WO2021215705A1 - 최대 전력 부하 관리를 위한 정보 시스템 - Google Patents

최대 전력 부하 관리를 위한 정보 시스템 Download PDF

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WO2021215705A1
WO2021215705A1 PCT/KR2021/004320 KR2021004320W WO2021215705A1 WO 2021215705 A1 WO2021215705 A1 WO 2021215705A1 KR 2021004320 W KR2021004320 W KR 2021004320W WO 2021215705 A1 WO2021215705 A1 WO 2021215705A1
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maximum power
maximum
operation server
information system
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PCT/KR2021/004320
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김영민
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Kim Young Min
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    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to an information system for maximum power load management.
  • Each country has a different cost system for electricity use. Korea's electricity cost system can be divided into household and industrial again. Unlike home use, in the case of industrial electricity, the basic charge is calculated according to the load used as an item of contract power. The basic charge according to the contract power increases as the maximum load of the customer increases.
  • 1 is a reference diagram for the power use structure of a typical factory.
  • an annexed building or process 101 is present in the lower part of the building or factory 100 .
  • the lower part of each process 101 is provided with various facilities 102 using electric power energy.
  • a controller 103 is installed in the case of facilities capable of performing operation control (eg, stopping the operation or reducing the operation speed) for maximum load management.
  • Power meters 105 and 106 are installed in each individual annex building and process 101 and lower facilities, and a power meter 104 that measures the maximum load (peak) of the entire building and factory 100 in real time again ) is installed.
  • These power meters 104 , 105 , 106 and the switch hub and gateway 107 are connected by communication, so that the measured data is collected and transmitted to the operation server 108 .
  • the factory manager can monitor the power usage in real time by accessing the operation server through the Internet or the internal network 109 with the user PC or the mobile terminal 110 .
  • a building or plant manages its peak load (peak) at 15-minute intervals.
  • peak peak
  • the maximum load (peak) is managed by reducing the power usage through the controller 103 to the user.
  • the contract power for calculating the basic fee is calculated based on the maximum load (peak) of the entire plant rather than individual processes, a psychological gap may occur between the manager of the entire plant and the manager of each process. That is, if it is not possible to induce voluntary load reduction efforts in individual units (processes) to lower the maximum load (peak) of the entire plant, it may be difficult to maintain the target load.
  • An object of the present specification is to provide an information system capable of performing maximum power load management for each sub-process in real time.
  • the maximum power load management information system for solving the above-described problems, a main instrument for measuring the maximum load of the entire power consumer; At least two sub-meters for measuring the maximum load of the lower process of the customer; An operation server connected to the main instrument and sub instrument through a communication network, receiving the maximum load data output from the main instrument and sub instrument, and providing the user terminal with the maximum power load monitoring data of the entire customer or sub-process;
  • the maximum power load monitoring data may include a reference load, a limit maximum load, a limit minimum load, and a current load.
  • the reference load may be the load of the entire customer or a corresponding sub-process when an event occurs.
  • the limit maximum load is the maximum load during the same time period on the same day of the entire customer or load data of the corresponding sub-process stored in the operation server, and the minimum limit load is stored in the operation server It may be the minimum load in the same time period on the same day among the load data of all consumers or the corresponding sub-process.
  • the operation server may generate graph information of the maximum load data received at each preset time interval from the event occurrence time to the current time, and further provide it to the user terminal.
  • the operation server may generate increase/decrease amount and increase/decrease rate information of the real-time current load compared to the reference load and further provide it to the user terminal.
  • the operation server may provide the maximum power load monitoring data of the entire customer and all sub-processes as one screen (hereinafter, 'full monitoring screen') that can be compared at the same time.
  • the overall monitoring screen may further display information about the maximum load weight for each sub-process or the maximum load weight for each application.
  • the operation server may provide a screen (hereinafter, 'process monitoring screen') on which the maximum power load monitoring data is displayed for each facility included in the lower process selected by the input of the user terminal on the entire monitoring screen.
  • the process monitoring screen may further display an input interface for controlling the operation of each facility included in the process.
  • the operation server may display the input interface only to the entire customer terminal or the process manager terminal.
  • the operation server may further generate performance indicator information including the amount of savings calculated using the target load, the reference load, and the final load and information on the amount of savings.
  • the operation server may further generate comprehensive performance indicator information by integrating the performance indicator information into at least one of monthly, quarterly, semi-annual, and yearly.
  • the operation server may calculate the amount of savings for each process, and further generate quantitative contribution information according to the amount of savings of each process compared to the total savings of the consumers.
  • the operation server may calculate the amount of savings for each process, and further generate qualitative contribution information according to the amount of savings of each process compared to the minimum load for each process.
