KR101727390B1 - 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템은 외부 전력 공급원; 전력을 충전 또는 방전하는 제1 신재생 에너지원; 전력을 생성하는 제2 신재생 에너지원; 상기 외부 전력 공급원 또는 상기 제1 신재생 에너지원으로부터 인가되는 전력을 전자기기로 분배하는 분전반; 상기 외부 전력 공급원 또는 제1 신재생 에너지원 중 적어도 어느 하나의 전력량을 감지하는 적어도 하나의 전력 측정장치; 상기 전자기기로 분배되는 전력량 데이터를 감지하는 제2 전력 측정장치; 상기 제2 신재생 에너지원으로부터 발전되는 전력량 데이터를 감지하는 제3 전력 측정장치; 및 상기 각각의 전력 측정장치들에서 감지된 전력량 데이터를 수집하고, 상기 수집된 전력량 데이터에 기초하여 부하 전력을 모니터링하는 모니터링 서버;를 포함한다.

Description

전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법{POWER METERING SYSTEM AND METHOD, AND SYSTEM FOR LOAD POWER MONITORING}
본 발명은 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
디지털 기술 및 네트워크 기술의 발전과 더불어 생활가전 및 정보가전기기 또한 기술의 융/복합화에 따라 다양한 기능을 갖춘 형태로 개발되고 있으며 각 가정 및 사무실에서는 이러한 디지털 융/복합 기기가 널리 보급되고 있다. 그러나 기능의 융/복합화 및 네트워킹 기능의 지원으로 인해 이러한 정보가전기기는 사용자 요청에 의한 전력 소모 및 사용자의 의도와 달리, 그리고 사용자가 인식 하지 못하는 사이에 대기 전력이 소모되게 된다.
그러나 사용자는 자신의 어떠한 기기가 어느 특정 기간 동안 얼마만큼의 전력을 소모하는지 알 수 없어 전기 에너지 절약의 필요성을 느끼지 못하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 전자기기별 에너지 소비 모니터링 기능과 관련하여 가정 및 건물 단위 별로 소모되는 전력량의 총량을 측정하는 계량기에 의하여 전자기기별로 특정기간을 정하여 전력 소모량 및 전력 소비 형태를 분석 및 모니터링 할 수 있는 기술이 있다.
도 1은 종래의 부하 전력 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 부하 전력 모니터링 시스템은 외부 전력 공급원(1)으로부터 각 가정(3)에 공급되는 전력은 각 가정(3)마다 마련되는 분전반(2)을 통하여 콘센트에 연결된 가전기기로 공급될 수 있다. 특히 분전반(2)에는 외부 전력 공급원(1)으로부터 공급되는 전력이 가정(3) 내의 가전기기들에서 어떻게 사용되는지 전력의 사용 상태 및 사용 전력량을 확인하기 위한 전력 측정장치(4)를 구성한다.
상기한 전력 측정장치(4)는 가전기기들의 전력 사용량 및 사용 패턴 정보를 이용하여 원격지의 서버를 통하여 개별 모니터링을 실행할 수 있다.
이러한 종래의 부하 모니터링을 위한 시스템 및 방법은 외부 전력 공급원(1)외의 발전원 또는 에너지원으로부터 부가적으로 유입되는 전력량에 대한 감지는 불가하다. 또한, 부가적으로 유입되는 전력량을 감지하기 위하여 고정밀성을 요구하는 종래의 측정장치를 부가하여 시스템을 설계하는 경우 과도한 시스템 설계비용 및 불필요한 장치의 구성에 따른 시스템 대형화와 같은 문제점을 초래할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 외부 전력 공급원 외에도 신재생 에너지원을 부가하여 부하로 에너지를 공급하고, 상기 부하로 공급되는 에너지에 대한 소비 상태를 모니터링 할 수 있는 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 부하 및 상기 부하로 공급되는 전력 공급 장치들에 대한 전력 소비 전력량 및 상태를 파악하기 위하여 최소의 비용으로 효과적인 시스템을 구성하여 부하 전력을 모니터링 할 수 있도록 하기 위한 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 부하 및 상기 부하로 공급되는 전력 공급 장치들에 대한 전력 소비 전력량 및 상태를 파악할 수 있는 높은 신뢰성 및 고효율의 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템은 외부 전력 공급원; 전력을 충전 또는 방전하는 제1 신재생 에너지원; 전력을 생성하는 제2 신재생 에너지원; 상기 외부 전력 공급원 또는 상기 제1 신재생 에너지원으로부터 인가되는 전력을 전자기기로 분배하는 분전반; 상기 외부 전력 공급원 또는 제1 신재생 에너지원 중 적어도 어느 하나의 전력량을 감지하는 적어도 하나의 전력 측정장치; 상기 전자기기로 분배되는 전력량 데이터를 감지하는 제2 전력 측정장치; 상기 제2 신재생 에너지원으로부터 발전되는 전력량 데이터를 감지하는 제3 전력 측정장치; 및 상기 각각의 전력 측정장치들에서 감지된 전력량 데이터를 수집하고, 상기 수집된 전력량 데이터에 기초하여 부하 전력을 모니터링하는 모니터링 서버;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 방법은 외부 전력원으로부터 유입되는 제1 전력량 데이터, 전자기기로 인가되는 제2 전력량 