WO2012060478A1 - 전력제어장치 및 전력제어방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a power control apparatus and a power control method, and more particularly, to a power control apparatus and a power control method for efficiently securing the reserve power in case of power failure.
  • Smart grid is a technology that knows electricity consumption, supply amount and power line status by fusion of information and communication technology in the power grid, which can maximize energy efficiency.
  • Smart Grid enables consumers and power companies to exchange information in real time by incorporating information and communication technologies such as direct communication and power line communication into the power grid. Therefore, it is possible for consumers to use electricity when the electricity bill is low, and to have the electronics automatically operate during low electricity rates.
  • Smart Grid is a system that efficiently manages everything that flows through electricity, not only home appliances such as TVs and refrigerators, but also industrial equipment that runs in factories. You can check your electricity bills in your home, office, or factory in real time, and you can use electricity to avoid expensive daytime hours.
  • An object of the present invention is to provide a power control apparatus and a power control method for receiving information on power failure and efficiently securing reserve power in case of power failure by using the smart grid technology as described above. It is done.
  • a second communication unit which receives the reserve power information, the controller generates charge control information for storing the reserve power in the power storage unit based on the power information and the reserve power information, and controls the power charging of the power storage unit according to the charge control information. It includes.
  • the power information may further include power demand information of a power consumer
  • the power failure information may include power failure duration information
  • the power demand information may include power consumption information per unit time of the power consumer, and may be reserved.
  • the power information may further include charging power amount information per unit time of the power storage unit.
  • the controller generates the required power information based on the power failure duration information and the required power information per unit time, generates the required charge information based on the required power information and the remaining power information, and based on the required charge information and the charge power information per unit time. To generate charge duration information of the power storage unit.
  • the power failure information may further include power failure start time information, and the controller may generate charge start time information based on the power failure start time information and the charge duration time information.
  • the power information may further include time-based power rate information, and the controller may generate optimal charging start time information based on time-hour power rate information.
  • the power failure information further includes the power failure area information, and the controller may determine whether the power consumer corresponds to the power failure area based on the power failure area information.
  • the power control apparatus may further include a display unit which displays the power failure information, the power demand information, the reserve power information, and the charge control information and provides the same to the user.
  • the power control apparatus further includes an input unit for allowing a user to input a charge control command, and the controller may control charging of the power storage unit according to the charge control command.
  • the controller may be configured to supply power to the power consumer from the power storage unit when the power failure occurs, and to switch to a power saving mode to reduce power consumption of the power consumer.
  • the power control apparatus may be any one of a smart server, a smart meter, a smart TV and a smart phone.
  • the power control method comprises the steps of receiving power information including power failure information, receiving power information including remaining power information from the power storage unit for storing the power reserve, power information and power reserve information Generating charge control information for storing the reserve power in the power storage unit based on the control unit; and controlling power charging of the power storage unit according to the charge control information.
  • the power failure information may include power failure duration time information
  • the power demand information may include power consumption information per unit time of a power consumer
  • the reserve power information may further include charging power amount information per unit time of the power storage unit.
  • the step of generating the charge control information is a step of generating the necessary power amount information based on the power failure duration time information and the required power amount information per unit time, generating the required charge amount information based on the required power amount information and the remaining power amount information
  • the method may include generating charging duration information of the power storage unit based on the required charging amount information and the charging power amount information per unit time.
  • the power failure information further includes power failure start time information, and the generating of the charge control information may include:
  • the method may further include generating charging start time information based on the power failure start time information and the charging duration time information.
  • the power information may further include time-based power rate information, and the generating of the charging start time information may further include generating the optimal charging start time information based on the time-based power rate information.
  • the power failure information may further include the power failure area information, and may further include determining whether the power consumer corresponds to the power failure area based on the power failure area information.
  • the power control method according to the present invention may further include displaying power failure information, power information, reserve power information, and charging control information and providing the same to a user.
  • the power control method according to the present invention may further include receiving a charge control command from a user, and controlling the charging of the power storage unit according to the received charge control command.
  • the power control method according to the present invention may include supplying power to a power consumer from a power storage unit when a power failure occurs, and switching to a power saving mode for reducing power consumption of the power consumer.
  • the power control apparatus and the power control method according to the present invention it is possible to secure the preliminary power in preparation for power failure, thereby providing stability in the use of the power device.
  • the power control apparatus and the power control method according to the present invention has the effect of ensuring sufficient reserve power at the lowest cost.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a power control system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a power control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a power control device displaying power failure information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing that the power control device according to an embodiment of the present invention displays power demand information.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing displaying power rate information for each time zone according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing that the power control device according to an embodiment of the present invention displays the reserve power information.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing that the power control device according to an embodiment of the present invention displays charging control information.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating that the power control device according to an embodiment of the present invention displays power status information during a power failure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a power control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a charging control information generation step of FIG. 9.
  • a second communication unit which receives the reserve power information, the controller generates charge control information for storing the reserve power in the power storage unit based on the power information and the reserve power information, and controls the power charging of the power storage unit according to the charge control information. It includes.
  • the power information may further include power demand information of a power consumer
  • the power failure information may include power failure duration information
  • the power demand information may include power consumption information per unit time of the power consumer, and may be reserved.
  • the power information may further include charging power amount information per unit time of the power storage unit.
  • the controller generates the required power information based on the power failure duration information and the required power information per unit time, generates the required charge information based on the required power information and the remaining power information, and based on the required charge information and the charge power information per unit time. To generate charge duration information of the power storage unit.
  • the power failure information may further include power failure start time information, and the controller may generate charge start time information based on the power failure start time information and the charge duration time information.
  • the power information may further include time-based power rate information, and the controller may generate optimal charging start time information based on time-hour power rate information.
  • the power failure information further includes the power failure area information, and the controller may determine whether the power consumer corresponds to the power failure area based on the power failure area information.
  • the power control apparatus may further include a display unit which displays the power failure information, the power demand information, the reserve power information, and the charge control information and provides the same to the user.
  • the power control apparatus further includes an input unit for allowing a user to input a charge control command, and the controller may control charging of the power storage unit according to the charge control command.
  • the controller may be configured to supply power to the power consumer from the power storage unit when the power failure occurs, and to switch to a power saving mode to reduce power consumption of the power consumer.
  • the power control apparatus may be any one of a smart server, a smart meter, a smart TV and a smart phone.
  • the power control method comprises the steps of receiving power information including power failure information, receiving power information including remaining power information from the power storage unit for storing the power reserve, power information and power reserve information Generating charge control information for storing the reserve power in the power storage unit based on the control unit; and controlling power charging of the power storage unit according to the charge control information.
  • the power failure information may include power failure duration time information
  • the power demand information may include power consumption information per unit time of a power consumer
  • the reserve power information may further include charging power amount information per unit time of the power storage unit.
  • the step of generating the charge control information is a step of generating the necessary power amount information based on the power failure duration time information and the required power amount information per unit time, generating the required charge amount information based on the required power amount information and the remaining power amount information
  • the method may include generating charging duration information of the power storage unit based on the required charging amount information and the charging power amount information per unit time.
  • the power failure information further includes power failure start time information, and the generating of the charge control information may include:
  • the method may further include generating charging start time information based on the power failure start time information and the charging duration time information.
