KR101759932B1 - An estimating method for electric power consumption of an electric device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기제품의 소비전력 산정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용이하게 각 전기제품의 소비전력을 산정할 수 있는 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 (a) 전기제품에 전력이 공급되어 전기제품이 작동하는 단계; (b) 상기 전기제품이 어떠한 운전모드로 작동하는지 판단하는 단계; (c) 상기 전기제품의 운전모드의 작동에 따른 소비전력 데이터를 읽어들이는 단계; (d) 상기 소비전력 데이터와 상기 전기제품의 작동시간을 고려하여 상기 전기제품의 소비전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법을 제공한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of calculating power consumption of an electrical product, and more particularly, to a method of easily calculating power consumption of each electrical product.
The present invention relates to a method of manufacturing an electric appliance, comprising the steps of: (a) electric power is supplied to the electric product to operate the electric product; (b) determining in what operating mode the electrical product operates; (c) reading power consumption data according to operation of the operation mode of the electrical product; (d) calculating the power consumption of the electrical product in consideration of the power consumption data and the operating time of the electrical product.

Description

전기제품의 소비전력 산정방법{An estimating method for electric power consumption of an electric device}[0001] The present invention relates to an electric power consumption measuring apparatus,

본 발명은 각 전기제품에서의 소비전력 산정방법에 관한 것이며, 상세하게는 전기제품의 운전모드에 대응되는 소비전력 및 시간을 고려하여 전기제품의 총 소비전력량을 산정하거나, 전기제품에 연결된 인버터나 컨버터에 인입되는 전압과 전류를 측정하여 전기제품의 소비전력을 산정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of calculating power consumption in each electric appliance, and more particularly to a method of calculating the total power consumption of an appliance in consideration of power consumption and time corresponding to an operation mode of the appliance, The present invention relates to a method for estimating power consumption of an electrical product by measuring a voltage and a current flowing into a converter.

가정에서 사용되는 가전제품 또는 사무실에서 사용되는 사무기기등과 같은 전기제품이 작동하기 위한 전력은 일반적으로 한국전력공사에서 운영하는 전력발전소와, 송전선로, 그리고, 배선선로의 순서를 통하여 공급되는 것이 특징이다. Electric power for operating electrical appliances such as household appliances used at home or office equipment used in offices is generally supplied through a power plant operated by KEPCO, a transmission line, and a wiring line in this order Feature.

이는 분산전원이 아닌 중앙전원의 성격을 가지고 있으며, 중앙에서 주변부로 퍼져나가는 방사형구조이고, 수요자 중심이 아닌 단방향의 공급자 중심이라는 특징을 가지고 있다.It is a central power source rather than a distributed power source. It has a radial structure spreading from the center to the periphery, and is characterized by a one-way supplier center rather than a consumer center.

또한, 그 기술기반은 아날로그 또는 전자기계적이고, 사고시 수동적으로 복구되어야하고, 설비 또한 수동적으로 복구되어야 한다는 문제점이 있었다.In addition, the technology base is analog or electro-mechanical, has to be manually restored in case of an accident, and the equipment must also be manually restored.

전기에 대한 가격의 정보도 실시간으로 알 수 있는 것이 아니라, 전력거래소를 통하여 제한적으로만 알 수 있었고, 가격제도 또한 사실상의 고정가격제이기 때문에 가격변화를 통한 수요자에 대한 인센티브와 같은 유인책을 사용할 수 없다는 문제점도 있었다. The price information of electricity can not be known in real time, but it can be seen only through the power exchange, and because the price system is also a fixed price system, incentives such as incentives for consumers through price changes can not be used There was also a problem.

이러한 문제점을 해결하고, 에너지의 효율성을 제고하기 위하여 최근에는 스마트 그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다. In order to solve these problems and improve energy efficiency, researches on smart grids (smart grids) are actively underway.

스마트 그리드라 함은 현대화된 전력기술과 정보통신 기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미한다. Smart grid refers to the next generation power system and its management system implemented through the fusion and combination of modernized power technology and information and communication technology.

상술한 바와 같이, 현재의 전력망은 중앙에 집중되고 생산자가 통제하는 수직적, 중앙 집중적인 네트워크인 반면에, 스마트 그리드는 공급자에게 덜 집중되어 있고, 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능케 해주는 수평적, 협력적, 분산적 네트워크이다. As mentioned above, while the current grid is a centralized, producer-controlled vertical, centralized network, the Smart Grid is less focused on suppliers and has horizontal, collaborative It is a distributed, distributed network.

스마트 그리드에서는 모든 전기기기, 전력저장장치 및 분산된 전원이 네트워크로 연결되어 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능하게 하므로, 스마트 그리드를 "에너지 인터넷"으로 부르기도 한다. In the smart grid, the Smart Grid is sometimes referred to as the "energy Internet," because all electrical equipment, power storage, and distributed power are networked to enable interaction between the consumer and the supplier.

한편, 이러한 스마트 그리드가 가정이나 빌딩과 같은 전력수요자 입장에서 구현되기 위해서는 개별적인 가전기기 및 복수개의 가전기기가 연결되는 네트워크가 일방적으로 전력을 받기만 하는 것에서 벗어나서 전력공급원과 전력정보에 관하여 양방향 통신을 해야 한다는 필요성이 대두되었다.In order for such a smart grid to be implemented in the position of a power user such as a home or a building, a network in which individual appliances and a plurality of household appliances are connected should be bi-directionally communicated with the power source and the power information The need for

그리고, 종래의 가정 내에서의 전력망에서는 각 개별 전기제품의 소비전력량을 측정하지 않고, 전체 가정내에서의 소비전력량을 측정하고, 이를 토대로 전력요금을 산정하였으나, 변동 전력요금제가 도입되면서, 각 전기제품에서의 소비전력량 및 그에 따른 각 전기제품의 운전에 지출되는 전력요금에 대한 정보가 소비자에게 중요한 의미를 가진 데이터로 부각되었다. In the conventional electric power grid in the home, the amount of electric power consumed in the entire household was measured without measuring the amount of electric power consumed by each individual electric appliance, and the electric power charge was calculated based on the measured power consumption. However, Information on the amount of electricity consumed by the product and the electricity charges spent on the operation of each of the electric appliances have been highlighted as data having important meaning to consumers.

즉, 사용자는 자신이 보유한 각각의 전기제품의 전력소비 현황을 실시간으로 파악할 수 있는 한편, 전력요금이 비싸지는 일명 "피크 온타임" 구간에서는 전력소비량이 큰 전기제품의 사용을 자제하여 전력요금을 경제적으로 조절할 필요성이 있기 때문이다. In other words, the user can grasp the power consumption status of each of the electric appliances he owns in real time. Meanwhile, in the so-called "peak on time" period in which the electric power rate is high, Because of the need to adjust to.

본 발명은 이러한 필요성을 충족시키고자 마련된 것으로서, 각 전기제품에서의 소비전력량을 용이하게 산정할 수 있는 전기제품의 소비전력 산정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a method for estimating power consumption of an electrical product which can easily calculate the amount of power consumption in each electrical product.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 전기제품에 전력이 공급되어 전기제품이 작동하는 단계; (b) 상기 전기제품이 어떠한 운전모드로 작동하는지 판단하는 단계; (c) 상기 전기제품의 운전모드의 작동에 따른 소비전력 데이터를 읽어들이는 단계; (d) 상기 소비전력 데이터와 상기 전기제품의 작동시간을 고려하여 상기 전기제품의 소비전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating an electronic product, the method comprising: (a) (b) determining in what operating mode the electrical product operates; (c) reading power consumption data according to operation of the operation mode of the electrical product; (d) calculating the power consumption of the electrical product in consideration of the power consumption data and the operating time of the electrical product.

상기 (c) 단계는 전기제품의 동작을 제어하는 제어부에 연결되는 메모리부에 저장된 소비전력 데이터를 읽어들이는 것을 특징으로 하되, Wherein the step (c) reads the power consumption data stored in the memory unit connected to the control unit for controlling the operation of the electronic product,

상기 소비전력 데이터는 전기제품의 운전모드 및 운전조건에 따른 평균소비전력 테이블 형태로 저장되어 있는 것을 특징으로 한다. Wherein the power consumption data is stored in an average power consumption table format according to an operation mode and an operation condition of the electrical product.

