WO2021107190A1 - 통합 전력 관리 시스템 - Google Patents

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WO2021107190A1
WO2021107190A1 PCT/KR2019/016563 KR2019016563W WO2021107190A1 WO 2021107190 A1 WO2021107190 A1 WO 2021107190A1 KR 2019016563 W KR2019016563 W KR 2019016563W WO 2021107190 A1 WO2021107190 A1 WO 2021107190A1
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WO
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power management
individual
target
amount
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/016563
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English (en)
French (fr)
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박혜린
김지효
김주현
손병일
김영훈
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옴니시스템주식회사
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Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/12—Billing, invoicing, buying or selling transactions or other related activities, e.g. cost or usage evaluation

Definitions

  • the present invention relates to an integrated power management system for creating a smart grid environment in a local community.
  • Local community refers to residential complexes in the form of apartments or clusters, commercial complexes in the form of markets, and industrial complexes in the form of apartments or clusters.
  • a smart grid is a platform that manages electricity by applying ICT technology (Information and Communication Technology) to the process of producing, transporting and consuming electricity applied to a specific area. Accordingly, in order to create a smart grid environment in a local community, a plurality of individual power management systems corresponding to a plurality of unit consumption areas included in the local community and an integrated power management system connected to a plurality of individual power management systems are used. .
  • the unit consumption area corresponds to an apartment complex, each house, each shopping mall, and each factory included in the local community.
  • An object of the present invention is to provide an integrated power management system that automatically manages the electricity bill of a local community.
  • the integrated power management system of the present invention is connected to a plurality of individual power management systems corresponding to a plurality of unit consumption areas, and consumed in each unit consumption area during an exhaustion period that is at least a part of a predetermined calculation period from each individual power management system.
  • a usage receiving unit for receiving individual usage corresponding to the changed power
  • a target amount designation unit for setting a target usage amount that is power in each of the unit consumption areas corresponding to the counting period
  • an automatic processing unit for automatically incorporating the plurality of individual power management systems into one group within a range that satisfies the group usage corresponding to an integer multiple of the target usage.
  • the effect of reducing the fee is insignificant or almost nonexistent, whereas for a user or a unit consumption area that falls below the progressive setting value, an unprecedented rate reduction effect can be provided. have. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an environment for voluntarily trying to lower the electricity consumption to less than the progressive set value in each consumption area.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a smart grid according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an integrated power management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of distributing usage by the integrated power management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating examples of target usage, individual usage, and residual usage of any one unit consumption area according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are views showing examples of purchase targets and sales targets according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an integrated power management system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating examples of residual usage, predicted usage, and extra usage of any one unit consumption area according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS 10 to 11 are views showing examples of purchase targets and sales targets according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
  • 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items.
  • 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
  • the integrated power management system is a power management system for managing the production, transport and consumption processes of electricity operated in a local community consisting of a plurality of unit consumption areas with a smart grid.
  • the local community may include, for example, an apartment complex, a shopping mall, and the like.
  • the unit consumption area may correspond to an individual residence in an apartment-type or cluster-type residential complex, an individual shopping mall in a market-type commercial complex, and a factory in an apartment-type or cluster-type industrial complex.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a smart grid according to an embodiment of the present invention.
  • the smart grid has an integrated power management system 100, a plurality of individual power management systems 200 and power connected thereto and corresponding to a plurality of unit consumption areas. It includes a power supply company system 300 for supplying.
  • an electricity fee corresponding to the price of electricity consumption may be described as being charged to the individual power system 200 .
  • the electricity bill charged to the individual power system 200 may be directly charged to a consumer or a unit consumption area corresponding to the individual power system 200 .
  • the individual power system 200 may monitor the power consumption of a unit consumption area.
  • the integrated power management system 100 may receive a set amount of electricity from the power supply company system 300 .
  • the integrated power management system 100 may purchase electricity through an auction system hosted by the power supply company system 300 or purchase electricity through a contract with the power supply company system 300 .
  • the integrated power management system 100 may distribute electricity to a plurality of unit consumption areas within the range of the contract power amount provided from the power supply company system 300 . Once the contract amount of power is provided, the integrated power management system 100 may autonomously charge an electricity fee charged to an individual power management system under its jurisdiction. Users in the unit consumption area, for example, apartment dwellers, may be easily recognized as paying electricity bills to KEPCO, but may actually be paying electricity bills to the apartment complex management server.
  • the apartment complex management server can distribute the amount of electricity contracted with Korea Electric Power to each apartment, and autonomously charge electricity rates according to the electricity consumption of each apartment.
  • a method of inducing reduction of electricity consumption in a unit consumption area may be prepared by using the characteristics of the electricity rate autonomously charged by the integrated power management system 100 .
  • a method for reducing the total amount of electricity consumption may be prepared through manual transaction of power consumption between unit consumption areas.
  • a method for automatically performing a transaction environment of power consumption may be prepared.
  • power consumption is automatically traded in a state in which the user of the unit consumption area is unaware, and many benefits can be provided to the unit consumption area with a small amount of power consumption.
  • the user in the unit consumption area may try to reduce the power consumption.
  • the integrated power management system 100 sets a target usage amount corresponding to power allocated to a plurality of unit consumption areas for a predetermined calculation period.
  • the calculation period may be a period for calculating the cost of consumed power.
  • the integrated power management system 100 receives an individual usage amount corresponding to the power consumed in each unit consumption area during an exhaustion period that is at least a part of the calculation period from each individual power management system 200 .
  • the integrated power management system 100 includes the individual power management system 200 in the unit consumption area with relatively small individual usage and the individual power management system 200 in the unit consumption area with relatively large individual usage based on the target usage amount and individual usage amount of each unit consumption area.
  • the power management system 200 is selected, and a usage transaction between the selected two or more individual power management systems 200 is processed.
  • the integrated power management system 100 may collect information about at least one of environment, geography, economy, and structure of each unit consumption area in real time. Through this, the integrated power management system 100 may analyze the energy use status by each operator, by household, by time, by region, by user, and by information display device, based on the collected information.
  • the individual power management system 200 includes a smart meter 200a for measuring power consumed in each unit consumption area and loads 200b included in each unit consumption area.
  • the smart meter 200a is connected to the loads 200b and measures the power consumed by each of the loads 200b. Then, the smart meter 200a periodically transmits the individual consumption amount of each unit consumption area to the integrated power management system 100 .
  • the power supply company system 300 transmits the integrated billing cost corresponding to the integrated usage amount of the integrated power management system 100 to the integrated power management system 100 .
  • the integrated billing cost is generated in a progressive plan according to the integrated usage.
  • the progressive rate system is to prevent indiscriminate waste of electric energy. According to the progressive rate system, electricity usage is tiered, and the higher the accumulated level of usage, the higher the unit price.
  • each target usage amount is set in a plurality of unit consumption areas corresponding to the plurality of individual power management systems 200 , when some unit consumption areas indicate individual usage more than the target usage, Due to a portion of the unit consumption area of the usage, the integrated usage may be increased, and thus there is a problem in that there is a limit in reducing the integrated billing cost.
  • the integrated power management system 100 includes a unit consumption area representing a relatively larger individual usage amount than a target usage among a plurality of unit consumption areas, and an individual usage relatively smaller than the target usage amount. Detects the unit consumption area representing , and redistributes their usage. Accordingly, it is possible to minimize the increase in the combined usage amount, thereby reducing the combined billing cost. In addition, a relatively low level may be allocated in the progressive rate system, and as a result, it is possible to reduce the cost burden of consumers corresponding to each unit consumption area.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an integrated power management system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram illustrating a method of distributing usage by the integrated power management system according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a diagram illustrating examples of target usage, individual usage, and residual usage of any one unit consumption area according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are views showing examples of purchase targets and sales targets according to an embodiment of the present invention.
  • the integrated power management system 100 includes a usage reception unit 110 that receives the individual usage amount of each unit consumption area from each individual power management system 200 , each The target amount designation unit 120 for setting the target usage amount of the unit consumption area, and an automatic system that automatically incorporates a plurality of individual power management systems 200 into one group within a range that satisfies the group usage amount corresponding to an integer multiple of the target usage amount
  • a processing unit 900 may be included.
  • Progressive charges have the nature of a penalty that induces a reduction in power consumption.
  • the progressive setting amount may be 100, which is displayed only as a relative number excluding the unit or the like.
  • an amount of a per consumption may be charged. Therefore, if 50 is consumed, a fee of 50a may be charged, and if 100 is consumed, a fee of 100a may be charged.
  • the electricity fee for the excess 10 exceeding the progressive set amount is added to the fee 100a for consuming 100 and charged to the corresponding unit consumption area. have.
  • the electricity rate for the excess of 10 corresponds to a progressive rate corresponding to a penalty, and the rate may be set much higher than a per consumption. For example, 3a per consumption may be charged for the excess exceeding the progressive set amount.
  • an electricity rate of 130a may be charged for a user or unit consumption area using 110 electricity.
  • the integrated power management system which has been provided with mechanically contracted electricity from KEPCO, there is little profit in paying high rates to apartment complex members as they are. This is because the integrated power management system can be operated by apartment complex members. Even so, it is desirable to induce a reduction in power consumption.
  • a method in which electricity bills in the sense of reward rather than in the sense of penalty are automatically charged may be proposed.
  • the automatic processing unit 900 may charge an electricity fee based on the group usage amount instead of the target usage amount.
  • a group serving as an application unit of the group usage may include a unit consumption area or an individual power management system 200 having a corresponding integer multiple.
  • the target usage may be set to be greater than or equal to a progressive set value.
  • the automatic processing unit 900 calculates the individual usage amount of the individual power management system included in the group in a direction in which the charge of at least one individual power management system 200 included in the group is reduced based on the progressive charge of the specific individual power management system. It can be automatically adjusted numerically.
  • the individual power management system 200 in which the individual usage exceeds the progressive setting value is defined as the first node
  • the individual power management system 200 in which the individual usage exceeds the progressive setting value is defined as the second node.
  • the first node may include the individual power management system 200 in which the individual usage exceeds the progressive setting value.
  • the second node may include an individual power management system in which individual usage is less than a progressive set value.
