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KR101099819B1 - 에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치, 에너지 관리 방법 - Google Patents

에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치, 에너지 관리 방법 Download PDF

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KR101099819B1
KR101099819B1 KR1020100086729A KR20100086729A KR101099819B1 KR 101099819 B1 KR101099819 B1 KR 101099819B1 KR 1020100086729 A KR1020100086729 A KR 1020100086729A KR 20100086729 A KR20100086729 A KR 20100086729A KR 101099819 B1 KR101099819 B1 KR 101099819B1
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KR
South Korea
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power consumption
terminal outlet
power
meter
electricity meter
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Active
Application number
KR1020100086729A
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English (en)
Inventor
오정환
박재성
손동민
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 전력 수용가 단위에서 도전이나 누전의 발생 여부를 파악할 수 있도록 한다. 이를 위하여 전력 수용가의 각 부하에 연결된 단말 콘센트는 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하여 전력량계로 전송하고, 전력량계는 각 단말 콘센트로부터 수신된 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하여, 그 차이가 기 설정된 한계값을 벗어난 정도를 바탕으로 도전 또는 누전 여부를 파악한다. 사용자의 입장에서는 각 부하의 전원을 단말 콘센트를 통해 연결하기만 하면 되고, 도전이나 누전 검사시 전력 수용가의 전원을 일시에 모두 차단하는 것과 같은 동작이 필요 없으므로, 사용자에게 불편을 끼치지 않으면서 도전이나 누전의 발생 여부를 파악할 수 있다.

Description

에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치, 에너지 관리 방법{ System, Apparatus and Method for Energy Management }
본 발명은 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 특히 전력량계가 설치되어 있는 각 전력 수용가에서 도전이나 누전이 발생하는지의 여부를 정확하게 확인하고, 사용자가 이에 적절히 대응할 수 있도록 한다.
전기 에너지의 공급과 이용에 있어서는 도전이나 누전을 감시하고 통제하는 것이 항상 중요한 문제로 대두되며, 근래 스마트 미터(Smart Meter)와 관련해서도 이를 위한 기능이 요구되고 있다.
도전이나 누전이 발생하면 전기 에너지가 낭비될 뿐만 아니라 감전이나 화재 등 안전사고가 발생할 위험성이 커지며, 특히 도전은 전력회사에 직접적으로 경제적 손실을 끼치게 된다.
도전이나 누전의 감시에 있어서는 그러한 상황이 발생하고 있는지의 여부 뿐 아니라 위치를 파악하는 것도 중요하며, 도전이나 누전 여부를 파악하는 과정에서 사용자의 불편을 최소화할 수 있어야 한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 사용자에게 불편을 주지 않으면서도 전력 수용가 단위에서의 도전이나 누전 상황을 정확하게 파악할 수 있는 에너지 관리 시스템, 에너지 관리 장치 및 에너지 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템과 에너지 관리 장치는, 각각 고유식별번호를 가지고 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하여 전송하는 하나 이상의 단말 콘센트; 및 상기 각 단말 콘센트에 전력을 공급하는 단일 전력라인에 결합된 전력량계를 포함하여 이루어진다.
특히, 상기 전력량계는 상기 각 단말 콘센트가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고, 상기 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하여 그 차이가 기 설정된 한계값을 벗어난 정도를 바탕으로 도전 또는 누전 여부를 파악한다.
본 발명에 따른 에너지 관리 방법은, 고유식별번호를 갖는 하나 이상의 단말 콘센트가 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하는 단말전력 측정단계; 상기 각 단말 콘센트가 상기 측정된 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력량계로 전송하는 전송단계; 상기 전력량계가 상기 각 단말 콘센트에서 전송된 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하는 수신단계; 상기 전력량계가 상기 각 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하는 비교단계; 및 상기 전력량계가 상기 각 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량의 차이 값이 기 설정된 한계값을 벗어난 정도에 따라 도전 또는 누전 여부를 판단하는 판단단계를 포함하여 이루어진다.