상기 (c) 단계는 전기제품의 현재의 운전모드에 대응되는 소비전력 데이터를 상기 평균소비전력 데이블에서 읽어들이는 단계와;Wherein the step (c) comprises: reading power consumption data corresponding to a current operation mode of the appliance in the average power consumption table;

읽어들인 소비전력 데이터에 전기제품의 노후상태에 대응되는 파라미터 값에 따른 추가 소비전력값을 합산하여 최종 소비전력값을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. And adding the additional power consumption value according to the parameter value corresponding to the aged state of the electrical product to the read power consumption data to calculate the final power consumption value.

(e) 계산된 전기제품의 소비전력값을 전기제품의 제어부에 보고하는 단계를더 포함하는 것을 특징으로 한다. (e) reporting the calculated power consumption value of the electrical product to the control unit of the electrical product.

상기 전기제품과 연결되는 에너지관리장치 또는 스마트 미터를 더 포함하되,Further comprising an energy management device or smart meter connected to the electrical product,

상기 제어부에 보고된 소비전력값을 상기 에너지관리장치 또는 스마트 미터에 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And transmitting the power consumption value reported to the controller to the energy management device or the smart meter.

(f) 상기 제어부에 보고된 소비전력값 및 상기 소비전력값에 대응되는 소비전력요금을 전기제품에 마련되는 표시부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. (f) displaying a power consumption value corresponding to the power consumption value and the power consumption value reported to the control unit on a display unit provided in the electric appliance.

(g) 전기제품에 마련되는 인버터 또는 컨버터로 인입되는 DC전원에 의한 전력량을 측정하여 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. (g) measuring an amount of power consumed by the DC power source that is input to the inverter or converter provided in the electrical product to calculate the amount of power consumed by the electrical product.

상기 (g) 단계에서 상기 전기제품에 인버터가 장착되는 경우, 상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는; 상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와; 상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와; 상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계와; 계산된 전력량에 상기 전기제품의 듀티(duty)값을 반영하여 최종 소비전력량을 계산하는 것을 특징으로 한다. In the step (g), when the inverter is mounted on the electric product, the step of calculating the electric energy consumption of the electric product includes: Measuring a voltage of a DC power source that is input to the inverter; Measuring a current of a DC power source drawn into the inverter; Multiplying the voltage by the current to calculate a power amount; And the final power consumption is calculated by reflecting the duty value of the electric appliance to the calculated electric energy.

상기 (g) 단계에서 상기 전기제품에 컨버터가 장착되는 경우, 상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는; 상기 컨버터에서 인출되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와; 상기 컨버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와; 상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the step (g), when the converter is mounted on the electrical product, the step of calculating the amount of power consumption of the electrical product includes: Measuring a voltage of a DC power source drawn from the converter; Measuring the current of the DC power source drawn into the converter; And multiplying the voltage by the current to calculate a power amount.

(A) 전기제품에 전력이 공급되어 전기제품이 작동하는 단계; (B) 전기제품에 마련되는 인버터 또는 컨버터의 전압값과 전류값을 측정하는 단계; (C) 상기 인버터 또는 컨버터에서 측정된 전압값과 전류값을 조합하여 전기제품에서 소비되는 소비전력량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. (A) a step in which an electric product is supplied with electric power to operate the electric product; (B) measuring a voltage value and a current value of an inverter or a converter provided in the electric appliance; (C) calculating the amount of power consumed in the electrical product by combining the voltage value and the current value measured by the inverter or the converter.

상기 (B) 단계에서 상기 전기제품에 인버터가 장착되는 경우, 상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는; 상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와; 상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와; 상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계와; 계산된 전력량에 상기 전기제품의 듀티(duty)값을 반영하여 최종 소비전력량을 계산하는 것을 특징으로 한다. In the step (B), when the inverter is mounted on the electrical product, the step of calculating the amount of power consumption of the electrical product includes: Measuring a voltage of a DC power source that is input to the inverter; Measuring a current of a DC power source drawn into the inverter; Multiplying the voltage by the current to calculate a power amount; And the final power consumption is calculated by reflecting the duty value of the electric appliance to the calculated electric energy.

상기 (B) 단계에서 상기 전기제품에 컨버터가 장착되는 경우, 상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는; 상기 컨버터에서 인출되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와; 상기 컨버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와; 상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the step (B), when the converter is mounted on the electrical product, the step of calculating the amount of power consumption of the electrical product includes: Measuring a voltage of a DC power source drawn from the converter; Measuring the current of the DC power source drawn into the converter; And multiplying the voltage by the current to calculate a power amount.

상기 컨버터 또는 상기 인버터에서 전압을 측정하는 단계는 상기 컨버터 또는 인버터 회로에서의 DC전압을 소정의 저항체로 강압 또는 분압한 뒤 낮아진 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다. The step of measuring the voltage in the converter or the inverter is characterized in that the DC voltage in the converter or the inverter circuit is stepped down or divided by a predetermined resistor and then the lowered voltage is measured.

이러한 본 발명에 의하여, 각 전기제품 별 소비전력량을 측정할 수 있고, 측정된 소비전력량을 근거로 한 경제적인 전기제품 운용이 가능해진다.According to the present invention, it is possible to measure the amount of electric power consumed by each electric appliance, and it is possible to economically operate the electric appliance based on the measured amount of consumed electric power.

우선, 제어부와 연결된 메모리에 전기제품의 각 운전모드에 따른 소비전력 데이터를 테이블화 하여, 현재 운전모드에 대응되는 소비전력 데이터를 추출하고, 이를 운전시간과 조합하여 전기제품의 소비전력을 산정할 수 있다.First, the power consumption data corresponding to each operation mode of the electrical product is tabulated in the memory connected to the control unit, the power consumption data corresponding to the current operation mode is extracted, and the power consumption of the electrical product is calculated by combining the data with the operation time .

이외에도 전기제품의 노후에 따른 소비전력의 변화와 관련된 파라미터를 소비전력 산정시에 반영하여 보다 정확한 소비전력 산정이 이루어질 수 있도록 하였다.In addition, the parameter related to the change of power consumption due to the aging of the electric appliance is reflected in the power consumption calculation, so that more accurate power consumption can be calculated.

또한, 상술한 방법과 병행하여, 컨버터 또는 인버터에서의 전압과 전류를 측정하고, 이를 조합하여 전기제품의 소비전력량을 산정 In parallel with the above-described method, the voltage and the current in the converter or the inverter are measured, and the electric power consumption of the electric product is calculated

도1은 스마트 그리드의 개략도이다.
도2는 가정내외부에서의 전력관리네트워크의 개략도이다.
도3은 가정내외부에서의 전력관리네트워크의 제어블록도이다.
도4는 냉장고와 에어컨의 운전모드별 전력소비 데이터 테이블이다.
도5는 세탁기의 운전모드별 소비전력 데이터 테이블이다.
도6은 시간에 따른 전력요금의 변화 그래프이다.
도7은 DC/AC 인버터의 개략도이다.
도8은 DC/DC 컨버터의 개략도이다.
도9는 소비전력량 산정을 위한 데이터 통신 흐름도이다.
도10은 운전모드 별 소비전력 데이터 테이블을 이용한 전기제품의 소비전력량 산정방법의 흐름도이다.
도11은 인버터 또는 컨버터의 전압과 전류를 이용한 전기제품의 소비전력 산정방법의 흐름도이다.
도12는 에너지관리장치의 정면도이다. Figure 1 is a schematic diagram of a smart grid.
2 is a schematic diagram of a power management network at home and abroad.
FIG. 3 is a control block diagram of a power management network in and out of a home.
4 is a power consumption data table for each mode of operation of the refrigerator and the air conditioner.
Fig. 5 is a power consumption data table for each mode of operation of the washing machine.
Figure 6 is a graph of the change in power tariff over time.
7 is a schematic diagram of a DC / AC inverter.
8 is a schematic diagram of a DC / DC converter.
9 is a data communication flowchart for calculating the amount of power consumption.
10 is a flowchart of a method of calculating the amount of power consumption of an electrical product using the power consumption data table for each operation mode.
11 is a flowchart of a method for calculating the power consumption of an electrical product using voltage and current of an inverter or a converter.
12 is a front view of the energy management apparatus.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1은 스마트 그리드의 개략도에 관한 것으로서, 스마트 그리드는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소를 포함한다.FIG. 1 is a schematic diagram of a smart grid. The smart grid includes a power plant generating electricity through thermal power generation, nuclear power generation, or hydroelectric power generation, and a photovoltaic power generation plant and a wind power generation plant using solar power or wind power .

