KR102673439B1 - 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템은, 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정하는 스마트 플러그, 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 저장하는 데이터 저장부, 상기 건물로 공급되는 전력의 일부를 충전하는 에너지저장장치와 상기 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하고, 상기 월별 전력 소비량 정보를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하고, 상기 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하고, 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 일 충전 전력량을 연산하며, 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 상기 에너지저장장치에 매일 충전하도록 제어하는 관리 서버를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 누진제에 따른 전기 요금이 부과되는 것을 방지할 수 있는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전기 사용량이 일정 값을 초과하면 누진제가 적용되는 전기 과금 체계에서 누진제에 따른 전기 요금이 적용되면 과다한 전기요금을 지불해야 하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 과다한 전기 요금을 부담하지 않기 위해서는 누진제에 따른 전기 요금이 적용되지 않도록 전력을 관리할 수 있는 방법이 요구된다. 또한, 전기 요금이 월별, 일별, 시간별로 다르게 부과되는 경우에는 동일한 전기를 사용하더라도 전기를 사용하는 월, 일, 시에 따라 그 요금은 달라질 수 있다. 따라서, 이러한 차등 과금 체계에서도 효율적으로 전기 요금을 관리할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 전기 요금을 절약할 수 있는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 전력을 효율적으로 관리할 수 있는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 일시별로 차등 요금이 적용되는 과금 체계에서도 효율적으로 전력을 관리할 수 있는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 누진제 전기 요금이 적용되는 전기 사용량에 관한 정보를 기초로 전력 소비량을 조절할 수 있는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 건물 내에 위치한 냉난방기, 조명, 콘센트의 전력 소비를 줄이면서도 개별적으로 제어할 수 있는 전력 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템은 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정하는 스마트 플러그; 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 저장하는 데이터 저장부; 상기 건물로 공급되는 전력의 일부를 충전하는 에너지저장장치; 및 상기 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하고, 상기 월별 전력 소비량 정보를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하고, 상기 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하고, 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 일 충전 전력량을 연산하며, 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 상기 에너지저장장치에 매일 충전하도록 제어하는 관리 서버를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템에서 상기 관리 서버는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수로 나누어 각 월별로 상기 일 최대 소비 전력량을 연산하는 제1연산부; 상기 과거 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측하고, 상기 과거 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석하고, 상기 분석 결과를 상기 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 제2연산부; 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교한 결과, 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량에서 상기 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 상기 일 최대 충전량으로 연산하고, 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 상기 일 최대 충전량을 “0”으로 연산하는 제3연산부; 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 상기 일 소비 전력량이 상기 일 최대 소비 전력량 미만이면, 상기 일 최대 소비 전력량에서 상기 일 소비 전력량을 차감한 값을 일 충전 전력량으로 연산하는 제4연산부; 및 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 상기 에너지저장장치의 전력 저장원에 충전하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템에서 상기 관리 서버는 상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템에서 상기 관리 서버는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 초과하는 월을 충전 필요 월로 설정하는 충전 설정부를 더 포함하고, 상기 충전 설정부에서 설정한 충전 필요 월에 상기 에너지저장장치에 충전한 전력을 소비하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템에서 상기 스마트 플러그는 상기 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 전력을 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법은 전기 사용량에 따른 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하는 단계; 과거 월별 전력 소비량에 관한 데이터를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계; 상기 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하는 단계; 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정하는 단계; 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 상기 일 소비 전력량이 상기 일 최대 소비 전력량 미만이면, 상기 일 최대 소비 전력량에서 상기 일 소비 전력량을 차감한 값을 일 충전 전력량으로 연산하는 단계; 및 공급되는 전력에서 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 에너지저장장치에 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법에서 상기 일 최대 소비 전력량을 연산하는 단계는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수로 나누어 각 월별로 상기 일 최대 소비 전력량을 연산할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법에서 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계는 일정 기간 동안 상기 과거 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측하는 단계; 상기 과거 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석하는 단계; 및 상기 분석 결과를 상기 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법에서 상기 일 최대 충전량을 연산하는 단계는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하는 단계; 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 상기 누진제 전기 요금이 시작하는 전기 사용량에서 상기 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 상기 일 최대 충전량으로 연산하는 단계; 및 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 상기 일 최대 충전량을 “0”으로 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법에서 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하는 단계; 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 초과하는 월을 충전 필요 월로 설정하는 단계; 및 상기 충전 필요 월에 상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 소비하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법에서 상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 상기 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법은 전기 요금을 절약할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법은 전력을 효율적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법은 일시별로 차등 요금이 적용되는 과금 체계에서도 효율적으로 전력을 관리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법은 누진제 전기 요금이 적용되는 전기 사용량에 관한 정보를 기초로 전력 소비량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법은 건물 내에 위치한 냉난방기, 조명, 콘센트의 전력 소비를 줄이면서도 개별적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 스마트 플러그의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전기 사용량에 따른 과금 정보를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 관리 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 소비 전력량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 월평균 전력 소비량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 충전량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 충전한 전력을 소비하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 스마트 플러그의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전기 사용량에 따른 과금 정보를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 관리 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 소비 전력량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 월평균 전력 소비량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 충전량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 충전한 전력을 소비하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)은 스마트 플러그(110), 데이터 저장부(120), 관리 서버(130), 에너지저장장치(140) 및 전자기기(150)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금제 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)의 동작을 살펴본다.
