KR101677765B1 - 네트워크 시스템 및 에너지 소비부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지소비부에 관한 것이다. 일 측면에 따른 에너지소비부는 전기요금과 관련한 정보를 수신하기 위한 통신수단; 및 작동 모드를 선택하기 위한 선택부와, 동작시작을 위한 동작 버튼과, 전기요금을 줄이기 위한 스마트 모드를 선택하기 위한 스마트 예약 버튼를 가지는 입력부가 포함되고, 작동 모드가 선택되고 스마트 모드가 선택되면, 전기요금이 최저인 시간 또는 전기요금이 소정 기준값 이하인 오프 피크 구간에 선택된 작동 모드가 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

네트워크 시스템 및 에너지 소비부{Network system and energy consumption component}

본 발명은 네트워크 시스템 및 에너지 소비부에 관한 것이다.

공급자는 전기, 물, 가스 등과 같은 에너지원(Energy source)을 단순히 공급만하고, 수요처는 공급받은 에너지원을 단순히 사용만 하였다. 따라서, 에너지 생산, 분배, 또는 에너지 사용 등의 측면에서 효과적인 관리가 수행되기 어려웠다. 따라서, 에너지를 효과적으로 관리하기 위한 네트워크 시스템이 요구된다.

본 발명의 목적은, 에너지원의 효과적인 관리가 가능한 네트워크 시스템 및 에너지 소비부를 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 에너지소비부는, 전기요금과 관련한 정보를 수신하기 위한 통신수단; 및 작동 모드를 선택하기 위한 선택부와, 동작시작을 위한 동작 버튼과, 전기요금을 줄이기 위한 스마트 모드를 선택하기 위한 스마트 예약 버튼를 가지는 입력부가 포함되고, 작동 모드가 선택되고 스마트 모드가 선택되면, 전기요금이 최저인 시간 또는 전기요금이 소정 기준값 이하인 오프 피크 구간에 선택된 작동 모드가 수행되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 네트워크 시스템은, 에너지를 발생하는 에너지발생부; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 에너지 소비부; 및 상기 에너지 소비부에서의 에너지 소비 정보를 얻을 수 있는 에너지측정부가 포함된다.
또 다른 측면에 따른 에너지소비부는, 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보를 포함하는 에너지 정보를 송신 또는 수신하기 위한 통신수단; 및 작동 모드를 선택하기 위한 선택부와, 동작시작을 위한 동작 버튼과, 전기요금을 줄이기 위한 스마트 모드를 선택하기 위한 스마트 예약 버튼과, 작동 제한 시간을 선택하기 위한 제한버튼을 가지는 입력부가 포함되고, 작동 모드가 선택되고 스마트 모드가 선택되면, 선택된 상기 작동 제한 시간을 제외한 시간에서 전기요금이 최저인 시간 또는 전기요금이 소정 기준값 이하인 오프 피크 구간에 선택된 작동 모드가 수행된다.

제안되는 발명에 의하면, 스마트 모드하에서 전기요금이 최소이거나, 전기요금이 저렴한 시간 대에 세탁기가 작동하므로, 전기요금을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 제한시간을 설정함으로써, 제한시간 외의 시간에서 세탁기가 동작되도록 함에 따라, 제한시간에 세탁기가 동작됨에 따라 주변 사람들에게 줄 수 있는 피해가 줄어들게 된다.

또한, 수요처에서 전기요금이 저렴한 시간 대에 전기를 사용하게 되면, 전력수요의 집중이 해소될 수 있으므로, 전력공급자는 전력수요의 효율적 관리가 가능하게 된다.

전기요금은 전력수요가 많은 시간 대에 높게 책정되므로, 전기요금이 저렴한 시간 대에 전기 사용량이 증가되면, 결과적으로 전력수요의 집중이 해소될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 블럭도.
도 3은 본 발명의 가정용 네트워크를 구성하는 에너지 소비부의 일 례를 보여주는 도면.
도 4는 에너지 소비부의 컨트롤 패널을 구체적으로 보여주는 도면.
도 5는 제 1 실시 예에 따른 제한시간을 설정하는 방법을 설명하는 도면.
도 6은 제 1 실시 예의 에너지소비부가 스마트 모드로 동작되는 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 제 2 실시 예에 따른 제한시간을 설정하는 방법을 설명하는 도면.
도 8은 제 2 실시 예의 에너지소비부가 스마트 모드로 동작되는 과정을 설명하기 위한 흐름도.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 도면이다.

