KR101799037B1 - 가전 기기 사용 가이드 시스템 및 가전 기기 사용 가이드 방법 - Google Patents

가전 기기 사용 가이드 시스템 및 가전 기기 사용 가이드 방법 Download PDF

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이효섭
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Abstract

가전 기기 사용 가이드 방법 및 시스템이 제공된다. 가전 기기 사용 가이드 방법은, 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 제1 시점부터 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 제공하는 것을 포함한다.

Description

가전 기기 사용 가이드 시스템 및 가전 기기 사용 가이드 방법{System for guiding electronic device and method for the same}
본 발명은 가전 기기 사용 가이드 시스템 및 가전 기기 가이드 방법에 관한 것이다.
여름철 냉방 기기의 과도한 사용이나, 겨울철 난방 기기의 과도한 사용으로 인해 많은 전기 요금이 종종 발생된다. 이러한 과도한 전기 요금은 냉방 기기나 난방 기기와 같은 계절 가전 기기를 효율적으로 사용하지 못해 발생되기도 한다. 따라서 사용자가 미리 정해 놓은 전기 요금 내에서, 계절 가전 기기를 효율적으로 사용할 수 있는 가이드 정보를 사용자에게 제공할 경우, 과도한 전기 요금을 피하면서 사용자 효용을 높일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법은, 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 제1 시점부터 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 제공하는 것을 포함한다.
실시예에서, 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 예측 전력 사용량을 계산하는 것은, 상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 제1 구간 별 최소 값 및 최대 값을 제공받고, 내삽(interpolation)을 이용하여 상기 미리 정한 요인의 상기 제1 구간보다 작은 제2 구간 별 예측 값을 생성하고, 상기 생성된 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 예측 전력 사용량을 계산하는 것을 포함한다.
실시예에서, 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 예측 전력 사용량을 계산하는 것은, 상기 제1 시점보다 늦은 제3 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 제공 받거나, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점보다 빠른 제4 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 제공 받고, 외삽(extrapolation)을 이용하여 상기 미리 정한 요인의 상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 예측 값을 생성하고, 상기 생성된 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 예측 전력 사용량을 계산하는 것을 포함한다.
실시예에서, 상기 가이드 정보를 제공하는 것은, 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 전력 사용 예측량을 뺀 값이 상기 제1 전력 사용 예측량보다 큰 경우, 상기 제1 전력 사용 예측량 전부를 상기 가이드 정보로 제공하고, 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 전력 사용 예측량을 뺀 값이 상기 제1 전력 사용 예측량보다 작은 경우, 상기 제1 전력 사용 예측량 중 일부를 상기 가이드 정보로 제공하는 것을 포함한다.
실시예에서, 상기 제2 전력 사용 예측량은 상기 제2 전력 사용량을 바탕으로 계산된다.
실시예에서, 상기 미리 정한 요인은 온도를 포함하고, 상기 제1 가전 기기는 냉방 기기와 난방 기기 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 시스템은, 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 상기 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 상기 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하는 전력 사용 예측량 계산부, 및 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 상기 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 제공하는 가이드 정보 제공부를 포함한다.
실시예에서, 상기 전력 사용 예측량 계산부는, 외부로부터 상기 미리 정한 요인의 예측 정보를 제공받고, 내삽(interpolation) 또는 외삽(extrapolation)중 적어도 하나를 이용하여 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 계산한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 시스템은, 사용자에게 인터페이스를 제공하는 출력부, 및 상기 출력부에 제1 시점부터 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 출력하는 가이드 정보 제공부를 포함하되, 상기 가이드 정보는, 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 상기 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 상기 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고, 상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하고, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 상기 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여 제공된다.
실시예에서, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량을 설정하기 위해 상기 사용자로부터 목표 전기 요금을 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따를 경우, 사용자가 계획한 전기 요금 내에서 계절 가전 기기를 사용할 수 있기 때문에, 과도한 전기 요금이 발생하는 것을 피할 수 있다. 나아가, 사용자가 계획한 전기 요금 내에서 사용자의 효용이 극대화되는 계절 가전 기기의 사용 방법이 제안되기 때문에, 사용자의 만족도가 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 가전 기기 사용 가이드 시스템은, 가이드 정보 제공 장치(100)와 가이드 정보 연산 장치(200)를 포함할 수 있다.
