KR20230098431A - 정전시 가용 전력의 선별적인 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외부 전원공급라인과 연결되는 복수 개의 부하단(10); 외부 전원공급라인과 연결되어 충전되는 비상배터리(20); 복수 개의 부하단(10) 및 비상배터리(20) 각각과 연결되는 제어기구(30)를 포함하여, 외부로부터 전원 공급이 중단되면 복수 개의 부하단(10) 각각에 대한 실시간 작업 현황 및 비상배터리(20)의 잔량을 비교하여, 비상배터리(20)의 잔량 대비 작업 종료가 가능한 순서대로 부하단(10) 각각에 비상배터리(20)의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 정전시 가용 전력의 선별적인 공급시스템을 제공한다.

Description

정전시 가용 전력의 선별적인 공급시스템{System for supplying emergency power to any load in blackout situation}

본 발명은 가용 전력의 선별적인 공급시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 복수 개의 부하단 각각의 실시간 작업 상황을 기초로 작업의 진척도나 기대 이익 등을 고려하여 우선 순위가 높은 부하단을 순차적으로 비상배터리와 연결하여, 갑작스런 정전으로 인해 발생될 수 있는 손해액을 최소화시키는 것이 가능한 정전시 가용 전력의 선별적인 공급시스템에 관한 것이다.

급속한 산업화 및 세계적인 인터넷망의 보급, 그리고 사물인터넷과 전기자동차의 상용화로 인해 전기에너지의 소요량이 기하급수적으로 증가하고 있다. 전기에너지의 소요량이 증가할수록 일정 품질을 가지는 전기에너지의 안정적인 공급이 필수적이나, 교통사고나 자연재해로 인한 전송선의 고장과 발전소의 불찰, 합선 등으로 인해 전기에너지 공급 자체가 일시 또는 장시간 중단되는 사고가 빈번해지고 있다.

일상의 생활에서 이러한 정전 사태가 일시 발생하더라도 불편이나 손해가 막대한데, 전기에너지를 주된 동력원으로 사용하는 산업 현장은 경우에 따라 회복 불가능한 손해를 입기도 하며, 이는 종래 작업자 중심의 현장 상황이 자동화 또는 스마트화로 점진적으로 변환되고 있다는 점을 감안하면 그 폐해는 더욱 심각해질 수 있다.

이를 위하여, 외부로부터 전원 공급이 중단되면, 비상배터리에 충전된 전기에너지를 로봇이나 기계 등과 같은 각 부하단에 공급함으로써 일정 시간동안 작업을 이어갈 수 있도록 도와주는 무정전 전원 공급장치(ninterruptible Power Supply System, UPS)를 도입하는 현장이 늘어나고 있다. 이럴 경우, 각 부하단은 비상배터리의 잔량만큼 작업을 이어갈 수 있다는 점에서, 갑작스런 작업 중단에 따른 손해를 일정 범위 내로 줄이는 것이 가능하다.

하지만, 이러한 무정전 전원 공급장치는 단일의 부하단 또는, 부하단이 복수 개로 이루어지더라도 동종의 작업을 수행하는 경우에는 크게 문제가 되지 않으나, 복수 개의 부하단이 서로 다른 작업을 수행하는 경우에는, 각 부하단의 실시간 작업 정도에 불문하고 사전에 별도로 지정된 순위에 따라 전원을 공급할 수밖에 없는 현실적인 한계가 있었다.

대한민국 등록특허 제1966685호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 정전 발생시에 각 부하단의 작업 진척 상황에 따라 비상배터리의 전원을 적절하게 분배할 수 있는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 외부 전원공급라인과 연결되는 복수 개의 부하단(10); 외부 전원공급라인과 연결되어 충전되는 비상배터리(20); 복수 개의 부하단(10) 및 비상배터리(20) 각각과 연결되는 제어기구(30)를 포함하여, 외부로부터 전원 공급이 중단되면 복수 개의 부하단(10) 각각에 대한 실시간 작업 현황 및 비상배터리(20)의 잔량을 비교하여, 비상배터리(20)의 잔량 대비 작업 종료가 가능한 순서대로 부하단(10) 각각에 비상배터리(20)의 전원을 공급하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 외부로부터 전원 공급이 중단되는 정전 사고 발생시, 현재 가동 중인 복수 개의 부하단 각각의 실시간 작업 상황을 기초로 작업의 진척도나 기대 이익 등을 고려하여 우선 순위를 정한 다음, 우선 순위가 높은 부하단을 순차적으로 비상배터리와 연결하여 작업을 지속할 수 있도록 구성함으로써, 갑작스런 정전으로 인해 발생될 수 있는 손해액을 최소화시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 가용 전력의 선별적인 공급시스템을 보여주는 개략적인 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 가용 전력의 선별적인 공급시스템에 있어 정전 발생시 각 부하단의 작업 상황 및 비상배터리 상호 간의 개략적인 연관 관계를 보여주는 디스플레이 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 도 1에 개시된 것과 같이, 복수 개의 부하단(10), 비상배터리(20) 그리고 이들 각각과 연결되는 제어기구(30)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이들 각각의 구체적인 구성을 살펴보면 아래와 같다.

