KR20210135472A - 멀티에이전트를 포함하는 범용의 스마트 사용자 전력 부가서비스 플랫폼 - Google Patents

멀티에이전트를 포함하는 범용의 스마트 사용자 전력 부가서비스 플랫폼 Download PDF

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KR20210135472A
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이효섭
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주식회사 인코어드 테크놀로지스
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Abstract

본 발명은 전력 관리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티 에이전트를 탑재한 플랫폼을 활용하여 효율적으로 전력 공급을 모니터링/제어하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼은, 마이크로프로세서 및 운영체제(Operating System)를 탑재한 플랫폼 엔진; 및 마이크로프로세서 상에서 실행되는 복수의 에이전트를 포함하는 멀티 에이전트부를 포함한다. 여기서, 플랫폼 엔진은 가정용 또는 건물용 분전반(함) 내의 종합개폐기 또는 종합개폐기 주변에 설치되고, 종합개폐기 내에서 상기 해당 가정 또는 해당 건물의 전력 공급을 선택적으로 전환하는 MCCB 기구/센서부를 제어할 수 있다.
이러한 구성을 통하여, 다양한 전기안전-품질 부가서비스들을 제공할 수 있고, 기존에 하드웨어를 통해서만 제공되던 서브미터링, 누전관리, MCCB 제어 등의 기능을 소프트웨어화하여 제공할 수 있다. 또한, 에이전트의 업데이트/업그레이드를 통해 사용자에 특화된 전력 부가서비스 기능을 제공하는 것이 가능하다.

Description

멀티에이전트를 포함하는 범용의 스마트 사용자 전력 부가서비스 플랫폼 {Universal Power Service Platform including Multi-agent for Smart-Place}
본 발명은 전력 관리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소프트웨어로 구성되는 멀티 에이전트 기반 범용 '전력 부가서비스 플랫폼'을 종합개폐기 또는 종합개폐기 주변에 실장 하여 전력-보조 미터(sub-meter; 대한민국 특허출원 제10-1435626호) 기능과 전기 안전-품질 부가서비스를 스마트사용자(홈, 빌딩, 공장)에게 효율적으로 제공하는 장치에 관한 것이다.
최근, 홈 스마트 기반의 전력 부가서비스가 시작되면서 전력 부가서비스 제공에 필요한 데이터들을 획득하기 위하여 기존의 종합개폐기(Mold Case Current Breaker(MCCB))에 변류기, 저항분압기 등의 하드웨어를 추가하거나, 전용의 계측 기능을 수행하기 위한 데이터 취득장치(Disaggregator)를 별도 구비하는 경우가 증가하고 있다.
이러한 하드웨어 장치들을 주택, 빌딩, 공장 등에 구비된 기존 분전함 내에 설치하는 경우, 전용 공간 부족 및 설치의 복잡함으로 인한 어려움이 흔히 발생한다. 물론, 분전함 내에서 상술한 하드웨어 장치들의 설치 공간을 확보하기 위해, 예비 홀을 사용하거나 복수의 분기 개폐기들 중 어느 하나를 철거한 위치에 설치할 수 있으나, 이 역시 기존 장치를 물리적으로 바꾸어야 하는 번거로움이 있다.
또한, 상술한 하드웨어 장치들의 별도 설치로 인하여, 변류기의 추가 설치/전압 리드선 부가 등 관련 작업에 대한 부담과 품질저하 요인이 증가함으로써, 추가 하드웨어 장치에 대한 신뢰성을 확보하는데 한계가 발생하는 등 부수적인 문제점이 존재한다.
더욱이, 하드웨어 중심의 전력 부가서비스는 제공하고자 하는 서비스/기능이 늘어날수록 해당 하드웨어 장치의 추가가 필요하므로, 그에 따른 비용/소모 전력 증가, 설치 공간 부족, 장치 간 상호 간섭 발생 등의 문제점이 지속적으로 발생하게 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 홈 스마트 기반의 전력 부가서비스들을 소프트웨어 중심의 멀티 에이전트를 통하여 제공하고, 멀티 에이전트들의 기반 하드웨어를 공통적인 마이크로 플랫폼으로 구성할 수 있는 범용 전력 부가서비스 플랫폼을 제공하는 것에 목적이 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 범용 전력 부가서비스 플랫폼을 기존의 분전함 내 종합개폐기 내에 실장(embed)하거나, 주변에 설치함으로써, 종합개폐기와 필수 하드웨어 기능 및 구조를 공유할 수 있는 범용 전력 부가서비스 플랫폼을 탑재한 전력 관리 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 분전반 자체를 플랫폼화하여 사용자 및 서비스 제공자가 사용자 특화된(customized) 데이터를 취득할 수 있는 에이전트를 용이하게 설치할 수 있는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼은 마이크로프로세서 및 운영체제(Operating System)를 탑재한 플랫폼 엔진; 및 상기 마이크로프로세서 상에서 실행되는 복수의 에이전트를 포함하는 멀티 에이전트부를 포함하되, 상기 플랫폼 엔진은 가정용 또는 건물용 분전반 내의 종합개폐기에 실장되거나 상기 종합개폐기 주변에 설치되고, 상기 종합개폐기 내에서 상기 해당 가정 또는 해당 건물의 전력 공급을 선택적으로 전환하는 MCCB 기구/센서부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 멀티 에이전트부는 전력량을 계측하는 서브미터링 에이전트; 및 상기 MCCB 기구/센서부를 제어하는 MCCB 제어 에이전트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멀티 에이전트부는 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행하는 누전 관리 에이전트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플랫폼 엔진은 상기 종합개폐기에 실장(embed)될 수 있다.