  • the power information may further include time-based power rate information, and the generating of the charging start time information may further include generating the optimal charging start time information based on the time-based power rate information.
  • the power failure information may further include the power failure area information, and may further include determining whether the power consumer corresponds to the power failure area based on the power failure area information.
  • the power control method according to the present invention may further include displaying power failure information, power information, reserve power information, and charging control information and providing the same to a user.
  • the power control method according to the present invention may further include receiving a charge control command from a user, and controlling the charging of the power storage unit according to the received charge control command.
  • the power control method according to the present invention may include supplying power to a power consumer from a power storage unit when a power failure occurs, and switching to a power saving mode for reducing power consumption of the power consumer.
  • the power information network 100 of the power control system includes a power supply source 200 for supplying power to the power consumer 300 and a power supply source 300 that receives power from the power supply source 200. ) Is connected.
  • the power information network 100 is connected to the power control server 400 for coordinating or controlling the activities of the power supply source 200 and the power consumer 300 may exchange information in real time with each other.
  • the power supply source 200, the power consumer 300, and the power control server 400 may each be independent agencies that are separated from each other, but if necessary, a single function may perform a redundant function.
  • a plurality of power supplies 200, a plurality of power consumers 300, and a plurality of power control servers 400 may exist in the power information network 100.
  • the power supply 200 connected to the power information network 100 includes a power transmission / distribution authority 210, a transmission / distribution generator, a renewable power producer 220, and a power service provider 230.
  • the power service provider 230 provides power information to the power consumer 200 and the power control server 400 through the power information network 100.
  • Power information provided from the power service provider 230 may include power failure information and power demand information, which will be described later.
  • the power transmission / distribution engine 210 and the regenerative power producer 220 serve as an energy source for providing power through the power information network 100.
  • the power transmission / distribution engine 210 includes power generators 212 (bulk generators) in charge of primary power supply.
  • the regenerative power producer 220 includes a power recycling means 222 including a storage device and a distributed power supply for secondary power production.
  • the power consumer 300 connected to the power information network 100 may include all facilities requiring power, such as residential buildings, office buildings, factories, etc. to which the smart grid is applied.
  • the power consumer 300 includes a power storage unit for storing the reserve power in case of power failure and a power controller for controlling the power storage unit.
  • a power control apparatus according to an embodiment of the present invention provided in the power consumer 300 will be described in detail.
  • the power control apparatus 310 includes a first communication unit 312, a second communication unit 314, a control unit 316, a display unit 318, and an input unit 322. And memory 324.
  • the power control device 310 shown in FIG. 2 is for illustrating the present invention, but the present invention is not limited thereto.
  • each of the components may be integrated with each other or may be made of a more separate form of hardware or software.
  • the first communication unit 312 receives power information from at least one of the above-described power supply sources 200 or the power control server 400 through the power information network 100, and transmits the received power information to the control unit 316.
  • the power information received through the power information network 100 includes power failure information, power demand information, and time-based power charge information for the power consumer 300.
  • the second communication unit 314 receives the reserve power information from the power storage unit 320 for storing the reserve power in case of power failure, and transmits it to the controller 316. Details of the information received by the first communication unit 312 and the second communication unit 314 will be described later.
  • the controller 316 generates charging control information for storing the reserve power in the power storage unit 320 based on the power information transmitted from the first communication unit 312 and the reserve power information transmitted from the second communication unit 314. Then, the power charging of the power storage unit 320 is controlled according to the generated charge control information. In this case, even in a peak time period, it is preferable to limit the use of power stored in the power storage unit 320 to prepare for a power failure.
  • the controller 316 controls to supply power to the power consumer 300 from the power storage unit 320 when a power failure occurs, and controls to switch to a power saving mode for reducing power consumption of the power consumer 300. In the power saving mode, specific power devices can be operated in the power saving mode.
  • the super power saving mode restricts the use of a specific power device and controls only the essential power devices. It can be operated.
  • the display unit 318 displays the power failure information and the power demand information received through the power information network, the preliminary power information received from the power storage unit 320, and the charging control information generated by the control unit 316 to provide the user.
  • the input unit 322 allows a user to input a charging control command with reference to the information displayed on the display unit 318. According to a user's input of a charge control command, the controller 316 may control the charging of the power storage unit 320. Meanwhile, the display unit 318 may be implemented by a touch panel method. In this case, the input unit 322 may be implemented on the screen of the display unit 318.
  • the controller 316 may request a user input according to a setting, and may control the charging of the power storage unit 320 by itself regardless of the user's input.
  • the memory 324 generates power failure information and power demand information received through the first communication unit 312, reserve power information received by the power storage unit 320 through the second communication unit 314, and generated by the controller 316.
  • the control unit 316 may directly receive information from the first communication unit 312 and the second communication unit 314 to perform a control function, or may perform a control function using information temporarily stored in the memory 324.
  • the power controller 310 displays each information using the display unit 318 in the drawing.
  • Specific configurations of the power control device 310 shown in the drawings and specific contents of the respective information are provided to illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.
  • the power control device 310 may be any one device of a smart server (smart server), smart meter (smart meter), smart TV (smart TV) and smart phone (smart phone), these The device may be configured in such a manner that the function is added.
  • 3 to 7 illustrate that the power control device 310 is a smart meter having a terminal form. Therefore, the power control device 310 according to an embodiment of the present invention is equipped with a function to measure the amount of time-specific usage and transmit the information, it is made of an electronic electricity meter that can know the rate for each time zone.
  • the power control device 310 is provided with a display unit, to enable real-time check of power usage and bi-directional communication between the power supplier and the power consumer.
  • One side of the power control device 310 is provided with an input unit 322 that allows the user to set the power control operation, etc. as needed.
  • the display unit 318 may be provided in the form of a touch panel so that the input unit 322 may be implemented on the display unit 318.
  • the user can arbitrarily set the start time and end time of charging in preparation for power failure, and the power control device 310 operates the power storage unit 300 according to the user's setting. Can be controlled. However, as described above, the charging may be performed in preparation for power failure according to the determination of the power control apparatus 310 automatically regardless of whether the user inputs it.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing that the power control device 310 according to an embodiment of the present invention displays the power failure information for informing the occurrence of the power failure in advance.
  • the power failure information is provided to the power consumer 300 from the power supply source 200 or the power control server 400 is used as information for securing the reserve power in case of power failure.
  • the first communication unit 312 of the power control device 310 receives the power failure information and transmits it to the control unit 316 and the memory 324, and the control unit 316 displays the power failure information to the user. Control to provide.
  • the power failure information includes power failure duration time information, power failure start time information, power failure end time information, and power failure area information. In addition, it may further include information on the reason for the power outage and information on the precautions and requests for the outage.
  • the power failure area information may include the unique recognition information of the power consumer 300, it may be directly informed that the power consumer 300 corresponds to the power failure generation area. In this case, the power control server 400 may simply provide power failure information only to the power consumer 300 corresponding to the power failure area.
  • the power control device 310 displays power demand information indicating a current state of power usage of the power consumer 300.
