 스위치센싱 게이트웨이(200)는 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 전달되는 상기 종단 속성정보 및 종단 전력소비량을 상기 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달하고, 상기 에너지 게이트웨이(300)로부터의 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 해당 전력종단(100)으로 중계 전달하며,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 상기 에너지 트리 네트워크에 속하는 다수의 전력종단(100)에 대하여 상기 종단 전력소비량과 상기 종단 속성정보를 대비 분석하여 미리 설정된 전력제어 조건이 성립하는 경우에 해당 전력종단(100)에 대해 상기 전력제어 조건에 대응하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성하고 상기 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 상기 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 포함하는 종단제어 메세지(TermCtrl)를 상기 전력제어 대상인 전력종단(100)을 자식노드로 삼는 특정의 상기 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송하는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전력종단(100)은 고유정보로서 위치정보(Position ID)와 고유식별정보(Unique ID)와 종류정보(LS/PO)를 구비하고, 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 전력소비 상태 정보(Status)와 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)를 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)로서 응답 전송하고,
    상기 스위치센싱 게이트웨이(200)는 고유정보로서 구역정보(Region ID)를 구비하고, 상기 에너지 게이트웨이(300)로부터 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 수신하면 그에 대응하여 자신의 고유정보(Region ID)를 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)로 응답 전송하고, 상기 에너지 게이트웨이(300)로부터 상태질의 메세지(Inquiry)를 수신하면 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드에 대해 상기 제 1 스캔요구 메세지(ScanReq1)를 전송하고 그에 대응하여 자신의 자식노드인 하나이상의 전력종단(100)으로부터 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 수신하며, 이들 상기 제 1 스캔응답 메세지(ScanReply1)를 취합하여 자신에게 응답한 하나이상의 전력종단에 대한 전력소비 상태 정보(Status)와 고유정보(Position ID, Unique ID, LS/PO)의 목록(PO List)를 상기 에너지 게이트웨이(300)로 질의응답 메세지(Report)로 응답 전송하고,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 고유정보로서 루트식별자(Root ID)를 구비하고, 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드에 대해 상기 제 2 스캔요구 메세지(ScanReq2)를 전송하고 그에 대응하여 상기 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로부터 상기 제 2 스캔응답 메세지(ScanReply2)를 수신하고, 상기 복수의 스위치센싱 게이트웨이(200)로 상기 상태질의 메세지(Inquiry)를 전송하여 상기 질의응답 메세지(Report)를 수신한 후에 이들 상기 질의응답 메세지(Report)를 분석함으로써 상기 에너지 트리 네트워크의 토폴로지 및 이에 속하는 상기 다수의 전력종단(100)의 전력소비 상태를 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전력종단(100)은 자신과 관련하여 전력소비 상태변경 이벤트를 식별하면 종단 전력소비량을 획득하고, 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 부모노드인 스위치센싱 게이트웨이(200)로 자신의 종단 전력소비량 정보(PwCons)가 포함된 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 전송하고,
    상기 스위치센싱 게이트웨이(200)는 상기 에너지 트리 네트워크에서 자신의 자식노드인 전력종단(100)으로부터 상기 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하면 상기 에너지 게이트웨이(300)로 중계 전달하고,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 상기 에너지 트리 네트워크를 통해 상기 이벤트알림 메세지(EventTrgg)를 수신하면 이로부터 해당 전력종단(100)에 대한 종단 전력소비량 정보(PwCons)를 획득하고 그에 기초하여 상기 에너지 트리 네트워크에 대한 종단 전력소비량, 구역 전력소비량, 세대 전력소비량을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 상기 다수의 전력종단(100)에 대하여 상기 종단 전력소비량과 상기 종단 속성정보의 상시전력 관리 정보를 대비 분석하여 상시전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 1 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)에 대한 장애를 식별하는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 에너지 게이트웨이(300)는 상기 다수의 전력종단(100)에 대하여 상기 종단 전력소비량과 상기 종단 속성정보의 대기전력 관리 정보를 대비 분석하여 개기전력 관리대상인 전력종단(100)의 종단 전력소비량이 미리 설정된 제 2 임계치 이하인 경우에 해당 전력종단(100)을 스위칭 오프하는 상태제어 명령어(CtrlCmd)를 생성하고 상기 에너지 트리 네트워크의 노드 배치 정보에 기초하여 해당 전력종단(100)을 자식노드로 삼는 특정의 상기 스위치센싱 게이트웨이(200)로 전송하는 것을 특징으로 하는 세대 구역에 대한 전력종단 에너지 네트워크 시스템.
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