그리고, 상기 화력발전 또는 원자력발전소 또는 수력발전소는 송전선을 통하여 전력소로 전력을 보내고, 전력소에서는 변전소로 전기를 보내어 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다. The thermal power plant, nuclear power plant or hydroelectric power plant transmits electric power to the electric power plant through a transmission line, and electric power is sent to the substation in the electric power plant so that electric power is distributed to the consumer such as the home or the office.

그리고, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전력저장장치를 거쳐서 삼무실이나 각 가정으로 분배된다.Electricity generated by renewable energy is also sent to the substation and distributed to each customer. Electricity transmitted from the substation is distributed through the electric power storage device to the office or each household.

가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 자체적으로 생산하여 전기를 자체공급할 수 있고, 남는 전기는 외부에 되팔수도 있다. Even in the home using a home network (HAN), it is possible to produce electricity by itself through the fuel cell mounted on sunlight or PHEV (Hybrid Electric Vehicle, Plug in Hybrid Electric Vehicle) The remaining electricity can be returned to the outside.

그리고, 사무실이나 가정에는 스마트 계측장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 이를 통하여 사용자는 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다.In the office or home, a smart measuring device is provided to grasp real-time power and electric charges used in each customer. Through this, the user recognizes the current amount of electric power and the electric charge, Can be considered.

한편, 상기 발전소, 전력소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처에서 일방적으로 전기를 받도록 하는 것만을 떠나서, 수요처의 상황을 저장장치, 전력소, 발전소로 통지함으로써 수요처의 상황에 맞게 전기 생산 및 전기분배를 수행할 수 있게 된다. In addition, since the power plant, power station, storage device, and consumer are two-way communication, it is necessary to notify the storage device, the power station and the power station of the situation of the demanding place separately from the one- Electric distribution can be performed.

한편, 상기 스마트 그리드에서는 수요처의 실시간 전력관리 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)가 중추적인 역할을 담당한다. Meanwhile, in the above-mentioned smart grid, an Energy Management System (EMS) and an Advanced Metering Infrastructure (AMI), which measure real-time power management of demanders and real-time power consumption, It is responsible for the role of

여기서 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다. The measurement device under the Smart Grid is based on an open architecture and is an underlying technology to integrate consumers. It provides consumers with the ability to use electricity efficiently, and power suppliers to detect system problems and efficiently operate the system do.

여기서, 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 전기기구가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 전기기구가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다. Here, open architecture is a standard that allows all electric devices to be connected to each other regardless of which manufacturer manufactures the electric devices in a smart grid system, unlike a general communication network.

따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율성 개념을 가능케 한다. Thus, the metering devices used in the Smart Grid enable consumer-friendly efficiency concepts such as "Prices to Devices ".

즉, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS)와 스마트 미터를 통하여 중계되며, 에너지관리장치(EMS)와 스마트 미터는 각 전기제품와 통신을 하며 이를 제어하므로 사용자는 에너지관리장치(EMS) 또는 상기 스마트 미터를 보고 각 전기제품의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력정보처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.That is, the real-time price signal of the electric power market is relayed through the energy management device (EMS) installed in each home and the smart meter, and the energy management device (EMS) and the smart meter communicate with each electric product, Energy and cost can be saved by recognizing the electric power information of each electric appliance by the EMS or the smart meter and performing the power information processing such as the setting of the consumed electric power or the electricity rate limit based on the electric power information.

한편, 상기 각 전기제품에도 각 전기제품의 운전모드에 대한 상태정보를 취합하고, 상기 에너지관리장치(EMS) 또는 상기 스마트 미터로부터 전달받은 전력정보나 온도 또는 습도와 같은 환경정보를 수신하여 이를 전기제품의 운전제어에 반영하는 스마트 제어 디바이스가 마련된다. Meanwhile, it is also possible to collect status information on the operation mode of each electric appliance in each of the electric appliances, receive environmental information such as electric power information or temperature or humidity received from the energy management device (EMS) or the smart meter, A smart control device is provided that reflects the operation control of the product.

이러한 스마트 제어 디바이스와, 상기 에너지관리장치(EMS), 그리고, 상기 스마트 미터간의 통신에 의하여 각 전기제품에 대한 제어가 수행될 수 있다. The control for each electrical product can be performed by communication between the smart control device, the energy management device (EMS), and the smart meter.

여기서 에너지관리장치(EMS)는 사무실이나 가정에서 사용되는 로컬 에너지관리장치(Local EMS)와, 상기 로컬 에너지관리장치(Local EMS)와 양방향 통신을 하여 로컬 에너지관리장치(EMS)에서 취합된 정보를 처리하는 중앙 에너지관리장치(Central EMS)로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the energy management apparatus (EMS) performs bidirectional communication with the local energy management apparatus (Local EMS) and the local energy management apparatus (EMS) used in the office or the home to collect information collected from the local energy management apparatus (Central EMS) that processes the energy.

스마트 그리드에서 공급자와 수요자간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하게 되기 때문에, "실시간 전력망 반응"을 현실화 시킬 수 있고, 이에 따라서, 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다. Since the smart grid enables real-time communication of power information between the supplier and the consumer, it is possible to realize a "real-time power grid reaction ", thereby reducing the high cost required to meet the peak demand.

도2는 스마트 그리드의 주요 수요처인 가정에서의 전력관리네트워크(10)를 도시한 것이다. FIG. 2 shows a power management network 10 in a home, which is a major demand source of the smart grid.

상기 전력관리네트워크(10)는 각 가정에 공급되는 전력 및 전력요금과 같은 전력정보를 외부에서 받을 수 있고, 가정 내에서의 사용전력 및 전력요금을 실시간으로 측정할 수 있는 스마트미터(20)와, 상기 스마트미터(20)와 연결되며 하나 이상의 전기제품과 통신하고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리장치(EMS)(30)를 구비한다. The power management network 10 includes a smart meter 20 capable of receiving electric power information such as electric power and electric power charges supplied to each home from the outside, (EMS) 30 connected to the smart meter 20 for communicating with and controlling the operation of one or more appliances.

여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전력 소모상태 및 외부의 환경(온도, 습도)를 표시하는 화면(31)을 구비하고, 사용자의 조작이 가능한 입력부(32) 등을 구비한 단말기 형태로 마련되는 것이 바람직하다. Here, the energy management device (EMS) 30 includes a screen 31 for displaying the current power consumption state and external environment (temperature, humidity), and includes an input unit 32 and the like It is preferable that the terminal is provided in the form of a terminal.

상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 냉장고(101), 세탁기 및 건조기(102), 에어컨(103), TV(105) 또는 조리기기(104)와 같은 전기제품(100)과 연결되어, 이들과 양방향 통신을 하게 된다. The EMS 30 is again connected to an electric appliance such as a refrigerator 101, a washing machine and a dryer 102, an air conditioner 103, a TV 105 or a cooking appliance 104 through a home network (100), and performs bidirectional communication with them.

집안 내부에서의 통신은 무선 또는 PLC와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있다. Communication within the house can be done via wire or wireless, such as a PLC.

그리고, 각 전기제품들도 다른 전기제품들과 연결되어 통신이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다. Further, it is preferable to arrange each electric appliance so as to be connected to other electric appliances so as to be able to communicate with each other.

각 전기제품(100;101~105) 내부에는 외부에서 공급되는 상기 전기제품(100) 외부에서 공급되는 DC전원을 AC전원으로 변환하는 인버터(200)나 DC전원을 승압 또는 감압하는 컨버터(300)가 마련된다. Inside each electric product 100 (101-105), there are provided an inverter 200 for converting the DC power supplied from outside the electric product 100 supplied from the outside into an AC power source, a converter 300 for boosting or reducing the DC power, .

통상적으로, 압축기 또는 출력이 큰 모터를 구비하는 냉장고(101), 또는 세탁기(102), 에어컨(103)와 같은 대형 전기제품의 경우, AC전원을 이용하여 팬모터의 속도나 압축기의 모터속도를 가변시켜야 하므로 인버터(200)가 그 내부에 마련된다. .Generally, in the case of a large electric appliance, such as a refrigerator 101 having a compressor or a motor with a large output, or a washing machine 102 or an air conditioner 103, an AC power source is used to control the speed of the fan motor, The inverter 200 is provided inside thereof. .

그리고, 컴퓨터(104)나 TV(105)와 같은전기제품의 경우, 출력이 큰 모터가 구비되지 않고, 일정한 크기의 전원이 소정시간 동안 공급되면 되므로, 외부에서 공급되는 DC전원을 강압하거나 또는 승압하는 컨버터(300)가 그 내부에 마련된다. In the case of an electric appliance such as the computer 104 or the TV 105, since a motor having a large output is not provided and a constant-sized power source is supplied for a predetermined time, the DC power supplied from the outside is stepped- A converter 300 is provided therein.