  • the operation server may provide a single screen for simultaneously comparing performance index information for each process.
  • a power meter in addition to managing the maximum load of the entire recipient, may be installed for each sub-process to perform maximum load management for each sub-process in real time.
  • 1 is a reference diagram for the power use structure of a typical factory.
  • FIG. 2 is a reference diagram for a part of the maximum power load management information system according to the present specification.
  • FIG 3 is an exemplary diagram of maximum power load monitoring data according to an embodiment of the present specification.
  • FIG 4 is an exemplary diagram of the entire monitoring screen according to an embodiment of the present specification.
  • FIG 5 is an exemplary view of a process monitoring screen according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 2 is a reference diagram for a part of the maximum power load management information system according to the present specification.
  • the maximum power load management information system may include a main instrument 104 , a sub instrument 105 , and an operation server 108 .
  • the main meter 104 may measure the maximum load of the entire power consumer.
  • the sub-meter 105 may measure the maximum load of the downstream process of the customer. When the number of lower processes is two or more, the number of the sub-meters 105 may be two or more.
  • the operation server 108 is connected to the main instrument 104 and the sub instrument 105 through a communication network, and may receive the maximum load data output from the main instrument 104 and the sub instrument 105 . And the operation server 108 may provide the maximum power load monitoring data of the entire customer or sub-process to the user terminal by using the received maximum load data.
  • the maximum power load monitoring data may include a reference load, a limit maximum load, a limit minimum load, and a current load.
  • the communication network connection between the operation server 108 and the main instrument 104 , the operation server 108 and the sub instrument 105 , and the operation server 108 and the user terminal may refer to FIG. 1 .
  • FIG 3 is an exemplary diagram of maximum power load monitoring data according to an embodiment of the present specification.
  • '(1) unit process name' can indicate the customer unit name (eg, process name, building name, etc.) within the corresponding range.
  • '(2) Reference load' refers to the unit (process) when an event occurs, that is, the load [kW] of the entire customer or the corresponding sub-process.
  • an 'event' refers to a time when monitoring is started for maximum power load management.
  • the operation server 108 performs regression analysis of the maximum load data received through the main instrument 104 from the point in time when it is determined that the load [kW] of the entire workplace will exceed the load target value (preset target power consumption). Monitoring can be started for power load management.
  • Event Current Time (Real-Time Current)' is the current (recent) time zone since the start of the event, and will continue until the end time of the corresponding peak time (e.g., one of 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes every hour).
  • Limit maximum load [kW]' means the maximum load [kW] in the same time period on the same day of the whole customer or load data of the corresponding sub-process stored in the operation server.
  • Limit minimum load [kW]' means the minimum load [kW] in the same time section on the same day of the week among the load data of the entire customer or the corresponding sub-process stored in the operation server.
  • data during abnormal operation may be excluded, and data during abnormal operation may be classified or set by an administrator.
  • the operation server 108 may further provide to the user terminal by generating the maximum load data received at each preset time interval from the event occurrence time to the current time as graph information.
  • Current load [kW]' means the real-time current load [kW] of the unit (process).
  • Real-time current load increase/decrease [kW] compared to standard load [kW] increase/decrease rate (%)' means the absolute amount of power and the relative ratio.
  • the operation server 108 may generate increase/decrease amount and increase/decrease rate information of the current load in real time compared to the reference load and further provide it to the user terminal.
  • Real-time increase/decrease notification background color' is displayed when the current load [kW] value changes, and may be displayed in red if it increases or blue if it decreases, and the color may disappear after 1-2 seconds.
  • the operation server 108 may provide a single screen (hereinafter 'overall monitoring screen') that can compare the maximum power load monitoring data of the entire customer and all sub-processes at the same time. .
  • FIG 4 is an exemplary diagram of the entire monitoring screen according to an embodiment of the present specification.
  • the maximum power load monitoring data shown in FIG. 3 is displayed separately for the entire consumer and each sub-process.
  • the operation server 108 may transmit an alarm to a user terminal (eg, a PC and a mobile phone) when a situation in which the customer's maximum load is expected to exceed the target load occurs (event occurrence time).
  • a screen as shown in FIG. 4 may be displayed on the user terminal.
  • the overall monitoring screen may further display information on the maximum load weight for each sub-process or the maximum load weight for each application. Through this, the overall manager of the consumer can be helped to sequentially control target facilities set in advance to reduce the maximum load in addition to identifying the process causing the increase in the maximum load.
  • the operation server 108 may provide a screen (hereinafter, 'process monitoring screen') on which the maximum power load monitoring data is displayed for each facility included in the lower process selected by the input of the user terminal on the entire monitoring screen.