상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication)이나 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 전력량계로 전송할 수 있다.
상기 한계값은 적어도 상기 전력량계와 상기 단말 콘센트의 소비전력량 측정 오차를 포함하도록 설정할 수 있다.
상기 전력량계는 사용자가 상기 한계값을 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 전력량계는 도전 또는 누전이 발생한 것으로 파악되면, 표시장치로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
상기 표시장치는 IHD(In Home Display) 장치를 포함할 수 있다.
상기 전력량계는 도전 또는 누전의 발생 횟수와 그 지속 시간 중 하나 이상을 기초로 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력량계는 각 단말 콘센트로부터 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고 이들의 합과 자신이 측정한 해당 전력 수용가의 전체 소비전력량과 비교함으로써 도전 또는 누전 상황을 파악한다.
그러므로 도전이나 누전이 이루어지고 있는지의 여부뿐 아니라 그 위치를 전력 수용가 단위에서 파악할 수 있다.
사용자의 입장에서는 각 부하의 전원을 단말 콘센트를 통해 연결하기만 하면 되고, 도전이나 누전을 파악할 때 전력 수용가의 전원을 일시에 모두 차단하는 것과 같은 동작이 필요 없으므로, 사용자에게 불편을 끼치지 않으면서 도전이나 누전을 파악할 수 있다.
또한 도전이나 누전이 발생한 것으로 판단된 경우에는 이를 IHD(In Home Display) 등과 같은 표시장치로 전송하여 사용자가 해당 상황을 확인하고 그에 적절한 대응조치를 취하도록 할 수 있다.
그러면 스마트 그리드(Smart Grid) 사회의 추세에 부응하여 사용자가 에너지 사용과 관련된 각종 상황을 더욱 능동적으로 관리하고 통제할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템의 일 실시예,
도 2는 단말 콘센트의 동작 과정에 관한 예,
도 3과 도 4는 전력량계가 도전/누전 여부를 판단하는 과정을 설명하는 예,
도 5는 전력량계의 경고 메시지 전송과 관련된 각 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 에너지 관리 장치의 일 실시예,
도 7은 단말 콘센트에 관한 구체적인 예,
도 8은 전력량계에 관한 구체적인 예,
도 9는 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 일 실시예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 전력회사(11)에서 전기 에너지를 공급하는 전력라인(12)은 가정, 사무실, 회사, 공장 등 각 전력 수용가에 인입된다.
전력 수용가(10)에는 티브이(TV) 수상기, 냉장고, 오디오 세트, 냉방기, 난방기, 전동기 등 전력라인(12)을 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 동작하는 다양한 종류의 부하(15-1~15-n)가 구비되어 있다.
본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 전력 수용가(10)에 인입되는 단일 전력라인(12)에 결합된 전력량계(21)와, 하나 이상의 단말 콘센트(23)를 포함하여 이루어진다.
전력량계(21)는 각 부하(15-1~15-n)의 전기 에너지 이용에 관한 정보, 예컨대 전력 수용가(10)에서의 전체 소비전력량을 측정한다.
전력량계(21)는 필요에 따라 다양한 구조와 기능을 갖도록 구성될 수 있으며, 특히 각 단말 콘센트(23)와의 통신 기능을 구비한다. 전력량계(21)의 구체적인 예로는 스마트 미터를 들 수 있다.
단말 콘센트(23)는 각자 고유식별번호를 가지며, 각 부하(15-1~15-n)에 일대일 대응하여 연결되어 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 단말 콘센트(23)는 전송시점이 되면(S211), 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력량계(21)로 전송한다(S212). 이때 단말 콘센트(23)는 자신의 고유식별번호를 함께 전송한다.
전력량계(21)는 각 단말 콘센트(23)의 고유식별번호를 통해 자신의 관리 하에 있는 단말 콘센트를 식별하고, 자신의 관리하에 있는 단말 콘센트가 전송한 개별 부하의 전력소비량 정보를 선별적으로 수신할 수 있다.