  • the automatic processing unit 900 may include the first node and the second node together in the group.
  • the automatic processing unit 900 may add an excess of the first node exceeding the progressive set value to the second node.
  • the automatic processing unit 900 may provide a benefit obtained by the first node to the second node due to the removal of the excess.
  • the automatic processing unit 900 may set the amount obtained by subtracting the profit obtained from the first node from the electricity rate for the power usage in which the excess is added to the individual usage amount of the second node as the electricity fee of the second node.
  • the automatic processing unit 900 may divide the plurality of individual power management systems 200 into a first node and a second node.
  • the automatic processing unit 900 may automatically select a specific first node and a specific second node in which the sum of individual usage is close to the group usage as much as possible, and set the group as a group.
  • the target usage is 100 and the group usage is set to 200, which is twice the target usage.
  • the progressive setting value is assumed to be 100.
  • the automatic processing unit 900 may automatically select the first node and the second node as close as possible to the group usage amount of 200 among the plurality of individual power management systems.
  • the individual usage amount of the first node may be 110
  • the individual usage amount of the second node may be 90.
  • the automatic processing unit 900 may apply the penalty rule for giving as it is without reducing the total fee of node 1 that exceeds the progressive setting value.
  • the automatic processing unit 900 may reduce the fee of the node 2 that is less than the progressive setting value in order to encourage power consumption reduction.
  • the automatic processing unit 900 may charge the electricity rate of the first node as it is 130a. On the other hand, the following procedure may be performed for the second node. The automatic processing unit 900 may remove an excess of 10 from the first node and add it to the second node.
  • the charge 30a for the excess amount of 10 for the first node can be reduced.
  • the savings may not be returned to the first node, but may be provided to the second node by the automatic processing unit 900 .
  • the automatic processing unit 900 may calculate the electricity rate for the power consumption 100 obtained by adding the excess 10 taken from the first node to the individual usage amount 90 of the second node. Originally, an electricity rate of 90a should be added to the second node using 90, but according to this embodiment, an electricity rate of 100a can be calculated for the second node once.
  • the automatic processing unit 900 does not stop there, and may set an amount 70a obtained by subtracting the profit 30a obtained from the first node from the electricity rate 100a of the second node to which the excess is attached as the electricity rate of the second node.
  • a penalty of paying the original progressive rate as it is for the first node exceeding the progressive setting value is applied, and for a second node that does not meet the progressive setting value, a reward for further reducing the electricity rate is provided. can be applied.
  • power since the group usage amount corresponding to an integer multiple of the target usage amount is satisfied, power may be consumed within the range of the contract power amount contracted with a supplier such as Korea Electric Power Corporation. It is good to set the group usage in consideration of the contracted power with the supplier.
  • the automatic processing unit 900 may arrange the plurality of second nodes in an order of increasing the amount of the second node that is less than the progressive set value.
  • the automatic processing unit 900 may arrange the plurality of first nodes in an order of increasing excess exceeding the progressive setting value.
  • the automatic processing unit 900 may form a group by extracting the first node and the second node matched in the arrangement order.
  • the second node having the highest underage amount within the range satisfying the group usage may be matched with the first node having the highest excess amount to form a group. Since the amount corresponding to the surplus is reflected in the reduction of the electricity bill of the second node, the second node can further focus on saving electricity in order to pair with the first node with a high surplus. In addition, the first node will also make an effort to become a second node by reducing power consumption.
  • the first node is in a state of paying the original progressive charge as it is, and the second node is in a state in which the electricity rate is charged without knowing it.
  • the integrated power management system 100 further includes a transaction processing unit 130 for processing usage transactions between two or more individual power management systems selected based on the individual usage and target usage of each unit consumption area. may include
  • the integrated power management system 100 includes a residual amount calculation unit 140 for calculating the residual amount of each unit consumption area, and the individual usage amount of the plurality of individual power management systems 200 based on the residual amount of each unit consumption area is the target usage amount.
  • a purchase target detection unit 150 that selects a purchase target corresponding to a relatively larger unit consumption area, a unit in which the individual usage amount of the plurality of individual power management systems 200 is relatively smaller than the target usage amount based on the remaining usage of each unit consumption area It further includes a sales target detection unit 160 for selecting a sales target corresponding to the consumption area.
  • the integrated power management system 100 further includes a history holding unit 170 for retaining history information corresponding to power consumed in each unit consumption area during at least one previous calculation period.
  • the integrated power management system 100 may further include a transaction information holding unit 180 that holds transaction information by the transaction processing unit 130 .
  • the usage receiving unit 110 is connected to a plurality of individual power management systems 200 corresponding to a plurality of unit consumption areas.
  • the usage receiving unit 110 receives the individual usage of each unit consumption area from each individual power management system 200 . (S11 in FIG. 3)
  • the individual consumption corresponds to the power consumed in each unit consumption area during the exhaustion period that is at least a part of the predetermined counting period.
  • the calculation period may be a period that serves as a basis for calculating the cost for electricity.
  • the exhaustion period may be an elapsed period from the start time of the counting period to the point in time when individual usage is measured. That is, the smart meter (200a in FIG. 1) of each individual power management system 200 accumulates individual usage from the start of the counting period, and delivers the accumulated individual usage to the usage receiver 110 until the exhaustion period.
  • the target amount designation unit 120 sets a target usage amount of each of the plurality of unit consumption areas. (S10 in FIG. 3)
  • the target consumption is an amount of power expected to be consumed in each unit consumption area during a predetermined calculation period. That is, the target usage corresponds to the power allocated to each unit consumption area during the calculation period.
  • the target usage amount may be set based on a contract concluded between the power supply company and the user of each unit consumption area. That is, the target consumption may correspond to the amount of electricity that the power supply company has contracted to provide to each unit consumption area during the calculation period.
  • the target amount designation unit 120 may set the same target usage amount in a plurality of unit consumption areas.
  • the target amount designation unit 120 may set a target usage amount of each unit consumption area based on the history information of the history holding unit 170 .
  • the target amount designation unit 120 may set the target usage amount of at least one unit consumption area based on a request input by the manager of the individual power management system 200 corresponding to each unit consumption area.
  • the residual amount calculating unit 140 calculates the residual amount of each unit consumption area based on the target usage amount and the individual usage amount of each unit consumption area.
  • the remaining usage Qr corresponding to the remaining period Tr is the individual usage amount corresponding to the exhaustion period Tp from the target usage Qt corresponding to the counting period Tm. It can be calculated by subtracting (Qu).
  • the purchase target detection unit 150 selects, as a purchase target, an individual power management system 200 corresponding to a unit consumption area in which the remaining amount of use is equal to or less than a predetermined first threshold value among the plurality of individual power management systems 200 . (S31 in FIG. 3)
  • the first threshold value is the residual amount of usage at which the individual usage is predicted to exceed the target usage. This first threshold value may be calculated based on the history information and the exhaustion period.
  • the first threshold value may vary based on the exhaustion period.
  • the first threshold value may be gradually decreased as the remaining period excluding the exhaustion period in the counting period becomes shorter. In other words, the closer to the end point of the counting period, the longer the exhaustion period, and thus the accumulated individual usage gradually increases, so that the remaining usage gradually decreases. Accordingly, the first threshold value may also be decreased in proportion to the gradually decreasing remaining period.
  • the sales target detection unit 160 selects, as a sales target, an individual power management system 200 corresponding to a unit consumption area in which the residual usage is equal to or greater than a predetermined second threshold value among the plurality of individual power management systems 200 . (S41 in Fig. 3)
  • the second threshold is a value greater than the first threshold.
  • the second threshold value is the remaining amount of usage predicted to be less than the target usage amount even if the individual usage amount is increased by the maximum of the first threshold value. This second threshold value may be calculated based on the history information and the exhaustion period.
  • the second threshold may vary based on the exhaustion period.
  • the second threshold value may be gradually decreased in proportion to the gradually decreasing remaining period.
  • a plurality of individual power management systems 200 corresponding to the plurality of unit consumption areas is selected as the purchase target PO.
  • the horizontal axis of FIG. 5 represents the remaining amount of use Qr, and corresponds to a larger value as it is disposed on the right side of FIG. 5 .
  • the individual power management system corresponding to the unit consumption area having the remaining usage amount (Qr_s) falling within the range of the second threshold value (C2) greater than the first threshold value (C1) ( 200) is selected as the sales target SO.
  • the history holding unit 170 holds history information of each unit consumption area.
  • the history information may include an individual usage amount of each unit consumption area corresponding to each exhaustion period of each of the at least one previous counting period.
  • the history information may further include a total amount of power consumed in each unit consumption area during at least one previous calculation period.
  • the transaction processing unit 130 processes a usage transaction between the purchase object selected by the purchase object detection unit 150 and the sale object selected by the sale object detection unit 160 . (S52 in FIG. 3)
  • the transaction processing unit 130 determines the required purchase amount based on the target usage amount, individual usage amount, and history information of the unit consumption area corresponding to the purchase target. to calculate (S32 of FIG. 3 )
  • the required purchase amount may be a degree to which the individual usage amount is reduced so that the remaining usage amount of the unit consumption area corresponding to the purchase target exceeds the first threshold value.
  • the required purchase amount Qreq may be calculated as a difference between the remaining amount of purchase Qr_p and the first threshold value C1 .
  • the transaction processing unit 130 transmits transaction inquiry information for inquiring whether the usage transaction proceeds to the individual power management system 200 of the purchase target.
  • the transaction inquiry information may include individual usage amount of a unit consumption area corresponding to a purchase target, history information, and a required purchase amount.
  • the transaction processing unit 130 may further transmit warning and alarm information informing the individual power management system 200 of the purchase target of excessive individual usage. Through this, consumers in the unit consumption area with insufficient remaining amount can intuitively recognize the need to save power.
  • the individual power management system 200 selected as a purchase target receives transaction inquiry information, it transmits transaction acceptance information to the transaction processing unit 130 based on the manager's input. That is, the administrator may check individual usage amount, history information, and purchase required amount based on the transaction inquiry information, and then input whether the usage transaction proceeds.