  • FIG 5 is an exemplary view of a process monitoring screen according to an embodiment of the present specification.
  • the process monitoring screen may further display an input interface for controlling the operation of each facility included in the process. Through the input interface, it is possible to control such as stopping the operation of the corresponding facility or lowering the operation level to lower the power consumed by the corresponding facility.
  • the operation server 108 may display the input interface only to the entire customer terminal or the process manager terminal.
  • the overall monitoring screen and process monitoring screen provide information on the power load status for each sub-process of the factory, the operation of each facility for each process, and the power load status information, so that the entire customer or the process manager can pre-load the power load. It can help to smoothly identify whether there are facilities that can additionally control each process in addition to the facilities set for operation control for reduction.
  • the amount of load reduction for each process may be compared in a situation in which the maximum load of the entire plant is expected to exceed the management target load (event occurrence time).
  • the operation server 108 may further generate performance index information including the amount of savings calculated using the target load, the reference load, and the final load and information on the amount of savings.
  • the operation server 108 may further generate comprehensive performance indicator information by integrating the performance indicator information into at least any one of monthly, quarterly, semi-annual and yearly. .
  • comprehensive performance indicator information by integrating the performance indicator information into at least any one of monthly, quarterly, semi-annual and yearly.
  • the operation server 108 may calculate the amount of savings for each process, and may further generate quantitative contribution information according to the savings of each process compared to the total savings of the consumers.
  • the operation server 108 can be calculated as the contribution rate (%) for each unit compared to the total sum of the maximum value of the savings for each process and common (not included in the individual process) load during the period, Through this, it is possible to calculate a contribution amount for each process with respect to the separately calculated basic cost of reduced power.
  • the operation server 108 may calculate the amount of savings for each process, and further generate qualitative contribution information according to the amount of savings of each process compared to the minimum load done for each process.
  • a value obtained by dividing the final load and the limit minimum load was defined as 'quality contribution'.
  • the limit minimum load value of the unit (process) thereafter may be updated to the corresponding final load value.
  • the operation server 108 may provide a single screen that can simultaneously compare the performance index information for each process.
  • the maximum power load management information system does not simply manage the maximum load with only a specific controllable registration facility, but manages the maximum load in more various ways, so that the maximum load of the consumer is less than the management load. It can further strengthen the ability to maintain the
  • the operation server 108 is a processor, application-specific integrated circuit (ASIC), other chipset, logic circuit, register, communication modem, data processing known in the art to execute various calculations and various control logic described above. devices, and the like.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the operation server 108 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.
  • the program is, in order for the computer to read the program and execute the methods implemented as a program, C/C++, C#, JAVA, Python, which the processor (CPU) of the computer can read through the device interface of the computer, It may include code coded in a computer language such as machine language. Such code may include functional code related to functions defining functions necessary for executing the methods, etc. can do. In addition, the code may further include additional information necessary for the processor of the computer to execute the functions or code related to memory reference for which location (address address) in the internal or external memory of the computer should be referenced. have.
  • the code uses the communication module of the computer to determine how to communicate with any other computer or server remotely. It may further include a communication-related code for whether to communicate and what information or media to transmit and receive during communication.
  • the storage medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, a cache, a memory, etc., but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device.
  • examples of the storage medium include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. That is, the program may be stored in various recording media on various servers accessible by the computer or in various recording media on the computer of the user.
  • the medium may be distributed in a computer system connected by a network, and a computer readable code may be stored in a distributed manner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 명세서는 하부 공정별로 최대 전력 부하 관리를 실시간으로 수행할 수 있는 정보 시스템을 개시한다. 본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템은, 전력 수용가 전체의 최대 부하를 측정하는 메인 계측기; 상기 수용가의 하부 공정의 최대 부하를 측정하는 적어도 2이상의 서브 계측기; 상기 메인 계측기 및 서브 계측기와 통신망으로 연결되며, 상기 상기 메인 계측기 및 서브 계측기에서 출력된 최대 부하 데이터를 수신하여 사용자 단말기에게 상기 수용가 전체 또는 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 제공하는 운영 서버;를 포함하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템으로서, 상기 최대 전력 부하 모니터링 데이터는, 기준 부하, 한계 최대 부하, 한계 최소 부하, 현재 부하를 포함할 수 있다.