이를 위하여 전력량계(21)는 자신의 관리하에 있는 단말 콘센트의 고유식별번호를 알고 있으며, 이러한 정보는 전력량계(21)에 미리 설정되어 있거나 사용자가 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
각 단말 콘센트(23)가 언제 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하도록 할 것인지는 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대 각 단말 콘센트(23)는 주기적으로 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하거나, 또는 전력량계(21)의 요청에 따라 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
각 단말 콘센트(23)가 전송하는 소비전력량 정보는 순간 소비전력량일 수도 있고, 특정 기간 동안 누적된 것일 수도 있다.
각 단말 콘센트가 전송하는 개별 부하의 소비전력량 정보는 모두 동일한 시점 또는 기간에 측정된 것이어야 한다.
예컨대 순간 소비전력량 정보를 전송하는 예에서는 모든 단말 콘센트가 같은 시점(예: 매일 06시와 18시 정각)에 측정된 소비전력량 정보를 전송해야 하고, 특정 기간 동안 누적된 소비전력량 정보를 전송하는 예에서는 모든 단말 콘센트가 같은 기간(예: 2010년 1월 1일 12시부터 현재까지) 동안 누적된 소비전력량 정보를 전송해야 한다.
각 단말 콘센트(23)가 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하는 것은 유선 또는 무선의 다양한 통신방식을 이용하여 이루어질 수 있다.
구체적인 예를 들자면, 각 단말 콘센트(23)는 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication), 또는 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
한편, 전력량계(21)는 각 단말 콘센트(23)가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고, 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량 정보와 비교하여 도전 또는 누전의 발생 여부를 파악한다.
전체 소비전력량이란 전력량계(21)가 전력라인(12)이 전력 수용가(10)로 인입되는 위치에서 측정한 소비전력량을 말하는 것으로서, 이론적으로는 전력 수용가(10)에 있는 개별 부하의 소비전력량의 합과 일치해야 한다.
전력량계(21)는 자신이 측정한 전체 소비전력량과 개별 부하의 소비전력량의 합을 비교하여 도전 또는 누전의 발생 여부를 파악하므로, 전력량계(21)가 전체 소비전력량을 측정하는 시간 기준도 각 단말 콘센트(23)와 같아야 한다.
상기의 예를 참조하여 설명하자면, 순간 소비전력량 정보를 이용하여 도전 또는 누전의 발생 여부를 파악한다면 각 단말 콘센트(23)와 같은 시점(예: 매일 06시와 18시 정각)에 전체 소비전력량을 측정해야 하고, 특정 기간 동안 누적된 소비전력량 정보를 이용하여 도전 또는 누전의 발생 여부를 파악한다면 각 단말 콘센트(23)와 같은 기간(예: 2010년 1월 1일 12시부터 현재까지) 동안 누적된 소비전력량 정보를 이용해야 한다.
도 3을 참조하여, 전력량계(21)가 도전 또는 누전의 발생 여부를 파악하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 전력량계(21)는 각 단말 콘센트(23)로부터 수신된 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량의 차이 값을 계산한다(S231).
이 차이 값을 'Q(diff)'라고 하면, Q(diff)는 다음의 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112010057583182-pat00001
여기서 Q(total)은 전력량계(21)가 스스로 측정한 전체 소비전력량, Q(i)는 부하 i에 연결된 단말 콘센트가 측정하여 전송한 부하 i의 소비전력량, n은 각 단말 콘센트의 개수이다.
상기와 같이 Q(diff)가 계산되면, 전력량계(21)는 Q(diff)가 기 설정되어 있는 한계값 이상인지의 여부를 조사한다(S232).