본 네트워크 시스템은 전기, 물, 가스 등과 같이 에너지원(Energy source)을 관리하기 위한 시스템이다. 에너지원은, 발생량 또는 사용량 등이 계측(meter)될 수 있는 것을 의미한다. 따라서, 위에서 언급되지 않은 에너지원도 본 시스템의 관리 대상에 포함될 수 있다. 이하에서는 에너지원으로서 일 예로 전기에 대해서 설명하기로 하며, 본 명세서의 내용은 다른 에너지원에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예의 네트워크 시스템은, 전기를 생산하는 발전소(Power plant)를 포함한다. 상기 발전소는, 화력발전이나 원자력발전 등을 통하여 전기를 생산하는 발전소와, 친환경 에너지인 수력, 태양광, 풍력 등을 이용한 발전소를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발전소에서 발생된 전기는 송전선을 통하여 전력소로 송전되고, 전력소(substation)에서는 변전소로 전기를 송전하여 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.

그리고, 친환경 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 송전되어 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전기저장장치를 거쳐서 또는 직접 사무실이나 각 가정으로 분배된다.

가정용 네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지 등을 통하여 전기를 자체적으로 생산하거나, 저장하거나, 분배하거나, 남는 전기를 외부(일 례로 전력회사)에 되팔 수도 있다.

또한, 상기 네트워크 시스템에는, 수요처(가정 또는 사무실 등)의 전기 사용량을 실시간으로 파악하는 스마트 미터(Smart meter)와, 다수의 수요처의 전기 사용량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI: Advanced Metering infrastructure)가 포함될 수 있다. 즉, 상기 계측장치는 다수의 스마트 미터에서 계측된 정보를 받아 전기 사용량을 계측할 수 있다.

또한, 상기 네트워크 시스템은, 에너지를 관리하는 에너지관리장치(EMS: Energy Management System)를 더 포함할 수 있다. 상기 에너지관리장치는 에너지와 관련(에너지의 생성, 분배, 사용, 저장 등)하여, 하나 이상의 컴포넌트의 작동에 대한 정보를 생성할 수 있다. 상기 에너지관리장치는, 적어도 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

본 명세서에서 에너지관리장치에 의해서 수행되는 기능 또는 솔루션은 에너지관리기능(Energy Management Function) 또는 에너지관리솔루션(Energy Management Solution)이라고 언급될 수 있다.

본 발명의 네트워크 시스템에서 상기 에너지관리장치는 별도의 구성으로 하나 이상이 존재하거나, 하나 이상의 컴포넌트에 에너지관리기능 또는 솔루션으로서 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 일 례를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 네트워크 시스템은 다수의 컴포넌트 들에 의해서 구성된다. 예를 들어, 발전소, 변전소, 전력소, 에너지관리장치, 가전제품, 스마트 미터, 축전기, 웹 서버, 계측장치, 홈 서버 등이 네트워크 시스템의 컴포넌트 들이다.

또한, 본 발명에서, 각 컴포넌트는 다수의 세부 컴포넌트 들에 의해서 구성될 수 있다. 일 례로, 일 컴포넌트가 가전제품인 경우, 가전제품을 구성하는 마이컴, 히터, 디스플레이 등이 세부 컴포넌트일 수 있다.

즉, 본 발명에서는 특정 기능을 수행하는 모든 것이 컴포넌트가 될 수 있으며, 이러한 컴포넌트 들은 본 발명의 네트워크 시스템을 구성한다. 그리고, 두 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

또한, 하나의 네트워크(network)는 하나의 컴포넌트일 수 있거나, 다수의 컴포넌트로 구성될 수 있다.

본 명세서에서, 통신 정보가 에너지원과 관련한 네트워크 시스템을 에너지 망(Energy grid)이라 할 수 있다.

일 실시 예의 네트워크 시스템은, 유틸리티 네트워크(UAN: Utility Area Network: 10)와, 가정용 네트워크(HAN, Home Area Network: 20)로 구성될 수 있다. 유틸리티 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20)는 통신수단에 의해서 유선 또는 무선 통신할 수 있다. 일 례로 상기 통신수단은 단순 통신선이거나 전력선 통신수단(Power line communication means)일 수 있다. 물론, 전력선 통신수단은 두 컴포넌트와 각각 연결되는 통신기(일 례로 모뎀 등)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 통신수단은 zigbee, wi-fi 등일 수 있다.