데이터, 제1 신재생 에너지원의 제3 전력량 데이터 또는 제2 신재생 에너지원의 제4 전력량 데이터 중 적어도 두 개의 전력량 데이터를 수집하는 단계; 상기 수집된 전력량 데이터를 확인하는 단계; 상기 수집된 전력량 데이터에 기초하여 수집되지 않은 전력량 데이터 및 상기 신재생 에너지원들의 전력량 데이터를 추정하여 확인하는 단계;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 전력 측정 시스템은 외부 전력 공급원; 복수의 신재생 에너지원; 상기 외부 전력 공급원 또는 상기 복수의 신재생 에너지원으로부터 전력을 인가 받고, 상기 전력을 전자기기로 분배하는 분전반; 상기 외부 전력 공급원 또는 상기 복수의 신재생 에너지원의 전력량 데이터를 감지하는 전력 측정장치; 및 상기 전자기기로 분배되는 전력량 데이터를 감지하는 제2 전력 측정장치;를 포함한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전력 측정 장치 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법은 최소의 비용으로 높은 신뢰성 및 고성능의 시스템을 구성하고, 그에 따른 부하 전력량을 효율적으로 실행할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
도 1은 종래의 부하 전력 모니터링 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템의 블록 구성도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시템이 적용되는 부하 전력 모니터링 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 블록 구성도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 결과 출력 동작 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 결과 출력 예시도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직할 실시 예에 따른 전력 측정 장치 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 다른 부하 전력 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템은 모니터링 서버(10), 외부 전력 공급원(110), 분전반(120), 전자기기(130), 제1 신재생 에너지원(140) 및 제2 신재생 에너지원(150)을 포함한다. 특히 외부 전력 공급원(110), 분전반(120), 제1 신재생 에너지원(140) 및 제2 신재생 에너지원(150)의 일단에는 상기 장치들로 유입 또는 출력되는 전력량 데이터를 감지하기 위한 전력 측정장치(161,162,163,164)를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명 실시 예에서는 신재생 에너지원을 복수개로 구성하는 것을 예를 들어 설명하고, 상기 신재생 에너지원 중 제1 신재생 에너지원(140)은 에너지 저장장치, 제2 신재생 에너지원(150)은 태양광 발전장치로 예를 들어 설명한다. 상기 신재생 에너지원들은 한정되지 않으며, 전력을 발전, 충전 또는 방전할 수 있는 장치들은 적용될 수 있다.
모니터링 서버(10)는 상기 전력 측정장치들(161, 162, 163, 164)로부터 측정된 부하 및 전력원의 전력 소비량, 유입량 또는 전력 소비 패턴을 포함하는 전력량 데이터를 취득할 수 있다. 모니터링 서버(10)는 상기 취득된 데이터를 기초하여 부하의 전력을 모니터링 및 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 블록 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 모니터링 서버(10)는 통신부(11), 제어부(12), 저장부(13) 및 출력부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(11)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)이 이용되는 무선 인터넷 모듈, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee가 이용되는 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 통신부(11)는 전력 측정장치(151, 151,153,154)들로부터 전력량 데이터를 수신할 수 있다.
제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수신되는 전력 측정장치(161,162,163,164)의 전력량 데이터를 확인하고, 분석할 수 있다. 제어부(12)는 상기 수신되는 전력 측정장치(161,162,163,164)의 전력량 데이터에 따라 전력량 또는 전력 사용 패턴에 대한 데이터를 추출 및 처리할 수 있다. 일례로 상기 전력 사용패턴을 분석하기 위해서는 NILM(Non-intrusive Load Monitoring)알고리즘에 의해 실행될 수 있다. 또한 제어부(12)는 전력량 데이터 및 해당 전력 측정장치에 대한 정보를 저장부(13)에 저장하거나 출력부(14)로 출력하도록 제어할 수 있다.