본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)에서 스마트 플러그(110), 데이터 저장부(120), 관리 서버(130), 에너지저장장치(140) 및 전자기기(150)는 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 여기서 네트워크는 여기서 네트워크는 유무선 통신 네트워크를 통해 건물 내·외부와 통신가능하도록 구성되며, 네트워크가 무선 통신망일 경우, 셀룰러 통신 또는 근거리 통신을 포함할 수 있다. 예컨대, 셀룰러 통신은 LTE(Long-Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced), 5G(5th Generation), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 근거리 통신은 Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication) 또는 RFID(Radio Frequency Identification) 등 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 유선 통신은 전력선 통신(Power Line Carrier, PLC)를 포함할 수 있다. 그러나, 통신 방법은 이에 한정되는 것은 아니며 차후 개발되는 무선 통신의 기술도 포함될 것이다. 또한, 네트워크는 근거리 통신망(local area network, LAN)이 이용될 수 있으며, 일례로 근거리 통신망 중의 하나인 이더넷(Ethernet)이 이용될 수 있다.
여기서, 스마트 플러그(110) 및 관리 서버(130)는 메모리, 입출력 인터페이스 모듈 및 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함하고, 각 구성요소들은 버스에 연결되어 통신을 수행하거나, 프로세서를 중심으로 연결된 컴퓨팅 장치가 사용될 수 있다. 또한, 프로세서는 AP(Application Processor), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic Processing Unit), 보조프로세서(Coprocessor), 마이크로프로세서(Micro Processor) 등과 같은 다양한 종류들로 구현될 수 있으며, 메모리에 저장된 명령을 실행하는 임의의 반도체 장치일 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(Program command)를 실행할 수 있다. 그리고, 스마트 플러그(110)는 네트워크를 통해 전자기기(150)에 연결될 수 있으며, 전자기기(150)의 상태 정보, 전력 정보, 에너지 정보 등을 측정 및/또는 수신하고, 이러한 전자기기(150)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 전자기기(150)는 건물 내부에 위치하고 건물에서 사용되는 각종 전자기계장치로서 통신 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공조(Heating, Ventilation, Air-Condition, HAVC), 전력, 조명, 방범, CCTV, 원격검침, 주차관제, 출입관리, 엘리베이터 시스템, 컴퓨터, 가습기, 프린터 등과 같은 사무실 기기 등을 포함하며, 스마트 플러그(110)를 통해 이러한 전자기기(150)의 센싱, 감시, 모니터링, 알람 등을 비롯하여 통제 및/또는 제어와 같은 다양한 제어 프로세스를 수행할 수 있다. 전자기기(150)는 건물 내부에 위치하므로 그 개수는 반드시 한정되지 않는다. 그리고, 스마트 플러그(110)는 와이파이, 블루투스와 같은 통신을 통해 전자기기에 연결될 수 있고 전자기기(150)에 관한 에너지 정보를 모니터링하며, 시간대별 사용량, 관리통계, 환경 분석, 누적 사용량 비교 등 통계 분석 프로세스를 수행하며, 에너지 절약을 위해 전자기기(150)를 제어할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)에서는 스마트 플러그(110)를 통해 건물 내부의 전자기기(150)를 개별적으로 제어할 수 있으므로 IoT 환경을 구축할 수 있다.