  • the transaction processing unit 130 When the transaction processing unit 130 receives the transaction acceptance information corresponding to the transaction inquiry information from the purchase target (S34 in FIG. 3), the unit consumption corresponding to the sales target (S41 in FIG. 3) selected by the sales target detection unit 160 Based on the target usage amount, individual usage amount, and history information of the area, the available sales amount of the sales target is calculated. (S42 of FIG. 3 ) As an example, referring to FIG. 5 , the available sale amount Qsel may be calculated as a difference between the remaining amount of sales target Qr_s and the second threshold value C2 .
  • the transaction processing unit 130 transmits transaction request information for requesting a usage transaction to the individual power management system 200 of the target of sale.
  • the transaction request information may include individual usage amount of a unit consumption area corresponding to the sales target, history information, and available sales amount.
  • the individual power management system ( 203 in FIG. 3 ) selected for sale receives the transaction request information, it transmits the transaction acceptance information to the transaction processing unit 130 based on the manager's input. That is, the administrator can check individual usage amount, history information, and sales availability based on the transaction request information, and then input whether to accept the usage transaction.
  • the transaction processing unit 130 When the transaction processing unit 130 receives the transaction acceptance information corresponding to the transaction request information from the sales target ( S44 of FIG. 3 ), the transaction processing unit 130 generates transaction information based on the required purchase amount of the purchase target and the available sales amount of the sales target. (S51) Then, the transaction processing unit 130 transmits the transaction information to the transaction information holding unit 180, and processes the usage transaction between the purchase target and the sales target based on the transaction information. (S52)
  • the transaction processing unit 130 may process the usage transaction in a process of increasing the individual usage amount of the sales target as much as the individual usage amount of the transaction target is decreased based on the transaction information.
  • the integrated power management system 100 is based on the history information recorded in the history holding unit 170 and the transaction information recorded in the transaction information holding unit 180, the power consumed in each unit consumption area during each calculation period. It is possible to calculate individual billing costs corresponding to (S60 in FIG. 3)
  • the sales target detection unit 160 may not detect the sales target SO corresponding to the second threshold value.
  • the transaction processing unit 130 may request the sales target detection unit 160 to lower the second threshold value.
  • the sales target detection unit 160 may lower the second threshold value C2' according to the request of the transaction processing unit 130 .
  • the downwardly adjusted second threshold value C2' is a value greater than the first threshold value C1
  • the individual usage amount is slightly lower than the first threshold value C1 by the predetermined salesable quantities Qsel1 and Qsel2. It is the residual usage that is expected to be below the target usage even if the individual usage is increased.
  • the sales target detection unit 160 may select two or more sales targets SO based on the downwardly adjusted second threshold value C2 ′.
  • the transaction processing unit 130 may process a usage transaction between any one purchase object PO and any two or more sale objects SO.
  • the available sales quantities Qsel1 and Qsel2 of each sales target SO can be calculated as the difference between the remaining usage amounts Qr_s1 and Qr_s2 of each sales target SO and the down-adjusted second threshold C2'. have.
  • the total of the available sales quantities Qsel1 and Qsel2 of the two or more sales objects SO may be greater than or equal to the purchase necessary quantities Qreq of the purchase objects PO.
  • a purchase target PO and a sales target SO are selected based on the remaining usage amount (Qr in FIG. 4 ) of each unit consumption area. Accordingly, the individual usage amount Qu of the sales target SO rapidly increases due to the usage transaction, and thus the remaining usage amount Qr may be reduced to the extent of being equal to or less than the first threshold value C1.
  • the remaining usage Qr_'s of the sales target SO when the remaining usage Qr_'s of the sales target SO is reduced by the available sales amount Qsel due to the usage transaction, the remaining usage Qr equal to or greater than the second threshold C2 is maintained. may not be able to That is, due to the usage transaction, as the individual usage Qu of the selling target SO increases, there is a possibility that the remaining usage Qerr is reduced to the purchase target PO that is less than or equal to the first threshold C1. In other words, the sales target SO may be in a state in which it is necessary to purchase the usage amount due to the usage sales.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an integrated power management system according to another embodiment of the present invention.
  • 9 is a diagram illustrating examples of residual usage, predicted usage, and extra usage of any one unit consumption area according to another embodiment of the present invention.
  • 10 to 11 are views showing examples of purchase targets and sales targets according to another embodiment of the present invention.
  • the integrated power management system 100 ′ includes a usage receiving unit 110 , a target amount designating unit 120 , and a transaction processing unit 130 , and calculating the remaining amount. It further includes a unit 140 , a purchase target detection unit 150 ′, a sales target detection unit 160 ′, and a history holding unit 170 , and may further include a transaction information holding unit 180 . And, it further includes a prediction amount calculation unit (190).
  • the integrated power management system 100 ′ further includes a predicted amount calculation unit 190 for calculating the predicted usage amount of each unit consumption area, the purchase target detection unit 150 ′ and the sales It is the same as the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 , except that the target detection unit 160 ′ detects a purchase target and a sales target based on the remaining usage amount and the predicted usage amount of each unit consumption area. A duplicate description is omitted.
  • the predicted amount calculating unit 190 calculates the predicted usage amount of each unit consumption area based on the history information held in the history holding unit 170 .
  • the predicted usage corresponds to an approximate value estimated as the power to be consumed in each unit consumption area during the remaining period excluding the exhaustion period in the predetermined calculation period.
  • the predicted usage amount of each unit consumption area (Qpre) can be calculated.
  • the predicted usage amount (Qpre) may be calculated from statistics of individual usage for each exhaustion period of at least one previous calculation period included in the history information.
  • the purchase object detection unit 150' and the sale object detection unit 160' detect the purchase object and the sale object based on the excess amount Qex of each unit consumption area.
  • the extra usage Qex may be calculated by subtracting the predicted usage Qpre from the remaining usage Qr.
  • the purchase target detection unit 150 ′ selects the individual power management system 200 corresponding to the unit consumption area in which the excess amount Qex among the plurality of individual power management systems 200 is less than or equal to a predetermined third threshold value as a purchase target. choose (S31 in FIG. 3)
  • the third threshold value may be set to a value that can be considered to be less than 0 of the extra usage Qex.
  • the third threshold value may be designated as a positive approximation value to zero.
  • the threshold value may be set to a fixed value corresponding to the history information.
  • the sales target detection unit 160 ′ selects, as a sales target, an individual power management system 200 corresponding to a unit consumption area in which the excess amount Qex exceeds a predetermined fourth threshold among a plurality of individual power management systems 200 . do. (S41 in Fig. 3)
  • the fourth threshold value may be selected from a range greater than or equal to the third threshold value. This fourth threshold value may be set to a value that can be considered to be equal to or greater than zero (Qex). Alternatively, the fourth threshold value may be designated as a positive value that may include an error range for an unexpected situation. Also, like the third threshold, the fourth threshold may also be set to a fixed value corresponding to the history information.
  • the residual consumption Qr and the predicted consumption Qpre of each of the plurality of unit consumption areas are calculated, and the excess consumption is based on the residual consumption Qr and the predicted consumption Qpre.
  • unit consumption having an extra usage amount (Qex_p) falling within a range less than or equal to a predetermined third threshold value (C3) among a plurality of individual power management systems 200 corresponding to a plurality of unit consumption areas The individual power management system 200 corresponding to the area is selected as a purchase target (PO).
  • the individual power management system 200 corresponding to the unit consumption area having the extra usage amount Qex_s falling within the range exceeding the predetermined fourth threshold value C4 is sold to ( SO) is selected.
  • the transaction processing unit 130 processes a usage transaction between the purchase object PO and the sale object SO. (S52 in FIG. 3)
  • the transaction processing unit 130 determines the required purchase amount based on the target usage amount, individual usage amount, and history information of the unit consumption area corresponding to the purchase target. to calculate (S32 in Fig. 3)
  • the required purchase amount may be a degree to which the individual usage amount is reduced so that the remaining usage amount of the unit consumption area corresponding to the purchase target exceeds the first threshold value.
  • the required purchase amount Qreq' may be such that the individual reduction amount is decreased so that the extra usage Qex_p is equal to or greater than the third threshold value C3.
  • the required purchase amount Qreq' may be calculated as a difference between the purchase target's extra usage amount Qex_p and the third threshold value C3.
  • the transaction processing unit 130 inquires about the progress of the usage transaction to the individual power management system 200 of the purchase target, transaction inquiry information including individual usage, history information, and purchase required in the unit consumption area corresponding to the purchase target to convey (S33 of FIG. 3) In addition, the transaction processing unit 130 may further transmit warning and alarm information informing the individual power management system 200 of the purchase target that the individual consumption is excessive.
  • the transaction processing unit 130 receives the transaction acceptance information corresponding to the transaction inquiry information from the purchase target (S34 in FIG. 3), the unit consumption corresponding to the sales target (S41 in FIG. 3) selected by the sales target detection unit 160 Based on the remaining usage amount of the area, the predicted usage amount and the remaining time, the available sales amount of the sales target is calculated. (S42 in Fig. 3)
  • the available sales amount Qsel' may be calculated as a difference between the extra usage amount Qex_s of the sales target and the fourth threshold value C4.
  • the transaction processing unit 130 transmits transaction request information including individual usage amount, history information, and available sales amount of the unit consumption area corresponding to the sales target in order to request a usage transaction to the individual power management system 200 of the sales target. . (S43 in Fig. 3)
  • the transaction processing unit 130 When the transaction processing unit 130 receives the transaction acceptance information corresponding to the transaction request information from the sales target ( S44 of FIG. 3 ), the transaction processing unit 130 generates transaction information based on the required purchase amount of the purchase target and the available sales amount of the sales target. (S51) Then, the transaction processing unit 130 transmits the transaction information to the transaction information holding unit 180, and processes the usage transaction between the purchase target and the sales target based on the transaction information. (S52)
  • the transaction processing unit 130 may process the usage transaction in a process of increasing the individual usage amount of the sales target as much as the individual usage amount of the transaction target is decreased based on the transaction information.
  • the integrated power management system 100 ′ performs a usage transaction by using the extra usage Qex of each unit consumption area. Accordingly, even if the spare usage amount (Qex) of the sales target (SO) is all exhausted due to the usage transaction, the predicted usage amount (Qpre) is secured, so the individual usage amount (Qu) of the sales target (SO) is the target usage amount (Qt) ) can be avoided.