저장부(13)는 통신부(11)를 통하여 수신되는 전력량 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(13)는 제어부(12)에서 실행되는 전력 사용 패턴 분석을 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(13)의 예로는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
출력부(14)는 제어부(12)의 제어에 기초하여 전력 측정장치들로부터 수신되어 처리된 전력량 데이터 및 분석 데이터를 영상 또는 오디오 등의 다양한 형태로 출력할 수 있다. 출력부(14)의 예로는 디스플레이부, 음향 출력부 등이 포함될 수 있다.
이외에도 사용자 입력부(미도시)를 구성할 수 있으며, 상기 사용자 입력부의 입력에 기초하여 서버(10)를 제어하거나, 모니터링된 부하의 전력량 데이터를 출력할 수 있다.
상기한 바와 같이 서버(10)에서 처리되는 전력량 데이터를 취득하기 위한 구성으로는 외부 전력 공급원(110), 분전반(120), 전자기기(130) 및 복수의 신재생 에너지원(140, 150)을 포함할 수 있다.
외부 전력 공급원(110)은 발전소와 같은 외부 전력 발전원으로서 상기 외부 전력 공급원(110)에서 유입되는 전력은 분전반(120)을 통하여 댁내 전가기기(130)를 포함하는 다양한 부하로 공급될 수 있다. 또한, 외부 전력 공급원(110)의 전력은 제1 신재생 에너지원(140)으로 공급될 수 있다. 즉, 제1 신재생 에너지원(140)은 에너지 저장장치로서, 상기 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력을 저장(충전)할 수 있다.
분전반(120)는 외부 전력 공급원(110)으로부터 유입되는 전력을 댁내의 전자기기(130)와 같은 다양한 부하로 인가되도록 분배할 수 있다.
제1 신재생 에너지원(140)은 에너지 저장장치(ESS: Electric Energy Storage)로 구성되며, 상기 제1 신재생 에너지원(140)는 외부 전력 공급원(110)으로부터 유입되는 전력을 저장할 수 있다. 또한 에너지 저장장치(140)의 일단에 연결되는 제2 신재생 에너지원(150)으로부터 인가되는 전력을 저장할 수 있다. 에너지 저장장치(140)는 외부 전력 공급원(110) 또는 제2 신재생 에너지원(150)으로부터 인가되는 전력을 저장하고, 상기 저장된 전력을 분전반(120)을 통하여 일정 시점 뗘는 사용자 요청시점에 전자기기(120)로 인가되도록 할 수 있다. 예를 들어, 심야시간과 같이 전력 소비가 적거나 전력 사용 요금이 저렴한 시간대에 제1 신재생 에너지원(140)에 전력을 저장하고, 전력 수요량이 급증하거나 전력 사용 요금이 높은 시간대에 상기 저장된 전력을 전자기기(130)로 방전할 수 있다.
제2 신재생 에너지원(150)은 태양광 발전장치로 구성되며 상기 태양광 발전장치는 태양광 발전장치로 입사되는 태양광을 전력으로 변환하여 제1 신재생 에너지원(140)으로 상기 변환된 전력을 인가할 수 있다.
외부 전력 공급원(110), 분전반(120), 제1 신재생 에너지원(140) 및 제2 신재생 에너지원(150)의 일단에는 각각 전력 측정장치(161, 162, 163, 164)를 연결하여 구성할 수 있다.
외부 전력 공급원(110)의 출력단에 연결되는 제1 전력 측정장치(161)는 외부 전력 공급원(110)으로부터 공급되는 전력량을 측정할 수 있는 적어도 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
분전반(120)의 입력단에 연결되는 제2 전력 측정장치(162)는 외부 전력 공급원(110) 또는 제1 신재생 에너지원(140)으로부터 유입되는 전력을 댁내 전자기기(130)와 같은 다양한 부하로 공급할 경우 사용되는 전력량을 측정할 수 있는 적어도 하나의 모듈로 구성될 수 있다. 특히 제2 전력 측정장치(162)는 부하의 소비 전력량 측정 외에 부하의 전력량 사용패턴을 측정할 수 있다. 즉, 제2 전력 측정장치(162)는 부하가 소비하는 전력량 외에 부하의 동작 상태 정보 및 전력 소비 패턴 정보를 포함하여 전력량 데이터를 측정할 수 있다.