  • the power demand information may be displayed as power consumption over time as a graph in which a power usage pattern of the power consumer 300 is statistically calculated.
  • the power demand information is displayed as a pattern over time, and may be provided in consideration of other factors that may affect the power usage pattern such as season, day of the week, and weather. Alternatively, it may be simply displayed as an average value of the required amount of power information per unit time of the power consumer 300.
  • the power demand information serves as a basis for calculating the amount of power required by the power consumer 300 in preparation for the occurrence of a power failure.
  • Such power demand information may be received from the outside through the power information network 100.
  • the power control device 310 generates power demand information by analyzing the power usage of the power consumer 300 by itself. After storing in the memory 324 may be utilized.
  • the power control device 310 displays the power rate information for each time zone.
  • the time-based power rate information may be displayed as a graph of power rates over time.
  • the power rate information may be provided through the power information network 100 in real time, or may be stored in the memory 324 as pre-planned power rate information.
  • an electric charge is charged at a time when there is a high demand for electricity, and a lower electric charge is charged at a night time when the demand for power is low.
  • Such time-based power rate information serves as a basis for determining a time zone most suitable for charging the power storage unit 320 in preparation for power failure. Therefore, it would be desirable to charge the standby power at night time as possible.
  • the reserve power information includes remaining power amount information indicating the amount of available reserve power currently stored in the power storage unit 320 and charging power amount information per unit time indicating the charging speed of the power storage unit 320. Based on the reserve power information, information on the amount of power required for power failure and the time required for charging is calculated.
  • the charging control information includes charging start time information indicating an operation start time of the power storage unit 320 to secure the reserve power and charging end time information indicating an operation end time.
  • the charging duration information of the power storage unit 320 may be calculated from the charging start time information and the charging end time information.
  • charging end time information may be calculated from charging start time information and charging duration time information.
  • the controller 316 may notify the user through the display unit 318 and allow the user to set a limit of use of some power devices. Further, it is possible to determine and notify whether or not it is possible to secure the charging amount according to the use restriction setting of the user.
  • the controller 316 determines whether the power consumer 300 corresponds to the power failure area based on the power failure area information included in the power failure information, and if the power failure area corresponds to the power failure area, generates the charging control information. .
  • the power control server may provide power failure information only to the power consumer 300 in which the power failure occurs, the control unit 316 does not need to determine whether the power failure area, the charging control information Create
  • the controller 316 generates the required power amount information based on the power failure duration time information and the required power amount information per unit time included in the power failure information. For example, as shown in FIG. 3, when the expected power outage duration is 4 hours, and as shown in FIG. 4, when the required power amount per hour of the demand destination is 500 Kwh, the required power amount expected by the power failure is calculated by multiplying 2000 Kwh. do.
  • the controller 316 generates the required charge information based on the required power information and the remaining power information. For example, as shown in FIG. 6, when the remaining power amount stored in the power storage unit 320 is 1000 Kwh, the required charge amount is 1000 Kwh minus the required power amount 2000 Kwh. However, in order to secure more sufficient reserve power, the required charge amount may be determined so that 10% or more of the calculated power is added.
  • the controller 316 generates charging duration information of the power storage unit 320 based on the required charge amount information and the charging power amount information per unit time. For example, as shown in FIG. 6, when the charging amount per hour of the power storage unit 320 is 100 Kwh, the charging duration is 10 hours obtained by dividing the required charging amount 1000 Kwh by 100 Kwh. By this operation, unnecessary charge can be prevented from being additionally charged, and power can be used more efficiently.
  • the controller 316 generates charging start time information and charging end time information based on the power failure start time information and the charge duration time information. That is, the charging start time may be determined so that charging for the required charging amount of the power storage unit 320 is completed before the actual power failure is started. At this time, the controller 316 may generate the optimal charging start time information based on the time-based power rate information. That is, the charge duration time to secure the required charge amount can be distributed in the cheapest time period. For example, as shown in Fig. 3, when the time to receive the power failure information is 12:00 on July 1, 2010, and the reported power failure start time is 12:00 on July 3, 2010, the charging duration of 10 hours 5, in the example of FIG. 5, the charging start time is set to 20 o'clock on July 1, 2010, and the charging end time is set to 06 o'clock on July 2, 2010, and the charging duration of 10 hours to which the lowest charge period is applied. Can be secured.
  • the power consumer 300 can use the power of the cheapest time period, it is possible to efficiently secure the reserve power.
  • the controller 316 may control the power storage unit 320 to be fully charged regardless of the charging control information as described above.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing that the power control device 310 according to an embodiment of the present invention displays the power situation during power failure.
  • the power control device 310 provides the user with the current status of the reserve power stored in the power storage unit 320 along with the power failure situation in real time. For example, as illustrated in FIG. 8, the current time and the remaining power amount of the power failure time may be graphically displayed so as to be contrasted with each other.
  • the power control device 310 detects the estimated power consumption in real time, and if it is determined that the remaining power is insufficient for the expected duration of power failure, the power control device 310 notifies the user and switches to the power saving mode or the ultra power saving mode according to the user's selection. You can do it.
  • the user may input a command to switch to the power saving mode or the ultra power saving mode by using the button of the input unit 322.
  • the controller may automatically switch to the power saving mode or the ultra power saving mode without the user's input.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a power control method according to an embodiment of the present invention.
  • a power control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
  • power information including power failure information, power demand information, and power charge information is received from a power supply source or a power control server through a power information network (S10).
  • the power failure information includes power failure duration time information, power failure start time information, and power failure zone information.
  • it may further include information on the reason for the power outage and information on the precautions and requests for the outage.
  • power failure information is used as information for securing reserve power in case of power failure.
  • the power demand information may be displayed as power consumption according to time in the form of a graph, or may be displayed as required power amount information per unit time of the power consumer 300.
  • the power demand information serves as a basis for calculating the amount of power required by the power consumer 300 in preparation for the occurrence of a power failure.
  • the power rate information may be displayed as a graph of power rates over time, which may be provided in real time or may be provided as pre-planned power rate information.
  • time-based power rate information serves as a basis for determining a time zone most suitable for charging the power storage unit 320 in preparation for power failure.
  • the process is terminated without further measures.
  • the power failure area information includes the unique recognition information of the power consumer 300, and thus directly informs that the power consumer 300 corresponds to the power failure occurrence area, this step may be omitted.
  • the power receiver 300 receives the reserve power information including the remaining power amount information from the power storage unit 320 for storing the reserve power (S30).
  • the reserve power information includes remaining power amount information of the power storage unit 320 and charging power amount information per unit time.
  • the charging control information for storing the reserve power in the power storage unit 320 is generated based on the power information and the reserve power information (S40). As shown in Fig. 7, the charging control information includes charging start time information and charging end time information (charging duration time information). A detailed method of generating the charge control information will be described later.
  • the power storage unit 320 performs power charging according to the charging control information (S60). That is, the charging starts and ends based on the charging start time and the charging end time included in the generated charge control information.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of generating charge control information.
  • necessary power amount information is generated based on the power failure duration time information and the required power amount information per unit time included in the power failure information (S410). For example, if the expected power outage duration is 4 hours and the required power amount per hour of the customer is 500Kwh, the power consumption is expected to be 2000Kwh by multiplying this.