본 명세서에서, 유선 통신을 위한 방법 또는 무선 통신을 위한 방법에는 제한이 없다.

본 명세서에서, 가정은, 사전적 의미의 가정 뿐만 아니라, 건물, 회사 등 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다. 그리고, 유틸리티는 가정 외부의 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 11)와, 에너지를 분배 또는 전달하는 에너지분배부(Energy distribution component: 12)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 13)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 14)와, 에너지 관련 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 15)를 포함한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 하나 이상의 컴포넌트가 에너지를 소비하는 경우, 에너지를 소비하는 컴포넌트는 에너지소비부일 수 있다.

상기 에너지발생부(11)는 일 례로 발전소일 수 있다. 상기 에너지분배부(12)는 상기 에너지발생부(11)에서 생성된 에너지 및/또는 에너지저장부(13)에 저장된 에너지를 에너지 소비부(26)로 분배 또는 전달한다. 상기 에너지분배부(12)는 송전기, 변전소, 전력소 등일 수 있다.

상기 에너지저장부(13)는 축전지 일 수 있고, 상기 에너지관리부(14)는 에너지와 관련하여, 에너지발생부(11), 에너지분배부(12), 에너지저장부(13), 에너지소비부(26) 중 하나 이상의 구동을 위한 정보를 생성한다. 상기 에너지관리부(14), 적어도 특정 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

상기 에너지관리부(14)는 에너지관리장치 일 수 있다. 상기 에너지측정부(15)는 에너지의 발생, 분배, 사용, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 계측장치(AMI) 일 수 있다. 상기 에너지관리부(14)는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 터미널 컴포넌트(미도시)에 의해서 상기 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다. 상기 터미널 컴포넌트는 일 례로 게이트웨이(Gate way)일 수 있다. 이러한 터미널 컴포넌트는 상기 유틸리니 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20) 중 하나 이상에 구비될 수 있다.

또한, 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

상기 가정용 네트워크(20)는 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 21)와, 에너지를 분배하는 에너지분배부(Energy distribution component: 22)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 23)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 24)와, 에너지와 관련한 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 25)와, 에너지를 소비하는 에너지소비부(Energy consumption component: 26)와, 다수의 컴포넌트를 제어하는 중앙관리부(Central management component: 27)와, 에너지 망 보조부(Energy Grid Assistance Component: 28)를 포함한다.

상기 에너지발생부(Energy generation component: 21)는 가정용 발전기일 수 있고, 상기 에너지저장부(Energy storage component: 23)는 축전지일 수 있고, 에너지관리부(Energy management component: 24)는 에너지관리장치 일 수 있고, 상기 에너지측정부(Energy metering component: 25)는 에너지의 발생, 분배, 사용, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 스마트 미터(Smart meter)일 수 있다. 상기 에너지소비부(26)는 일 례로 가전제품 또는 가전제품을 구성하는 히터, 모터, 디스플레이 등일 수 있다. 본 실시 예에서 에너지소비부(26)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 에너지관리부(24)는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다.

상기 에너지발생부(21), 상기 에너지분배부(22), 에너지저장부(23)는 개별적인 컴포넌트이거나, 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

상기 중앙관리부(27)는 일 례로 다수의 가전제품(Appliance)을 제어하는 홈 서버(Home server) 일 수 있다.

상기 에너지 망 보조부(28)는, 상기 에너지 망을 위해 추가적인 기능을 하면서, 본래의 기능을 가지고 있는 컴포넌트이다. 예를 들어, 상기 에너지 망 보조부는 웹 서비스 제공부(일 례로 컴퓨터 등), 모바일 기기(Mobile device), 텔레비전 등일 수 있다.

그리고, 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

위에서 언급된 에너지 발생부(11, 21), 에너지 분배부(12, 22), 에너지 저장부(13, 23), 에너지 관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 에너지소비부(26), 중앙관리부(27)는, 각각 독립적으로 존재하거나 둘 이상이 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

예를 들어, 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 각각 단일의 컴포넌트로 존재하여, 각각의 기능을 수행하는 스마트미터, 에너지관리장치, 홈서버로 구성되거나 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 기구적으로 단일의 장치를 이룰 수 있다.

또한, 하나의 기능을 수행함에 있어, 다수 개의 컴포넌트 및/또는 통신수단에서 그 기능이 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 별도의 에너지관리부와, 에너지측정부 및 에너지소비부에서 순차적으로 에너지 관리 기능이 수행될 수 있다.