인버터는 DC전원을 전력소자(Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT)의 교번 스위칭에 의하여 AC전원을 얻어서 전원의 성격을 변화시키며, 상기 전력소자는 공급되는 전원의 캐리어 주파수에 따라 온/오프 동작을 수행하여 전기제품에 AC전원을 공급하는 역할을 한다. The inverter obtains an AC power by alternately switching the DC power source to an insulated gate bipolar transistor (IGBT) to change the nature of the power source. The power source performs an on / off operation according to the carrier frequency of the power source, It supplies AC power to the product.

컨버터의 경우 스위치를 이용하여 입력된 DC전원의 전압을 승압(step-up)하거나, 강압(step-down)하며, 강압하는 경우에는 초핑주기(chopping period) 대비 스위치가 닫힌 시간의 비율인 시비율을 조정하여 출력전압이 입력전압보다 낮게 하고, 승압을 하는 경우에는 스위치를 on/off 시켜 인덕터 내에 에너지가 축적되게 하거나 축적된 에너지를 부하 방향으로 전달시킴으로써 공급전압보다 출력전압이 커지도록 한다. In the case of a converter, the step-up or step-down of the voltage of the DC power input is performed by using a switch. When the voltage is stepped down, the duty ratio, which is the ratio of the closed time of the switch to the chopping period, So that the output voltage is lower than the input voltage. When the voltage is increased, the switch is turned on / off so that the energy is accumulated in the inductor or the stored energy is transferred in the load direction.

한편, 상기 가정에 전력을 공급하는 곳은 일반적인 발전장비(화력, 원자력, 수력)을 구비하거나 신재생에너지(태양광, 풍력, 지열)등을 이용한 발전장비등을 구비한 전력회사와 같은 계통전원(50)이 될 수 있다.On the other hand, the power supply to the household is provided with a general power generation equipment (thermal power, nuclear power, hydropower) or a grid power supply such as a power generation company using renewable energy (solar, wind, geothermal) (50).

이외에도, 태양열 발전이나 풍력발전과 같은 신재생에너지 발전시설(51)이나, 가정내에 마련되는 축전지 또는 자동차의 연료전지와 같은 보조전원(52)도 전력공급원이 된다.In addition, an auxiliary power source 52 such as a renewable energy generation facility 51 such as solar power generation or wind power generation, a storage battery provided in the home or a fuel cell of an automobile is also a power supply source.

일반적으로 상기 계통전원(50)은 AC전원을 공급하며, 신재생에너지나 보조전원의 경우 DC전원이 공급된다. Generally, the system power supply 50 supplies AC power, and DC power is supplied for renewable energy or auxiliary power.

통상적으로 상기 전력공급원(50,51,52)은 상기 스마트 미터(20)와 상기 에너지관리장치(30)와 연결되어 전력정보를 이들에게 제공하고 한다. Typically, the power sources 50, 51, 52 are coupled to the smart meter 20 and the energy management device 30 to provide power information to them.

그리고, 상기 전력공급원(50,51,52)의 전력은 가정 내로 공급되어, 각 전기제품(100)에 전력에너지를 공급한다. The power of the electric power sources 50, 51, and 52 is supplied into the home, and supplies electric energy to each electric appliance 100.

도3에서 도시한 바와 같이, 가정 내에서의 전력관리네트워크(10)는 DC전원을 공급하는 신재생에너지(51) 또는 보조전원(52) 및, AC전원을 공급하는 계통전원(50)과 연결된다.3, the power management network 10 in the home is connected to the system power supply 50 for supplying the renewable energy 51 or the auxiliary power supply 52 for supplying the DC power and the AC power, do.

그리고, 상기 전력공급원(50, 51, 52)은 상기 스마트 미터(20) 및 상기 에너지관리장치(EMS)(30)와 연결되는 동시에, 가정 내에 마련되는 냉장고(101), 에어컨(103) 또는 TV(105)와 같은 전기제품에 전력을 공급한다. The power supply sources 50, 51 and 52 are connected to the smart meter 20 and the energy management device 30 and are connected to a refrigerator 101, an air conditioner 103, (105). ≪ / RTI >

가정 내로 공급되는 전원은 DC전원과 AC전원인데, 상기 DC전원의 경우, 외부에서 220V 또는 380V와 같이 가정용 전압에 맞게 조절되어 가정 내부로 인입된다.The power supplied to the house is DC power and AC power. In the case of the DC power, the power is supplied to the inside of the house by being adjusted to the household voltage such as 220V or 380V from the outside.

그리고, AC전원의 경우, 가정 내로 인입되어 AC/DC정류기(400)에 의하여 DC전원으로 변환된다. 가정 내로 인입된 AC전원의 경우, 바로 AC전원을 사용하는 상기 냉장고(101) 또는 에어컨(103)과 같은 전기제품에 바로 사용될 수 없기 때문에, 우선 DC전원으로 변환하는 것이다. In the case of an AC power source, the power source is drawn into the house and converted into DC power by the AC / DC rectifier 400. In the case of an AC power source which has been drawn into the house, it can not be directly used in an electric appliance such as the refrigerator 101 or the air conditioner 103 that uses the AC power source.

상기 AC/DC정류기(400)의 경우, 보통 6개의 스위치 및 각각의 스위치와 병렬로 연결된 6개의 바디 다이오드(Body Diode)로 구성되는 정류부와, 평활 캐패시터로 구성된다. In the case of the AC / DC rectifier 400, the AC / DC rectifier 400 generally comprises six switches and a rectifying part composed of six body diodes connected in parallel with the respective switches, and a smoothing capacitor.

여기서 상기 6개의 스위치는 일반적으로 전력소자(IGBT)이고, 스위칭 주파수는 5~20kHz로 되는 것이 바람직하다. 한편, 6개의 스위치와 병렬 연결된 보디 다이오드는 빠른 스위칭에서도 스위칭 손실이 적도록 역회복 특성이 우수한 다이오드로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the six switches are generally power devices (IGBTs), and the switching frequency is preferably 5 to 20 kHz. On the other hand, it is preferable that the body diode connected in parallel with the six switches is composed of a diode having excellent reverse recovery characteristics so that switching loss is small even in fast switching.

한편, 평활 캐패시터는 상기 정류부를 통해 출력된 전압을 DC전압이 되도록 평활하고, 평활된 전류전압을 각 전기제품에 마련되는 인버터(200)에 공급한다.On the other hand, the smoothing capacitor smoothes the voltage output through the rectifying part to a DC voltage, and supplies the smoothed current voltage to the inverter 200 provided in each electric appliance.

상기 AC/DC 정류기(400)와 연결된 각 전기제품(100) 중 냉장고(101)나 에어컨(103)과 같은 대형 가전제품은 상술한 바와 같이 압축기나 팬을 구동시키기 위한 고출력의 모터와 같은 부하(101e,103e)가 마련된다.The large household appliances such as the refrigerator 101 and the air conditioner 103 among the electric appliances 100 connected to the AC / DC rectifier 400 are connected to a load such as a high-output motor for driving the compressor or the fan 101e, 103e.

상기 냉장고(101) 또는 상기 에어컨(103)의 내부 구성을 보면, 제어부(101a,103a)와, 상기 제어부(101a)와 연결되어 운전모드에 따른 소비전력값과 같은 전력정보를 저장하고 있는 메모리(101b, 103b)와, 상기 스마트미터(20) 또는 상기 에너지관리장치(EMS)(30)와 통신을 하여 이들로부터 전력정보를 받거나 전기제품의 전력정보를 송신하는 통신부(101c,103c), 그리고, 운전모드에 따른 상태를 표시하는 표시부(101d,103d)와, 사용자가 명령을 입력하는 입력부(101f,103f)를 포함한다.The internal configuration of the refrigerator 101 or the air conditioner 103 includes controllers 101a and 103a and a memory connected to the controller 101a and storing power information such as a power consumption value according to the operation mode Communication units 101c and 103c for communicating with the smart meter 20 or the EMS 30 to receive electric power information from them or transmit electric power information of the electric appliance, Display sections 101d and 103d for displaying a state according to the operation mode, and input sections 101f and 103f for the user to input a command.