Description

최대 전력 부하 관리를 위한 정보 시스템
본 발명은 최대 전력 부하 관리를 위한 정보 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 04월 21일 대한민국에 출원된 특허출원 제10-2020-0048180호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
국가별로 전기 사용에 따른 다양한 비용 체계를 가지고 있다. 대한민국의 전기 비용 체계는 다시 가정용과 산업용으로 구분이 가능하다. 가정용과 달리 산업용 전기의 경우, 계약전력이라는 항목으로 사용 부하에 따른 기본 요금을 산정한다. 계약전력에 따른 기본 요금은 수용가의 최대 부하가 증가할 수록 상승한다.
도 1은 일반적인 공장의 전력 사용 구조에 대한 참고도이다.
도 1을 참조하면, 건물 또는 공장(100)의 하부에는 부속 건물 또는 공정(101)이 존재한다. 각 공정(101)의 하부에는 전력 에너지를 사용하는 다양한 설비(102)들과 구비되어 있다. 이들 설비(102)들 중 특정 설비의 경우 최대 부하 관리를 위하여 가동 제어(예: 가동 중단 또는 가동 속도 완화)를 할 수 있는 설비들의 경우 제어기(103)을 설치한다. 각각의 개별 부속 건물 및 공정(101)과 하부 설비들에 전력 계측기(105, 106)가 설치되고, 또 다시 전체 건물 및 공장(100)의 최대 부하(피크)를 실시간으로 계측하는 전력 계측기(104)가 설치된다. 이들 전력 계측기(104, 105, 106)와 스위치 허브 및 게이트웨이(107)는 통신으로 연결되어 있어서, 계측된 데이터는 취합되어 운영 서버(108)로 전송된다. 공장 관리자는 사용자 PC 또는 모바일 단말기(110)로 인터넷 또는 내부 네트워크(109)를 통해 운영 서버를 접속하여 실시간으로 전력 사용량을 모니터링할 수 있다.
통상적으로 건물 또는 공장은 15분 간격의 최대 부하(피크)를 관리한다. 전력 계측기의 전력 부하[kW]를 실시간으로 감시하면서 관리 목표 부하[kW]를 넘어설 것으로 판단될 경우, 사용자에게 제어기(103)를 통해 전력 사용량을 낮추는 방법으로 최대 부하(피크)를 관리한다.
그러나 이와 같은 최대 부하(피크) 관리 방법은, 공장 전체의 전체 전력 부하가 관리 목표 부하를 넘어설 것으로 예상될 때, 구체적으로 어느 공정, 어느 설비단에서 부하 상승 요인이 발생하는지 즉각적인 파악이 안되기 때문에 목표 부하 아래로 절감하기 위한 방안 수립이 어려워진다.
또한, 기본 요금 산정을 위한 계약전력은 개별 공정이 아닌 공장 전체의 최대 부하(피크)를 기준으로 산정되기 때문에, 공장 전체 관리자와 각 공정의 관리자 사이에 심리적 갭이 발생할 수 있다. 즉, 공장 전체의 최대 부하(피크)를 낮추기 위해서 개별 단위(공정)에서 자발적인 부하 절감 노력을 유도할 수 없다면, 목표 부하 유지가 어려워질 수 있다.
본 명세서는 하부 공정별로 최대 전력 부하 관리를 실시간으로 수행할 수 있는 정보 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템은, 전력 수용가 전체의 최대 부하를 측정하는 메인 계측기; 상기 수용가의 하부 공정의 최대 부하를 측정하는 적어도 2이상의 서브 계측기; 상기 메인 계측기 및 서브 계측기와 통신망으로 연결되며, 상기 상기 메인 계측기 및 서브 계측기에서 출력된 최대 부하 데이터를 수신하여 사용자 단말기에게 상기 수용가 전체 또는 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 제공하는 운영 서버;를 포함하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템으로서, 상기 최대 전력 부하 모니터링 데이터는, 기준 부하, 한계 최대 부하, 한계 최소 부하, 현재 부하를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 기준 부하는 이벤트 발생시 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 한계 최대 부하는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최대 부하이고, 상기 한계 최소 부하는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최소 부하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버는 이벤트 발생 시각부터 현재 시간까지 미리 설정된 시간 간격 마다 수신된 최대 부하 데이터를 그래프 정보로 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버는 기준 부하 대비 실시간 현재 부하의 증감량 및 증감율 정보를 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버는 상기 수용가 전체 및 모든 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면(이하 '전체 모니터링 화면')으로 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 전체 모니터링 화면은 하부 공정 별 최대 부하 비중 또는 용도별 최대 부하 비중에 대한 정보를 더 표시할 수 있다.
또한 이 경우, 상기 운영 서버는 상기 전체 모니터링 화면에서 사용자 단말기의 입력에 의해 선택된 하부 공정에 포함된 설비마다 최대 전력 부하 모니터링 데이터가 표시된 화면(이하 '공정 모니터링 화면')을 제공할 수 있다.