스마트 플러그(110)는 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 특정 시간인 9시를 기준으로 24시간 동안 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비한 일 소비 전력량을 측정할 수 있다. 또한, 스마트 플러그(110)는 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 전력을 공급하여 냉방기, 난방기, 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)에서는 스마트 플러그(110)를 통해 냉방기, 난방기, 조명 및 상기 콘센트에 공급되는 전력을 개별적으로 제어할 수 있다. 스마트 플러그(110)는 다수 개가 건물 내부에 위치할 수 있으며, 이러한 스마트 플러그(110)는 서로 통신을 통해 데이터를 공유할 수 있다. 따라서, 하나의 스마트 플러그(110)에서 보유한 데이터는 다른 스마트 플러그(110)에서 활용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 스마트 플러그의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 플러그(110)는 측정부(111), 통신부(112) 및 제어부(113)를 포함할 수 있다. 측정부(111)는 공조(Heating, Ventilation, Air-Condition, HAVC), 조명, 방범, CCTV, 원격검침, 주차관제, 출입관리, 엘리베이터 시스템, 컴퓨터, 가습기, 프린터 등과 같은 건물 내부에 위치한 전자기기(150)에서 소비하는 전류, 전압, 전력 등과 같은 에너지 정보를 측정할 수 있다. 이 때, 전자기기(150)는 건물 내부에 위치하고, 전기를 통해 동작하는 모든 장치를 포함하며, 중앙 제어 시스템 장치와 사무실 기기 등과 같은 장치를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 따라서, 측정부(111)는 전자기기(150)에서 소비하는 전류, 전압, 전력 등과 같은 에너지를 측정할 수 있는 계측기를 포함할 수 있다. 측정부(111)는 특정 시간을 기준으로 24시간 동안 전자기기(150)에서 소비하는 전력량을 누적 연산하여 일 소비 전력량을 측정할 수 있다. 이 때, 측정부(111)에서 일 소비 전력량을 측정하는 전자기기(150)는 건물 내부에 위치한 모든 전자기기(150)를 포함할 수 있다.
통신부(112)는 와이파이, 전력선 통신(Power Line Carrier, PLC), 지그비(IEEE 802.15.4) 등을 이용하여 건물 내부 접속망을 사용하고, 3G, LTE, 5G, WIMAX 등을 이용하여 건물 외 무선 통신망을 이용할 수 있으나 반드시 이에 제한되지는 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템에서 스마트 플러그(110)가 내부 장치 및 외부 장치와 통신할 수 있다면, 어떠한 것이라도 통신부(112)로 사용될 수 있다.
제어부(113)는 측정부(111)로부터 전자기기(150)에 관한 측정 결과를 수신하고, 그 수신한 결과를 모니터링하여 전자기기(150)에 관한 시간대별 사용량, 관리통계, 환경 분석, 누적 사용량 비교 등 통계 분석 프로세스를 수행하고, 전자기기(150)을 제어할 수 있다. 그리고, 이러한 제어를 통해 전자기기(150)에서 소비하는 전력을 감소시킬 수 있다. 그리고, 제어부(113)는 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 전력을 공급하여 냉방기, 난방기, 조명, 콘센트를 개별적으로 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(113)는 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트에 공급하는 전력으로 건물 내부로 공급되는 전력 또는 에너지저장장치(140)에 충전된 전력 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 스마트 플러그(110)는 전자기기(150)에 공급되는 전력 제어를 통해 전자기기(150)에서 소비하는 에너지를 절약할 수 있다.
데이터 저장부(120)는 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 전자기기(150)에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전기 사용량에 따른 과금 정보를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 저장부(120)는 전기 사용량에 따른 과금 정보를 저장할 수 있다. 전기 사용량에 따른 과금 정보는 요금제가 계절에 따라 달라지는 경우, 그 요금 정보를 포함할 수 있다. 또한, 전력량 사용에 따른 기본 요금 정보와 전력량 요금 정보를 포함할 수 있다. 도 3에서는 계절에 따라 그 과금 요금 체계가 달라지는 것을 나타냈으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 과금 요금 체계는 동일할 수도 있고, 월별에 따라 달라질 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 데이터 저장부에서 저장하는 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)의 전자기기에서 소비하는 전력에 관한 최근 2년 정보를 월별로 나타냈으나, 그 기간은 반드시 이에 한정되지 않는다. 과거 월별 전력 소비량 정보는 그 기간이 길수록 정확하게 활용할 수 있으므로 과거 월별 전력 소비량 정보는 최대한 많이 확보하여 활용할 수 있다.
관리 서버(130)는 데이터 저장부(120)에 저장된 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하고, 데이터 저장부(120)에 저장된 월별 전력 소비량 정보를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하고, 데이터 저장부(120)에 저장된 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 연산한 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하고, 일 최대 소비 전력량과 일 소비 전력량을 비교하여 일 충전 전력량을 연산하며, 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 에너지저장장치(140)에 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 관리 서버(130)가 동작하는 주기는 일정할 수 있다. 예를 들어, 관리 서버(130)는 24시간을 충전 주기로 하여 매일 에너지 저자장치(140)에 일정 충전량을 충전할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템의 관리 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하, 도 5를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금제 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)의 관리 서버(130)의 동작을 살펴본다.