그리고, 전력량계(21)는 도 4에 도시된 바와 같이 Q(diff)가 한계값 이상인 경우에는 도전이나 누전이 발생한 상태로 판단하고(S233), 그렇지 않은 경우에는 정상 상태로 판단한다(S234).
한계값은 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 특히 전력량계(21)와 각 단말 콘센트(23)가 소비전력량을 측정할 때 정상적인 상황에서도 발생할 수 있는 측정 오차를 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 한계값은 전력량계(21)에 미리 설정되어 있을 수도 있고, 사용자가 설정하도록 구성될 수도 있다.
후자의 예에서 전력량계(21)는 사용자가 한계값을 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 제공하거나, 또는 타 장치로부터 사용자가 설정한 한계값을 수신할 수 있다.
한편, 전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생하는 것으로 판단된 경우 표시장치로 경고 메시지를 전송하여 사용자에게 알려줄 수 있다.
표시장치란 전력량계(21)가 전송하는 경고 메시지를 수신하여 화면에 표시하거나 알람을 발생할 수 있는 장치로서, 그 하나의 예는 댁내에 구비되어 에너지 사용과 관련된 각종 정보를 표시하는 IHD(In Home Display) 장치를 들 수 있다. 이 뿐아니라 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 티브이(TV) 수상기, 휴대폰과 같은 이동통신단말기 등 다양한 장치가 표시장치로서의 역할을 수행할 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이 전력량계(21)는 도전/누전 상태를 알리는 경고 메시지를 표시장치(17)로 직접 전송할 수도 있고, 도 5b에 도시된 바와 같이 별도의 전송장치(25)를 통해 경고 메시지를 전송할 수도 있다.
여기서 전송장치(25)란 전력량계(21)의 요청에 따라 표시장치(17)로 경고 메시지를 전송할 수 있는 장치를 말한다.
도 5a에서의 전력량계(21)나 도 5b에서의 전송장치(25)는 전력선 통신, Zigbee 통신, 이동통신망을 이용한 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 등 다양한 통신 인터페이스를 이용하여 경고 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등의 정보를 이용하여 도전이나 누전의 심각성을 구분하고, 그에 따라 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들자면, 도전이나 누전 상황이 발생한 횟수가 기 설정된 기준 값 이상일 때 경고 메시지를 전송하거나, 도전이나 누전 상황이 기 설정된 기준 시간 이상 지속될 때 경고 메시지를 전송할 수 있다.
뿐만 아니라 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등에 따라 경고 레벨을 구분하여 경고 메시지를 전송할 수도 있다. 즉, 도전이나 누전의 심각성이 클수록 더욱 강력한 경고 메시지를 전송하여 사용자에게 현재 상황에 적절한 수준의 경고를 할 수 있다.
도 6을 참조하자면, 본 발명에 따른 에너지 관리 장치(20)는 전력 수용가(10)에 인입되는 단일 전력라인(12)에 결합된 전력량계(21)와, 하나 이상의 단말 콘센트(23)를 포함하여 이루어진다.
이러한 전력량계(21)와 단말 콘센트(23)는 위에서 설명한 에너지 관리 시스템과 동일한 역할을 수행하는 것이므로, 자세한 설명은 생략하고 그 요점만 설명하기로 한다.
전력량계(21)는 전력 수용가(10)의 전체 소비전력량을 측정하며, 각 단말 콘센트(23)와의 통신 기능을 구비한다. 이러한 전력량계(21)의 구체적인 예로는 스마트 미터를 들 수 있다.
단말 콘센트(23)는 고유식별번호를 가지며, 각 부하(15-1~15-n)에 일대일 대응하여 연결되고, 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하여 고유식별번호와 함께 전력량계(21)로 전송한다.
전력량계(21)는 고유식별번호를 이용하여 자신의 관리하에 있는 단말 콘센트를 식별하고, 자신의 관리하에 있는 단말 콘센트가 전송한 개별 부하의 전력소비량 정보를 선별적으로 수신한다.