가이드 정보 제공 장치(100)는 가이드 정보 연산 장치(200)로부터 제공된 가이드 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 가이드 정보 제공 장치(100)에 표시된 가이드 정보에 따라 가전 기기를 사용함으로써 과도한 전기 요금을 피하면서 가전 기기 사용의 효용을 높일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가이드 정보 제공 장치(100)는 핸드폰, 스마트폰, 테블릿 PC와 같은 이동 단말의 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 가이드 정보 제공 장치(100)는 이동 단말에 설치(install)되거나 프로그램 될 수 있는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다.
또한 몇몇 실시예에서, 가이드 정보 제공 장치(100)는 가전 기기의 일부로 구현될 수 있다. 예컨데, 가전 기기가 에어컨일 경우, 가이드 정보 제공 장치(100)는 에어컨에 내장되거나 에어컨에 유무선으로 접속되어, 에어컨에 가이드 정보를 제공할 수 있다.
가이드 정보 제공 장치(100)는 출력부(110), 입력부(120), 및 제1 가이드 정보 제공부(130)를 포함할 수 있다.
출력부(110)는 사용자에게 가이드 정보를 제공하기 위한 인터페이스(interface)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 가전 기기가 에어컨인 경우, 출력부(110)는 도 5와 같이 일별 에어컨 사용 가능시간에 관한 인터페이스를 사용자에게 출력할 수 있다.
입력부(120)는 사용자로부터 입력을 제공받기 위한 미리 정한 인터페이스를 사용자에게 출력할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 입력부(120)는 도 3에 도시된 것과 같이 예를 들어, 사용자의 목표 전기 요금을 입력 받는 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있다.
비록 도면에서는 출력부(110)와 입력부(120)를 별도로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 필요에 따라, 출력부(110)와 입력부(120)는 예를 들어, 터치 패널과 같은 방식을 통해 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
제1 가이드 정보 제공부(130)는 출력부(110)가 사용자에게 가이드 정보를 제공하도록 출력부(110)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 가이드 정보 제공부(130)는 계절 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 출력부(110)가 출력하도록 출력부(110)를 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 가이드 정보는 제2 가이드 정보 제공부(220)로부터 제공된 것일 수 있다. 즉, 이러한 가이드 정보는 제1 가이드 정보 제공부(130)가 예를 들어, 네트워크 등을 통해 제2 가이드 정보 제공부(220)로부터 가이드 정보를 제공받고, 이를 출력부(110)를 통해 사용자에게 출력할는 것일 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 제1 가이드 정보 제공부(130)는 입력부(120)를 통해 입력된 사용자의 입력을 예를 들어, 네트워크 등을 통해 가이드 정보 연산 장치(200)에 제공할 수도 있다.
가이드 정보 연산 장치(200)는 사용자의 전력 사용량 정보로부터 대상 가전 기기(예를 들어, 에어컨이나 히터와 같은 계절 가전 기기) 사용에 대한 가이드 정보를 계산하고, 이를 가이드 정보 제공 장치(100)에 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가이드 정보 연산 장치(200)는 예를 들어, 서버(server)와 같은 형태로 구현될 수 있다. 이처럼 가이드 정보 연산 장치(200)가 서버와 같은 컴퓨팅 시스템으로 구현될 경우, 전력 사용 예측량 계산부(210)와 제2 가이드 정보 제공부(220)는 예를 들어, 소프트웨어 형태로 구현되어 프로세서 등의 연산 장치를 통해 실행될 수 있다.