또한, 상기 범용 전력 부가서비스 플랫폼은, 신규 에이전트의 추가, 기 탑재 에이전트의 삭제 및 기 탑재 에이전트의 업데이트 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 서브미터링 에이전트는, 상기 계측된 전력량에 근거하여 전력 관련 정보를 외부 전력 부가서비스에 제공할 수 있다. 또한, 상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공할 수 있다.
또한, 상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공할 수 있다.
또한, 상기 MCCB 제어 에이전트는, 상기 누전 관리 에이전트에 의해 일정 기준 이상의 누설 전류가 감지된 경우, 상기 MCCB 기구/센서부로 상기 차단 명령 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 누전 관리 에이전트는, 누설 전류량 및 누설 위치 중 적어도 하나에 따라, 전력 공급 차단 및 누전 감지 경보 중 어느 하나를 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 멀티 에이전트부는, 전력 품질 측정 및 알림 기능을 제공하는 전력 품질 에이전트를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 플랫폼 엔진은 최적화 된 전용의 시스템-온-모듈(System-On-Module)에 탑재될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 종합개폐기는, 마이크로프로세서 및 운영체제(operating system)를 탑재한 플랫폼 엔진; 상기 마이크로프로세서 상에서 실행되는 복수의 에이전트를 포함하는 멀티 에이전트부; 및 전력 공급을 선택적으로 전환하는 MCCB 기구/센서부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 멀티 에이전트부는 전력 사용량을 계측하는 서브미터링 에이전트; 및 상기 MCCB 기구/센서부의 전력 공급 차단 동작을 제어하는 MCCB 제어 에이전트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멀티 에이전트부는 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행하는 누전 관리 에이전트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플랫폼 엔진은, 신규 에이전트의 추가 및 기 탑재 에이전트의 삭제 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 서브미터링 에이전트는, 상기 계측된 전력량에 근거하여 사용자가 요구하는 전력 관련 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공할 수 있다.
또한, 상기 MCCB 제어 에이전트는, 상기 누전 관리 에이전트에 의해 일정 기준 이상의 누설 전류가 감지된 경우, 상기 MCCB 기구/센서부로 상기 차단 명령 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 누전 관리 에이전트는, 누설 전류량 및 누설 위치 중 적어도 하나에 따라, 전력 공급 차단 및 누전 감지 경보 중 어느 하나를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종합개폐기 또는 종합개폐기 주변에 실장 된 멀티 에이전트-플랫폼을 활용하여 홈 스마트 기반의 전력 부가서비스를 제공함으로써 별도의 하드웨어 추가 구성을 요구하지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 멀티 에이전트 방식의 플랫폼을 탑재한 플랫폼 엔진을 기반 하드웨어로서 공유할 뿐만 아니라 종합개폐기 또는 종합개폐기 주변에 실장하거나 근접 배치하여 필수 하드웨어 장비들을 공유함으로써, 하드웨어 추가 구성에 따른 비용 및 노력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존 차단기의 개별 기능/서비스들을 공통의 플랫폼에서 소프트화된 구성과 방식으로 구현함으로써, 기존 하드웨어 중심의 차단기 대비 우수한 성능, 기능, 비용 절감을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존 하드웨어 방식의 차단기에서 구현하지 못한 누전 경보 기능 또는 후비 보호 차단 기능을 제공함으로써, 누전사고 방지율을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력품질 감시기능을 플랫폼 내 에이전트에 의해 구현함으로써, 기존 전력품질 감시장치 대비 비용 절감 및 우수한 성능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼의 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼과 분전반의 기능적 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼 엔진의 하드웨어 구성을 도시한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 관리 에이전트에 의한 누전 관리 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반을 예시한다.