본 네트워크 시스템의 경우, 복수의 유틸리티 네트워크(10)가 단일의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있고, 단일의 유틸리티 네트워크(10)가 복수의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다.

또한, 유틸리티 네트워크와 가정용 네트워크를 구성하는 특정 기능의 컴포넌트는 복수 개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 에너지 발생부 또는 에너지소비부 등은 복수 개일 수 있다.

한편, 본 발명의 네트워크 시스템에서, 특정 컴포넌트는 통신수단에 의해서 에너지와 관련한 정보(이하에서는 "에너지 정보"라 함)를 수신할 수 있다. 또한, 상기 특정 컴포넌트는 통신수단에 의해서 에너지 정보 외에 부가 정보(환경 정보, 다른 컴포넌트의 상태 또는 작동 정보, 시간 정보 등)를 더 수신할 수 있다. 이 때, 정보 들은 다른 컴포넌트로부터 수신할 수 있다. 즉, 수신되는 정보에는 적어도 에너지 정보가 포함된다.

상기 특정 컴포넌트는 상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 일 컴포넌트 또는 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 일 컴포넌트 일 수 있다.

상기 에너지 정보는, 상술한 바와 같이, 전기, 물, 가스 등의 정보 중 하나 일 수 있다.

일 례로, 전기와 관련한 정보에는, 전기 요금(Time-based Pricing) 및 전기요금 이외의 정보가 포함된다. 상기 전기 요금 이외의 정보에는, 에너지저감(curtailment), 긴급상황(Grid emergency), 망 안전(grid reliability), 발전량(Energy Amount), 작동 우선 순위(operation priority) 등이 있다.

이러한 정보는, 이전의 정보를 토대로 미리 생성된 스케줄 정보(scheduled information)와, 실시 간으로 변동되는 실시 간 정보(real time information)로 구분될 수 있다. 스케줄 정보와 실시 간 정보는 현재 시간 이후(미래)의 정보 예측 여부에 의해서 구분될 수 있다.

상기 에너지 정보는, 네트워크 시스템 상에서 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 실제 Price가 송수신되거나, 다수 개로 레벨화되어 송수신될 수 있다.

또한, 상기 에너지 정보는, 시간에 따른 데이터의 변화 패턴에 따라서 TOU(time of use) 정보이거나, CPP(critical peak pattern) 정보이거나, RTP(real time pattern) 정보로 구분될 수 있다.

상기 TOU 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 단계적으로 변화된다. 상기 CPP 정보에 의하면, 데이터가 시간에 따라 단계 또는 실시간으로 변화되며, 특정 시점에 강조(emphasis)가 표시된다. 상기 RTP 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 실시간으로 변화된다.

에너지 정보가 일 례로 전기 요금 정보인 경우, 상기 전기 요금에 관련한 정보는 변동된다. 상기 전기요금 정보는 네트워크 시스템 상에서 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 실제 Price가 송수신되거나, 다수 개로 레벨화되어 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 Boolean과 같이 true or false 신호를 수신하는 경우, 어느 하나의 신호를 온 피크(on-peak) 신호라 인식하고, 다른 하나의 신호를 오프 피크(off-peak) 신호라 인식할 수 있다.

이와 달리, 특정 컴포넌트는 상기 전기요금을 포함하는 적어도 하나 이상의 구동에 관한 정보를 인식할 수 있고, 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식할 수 있다.

예를 들어, 특정 컴포넌트가 레벨화된 정보 또는 실제 가격 정보를 인식하는 경우, 상기 특정 컴포넌트는 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식한다.

이 때, 상기 구동에 관한 정보값은 전기요금, 전력량, 전기요금의 변화율, 전력량의 변화율, 전기요금의 평균값 및 전력량의 평균값 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 기준 정보값은 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 최소값과 최대값의 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 기준 변화율(일 례로: 단위 시간 당 소비전력량 기울기) 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 기준정보값은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 기준정보값은 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

상기 특정 컴포넌트(일 례로 에너지 소비부)가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로, 인식 시점), 출력을 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지) 출력을 저감할 수 있다. 그리고, 필요 시에 출력을 회복하거나 증가할 수 있다. 상기 특정 컴포넌트는 작동 시작 전에 미리 판단하여 구동 방식을 결정할 수도 있고, 작동 시작 후 on-peak를 인식하였을 때, 구동 방식을 변경할 수 있다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 작동 가능한 조건이면 출력을 유지한다. 이 때, 작동 가능한 조건은 구동에 관한 정보값이 일정 기준 이하인 경우를 의미한다. 상기 구동에 관한 정보값은, 전기요금, 소비전력량 또는 작동시간에 관한 정보 등일 수 있다. 상기 일정기준은 상대값 또는 절대값일 수 있다.