  • the sales target detection unit 160 ′ may not detect the sales target SO corresponding to the fourth threshold value C4 .
  • the transaction processing unit 130 may request a downward adjustment of the fourth threshold value C4 from the sales target detection unit 160 ′.
  • the sales target detection unit 160 ′ selects two or more sales targets SO based on the fourth threshold value C4 ′ adjusted downward at the request of the transaction processing unit 130 . You can choose.
  • the transaction processing unit 130 may process a usage transaction between any one purchase object PO and any two or more sale objects SO.
  • the available sales quantities Qsel1' and Qsel2' of each sales target SO are calculated as the difference between the extra usage amounts Qex_s1 and Qex_s2 of each sales target SO and the lowered fourth threshold value C4'.
  • the total of the available sales quantities Qsel1' and Qsel2' of the two or more sales targets SO may be greater than or equal to the required purchase amounts Qreq' of the purchase targets PO.
  • the integrated power management system 100, 100' detects any two or more individual power management systems 200 with relatively excessive individual usage or relatively small individual usage, and the detected It is possible to process usage transactions between any two or more individual power management systems 200 .
  • the cost burden of consumers corresponding to each unit consumption area can also be reduced. .
  • the computing device TN100 of FIG. 12 may be a device (eg, an integrated power management system, etc.) described herein.
  • the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 .
  • the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like.
  • Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.
  • the processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140.
  • the processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed.
  • the processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, methods, and the like described in connection with an embodiment of the present invention.
  • the processor TN110 may control each component of the computing device TN100 .
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110 .
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
  • the transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal.
  • the transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.
  • the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

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Abstract

통합 전력 관리 시스템이 제공된다. 상기 통합 전력 관리 시스템은 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템에 연결되고, 상기 각 개별전력관리시스템으로부터 소정의 기산기간 중 적어도 일부인 소진기간 동안 상기 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 개별사용량을 수신하는 사용량수신부; 상기 기산기간에 대응한 상기 각 단위 소비영역의 전력인 목표사용량을 설정하는 목표량지정부; 및 상기 목표사용량의 정수배에 해당하는 그룹사용량을 만족하는 범위 내에서 복수의 상기 개별전력관리시스템을 자동으로 하나의 그룹에 편입시키는 자동처리부;를 포함할 수 있다.

Description

통합 전력 관리 시스템
본 발명은 지역 공동체에 스마트 그리드 환경을 조성하기 위한 통합 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
지역 공동체는 아파트 형태 또는 군집 형태의 주거 단지, 시장 형태의 상업 단지, 및 아파트 형태 또는 군집 형태의 공업 단지 등을 지칭한다.
한편, 전력은 특정 공급자(한국전력공사)에 의해서만 공급 및 관리되는 것이 일반적이다. 즉, 전력은 공급자 중심의 단방향 및 수직적으로 운용되고 있다.
그러나, 최근에는 신재생에너지의 개발과 상용화로 인하여 다양한 전력 공급자가 발생되었다. 이에 공급자와 소비자 간의 상호작용에 의해 전력을 운용하는 방식의 필요성에 따라, 스마트 그리드가 제시되었다.
스마트 그리드(smart grid)는 특정 영역에 적용되는 전력의 생산, 운반 및 소비 과정에 ICT 기술(Information and Communication Technology)을 접목하여, 전력을 관리하는 플랫폼이다. 이에, 지역 공동체에 스마트 그리드 환경을 조성하기 위해서는, 지역 공동체에 포함된 다수의 단위 소비영역에 대응하는 다수의 개별전력관리시스템과, 다수의 개별전력관리시스템에 연결되는 통합 전력 관리 시스템이 이용된다. 여기서, 단위 소비영역은 지역 공동체에 포함되는 아파트 단지, 각 주택, 각 상가 및 각 공장 등에 대응한다.
이러한 스마트 그리드 환경에서는 공급자와 소비자의 상호 작용을 통해 전력의 더욱 효율적인 소비가 가능해질 수 있으므로, 환경보호 및 비용절감 면에서 유리한 장점이 있다.
이에 따라, 스마트 그리드의 효용성을 향상시키기 위한 연구가 다각도로 실시될 필요가 있다.
본 발명은 지역 공동체의 전력 요금을 자동으로 관리하는 통합 전력 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 통합 전력 관리 시스템은 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템에 연결되고, 상기 각 개별전력관리시스템으로부터 소정의 기산기간 중 적어도 일부인 소진기간 동안 상기 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 개별사용량을 수신하는 사용량수신부; 상기 기산기간에 대응한 상기 각 단위 소비영역의 전력인 목표사용량을 설정하는 목표량지정부; 및 상기 목표사용량의 정수배에 해당하는 그룹사용량을 만족하는 범위 내에서 복수의 상기 개별전력관리시스템을 자동으로 하나의 그룹에 편입시키는 자동처리부;를 포함할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템을 통해, 각 단위 소비영역의 개별사용량이 재분배될 수 있으므로, 복수의 단위 소비영역에 대응한 통합사용량의 증가가 완화될 수 있다. 이로써, 통합청구비용이 감소될 수 있으므로, 각 단위 소비영역의 비용 부담 또한 감소될 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 누진 설정값을 초과한 사용자 또는 단위 소비영역의 경우 요금 감소 효과가 미미하거나 거의 없는 반면, 누진 설정값에 미달한 사용자 또는 단위 소비영역에 대해서는 파격적인 요금 감소 효과가 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 각 소비영역에서 누진 설정값 미만으로 전기 사용량을 낮추고자 자발적으로 노력하는 환경이 마련될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 그리드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템이 사용량을 분배하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어느 하나의 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 잔여사용량에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구매대상과 판매대상에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 어느 하나의 단위 소비영역의 잔여사용량, 예측사용량 및 여분사용량에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 구매대상과 판매대상에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
통합 전력 관리 시스템은 복수의 단위 소비영역으로 이루어진 지역 공동체에서 운용되는 전력의 생산, 운반 및 소비과정을 스마트 그리드로 관리하기 위한 전력관리시스템이다. 여기서, 지역 공동체는 대표적으로 아파트 단지, 집단 상가 등을 포함할 수 있다. 단위 소비영역은 아파트 형태 또는 군집 형태의 주거 단지에서의 개별 주거지, 시장 형태의 상업 단지에서의 개별 상가 및 아파트 형태 또는 군집 형태의 공업 단지에서의 공장에 해당될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 그리드를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 그리드는 통합 전력 관리 시스템(100)은, 그에 연결되고 복수의 단위 소비영역에 대응하는 복수의 개별전력관리시스템(200) 및 전력을 공급하는 전력공급회사 시스템(300)을 포함한다.
본 발명에서 전기 사용량의 대가에 해당하는 전기 요금은 개별전력시스템(200)에 부과되는 것으로 기재될 수 있다. 이때, 개별전력시스템(200)에 부과된 전기 요금은 개별전력시스템(200)에 대응되는 단위 소비영역 또는 소비자에게 직접 부과되어도 무방하다. 개별전력시스템(200)은 단위 소비영역의 전력 사용량을 모니터링할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 전력공급회사 시스템(300)으로부터 설정량의 전기를 공급받을 수 있다.
일 예로, 통합 전력 관리 시스템(100)은 전력공급회사 시스템(300)이 주관하는 경매 시스템을 통해 전기를 구입하거나, 전력공급회사 시스템(300)과의 계약을 통해 전기를 구입할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 전력공급회사 시스템(300)로부터 제공받은 계약 전력량의 범위 내에서 복수의 단위 소비영역에 전기를 분배할 수 있다. 일단 계약분의 전력을 제공받게 되면, 통합 전력 관리 시스템(100)은 자기 관할의 개별전력관리시스템에 부과되는 전기 요금을 자율적으로 부과할 수 있다. 단위 소비영역의 사용자, 예를 들어 아파트 주민은 한국전력을 상대로 전기 요금을 지불하는 것으로 인지하기 쉽지만, 실제로는 아파트 단지 관리 서버에 대해 전기 요금을 지불하는 것일 수 있다. 아파트 단지 관리 서버는 한국 전력과 계약한 전력량을 각 아파트 호에 배분하고, 각 호의 전력 사용량에 따라 전기 요금을 자율적으로 부과할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)에 의해 자율적으로 부과되는 전기 요금의 특성을 이용해서, 단위 소비영역의 전기 소비량을 절감하도록 유도하는 방안이 마련될 수 있다.
일 예로, 단위 소비영역 간에 전력 소비량의 수동 거래를 통해 전체 전기 소비량(전력 소비량)을 절감하는 방안이 마련될 수 있다. 수동 거래의 어려움, 번잡합으로 인한 각 단위 소비영역 사용자의 불편함을 최소화하기 위해 전력 소비량의 거래 환경을 자동으로 수행하는 방안이 마련될 수 있다. 본 발명의 통합 전력 관리 시스템(100)에 따르면, 단위 소비영역의 사용자가 인지하지 못하는 상태에서 자동으로 전력 소비량의 거래가 이루어지고, 전력 소비량이 적은 단위 소비영역에 많은 이익이 제공될 수 있다. 해당 이익을 얻기 위해 단위 소비영역의 사용자는 전력 소비량을 절감하고자 노력할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 복수의 단위 소비영역에 소정의 기산기간 동안 할당되는 전력에 대응하는 목표사용량을 설정한다. 여기서, 기산기간은 소비된 전력에 대한 비용을 산정하는 기간일 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 각 개별전력관리시스템(200)으로부터 기산기간 중 적어도 일부인 소진기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 개별사용량을 수신한다.
그리고, 통합 전력 관리 시스템(100)은 각 단위 소비영역의 목표사용량 및 개별사용량에 기초하여 개별사용량이 비교적 적은 단위 소비영역의 개별전력관리시스템(200) 및 개별사용량이 비교적 많은 단위 소비영역의 개별전력관리시스템(200)을 선택하고, 선택된 둘 이상의 개별전력관리시스템(200) 사이의 사용량거래를 처리한다.