제1 신재생 에너지원(140)의 일단에 연결되는 제3 전력 측정장치(163)는 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력량 데이터와 상기 제1 신재생 에너지원(140)에 저장(충전)된 전력이 분전반(120)으로 방전되는 전력량 데이터를 측정할 수 있는 적어도 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
제2 신재생 에너지원(150)의 일단에 연결되는 제4 전력 측정장치(164)는 상기 제2 신재생 에너지원(150)에서 발전하는 전력에 대한 전력량 데이터를 측정할 수 있는 적어도 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
제1 신재생 에너지원(140)의 타단에는 상기 제2 신재생 에너지원(150)이 연결될 수 있다. 특히 제1 신재생 에너지원(140)과 제2 신재생 에너지원(150)의 사이에는 상기 제4 전력 측정장치(164)가 연결되어 상기 제2 신재생 에너지원(150)에서 상기 제1 신재생 에너지원(140)으로 인가되는 전력량 데이터를 확인할 수 있다.
상기한 바와 같은 전력 측정장치를 포함하는 부하 전력 모니터링 시스템의 구성에 기초하여 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템이 적용되는 부하 전력 모니터링 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하 모니터링 방법은 데이터가 수집되는 순서를 한정하여 설명하였으나 이는 데이터 수집 순서와 무관하게 각 전력 측정장치들로부터 데이터가 수집될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 시스템이 적용되는 부하 전력 모니터링 동작 흐름도이다.
도 3은 모니터링 서버(10)에서 제1 신재생 에너지원이 충전모드로 동작할 경우의 부하 전력 모니터링 동작을 실행하는 제1 실시 예에 따른 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 모니터링 서버(10)는 통신부(11)를 통하여 전력 측정장치(161, 162, 163, 164)로부터 전력량 데이터를 수집할 수 있다.(S305)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수집된 제1 전력 측정장치(161)의 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S310) 상세하게, 제어부(12)는 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력량을 포함하는 제1 전력량 데이터를 확인할 수 있다.
제어부(12)는 상기 제1 전력량 데이터가 확인되면 제2 전력 측정장치(162)로부터 수신된 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S315) 상세하게, 제어부(12)는 분전반(120)을 통하여 전력이 공급되는 전자기기(130)들에서 사용되는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴에 대한 정보를 포함하는 제2 전력량 데이터를 확인할 수 있다. 이때 전력 소비 패턴에 대한 정보는 NILM(Non-intrusive Load Monitoring) 알고리즘을 통하여 취득할 수 있다. 상기 NILM알고리즘은 분전반(120)에 연결되는 전력 측정장치로부터 상기 분전반(120)에 연결되는 전자기기들(130) 각각이 소모하는 전력량 및 전력 사용 패턴을 분석할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제2 전력량 데이터가 확인되면 상기 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터에 기초하여 제1 신재생 에너지원(140)의 동작 모드를 추정할 수 있다.(S320) 상세하게, 제어부(12)는 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터를 비교할 수 있다.
제어부(12)는 상기 비교 결과에 따라 제1 신재생 에너지원의 동작 모드가 충전모드인지를 확인할 수 있다.(S325) 상세하게, 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터 중 제2 전력량 데이터가 0인 경우 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력이 분전반(120)으로 인가되지 않고, 제1 에너지 저장장치(140)로 인가되는 것으로 추정할 수 있다. 따라서 상기 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터를 확인하여 제2 전력량 데이터가 0인 경우 제1 신재생 에너지원(140)은 충전모드로 추정할 수 있다.