전력 사용 예측량 계산부(210)는, 대상 가전 기기(예를 들어, 에어컨이나 히터와 같은 계절 가전 기기)와 그 외의 기타 가전 기기의 전력 사용 예측량을 계산할 수 있다. 제2 가이드 정보 제공부(220)는 전력 사용 예측량 계산부(210)가 계산한 전력 사용 예측량과 전력 사용 목표량을 고려하여, 대상 가전 기기(예를 들어, 에어컨이나 히터와 같은 계절 가전 기기)의 사용에 관한 가이드 정보를 제공할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법을 도시한 순서도이다. 도 3 내지 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가전 기기 사용 가이드 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 전력 사용 목표량을 제공한다(S100). 예를 들어, 가이드 정보 제공 장치(100)는 입력부(120)를 통해 사용자로부터 전력 사용 목표량을 제공받을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드 정보 제공 장치(100)는 입력부(120)를 통해 예를 들어, 도 3에 도시된 것 같이, 사용자로부터 전력 사용 목표량을 설정하기 위한 목표 전기 요금을 입력 받을 수도 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 도 4에 도시된 것과 같이, 현재 시점(Tc)은 7월 31일, 시작 시점(Ts)은 7월 17일, 종료 시점(Te)은 8월 16일인 것으로 가정하고 설명을 이어나가도록 한다. 사용자는 시작 시점(Ts)부터 종료 시점(Te)까지의 목표 전기 요금을 7만원으로 입력할 수 있다.
이렇게 사용자로부터 목표 전기 요금이 입력되면, 가이드 정보 제공 장치(100) 또는 가이드 정보 연산 장치(200)는 목표 전기 요금을 전력 사용 목표량으로 환산할 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 전력 사용량을 분리한다(S110). 구체적으로, 가이드 정보 연산 장치(200)의 전력 사용 예측량 계산부(210)는 사용자의 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리할 수 있다.
이하에서도, 설명의 편의를 위해, 미리 정한 요인을 온도로 가정하고, 제1 가전 기기는 온도에 따라 사용량이 민감하게 변동되는 계전 가전 기기(예를 들어, 에어컨 또는 히터), 제2 가전 기기는 온도에 따라 사용량이 민감하게 변동되지 않는 기타 가전 기기로 가정하고 설명을 이어나가도록 한다. 하지만, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐이며, 이러한 예시에 본 발명의 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다.
전력 사용 예측량 계산부(210)는 사용자의 전력 사용량 정보로부터, 온도와 그 전력 사용량 간에 상관도가 높은 계전 가전 기기와 기타 가전 기기의 전력 사용량을 분리할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이러한 전력 사용량 분리에는, 본 출원인이 기 출원한 출원번호 10-2014-0018391 혹은 10-2014-0134958에 개시된 방법이 이용될 수 있다. 즉, 출원번호 10-2014-0018391 혹은 10-2014-0134958에 개시된 내용은 본 명세서에 포함될 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 이러한 전력 사용량 분리에는, 아래 수학식1에 기재된 방법이 이용될 수 있다.
Figure 112016052345055-pat00001
(여기서, T는 온도를 나타내고, P_seasonal은 계절 가전 기기의 전력 사용량, P_habitual은 기타 가전 기기의 전력 사용량을 의미)
기타 가전 기기 전력 사용량(P_habitual)은 온도(T)가 쾌적한 시기의 전력 사용량 데이터에 대해 동일 시간, 동일 요일의 사용량의 중앙값을 활용하여 추정할 수 있다. 이 때 공휴일과 같이 사용자의 행동 패턴의 변화를 일으키는 이벤트가 있는 경우, 이를 제외하거나 주말과 같이 유사한 날의 정보로 변형시켜 사용량을 추정할 수도 있다. 여기서, 기타 가전 기기 전력 사용량(P_habitual)은 제2 전력 사용량일 수 있다.
이렇게 추정된 기타 가전 기기 전력 사용량(P_habitual)을 각 시간별 전력 사용량에서 제외하고 남는 전력 사용량은 온도에 따라 변화하는 계절 가전 기기의 전력 사용량(P_seasonal)이라고 두고 아래 수학식2와 같이 모델링하여 나타낼 수 있다.