상기 일정기준은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 일정기준은 상기 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 다만, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총출력량은, 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 작동할 때의 총출력량 보다 저감 또는 유지될 수 있다. 또는, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도, 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총소모전력 또는 총전기요금은 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 작동할 때의 총소모전력 또는 총전기요금 보다 저감될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다. 또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 작동 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수를 저장할 수 있다. 또는 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 축전할 수 있다.

상기 에너지저감(curtailment) 정보는, 컴포넌트가 정지되거나 전기요금을 적게 쓰는 모드와 관련한 정보이다. 상기 에너지저감 정보는, 네트워크 시스템 상에서 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다.

상기 긴급상황(Grid emergency) 정보는, 정전 등과 관련한 정보로서, 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다. 상기 정전 등과 관련한 정보는 에너지를 사용하는 컴포넌트의 신뢰성과 관련성이 있다.

상기 특정 컴포넌트가 긴급상황 정보를 인식한 경우, 즉시 셧 다운(shut down)될 수 있다.

상기 망 안전(grid reliability) 정보는, 공급 전기량의 많고 적음에 관한 정보 또는 전기의 품질에 관한 정보로서, Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 컴포넌트(일 례로 가전제품)으로 공급되는 AC전원의 주파수를 통하여 컴포넌트가 판단할 수도 있다.

즉, 컴포넌트로 공급되는 AC 전원의 기준 주파수 보다 낮은 주파수가 감지되면 공급 전기량이 적은 것으로 판단되고, AC 전원의 기준 주파수 보다 높은 주파수가 감지되면 공급 전기량이 많은 것으로 판단될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 망 안전 정보 중에서 전기량이 적음을 인식하거나 전기 품질이 좋지 않다는 정보를 인식하는 경우, 위에서 언급한 바와 같이 상기 특정 컴포넌트는 경우에 따라서, 출력 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지) 출력을 저감하거나 출력을 유지하거나 출력을 증가할 수 있다.

발전 전기량 과다 정보는, 발전량에 비하여 에너지를 소비하는 컴포넌트의 전기 사용량이 적어, 잉여 전기가 발생되는 상태에 관한 정보로서, 일 례로 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 발전 전기량 과다 정보를 인식한 경우, 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다. 또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 작동 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수를 저장할 수 있다.

도 3은 본 발명의 가정용 네트워크를 구성하는 에너지 소비부의 일 례를 보여주는 도면이고, 도 4는 에너지 소비부의 컨트롤 패널을 구체적으로 보여주는 도면이다.

도 3에는 에너지 소비부로서 일 례로 세탁기가 도시되나, 본 발명에서 에너지 소비부의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 세탁기(30)는 내부에 세탁물이 수용되는 드럼을 가지는 본체(310)와, 상기 드럼을 개폐시키는 도어(320)와, 상기 세탁기(30)의 작동 조건 등을 입력하기 위한 컨트롤 패널(330)과, 세제를 보관하기 위한 세제함(340)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 세탁기(30)는 적어도 에너지와 관련한 정보를 송수신하기 위한 통신수단을 포함한다.

상세히, 상기 컨트롤 패널(330)에는, 세탁기의 전원을 온/오프하는 전원버튼(331)과, 세탁기의 작동을 시작하거나, 세탁기의 작동을 일시 정지하거나 재가동하는 작동버튼(332)과, 작동 코스 또는 모드를 선택하기 위한 코스 또는 모드 선택부(333: 이하에서는 코스 선택부라 함)와, 사용자가 원하는 기능을 선택하기 위한 다수의 버튼의 포함되는 기능선택부(335)와, 기능선택부(335)의 조작 시 선택된 항목 표시, 해당 코스(모드)의 진행 상황, 잔여 시간 등이 표시될 수 있는 디스플레이부(340)와, 각종 부품을 제어하며, 전기요금과 관련한 정보를 인식할 수 있는 제어부(미도시)가 포함된다.