각 단말 콘센트(23)가 언제 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하도록 할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대 각 단말 콘센트(23)는 주기적으로 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하거나, 또는 전력량계(21)의 요청에 따라 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
각 단말 콘센트(23)가 전송하는 소비전력량 정보는 순간 소비전력량일 수도 있고, 특정 기간 동안 누적된 것일 수도 있다. 각 단말 콘센트(23)가 전송하는 소비전력량 정보는 모두 동일한 시점 또는 기간에 측정된 것이어야 한다.
각 단말 콘센트는 전력선 통신방식(PLC)이나 지그비(Zigbee) 통신방식 등 다양한 유선 또는 무선의 통신방식을 이용하여 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
전력량계(21)는 각 단말 콘센트(23)가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고, 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하여, 그 차이가 기 설정된 한계값을 벗어난 정도를 바탕으로 도전 또는 누전 여부를 파악한다.
이 때문에 전력량계(21)가 전체 소비전력량을 측정하는 시간 기준도 각 단말 콘센트(23)와 같아야 한다.
한계값은 전력량계(21)와 단말 콘센트(23)가 소비전력량을 측정할 때 나타날 수 있는 측정 오차를 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생하는 것으로 판단된 경우 표시장치로 경고 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.
도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 전력량계(21)는 표시장치(17)로 경고 메시지를 전송하는 기능을 자체적으로 수행할 수도 있고, 별도의 전송장치(25)와 연동하여 해당 전송(25)장치를 통해 경고 메시지를 전송할 수도 있다.
또한, 전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등의 정보를 이용하여 도전이나 누전의 심각성을 구분하고, 그에 따라 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
뿐만 아니라 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등에 따라 경고 레벨을 구분하여 경고 메시지를 전송할 수도 있다. 즉, 도전이나 누전의 심각성이 클수록 더욱 강력한 경고 메시지를 전송하여 사용자에게 현재 상황에 적절한 수준의 경고를 할 수 있다.
도 7을 참조하여, 에너지 관리 시스템과 에너지 관리 장치를 구성하는 단말 콘센트(23)의 구체적인 일 실시예를 설명하기로 한다.
단말 콘센트(23)는 계량부(23-1), 통신부(23-2), 메모리(23-3), 프로세서(23-4)를 포함하여 이루어질 수 있다.
계량부(23-1)는 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하는 역할을 수행하고, 통신부(23-2)는 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력량계(21)로 전송하는 역할을 수행한다.
통신부(23-2)는 전력선 통신방식(PLC)이나 지그비(Zigbee) 통신방식 등 다양한 통신방식을 이용하여 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
메모리(23-3)에는 단말 콘센트(23)의 구동에 필요한 구동 프로그램과 구동 정보가 저장되어 유지되며, 해당 단말 콘센트의 고유식별번호가 저장된다.
프로세서(23-4)는 메모리(23-3)의 구동 프로그램에 따라 동작하여 단말 콘센트(23)를 총괄적으로 제어하며, 마이크로 프로세서나 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
특히, 프로세서(23-4)는 계량부(23-1)에서 측정된 개별 부하의 소비전력량 정보를 고유식별번호와 함께 통신부(23-2)를 통해 전력량계(21)로 전송한다. 이러한 전송은 위에서 설명한 바와 같이 기 설정된 특정 시점에 주기적으로 또는 전력량계(21)의 요청에 따라 이루어질 수 있다.
도 8을 참조하여, 에너지 관리 시스템과 에너지 관리 장치를 구성하는 전력량계(21)의 구체적인 일 실시예를 설명하기로 한다.
전력량계(21)는 계량부(21-1), 통신부(21-2), 입력부(21-3), 표시부(21-4), 메모리(21-5), 프로세서(21-6), 전송부(21-7)를 포함하여 이루어질 수 있다.
계량부(21-1)는 전력 수용가로 인입되는 전력라인(12)에서 전체 소비전력량을 측정하는 역할을 수행한다.