Figure 112016052345055-pat00002
계절 가전 기기를 켜기 시작하는 온도를 각각 최고, 최저 온도 한계치(T_C, T_H)로 두었다. 예를 들어 봄에서 여름으로 계절이 바뀌는 시기에 온도가 일정 정도 이상 높아지면 에어컨을 켜기 시작하므로 이에 대한 변수를 T_H로 둘 수 있다. 계절 가전의 사용량은 외기 온도의 영향을 받기 때문에 회귀 분석과 같은 방법을 통해 온도와 계절 가전 사용량의 상관관계를 나타내는 모델을 만들 수 있다. 데이터가 충분할 경우에는 T_C와 T_H를 추정할 수도 있고, 데이터가 충분하지 않은 경우에는 미리 입력된 고정된 값을 활용할 수도 있다. 수학식2는 여름철과 겨울철에 사용되는 계절 가전 기기의 전력 사용량을 선형 회귀 분석을 통해 추정한 예를 나타낸 것이다. 여기서, 계절 가전 기기의 전력 사용량(P_seasonal)은 제2 전력 사용량일 수 있다.
다음, 도 2를 참조하면, 미리 정한 요인에 대한 제1 예측 값을 제공한다(S120).
예를 들어, 전력 사용 예측량 계산부(210)는 미래의 온도 등의 기상 조건 및 그 외의 전력 사용량을 결정하는 정보를 제공받을 수 있다. 이 때, 온도 등의 기상 정보는 예를 들어, 기상청 등에서 제공하는 정보를 포함할 수 있다.
기타 가전 기기 전력 사용량(P_habitual)의 경우, 이전 요일별 시간대별 사용량의 중앙값을 활용하여 미래 동일한 요일별 시간대별 사용량을 추정할 수 있다.
상기 수학식 1 및 2를 이용하여 추정된 계절 가전 기기의 전력 사용량(P_seasonal)은 본 출원인이 기 출원한 출원번호 10-2014-0134958 혹은 10-2014-0134958에 개시된 방법이 이용될 수 있다. 즉, 출원번호 10-2014-0134958 혹은 10-2014-0134958에 개시된 내용은 본 명세서에 포함될 수 있다.
다음, 도 2를 참조하면, 제1 예측 값에 보정이 필요한지 판단하여 보정이 필요하다면 보정된 제1 예측 값과 제2 예측 값을 생성한다. 그리고, 보정된 예측 값을 이용하여 계전 가전 기기의 전력 사용 예측량인 제1 전력 사용 예측량과 기타 가전 기기의 전력 사용 예측량인 제2 전력 사용 예측량을 계산한다(S130, S140, S150).
먼저, 전력 사용 예측량 계산부(210)가 제공받은 온도 등의 기상 정보의 예측 단위가 계절 가전 기기의 전력 사용량(P_seasonal) 예측을 위한 시간 단위와 일치하지 않는다면 아래의 수학식3을 통해서 내삽(interpolation)이 가능하다.
Figure 112016052345055-pat00003
여기에서 h는 0~23 사이의 시간, d는 날짜를 의미하는 첨자로써, T^d(h)는 날짜 d에서 시간 h일 때의 온도를 의미한다. T_{min}^d, T_{max}^d, T_{sun}^d는 각각 날짜 d에서 최소, 최대, 일몰시간의 온도를 의미한다. H_{min}^d, H_{max}^d, H_{sun}^d는 날짜 d에서 최소 온도, 최대 온도, 일몰이 관측되는 시간을 뜻한다. 또한 z_1, z_2는 시간에 따른 온도 증감의 커브의 모양을 조절하는 함수로, 과거의 관측된 기상 정보로부터 결정되는 변수이다. 즉, 수학식 3으로 정의된 함수를 과거의 기상 정보 데이터에 적용하여 회귀 분석을 통해 얻을 수 있는 변수이다. 이 경우 데이터가 불충분할 경우 미리 입력된 고정된 값을 활용할 수도 있다.
외기 온도의 최대, 최소값이 예측 정보로 주어진 경우, 이를 활용해 구간 별로 모든 시간대의 온도 정보를 근사시킬 수 있다. 이 때, 과거의 기상 정보를 활용해서 각 일자 또는 각 월에 대해 외기 온도가 최대, 최소가 되는 시간대(H^d_{min}, H^d_{max})와 일몰 시간대(H^d_{sun})를 추측할 수 있고, 이를 통해 하루를 몇 개의 구간으로 나누어 삼각함수 또는 지수 함수 등의 형태로 일별 외기 온도 함수를 근사시킬 수 있다.