상기 부하(101e, 103e)는 그 회전 수가 각 운전모드에 따라서 변할 수 있는 인버터 모터를 포함하며, 이러한 인버터 모터는 냉장고 또는 에어컨의 압축기, 또는 냉장고의 냉기팬, 에어컨의 송풍팬을 동작시킨다.The loads (101e, 103e) include an inverter motor whose number of revolutions can be changed according to each operation mode. Such an inverter motor operates a compressor of a refrigerator or an air conditioner, or a cooling fan of a refrigerator or a blowing fan of an air conditioner.

그리고, 세탁기나 건조기 경우, 회전드럼을 회전시키는 역할도 한다. In the case of a washing machine or a dryer, it also rotates the rotary drum.

한편, 상기 부하(101e, 103e)는 상기 모터 이외에 다른 전력소비요소도 될 수 있다. Meanwhile, the loads 101e and 103e may be power consumption elements other than the motor.

상기 부하(101e,103e)에는 상기 인버터(200)가 연결되고, 상기 인버터(200)는 상기 제어부(101a,103a)와 연결되어, 상기 제어부(101a,103a)의 명령에 따라서 상기 부하(101e,103e)에 AC전원을 공급한다. The inverter 200 is connected to the loads 101e and 103e and the inverter 200 is connected to the controllers 101a and 103a so that the loads 101e and 103a are controlled according to commands from the controllers 101a and 103a. 103e.

상기 인버터(200)는 상기 제어부(101a,103a)의 명령이나 사용자의 입력에 의한 명령에 따라서 상기 부하(101e,103e)에 인가되는 전압 또는 전류의 크기와 주파수를 조절할 수 있다. The inverter 200 can adjust the magnitude and frequency of a voltage or a current applied to the loads 101e and 103e according to a command of the controllers 101a and 103a or a command input by a user.

한편, TV(105) 또는 PC와 같은 전기제품의 경우, 에어컨이나 냉장고와 같은 고출력 모터가 필요 없기 때문에 DC전원을 공급받아서 구동된다.On the other hand, in the case of electric appliances such as the TV 105 or the PC, since a high-output motor such as an air conditioner or a refrigerator is not necessary, it is driven by being supplied with DC power.

그런데, TV(105)나 PC와 같은 전기제품의 경우, 24V나 12V로 구동되기 때문에, 220V나 380V와 같이 가정에 인입되는 DC전원을 그대로 사용하기는 불가능하다. 따라서, 상기 컨버터(300) 내부에 마련하여 전기제품 외부에서 인입되는 DC전원을 강압하는 것이 필요하다. However, in the case of electric appliances such as the TV 105 and the PC, since it is driven by 24 V or 12 V, it is impossible to use the DC power inputted into the home as 220 V or 380 V as it is. Therefore, it is necessary to reduce the DC power supplied from the outside of the electric appliance by being provided inside the converter 300.

상기 TV(105)와 PC의 구조를 보면, 제어부(105a)와, 운전모드에 따른 소비전력 정보를 저장하고 있는 메모리(105b)와, 상기 스마트 미터(20) 또는 상기 에너지관리장치(EMS)(105c)와 정보를 송수신하는 통신부(105c)와, 사용자의 명령이 입력되는 입력부(105f)가 마련된다. The structure of the TV 105 and the PC includes a controller 105a, a memory 105b for storing power consumption information according to the operation mode, and a memory 105b for storing information on power consumption of the smart meter 20 or the EMS A communication unit 105c for transmitting and receiving information to and from the communication apparatuses 105a and 105c, and an input unit 105f for inputting a user command.

한편, 상기 TV(105)나 PC에는 LCD 또는 PDP 또는 CRT로 구성되는 화면을 구성하는 표시장치와 같은 부하(105e)가 마련되는데, 이러한 부하(105e)는 상기 컨버터(300)와 연결되어, 외부에서 인입되는 DC전원이 강압된 후, 상기 부하(105e)에 공급된다. A load 105e such as a display device constituting a screen composed of an LCD, a PDP or a CRT is provided on the TV 105 or the PC. The load 105e is connected to the converter 300, And then supplied to the load 105e.

도4는 냉장고와 에어컨의 메모리에 저장되어 있는 소비전력 데이터 테이블인데, 여기서, 상기 냉장고의 운전모드는 냉동실의 목표온도와 상기 냉장실의 목표온도에 따라서 달라진다.FIG. 4 is a power consumption data table stored in a memory of a refrigerator and an air conditioner, wherein the operating mode of the refrigerator is changed according to a target temperature of the freezing room and a target temperature of the refrigerator.

즉, 냉동실과 냉장실의 목표온도가 낮을 수록, 그 만큼 압축기 및 냉기팬의 운전율 또는 듀티 싸이클이 증가해야하고, 이에 따라서 소비전력도 증가한다. 특히, That is, the lower the target temperatures of the freezer compartment and the refrigerating compartment, the greater the operating rate or duty cycle of the compressor and the refrigerant fan, and accordingly the power consumption increases. Especially,

목표온도가 변함에 따라서 운전모드도 변하고, 이러한 운전모드의 변화에 따른 평균 소비전력의 변화는 에어컨에서도 마찬가지이다. 특히 에어컨의 경우, 압축기의 듀티 뿐만 아니라, 실내기 또는 실외기의 팬 속도도 소비전력을 증가시키거나 감소시키는 일 요인이기 때문에, 실내의 목표온도 및 팬 속도에 따라서 소비전력이 달라진다. As the target temperature changes, the operation mode also changes, and the change in the average power consumption according to the change of the operation mode is the same in the air conditioner. Particularly, in the case of an air conditioner, not only the duty of the compressor but also the fan speed of the indoor unit or the outdoor unit is also a factor for increasing or decreasing the power consumption, so the power consumption varies depending on the target temperature and the fan speed of the room.

한편, 도5와 같이, 세탁기의 경우도, 각 운전모드, 즉, 빠른세탁코스, 표준코스, 찌든 때 세탁코스, 표준코스 및 건조코스를 각각 수행하는 경우에 소비전력이 달라지게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, in the case of the washing machine, the power consumption differs in each operation mode, that is, when a quick washing course, a standard course, a washing course, a standard course, and a drying course are performed.

즉, 각 세탁코스에 따라서 총 세탁시간, 회전드럼의 모터의 회전수, 건조용 또는 세탁수 히팅용 히터의 작동 여부가 달라지게 되므로, 세탁기의 평균 소비전력이 달라지게 되는 것이다. That is, the total washing time, the number of revolutions of the motor of the rotary drum, and the operation of the heater for drying or the washing water heating vary depending on each washing course, so that the average power consumption of the washing machine is changed.

도4와 도5에서 도시한 바와 같이, 각 전기제품에서의 특정 운전모드에 따른 소비전력은 약간씩 달라질 수 있기 때문에, 전기제품 제조사에서 각 전기제품을 특정한 조건하에서 특정한 운전모드로 수십내지 수백회 운전을 하고, 그 운전에 따른 소비전력값을 평균내어서 상기 메모리에 저장해두는 것이 바람직하다. As shown in FIGS. 4 and 5, since the power consumption according to the specific operation mode of each electric appliance can be slightly different, the electric appliance maker can make each electric appliance several tens to several hundreds of times It is preferable that the operation is carried out and the power consumption value according to the operation is averaged and stored in the memory.

상기 소비전력값을 산정하는 경우에는 전기제품의 연식 증가에 따른 요인도 감안을 해 주는 것이 바람직하다. 동일한 운전모드라고 하여도, 신규제품의 경우와, 수 년 정도 연식이 된 제품 간의 소비전력이 다를 것이기 때문에, 전기제품의 각 운전모드에 따른 소비전력값에 전기제품의 노후 상태에 따른 파라미터 값에 따른 소비전력값을 합산하여 최종적인 소비전력값을 산정하는 것이 바람직하다. In the case of calculating the power consumption value, it is preferable to consider the factors related to the increase in the yearly power consumption of the electrical product. Even if the same operation mode is used, since the power consumption between the new product and the product that has been modeled for several years will be different, the power consumption value according to each operation mode of the product It is preferable to calculate the final power consumption value by summing the power consumption values.

즉, 도4와 도5와 같은 평균 소비전력 테이블에서 각 전기제품의 운전모드에 따른 소비전력 데이터를 읽어들이고, 그리고, 그 소비전력 데이터와 운전시간을 고려하여 총 소비전력값을 산정하고, 이를 토대로 소비전력요금을 계산할 수 있다. That is, in the average power consumption table as shown in Figs. 4 and 5, the power consumption data according to the operation mode of each electric appliance is read, and the total power consumption value is calculated in consideration of the power consumption data and the operation time, You can calculate your electricity bill based on your base.