도 6은 종래기술에 따른 전력 정보 수집 장치를 포함하는 분전반을 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 사용/품질 분석 서비스를 위한 시스템을 예시한 도면이다.
도 8a 내지 8c는 도 7에 도시한 전력 사용/품질 분석 서비스의 데이터를 시각화한 것을 예시한 도면이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예 들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼 및 이것과 연동하는 종합개폐기를 포함하는 전력 관리 장치에 대하여 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼의 구성을 도시한다.
본 발명에 따른 범용 전력 부가서비스 플랫폼(Universal Power Service Platform, 400)은 전력 부가서비스를 수행하는 복수의 에이전트와, 에이전트가 실장 되는 플랫폼 엔진 및 이들을 수용하는 하드웨어로서, 종합개폐기(MCCB) 또는 주변에 설치될 수 있는 작은 독립형 모듈 또는 모듈들의 집합을 의미한다.
도 1에 따르면, 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)은 MCCB 기구/센서부(410), 플랫폼 엔진(420), 멀티 에이전트부(430)를 포함한다.
여기서, MCCB 기구/센서부(410)는, 건물 또는 가정으로의 전력 공급을 선택적으로 차단하는 종합개폐기(451) 내의 개폐기구(411) 및 전압/전류 센서(412)를 포함할 수 있다. 이 경우, 개폐기구(411)는 과전류 또는 과전압을 차단하는 기능을 수행하며, 전압/전류 센서(412)는 종합개폐기(451)를 통해 흐르는 전류 또는 종합개폐기에 인가되는 전압을 감지할 수 있다. 이러한 구성을 통하여, MCCB 기구/센서부(410)는 감지되는 전압/전류 정보를 전자식으로 변경하여 MCCB 제어 에이전트(432)에 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, MCCB 제어 에이전트(432)의 제어를 통해 이하에서 상술할 고급형 누전감지 알고리즘 등 서비스 기능을 종합개폐기에 부여할 수 있다.
플랫폼 엔진(420)은 마이크로프로세서 및 실시간 운영 시스템에 기반하여 구현되는 하드웨어 및 소프트웨어의 복합체로서, 바람직하게는 종합개폐기(451) 내에 실장 되고 멀티 에이전트부(430)에 실장된 복수의 에이전트(431 내지 434)를 통하여 MCCB 기구/센서부(410)와 호환/연동하여 동작할 수 있다.
멀티 에이전트부(430)는 플랫폼 엔진(420)과 연결되는 메모리 또는 플랫폼 엔진(420) 내의 메모리에 저장되는 전기안전-품질부가서비스를 제공하는 복수의 소프트웨어 에이전트로서, 멀티 에이전트부(430)을 구성하는 각각의 에이전트의 상세 기능에 대해서는 이하에서 후술한다.
상술한 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)은, 홈 스마트 기반 전기안전-품질부가서비스의 두뇌역할을 담당하며, 종래 하드웨어 방식의 서비스/기능을 소프트웨어 방식으로 전환하여 제공할 수 있다.
따라서, 소프트웨어 다운로드 및 업데이트를 통하여 다기능/고기능화된 기능/성능의 제공 및 보완을 보장할 수 있게 된다. 또한, 하드웨어로 구현된 기능들과는 달리, 동작상의 문제 또는 결함이 발생하더라도 용이하게 고칠 수 있고, 사용자 특화된 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하드웨어를 최소한으로 축소할 수 있다. 예컨대, 플랫폼 엔진(420)은 최적화 된 전용의 SOM(System-On-Module; 시스템-온-모듈, 이하 SOM)에 탑재될 수 있다. 따라서, 플랫폼 엔진(420)을 예컨대, 종합개폐기(451) 내부에 실장 하여 분전반 내부에 홈 스마트 서비스를 제공하는 하드웨어를 실장 할 공간이 부족하다는 종래 기술의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 종합개폐기(451) 내부에 실장 되는 경우, 별도 배선을 설치해야 하는 번거로움도 해결할 수 있다.
본 실시 예에서는 플랫폼 엔진(420)이 종합개폐기(451) 내에 실장 되는 구조를 중심으로 설명하지만, 플랫폼 엔진(420)이 제어하고자 하는 종합개폐기(451) 주변에도 설치할 수 있다. 이 경우, 플랫폼 엔진(420)은 종합개폐기(451) 내의 기능 및 기구 등의 자원을 공유/제어할 수 있는 위치에 설치된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 부가서비스 멀티 에이전트의 소프트웨어 구성을 도시한다.