일별 최소, 최소 온도 T_^d_{min}, T_^d_{max}는 기상 예측 정보로부터 얻을 수 있고, 그 값을 얻지 못할 경우는 전년 또는 전일의 기상 정보를 이용할 수 있다. 또한 일몰시의 외기 온도(T_^d_{sun})는 과거 정보를 이용해서 일별 최대 온도와 최소 온도와의 가중 합(weighted sum)
Figure 112016052345055-pat00004
으로 나타낼 수 있다. 이 때 가중치(weight)는 아래 수학식4로부터 구할 수 있다.
Figure 112016052345055-pat00005
한편, 기상 조건 중 온도에 대한 예측 기간이 계절 가전 기기의 전력 사용량(P_seasonal) 예측을 위한 기간보다 짧다면 아래의 방법을 통해서 외삽(extrapolation)이 가능하다.
온도에 대한 예측 또는 측정값이 주어져 있는 구간에 대해서 전년 동일 시간의 온도와 비교하여 값의 차이를 구할 수 있고, 회귀 분석을 통해 시간에 따른 온도 증감 추이에 대한 함수 식을 구할 수 있다. 이를 보정값 또는 보정 함수로 두고, 기상 예측값이 주어져 있지 않은 구간에 대해서는 전년도 동일 시간의 온도와 보정값의 합으로 기상 조건을 외삽(extrapolation)하여 나타낼 수 있다.
이 때 현재 시점부터 D일까지의 기상 예보 정보가 있다고 가정한다면 D일 이후에 대한 기상 정보는 아래 수학식5와 같이 나타낸다. 이 때 d-365는 과거의 기상 정보를 나타내고 있으며, 함수 f는 현재부터 D일까지의 기상 정보와 전년 동일 날짜의 기상정보의 차이를 내삽(interpolate)하는 함수이다. 즉, 1년 간의 기상 정보의 변동을 회귀 분석을 통해 나타낸 함수이다.
Figure 112016052345055-pat00006
다음, 도 2를 참조하면, 사용자로부터 제공 받은 전력 사용 목표량과 앞서 예측한 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 가이드 정보를 제공한다(S160).
예를 들어, 제2 가이드 정보 제공부(220)는 전력 사용 목표량과 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여 가이드 정보를 생성하고 이를 제1 가이드 정보 제공부(130) 등에 제공하여 사용자에게 표시하도록 할 수 있다.
예를 들어, 전력 사용 목표량에서 전일(예를 들어, 도 4의 7월 30일)까지의 총 전력 사용량과, 종료 시점(Te)까지 예측된 기타 가전 기기의 전력 사용 예측량 제외한 값을 계절 가전 기기의 시간 단위 평균 소비 전력으로 나눠서 계절 가전 기기에 대한 가용 운영 시간을 도 5와 같이 표시할 수 있다. 이 때, 만약 가용 시간이 0보다 작다면 가용 시간이 없다고 표출하거나 계획 전기 사용량을 늘려 달라는 메시지를 사용자에게 출력할 수 있다.
한편, 계절 가전 기기의 시간 단위 평균 소비 전력은 계절 가전 기기의 정보를 사용자로부터 입력 받거나, S100 단계에서 추정된 계절 가전 기기가 동작하는 시간에 대하여 시간별 전력 소비량의 중앙값을 사용할 수 있다.
예측된 모든 가전 기기의 전력 사용량의 합이 목표 전력 사용량을 넘지 않는 경우 도 5와 같이 가이드 정보를 표시하는 데에는, 예를 들어, 아래의 방법이 이용될 수 있다.