부하단(10)은 공작기계나 산업용 로봇 등과 같이 기 입력된 프로그램에 따라 동일한 작업을 반복 수행할 수 있는 수단이다. 부하단(10)의 작동은 평상시에는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 작동되며, 정전과 같은 비상시에는 비상배터리(20)에 의해 작동된다.

본 발명에 따른 부하단(10)은 모두가 동일한 작업을 수행할 수 있도록 구성되거나, 몇몇 부하단(10)들은 동일한 작업을 수행하고 나머지는 다른 작업을 수행하도록 구성될 수 있음은 물론, 부하단(10) 각각이 완전히 서로 다른 작업을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.

비상배터리(20)는 외부 전원공급라인과 연결되어 전기에너지가 충전되는 부분이다. 비상배터리(20)는 부하단(10)이 설치되는 현장과 분리된 별도의 공간에 설치되는 것이 바람직하다.

제어기구(30)는 정전 발생시 내장된 프로그램에 따라 부하단(10)을 선별적으로 작동시키는 수단으로, 제어부, 통신부, 데이터저장부, 디스플레이부 등을 구비한 통상적인 단말기로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 부하단(10) 및 비상배터리(20) 각각과 연결된다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 개략적인 작동구성을 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

평상시 발전소(1)에서 생성된 전기에너지는 공장 인근의 변전소(2)를 거쳐 각 부하단(10)으로 공급되며, 각 부하단(10)은 내장된 프로그램에 따라 동일한 작업을 반복 수행한다. 이때, 비상배터리(20)는 외부 전원 공급라인과 연결되어 전기에너지가 충전된다.

만일, 전송선이 고장나거나 변전소의 합선 등으로 인해 공장으로의 전원 공급이 중단되면, 제어기구(30)는 이를 감지하고 즉각적으로 각 부하단(10)의 공급 전원을 비상배터리(30)로 교체함으로써, 정전 직전까지 작동되고 있던 공장의 시스템이 전원 공급의 중단에 의한 문제가 발생하지 않도록 조치한다. 또한, 이와 동시에 도 2와 같이, 관리자 등에 정전 상황의 발생 및 비상배터리(30)의 현재 상태를 즉각적으로 안내한다.

또한, 제어기구(30)는 각 부하단(10)과 통신하며, 부하단(10) 각각에 현재 진행 중에 있는 작업 상황을 실시간으로 파악한다. 부하단(10) 각각에서 현재 진행 중에 있는 작업 상황이 파악되면, 각 부하단(10)에 있어 전체 작업량 대비 진척도를 분석함과 동시에 비상배터리(20)의 잔량과 대비하여 작업의 우선순위를 정한다.

즉, 도 2와 같이 부하단이 서로 다른 작업을 수행하는 A, B로 이루어지고, A 및 B 각각의 작업 진척도가 80% 및 60%이면, 작업의 완료가 빠른 A를 비상배터리와 먼저 연결시켜 작업을 진행하고, A의 작업이 완료된 이후 비상배터리의 전력이 남아 있으면 다른 순서로 B를 비상배터리와 연결하는 것이다.

만일, A 및 B 각각의 작업 진척도가 80% 및 60%로서, A의 작업 진척도가 높다 할지라도 A의 작업 보다는 B의 작업에 의한 기대 이익이 높다면, A, B의 작업 진척도와 상관없이 기대 이익이 높은 부하단을 먼저 비상배터리와 연결하여 작업을 진행할 수도 있을 것이다. 이러한 작업의 우선 순위 배정은 사전에 미리 판단하여 제어기구에 입력시켜 둘 필요가 있다.

이와 같이, 외부로부터 전원 공급이 중단되면 복수 개의 부하단 각각에 대한 실시간 작업 현황과 비상배터리의 잔량을 비교하여, 작업 종료가 빠른 부하단 또는 기대 이익이 높은 부하단 순서대로 비상배터리와 연결하게 되면, 정상 가동시 갑작스런 정전으로 인해 발생되는 손해를 최소화하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 부하단 20 : 비상배터리
30 : 제어기구

Claims (1)

1. 외부 전원공급라인과 연결되는 복수 개의 부하단(10);
   외부 전원공급라인과 연결되어 충전되는 비상배터리(20);
   복수 개의 부하단(10) 및 비상배터리(20) 각각과 연결되는 제어기구(30)를 포함하여,
   외부로부터 전원 공급이 중단되면 복수 개의 부하단(10) 각각에 대한 실시간 작업 현황 및 비상배터리(20)의 잔량을 비교하여, 비상배터리(20)의 잔량 대비 작업 종료가 가능한 순서대로 부하단(10) 각각에 비상배터리(20)의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 정전시 가용 전력의 선별적인 공급시스템.

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