도 1에 따르면, 멀티 에이전트부(430)는, 전력 사용에 관한 정보를 계측하는 서브미터링 에이전트(431), MCCB 기구/센서부(410)에 의한 전력 공급 차단 동작을 제어하는 MCCB 제어 에이전트(432), 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행하는 누전 관리 에이전트(433) 및 전력 품질 측정 및 알림 기능을 제공하는 전력 품질 에이전트 등 기타 서비스 에이전트(434)를 포함할 수 있다. 여기서 멀티 에이전트부(430)는 플랫폼 엔진(420) 내에 실장된 메모리 또는 플랫폼 엔진과 연결된 메모리 내에 저장되는 복수의 에이전트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 에이전트들(431 내지 434)은 각각의 해당 기능/서비스를 담당할 전용 소프트웨어를 의미할 수 있고, 서로 간에 정보를 교환 및 공유할 수 있다. 더욱 구체적으로, 각각의 기능/서비스를 갖는 멀티 에이전트들(431 내지 434)은, 객체화된 소프트웨어로 만들어내는 기능요소들로 구성될 수 있다. 또한, 하나의 플랫폼 엔진(420) 내의 마이크로프로세서상에서 실행되어, 동적 시퀀스를 가지거나 기 지정된 순서에 따라 공동 작업을 수행할 수 있다. 또한, 복수의 에이전트들은 플랫폼 엔진(420)에서 멀티-쓰레드(Multi-thread)화되어 하나의 마이크로프로세서에서 동시에 실행될 수 있다. 또한, 복수의 에이전트들(431 내지 434)은 홈 스마트 기반의 전기안전-품질부가서비스를 수행하기 위하여 개발된 소프트웨어 에이전트들을 포함할 수 있다.
여기에서, 멀티 에이전트부(430)는, 신규 에이전트를 추가하거나 기 탑재된 에이전트를 삭제하는 등 에이전트의 객체 수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 이와 같은 에이전트 객체 수 업데이트는, 플랫폼 소프트웨어 업데이트를 통해 수행될 수 있다. 더 나아가, 멀티 에이전트부(430)는, 소프트웨어 업데이트를 통하여 해당 에이전트의 기능/서비스에 대한 유지관리 및 보수를 수행할 수 있다.
이하에서는, 각 에이전트에 의해 제공되는 기능/서비스에 대하여 구체적으로 살펴본다.
서브미터링 에이전트(431)는 센서부(412)에서 측정된 전압/전류 값에 기초하여 유/무효 전력량을 계산하고 전력 사용에 관한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 초당 수 회 내지 수 만회에 걸쳐서 전력량을 샘플링하고, 샘플링한 전력값을 외부 전력 정보 서비스를 위해 제공할 수 있다. 예를 들어, 서브미터링 에이전트(431)가 제공하는 데이터들은 전력 업체의 부가서비스(예컨대, KEPCO의 iSmartTM 서비스 등) 또는 별도의 전력 사용/품질 분석 서비스(예를 들어, 인코어드 사의 EnerTALKTM 서비스(대한민국 특허출원 제10-144868호) 등)에 활용할 수 있다.
서브미터링 에이전트(431)는 분전반 외부의 전자식 계량기로부터 전력 데이터를 전송 받아 서브미터링 에이전트(431) 자체의 측정 데이터의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 계측된 전력 데이터를 외부의 전력 회사로 공급하여, 사용자는 서브미터링 에이전트(431)에서 계측된 전력 정보 및 전자식 계량기로부터 전력회사에 송신된 전력 정보에 근거하여 실시간 전기요금 안내, 기간별 전기요금 추이, 전력 사용 통계, 전력 사용 시뮬레이션 등 전력 업체에서 제공하는 각종 부가서비스 등을 제공받을 수 있다.
서브미터링 에이전트(431)와 연동되는 전력 사용/품질 분석 서비스는 샘플링한 전력값을 수신하고 이를 분석하여 부하기기별 사용량을 계산하고, 사용자별 전력 절약 가이드 정보를 생성할 수 있다. 또한, 전력 사용량, 최고 전력 사용량 시간대, 전력 절감 시 보상 정보, 전력 절감 가이드 정보 등 사용자에게 필요한 정보로 가공할 수 있다. 생성된 전력 사용량 정보 및 전력 절약 가이드 정보는 시각화(Visualization)하여 사용자 보유의 단말기, PC, 휴대폰, 태블릿 PC 등으로 전송할 수 있다. 전력 사용/품질 분석 서비스에 대해서는 이하의 도 7에서 상세히 설명한다.
MCCB 제어 에이전트(432)는, 서브미터링 에이전트(431), 후술할 누전 관리 에이전트(433) 또는 MCCB 기구/센서부(410) 내에 설치된 전압/전류 센서(412)로부터의 전압/전류 정보 또는 제어 신호에 근거하여 개폐기구(411)에 의한 전력 공급 차단 동작을 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로, MCCB 제어 에이전트(432)는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 MCCB 기구/센서부(410)에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 MCCB 기구/센서부(410)에 제공할 수 있다.