상기 기능선택부(335)는, 적어도 스마트 예약버튼(336)과, 제한버튼(337)을 포함한다. 스마트 예약버튼(336)을 이용하여 전기요금이 최저인 시간 또는 전기 요금이 저렴한 시간(오프피크구간: off-peak)에 동작하기 위한 스마트 모드를 선택할 수 있다. 즉, 상기 스마트 모드는 전기요금 또는 에너지를 절감하기 위한 모드를 의미한다.

상기 제한버튼(337)을 이용하여 상기 세탁기의 작동을 제한하기 위한 시간을 입력할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 기능선택부(335)와 상기 코스 선택부(333) 등은 입력부로 통칭될 수 있다.

이하에서는 제한시간이 설정된 상태에서 상기 스마트 예약 버튼을 선택한 경우의 세탁기의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 제 1 실시 예에 따른 제한시간을 설정하는 방법을 설명하는 도면이고, 도 6은 제 1 실시 예의 에너지소비부가 스마트 모드로 동작되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 사용자는 상기 세탁기의 작동을 제한하기 위한 시간을 입력 또는 변경하기 위하여 제한버튼(337)을 선택하게 된다(S11). 이 때, 상기 제한시간은 제품 생산 시 미리 설정되어 있거나 설정되지 않을 수도 있다. 제품 생산 시 제한시간이 설정되는 경우, 상기 제한시간은 일 례로 오전 0시에서 오전 6시 사이로 설정될 수 있다.

상기 제한시간은 일 례로 심야 시간 대에 상기 세탁기가 동작됨에 따라 발생될 수 있는 소음을 줄이기 위하여 설정될 수 있다. 즉, 아파트나 다가구 주택 또는 다세대 주택 등과 같이 공동 거주 구역에서 세탁기가 사용되는 경우, 다른 가구에 소음에 따른 피해를 주지 않기 위하여 제한시간이 설정될 수 있다.

그리고, 선택버튼 및/또는 이동버튼을 이용하여 제한시간을 설정하게 된다(S12). 본 실시 예에서 제한시간 설정 방법에는 제한이 없으며, 상기 제한시간은 시작 시간과 종료 시간을 설정할 수 있고, 다수 시간 구간을 설정할 수 있다. 일반적으로는 제한시간을 심야시간에 설정할 수 있으나, 거주자의 생활 패턴에 따라 주간에도 설정할 수 있다.

그 다음, 설정된 제한시간을 제외한 시간이 온 피크(on-peak) 구간에 모두 포함되는지 여부가 판단된다(S13). 만약, 설정된 제한시간 외의 시간이 모두 온 피크 구간에 포함되지 않는 경우, 즉 일부라도 오프 피크(off-peak) 구간에 포함되는 경우에는 입력된 시간이 도시되지 않은 메모리에 저장된다(S14).

반면, 입력된 제한시간 외의 시간이 모두 온 피크 구간에 포함되는 경우에는 재입력 요청 메시지가 발생된다(S15). 일 례로 디스플레이부에서 재입력 요청 메시지가 디스플레이될 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 사용자는 세탁기의 동작을 위하여 특정 코스를 입력하게 된다(S21). 그리고, 스마트 예약버튼(336)이 선택된다(S22). 그러면, 스마트 모드가 설정된다. 스마트 모드가 설정되면, 상기 세탁기는 설정된 제한 시간을 제외한 시간 중에서 전기요금이 가장 낮은 시간 대에 작동을 시작하거나, 오프 피크(off-peak) 구간에서 작동을 시작한다. 이 때, 상기 세탁기는 상기 스마트 모드가 선택되고 난 후 설정된 종료 시간 내에서 작동하게 된다. 즉, 상기 세탁기는 일 례로 12시간 내에서 전기요금이 가장 낮은 시간 대에 작동을 시작하거나, 오프 피크(off-peak) 구간에서 작동을 시작한다.

만약, TOU 정보이면서 스케줄 정보를 상기 세탁기가 수신하는 경우에는 제어부는 TOU 정보를 이용하여 온 피크(on-peak) 및 오프 피크(off-peak)를 판단할 수 있다. 이와 달리 상기 세탁기는 외부의 다른 컴포넌트로부터 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak) 정보를 수신할 수 있다.

반면, 실시간 정보이면서 TOU 정보를 상기 세탁기가 수신하는 경우에는, 수신하는 정보를 저장하고, 이전 일(日) 또는 이전 주의 전기요금정보를 이용하여 온피크(on-peak) 및 오프 피크(off-peak)를 판단할 수 있다(실질적으로는 on-peak 및 off-peak 예측). 이와 달리 상기 세탁기는 외부의 다른 컴포넌트로부터 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak) 정보를 수신할 수 있다.