도6에서 도시한 바와 같이, 전력요금이 시간에 따라서 변하는 변동요금제에서, 상술한 소비전력 테이블을 이용하여 각 전기제품의 운전모드에 따른 총 소비전력값을 산정한 후에, 이 값을 시간대별 전력요금 데이터와 곱하여 최종적인 전력요금을 산정할 수 있다. As shown in Fig. 6, in the variable rate system in which the electric power charge varies with time, the total electric power consumption value according to the operation mode of each electric appliance is calculated using the power consumption table described above, The final power bill can be calculated by multiplying it with the charge data.

상기 소비전력 데이터 테이블을 이용하여 총 소비전력값을 산정하는 방법을 주된 방법으로 하고, 이러한 방법을 뒷받침할 수 있는 보조적인 소비전력값 산정방법은 전기제품에 설치되어 있는 인버터 또는 컨버터에 인입되거나 또는 인버터 및 컨버터에서 인출되는 DC전원의 전압과 전류를 측정하여 수행할 수 있다. A method of calculating the total power consumption value using the power consumption data table is a main method, and an auxiliary power consumption value calculation method which can support this method is a method of calculating the total power consumption value by using a table The voltage and current of the DC power source drawn from the inverter and the converter can be measured and performed.

상술한 바와 같이 전기제품에는 인버터 또는 컨버터가 마련되어 있고, 이러한 인버터 또는 컨버터에서 공급된 전원이 전기제품을 구동시키기 때문에, 상기 인버터 또는 컨버터는 전기제품의 전력공급에 있어서 일종의 게이트 웨이 역할을 한다. As described above, the inverter or the converter is provided in the electric product, and since the power supplied from the inverter or the converter drives the electric product, the inverter or the converter serves as a kind of gateway in electric power supply of the electric product.

따라서, 상기 인버터 또는 컨버터를 통과하는 DC전원의 전압과 전류를 측정한다면, 전기제품에 공급되어 소비되는 전력값을 측정할 수 있다.Therefore, if the voltage and the current of the DC power source passing through the inverter or the converter are measured, the power value supplied to the electric appliance and consumed can be measured.

도7은 본 발명에 의한 인버터(200)의 개략도를 보인 것이다.7 is a schematic diagram of an inverter 200 according to the present invention.

상기 인버터(200)의 입력단에는 상술한 바와 같이 DC전원이 인입되고, 출력단에는 AC전원이 출력되어, 상기 부하(101e)로 공급된다. DC power is supplied to the input terminal of the inverter 200 as described above, and AC power is supplied to the output terminal of the inverter 200 to be supplied to the load 101e.

상기 인버터(200)에는 전력소자(Power IC)(201)를 포함하며, 상기 전력소자(Power IC)는 상보성 금속 산화막 반도체(Comlementary metal oxide semiconductor)로 구성되는데, 상기 전력소자(Power IC)(201)에 포함된 교번 스위치(202)의 동작에 의하여 상기 DC전원이 AC전원으로 바뀐다. The inverter 200 includes a power IC 201 and the power IC is composed of a complementary metal oxide semiconductor. The power IC 201 The DC power is changed to the AC power by the operation of the alternate switch 202. [

상기 교번 스위치(202)는 A지점과, C지점을 교번적으로 on/off시키는 동작을 한다. The alternate switch 202 alternately turns on and off the A point and the C point.

상기 인버터(200)의 출력단에서 나오는 AC전원은 시간에 따라서 전압과 전류가 변하기 때문에 측정하기 어려우나, 상기 인버터(200)의 입력단에 들어가는 DC전원의 경우는 시간에 따른 변화가 없기 때문에, 상기 인버터(200)의 입력단에 들어가는 전압(Vin)과 전류(Iin)를 측정하고 이를 곱한후, 전기제품의 듀티값을 반영하여 총 소비전력을 산정한다. Since it is difficult to measure the AC power from the output terminal of the inverter 200 because the voltage and the current change with time, the DC power supplied to the input terminal of the inverter 200 does not change with time, (V in ) and current (I in ) input to the input terminal of the electronic device 200 are measured and multiplied, and then the total power consumption is calculated by reflecting the duty value of the electronic product.

상기 인버터(200)의 입력단에 들어가는 전압의 경우, 220V 또는 380V이기 때문에 직접적으로 측정하는 것은 불가능하고, 상기 전력소지(Power IC)(201)에 배치된 두개의 전력선에 저항(R1,R2)를 달아서 상기 저항(R1, R2)에 의하여 분압 또는 강압된 전압을 측정한다.It is impossible to directly measure the voltage of the input terminal of the inverter 200 because it is 220V or 380V and the resistors R1 and R2 are applied to the two power lines arranged in the power IC 201 And measures the voltage divided or reduced by the resistors (R1, R2).

본 도면에서는 상기 저항(R1, R2)이 A점과 B점에 연결되어 있다. In the figure, the resistors R1 and R2 are connected to points A and B, respectively.

여기서, 상기 저항(R1, R2)에 의하여 강압되어 측정가능한 전압은 0~5V정도인 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the measurable voltage by the resistors R1 and R2 is about 0 to 5V.

상기 입력전압(Vin)과 입력전류(Iin)는 모두 전력소자(Power IC)에 의하여 측정되어 상기 제어부(101a)로 보고된다. 따라서, 제어부(101a)는 이러한 상기 입력전압(Vin)과 입력전류(Iin), 그리고, 전기제품의 운전시간과 듀티 값을 고려하여, 전기제품의 소비전력을 산정할 수 있는 것이다. The input voltage Vin and the input current Iin are both measured by a power IC and reported to the controller 101a. Therefore, the control unit 101a can calculate the power consumption of the electrical product in consideration of the input voltage Vin, the input current Iin, and the operation time and duty value of the electrical product.

한편, 상기 제어부(101a)에는 상기 메모리(101b)가 연결되어, 상술한 과정에의 하여 산정된 소비전력값을 산출하고, 이를 소비전력 테이블에 지속적으로 적산시켜서, 평균 소비전력 데이터를 업데이트 할 수도 있다. Meanwhile, the control unit 101a is connected to the memory 101b, calculates the power consumption value calculated in the above-described process, continuously accumulates the calculated power consumption value in the power consumption table, and updates the average power consumption data have.

그리고, 상기 평균 소비전력 데이터와, 상기 인버터(200)에서 측정된 소비전력을 비교하여, 전기제품의 이상유무도 판별할 수도 있다. The average power consumption data may be compared with the power consumption measured by the inverter 200 to determine whether the electric appliance is abnormal.

도8은 본 발명에 의한 컨버터(300)의 개략도를 보인 것이다.8 is a schematic view of a converter 300 according to the present invention.

상기 인버터(300)의 입력단에는 상술한 바와 같이 DC전원이 인입되고, 출력단에서는 변압된 DC전원이 출력되어, 상기 부하(105e)로 공급된다. DC power is input to the input terminal of the inverter 300 as described above, and the transformed DC power is outputted from the output terminal, and is supplied to the load 105e.

상기 컨버터(300)도 전력소자(Power IC)(301)를 포함하며, 상기 전력소자(Power IC)(301) 포함된 교번 스위치(302)의 동작에 의하여 입력된 DC전원이 승압되거나 강압된다. The converter 300 also includes a power IC 301. The DC power input by the alternate switch 302 included in the power IC 301 is stepped up or stepped down.

상기 교번 스위치(302)는 E지점과, F지점을 교번적으로 on/off시키는 동작을 한다. The alternating switch 302 alternately turns on and off the E point and the F point.

상기 컨버터(300)의 스위치를 지나서 출력되는 전원의 성격은 DC이므로 이를 측정할 수 있다. 다만, 출력전압(Vout)의 경우도 통상적으로 5V이상이 되기 때문에, 상기 Power IC(301)에 배치된 전력선에 저항(R3,R4)를 달아서 상기 저항(R3, R4)에 의하여 강압되는 전압을 측정한다.Since the nature of the power output through the switch of the converter 300 is DC, it can be measured. However, since the output voltage Vout is usually 5V or more, the resistors R3 and R4 are connected to the power line arranged in the Power IC 301, .

여기서도, 상기 저항(R3, R4)에 의하여 강압되어 측정가능한 전압은 0~5V정도인 것이 바람직하다. Here, it is also preferable that the voltage that can be measured by the resistors R3 and R4 to be measurable is about 0 to 5V.