이 때, 상기 공정 모니터링 화면은 해당 공정에 포함된 각 설비의 가동을 제어할 수 있는 입력 인터페이스를 더 표시할 수 있다. 다만, 상기 운영 서버는 수용가 전체 관리자 단말기 또는 해당 공정 관리자 단말기에만 상기 입력 인터페이스를 표시할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버는 목표 부하, 기준 부하 및 최종 부하를 이용하여 산출된 절감량과 절감액 정보가 포함된 성과 지표 정보를 더 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 운영 서버는, 상기 성과 지표 정보를 월별, 분기별, 반기별 및 연도별 중 적어도 어느 하나로 통합하여 종합 성과 지표 정보를 더 생성할 수 있다.
또한 이 경우, 상기 운영 서버는, 각 공정마다 절감량을 산출하고, 수용가 전체의 절감량 대비 각 공정의 절감량에 따른 양적 기여도 정보를 더 생성할 수 있다.
또한 이 경우, 상기 운영 서버는 각 공정마다 절감량을 산출하고, 각 공정마다 한게 최소 부하 대비 대비 각 공정의 절감량에 따른 질적 기여도 정보를 더 생성할 수 있다.
나아가, 상기 운영 서버는 각 공정 별 성과 지표 정보를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면으로 제공할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 일 측면에 따르면, 수용자 전체의 최대 부하 관리 외에 하부 공정별로 전력 계측기를 설치하여 하부 공정별로도 최대 부하 관리를 실시간으로 수행할 수 있다.
본 명세서의 다른 측면에 따르면, 종래 관리 시스템과 같이 단순히 특정 제어 가능 등록 설비만으로 최대 부하를 관리하는 것이 아니라, 보다 다양한 방법으로 최대 부하를 관리할 수 있다. 이를 통해 수용가의 최대 부하 관리 능력을 더 강화시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 공장의 전력 사용 구조에 대한 참고도이다.
도 2는 본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템의 일부에 대한 참고도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따르면 최대 전력 부하 모니터링 데이터의 예시도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전체 모니터링 화면의 예시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 공정 모니터링 화면의 예시도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 성과 지표 정보의 예시이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 양적 기여도 정보의 예시도이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 질적 기여도 정보의 예시도이다.
본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템의 일부에 대한 참고도이다.
본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템은 메인 계측기(104), 서브 계측기(105), 운영 서버(108)를 포함할 수 있다.
상기 메인 계측기(104)는 전력 수용가 전체의 최대 부하를 측정할 수 있다.
상기 서브 계측기(105)는 상기 수용가의 하부 공정의 최대 부하를 측정할 수 있다. 하부 공정이 2이상인 경우, 상기 서브 계측기(105)의 개수도 2이상이 될 수 있다.
상기 운영 서버(108)는 상기 메인 계측기(104) 및 서브 계측기(105)와 통신망으로 연결되며, 상기 상기 메인 계측기(104) 및 서브 계측기(105)에서 출력된 최대 부하 데이터를 수신할 수 있다. 그리고 상기 운영 서버(108)는 수신된 최대 부하 데이터를 이용하여 사용자 단말기에게 상기 수용가 전체 또는 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 제공할 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력 부하 모니터링 데이터는 기준 부하, 한계 최대 부하, 한계 최소 부하, 현재 부하를 포함할 수 있다. 상기 운영 서버(108)와 상기 메인 계측기(104), 상기 운영 서버(108)와 상기 서브 계측기(105), 상기 운영 서버(108)와 사용자 단말기 사이의 통신망 연결은 도 1을 참고할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따르면 최대 전력 부하 모니터링 데이터의 예시도이다.
도 3을 참조하면, 최대 전력 부하 모니터링 데이터의 각 부분이 나타내는 정보를 확인할 수 있다. 먼저 '(1) 단위 공정명'은 해당 범위 내의 수용가 단위명(예: 공정명, 건물명 등)을 나타낼 수 있다. '(2) 기준 부하'는 이벤트 발생시 해당 단위(공정) 즉, 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하[kW]를 의미한다. 본 명세서에서 '이벤트'란, 최대 전력 부하 관리를 위해 모니터링을 시작한 시점을 의미한다. 상기 운영 서버(108)는 상기 메인 계측기(104)를 통해 수신된 최대 부하 데이터를 회귀 분석을 통해 사업장 전체의 부하[kW]가 부하 목표치(미리 설정된 목표 전력 사용량)를 넘을 것으로 판단되는 시점부터 최대 전력 부하 관리를 위해 모니터링을 시작할 수 있다. 따라서, '(3) 이벤트 시작 시각'은 이벤트 발생한 시점의 시각(time)이 시작점이 된다. 그리고 '(4) 이벤트 현재 시각 (실시간 현재)'은 이벤트 시작 이후 현재(최근) 시간대이며, 해당 피크 시간대의 종료 시각(예: 매시 15분, 30분, 45분, 60분 중 하나)까지 진행될 수 있다.