더불어, 통합 전력 관리 시스템(100)은 각 단위 소비영역의 환경, 지리, 경제 및 구조 중 적어도 하나에 관한 정보들을 실시간으로 수집할 수 있다. 이를 통해, 통합 전력 관리 시스템(100)은 수집된 정보들에 기초하여, 사업자 별, 가구 별, 시간 별, 지역 별, 사용자 별 및 정보표시장치 별로 에너지 사용 실태를 분석할 수 있다.
개별전력관리시스템(200)은 각 단위 소비영역에서 소비된 전력을 측정하는 스마트미터(200a) 및 각 단위 소비영역에 포함된 부하들(200b)을 포함한다. 스마트미터(200a)는 부하들(200b)과 연결되고, 부하들(200b) 각각에 의해 소모되는 전력을 측정한다. 그리고, 스마트미터(200a)는 각 단위 소비영역의 개별소비량을 주기적으로 통합 전력 관리 시스템(100)에 전달한다.
전력공급회사 시스템(300)은 통합 전력 관리 시스템(100)의 통합사용량에 대응하는 통합청구비용을 통합 전력 관리 시스템(100)으로 전달한다. 이때, 통합청구비용은 통합사용량에 따른 누진 요금제로 생성된다. 누진 요금제는 전기 에너지의 무분별한 낭비를 방지하기 위한 것으로, 누진 요금제에 따르면, 전력의 사용량을 단계화하고, 사용량의 누적 레벨이 클수록 더 높은 단가로 요금을 책정한다.
이에 따라, 복수의 개별전력관리시스템(200)에 대응한 복수의 단위 소비영역에 각각의 목표사용량이 설정된 상태에서, 일부 단위 소비영역은 목표사용량보다 많은 개별사용량을 나타내는 경우, 목표사용량보다 많은 개별사용량의 일부 단위 소비영역으로 인해, 통합사용량이 증가될 수 있고, 그로 인해 통합청구비용을 감소시키는 데에 한계가 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100)은 복수의 단위 소비영역 중 목표사용량보다 비교적 많은 개별사용량을 나타내는 단위 소비영역과, 목표사용량보다 비교적 적은 개별사용량을 나타내는 단위 소비영역을 검출하고, 이들의 사용량을 재분배한다. 이로써, 통합사용량이 증가되는 것을 최소화할 수 있고, 그로 인해 통합청구비용이 감소될 수 있다. 또한, 누진 요금제에서 비교적 낮은 레벨이 할당될 수 있어, 결과적으로 각 단위 소비영역에 해당되는 소비자의 비용 부담을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100)에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템이 사용량을 분배하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어느 하나의 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 잔여사용량에 대한 예시를 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구매대상과 판매대상에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100)은 각 개별전력관리시스템(200)으로부터 각 단위 소비영역의 개별사용량을 수신하는 사용량수신부(110), 각 단위 소비영역의 목표사용량을 설정하는 목표량지정부(120), 목표사용량의 정수배에 해당하는 그룹사용량을 만족하는 범위 내에서 복수의 개별전력관리시스템(200)을 자동으로 하나의 그룹에 편입시키는 자동처리부(900)를 포함할 수 있다.
누진 요금은 전력 소비량을 줄이도록 유도하는 벌칙의 성격을 갖고 있다. 단위 등을 배제하고 상대적인 숫자로만 표시된 예를 들어, 누진 설정량이 100일 수 있다.
특정 개별전력관리시스템(200)에 의해 모니터링된 전력 소비량이 0~100까지는 1소비당 a의 금액이 부과될 수 있다. 따라서, 50을 소비하면 50a의 요금이 부과되고, 100을 소비하면 100a의 요금이 부과될 수 있다.
만약, 특정 개별전력관리시스템(200)에 의해 모니터링된 전력 소비량이 110이면, 100을 소비한 요금 100a에 누진 설정량을 초과한 초과분 10에 대한 전기 요금이 더해져서 해당 단위 소비영역에 부과될 수 있다. 이때, 초과분 10에 대한 전기 요금은 벌칙에 해당하는 누진 요금에 해당되며, 그 요금은 1소비당 a보다 훨씬 크게 책정될 수 있다. 일 예로, 누진 설정량을 넘는 초과분에 대해서는 1소비당 3a가 부과될 수 있다.
결국, 사용자는 110의 전력 소비량에 대해 110a의 전기 요금을 기대하겠지만, 현실은 100a에 10×3a=30a가 추가되어 총 130a의 전기 요금이 부과될 수 있다.
전기를 생산하고 판매하는 한국전력의 경우 110의 전기를 사용한 사용자 또는 단위 소비영역에 대해 130a의 전기 요금을 부과할 수 있다. 하지만, 한국전력에서 기계약된 전기를 제공받은 통합 전력 관리 시스템의 입장에서는 굳이 아파트 단지 구성원에게 비싼 요금을 그대로 부과할 실익이 적다. 왜냐하면, 통합 전력 관리 시스템은 아파트 단지 구성원들에 의해 운영될 수 있기 때문이다. 그렇다 하더라도 전력 소비량의 절감을 유도하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 벌칙적 의미가 아닌 포상적 의미의 전기 요금이 자동으로 부과되는 방안이 제시될 수 있다. 이때의 포상적 의미를 만족하기 위해 자동처리부(900)는 목표사용량을 대신해서 그룹사용량을 단위로 전기 요금을 부과할 수 있다. 그룹사용량은 목표사용량의 정수배이므로, 그룹사용량의 적용 단위가 되는 그룹에는 해당 정수배 개수의 단위 소비영역 또는 개별전력관리시스템(200)이 포함될 수 있다. 목표사용량은 누진 설정값 이상으로 설정될 수 있다.
자동처리부(900)는 특정 개별전력관리시스템의 누진 요금을 기초로 그룹에 포함된 적어도 하나의 개별전력관리시스템(200)의 요금이 감소되는 방향으로 그룹에 포함된 개별전력관리시스템의 개별사용량을 수치적으로 자동 조절할 수 있다.
개별사용량이 누진 설정값을 초과하는 개별전력관리시스템(200)을 제1 노드로 정의하고, 개별사용량이 누진 설정값에 미달하는 개별전력관리시스템(200)을 제2 노드로 정의하기로 한다. 다시 말해, 제1 노드는 개별사용량이 누진 설정값을 초과하는 개별전력관리시스템(200)을 포함할 수 있다. 제2 노드는 개별사용량이 누진 설정값에 미달하는 개별전력관리시스템을 포함할 수 있다.
자동처리부(900)는 그룹에 제1 노드와 제2 노드를 함께 포함시킬 수 있다.
자동처리부(900)는 누진 설정값을 초과하는 제1 노드의 초과분을 제2 노드에 부가할 수 있다.
자동처리부(900)는 초과분의 제거로 인해 제1 노드가 얻는 이익을 제2 노드에 제공할 수 있다.
자동처리부(900)는 제2 노드의 개별사용량에 초과분이 더해진 전력 사용량에 대한 전기 요금에서 제1 노드로부터 얻은 이익이 감산된 금액을 제2 노드의 전기 요금으로 설정할 수 있다.
전기 요금을 최소화하기 위해 자동처리부(900)는 복수의 개별전력관리시스템(200)을 제1 노드와 제2 노드로 구분할 수 있다. 자동처리부(900)는 개별사용량의 합이 그룹사용량에 최대한 가까운 특정 제1 노드와 특정 제2 노드를 자동 선별해서 그룹으로 설정할 수 있다.
일 예로, 목표사용량이 100이고, 그룹사용량이 목표사용량의 2배인 200으로 설정된 상황을 가정한다. 누진 설정값은 100으로 가정한다.
자동처리부(900)는 복수의 개별전력관리시스템 중 둘의 합이 그룹사용량인 200에 최대한 가까운 제1 노드와 제2 노드를 자동 선별할 수 있다. 일 예로, 제1 노드의 개별사용량은 110이고, 제2 노드의 개별사용량은 90일 수 있다.
이때, 제1 노드는 앞서 예시된 바와 같이 누진 설정값에 해당하는 사용량 100에 대한 100a의 전기 요금, 누진 설정값을 넘는 초과분 10에 대한 10×3a=30a의 전기 요금이 합해진 130a의 총 요금이 부과될 수 있다. 자동처리부(900)는 전력 소모 절감을 장려하기 위해 누진 설정값을 초과한 노드1의 총 요금을 깎지 않고 그대로 부여하는 벌칙 규정을 그대로 적용할 수 있다. 자동처리부(900)는 전력 소모 절감을 장려하기 위해 누진 설정값에 미달한 노드2의 요금을 깎아줄 수 있다.
구체적으로, 자동처리부(900)는 일단 제1 노드의 전기 요금을 130a 그대로 부과할 수 있다. 반면, 제2 노드에 대해서는 다음과 같은 절차를 수행할 수 있다. 자동처리부(900)는 제1 노드의 초과분 10을 떼어서 노드 2에 부가할 수 있다.
제1 노드는 초과분 10이 제거되면 누진 설정값을 만족하게 되므로, 제1 노드에 대해서 초과분 10에 대한 요금 30a가 절감될 수 있다. 해당 절감분은 제1 노드에게 돌아가는 것이 아니라 자동처리부(900)에 의해 제2 노드에게 제공될 수 있다.
자동처리부(900)는 제2 노드의 개별사용량 90에 제1 노드로부터 떼어온 초과분 10이 더해진 전력 사용량 100에 대한 전기 요금을 산정할 수 있다. 원래, 90을 사용한 제2 노드에는 90a의 전기 요금이 부가되어야 하는데, 본 실시예에 따르면 100a의 전기 요금이 일단 제2 노드에 대해 산정될 수 있다. 자동처리부(900)는 여기에서 멈추지 않고, 초과분이 붙여진 제2 노드의 전기 요금 100a에서 제1 노드로부터 얻은 이익 30a이 감산된 금액 70a를 제2 노드의 전기 요금으로 설정할 수 있다.