상기 출력전압(Vout)과 입력전류(Iin)는 모두 전력소자(Power IC)에 의하여 측정되어 상기 제어부(105a)로 보고된다. 따라서, 제어부(101a)는 이러한 상기 출력전압(Vout)과 입력전류(Iin), 그리고, 전기제품의 운전시간을 고려하여, 전기제품의 소비전력을 산정할 수 있다. The output voltage V out and the input current I in are both measured by a power IC and reported to the controller 105a. Therefore, the control unit 101a can calculate the power consumption of the electrical product in consideration of the output voltage V out , the input current I in , and the operating time of the electrical product.

상기 제어부(105a)에는 상기 메모리(105b)가 연결되어, 상술한 과정에의 하여 산정된 소비전력값을 산출하고, 이를 소비전력 테이블에 지속적으로 적산시켜서, 평균 소비전력 데이터를 업데이트 할 수도 있다. The controller 105a may be connected to the memory 105b to calculate the power consumption value calculated in the above-described process, and may continuously accumulate the power consumption value in the power consumption table to update the average power consumption data.

그리고, 상기 평균 소비전력 데이터와, 상기 컨버터(300)에서 측정된 소비전력을 비교하여, 전기제품의 이상유무도 판별할 수도 있다. The average power consumption data and the power consumption measured by the converter 300 may be compared to determine whether the electric appliance is abnormal.

도9에서 도시한 바와 같이, 본 발명에서 소비 전력량 정보를 인식하는 것과 관련된 통신의 흐름을 보면 아래와 같다.As shown in Fig. 9, the communication flow related to the recognition of the power consumption amount information in the present invention is as follows.

상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 상기 전기제품(100)방향으로 전력공급원에 관한 정보, 또는 변동요금제 하에서의 전력요금 정보를 제공한다. The energy management device (EMS) 30 provides information about the electric power source in the direction of the electric appliance 100, or electric power charge information under the variable rate.

또한, 현재 전력요금에서 필요한 각 전기제품의 운전모드가 어떻게 수행되어야 하는지에 대한 운전모드 정보도 제공할 수 있다. 즉, 전력요금이 일정기준이 이상이 되는 시기에서는 전기제품의 절전모드 명령을 내리고, 일정기준 이하가 되는 경우는 통상적인 운전모드가 수행되도록 한다. It can also provide operating mode information on how the operating mode of each electrical product needed in the current power bill should be performed. That is, the power saving mode command of the electric appliance is issued at a time when the electric power charge becomes equal to or higher than a certain standard, and the normal operation mode is performed when the electric power charge becomes lower than a certain standard.

그리고, 상기 전기제품(100)은 상기 에너지관리장치(EMS)(30)에 상기 에너지관리장치(EMS)(30)가 제공한 운전모드를 실행했는지 여부, 또는 기타 운전모드가 실행되는지 여부를 송신한다. The electric appliance 100 transmits to the energy management device (EMS) 30 whether or not the operation mode provided by the energy management device (EMS) 30 has been executed or other operation mode is executed do.

이외에도, 상기 전기제품과 관련된 정보와, 소비전력 정보도 상기 에너지관리장치(EMS)(30)에 제공한다.In addition, information related to the electrical product and power consumption information are also provided to the energy management device (EMS) 30. [

소비전력량에 대한 인식과 관련한 구체적인 통신상태를 보면, 우선, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)에서 상기 전기제품(100)방향으로 소비전력량 송신요청을 한다(S901).Referring to a specific communication state related to the recognition of the amount of power consumption, the energy management device (EMS) 30 requests power consumption transmission in the direction of the electrical product 100 (S901).

이러한 요청은 상기 전기제품(100)의 통신부(100c)에 의하여 수신되고, 이러한 요청명령은 상기 제어부(100a)로 전달된다. The request is received by the communication unit 100c of the electrical product 100, and the request is transmitted to the control unit 100a.

이러한 요청에 대해서, 상기 제어부(100a)는 상기 인버터(200)나 상기 컨버터(200)로부터 전압과, 전류 및 필요한 경우 듀티값을 읽어들인 후 이들을 조합하여 소비전력량을 산정할 수 있다(S902).In response to such a request, the controller 100a may calculate the amount of power consumption by reading the voltage, the current, and the duty value, if necessary, from the inverter 200 or the converter 200, and then combining them.

상기 S902단계처럼 상기 인버터(200)나 상기 컨버터(300)를 통하여 상기 전기제품(100)의 소비전력량을 체크하는 것 이외에도, 상기 제어부(100a)가 상기 메모리(100b)에 저장된 운전모드별 소비전력량을 읽어들여서, 현재 운전모드에 대응되는 소비전력량을 추출할 수 있다. In addition to checking the amount of power consumption of the electrical product 100 through the inverter 200 or the converter 300 as in step S902, the control unit 100a may calculate the amount of power consumption per operation mode stored in the memory 100b So that the amount of power consumption corresponding to the current operation mode can be extracted.

상기 전기제품(100)의 통신부(100c)는 상기 제어부(100a)에서 위와 같은 절차에 의하여 산정된 전기제품의 소비전력량을 상기 에너지관리장치(EMS)(30)에 송신하는 단계를 거치는 것이다(S903).The communication unit 100c of the electrical product 100 is a step of transmitting to the energy management device (EMS) 30 the power consumption of the electrical product calculated by the above-described procedure in the control unit 100a (S903 ).

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적인 소비전력량 산정방법에 대햐서 알아보기로 하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a more specific method of calculating the amount of power consumption will be described.

도10에서 도시한 바와 같이, 우선 전기제품이 작동을 하고(S1001), 현재 작동되고 있는 전기제품의 운전모드를 판단한다(S1002). As shown in Fig. 10, first, the electric appliance is operated (S1001), and the operation mode of the electric appliance currently being operated is determined (S1002).

그리고, 현재 운전모드에 대응되는 소비전력 데이터를 제어부에 연결된 메모리에서 추출한다(S1003). 이후, 추출된 소비전력 데이터와 현재 전기제품의 작동시간을 조합하여 총 소비전력량을 계산한다(S1004).Then, the power consumption data corresponding to the current operation mode is extracted from the memory connected to the control unit (S1003). Then, the total power consumption is calculated by combining the extracted power consumption data and the operating time of the current electrical product (S1004).

상기 전기제품의 통신부는 외부로부터 전력요금 데이터를 수신하고(S1005), 상기 전기제품의 제어부는 수신된 전력요금데이터를 이용하여 총 소비전력량에 따른 소비전력요금을 계산하고, 이러한 소비전력요금을 소비전력량과 표시부에 표시한다(S1006). The communication unit of the electric appliance receives the electric power rate data from the outside (S1005), and the controller of the electric appliance calculates the electric power consumption rate according to the total electric power consumption amount by using the received electric power rate data, And displays it on the display unit (S1006).

한편, 상기 에너지관리장치(EMS)에서 해당 소비전력량 및 소비전력요금에 대한 데이터 송신요청이 있는지 판단하여(S1007), 그러한 경우, 관련 데이터를 상기 에너지관리장치(EMS)에 송신한다(S1108).In step S1007, the energy management device EMS determines whether there is a data transmission request for the amount of consumed electric power and the electric power consumption charge in step S1007. In this case, the related data is transmitted to the energy management device EMS in step S1108.

도11은 도10과 달리 컨버터나 인버터를 이용하여 전기제품의 소비전력량을 인지하는 방법을 제공한다. 11 is a view for explaining a method of recognizing an amount of power consumption of an electrical product by using a converter or an inverter, unlike FIG.

도11에서 도시한 바와 같이, 우선 전기제품이 작동을 하고(S1101), 상기 전기제품에 AC전원 또는 DC전원을 공급하기 위한 인버터 또는 컨버터가 작동을 한다(S1102).As shown in Fig. 11, first, the electric appliance operates (S1101), and an inverter or a converter for supplying AC power or DC power to the electric appliance operates (S1102).

그리고, 상기 인버터 또는 상기 컨버터에 마련되는 전력소자(Power IC)는 상기 인버터 또는 상기 컨버터에서의 DC전압값과 전류값을 제어부로 송신한다(S1103, S1104). The power IC provided in the inverter or the converter transmits the DC voltage value and the current value in the inverter or the converter to the control unit (S1103, S1104).

그리고, 상기 인버터의 경우, 전기제품의 듀티값을 제어부로 송신한다(S1105).In the case of the inverter, the duty value of the electrical product is transmitted to the control unit (S1105).