  • the required charge amount information is generated based on the required power amount information and the remaining power amount information included in the reserve power information (S420). For example, when the amount of remaining power stored in the power storage unit 320 is 1000Kwh, the required charge amount is 1000Kwh minus the required power amount 2000Kwh. However, in order to secure more sufficient reserve power, the required charge amount may be determined so that 10% or more of the calculated power is added.
  • the charging duration information of the power storage unit 320 is generated based on the required charging amount information and the charging power amount information per unit time (S430). For example, when the charging amount per hour of the power storage unit 320 is 100Kwh, the charging duration is 10 hours divided by the above-described required charging amount 1000Kwh by 100Kwh. By this operation, unnecessary charge can be prevented from being additionally charged, and power can be used more efficiently.
  • the charging start time information and the charging end time information are generated based on the power failure start time information and the charge duration time information (S440). That is, the charging start time may be determined so that charging for the required charging amount of the power storage unit 320 is completed before the actual power failure is started.
  • the controller 316 may generate the optimal charging start time information based on the time-based power rate information. That is, the charge duration time to secure the required charge amount can be distributed in the cheapest time period.
  • the charging start time is set to 20 o'clock on July 1, 2010, and the charging end time is set to 06 o'clock on July 2, 2010, to secure a charging duration of 10 hours to which the lowest charge period is applied.
  • the electric power can be used at the cheapest time from the point of view of the electric power consumer, and the reserve power can be efficiently secured.

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Abstract

본 발명은 정전에 대비한 예비전력을 효율적으로 충전하기 위한 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전력제어장치는 전력 정보망을 통해 정전정보 및 전력 수용가의 전력수요 정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 제1 통신부, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 제2 통신부, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하고, 충전제어정보에 따라 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전력제어장치 및 전력제어방법
본 발명은 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전에 대비한 예비전력을 효율적으로 확보하기 위한 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것이다.
현재의 전력시스템은 실제로 사용하는 전기보다 10% 정도 많이 생산하도록 설계되어 있다. 이는 전력의 최대소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많이 사용할 경우에 대비해 전기를 미리 확보해 놓기 위한 것이다. 따라서 현재의 전력시스템에서 연료는 물론 각종 발전설비도 추가적으로 필요하다. 또한 버려지는 전기 또한 많아 에너지 효율이 떨어지며, 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어난다.
꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전기를 더 효율적으로 사용하면서 지구온난화도 막을 수 있다. 스마트 그리드(smart grid)는 전력망에 정보통신기술을 융합하여 전기사용량과 공급량, 전력선의 상태까지 알 수 있는 기술로 에너지 효율성을 극대화할 수 있다.
스마트 그리드를 이용하면 전력망에 직비, 전력선 통신 등의 정보통신기술을 접목하여 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받을 수 있다. 따라서 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능하다.
전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에는 최대전력량을 유지하지 않거나, 남는 전력을 양수발전에 사용하여 버리는 전기를 줄일 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또한 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.
결국 스마트 그리드는 일반 가정에서 사용하는 TV, 냉장고와 같은 전자제품뿐 아니라 공장에서 돌아가는 산업용 장비들까지 전기가 흐르는 모든 것을 묶어 효율적으로 관리하는 시스템이다. 집, 사무실, 공장 어느 곳에서나 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 전기를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기와 같은 스마트 그리드 기술을 이용하여, 정전(power failure)에 관한 정보를 접수하여 정전에 대비한 예비전력을 효율적으로 확보할 수 있도록 하는 전력제어장치 및 전력제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력제어장치는 전력 정보망을 통해 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 제1 통신부, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 제2 통신부, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하고, 충전제어정보에 따라 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 전력정보는 전력 수용가(power consumer)의 전력수요 정보를 더 포함할 수 있으며, 정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고, 전력수요 정보는 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며, 예비전력 정보는 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함할 수 있다.
제어부는 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하고, 필요전력량 정보 및 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하며, 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성할 수 있다.
정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고, 제어부는 정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성할 수 있다.
전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고, 제어부는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성할 수 있다.
정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고, 제어부는 정전지역 정보에 근거하여 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 정전정보, 전력수요정보, 예비전력정보 및 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 사용자가 충전제어명령을 입력할 수 있도록 하는 입력부를 더 포함하고, 제어부는 충전제어명령에 따라 전력 저장부의 충전을 제어할 수 있다.
제어부는 정전 발생 시 전력 저장부로부터 전력 수용가에 전력을 공급하도록 하고, 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 스마트 서버, 스마트 미터, 스마트 티브이 및 스마트 폰 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 단계, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 단계, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하는 단계, 및 충전제어정보에 따라 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 단계를 포함한다.
정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고, 전력수요 정보는 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며, 예비전력 정보는 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함할 수 있다. 이때, 충전제어정보를 생성하는 단계는 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하는 단계, 필요전력량 정보 및 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하는 단계, 및 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고, 충전제어정보를 생성하는 단계는,
정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고, 충전시작시간 정보를 생성하는 단계는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고, 정전지역 정보에 근거하여 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전정보, 전력정보, 예비전력정보 및 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 사용자로부터 충전제어명령을 수신하는 단계, 및 수신된 충전제어명령에 따라 전력 저장부의 충전을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전 발생 시 전력 저장부로부터 전력 수용가에 전력을 공급하는 단계, 및 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치 및 전력제어방법에 의하면, 정전에 대비하여 미리 예비전력을 확보할 수 있게 되어 전력기기의 사용에 안정성을 제공하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 전력제어장치 및 전력제어방법에 의하면, 가장 낮은 비용으로 충분한 예비전력을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치가 정전정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치가 전력수요정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시간대별 전력요금정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치가 예비전력정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치가 충전제어정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치가 정전 중 전력상황 정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 도 9의 충전제어정보 생성단계를 나타낸 순서도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력제어장치는 전력 정보망을 통해 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 제1 통신부, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 제2 통신부, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하고, 충전제어정보에 따라 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 전력정보는 전력 수용가(power consumer)의 전력수요 정보를 더 포함할 수 있으며, 정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고, 전력수요 정보는 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며, 예비전력 정보는 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함할 수 있다.
제어부는 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하고, 필요전력량 정보 및 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하며, 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성할 수 있다.
정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고, 제어부는 정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성할 수 있다.
전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고, 제어부는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성할 수 있다.
정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고, 제어부는 정전지역 정보에 근거하여 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 정전정보, 전력수요정보, 예비전력정보 및 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 사용자가 충전제어명령을 입력할 수 있도록 하는 입력부를 더 포함하고, 제어부는 충전제어명령에 따라 전력 저장부의 충전을 제어할 수 있다.
제어부는 정전 발생 시 전력 저장부로부터 전력 수용가에 전력을 공급하도록 하고, 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어장치는 스마트 서버, 스마트 미터, 스마트 티브이 및 스마트 폰 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 단계, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 단계, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하는 단계, 및 충전제어정보에 따라 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 단계를 포함한다.