(1) 예측된 오늘, 내일, 모레의 계절 가전 기기의 예상 전력 사용량을 시간 단위 평균 소비 전력으로 나눠서 표시
(2) 예측된 오늘, 내일, 모레의 계절 가전 기기의 예상 사용량을 추정된 시간 단위 평균 소비 전력으로 나눈 값에 목표 전력 사용량을 넘지 않는 잔여 사용량을 계절 가전 기기의 시간 단위 평균 소비 전력으로 나눈 후, 종료 시점(Te)까지 남은 일자로 다시 나눈 값을 더하여 표시
(3) 도 5에서 오늘, 내일, 모레 보다도 장기간에 대해서 정보를 표시
만약, 예측된 모든 가전 기기의 전력 사용량의 합이 목표 전력 사용량을 넘는 경우, 아래의 방법을 통해 도 5와 같이 가이드 정보를 표시할 수 있다.
주어진 기간에서 목표 전력 사용량이 B로 주어진 경우,
1. 시작 시점(Ts)부터 현재 시점(Tc) 전까지의 총 사용량(P_current),
2. 현재 시점(Tc)부터 종료 시점(Te)까지의 계절 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_seasonal, j),
3. 2와 동일한 기간 동안 기타 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_habitual, j)의 합은 목표 전력 사용량을 넘지 않아야 한다.
따라서 1~3의 사용량 총합이 B를 넘는다고 판단될 경우에는 가전 기기의 운영 시간을 줄임으로써 전체 전력 사용량이 예산 B 범위 안에 속하도록 하여야 한다.
Figure 112016052345055-pat00007
현재까지의 전력 사용량(P_current)과 기타 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_habitual, j) 예측 총합이 예산 B를 초과할 경우에는 운영 가능 시간을 0으로 제안한다.
또한, 현재까지의 전력 사용량(P_current)과 모든 가전 기기의 전력 사용량 예측 총합(sum of P_habitual + sum of P_habitual)이 예산 B를 넘지 않을 경우 계절 가전 기기의 전력 사용량 예측값이 0이 아닌 전 구간에 대해서는 계절 가전 기기의 운영이 가능하다고 사용 시간을 제안한다.
마지막으로, 예산 B에서 현재까지의 전력 사용량(P_current)과 기타 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_habitual, j)을 뺀 값이 계절 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_seasonal, j)보다 작게 나타나는 구간에서는 계절 가전 기기의 사용량 예측이 0이 아닌 구간의 일부 구간을 제외한 값으로 최적 운영 시간을 제안한다.
일부 시간만 제한적으로 계절 가전 기기를 사용해야 하는 경우에는, 기기 사용에 따른 사용자의 만족도가 큰 경우를 우선적으로 사용하도록 제안한다. 예를 들어, 여름의 경우에는 외기 온도가 높은 시간에 에어컨을 사용하는 것이 그보다 온도가 낮은 시간에 에어컨을 사용하는 것보다 더 큰 만족감을 주기 때문에, 외기 온도가 높게 예측되는 시간대에 우선적으로 에어컨을 사용하도록 한다. 즉, 도 6에서와 같이, 예측 기간(Tc~Te)에 대한 계절 가전 기기의 예측 전력 사용량을 내림 차순으로 정렬하여 그 값이 높은 구간부터 순차적으로 더한 값이 예산 B에서 현재까지의 전력 사용량(P_current)과 기타 가전 기기의 전력 사용량(sum of P_habitual, j)을 뺀 값을 넘지 않도록 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 가이드 정보 제공 장치
200: 가이드 정보 연산 장치

Claims (11)

  1. 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 상기 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 상기 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고,
    제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하고,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 상기 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 제공하는 것을 포함하며,
    상기 가이드 정보를 제공하는 것은,
    상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 전력 사용 예측량을 뺀 값이 상기 제1 전력 사용 예측량보다 큰 경우, 상기 제1 전력 사용 예측량 전부를 상기 가이드 정보로 제공하고, 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 전력 사용 예측량을 뺀 값이 상기 제1 전력 사용 예측량보다 작은 경우, 상기 제1 전력 사용 예측량 중 일부를 상기 가이드 정보로 제공하는 것; 및
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지에 대한 제1 가전 기기의 전력 사용 예측량을 내림 차순으로 정렬한 후 상기 정렬된 값을 높은 구간부터 순차적으로 더한 값이 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 가전 기기의 상기 제1 시점에서 상기 제2 시점까지의 전력 사용 예측량을 뺀 값을 넘지 않도록 추출된 예측 사용량 중 일부 구간을 상기 가이드 정보로 제공하는 것을 포함하는
    가전 기기 사용 가이드 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 전력 사용 예측량을 계산하는 것은,
    상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 제1 구간 별 최소 값 및 최대 값을 제공받고,