'(5) 한계 최대 부하[kW]'는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최대 부하[kW]를 의미한다. '(6) 한계 최소 부하[kW]'는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최소 부하[kW]를 의미한다. 상기 한계 최대 부하 및 한계 최소 부하와 관련되어 서버에 저장된 데이터 중 비정상 가동시 데이터는 제외될 수 있고, 상기 비정상 가동시 데이터는 관리자에 의해 분류 또는 설정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 운영 서버(108)는 이벤트 발생 시각부터 현재 시간까지 미리 설정된 시간 간격 마다 수신된 최대 부하 데이터를 그래프 정보로 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공할 수 있다. '(7) 현재 부하[kW]'는 해당 단위(공정)의 실시간 현재 부하[kW]를 의미한다. '(8) 기준 부하[kW] 대비 실시간 현재 부하 증감[kW], 증감율(%)'은 절대적인 전력량과 상대적인 비율을 의미하며, 증가할 경우 숫자가 적색으로 표시되고 감소할 경우 숫자가 청색으로 표시될 수 있다. 상기 운영 서버(108)는 기준 부하 대비 실시간 현재 부하의 증감량 및 증감율 정보를 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공할 수 있다. '(9) 실시간 증감 알림 배경색'은 현재 부하[kW] 값이 변할 때 표시되는 것으로서, 증가할 경우 적색, 감소할 경우 청색으로 표시될 수 있고, 1~2초 후 색상이 사라질 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버(108)는 상기 수용가 전체 및 모든 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면(이하 '전체 모니터링 화면')으로 제공할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전체 모니터링 화면의 예시도이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 최대 전력 부하 모니터링 데이터가 상기 수용가 전체 및 각 하부 공정에 대해서 구분되어 표시된 것을 확인할 수 있다. 상기 운영 서버(108)는 수용가의 최대 부하가 목표 부하를 초과할 것으로 예상되는 상황이 발생(이벤트 발생 시점)하면 사용자 단말기(예: PC 및 핸드폰)에 알람을 전송할 수 있다. 그리고 도 4에 도시된 것과 같은 화면을 사용자 단말기에 표시할 수 있다. 본 명세서에 따른 전체 모니터링 화면을 통해서 수용가 전체 관리자 또는 해당 공정 관리자는 신속하고 쉽게 이벤트 발생 이후 해당 부하의 증감 수준을 파악할 수 있다. 특히, 수용가 전체 관리자는, 수용가 전체 최대 부하 상승이 어느 공정에서 발생하는지 한 눈으로 확인할 수 있게 된다.
또한, 상기 전체 모니터링 화면은 하부 공정 별 최대 부하 비중 또는 용도별 최대 부하 비중에 대한 정보를 더 표시할 수 있다. 이를 통해 상기 수용가 전체 관리자는 최대 부하 상승의 원인 공정을 파악 외에 최대 부하 감축을 위해 사전에 설정된 대상 설비들을 순차적으로 제어하는데 도움을 받을 수 있다. 나아가, 상기 운영 서버(108)는 상기 전체 모니터링 화면에서 사용자 단말기의 입력에 의해 선택된 하부 공정에 포함된 설비마다 최대 전력 부하 모니터링 데이터가 표시된 화면(이하 '공정 모니터링 화면')을 제공할 수 있다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 공정 모니터링 화면의 예시도이다.
도 5를 참조하면, '공정 2'를 사용자가 선택한 상황이면, 공정 2에 포함된 설비별 가동 상태, 부하 상태에 대한 정보를 확인할 수 있다. 상기 공정 모니터링 화면은 해당 공정에 포함된 각 설비의 가동을 제어할 수 있는 입력 인터페이스를 더 표시할 수 있다. 상기 입력 인터페이스를 통해 해당 설비의 가동을 중지시키거나 해당 설비가 소비하는 전력을 낮추도록 가동 수준을 낮추는 등의 제어가 가능하다. 한편, 상기 운영 서버(108)는 수용가 전체 관리자 단말기 또는 해당 공정 관리자 단말기에만 상기 입력 인터페이스를 표시할 수 있다.