통신부(21-2)는 각 단말 콘센트(23)가 전송하는 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하는 역할을 수행하며, 전력선 통신방식(PLC)이나 지그비(Zigbee) 통신방식 등 다양한 통신방식을 통해 각 단말 콘센트(23)와 인터페이스할 수 있다.
이때 통신부(21-2)는 메모리(21-5)에 저장되어 있는 고유식별번호를 이용하여 자신의 관리 하에 있는 단말 콘센트를 식별하고, 해당 단말 콘센트가 전송하는 개별 부하의 소비전력량 정보만을 선별적으로 수신한다.
입력부(21-3)는 사용자가 키 버튼이나 터치 스크린 등 다양한 방법으로 전력량계(21)의 동작에 관한 명령이나 정보를 입력할 수 있도록 한다. 사용자(19)는 입력부(21-3)를 통해 도전이나 누전의 판단 기준이 되는 한계값 정보, 각 단말 콘센트의 고유식별번호 등을 입력할 수 있다.
표시부(21-4)는 전력량계(21)의 동작과 관련된 각종 정보나 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 시각적으로 표시한다.
메모리(21-5)는 전력량계(21)의 구동에 필요한 구동 프로그램과 구동 정보를 저장하여 유지한다. 특히, 메모리(21-5)에는 전력량계(21)가 관리하는 단말 콘센트의 고유식별번호, 도전이나 누전의 판단 기준이 되는 한계값 정보 등 에너지 관리 시스템과 에너지 관리 장치가 위에서 설명한 각 실시예에 따라 동작할 수 있도록 하기 위한 정보들이 저장된다.
프로세서(21-6)는 메모리(21-5)의 구동 프로그램에 따라 동작하여 전력량계(21)를 총괄적으로 제어하며, 마이크로 프로세서나 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
특히 프로세서(21-6)는 통신부(21-2)를 통해 각 단말 콘센트(23)로부터 수신된 개별 부하의 소비전력량의 합과, 계량부(21-1)에서 측정한 전체 소비전력량의 차이 값을 계산하고, 그 차이 값을 메모리(21-5)에 저장되어 있는 한계값과 비교함으로써 도전이나 누전의 발생 여부를 파악한다.
전송부(21-7)는 전력선 통신방식, 지그비(Zigbee) 통신방식, CDMA 통신방식 등 다양한 유선/무선의 통신방식을 이용하여 경고 메시지를 전송한다. 이러한 전송부(21-7)의 역할은 통신부(21-2)에서 통합적으로 수행할 수도 있다.
프로세서(21-6)는 도전이나 누전이 발생한 것으로 판단되면, 전송부(21-7)를통해 표시장치(17)로 경고 메시지를 전송할 수 있다.
도 7과 도 8은 전력량계(21)와 단말 콘센트(23)를 설명하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 전력량계(21)와 단말 콘센트(23)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 에너지 관리 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다.
전력 수용가에는 티브이 세트, 냉장고, 오디오 세트, 냉방기, 난방기, 전동기 등 전기 에너지를 이용하여 동작하는 다양한 종류의 부하들이 존재하며, 전력 수용가에 인입되는 단일 전력라인에는 전력량계(21)가 결합되어 있고, 각 부하에는 고유식별번호를 갖는 단말 콘센트(23)가 연결되어 있다.
각 단말 콘센트(23)는 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하고(S251), 측정된 개별 부하의 소비전력량 정보를 자신의 고유식별번호와 함께 전력량계로 전송한다(S252).
단계 S251에서 각 단말 콘센트(23)가 측정하는 소비전력량 정보는 순간 소비전력량일 수도 있고, 특정 기간 동안 누적된 것일 수도 있다. 특히, 각 단말 콘센트(23)가 전송하는 소비전력량 정보는 모두 같은 시점 또는 기간에 측정된 것이어야 한다.
각 단말 콘센트(23)가 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하는 것은 유선 또는 무선의 다양한 통신방식을 통해 이루어질 수 있다.