자동처리부(900)에 따르면, 누진 설정값을 초과한 제1 노드에 대해서는 원래의 누진 요금을 그대로 내는 벌칙이 적용되고, 누진 설정값에 미달한 제2 노드에 대해서는 전기 요금을 더욱 깎아주는 포상이 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 자동처리부(900)에 따르면, 목표사용량의 정수배에 해당하는 그룹사용량이 만족되므로, 전체적으로 한국전력 등의 공급자와 계약한 계약 전력량 범위 내에서 전력이 소모될 수 있다. 공급자와 계약한 계약 전력량을 고려해서 그룹사용량이 설정되는 것이 좋다.
자동처리부(900)는 복수의 제2 노드를 누진 설정값에 미달되는 미달량이 높은 순서대로 배열할 수 있다.
자동처리부(900)는 복수의 제1 노드를 누진 설정값을 초과하는 초과분이 높은 순서대로 배열할 수 있다.
자동처리부(900)는 배열순서대로 매칭된 제1 노드와 제2 노드를 추출해서 그룹을 형성할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 그룹사용량을 만족하는 범위 내에서 미달량이 가장 높은 제2 노드는 초과분이 최대한 높은 제1 노드와 매칭되어 그룹을 형성할 수 있다. 초과분에 해당하는 금액이 제2 노드의 전기 요금 절감에 반영되므로, 초과분이 높은 제1 노드와 짝을 짓기 위해 제2 노드는 전기 절약에 더욱 매진할 수 있다. 또한, 제1 노드 역시 전력 사용량을 줄여 제2 노드가 되고자 하는 노력을 하게 될 것이다.
이상의 자동처리부(900)에 따르면, 그룹 형성부터 제1 노드의 초과분에 기초한 제2 노드의 전기 요금 절감까지 모두 사용자의 개입 없이 자동으로 수행될 수 있다. 따라서, 외형적으로 제1 노드는 원래 내던 누진 요금을 그대로 내고 있는 상태가 되며, 제2 노드는 자신도 모르게 전기 요금이 깎인 채로 부과되는 상태가 된다.
한편, 자동처리부(900)에 의한 자동 처리없이 당사자간에 그룹을 형성하고자 할 수 있다. 이러한 자유 거래를 보장하기 위해 통합 전력 관리 시스템(100)은 각 단위 소비영역의 개별사용량 및 목표사용량에 기초하여 선택된 둘 이상의 개별전력관리시스템 사이의 사용량거래를 처리하는 거래처리부(130)를 추가로 포함할 수 있다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 각 단위 소비영역의 잔여사용량을 산출하는 잔여량산출부(140), 각 단위 소비영역의 잔여사용량에 기초하여 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 개별사용량이 목표사용량보다 비교적 많은 단위 소비영역에 대응한 구매대상을 선택하는 구매대상검출부(150), 각 단위 소비영역의 잔여사용량에 기초하여 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 개별사용량이 목표사용량보다 비교적 적은 단위 소비영역에 대응한 판매대상을 선택하는 판매대상검출부(160)를 더 포함한다.
통합 전력 관리 시스템(100)은 적어도 하나의 이전 기산기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 이력정보를 보유하는 이력보유부(170)를 더 포함한다.
그리고, 통합 전력 관리 시스템(100)은 거래처리부(130)에 의한 거래정보를 보유하는 거래정보보유부(180)를 더 포함할 수 있다.
사용량수신부(110)는 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템(200)에 연결된다. 이러한 사용량수신부(110)는 각 개별전력관리시스템(200)으로부터 각 단위 소비영역의 개별사용량을 수신한다. (도 3의 S11)
여기서, 개별사용량은 소정의 기산기간 중 적어도 일부인 소진기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응한다. 앞서 언급한 바와 같이, 기산기간은 전력에 대한 비용의 산정 기준이 되는 기간일 수 있다. 그리고, 소진기간은 기산기간의 시작시점부터 개별사용량이 측정된 시점까지의 경과기간일 수 있다. 즉, 각 개별전력관리시스템(200)의 스마트미터(도 1의 200a)는 기산기간의 시작시점부터 개별사용량을 누적하고, 소진기간까지 누적된 개별사용량을 사용량수신부(110)에 전달한다.
목표량지정부(120)는 복수의 단위 소비영역 각각의 목표사용량을 설정한다. (도 3의 S10)
여기서, 목표사용량은 소정의 기산기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비할 것으로 예측되는 전력량이다. 즉, 목표사용량은 기산기간 동안 각 단위 소비영역에 할당되는 전력에 대응한다.
이러한 목표사용량은 전력공급회사와 각 단위 소비영역의 사용자 사이에 체결된 계약사항에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, 목표사용량은 전력공급회사가 기산기간 동안 각 단위 소비영역에 제공하기로 계약한 전력량에 대응할 수 있다.
한편, 목표량지정부(120)는 복수의 단위 소비영역에 동일한 목표사용량을 설정할 수 있다.
또는, 목표량지정부(120)는 이력보유부(170)의 이력정보에 기초하여, 각 단위 소비영역의 목표사용량을 설정할 수 있다.
또는, 목표량지정부(120)는 각 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템(200)의 관리자에 의해 입력된 요청사항에 기초하여 적어도 하나의 단위 소비영역의 목표사용량을 설정할 수도 있다.
잔여량산출부(140)는 각 단위 소비영역의 목표사용량 및 개별사용량에 기초하여 각 단위 소비영역의 잔여사용량을 산출한다.
예시적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 잔여기간(Tr)에 대응한 잔여사용량(Qr)은 기산기간(Tm)에 대응한 목표사용량(Qt)에서 소진기간(Tp)에 대응한 개별사용량(Qu)을 차감하여 산출될 수 있다.
구매대상검출부(150)는 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 잔여사용량이 소정의 제 1 임계값 이하인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템(200)을 구매대상으로 선택한다. (도 3의 S31)
제 1 임계값은 개별사용량이 목표사용량을 초과할 것으로 예측되는 잔여사용량이다. 이러한 제 1 임계값은 이력정보 및 소진기간에 기초하여 산출될 수 있다.
또한, 제 1 임계값은 소진기간에 기초하여 가변할 수 있다. 예시적으로, 제 1 임계값은 기산기간 중 소진기간을 제외한 나머지인 잔여기간이 짧아질수록, 점차 감소될 수 있다. 즉, 기산기간의 종료시점에 인접할수록, 소진기간이 길어지고, 그로 인해 누적된 개별사용량이 점차 증가되므로, 잔여사용량은 점차 감소된다. 이에, 제 1 임계값 또한 점차 감소하는 잔여기간에 비례하여 감소될 수 있다.
판매대상검출부(160)는 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 잔여사용량이 소정의 제 2 임계값 이상인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템(200)을 판매대상으로 선택한다. (도 3의 S41)
제 2 임계값은 제 1 임계값보다 큰 값이다. 이러한 제 2 임계값은 개별사용량이 최대 제 1 임계값만큼 증가되더라도, 개별사용량이 목표사용량 이하가 될 것으로 예측되는 잔여사용량이다. 이러한 제 2 임계값은 이력정보 및 소진기간에 기초하여 산출될 수 있다.
또한, 제 1 임계값과 마찬가지로, 제 2 임계값은 소진기간에 기초하여 가변할 수 있다. 예시적으로, 제 2 임계값은 점차 감소하는 잔여기간에 비례하여 점차 감소될 수 있다.
예시적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 단위 소비영역 각각의 잔여사용량(Qr)이 산출된 상태에서 (S20), 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 소정의 제 1 임계값(C1) 이하의 범위에 속하는 잔여사용량(Qr_p)을 갖는 단위 소비영역에 대응하는 개별전력관리시스템(200)은 구매대상(PO)으로 선택된다. 참고로, 도 5의 가로축은 잔여사용량(Qr)을 나타내며, 도 5의 우측에 배치될수록 큰 값에 해당한다.
그리고, 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 제 1 임계값(C1)보다 큰 제 2 임계값(C2) 이상의 범위에 속하는 잔여사용량(Qr_s)을 갖는 단위 소비영역에 대응하는 개별전력관리시스템(200)은 판매대상(SO)으로 선택된다.
이력보유부(170)는 각 단위 소비영역의 이력정보를 보유한다. 이력정보는 적어도 하나의 이전 기산기간 각각의 각 소진기간에 대응한 각 단위 소비영역의 개별사용량을 포함할 수 있다. 그리고, 이력정보는 적어도 하나의 이전 기산기간 동안, 각 단위 소비영역에서 소비된 전력의 총사용량을 더 포함할 수 있다.
거래처리부(130)는 구매대상검출부(150)에 의해 선택된 구매대상과 판매대상검출부(160)에 의해 선택된 판매대상 사이에서 사용량거래를 처리한다. (도 3의 S52)
구체적으로, 구매대상검출부(150)가 구매대상을 선택하면 (도 3의 S31), 거래처리부(130)는 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 이력정보에 기초하여 구매필요량을 산출한다. (도 3의 S32) 구매필요량은 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 잔여사용량이 제 1 임계값 초과가 되도록 개별사용량을 감소시키는 정도일 수 있다. 일 예로, 도 5를 참조하면, 구매필요량(Qreq)은 구매대상의 잔여사용량(Qr_p)과 제 1 임계값(C1) 간의 차이로 산출될 수 있다.
거래처리부(130)는 구매대상의 개별전력관리시스템(200)에 사용량거래의 진행여부를 문의하는 거래문의정보를 전달한다. (도 3의 S33) 여기서, 거래문의정보는 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 개별사용량, 이력정보 및 구매필요량을 포함할 수 있다.
이와 더불어, 거래처리부(130)는 구매대상의 개별전력관리시스템(200)에 개별사용량의 과도함을 알리는 경고알람정보를 더 전달할 수 있다. 이를 통해, 잔여사용량이 부족한 단위 소비영역의 소비자가 전력을 절약할 필요성을 직관적으로 인지할 수 있다.
구매대상으로 선택된 개별전력관리시스템(200)은 거래문의정보를 수신하면, 관리자의 입력에 기초하여 거래수락정보를 거래처리부(130)로 전달한다. 즉, 관리자는 거래문의정보에 기초하여 개별사용량, 이력정보 및 구매필요량 등을 확인한 다음, 사용량거래의 진행여부에 대해 입력할 수 있다.