상기 제어부는 상기 컨버터에서의 출력 DC전압값과, 전류값을 이용하여 총 소비전력량을 계산하거나, 상기 인버터에서의 입력 DC전압값과, 전류값, 그리고, duty값을 조합하여 총 소비전력량을 계산한다(S1106).The control unit calculates the total amount of power consumption using the output DC voltage value and the current value in the converter, or calculates the total amount of power consumption by combining the input DC voltage value, the current value, and the duty value in the inverter (S1106).

상기 전기제품의 통신부는 외부로부터 전력요금 데이터를 수신하고(S1107), 상기 전기제품의 제어부는 수신된 전력요금데이터를 이용하여 총 소비전력량에 따른 소비전력요금을 계산하고, 이러한 소비전력요금을 소비전력량과 표시부에 표시한다(S1108). The communication unit of the electrical product receives the electricity rate data from the outside (S1107), and the control unit of the electrical product calculates the electricity consumption rate according to the total electricity consumption amount using the received electricity rate data, And displays it on the display unit (S1108).

한편, 상기 에너지관리장치(EMS)에서 해당 소비전력량 및 소비전력요금에 대한 데이터 송신요청이 있는지 판단하여(S1109), 그러한 경우, 관련 데이터를 상기 에너지관리장치(EMS)에 송신한다(S1110).Meanwhile, it is determined whether there is a data transmission request for the power consumption amount and the power consumption charge in the energy management apparatus (EMS) (S1109), and in that case, the related data is transmitted to the energy management apparatus (EMS) (S1110).

도10 또는 도11과 같이 상기 각 전기제품에서의 총 소비전력량 또는 소비전력요금이 상기 에너지 관리장치(EMS)(30)으로 송신되면, 도12에서 도시한 바와 같이, 상기 화면(33) 상에는 각 전기제품에서의 시간에 따른 각 소비전력량이 표시되고, 현재 전력요금이 표시된다.As shown in FIG. 10 or 11, when the total power consumption or power consumption charge of each of the electrical appliances is transmitted to the energy management apparatus (EMS) 30, as shown in FIG. 12, Each electric power consumption amount with time in the electric appliance is displayed, and the current electric power charge is displayed.

20: 스마트 미터 30: 에너지관리장치(EMS)
100: 전기제품 100a;101a;;103a;105a: 제어부
100b;101b;;103b;105b: 메모리 200: 인버터
201; 301: 전력소자(Power IC) 300: 컨버터20: Smart meter 30: Energy management device (EMS)
100: electric appliance 100a; 101a ;; 103a: 105a:
100b; 101b ;; 103b; 105b: memory 200: inverter
201; 301: Power IC 300: Converter

Claims (13)

전기제품에 전력이 공급되어 전기제품이 작동하는 단계;
상기 전기제품이 어떠한 운전모드로 작동하는지 판단하는 단계;
상기 전기제품의 운전모드의 작동에 따른 소비전력 데이터를 읽어들이는 단계;
상기 소비전력 데이터와 상기 전기제품의 작동시간을 고려하여 상기 전기제품의 소비전력값을 계산하는 단계;
상기 계산된 전기제품의 소비전력값을 상기 전기제품의 제어부에 보고하는 단계; 및
상기 제어부에 보고된 소비전력값 및 상기 소비전력값에 대응되는 소비전력요금을 상기 전기제품에 마련되는 표시부에 표시하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법. A step in which the electric product is supplied with electric power to operate the electric product;
Determining in what operating mode the electrical product operates;
Reading power consumption data according to operation of the operation mode of the electric appliance;
Calculating a power consumption value of the electrical product in consideration of the power consumption data and the operation time of the electrical product;
Reporting the calculated power consumption value of the appliance to the controller of the appliance; And
Displaying a power consumption value corresponding to the power consumption value and the power consumption value reported to the control unit on a display unit provided in the electric appliance;
And calculating the power consumption of the electric appliance. 제1항에 있어서,
상기 소비전력 데이터를 읽어들이는 단계는 전기제품의 동작을 제어하는 제어부에 연결되는 메모리부에 저장된 소비전력 데이터를 읽어들이는 것을 특징으로 하되,
상기 소비전력 데이터는 전기제품의 운전모드 및 운전조건에 따른 평균소비전력 테이블 형태로 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of reading the power consumption data reads the power consumption data stored in the memory unit connected to the control unit for controlling the operation of the appliance,
Wherein the power consumption data is stored in the form of an average power consumption table according to an operation mode and an operation condition of the electric appliance. 제2항에 있어서,
상기 소비전력 데이터를 읽어들이는 단계는
전기제품의 현재의 운전모드에 대응되는 소비전력 데이터를 상기 평균소비전력 테이블에서 읽어들이는 단계와;
읽어들인 소비전력 데이터에 전기제품의 노후상태에 대응되는 파라미터 값에 따른 추가 소비전력값을 합산하여 최종 소비전력값을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법.3. The method of claim 2,
The step of reading the power consumption data
Reading power consumption data corresponding to a current operation mode of the electrical product from the average power consumption table;
And adding the additional power consumption value according to the parameter value corresponding to the aged state of the appliance to the read power consumption data to calculate the final power consumption value. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전기제품과 연결되는 에너지관리장치 또는 스마트 미터를 더 포함하되,
상기 제어부에 보고된 소비전력값을 상기 에너지관리장치 또는 스마트 미터에 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법.The method according to claim 1,
Further comprising an energy management device or smart meter connected to the electrical product,
And transmitting the power consumption value reported to the controller to the energy management device or the smart meter. 삭제delete 제1항에 있어서,
전기제품에 마련되는 인버터 또는 컨버터로 인입되는 DC전원에 의한 전력량을 측정하여 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of measuring an amount of electric power consumed by the electric appliance by measuring an amount of electric power generated by an inverter or a DC power supplied to the converter provided in the electric appliance. 제7항에 있어서,
상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계에서 상기 전기제품에 인버터가 장착되는 경우,
상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는;
상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와;
상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와;
상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계와;
계산된 전력량에 상기 전기제품의 듀티(duty)값을 반영하여 최종 소비전력량을 계산하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법. 8. The method of claim 7,
When the inverter is mounted on the electrical product in the step of calculating the power consumption of the electrical product,
The step of estimating the power consumption of the electrical product may include:
Measuring a voltage of a DC power source that is input to the inverter;
Measuring a current of a DC power source drawn into the inverter;
Multiplying the voltage by the current to calculate a power amount;
And calculating a final power consumption amount by reflecting the duty value of the electric product to the calculated electric energy amount. 제7항에 있어서,
상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계에서 상기 전기제품에 컨버터가 장착되는 경우,
상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는;
상기 컨버터에서 인출되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계와;
상기 컨버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계와;
상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법. 8. The method of claim 7,
When the converter is mounted on the electrical product in the step of calculating the power consumption of the electrical product,
The step of estimating the power consumption of the electrical product may include:
Measuring a voltage of a DC power source drawn from the converter;
Measuring the current of the DC power source drawn into the converter;
And calculating the electric power by multiplying the voltage by the electric current. 전기제품에 전력이 공급되어 전기제품이 작동하는 단계;
상기 전기제품에 구비되는 인버터 또는 컨버터에 인입되거나 인출되는 전압값과 전류값을 측정하는 단계;
상기 인버터 또는 컨버터에서 측정된 전압값과 전류값을 조합하여 전기제품에서 소비되는 소비전력량을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 전압값과 전류값을 측정하는 단계에서 상기 전기제품에 인버터가 장착되는 경우,
상기 전기제품의 소비전력량을 산정하는 단계는,
상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전압을 측정하는 단계;
상기 인버터에 인입되는 DC전원의 전류를 측정하는 단계;
상기 전압과 상기 전류를 곱하여 전력량을 계산하는 단계; 및
계산된 전력량에 상기 전기제품의 듀티(duty)값을 반영하여 최종 소비전력량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 소비전력 산정방법. A step in which the electric product is supplied with electric power to operate the electric product;
Measuring a voltage value and a current value that are drawn into or out of an inverter or a converter provided in the electrical product;
And calculating the amount of power consumed in the electric appliance by combining the voltage value and the current value measured by the inverter or the converter,
When the inverter is mounted on the electric product in the step of measuring the voltage value and the electric current value,
The step of calculating the power consumption amount of the electric appliance includes:
Measuring a voltage of a DC power source that is input to the inverter;
Measuring a current of a DC power source drawn into the inverter;
Multiplying the voltage by the current to calculate a power amount; And
And calculating a final power consumption amount by reflecting a duty value of the electric appliance to the calculated electric energy amount. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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