이와 같이 본 명세서에 따른 전체 모니터링 화면 및 공정 모니터링 화면은 공장의 하부 공정별 전력 부하 상태, 각 공정의 설비별 가동, 전력 부하 상태 정보를 제공하여, 수용가 전체 관리자 또는 해당 공정 관리자가 사전에 전력 부하 감축을 위해 가동 제어 대상으로 설정된 설비들 외에 각 공정에서 추가로 제어를 할 수 있는 설비가 존재하는지 원활하게 파악하도록 도움을 줄 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 공장 전체의 최대 부하가 관리 목표 부하 초과가 예상되는 상황(이벤트 발생 시점)에서 각 공정별 부하 절감량을 비교할 수 있다. 다만, 도 4에 표시된 그래프는 절감량에 대한 정성적인 비교가 가능하지만, 정량적으로 비교가 가능하지 않다. 이를 위해, 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 운영 서버(108)는 목표 부하, 기준 부하 및 최종 부하를 이용하여 산출된 절감량과 절감액 정보가 포함된 성과 지표 정보를 더 생성할 수 있다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 성과 지표 정보의 예시이다.
도 6의 (a)을 참조하면, 공장 전체를 기준으로 2월에 발생한 이벤트와 이에 대한 절감량과 절감액을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6을 다시 참조하면, 해당 월(2월) 중 총 4회의 부하 대응 이벤트가 발생했고, 기간 동안 기준 부하가 가장 높았던 값이 2800[kW]였으며, 실제 최종 부하가 가장 높았던 값이 2,650[kW]였으므로, 이 기간 동안 절감한 부하는 150[kW]였고, 이를 연간 적용될 전력 기본요금 절감 비용[2월 기본 요금 절감액: (2800-2650)*6000원*12개월=10800000원]으로 산정할 수 있다. 다만, 도 6에 제시된 예시는 절감량과 절감액에 대한 이해를 돕기 위한 일 예에 불고하면, 도 6의 계산 방식이 아닌 다른 계산 방식으로도 수용가 전체 및 단위(공정)별 양적 절감량과 절감액을 다양하게 산정할 수 있다. 이를 통해서, 수용가 전체 전력 부하를 관리해야 할 상황에서 각 하부 공정별로 얼마만큼 적극적으로 전력 부하를 낮추기 위하여 노력을 하고 있는지를 정량적으로 파악할 수 있다.
또한 도 6의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 상기 운영 서버(108)는 상기 성과 지표 정보를 월별, 분기별, 반기별 및 연도별 중 적어도 어느 하나로 통합하여 종합 성과 지표 정보를 더 생성할 수 있다. 이를 통해, 공장 전체의 성과 여부를 확인할 수 있다. 1월부터 6월까지 집계한 결과에 따라 4월의 2,805[kW]가 가장 높은 최대 부하 예상치이고, 같은 기간 동안 최종 부하의 최대값은 2,650[kW]였으므로, 이 기간 동안 절감한 부하량은 155[kW]가 된다.
또한, 상기 운영 서버(108)는 각 공정마다 절감량을 산출하고, 수용가 전체의 절감량 대비 각 공정의 절감량에 따른 양적 기여도 정보를 더 생성할 수 있다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 양적 기여도 정보의 예시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 운영 서버(108)는 해당 기간 동안 각 공정별 및 공통(개별 공정에 미포함) 부하에 대하여 절감량의 최대값의 전체 합계 대비 각 단위별 기여율(%)로 계산할 수 있으며, 이를 통해 상기 별도로 계산한 절감 전력 기본요금에 대하여 각 공정별로 기여 금액을 산정할 수 있다.
다만, 절대적인 절감량이 많다고 반드시 기여도가 높은 것으로 단정지을 수 없다. 즉, 양적 기여도와 달리 질적 기여도에 대한 평가가 필요할 수 있다. 상기 '질적 기여도'란 공정 간의 전력 사용 규모가 다름에 따라 '양적 기여도'만으로는 충분한 부하 절감 노력을 평가할 수 없다라는 점에서, 각 단위(공정)별 '한계 최소 부하[kW]' 대비 이벤트 발생시 어느 정도 부하량을 절감하고자 노력했는지 평가하기 위한 지표이다. 따라서, 상기 운영 서버(108)는 각 공정마다 절감량을 산출하고, 각 공정마다 한게 최소 부하 대비 대비 각 공정의 절감량에 따른 질적 기여도 정보를 더 생성할 수 있다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 질적 기여도 정보의 예시도이다.