정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고, 전력수요 정보는 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며, 예비전력 정보는 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함할 수 있다. 이때, 충전제어정보를 생성하는 단계는 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하는 단계, 필요전력량 정보 및 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하는 단계, 및 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고, 충전제어정보를 생성하는 단계는,
정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고, 충전시작시간 정보를 생성하는 단계는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고, 정전지역 정보에 근거하여 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전정보, 전력정보, 예비전력정보 및 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 사용자로부터 충전제어명령을 수신하는 단계, 및 수신된 충전제어명령에 따라 전력 저장부의 충전을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력제어방법은 정전 발생 시 전력 저장부로부터 전력 수용가에 전력을 공급하는 단계, 및 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 이하에서 설명하는 실시 예는 본원 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 예시로써 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 이하의 실시 예들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어시스템의 개념도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전력제어시스템의 전력 정보망(100)에는 전력 수용가(300)에 전력을 공급하는 전력 공급처(200)와 전력 공급처(200)로부터 전력을 공급받아 사용하는 전력 수용가(300)가 접속된다. 또한, 전력 정보망(100)에는 전력 공급처(200)와 전력 수용가(300)의 활동을 조정하거나 통제하는 전력통제 서버(400)가 접속되어 상호간 실시간으로 정보를 주고 받을 수 있다.
전력 공급처(200), 전력 수용가(300) 및 전력통제 서버(400)는 각각 서로 분리된 독립적 기관일 수 있으나, 필요에 따라 하나의 기관에서 중복적 기능을 수행하는 것도 가능하다. 또한, 전력 정보망(100)내에는 복수의 전력 공급처(200), 복수의 전력 수용가(300) 및 복수의 전력통제 서버(400)가 존재할 수도 있다.
전력 정보망(100)에 접속된 전력 공급처(200)는 전력 전송/배전 기관(210, Transmission/Distribution), 재생전력 생산자(220) 및 전력 서비스 제공자(230, Energy Service Provider)를 포함한다.
전력 서비스 제공자(230)는 전력 정보망(100)을 통해 전력 수용가(200) 및 전력통제 서버(400)에 전력정보를 제공한다. 전력 서비스 제공자(230)에서 제공되는 전력 정보는 정전정보와 전력수요정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 대하여는 후술한다.
전력 전송/배전 기관(210) 및 재생 전력 생산자(220)는 전력 정보망(100)을 통해 전력을 제공하는 전력공급원(energy source)의 역할을 수행한다. 예를 들어, 전력 전송/배전 기관(210)은 1차 전력 공급을 담당하는 전력발전소(212, Bulk Generators)를 포함한다. 또한, 재생전력 생산자(220)는 2차 전력 생산을 위한 저장장치 및 분산전원을 포함하는 전력재활용 수단(222)을 포함한다.
전력 정보망(100)에 접속된 전력 수용가(300)는 스마트 그리드가 적용되는 주거용 건물, 사무용 건물, 공장 등 전력을 필요로 하는 모든 시설들을 포함할 수 있다. 전력 수용가(300)는 정전에 대비한 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부와 이를 제어하기 위한 전력 제어장치를 포함한다. 이하에서는 전력 수용가(300)에 구비된 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)와 전력 저장부(320)를 나타낸 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)는 제1 통신부(312), 제2 통신부(314), 제어부(316), 표시부(318), 입력부(322) 및 메모리(324)를 포함한다. 도 2에 도시된 전력제어장치(310)는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각각의 구성요소들은 서로 통합되거나 보다 분리된 형태의 하드웨어 또는 소프트웨어로 이루어질 수 있다.
제1 통신부(312)는 전력 정보망(100)을 통해 전술한 전력 공급처(200) 중 적어도 하나 또는 전력통제 서버(400)로부터 전력정보를 수신하고, 수신된 전력정보를 제어부(316)로 전송한다. 전력 정보망(100)을 통해 수신되는 전력정보는 전력 수용가(300)에 대한 정전정보, 전력수요 정보 및 시간대별 전력요금 정보를 포함한다.
제2 통신부(314)는 정전에 대비한 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부(320)로부터 예비전력정보를 수신하고, 이를 제어부(316)로 전송한다. 제1 통신부(312) 및 제2 통신부(314)에서 수신하는 각 정보의 구체적인 내용에 대하여는 후술한다.
제어부(316)는 제1 통신부(312)에서 전송된 전력정보와 제2 통신부(314)에서 전송된 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부(320)에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하고, 생성된 충전제어정보에 따라 전력 저장부(320)의 전력 충전을 제어한다. 이때, 피크 시간대라고 하더라도 전력 저장부(320)에 저장된 전력의 사용을 제한하여 정전에 대비하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 제어부(316)는 정전 발생 시 전력 저장부(320)로부터 전력 수용가(300)에 전력을 공급하도록 제어하고, 전력 수용가(300)의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하도록 제어한다. 절전모드에서는 특정 전력기기들이 절전 모드로 운용되도록 할 수 있다. 또한, 정전 지속 중 모니터링 결과, 정전 지속예상 시간 동안의 필요전력량이 전력 저장부(320)의 잔여 전력량보다 큰 경우에는 특정 전력기기의 사용을 제한하고 필수적인 전력기기들만의 사용하도록 제어하는 초절전 모드로 운용할 수 있다.
다만, 정전이 실제로 발생함과 동시에 예비전력으로 스위칭하는 경우에는 일시적인 전력 불안정이 발생할 수 있으므로, 실제 통보된 정전 시간 전에 미리 전력 저장부(320)로부터 전력을 공급받도록 하여 전력 불안정이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제어부(316)의 구체적인 동작에 대하여는 후술한다.
표시부(318)는 전력 정보망을 통해 수신된 정전정보 및 전력수요정보, 전력 저장부(320)에서 수신된 예비전력정보와, 제어부(316)에서 생성된 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공한다.
입력부(322)는 사용자가 표시부(318)에 표시된 정보들을 참조하여 충전제어명령을 입력할 수 있도록 한다. 사용자의 충전제어명령의 입력에 따라 제어부(316)는 전력 저장부(320)의 충전을 제어할 수 있다. 한편, 표시부(318)는 터치패널 방식으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 입력부(322)는 표시부(318)의 화면 상에 구현될 수 있다.
다만, 제어부(316)는 설정에 따라 사용자의 입력을 요청할 수도 있으며, 사용자의 입력과 관계 없이 스스로 전력 저장부(320)의 충전을 제어할 수도 있다.
메모리(324)는 제1 통신부(312)를 통해 수신된 정전정보 및 전력수요정보, 제2 통신부(314)를 통해 전력 저장부(320)에서 수신된 예비전력정보와, 제어부(316)에서 생성된 충전제어정보를 저장한다. 제어부(316)는 제1 통신부(312) 및 제2 통신부(314)에서 직접 정보를 전송 받아 제어기능을 수행하거나, 메모리(324)에 일시적으로 저장된 정보를 이용하여 제어기능을 수행할 수도 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 외부에서 수신한 정보와 이에 근거하여 내부적으로 생성한 정보에 대하여 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. 이를 위해 전력제어장치(310)가 각각의 정보를 표시부(318)를 이용하여 표시하는 것을 도면에 예시하였다. 도면에 도시된 전력제어장치(310)의 구체적인 구성과 각각의 정보의 구체적인 내용은 본원 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본원 발명에 따른 전력제어장치(310)는 스마트 서버(smart server), 스마트 미터(smart meter), 스마트 티브이(smart TV) 및 스마트 폰(smart phone) 중 어느 하나의 기기일 수 있으며, 이들 기기에 그 기능이 추가된 형태로 구성될 수도 있다. 도 3 내지 도 7에서는 전력제어장치(310)가 단말기 형태를 가지는 스마트 미터인 것을 일례로 도시하였다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 전력제어장치(310)는 시간대별 사용량을 측정하여 그 정보를 송신할 수 있는 기능을 갖추어, 시간대별 요금을 알 수 있는 전자식 전력량계로 이루어 진다. 또한, 전력제어장치(310)는 표시부를 구비하고, 전력 사용량 실시간 체크와 전력 공급자와 전력 수용가 간 양방향 통신 등이 가능하도록 한다.