한편, 제한시간이 설정되었으나 스마트 모드를 선택하지 않은 상태에서 코스를 선택하고 상기 동작버튼을 선택한 경우, 현재 시간이 제한 시간에 포함되면, 제한시간이 설정되어 있음을 알리기 위한 메시지가 발생한다. 일 례로 상기 디스플레이부에서는 제한시간이 설정되어 있음을 알리기 위한 경고 메시지가 디스플레이될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 스마트 모드하에서 전기요금이 최소이거나, 전기요금이 저렴한 시간 대에 세탁기가 작동하므로, 전기요금을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 제한시간을 설정함으로써, 제한시간 외의 시간에서 세탁기가 동작되도록 함에 따라, 제한시간에 세탁기가 동작됨에 따라 주변 사람들에게 줄 수 있는 소음과 관련 피해가 줄어들게 된다.

또한, 수요처에서 전기요금이 저렴한 시간 대에 전기를 사용하게 되면, 전력수요의 집중이 해소될 수 있으므로, 전력공급자는 전력수요 및 전력공급의 효율적 관리가 가능하게 된다.

전기요금은 전력수요가 많은 시간 대에 높게 책정되므로, 전기요금이 저렴한 시간 대에 전기 사용량이 증가되면, 결과적으로 전력수요의 집중이 해소될 수 있게 된다.

위에서는 기능선택부 및 코스 선택부에 의해서 각종 코스 및 기능이 선택되도록 하였으나, 이와 달리 상기 디스플레이부가 터치 방식에 의해서 각종 기능을 선택되도록 하기 위한 터치 스크린을 포함할 수 있다. 이러한 경우 터치 스크린이 입력부의 기능을 수행하게 된다.

도 7은 제 2 실시 예에 따른 제한시간을 설정하는 방법을 설명하는 도면이고, 도 8은 제 2 실시 예의 에너지소비부 스마트 모드로 동작되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 사용자는 상기 세탁기가 작동되어야 하는 시간을 입력 또는 변경하기 위하여 제한버튼을 선택하게 된다(S31). 본 실시 예에서 상기 세탁기가 특정 구간에서만 작동되도록 시간을 입력 또는 변경하므로, 설정되는 작동 가능 시간을 제한시간이라고 할 수 있다.

즉, 제 1 실시 예에서 제한시간은 작동 제한 시간이고, 본 실시 예에서 제한시간은 작동되어야 하는 시간이다.

이 때, 상기 제한시간은 제품 생산 시 미리 설정되어 있거나 설정되지 않을 수도 있다. 제품 생산 시 제한시간이 설정되는 경우, 상기 제한시간은 일 례로 오전 6시에서 오후 12(또는 오전 O시)시 사이로 설정될 수 있다.

상기 제한시간은 일 례로 심야 시간 대에 상기 세탁기가 동작됨에 따라 발생될 수 있는 소음을 줄이기 위하여 설정될 수 있다.

그리고, 선택버튼 및/또는 이동버튼을 이용하여 제한시간을 설정하게 된다(S32). 그 다음, 설정된 제한시간이 온 피크(on-peak) 구간에 모두 포함되는지 여부가 판단된다(S33). 만약, 설정된 제한시간이 모두 온 피크 구간에 포함되지 않는 경우, 즉 일부라도 오프 피크(off-peak) 구간에 포함되는 경우에는 입력된 시간이 메모리에 저장된다(S34). 반면, 입력된 제한시간이 모두 온 피크 구간에 포함되는 경우에는 재입력 요청 메시지가 발생된다(S35). 일 례로 디스플레이부에서 재입력 요청 메시지가 디스플레이될 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 사용자는 세탁기의 동작을 위하여 특정 코스를 입력하게 된다(S41). 그리고, 스마트 예약버튼이 선택된다(S42). 그러면, 스마트 모드가 설정된다. 스마트 모드가 설정되면, 상기 세탁기는 설정된 제한 시간(동작 가능한 시간) 중에서 전기요금이 가장 낮은 시간 대에 작동을 시작하거나, 오프 피크(off-peak) 구간에서 작동을 시작한다.