MCCB 기구/센서부(410)는, MCCB 제어 에이전트(432)로부터의 차단 명령 신호 또는 차단 해제 명령 신호에 따라 전력 공급 온/오프(on/off)를 전환하는 종합개폐기(451)를 통해 공급되는 전압/전류를 측정하는 전압/전류 센서(412)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전압/전류 정보가 종합개폐기(451)의 과전류 또는 과전압을 나타내는 경우, MCCB 제어 에이전트(432)는, MCCB 기구/센서부(410)의 전력 공급 차단이 필요하다고 판단하여 MCCB 기구/센서부(410)로 차단 명령 신호를 제공할 수 있다. 또는 전압/전류 정보가 분기 차단기의 과전류 또는 과전압을 나타내는 경우, MCCB 제어 에이전트(432)는, 해당 분기 차단기의 전력 공급 차단이 필요하다고 판단하여 해당 분기 차단기로 차단 명령 신호를 제공할 수 있다.
한편, MCCB 제어 에이전트(432)는, 현재 전력 공급 차단된 MCCB 기구/센서부(410)로부터의 전압/전류 정보에 의해 과전류/과전압 상태를 벗어났다고 판단되는 경우, 전력 공급 차단된 MCCB 기구/센서부(410)로 차단 해제 명령 신호를 제공할 수도 있다.
또한, MCCB 제어 에이전트(432)는, 하드웨어 구조 또는 하드웨어/소프트웨어 결합 구조로 작동되는 기존의 차단기(또는 개폐기)를 소프트웨어 방식으로 제어할 수 있다.
누전 관리 에이전트(433)는, 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행할 수 있다. 더 나아가, 누전 관리 에이전트(433)는, 종합개폐기 후단의 각 분기 차단기의 누전 차단 기능을 ‘후비보호’(Back-up)하는 역할을 담당한다. 예를 들어, 후비 보호 알고리즘은, 1단계(경보단계)로서 5~15mA 수준의 저항성 고조파 누설 전류가 지속 발생 시 ‘누전경보발령’을 수행하고, 2단계(지선 차단 단계)로서 각 분기 차단기의 전력 공급을 차단하고, 3단계(후비 차단 단계)로서 2단계에서 차단 실패 시 일정 시간(예를 들어, 5mS) 후 종합개폐기의 전력 공급을 차단할 수 있다.
또한, 누전 관리 에이전트(433)는, 누설 전류량 및 누설 위치 중 적어도 하나에 따라, 전력 공급 차단 및 누전 감지 경보 중 어느 하나를 수행하도록 제어할 수 있다. 특히, MCCB 제어 에이전트(432)는, 누전 관리 에이전트(433)에 의해 일정 기준 이상의 누설 전류가 감지된 경우, MCCB 기구/센서부(410)로 상기 차단 명령 신호를 제공할 수 있다.
누전 관리 에이전트(433)의 누설 전류 경보/차단 기능은 기존에는 별도의 하드웨어 장치를 부착해야만 가능했던 기능으로, 본 발명에서는 이를 소프트웨어 에이전트화하여 제공함으로써, 종합개폐기에 고급형 서비스 기능을 부여하는 특징을 제공할 수 있다. 누전 관리 에이전트에 의한 누전 관리 동작은 도 4을 참조하여 상세히 후술하도록 한다.
기타 에이전트(434)는 예를 들어, 전력 품질 에이전트를 포함할 수 있다. 전력 품질 에이전트는, 전력 품질 측정 및 알림 기능을 제공할 수 있다. 전력 품질 에이전트는, 개별 하드웨어 또는 개별 소프트웨어에 의해 구현되던 기존의 전력 품질 모니터링 기능을 플랫폼 내 에이전트를 활용하여 구현할 수 있다.
전력 품질 에이전트는, 기존 하드웨어 방식의 전력품질감시장치들에 의해 제공되던 전력품질 감시진단 기능을 동일하게 제공하면서도 추가 하드웨어 구성을 요구하지 않는 소프트웨어 중심의 에이전트이다. 더 나아가, 전력 품질 에이전트는, 모바일 장치, TV 등의 디스플레이 장치 또는 홈 스마트에 연결된 디스플레이 장치 등을 통하여 전력품질 모니터링 결과를 제공할 수 있다.
또는, 기타 에이전트(434)는 사용자에 특화된 전력데이터를 수집하는 에이전트 일 수 있다. 서브미터링 에이전트(431)를 통해 이상 데이터, 예를 들어, 특정한 분기 차단기에 연결된 전기 제품에서 지속적으로 과전압이 측정되어 고장 증상이 있다고 판단되면 기타 에이전트(434)를 통해 사용자에게 경보를 줄 수 있다.