전력제어장치(310)의 일 측에는 사용자가 필요에 따라 전력제어 동작 등을 설정할 수 있는 입력부(322)가 마련된다. 다만, 표시부(318)가 터치패널의 형태로 구비되어 입력부(322)가 표시부(318) 상에 구현될 수도 있다.
입력부(322)를 이용하여 사용자는 임의대로 정전에 대비한 충전의 진행 시작시간 및 종료시간 등을 설정할 수 있고, 사용자의 설정에 따라 전력제어장치(310)는 전력 저장부(300)의 동작을 제어할 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 사용자의 입력 여부와 관계없이 자동적으로 전력제어장치(310)의 자체적인 판단에 따라 정전에 대비한 충전을 진행할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 정전의 발생을 미리 알려주기 위한 정전정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 정전정보는 전력 공급처(200) 또는 전력통제 서버(400)으로부터 전력 수용가(300)에 제공되어 정전에 대비한 예비전력을 확보하기 위한 정보로서 활용된다. 전력제어장치(310)의 제1 통신부(312)는 정전정보를 수신하여 이를 제어부(316) 및 메모리(324)로 전송하고, 제어부(316)는 표시부(318)가 정전정보를 표시하여 사용자에게 제공할 수 있도록 제어한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 정전정보는 정전지속시간 정보, 정전시작시간 정보, 정전종료시간 정보 및 정전지역 정보를 포함한다. 또한, 추가적으로 정전의 사유에 대한 정보 및 정전발생에 대한 주의사항 및 요청사항에 대한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 정전지역 정보는 전력 수용가(300)의 고유 인식정보를 포함함으로써, 전력 수용가(300)가 정전 발생 지역에 해당한다는 것을 직접적으로 통보할 수도 있다. 이 경우, 전력통제 서버(400)은 단순히 정전지역에 해당하는 전력 수용가(300)에만 정전정보를 제공할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 전력 수용가(300)의 전력사용 현황을 나타내는 전력수요정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 전력수요 정보는 전력 수용가(300)의 전력 사용 패턴을 통계화한 그래프의 형태로서 시간에 따른 전력 사용량으로 표시될 수 있다. 전력수요 정보는 시간에 따른 패턴으로 표시되며, 계절, 요일 및 날씨 등과 같이 전력사용 패턴에 영향을 줄 수 있는 다른 인자들을 고려하여 제공될 수도 있다. 또한, 이와 달리 단순히 전력 수용가(300)의 단위 시간당 필요전력량 정보의 평균값으로 표시될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서 전력수요 정보는 정전의 발생에 대비하여 전력 수용가(300)에 필요한 전력량을 산출하는 근거가 된다. 이와 같은 전력수요 정보는 전력 정보망(100)을 통해 외부로부터 수신할 수 있으며, 이와 달리, 전력제어장치(310)가 자체적으로 전력 수용가(300)의 전력 사용현황을 분석하여 전력수요 정보를 생성하여 메모리(324)에 저장한 후 이를 활용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 시간대별 전력요금정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 시간대별 전력요금정보는 시간에 따른 전력요금의 그래프로서 표시될 수 있다. 전력요금정보는 실시간으로 전력 정보망(100)을 통해 제공되거나, 미리 계획된 전력요금 정보로서 메모리(324)에 저장될 수도 있다. 도 5에 예시된 바와 같이, 일반적으로 전력 수요가 많은 낯 시간대에는 전기요금이 더 부과되고, 전력 수요가 적은 밤 시간대에는 보다 저렴한 전기요금이 부과된다. 이와 같은 시간대별 전력요금정보는 정전에 대비하여 전력 저장부(320)에 충전을 진행하기에 가장 적절한 시간대를 판단하는 근거가 된다. 따라서 예비전력의 충전은 가능한 밤 시간대에 진행되는 것이 바람직할 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 예비전력정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 예비전력 정보는 전력 저장부(320)에 현재 저장되어 있는 가용 예비 전력량을 나타내는 잔여 전력량 정보와 전력 저장부(320)의 충전속도를 나타내는 단위 시간당 충전전력량 정보를 포함한다. 예비전력 정보에 근거하여 정전에 대비한 필요 전력량과 충전에 필요한 시간에 관한 정보가 산출된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 충전제어정보를 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 충전제어정보는 예비전력을 확보하기 위한 전력 저장부(320)의 동작 개시시점을 나타내는 충전시작시간 정보 및 동작 종료시점을 나타내는 충전종료시간 정보를 포함한다. 전력 저장부(320)의 충전지속시간 정보는 충전시작시간 정보와 충전종료시간 정보로부터 산출될 수 있다. 또는 반대로 충전종료시간 정보가 충전시작시간 정보와 충전지속시간 정보로부터 산출될 수도 있다.
한편, 정전에 대비한 충전시간을 충분히 확보하기 어려운 경우에는, 제어부(316)는 표시부(318)을 통해 사용자에게 통지하고, 사용자가 일부 전력기기의 사용제한을 설정하도록 할 수 있다. 또한, 사용자의 사용 제한 설정에 따라 충전량을 확보하는 것이 가능한지의 여부를 판단하여 통지할 수 있다.
이하에서, 제어부(316)에서 생성되는 충전제어정보의 상세한 내용 및 이를 위한 제어부(316)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
제어부(316)는 정전정보에 포함된 정전지역 정보에 근거하여 전력 수용가(300)가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단하고, 정전지역에 해당하는 경우, 충전제어정보를 생성하는 동작을 수행한다. 다만, 상기한 바와 같이, 전력통제 서버가 정전이 발생하는 전력 수용가(300)에 대하여만 정전정보를 제공할 수 있으므로, 이때 제어부(316)는 정전지역에 해당 여부를 판단할 필요 없이 충전제어정보를 생성한다.
또한, 제어부(316)는 정전정보에 포함된 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성한다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예상되는 정전지속시간이 4시간 이며, 도 4에 나타낸 바와 같이, 수요처의 시간당 필요전력량이 500Kwh인 경우, 이를 곱하여 정전에 의해 예상되는 필요전력량 2000Kwh를 산출한다.
또한, 제어부(316)는 필요전력량 정보 및 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성한다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전력 저장부(320)에 저장된 잔여 전력량이 1000Kwh인 경우, 필요충전량은 필요전력량 2000Kwh에서 이를 뺀 1000Kwh가 된다. 다만, 보다 충분한 예비전력을 확보하기 위해서는 산출된 전력량에서 10% 이상 추가되도록 필요충전량을 정할 수 있다.