따라서, 제어부(12)는 제1 신재생 에너지원(140)의 동작 모드가 충전모드로 확인되면, 제2 전력량 데이터를 제1 신재생 에너지원(140)의 제1 충전량으로 추정할 수 있다.(S330)
반면, 제어부(12)는 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터를 확인하고 상기 제1 신재생 에너지원(140)의 동작모드가 충전모드가 아닌 경우 추정된 동작 모드에 따른 정보 및 해당 전력량 데이터를 추정할 수 있다.(S335)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제1 신재생 에너지원(140)의 제1 충전량이 추정되면 제4 전력 측정장치(164)에서 수신된 전력량 데이터를 기초하여 제1 신재생 에너지원의 제2 충전량을 추정할 수 있다. (S340) 상세하게, 제어부(12)는 제1 신재생 에너지원(140)의 일단에 연결되는 제2 신재생 에너지원이 생성하는 전력을 인가 받아 저장할 경우 상기 제2 신재생 에너지원(150)으로부터 인가되는 전력량 데이터 즉, 제2 충전량을 상기 제4 전력 측정장치(164)로부터 수신된 전력량 데이터(제4 전력량 데이터)에 기초하여 추정할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 상기한 동작에 의하여 확인된 전력량 데이터에 대한 정보를 저장부(13)에 저장할 수 있다.(S345)
상기한 바와 같이 제1 신재생 에너지원(140)에 충전된 총 충전량은 제1 충전량과 제2 충전량의 합에 의해 추정될 수 있다. 또한 제4 전력 측정장치(164)로부터 수신된 제4 전력량 데이터를 통해 제2 신재생 에너지원(150)이 생성한 전력량을 추정할 수 있다. 즉, 제3 전력량 측정장치(163)가 생략된 경우라도 제1 신재생 에너지원(140)의 충전량 및 제2 신재생 에너지원(150)의 에너지 생산량은 추정 및 확인이 가능할 수 있다.
도 4는 모니터링 서버(10)에서 제1 신재생 에너지원이 충전모드로 동작할 경우 부하 전력 모니터링 동작을 실행하는 제2 실시 예에 따른 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 모니터링 서버(10)는 통신부(11)를 통하여 전력 측정장치(161, 162, 163, 164)로부터 전력량 데이터를 수집할 수 있다.(S405)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수집된 제2 전력 측정장치(162)로부터 수신된 전력량 데이터로부터 수신된 전력량 데이터에 기초하여 외부 전력 공급원으로부터 인가되는 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S410) 상세하게, 제어부(12)는 분전반(120)을 통하여 전력이 공급되는 전자기기(130)들에서 사용되는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴에 대한 정보를 포함하는 제2 전력량 데이터를 확인할 수 있다. 이때 전력 소비 패턴에 대한 정보는 NILM(Non-intrusive Load Monitoring) 알고리즘을 통하여 취득할 수 있다. 상기 NILM알고리즘은 분전반(120)에 연결되는 전력 측정장치로부터 상기 분전반(120)에 연결되는 전자기기들(130) 각각이 사용하는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴을 분석할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수집된 제3 전력 측정장치(163)로부터 수집된 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S415)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제2 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터가 확인되면 상기 제2 전력량 데이터 및 제3 전력량 데이터의 합에 의하여 외부 전력 공급원(110)으로부터 유입되는 전력량 데이터(제1 전력량 데이터)를 추정할 수 있다.(S420)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 추정된 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터 및 제3 전력량 데이터에 기초하여 제1 신재생 에너지원(140)의 동작 모드를 추정할 수 있다.(S425) 상세하게, 제어부(12)는 상기 추정된 제1 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터가 동일한 경우 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력이 분전반(120)으로 인가되지 않고, 제1 신재생 에너지원(140)으로 인가되는 것으로 추정할 수 있다. 따라서, 제어부(12)는 제1 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터가 동일한 경우 충전모드로 판단하고(S430) 상기 제1 전력량 데이터를 제1 신재생 에너지원(140)의 제1 충전량으로 추정할 수 있다.(S435)
반면 제어부(12)는 추정된 제1 신재생 에너지원(140)의 동작 모드가 충전모드가 아닌 경우 상기 추정된 동작모드에 해당하는 정보 및 전력량 데이터를 추정할 수 있다.(S440)
또한 모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제4 전력 측정장치(164)에서 수신된 전력량 데이터를 기초하여 제1 신재생 에너지원의 제2 충전량을 추정할 수 있다(S445) 상세하게, 제어부(!2)는 제1 신재생 에너지원(140)의 일단에 연결되는 제2 신재생 에너지원이 생성하는 전력을 인가 받아 저장할 경우 상기 제2 신재생 에너지원(150)으로부터 인가되는 전력량 데이터 즉, 제2 충전량을 상기 제4 전력 측정장치(164)로부터 수신된 전력량 데이터(제4 전력량 데이터)에 기초하여 추정할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 상기한 동작에 의하여 확인된 전력량 데이터에 대한 정보를 저장부(13)에 저장할 수 있다.(S450)
상기한 바와 같이 제1 신재생 에너지원(40)에 충전된 총 충전량은 제1 충전량과 제2 충전량의 합에 의해 추정될 수 있다. 또한 제4 전력 측정장치(164)로부터 수신된 제4 전력량 데이터를 통해 제2 신재생 에너지원(150)이 생성한 전력량을 추정할 수 있다. 즉, 제1 전력량 측정장치(161)가 생략된 경우라도 제1 신재생 에너지원(140)의 충전량 및 제2 신재생 에너지원(150)의 에너지 생산량은 추정 및 확인이 가능할 수 있다.