또는 사용자, 또는 전력 사용/품질 분석 서비스 서버에서 필요한 기능을 에이전트화 하여 멀티 에이전트부(430)에 신규 에이전트로 등록하고 활용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)과 분전반(또는 분전함)과의 기능적인 관계를 나타내는 도면이다.
도 2에 따르면, 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)은 쇄선으로 표시된 기능으로, 종합개폐기(451) 내부 또는 종합개폐기(451) 주변에 설치될 수 있으며, 종합개폐기(451) 및 분기 차단기(452)를 제어할 수 있다. 단, 여기서 “종합개폐기(451) 주변”이란 실질적으로 종합개폐기(451)의 기능 및 기구를 공유할 수 있는 위치를 의미한다.
따라서, 종합개폐기(451)는 플랫폼(400)을 통하여 마이크로프로세서에 의한 전력 제어 및 정보 처리용 지능을 갖게 된다. 이에 따라 전력 계량기 후단에서 별도의 하드웨어 없이 자체 과전류보호, 서브 미터링, 누전후비보호(Back-up), 전력품질감시 등의 기능을 해당 에이전트 단에서 수행할 수 있고, 에이전트 간 정보 교환 및 상호 보완을 지원할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫폼 엔진(420)의 하드웨어 구성을 도시한다.
도 3에 도시된 플랫폼 엔진(420)은, 최적화 된 전용의 SOM 기반의 범용 플랫폼 형태로 구성되며, 종합개폐기(451) 내에 실장 될 수 있다. 더 나아가, 도면상에 도시하지 않았지만, 플랫폼 엔진(420)은, 기존의 분전함 내의 MCCB 기구/센서부(410)와 변류기 등 필요한 하드웨어 장치들을 공유하는 구조를 가질 수 있다.
도 3에 따르면, 플랫폼 엔진(420)은, 아날로그 방식의 전력 계측 정보를 디지털 데이터로 변환하는 SMPS 전원부(421), 플랫폼 엔진(420) 내 구성요소들의 동작을 실시간으로 제어하는 제어모듈(422), 전력 공급 차단/해제 명령 신호를 발생시키는 제어 전력 증폭부(423), 및 내/외부 장치들과의 통신을 수행하는 통신모듈(425)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 전력 증폭부(423)는 전력 공급 차단의 온/오프를 전환하는 액츄에이터(Actuator, 424)에 차단/해제 명령 신호를 송신할 수 있다.
통신모듈(425)은 예를 들어, 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 등의 무선 통신 수단을 포함할 수 있고 또는 전력선 통신(PLC, Power Line Communication) 및 이더넷(Ethernet) 등의 유선 통신 수단을 포함할 수 있다.
또한, 제어모듈(422)는 마이크로프로세서, RTOS(Real Time Operating System) 및 메모리(미 도시)를 포함하고, 메모리에는 제어모듈(422)의 마이크로프로세서 상에서 실행될 복수의 에이전트를 포함하고 있다. 제어모듈(422)에 전원이 인가되면, RTOS 및 멀티 에이전트부(430)의 에이전트들이 실행되어 실시간으로 종합개폐기(400)의 전압/전류 정보를 수집하고, 각 에이전트들의 특화된 서비스를 수행한다.
RTOS는 리눅스 OS 등 다양한 OS를 포함할 수 있으나, 제어모듈(422)로서 마이크로프로세스의 성능은 PC 등에 비하여 일반적으로 처리속도 나 처리능력이 떨어진다. 따라서, 제어모듈(422)의 성능을 고려하여 적절한 로드를 가지는 OS를 선정한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 관리 에이전트에 의한 누전 관리 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4에 따르면, 누전 관리 에이전트(433)는, 누설 전류 발생을 감지한다(S710).
누전 관리 에이전트(433)는, 누설 위치가 욕실/주방인지를 판단한다(S720). 욕실이나 주방의 부하일 경우에는 습기로 인하여 적은 전류에도 안전에 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 누전 관리 에이전트(433)는 욕실이나 주방이 아닌 곳의 부하에서 누설이 발생했다고 판단하면, 제 1 기준 이상인지를 판단하고(S730), 제 1 기준 이상이라고 판단되는 경우, 일정 시간 이내에 해당 분기 차단기가 차단되도록 제어할 수 있다(S770). 이 경우, 제 1 기준은 예를 들어, 30mA일 수 있다. 단, 일정시간 내에 해당 분기 차단기를 차단하지 못하는 경우에는, 후비 보호(Back-up)로서, 종합개폐기(451)를 차단할 수 있다(S780).