거래처리부(130)는 구매대상으로부터 거래문의정보에 대응한 거래수락정보를 수신하면 (도 3의 S34), 판매대상검출부(160)에 의해 선택된 판매대상(도 3의 S41)에 대응한 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 이력정보에 기초하여 판매대상의 판매가능량을 산출한다. (도 3의 S42) 일 예로, 도 5를 참조하면, 판매가능량(Qsel)은 판매대상의 잔여사용량(Qr_s)과 제 2 임계값(C2) 간의 차이로 산출될 수 있다.
거래처리부(130)는 판매대상의 개별전력관리시스템(200)에 사용량거래를 요청하는 거래요청정보를 전달한다. (도 3의 S43) 여기서, 거래요청정보는 판매대상에 대응한 단위 소비영역의 개별사용량, 이력정보 및 판매가능량을 포함할 수 있다.
판매대상으로 선택된 개별전력관리시스템(도 3의 203)은 거래요청정보를 수신하면, 관리자의 입력에 기초하여 거래수락정보를 거래처리부(130)로 전달한다. 즉, 관리자는 거래요청정보에 기초하여 개별사용량, 이력정보 및 판매가능량을 확인한 다음, 사용량거래의 수락여부에 대해 입력할 수 있다.
거래처리부(130)는 판매대상으로부터 거래요청정보에 대응한 거래수락정보를 수신하면 (도 3의 S44), 구매대상의 구매필요량 및 판매대상의 판매가능량에 기초하여 거래정보를 생성한다. (S51) 그리고, 거래처리부(130)는 거래정보를 거래정보보유부(180)로 전달하며, 거래정보에 기초하여 구매대상과 판매대상 간의 사용량거래를 처리한다. (S52)
이때, 거래처리부(130)는 거래정보에 기초하여 거래대상의 개별사용량을 감소시키는 만큼 판매대상의 개별사용량을 증가시키는 과정으로, 사용량거래를 처리할 수 있다.
더불어, 통합 전력 관리 시스템(100)은 이력보유부(170)에 기록된 이력정보 및 거래정보보유부(180)에 기록된 거래정보에 기초하여, 각 기산기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 개별청구비용을 산출할 수 있다. (도 3의 S60)
한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 단위 소비영역 각각의 잔여사용량(Qr) 중 소정의 제 2 임계값(도 5의 C2) 이상의 잔여사용량(도 5의 Qr_s)이 존재하지 않을 수 있다. 즉, 판매대상검출부(160)가 제 2 임계값에 대응하는 판매대상(SO)을 검출하지 못할 수 있다.
이 경우, 거래처리부(130)는 판매대상검출부(160)에 제 2 임계값의 하향 조정을 요청할 수 있다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 판매대상검출부(160)는 거래처리부(130)의 요청에 따라 제 2 임계값(C2')을 하향 조정할 수 있다. 이와 같이, 하향 조정된 제 2 임계값(C2')은 제 1 임계값(C1)보다 큰 값이며, 개별사용량이 제 1 임계값(C1)보다 작은 소정의 판매가능량(Qsel1, Qsel2)만큼 다소 증가되더라도 개별사용량이 목표사용량 이하가 될 것으로 예측되는 잔여사용량이다.
이와 같이, 판매대상검출부(160)는 하향 조정된 제 2 임계값(C2')에 기초하여 둘 이상의 판매대상(SO)을 선택할 수 있다.
그리고, 거래처리부(130)는 어느 하나의 구매대상(PO)과 어느 둘 이상의 판매대상(SO) 간의 사용량거래를 처리할 수 있다.
일 예로, 각 판매대상(SO)의 판매가능량(Qsel1, Qsel2)은 각 판매대상(SO)의 잔여사용량(Qr_s1, Qr_s2)과 하향 조정된 제 2 임계값(C2') 간의 차이로 산출될 수 있다. 그리고, 둘 이상의 판매대상(SO)의 판매가능량(Qsel1, Qsel2)에 대한 총합은 구매대상(PO)의 구매필요량(Qreq) 이상일 수 있다.
그런데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 단위 소비영역의 잔여사용량(도 4의 Qr)을 기준으로 구매대상(PO) 및 판매대상(SO)을 선택한다. 그로 인해, 사용량거래로 인해 판매대상(SO)의 개별사용량(Qu)이 급증함으로써, 잔여사용량(Qr)이 제 1 임계값(C1) 이하가 될 정도로 감소될 수 있다.
즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 사용량거래로 인해 판매대상(SO)의 잔여사용량(Qr_'s)이 판매가능량(Qsel)만큼 감소되면, 제 2 임계값(C2) 이상의 잔여사용량(Qr)을 유지하지 못할 수 있다. 즉, 사용량거래로 인해, 판매대상(SO)의 개별사용량(Qu)가 증가함으로써 잔여사용량(Qerr)이 제 1 임계값(C1) 이하인 구매대상(PO)으로 격하될 가능성이 있다. 달리 설명하면, 판매대상(SO)이 사용량 판매로 인해, 오히려 사용량 구매가 필요한 상태가 될 수 있다.
이에, 이하에서는 사용량 거래로 인해 판매대상(SO)이 판매대상(SO)의 지위를 상실하는 것을 방지할 수 있는 통합 전력 관리 시스템에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템을 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 어느 하나의 단위 소비영역의 잔여사용량, 예측사용량 및 여분사용량에 대한 예시를 나타낸 도면이다. 도 10 내지 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 구매대상과 판매대상에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100')은 사용량수신부(110), 목표량지정부(120) 및 거래처리부(130)를 포함하고, 잔여량산출부(140), 구매대상검출부(150'), 판매대상검출부(160') 및 이력보유부(170)를 더 포함하며, 거래정보보유부(180)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 예측량산출부(190)를 더 포함한다.
즉, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100')은 각 단위 소비영역의 예측사용량을 산출하는 예측량산출부(190)를 더 포함하고, 구매대상검출부(150') 및 판매대상검출부(160')가 각 단위 소비영역의 잔여사용량과 예측사용량에 기초하여 구매대상 및 판매대상을 검출하는 점을 제외하면, 도 2에 도시한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서 중복 설명을 생략한다.
예측량산출부(190)는 이력보유부(170)에 보유된 이력정보에 기초하여 각 단위 소비영역의 예측사용량을 산출한다.
여기서, 예측사용량은 소정의 기산기간 중 소진기간을 제외한 나머지인 잔여기간 동안 각 단위 소비영역에서 소비될 전력으로 추정되는 근사값에 대응한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 이력정보에 포함된 적어도 하나의 이전 기산기간의 각 소진기간에 대한 개별사용량에 기초하여, 잔여기간에 대응한 전력의 소비량을 예측함으로써, 각 단위 소비영역의 예측사용량(Qpre)이 산출될 수 있다. 예시적으로, 예측사용량(Qpre)는 이력정보에 포함된 적어도 하나의 이전 기산기간의 각 소진기간에 대한 개별사용량의 통계로부터 산출될 수 있다.
그리고, 구매대상검출부(150') 및 판매대상검출부(160')는 각 단위 소비영역의 여분사용량(Qex)에 기초하여 구매대상 및 판매대상을 검출한다. 여기서, 여분사용량(Qex)은 잔여사용량(Qr)에서 예측사용량(Qpre)를 차감하여 산출될 수 있다.
즉, 구매대상검출부(150')은 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 여분사용량(Qex)이 소정의 제 3 임계값 이하인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템(200)을 구매대상으로 선택한다. (도 3의 S31)
제 3 임계값은 여분사용량(Qex)이 0 미만이라고 간주될 수 있는 값으로 설정될 수 있다. 일 예로, 제 3 임계값은 0에 대한 양의 근사값으로 지정될 수 있다.
또한, 소진기간(Tp)의 경과에 따라 점차 증가하는 개별사용량(Qu)에 의해 점차 감소되는 잔여사용량(Qr)과 달리, 여분사용량(Qex)은 잔여기간(Tr)의 영향을 받지 않으므로, 제 3 임계값은 이력정보에 대응한 고정 값으로 설정될 수 있다.
판매대상검출부(160')는 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 여분사용량(Qex)이 소정의 제 4 임계값 초과인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템(200)을 판매대상으로 선택한다. (도 3의 S41)
제 4 임계값은 제 3 임계값 이상의 범위에서 선택될 수 있다. 이러한 제 4 임계값은 여분사용량(Qex)이 0 이상이라고 간주될 수 있는 값으로 설정될 수 있다. 또는, 제 4 임계값은 돌발상황에 대한 오차범위를 포함할 수 있는 양의 값으로 지정될 수도 있다. 또한, 제 3 임계값과 마찬가지로, 제 4 임계값 또한 이력정보에 대응한 고정 값으로 설정될 수 있다.
예시적으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 단위 소비영역 각각의 잔여소비량(Qr)과 예측소비량(Qpre)이 산출되고, 잔여소비량(Qr)과 예측소비량(Qpre)에 기초하여 여분사용량(Qex)이 산출된 상태에서, 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 소정의 제 3 임계값(C3) 이하의 범위에 속하는 여분사용량(Qex_p)을 갖는 단위 소비영역에 대응하는 개별전력관리시스템(200)은 구매대상(PO)으로 선택된다.
그리고, 복수의 개별전력관리시스템(200) 중 소정의 제 4 임계값(C4) 초과의 범위에 속하는 여분사용량(Qex_s)을 갖는 단위 소비영역에 대응하는 개별전력관리시스템(200)은 판매대상(SO)으로 선택된다.
거래처리부(130)는 구매대상(PO)과 판매대상(SO) 사이의 사용량거래를 처리한다. (도 3의 S52)
구체적으로, 구매대상검출부(150)가 구매대상을 선택하면 (도 3의 S31), 거래처리부(130)는 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 이력정보에 기초하여 구매필요량을 산출한다. (도 3의 S32)
구매필요량은 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 잔여사용량이 제 1 임계값 초과가 되도록 개별사용량을 감소시키는 정도일 수 있다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 구매필요량(Qreq')은 여분사용량(Qex_p)이 제 3 임계값(C3) 이상이 되도록, 개별감소량을 감소시키는 정도일 수 있다. 이 경우, 구매필요량(Qreq')은 구매대상의 여분사용량(Qex_p)과 제 3 임계값(C3) 간의 차이로 산출될 수 있다.