한편, 작동 가능한 시간이 설정되었으나 스마트 모드를 선택하지 않은 상태에서 코스를 선택하고 상기 동작버튼을 선택한 경우, 현재 시간이 작동 가능한 시간에 포함되지 않으면, 제한시간이 설정되어 있음을 알리기 위한 메시지가 발생한다. 일 례로 상기 디스플레이부에서는 제한시간이 설정되어 있음을 알리기 위한 경고 메시지가 디스플레이될 수 있다.

10: 유틸리티 네트워크 20: 가정용 네트워크
26: 에너지소비부

Claims (11)

1. 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보를 포함하는 에너지 정보를 송신 또는 수신하기 위한 통신수단; 및
   작동 모드를 선택하기 위한 선택부와, 동작시작을 위한 동작 버튼과, 전기요금을 줄이기 위한 스마트 모드를 선택하기 위한 스마트 예약 버튼과, 작동 제한 시간을 입력하기 위한 제한버튼을 가지는 입력부가 포함되고,
   상기 제한버튼이 선택되어 작동 제한 시간이 입력되면, 상기 입력된 작동 제한 시간을 제외한 시간이, 전기요금이 소정 기준값을 초과하는 온 피크 구간에 모두 포함되는지 여부가 판단되고,
   상기 입력된 작동 제한 시간을 제외한 시간이, 상기 온 피크 구간에 모두 포함되지 않는 경우, 상기 입력된 작동 제한 시간이 메모리에 저장되며,
   작동 모드가 선택되고 스마트 모드가 선택되면, 상기 메모리에 저장된 상기 작동 제한 시간을 제외한 시간에서 전기요금이 최저인 시간 또는 전기요금이 소정 기준값 이하인 오프 피크 구간에 선택된 작동 모드가 수행되는 에너지 소비부.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 작동 제한 시간은 다수의 시간 구간을 포함하는 에너지 소비부.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스마트 모드가 미선택된 상태에서 상기 작동 모드가 선택되고 상기 동작 버튼이 선택된 경우, 현재 시간이 상기 작동 제한 시간에 포함되면 작동 제한 시간이 설정되어 있음을 알리기 위한 메시지가 발생하는 에너지 소비부.
5. 제 1 항에 있어서,
   설정된 작동 제한 시간 외의 시간이 전기요금이 소정 기준값을 초과하는 온 피크 구간에 전부 포함되면, 재입력 알림 메시지가 발생되는 에너지 소비부.
6. 전기요금 정보 또는 전기요금 이외의 정보를 포함하는 에너지 정보를 송신 또는 수신하기 위한 통신수단; 및
   작동 모드를 선택하기 위한 선택부와, 동작시작을 위한 동작 버튼과, 전기요금을 줄이기 위한 스마트 모드를 선택하기 위한 스마트 예약 버튼과, 작동 가능한 시간을 입력하기 위한 제한버튼을 가지는 입력부가 포함되고,
   상기 제한버튼이 선택되어 작동 가능한 시간이 입력되면, 상기 입력된 작동 가능한 시간이, 전기요금이 소정 기준값을 초과하는 온 피크 구간에 모두 포함되는지 여부가 판단되고,
   상기 입력된 작동 가능한 시간이, 상기 온 피크 구간에 모두 포함되지 않는 경우, 상기 입력된 작동 가능한 시간이 메모리에 저장되며,
   작동 모드가 선택되고 스마트 모드가 선택되면, 상기 메모리에 저장된 상기 작동 가능한 시간 내에서 전기요금이 최저인 시간 또는 전기요금이 소정 기준값 이하인 오프 피크 구간에 선택된 작동 모드가 수행되는 에너지 소비부.
7. 삭제
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 입력된 작동 가능한 시간 전부가 상기 온 피크 구간에 포함되면, 재설정 알림 메시지가 발생되는 에너지 소비부.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 스마트 모드가 미선택된 상태에서 상기 작동 모드가 선택되고 상기 동작 버튼이 선택된 경우, 현재 시간이 작동 가능한 시간 외의 시간에 해당하는 경우, 이를 알리기 위한 메시지가 발생하는 에너지 소비부.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 모드가 선택되면, 설정된 종료 시간 내에서 상기 선택된 동작 모드가 수행되는 에너지 소비부.
11. 에너지를 발생하는 에너지발생부;
    상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 제 1 항 및 제 6 항 중 어느 한 항의 에너지 소비부; 및
    상기 에너지 소비부에서의 에너지 소비 정보를 얻을 수 있는 에너지측정부가 포함되는 네트워크 시스템.

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