    내삽(interpolation)을 이용하여 상기 미리 정한 요인의 상기 제1 구간보다 작은 제2 구간 별 예측 값을 생성하고,
    상기 생성된 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 전력 사용 예측량을 계산하는 것을 포함하는 가전 기기 사용 가이드 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 전력 사용 예측량을 계산하는 것은,
    상기 제1 시점보다 늦은 제3 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 제공 받거나, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점보다 빠른 제4 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 제공 받고,
    외삽(extrapolation)을 이용하여 상기 미리 정한 요인의 상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 예측 값을 생성하고,
    상기 생성된 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여 상기 제1 전력 사용 예측량을 계산하는 것을 포함하는 가전 기기 사용 가이드 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전력 사용 예측량은 상기 제2 전력 사용량을 바탕으로 계산되는 가전 기기 사용 가이드 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 미리 정한 요인은 온도를 포함하고, 상기 제1 가전 기기는 냉방 기기와 난방 기기 중 적어도 하나를 포함하는 가전 기기 사용 가이드 방법.
  8. 전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 상기 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 상기 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고, 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하는 전력 사용 예측량 계산부; 및
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 상기 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 제공하는 가이드 정보 제공부를 포함하되,
    상기 가이드 정보 제공부는, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지에 대한 제1 가전 기기의 전력 사용 예측량을 내림 차순으로 정렬한 후 상기 정렬된 값을 높은 구간부터 순차적으로 더한 값이 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 가전 기기의 상기 제1 시점에서 상기 제2 시점까지의 전력 사용 예측량을 뺀 값을 넘지 않도록 추출된 예측 사용량 중 일부 구간을 상기 가이드 정보로 제공하는
    가전 기기 사용 가이드 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력 사용 예측량 계산부는, 외부로부터 상기 미리 정한 요인의 예측 정보를 제공받고, 내삽(interpolation) 또는 외삽(extrapolation)중 적어도 하나를 이용하여 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 계산하는 가전 기기 사용 가이드 시스템.
  10. 사용자에게 인터페이스를 제공하는 출력부; 및
    상기 출력부에 제1 시점부터 제2 시점까지의 제1 가전 기기에 대한 사용 시간 또는 사용량을 포함하는 가이드 정보를 출력하는 가이드 정보 제공부를 포함하되,
    상기 가이드 정보는,
    전력 사용량 정보로부터, 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 제1 상관 계수를 갖는 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용량과 상기 미리 정한 요인과 그 전력 사용량이 상기 제1 상관 계수보다 작은 제2 상관 계수를 갖는 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용량을 분리하고,
    상기 제1 시점부터 제2 시점까지의 상기 미리 정한 요인의 예측 값을 이용하여, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제1 가전 기기에 대한 제1 전력 사용 예측량을 계산하고,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 상기 제2 가전 기기에 대한 제2 전력 사용 예측량을 계산하고,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량과, 상기 제1 및 제2 전력 사용 예측량을 고려하여 제공되며,
    상기 가이드 정보 제공부는 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지에 대한 제1 가전 기기의 전력 사용 예측량을 내림 차순으로 정렬한 후 상기 정렬된 값을 높은 구간부터 순차적으로 더한 값이 상기 전력 사용 목표량에서 상기 제2 가전 기기의 상기 제1 시점에서 상기 제2 시점까지의 전력 사용 예측량을 뺀 값을 넘지 않도록 추출된 예측 사용량 중 일부 구간을 상기 가이드 정보로 제공하는
    가전 기기 사용 가이드 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 전력 사용 목표량을 설정하기 위해 상기 사용자로부터 목표 전기 요금을 입력받는 입력부를 더 포함하는 가전 기기 사용 가이드 시스템.
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