도 5는 모니터링 서버(10)에서 제1 신재생 에너지원이 방전모드로 동작하고, 제2 신재생 에너지원이 발전하지 않을 경우 부하 전력 모니터링 동작을 실행하는 제1 실시 예에 따른 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 모니터링 서버(10)는 통신부(11)를 통하여 전력 측정장치(161, 162, 163, 164)로부터 전력량 데이터를 수집할 수 있다.(S505)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수집된 제1 전력 측정장치(161)의 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S510) 상세하게, 제어부(12)는 외부 전력 공급원(110)으로브터 인가되는 전력량을 포함하는 제1 전력량 데이터를 확인할 수 있다.
제어부(12)는 상기 제1 전력량 데이터가 확인되면 제2 전력 측정장치(162)로부터 수신된 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S515) 상세하게, 제어부(12)는 분전반(120)을 통하여 전력이 공급되는 전자기기(130)들에서 사용되는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴에 대한 정보를 포함하는 제2 전력량 데이터를 확인할 수 있다. 이때 전력 소비 패턴에 대한 정보는 NILM(Non-intrusive Load Monitoring) 알고리즘을 통하여 취득할 수 있다. 상기 NILM알고리즘은 분전반(120)에 연결되는 전력 측정장치로부터 상기 분전반(120)에 연결되는 전자기기들(130) 각각이 소모하는 전력량 및 전력 사용 패턴을 분석할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제2 전력량 데이터가 확인되면 상기 제1 전력량 데이터와 제2 전력량 데이터에 기초하여 상기 제1 신재생 에너지원(140)의 동작모드 및 동작 모드에 따른 전력량 데이터를 추정할 수 있다.(S515) 상세하게, 제어부(12)는 상기 확인된 제2 전력량 데이터가 제1 전력량 데이터를 초과하는 경우(제1 전력량 데이터< 제2 전력량 데이터) 제1 신재생 에너지원(140)이 전력을 방전하는 방전모드로 동작하는 것으로 추정할 수 있다. 따라서 제어부(12)는 제1 신재생 에너지원이 방전모드로 추정되면 제2 전력량 데이터와 제1 전력량 데이터의 차에 의하여 제1 신재생 에너지원(140)의 방전량을 추정할 수 있다.,(S520)
따라서, 모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 상기한 동작에 의하여 확인된 제1 신재생 에너지원(140)의 동작모드 및 방전량과 제1 전력량 데이터, 제2 전력량 데이터에 대한 정보를 저장부(13)에 저장할 수 있다.(S525)
도 6은 모니터링 서버(10)에서 제1 신재생 에너지원이 방전모드로 동작하고, 제2 신재생 에너지원이 발전하지 않을 경우 부하 전력 모니터링 동작을 실행하는 제2 실시 예에 따른 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 모니터링 서버(10)는 통신부(11)를 통하여 전력 측정장치(161, 162, 163, 164)로부터 전력량 데이터를 수집할 수 있다.(S605)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통하여 수집된 제2 전력 측정장치(162)로부터 수신된 전력량 데이터로부터 수신된 전력량 데이터에 기초하여 외부 전력 공급원으로부터 인가되는 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S610) 상세하게, 제어부(12)는 분전반(120)을 통하여 전력이 공급되는 전자기기(130)들에서 사용되는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴에 대한 정보를 포함하는 제2 전력량 데이터를 확인할 수 있다. 이때 전력 소비 패턴에 대한 정보는 NILM(Non-intrusive Load Monitoring) 알고리즘을 통하여 취득할 수 있다. 상기 NILM알고리즘은 분전반(120)에 연결되는 전력 측정장치로부터 상기 분전반(120)에 연결되는 전자기기들(130) 각각이 사용하는 전력 소비량 및 전력 소비 패턴을 분석할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제2 전력량 데이터를 확인하면 제3 전력 측정장치(163)로부터 수신된 전력량 데이터를 확인할 수 있다.(S615)