또한, 제어부(316)는 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부(320)의 충전지속시간 정보를 생성한다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전력 저장부(320)의 시간당 충전량이 100Kwh인 경우, 충전지속시간은 위의 필요충전량 1000Kwh를 100Kwh로 나눈 10시간이 된다. 이와 같은 동작에 의해서 불필요한 전력이 추가적으로 충전되는 것을 방지할 수 있어 보다 효율적으로 전력을 사용할 수 있게 된다.
또한, 제어부(316)는 정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보와 충전종료시간 정보를 생성한다. 즉, 실제 정전이 시작되기 전에 전력 저장부(320)의 필요충전량에 대한 충전이 완료되도록 충전시작시간을 정할 수 있다. 이때, 제어부(316)는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성할 수도 있다. 즉, 필요충전량을 확보하기 위한 충전지속시간을 가장 요금이 저렴한 시간대에 분배할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 정전정보를 수신한 시간이 2010년 7월 1일 12시이고, 통보된 정전시작시간이 2010년 7월 3일 12시인 경우, 10시간의 충전지속시간을 확보하기 위해, 도 5의 예에서, 충전시작시간을 2010년 7월 1일 20시로 정하고, 충전종료시간을 2010년 7월 2일 06시로 정하여 최저요금구간이 적용되는 10시간의 충전지속시간을 확보할 수 있다.
이와 같은 동작에 의해, 전력 수용가(300)의 입장에서는 가장 요금이 저렴한 시간대의 전력을 이용할 수 있게 되어 예비전력을 효율적으로 확보할 수 있게 된다. 또한, 전력 공급처(200)의 입장에서도 전력 수요가 가장 많은 시간대의 저력 사용을 줄이고, 상대적으로 전력 수요가 가장 적은 시간대의 전력을 이용하도록 유도할 수 있게 된다. 따라서 최대 전력수요의 증가를 억제할 수 있게 되므로 최대 전력수요를 충족하기 위한 설비의 추가를 위한 비용을 절약할 수 있게 된다.
다만, 정전 시 충분한 전력을 확보하기 위해 사용자의 사전 설정에 따라서 제어부(316)는 상기와 같은 충전제어정보와 관계없이 전력 저장부(320)가 완전히 충전되도록 제어할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어장치(310)가 정전 중 전력상황을 표시하는 것을 나타낸 개략도이다. 실제 정전이 발생된 경우, 전력제어장치(310)는 실시간으로 정전 상황과 함께 전력 저장부(320)에 저장된 예비전력의 현황을 사용자에게 제공한다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 정전 시간 중 현재시간과 잔여전력량이 서로 대비되도록 그래픽화하여 표시될 수 있다. 또한, 전력제어장치(310)는 실시간으로 예상 전력소모량을 파악하여 정전지속 예상시간에 대비한 잔여전력이 부족하다고 판단되는 경우에는 이를 사용자에게 통지하여 사용자의 선택에 따라 절전 모드 또는 초절전 모드로 전환할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 사용자는 입력부(322)의 버튼을 이용하여 절전 모드 또는 초절전 모드로의 전환 명령을 입력할 수 있다. 또한, 이와 달리 사용자의 사전 설정에 따라, 제어부가 잔여전력이 부족하다고 판단한 경우에는 사용자의 입력이 없이도 자동으로 절전 모드 또는 초절전 모드로 전환할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어방법을 설명한다.
먼저, 전력 공급처 또는 전력통제 서버로부터 전력 정보망을 통해 정전정보, 전력수요정보 및 전력요금정보를 포함하는 전력정보를 수신(S10)한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 정전정보는 정전지속시간 정보, 정전시작시간 정보 및 정전지역 정보를 포함한다. 또한, 추가적으로 정전의 사유에 대한 정보 및 정전발생에 대한 주의사항 및 요청사항에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이와 같은 정전정보는 정전에 대비한 예비전력을 확보하기 위한 정보로서 활용된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전력수요 정보는 그래프의 형태로서 시간에 따른 전력 사용량으로 표시될 수 있으며, 전력 수용가(300)의 단위 시간당 필요전력량 정보로서 표시될 수도 있다. 전력수요 정보는 정전의 발생에 대비하여 전력 수용가(300)에 필요한 전력량을 산출하는 근거가 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 전력요금정보는 시간에 따른 전력요금의 그래프로서 표시될 수 있으며, 이는 실시간으로 제공되거나 또는 미리 계획된 전력요금 정보로서 제공될 수도 있다. 이와 같은 시간대별 전력요금정보는 정전에 대비하여 전력 저장부(320)에 충전을 진행하기에 가장 적절한 시간대를 판단하는 근거가 된다.
다음으로, 정전정보에 포함된 정전지역정보에 근거하여 해당 전력 수용가(300)가 정전지역에 해당하는 지의 여부를 판단(S20)한다. 해당 전력 수용가(300)가 정전지역에 해당하지 않는 경우에는 정전에 대비한 예비전력을 확보할 필요가 없으므로 추가적인 조치 없이 프로세스를 종료한다. 또한, 정전지역 정보가 전력 수용가(300)의 고유 인식정보를 포함함으로써, 전력 수용가(300)가 정전 발생 지역에 해당한다는 것을 직접적으로 통보하는 경우, 본 단계가 생략될 수 있다.
해당 전력 수용가(300)가 정전지역에 해당하는 경우, 예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부(320)로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신(S30)한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 예비전력 정보는 전력 저장부(320)의 잔여 전력량 정보와 단위 시간당 충전전력량 정보를 포함한다.
다음으로, 전력정보와 예비전력정보에 근거하여 전력 저장부(320)에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성(S40)한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 충전제어정보는 충전시작시간 정보 및 충전종료시간 정보(충전지속시간 정보)를 포함한다. 충전제어정보를 생성하는 구체적인 방법에 대하여는 후술한다.
다음으로, 생성된 충전제어정보에 근거하여 전력 저장부(320)에 정전에 대비한 충전을 진행하는 것이 필요한지의 여부를 판단(S50)한다. 전력 저장부(320)에 저장된 예비전력이 충분한 경우에는 충전을 진행하지 않는다. 다만, 이 경우에도 정전의 발생 시 전력소모를 최소화할 필요가 있으므로 정전발생 시 전력절약모드로 전환한다.
전력 저장부(320)에 저장된 예비전력량이 충분하지 않은 경우에는, 충전제어정보에 따라 전력 저장부(320)의 전력 충전을 진행(S60)한다. 즉, 생성된 충전제어정보에 포함된 충전시작시간 및 충전종료시간에 근거하여 충전을 시작하고 종료한다.
정전이 실제로 발생한 경우, 전력 저장부(320)에 저장된 예비전력으로 전력 수용가(300)에 전력을 공급(S70)한다. 다만, 정전이 실제로 발생함과 동시에 예비전력으로 스위칭하는 경우에는 일시적인 전력 불안정이 발생할 수 있으므로, 실제 통보된 정전 시간 전에 미리 스위칭을 하여 전력 불안정이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이 경우, 전력 소모를 최소화하기 위해 전력절약 모드로 운용(S80)할 수 있다.