거래처리부(130)는 구매대상의 개별전력관리시스템(200)에 사용량거래의 진행여부를 문의하기 위해, 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 개별사용량, 이력정보 및 구매필요량을 포함하는 거래문의정보를 전달한다. (도 3의 S33) 이와 더불어, 거래처리부(130)는 구매대상의 개별전력관리시스템(200)에 개별사용량의 과도함을 알리는 경고알람정보를 더 전달할 수 있다.
거래처리부(130)는 구매대상으로부터 거래문의정보에 대응한 거래수락정보를 수신하면 (도 3의 S34), 판매대상검출부(160)에 의해 선택된 판매대상(도 3의 S41)에 대응한 단위 소비영역의 잔여사용량, 예측사용량 및 잔여시간에 기초하여 판매대상의 판매가능량을 산출한다. (도 3의 S42)
일 예로, 도 10을 참조하면, 판매가능량(Qsel')은 판매대상의 여분사용량(Qex_s)과 제 4 임계값(C4) 간의 차이로 산출될 수 있다.
거래처리부(130)는 판매대상의 개별전력관리시스템(200)에 사용량거래를 요청하기 위해, 판매대상에 대응한 단위 소비영역의 개별사용량, 이력정보 및 판매가능량을 포함하는 거래요청정보를 전달한다. (도 3의 S43)
거래처리부(130)는 판매대상으로부터 거래요청정보에 대응한 거래수락정보를 수신하면 (도 3의 S44), 구매대상의 구매필요량 및 판매대상의 판매가능량에 기초하여 거래정보를 생성한다. (S51) 그리고, 거래처리부(130)는 거래정보를 거래정보보유부(180)로 전달하며, 거래정보에 기초하여 구매대상과 판매대상 간의 사용량거래를 처리한다. (S52)
이때, 거래처리부(130)는 거래정보에 기초하여 거래대상의 개별사용량을 감소시키는 만큼 판매대상의 개별사용량을 증가시키는 과정으로, 사용량거래를 처리할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100')은 각 단위 소비영역의 여분사용량(Qex)을 이용하여 사용량거래를 실시한다. 이에 따라, 사용량거래로 인해 판매대상(SO)의 여분사용량(Qex)이 모두 소진되더라도, 예측사용량(Qpre)은 확보된 상태이므로, 판매대상(SO)의 개별사용량(Qu)이 목표사용량(Qt)을 초과하는 것이 방지될 수 있다.
더불어, 본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 복수의 단위 소비영역 각각의 여분사용량(Qex) 중 소정의 제 4 임계값(Q4) 초과의 여분사용량(도 10의 Qex_s)이 존재하지 않을 수 있다. 즉, 판매대상검출부(160')가 제 4 임계값(C4)에 대응하는 판매대상(SO)을 검출하지 못할 수 있다.
이 경우, 거래처리부(130)는 판매대상검출부(160')에 제 4 임계값(C4)의 하향 조정을 요청할 수 있다.
즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 판매대상검출부(160')는 거래처리부(130)의 요청에 따라 하향 조정된 제 4 임계값(C4')에 기초하여, 둘 이상의 판매대상(SO)을 선택할 수 있다.
그리고, 거래처리부(130)는 어느 하나의 구매대상(PO)과 어느 둘 이상의 판매대상(SO) 간의 사용량거래를 처리할 수 있다.
일 예로, 각 판매대상(SO)의 판매가능량(Qsel1', Qsel2')은 각 판매대상(SO)의 여분사용량(Qex_s1, Qex_s2)과 하향 조정된 제 4 임계값(C4') 간의 차이로 산출될 수 있다. 그리고, 둘 이상의 판매대상(SO)의 판매가능량(Qsel1', Qsel2')에 대한 총합은 구매대상(PO)의 구매필요량(Qreq') 이상일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합 전력 관리 시스템(100, 100')은 개별사용량이 비교적 과도하거나 개별사용량이 비교적 적은 어느 둘 이상의 개별전력관리시스템(200)을 검출하고, 검출된 어느 둘 이상의 개별전력관리시스템(200) 간의 사용량거래를 처리할 수 있다. 이로써, 복수의 단위 소비영역에 대응한 통합사용량이 증가되는 것을 최소화할 수 있고, 그로 인해 통합청구비용이 감소될 수 있으므로, 결과적으로 각 단위 소비영역에 해당되는 소비자의 비용 부담도 감소될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 12의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 통합 전력 관리 시스템 등) 일 수 있다.
도 12의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 복수의 단위 소비영역에 대응한 복수의 개별전력관리시스템에 연결되고, 상기 각 개별전력관리시스템으로부터 소정의 기산기간 중 적어도 일부인 소진기간 동안 상기 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 개별사용량을 수신하는 사용량수신부;
    상기 기산기간에 대응한 상기 각 단위 소비영역의 전력인 목표사용량을 설정하는 목표량지정부; 및
    상기 목표사용량의 정수배에 해당하는 그룹사용량을 만족하는 범위 내에서 복수의 상기 개별전력관리시스템을 자동으로 하나의 그룹에 편입시키는 자동처리부;
    를 포함하는 통합 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동처리부는 상기 목표사용량을 대신해서 상기 그룹사용량을 단위로 전기 요금을 부과하고,
    상기 자동처리부는 특정 개별전력관리시스템의 누진 요금을 기초로 상기 그룹에 포함된 개별전력관리시스템의 요금이 감소되는 방향으로 상기 그룹에 포함된 개별전력관리시스템의 개별사용량을 수치적으로 자동 조절하는 통합 전력 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자동처리부는 상기 그룹에 제1 노드와 제2 노드를 함께 포함시키며,
    상기 제1 노드는 상기 개별사용량이 누진 설정값을 초과하는 개별전력관리시스템을 포함하고,
    상기 제2 노드는 상기 개별사용량이 상기 누진 설정값에 미달하는 개별전력관리시스템을 포함하며,
    상기 자동처리부는 상기 누진 설정값을 초과하는 상기 제1 노드의 초과분을 상기 제2 노드에 부가하고,
    상기 자동처리부는 상기 초과분의 제거로 인해 상기 제1 노드가 얻는 이익을 상기 제2 노드에 제공하며,
    상기 자동처리부는 상기 제2 노드의 개별사용량에 상기 초과분이 더해진 전력 사용량에 대한 전기 요금에서 상기 제1 노드로부터 얻은 이익이 감산된 금액을 상기 제2 노드의 전기 요금으로 설정하는 통합 전력 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개별사용량이 누진 설정값을 초과하는 개별전력관리시스템을 제1 노드로 정의하고, 상기 개별사용량이 상기 누진 설정값에 미달하는 개별전력관리시스템을 제2 노드로 정의할 때,
    상기 자동처리부는 복수의 상기 개별전력관리시스템을 상기 제1 노드와 상기 제2 노드로 구분하고,
    상기 자동처리부는 상기 개별사용량의 합이 상기 그룹사용량에 최대한 가까운 특정 제1 노드와 특정 제2 노드를 자동 선별해서 상기 그룹으로 설정하는 통합 전력 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자동처리부는 복수의 상기 제2 노드를 상기 누진 설정값에 미달되는 미달량이 높은 순서대로 배열하고,
    상기 자동처리부는 복수의 상기 제1 노드를 상기 누진 설정값을 초과하는 초과분이 높은 순서대로 배열하며,
    상기 자동처리부는 배열 순서대로 매칭된 제1 노드와 제2 노드를 추출해서 상기 그룹을 형성하는 통합 전력 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 개별전력관리시스템 중 상기 각 단위 소비영역의 상기 개별사용량 및 상기 목표사용량에 기초하여 선택된 둘 이상의 개별전력관리시스템 사이의 사용량거래를 처리하는 거래처리부를 포함하는 통합 전력 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 단위 소비영역의 개별사용량과 목표사용량에 기초하여, 상기 각 단위 소비영역의 잔여사용량을 산출하는 잔여량산출부;
    상기 복수의 개별전력관리시스템 중 상기 잔여사용량이 소정의 제 1 임계값 이하인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템을 구매대상으로 선택하는 구매대상검출부; 및
    상기 복수의 개별전력관리시스템 중 상기 잔여사용량이 상기 제 1 임계값보다 큰 소정의 제 2 임계값 이상인 단위 소비영역에 대응한 개별전력관리시스템을 판매대상으로 선택하는 판매대상검출부를 더 포함하고,
    상기 거래처리부는 상기 구매대상 및 상기 판매대상 각각으로부터 수신된 거래수락정보에 기초하여 상기 구매대상 및 상기 판매대상 사이의 전력 사용량거래를 처리하는 통합 전력 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 거래처리부는
    상기 구매대상에 상기 잔여사용량의 부족을 알리는 경고알람정보 및 상기 사용량거래의 진행여부를 문의하는 거래문의정보를 전달하고,
    상기 구매대상으로부터 상기 거래문의정보에 대응한 거래수락정보를 수신하며,
    상기 판매대상에 사용량 거래를 요청하는 거래요청정보를 전달하고,
    상기 판매대상으로부터 상기 거래요청정보에 대응한 거래수락정보를 수신하면, 상기 구매대상 및 상기 판매대상 각각으로부터 수신된 거래수락정보에 기초하여 거래정보를 생성하고,
    상기 거래정보에 기초하여 상기 구매대상의 개별사용량을 감소시키는 만큼 상기 판매대상의 개별사용량을 증가시키며,
    적어도 하나의 이전 기산기간 동안 상기 각 단위 소비영역에서 소비된 전력에 대응하는 이력정보를 보유하는 이력보유부를 더 포함하고,
    상기 거래처리부는
    상기 구매대상에 대응한 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 이력정보에 기초하여 구매필요량을 산출하고,
    상기 판매대상에 대응한 단위 소비영역의 목표사용량, 개별사용량 및 이력정보에 기초하여 판매가능량을 산출하며,
    상기 거래처리부는 상기 구매필요량 및 상기 판매가능량에 기초하여 어느 하나의 구매대상과 어느 둘 이상의 판매대상 사이의 사용량거래를 처리하는 통합 전력 관리 시스템.
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