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제2 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터에 기초하여 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력량 데이터를 추정할 수 있다.(S620) 상세하게, 제어부(12)는 제2 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터의 합(+)에 의하여 외부 전력 공급원(110)으로부터 인가되는 전력량 데이터(제1 전력량 데이터)를 추정할 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 제1 전력량 데이터, 제2 전력량 데이터 및 제3 전력량 데이터에 기초하여 제1 신재생 에너지원(140)의 동작 모드를 추정하고, 그에 따른 전력량 데이터(방전량)을 추정할 수 있다.(S625) 상세하게, 제어부(12)는 제2 전력량 데이터와 제3 전력량 데이터의 합이 상기 추정된 제1 전력량 데이터보다 큰 경우(제2 전력량 데이터+제3 전력량 데이터>제1 전력량 데이터) 외부 전력 공급원(110)으로부터 유입되는 전력 외에 제1 신재생 에너지원(140)에서 방전되는 전력량이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 제어부(12)는 상기 제1 신재생 에너지원(140)을 방전 모드로 추정할 수 있다
따라서, 제어부(12)는 제1 신재생 에너지원(140)이 방전함에 따라 제3 전력 측정장치(163)의 전력량 데이터에 기초하여 상기 제1 신재생 에너지원(140)의 방전량을 추정할 수 있다.
따라서, 모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 상기한 동작에 의하여 확인된 제1 신재생 에너지원(140)의 동작모드 및 방전량과 추정 및 확인된 전력량 데이터들에 대한 정보를 저장부(13)에 저장할 수 있다(S630)
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 결과 출력 동작 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 전력 모니터링 결과 출력 예시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 모니터링 서버(10)의 저장부(13)에 저장된 부하 전력 모니터링 결과를 출력하기 위한 동작을 상세히 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 본 발명의 일 실시 예, 다른 실시 예에 따라 측정 및 취득되어 저장부(13)에 저장된 전력량 데이터의 출력 요청 신호를 감지할 수 있다.(S810) 상기 출력 요청 신호는 사용자 입력부(미도시)를 통하여 입력되거나 원격지의 단말기 등으로부터 유선 또는 무선으로 수신될 수 있다.
모니터링 서버(10)의 제어부(12)는 저장부(13)에 저장된 전력량 데이터를 추출하고(S820) 도 9에서와 같은 그래프, 수치, 텍스트 등의 다양한 양상으로 전력량 데이터를 표시할 수 있다.(S930) 도 9에서는 전자기기, 신재생 에너지원의 소비 전력량 또는 충전량에 대한 정보를 도시화 한 것이다. 그 예로, A 내지 C는 가전기기(130)들의 전력량 데이터의 예이고, D는 신재생 에너지원(140, 150)의 전력량 데이터의 예이다. 가전기기들의 전력량 데이터의 경우 NILM분석에 요구되는 데이터가 감지됨에 따라 전력량 데이터의 주기가 짧게 나타날 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 외부 전력 공급원(110), 분전반(120)에 연결되는 전자기기(130), 에너지 저장장치(140) 및 태양광 발전장치(160)에서 각각 전력량 데이터를 측정하거나 추정하기 위한 동작을 순차적으로 설명하였으나 상기한 전력량 데이터를 추정하거나 측정하기 위한 동작 순서는 한정되지 않으며 다양한 형태로 가변되어 실행될 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.