도 8을 참조하면, 질적 기여도 평가를 위한 일 예시로 최종 부하에 한계 최소 부하를 나눈 값을 '질적 기여도'라고 정의하였다. 이를 통해 이벤트 발생 후 최종 부하값과 해당 단위(공정)의 과거 최저 부하값(한계 죄소 부하)과의 상관 관계 분석을 통해 해당 단위(공정)의 부하 절감 잠재력 대비 절감량을 평가할 수 있다. 그 값이 1에 가깝거나 그 이하의 값일 때 더 많은 부하 절감 노력을 수행했다고 평가할 수 있을 것이다. 다만, 도 8에 제시된 예시는 질적 기여도 산정 방식대한 이해를 돕기 위한 일 예에 불고하면, 도 8의 계산 방식이 아닌 다른 계산 방식으로도 수용가 전체 및 단위(공정)별 질적 기여도를 다양하게 산정할 수 있다. 또한, 특정 이벤트에서 최종 부하가 한계 최소 부하보다 적을 경우, 그 이후부터 그 단위(공정)의 한계 최소 부하값는 해당 최종 부하값으로 갱신될 수 있다. 또한, 상기 운영 서버(108)는, 각 공정 별 성과 지표 정보를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면으로 제공할 수 있다.
이를 통해 본 명세서에 따른 최대 전력 부하 관리 정보 시스템은, 단순히 특정 제어 가능 등록 설비만으로 최대 부하를 관리하는 것이 아니라, 보다 다양한 방법으로 최대 부하를 관리할 수 있도록 하여, 수용가의 최대 부하를 관리 부하 이하로 유지될 수 있는 능력을 더 강화시킬 수 있으며, 개별 단위(공정)에서 자발적인 부하 절감 노력을 유도할 수 있다.
상기 운영 서버(108)는 설명한 다양한 산출 및 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 운영 서버(108)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
상기 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C/C++, C#, JAVA, Python, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 전력 수용가 전체의 최대 부하를 측정하는 메인 계측기;
    상기 수용가의 하부 공정의 최대 부하를 측정하는 적어도 2이상의 서브 계측기;
    상기 메인 계측기 및 서브 계측기와 통신망으로 연결되며, 상기 상기 메인 계측기 및 서브 계측기에서 출력된 최대 부하 데이터를 수신하여 사용자 단말기에게 상기 수용가 전체 또는 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 제공하는 운영 서버;를 포함하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템으로서,
    상기 최대 전력 부하 모니터링 데이터는, 기준 부하, 한계 최대 부하, 한계 최소 부하, 현재 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 부하는, 이벤트 발생시 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하인 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한계 최대 부하는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최대 부하이고,
    상기 한계 최소 부하는 상기 운영 서버에 저장된 수용가 전체 또는 해당 하부 공정의 부하 데이터 중 동일 요일의 동일 시간 구간 중 최소 부하인 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 운영 서버는, 이벤트 발생 시각부터 현재 시간까지 미리 설정된 시간 간격 마다 수신된 최대 부하 데이터를 그래프 정보로 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 운영 서버는, 기준 부하 대비 실시간 현재 부하의 증감량 및 증감율 정보를 생성하여 상기 사용자 단말기에 더 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 운영 서버는, 상기 수용가 전체 및 모든 하부 공정의 최대 전력 부하 모니터링 데이터를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면(이하 '전체 모니터링 화면')으로 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전체 모니터링 화면은, 하부 공정 별 최대 부하 비중 또는 용도별 최대 부하 비중에 대한 정보를 더 표시하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 운영 서버는, 상기 전체 모니터링 화면에서 사용자 단말기의 입력에 의해 선택된 하부 공정에 포함된 설비마다 최대 전력 부하 모니터링 데이터가 표시된 화면(이하 '공정 모니터링 화면')을 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 공정 모니터링 화면은, 해당 공정에 포함된 각 설비의 가동을 제어할 수 있는 입력 인터페이스를 더 표시하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 운영 서버는, 수용가 전체 관리자 단말기 또는 해당 공정 관리자 단말기에만 상기 입력 인터페이스를 표시하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 운영 서버는, 목표 부하, 기준 부하 및 최종 부하를 이용하여 산출된 절감량과 절감액 정보가 포함된 성과 지표 정보를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 운영 서버는, 상기 성과 지표 정보를 월별, 분기별, 반기별 및 연도별 중 적어도 어느 하나로 통합하여 종합 성과 지표 정보를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 운영 서버는, 각 공정마다 절감량을 산출하고, 수용가 전체의 절감량 대비 각 공정의 절감량에 따른 양적 기여도 정보를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 운영 서버는, 각 공정마다 절감량을 산출하고, 각 공정마다 한게 최소 부하 대비 대비 각 공정의 절감량에 따른 질적 기여도 정보를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 운영 서버는, 각 공정 별 성과 지표 정보를 동시에 비교할 수 있는 하나의 화면으로 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 부하 관리 정보 시스템.
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