누전 관리 에이전트(433)는 욕실이나 주방이 아닌 곳의 부하에서 제 1 기준 이하의 누설 전류가 발생한다고 판단되면, 제 2 범위에서 누설 전류가 지속/수시 발생하는지를 판단한다. 예를 들어, 제 2 범위는 5~30mA 일 수 있다. 이 경우, 누전 관리 에이전트(433)은 제 2 범위 내의 누설 전류가 지속/수시 발생하는 경우에는 누전 감지 경보를 발생한다. 예를 들어, 누전 감지 경보는, 사용자 기기(예를 들어, 스마트폰, TV 등)를 통하여 제공되거나, 전력 관리 대상 부하 기기(예를 들어, 냉장고, 세탁기 등)를 통하여 제공될 수 있다.
또한, 누전 관리 에이전트(433)는 욕실/주방의 부하에서 누설이 발생했다고 판단하면, 제 3 기준 이상인지를 판단하고(S740), 제 3 기준 이상이라고 판단되는 경우, 일정 시간 이내에 해당 분기 차단기가 차단되도록 제어할 수 있다(S770). 이 경우, 제 3 기준은 예를 들어, 15mA일 수 있다. 단, 일정시간 내에 해당 분기 차단기를 차단하지 못하는 경우에는, 후비 보호(Back-up)로서, 종합개폐기를 차단하도록 제어할 수 있다(S780).
누전 관리 에이전트(433)는 욕실/주방의 부하에서 제 3 기준 이하의 누설 전류가 발생한다고 판단되면, 제 4 범위에서 누설 전류가 지속/수시 발생하는지를 판단한다. 예를 들어, 제 4 범위는 5~15mA 일 수 있다. 이 경우, 누전 관리 에이전트(433)은 제 4 범위 내의 누설 전류가 지속/수시 발생하는 경우에는 누전 감지 경보를 발생한다. 예를 들어, 누전 감지 경보는, 사용자 기기(예를 들어, 스마트폰, TV 등)를 통하여 제공되거나, 전력 관리 대상 부하 기기(예를 들어, 냉장고, 세탁기 등)를 통하여 제공될 수 있다.
누전 관리 에이전트(433)는, 제어 단계(S770)에서 해당 분기 차단기가 성공적으로 차단된 경우 누전 관리 동작을 종료할 수 있다.
여기에서, 제 1, 및 3 기준과 제 2 및 4 범위는 구체적인 값으로 고정되는 것이 아니라 다양하게 변경 지정될 수 있다.
도 5는 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)이 종합개폐기(451)에 설치된 분전반(440)을 나타내는 도면이다. 도 6은 기존의 전력 정보 수집 장치(200)이 설치된 종래 분전반(10)이다.
도 5를 참조하면, 분전반(440)은 종합개폐기(451), 분기 차단기(452), 부스바(130)를 포함한다. 또한, 부스바(130)는 복수의 분기(131, 132)을 포함한다. 분기 차단기(452)은 볼트(122 및 124)를 통해 분전반(440)에 고정된다.
종래 기술인 도 6은 분전반(440)의 분기 차단기가 설치될 수 있는 위치에 별도의 전력 정보 수집 장치(200)가 설치되어 있다.
도 6과 같이 분기 차단기 위치에 종래의 전력 정보 수집 장치(200)가 설치되는 경우, 해당 분기는 전력을 공급할 수가 없고, 전력 정보 측정을 위해서만 사용된다. 또한, 해당 분기로 과전류가 흐를 경우에 이를 차단할 수단이 없다.
본 발명인 도 5는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있도록, 차단기의 본래의 역할도 수행하면서 전력 정보 수집이 가능하도록 설계되었다. 또한, 후비보호기능, 전력 품질 측정 기능 등 다양한 부가 서비스를 위한 정보 제공 및 제어 기능이 종래의 단순 전력 정보 수집 장치(200)에 비해 강화되었다.
또한, 분전반 자체를 플랫폼화하여, 사용자 또는 서비스 제공자가 다양한 정보를 취득할 수 있는 에이전트를 간단한 방법으로 설치하여 운용할 수 있게 되었다.
도 7에 도시된 바와 같이, 서브미터링 에이전트(431)는 범용 전력 부가서비스 플랫폼(400)은 연결된 부하장치(710)에서 사용되는 전력을 계측할 수 있다. 이 때, 부하장치(710) 내 부하별로 분류하여 데이터를 취득할 수 있고, 취득된 데이터를 전력 사용/품질 분석 서버(530)로 네트워크(720)을 통해 전송할 수 있다.