구체적인 예를 들자면, 각 단말 콘센트(23)는 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication)이나 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송할 수 있다.
각 단말 콘센트(23)가 언제 개별 부하의 소비전력량 정보를 전송하도록 할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서 주기적으로 또는 전력량계의 요청에 따라 전송할 수 있다.
전력량계(21)는 단계 S252를 통해 각 단말 콘센트(23)가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신한다(S253).
단계 S253에서 전력량계(21)는 각 단말 콘센트(23)의 고유식별번호를 이용하여 자신의 관리 하에 있는 단말 콘센트에서 전송한 소비전력량 정보를 선별적으로 수신할 수 있다. 이와 관련하여 전력량계(21)가 관리하는 각 단말 콘센트의 고유식별번호는 전력량계(21)에 미리 설정되어 있을 수도 있고, 사용자가 설정하도록 구성될 수도 있다.
한편, 전력량계(21)는 전력 수용가에 인입되는 단일의 전력라인에서 전력 수용가의 전체 소비전력량을 측정하고, 단계 S252를 통해 각 단말 콘센트(23)로부터 수신된 개별 부하의 소비전력량의 합과 비교한다(S254).
이때 이론적으로는 전력량계(21)가 스스로 측정한 전체 소비전력량은 전력 수용가에 있는 개별 부하의 소비전력량의 합과 일치해야 한다. 그러나, 실제로는 정상적인 상황에서도 어느 정도의 측정 오차가 발생할 수 있다.
이제 전력량계(21)는 단계 S254에서의 비교 결과 개별 부하의 소비전력량의 합과 전체 소비전력량의 차이 값이 기 설정된 한계값 미만이면 정상 상태로 판단한다(S255,S255-1). 그러나 개별 부하의 소비전력량의 합과 전체 소비전력량의 차이 값이 기 설정된 한계값 이상인 경우에는 도전이나 누전이 발생한 것으로 판단한다(S255,S256).
상기 한계값은 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 특히 전력량계(21)와 각 단말 콘센트(23)가 소비전력량을 측정할 때 정상적인 상황에서도 발생할 수 있는 오차를 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 한계값은 전력량계(21)에 미리 설정되어 있을 수도 있고, 사용자가 설정하도록 구성될 수도 있다.
후자의 예에서 전력량계(21)는 사용자가 한계값을 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 제공하거나, 또는 타 장치로부터 사용자가 설정한 한계값 정보를 수신할 수도 있다.
전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생한 것으로 판단된 경우 표시장치(17)로 경고 메시지를 전송할 수 있으며(S257), 표시장치(17)는 경고 메시지를 수신하여 화면에 표시하거나 알람을 발생한다(S258).
표시장치(17)의 일 예는 댁내에 구비되어 에너지 사용과 관련된 정보를 표시하는 IHD(In Home Display) 장치를 들 수 있다. 이 뿐아니라 개인용 컴퓨터(PC), 티브이 수상기, 휴대폰과 같은 이동통신단말기 등 다양한 장치가 표시장치로서의 역할을 수행할 수 있다.
이때 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 전력량계(21)는 표시장치(17)로 직접 경고 메시지를 전송할 수도 있고, 표시장치(17)로 경고 메시지를 전송하는 기능을 수행하는 별도의 전송장치(25)와 연동하여 해당 전송장치(25)를 통해 경고 메시지를 전송할 수도 있다.
또한, 전력량계(21)는 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등의 정보를 이용하여 도전이나 누전의 심각성을 구분하고, 그에 따라 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들자면, 도전이나 누전 상황이 발생한 횟수가 기 설정된 기준 값 이상일 때 경고 메시지를 전송하거나, 도전이나 누전 상황이 기 설정된 기준 시간 이상 지속될 때 경고 메시지를 전송할 수 있다.