이하에서, 충전제어정보를 생성하는 방법을 상세하게 설명한다. 도 10은 충전제어정보의 생성방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 정전정보에 포함된 정전지속시간 정보 및 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성(S410)한다. 예를 들어, 예상되는 정전지속시간이 4시간 이며, 수요처의 시간당 필요전력량이 500Kwh인 경우, 이를 곱하여 정전에 의해 예상되는 필요전력량 2000Kwh를 산출한다.
다음으로, 필요전력량 정보 및 예비전력정보에 포함된 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성(S420)한다. 예를 들어, 전력 저장부(320)에 저장된 잔여 전력량이 1000Kwh인 경우, 필요충전량은 필요전력량 2000Kwh에서 이를 뺀 1000Kwh가 된다. 다만, 보다 충분한 예비전력을 확보하기 위해서는 산출된 전력량에서 10% 이상 추가되도록 필요충전량을 정할 수 있다.
다음으로, 필요충전량 정보 및 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 전력 저장부(320)의 충전지속시간 정보를 생성(S430)한다. 예를 들어, 전력 저장부(320)의 시간당 충전량이 100Kwh인 경우, 충전지속시간은 위의 필요충전량 1000Kwh를 100Kwh로 나눈 10시간이 된다. 이와 같은 동작에 의해서 불필요한 전력이 추가적으로 충전되는 것을 방지할 수 있어 보다 효율적으로 전력을 사용할 수 있게 된다.
다음으로, 정전시작시간 정보와 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보와 충전종료시간 정보(충전지속시간 정보)를 생성(S440)한다. 즉, 실제 정전이 시작되기 전에 전력 저장부(320)의 필요충전량에 대한 충전이 완료되도록 충전시작시간을 정할 수 있다. 이때, 제어부(316)는 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성할 수도 있다. 즉, 필요충전량을 확보하기 위한 충전지속시간을 가장 요금이 저렴한 시간대에 분배할 수 있다.
예를 들어, 정전정보를 수신한 시간이 2010년 7월 1일 12시이고, 통보된 정전시작시간이 2010년 7월 3일 12시인 경우, 10시간의 충전지속시간을 확보하기 위해, 도 5의 예에서, 충전시작시간을 2010년 7월 1일 20시로 정하고, 충전종료시간을 2010년 7월 2일 06시로 정하여 최저요금구간이 적용되는 10시간의 충전지속시간을 확보할 수 있다.
이와 같은 동작에 의해, 전력 수용가의 입장에서는 가장 요금이 저렴한 시간대의 전력을 이용할 수 있게 되어 예비전력을 효율적으로 확보할 수 있게 된다. 또한, 전력 공급처의 입장에서도 전력 수요가 가장 많은 시간대의 저력 사용을 줄이고, 상대적으로 전력 수요가 가장 적은 시간대의 전력을 이용하도록 유도할 수 있게 된다. 따라서 최대 전력수요의 증가를 억제할 수 있게 되므로 최대 전력수요를 충족하기 위한 설비의 추가를 위한 비용을 절약할 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 전력 정보망을 통해 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 제1 통신부,
    예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 제2 통신부,
    상기 전력정보와 상기 예비전력정보에 근거하여 상기 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하고, 상기 충전제어정보에 따라 상기 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 제어부
    를 포함하는 전력제어장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전력정보는 전력 수용가의 전력수요 정보를 더 포함하며,
    상기 정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고, 상기 전력수요 정보는 상기 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며, 상기 예비전력 정보는 상기 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 정전지속시간 정보 및 상기 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하고, 상기 필요전력량 정보 및 상기 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하며, 상기 필요충전량 정보 및 상기 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 상기 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성하는 전력제어장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 정전시작시간 정보와 상기 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성하는 전력제어장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성하는 전력제어장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 정전지역 정보에 근거하여 상기 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단하는 전력제어장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 정전정보, 상기 전력수요정보, 상기 예비전력정보 및 상기 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 표시부를 더 포함하는 전력제어장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 사용자가 충전제어명령을 입력할 수 있도록 하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 충전제어명령에 따라 상기 전력 저장부의 충전을 제어하는 전력제어장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    정전 발생 시 상기 전력 저장부로부터 상기 전력 수용가에 전력을 공급하도록 하고, 상기 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하도록 제어하는 전력제어장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전력제어장치는 스마트 서버, 스마트 미터, 스마트 티브이 및 스마트 폰 중 어느 하나인 전력제어장치.
  10. 정전정보를 포함하는 전력정보를 수신하는 단계,
    예비전력을 저장하기 위한 전력 저장부로부터 잔여 전력량 정보를 포함하는 예비전력정보를 수신하는 단계,
    상기 전력정보와 상기 예비전력정보에 근거하여 상기 전력 저장부에 예비전력을 저장하기 위한 충전제어정보를 생성하는 단계, 및
    상기 충전제어정보에 따라 상기 전력 저장부의 전력 충전을 제어하는 단계
    를 포함하는 전력제어방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 전력정보는 전력 수용가의 전력수요 정보를 포함하며
    상기 정전정보는 정전지속시간 정보를 포함하고,
    상기 전력수요 정보는 상기 전력 수용가의 단위 시간당 필요전력량 정보를 포함하며,
    상기 예비전력 정보는 상기 전력 저장부의 단위 시간당 충전전력량 정보를 더 포함하고,
    상기 충전제어정보를 생성하는 단계는,
    상기 정전지속시간 정보 및 상기 단위 시간당 필요전력량 정보에 근거하여 필요전력량 정보를 생성하는 단계,
    상기 필요전력량 정보 및 상기 잔여 전력량 정보에 근거하여 필요충전량 정보를 생성하는 단계, 및
    상기 필요충전량 정보 및 상기 단위 시간당 충전전력량 정보에 근거하여 상기 전력 저장부의 충전지속시간 정보를 생성하는 단계를 포함하는 전력제어방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 정전정보는 정전시작시간 정보를 더 포함하고,
    상기 충전제어정보를 생성하는 단계는,
    상기 정전시작시간 정보와 상기 충전지속시간 정보에 근거하여 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 전력제어방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전력정보는 시간대별 전력요금 정보를 더 포함하고,
    상기 충전시작시간 정보를 생성하는 단계는,
    상기 시간대별 전력요금 정보에 근거하여 최적 충전시작시간 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 전력제어방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 정전정보는 정전지역 정보를 더 포함하고,
    상기 정전지역 정보에 근거하여 상기 전력 수용가가 정전지역에 해당하는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 전력제어방법.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 정전정보, 상기 전력정보, 상기 예비전력정보 및 상기 충전제어정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 전력제어방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 사용자로부터 충전제어명령을 수신하는 단계, 및
    상기 수신된 충전제어명령에 따라 상기 전력 저장부의 충전을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 전력제어방법.
  17. 제10 항에 있어서,
    정전 발생 시 상기 전력 저장부로부터 상기 전력 수용가에 전력을 공급하는 단계, 및
    상기 전력 수용가의 전력소모를 감소시키기 위한 절전모드로 전환하는 단계
    를 포함하는 전력제어방법.
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