10: 모니터링 서버
110: 외부 전력 공급원 120: 분전반
130: 가전 기기
140: 제1 신재생 에너지원
150: 제2 신재생 에너지원
161, 162,163,164: 전력 측정장치

Claims (19)

  1. 외부 전력 공급원;
    전력을 충전 또는 방전하는 제1 신재생 에너지원;
    전력을 생성하는 제2 신재생 에너지원;
    상기 외부 전력 공급원 또는 상기 제1 신재생 에너지원으로부터 인가되는 전력을 전자기기로 분배하는 분전반;
    상기 외부 전력 공급원 또는 제1 신재생 에너지원 중 적어도 어느 하나의 전력량을 감지하는 적어도 하나의 전력 측정장치;
    상기 전자기기로 분배되는 전력량 데이터를 감지하는 제2 전력 측정장치;
    상기 제2 신재생 에너지원으로부터 발전되는 전력량 데이터를 감지하는 제3 전력 측정장치; 및
    상기 각각의 전력 측정장치들에서 감지된 전력량 데이터를 수집하고, 상기 수집된 전력량 데이터에 기초하여 부하 전력을 모니터링하는 모니터링 서버;를 포함하고,
    상기 모니터링 서버는
    상기 제1 신재생 에너지원의 동작 모드 및 상기 수집된 전력량 데이터 중 적어도 두 개의 전력량 데이터에 기초하여, 상기 제1 신재생 에너지원의 전력량 데이터를 추정하는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신재생 에너지원은 에너지 저장장치;
    상기 제2 신재생 에너지원은 태양광 발전장치;임을 특징으로 하는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신재생 에너지원의 일단에는 상기 외부 전력 공급원으로부터 인가되는 전력량 데이터를 감지하고, 상기 분전반으로 방전하는 전력량 데이터를 감지하기 위한 전력 측정장치가 연결되고, 타단에는 상기 제2 신재생 에너지원이 연결되는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 신재생 에너지원의 타단 및 상기 제2 신재생 에너지원의 일단에는 상기 제2 신재생 에너지원이 발전하여 상기 제1 신재생 에너지원으로 인가하는 전력량을 감지하는 전력 측정장치가 연결되는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전력 측정장치는
    상기 전자기기에 인가되는 전력량 및 상기 전자기기에서 소비되는 전력량 소비 패턴을 포함하는 전력량 데이터를 감지하는
    부하 전력 모니터링 시스템
  6. 제5항에 있어서,
    상기 서버는
    NILM(Non-intrusive Load Monitoring)알고리즘에 의해 상기 제2 전력 측정장치로부터 감지된 전력량 데이터로부터 전력량 소비 패턴을 취득하는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서버는
    상기 전력 측정장치들로부터 전력량 데이터를 수집하는 통신부;
    상기 수집된 전력량 데이터를 확인하는 제어부;
    상기 확인된 전력량 데이터를 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 전력량 데이터를 출력하는 출력부;를 포함하는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서버는
    상기 제1 신재생 에너지원의 동작 모드를 확인하고 상기 추정된 전력량 데이터에 기초하여 상기 제1 신재생 에너지원의 충전량 및 방전량을 추정하는
    부하 전력 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서버는
    상기 제1 신재생 에너지원의 동작 모드에 따라 상기 복수의 전력량 데이터에 기초하여 상기 제1 신재생 에너지원의 제1 충전량 및 제2 충전량을 산출하는
    부하 전력 모니터링 시스템
  11. 외부 전력원으로부터 유입되는 제1 전력량 데이터, 전자기기로 인가되는 제2 전력량 데이터, 제1 신재생 에너지원의 제3 전력량 데이터 또는 제2 신재생 에너지원의 제4 전력량 데이터 중 적어도 두 개의 전력량 데이터를 수집하는 단계;
    상기 수집된 전력량 데이터를 확인하는 단계;
    상기 수집된 전력량 데이터에 기초하여 수집되지 않은 전력량 데이터 및 상기 신재생 에너지원들의 전력량 데이터를 추정하여 확인하는 단계;를 포함하는
    부하 전력 모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서
    상기 제2 전력량 데이터는
    상기 외부 전력원으로부터 유입되는 전력량 데이터 및 상기 신재생 에너지원으로부터 인가되는 전력량 데이터가 분전반을 통하여 상기 전자기기로 인가되는 전력량 및 상기 전자기기에서 소비되는 전력량 데이터에 대한 정보를 포함하는
    부하 전력 모니터링 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분전반을 통하여 확인되는 전력량 데이터는
    상기 전자기기의 전력량 소비 패턴 정보를 포함하는
    부하 전력 모니터링 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 신재생 에너지원의 전력량 데이터 중 상기 제1 신재생 에너지원의 충전량은 상기 외부 전력원 또는 상기 제2 신재생 에너지원으로부터 인가되는 전력량 데이터에 의해 추정되는
    부하 전력 모니터링 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전력량 데이터는
    제2 전력량 데이터 및 제3 전력량 데이터의 합에 의해 추정되는
    부하 전력 모니터링 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 신재생 에너지원의 전력량 데이터 중 상기 제1 신재생 에너지원의 방전량은 상기 제1 전력량 데이터와 상기 제2 전력량 데이터의 차에 의해 추정되는
    부하 전력 모니터링 방법.
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