이 때에 전력 사용/품질 분석 서버(530)은 분류된 데이터를 서버(530) 내 저장된 기 분석 데이터와 비교하여 분류된 데이터를 레이블링한다. 예컨대, 서브미터링 에이전트(431)가 보낸 데이터가, 기 분석된 데이터 중 냉장고의 데이터 패턴과 일치한다면, 그 데이터를 “냉장고”에서 사용된 데이터로 레이블링하고, 각각의 레이블링된 명칭대로 데이터를 저장한다.
서버(530)는 저장된 데이터를 시각화(Visualization)하여 사용자 단말(730)로 전송한다.
도 8a 내지 도 8c는 서버(530)의 시각화(Visualization)의 예시이다.
도 8a은 실시간 전력량을, 도 8b는 부하장치(710) 종류별 사용량을, 도 8c는 대기전력량을 각각 시각화하여 보여주고 있다. 이와 같은 서비스를 통하여, 사용자는 전력 사용을 절감할 수 있고, 전력 사용 습관(예컨대, 대기 전력을 줄이기 위하여, 사용하지 않는 플러그를 뽑는 등)을 고칠 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 마이크로프로세서 및 운영체제(Operating System)를 탑재한 플랫폼 엔진; 및
    상기 마이크로프로세서 상에서 실행되는 복수의 에이전트를 포함하는 멀티 에이전트부를 포함하되,
    상기 플랫폼 엔진은 가정용 또는 건물용 분전반 내의 종합개폐기에 실장되거나 상기 종합개폐기 주변에 설치되고, 상기 종합개폐기 내에서 상기 해당 가정 또는 해당 건물의 전력 공급을 선택적으로 전환하는 MCCB 기구/센서부를 제어하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 에이전트부는
    전력량을 계측하는 서브미터링 에이전트; 및
    상기 MCCB 기구/센서부를 제어하는 MCCB 제어 에이전트를 포함하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티 에이전트부는 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행하는 누전 관리 에이전트를 더 포함하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랫폼 엔진은 상기 종합개폐기에 실장(embed)되는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 범용 전력 부가서비스 플랫폼은, 신규 에이전트의 추가, 기 탑재 에이전트의 삭제 및 기 탑재 에이전트의 업데이트 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 서브미터링 에이전트는, 상기 계측된 전력량에 근거하여 전력 관련 정보를 외부 전력 부가서비스에 제공하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 MCCB 제어 에이전트는, 상기 누전 관리 에이전트에 의해 일정 기준 이상의 누설 전류가 감지된 경우, 상기 MCCB 기구/센서부로 상기 차단 명령 신호를 제공하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 누전 관리 에이전트는, 누설 전류량 및 누설 위치 중 적어도 하나에 따라, 전력 공급 차단 및 누전 감지 경보 중 어느 하나를 수행하도록 제어하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티 에이전트부는, 전력 품질 측정 및 알림 기능을 제공하는 전력 품질 에이전트를 더 포함하는,
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랫폼 엔진은 상기 플랫폼 엔진은 최적화 된 전용의 SOM에 탑재되는
    범용 전력 부가서비스 플랫폼.
  13. 마이크로프로세서 및 운영체제(operating system)를 탑재한 플랫폼 엔진;
    상기 마이크로프로세서 상에서 실행되는 복수의 에이전트를 포함하는 멀티 에이전트부; 및
    전력 공급을 선택적으로 전환하는 MCCB 기구/센서부를 포함하는
    종합개폐기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 멀티 에이전트부는
    전력 사용량을 계측하는 서브미터링 에이전트; 및
    상기 MCCB 기구/센서부의 전력 공급 차단 동작을 제어하는 MCCB 제어 에이전트를 포함하는
    종합개폐기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 멀티 에이전트부는 누설 전류 발생에 따른 누전 관리 동작을 수행하는 누전 관리 에이전트를 포함하는,
    종합개폐기.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 플랫폼 엔진은, 신규 에이전트의 추가 및 기 탑재 에이전트의 삭제 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는,
    종합개폐기.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 서브미터링 에이전트는, 상기 계측된 전력량에 근거하여 사용자가 요구하는 전력 관련 정보를 제공하는,
    종합개폐기.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 MCCB 제어 에이전트는, 전력 공급 차단 필요 시 차단 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하고, 전력 공급 차단 해제 필요 시 차단 해제 명령 신호를 상기 MCCB 기구/센서부에 제공하는,
    종합개폐기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 MCCB 제어 에이전트는, 상기 누전 관리 에이전트에 의해 일정 기준 이상의 누설 전류가 감지된 경우, 상기 MCCB 기구/센서부로 상기 차단 명령 신호를 제공하는,
    종합개폐기.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 누전 관리 에이전트는, 누설 전류량 및 누설 위치 중 적어도 하나에 따라, 전력 공급 차단 및 누전 감지 경보 중 어느 하나를 수행하도록 제어하는,
    종합개폐기.
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