뿐만 아니라 도전이나 누전이 발생한 횟수와 그 지속 시간 등에 따라 경고 레벨을 구분하여 경고 메시지를 전송할 수도 있다. 즉, 도전이나 누전의 심각성이 클수록 더욱 강력한 경고 메시지를 전송하여 사용자에게 현재 상황에 적절한 수준의 경고를 할 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
10: 전력 수용가 12: 전력라인
17: 표시장치 20: 에너지 관리 장치
21: 전력량계 21-1: 계량부
21-2: 통신부 21-3: 입력부
21-4: 표시부 21-5: 메모리
21-6: 프로세서 21-7: 전송부
23: 단말 콘센트 23-1: 계량부
23-2: 통신부 23-3: 메모리
23-4: 프로세서 25: 전송장치
15-1~15-n: 부하

Claims (24)

  1. 에너지 관리 시스템에 있어서,
    각각 고유식별번호를 가지고, 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하여 전송하는 하나 이상의 단말 콘센트; 및
    상기 각 단말 콘센트에 전력을 공급하는 단일 전력라인에 결합된 전력량계를 포함하며,
    상기 전력량계는 상기 각 단말 콘센트가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고, 상기 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하여, 그 차이가 기 설정된 한계값을 벗어난 정도를 바탕으로 도전 또는 누전 여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication)을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 한계값은 적어도 상기 전력량계와 상기 단말 콘센트의 소비전력량 측정 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력량계는 사용자가 상기 한계값을 설정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전이 발생한 것으로 파악되면, 표시장치로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시장치는 IHD(In Home Display) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전의 발생 횟수와 그 지속 시간 중 하나 이상을 기초로 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
  9. 에너지 관리 장치에 있어서,
    각각 고유식별번호를 가지고, 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하여 전송하는 하나 이상의 단말 콘센트; 및
    상기 각 단말 콘센트에 전력을 공급하는 단일 전력라인에 결합된 전력량계를 포함하며,
    상기 전력량계는 상기 각 단말 콘센트가 전송한 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하고, 상기 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하여, 그 차이가 기 설정된 한계값을 벗어난 정도를 바탕으로 도전 또는 누전 여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication)을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 한계값은 적어도 상기 전력량계와 상기 단말 콘센트의 소비전력량 측정 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력량계는 사용자가 상기 한계값을 설정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전이 발생한 것으로 파악되면, 표시장치로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 표시장치는 IHD(In Home Display) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전의 발생 횟수와 그 지속 시간 중 하나 이상을 기초로 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 장치.
  17. 에너지 관리 방법에 있어서,
    고유식별번호를 갖는 하나 이상의 단말 콘센트가 자신과 연결된 개별 부하의 소비전력량을 측정하는 단말전력 측정단계;
    상기 각 단말 콘센트가 상기 측정된 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력량계로 전송하는 전송단계;
    상기 전력량계가 상기 각 단말 콘센트에서 전송된 개별 부하의 소비전력량 정보를 수신하는 수신단계;
    상기 전력량계가 상기 각 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량을 비교하는 비교단계; 및
    상기 전력량계가 상기 각 개별 부하의 소비전력량의 합과 자신이 측정한 전체 소비전력량의 차이 값이 기 설정된 한계값을 벗어난 정도에 따라 도전 또는 누전 여부를 판단하는 판단단계를 포함하는 에너지 관리 방법
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 전력선 통신방식(PLC: Power Line Communication)을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 단말 콘센트는 상기 개별 부하의 소비전력량 정보를 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 한계값은 적어도 상기 전력량계와 상기 단말 콘센트의 소비전력량 측정 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력량계는 사용자가 상기 한계값을 설정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전이 발생한 것으로 판단되면, 표시장치로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 표시장치는 IHD(In Home Display) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 전력량계는 도전 또는 누전의 발생 횟수와 그 지속 시간 중 하나 이상을 기초로 경고 메시지를 전송할 것인지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 관리 방법.
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