본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금제 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)의 관리 서버(130)는 제1연산부(131), 제2연산부(132), 제3연산부(133), 제4연산부(134), 통신부(135), 제어부(136) 및 충전설정부(137)을 포함할 수 있다.
제1연산부(131)는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수를 나누어 각 월별로 일 최대 소비 전력량을 연산할 수 있다. 이 때, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량에 관한 정보는 데이터 저장부(120)의 과금 정보로 저장될 수 있다. 예를 들어, 6월에 200kWh부터 누진제 전기 요금이 적용되면, 200kWh를 6월의 일수인 30일로 나누어 6월의 일 최대 소비 전력량인 6.66kWh을 연산할 수 있다.
제2연산부(132)는 과거 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측하고, 과거 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석하고, 분석 결과를 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 월평균 전력 소비량을 연산할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 데이터 저장부(120)에는 과거 월별 전력 소비량 정보가 저장될 수 있다. 따라서, 제2연산부(132)는 과거 월별 전력 소비량 정보의 평균 값을 연산하여 기본 월평균 전력 소비량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 1월 평균 전력 소비량은 190kWh와 202kWh의 평균인 196kWh을 예측할 수 있다. 월별 전력 소비량은 건물 내부의 인원 수, 전자기기의 수, 전자기기의 종류 및 기후와 상관 관계를 갖을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이러한 상관 관계를 갖는 변수와 월별 전력 소비량을 학습하여 그 상관 관계를 분석하고, 그러한 분석 결과를 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 월평균 전력 소비량을 연산할 수 있다. 예를 들어, 건물 내부의 인원 1명에 따라 1kWh 소비가 증가하는 상관 관계가 확인되면, 기본 월평균 전력 소비량에 인원 수에 따른 전력 소비량을 가산하여 월평균 전력 소비량을 연산할 수 있다.
제3연산부(133)는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 월평균 전력 소비량을 비교한 결과, 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량에서 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 일 최대 충전량으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 6월의 경우 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량이 200kWh이고 월평균 전력 소비량이 180kWh인 경우, 200kWh에서 180kWh을 차감한 값인 20kWh를 6월의 일수인 30으로 나눈 값인 0.67kWh을 일 최대 충전량으로 연산할 수 있다. 하지만, 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 일 최대 충전량을 “0”으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 누진제 전기 요금이 시작하는 전기 사용량이 200kWh이고 월평균 전력 소비량이 220kWH인 경우, 일 최대 충전량을 "0"으로 연산할 수 있다.
제4연산부(134)는 일 최대 소비 전력량과 일 소비 전력량을 비교하여 일 소비 전력량이 일 최대 소비 전력량 미만이면, 일 최대 소비 전력량에서 일 소비 전력량을 차감한 값을 일 충전 전력량으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 일 최대 소비 전력량이 10kWh이고 일 소비 전력량이 8kWh인 경우, 2kWh를 일 충전 전력량으로 연산할 수 있다.
통신부(135)는 와이파이, 전력선 통신(Power Line Carrier, PLC), 지그비(IEEE 802.15.4) 등을 이용하여 건물 내부 접속망을 사용하고, 3G, LTE, 5G, WIMAX 등을 이용하여 건물 외 무선 통신망을 이용할 수 있으나 반드시 이에 제한되지는 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)의 관리 서버(130)가 내부 장치 및 외부 장치와 통신할 수 있다면, 어떠한 것이라도 통신부(135)로 사용될 수 있다.
제어부(136)는 일 최대 충전량과 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 에너지저장장치(140)에 충전하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 일 최대 충전량이 3kWh이고 일 충전 전력량이 2.8kWh이면, 2.8kWh를 에너지 저장장치(140)에 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(136)가 동작하는 주기는 일정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(136)는 24시간을 충전 주기로 하여 매일 에너지 저자장치(140)에 일정 충전량을 충전할 수 있다. 또한, 제어부(136)는 에너지저장장치(140)에 충전된 전력을 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 공급하여 이러한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트를 개별적으로 제어할 수 있다. 즉, 제어부(136)는 건물 내부에 위치한 전자기기(150)에 공급되는 전력을 개별적으로 제어할 수 있다.
충전설정부(137)는 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 월평균 전력 소비량을 비교하고, 비교 결과 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 초과하는 월을 충전 필요 월로 설정할 수 있다. 예를 들어, 6월의 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량이 200kWh이고 월평균 전력 소비량이 230kWh이면, 6월을 충전 필요 월로 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(136)는 충전설정부(137)에서 설정한 월에는 에너지저장장치(140)에 저장된 전력을 소비하도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)은 누진제 전기 요금이 적용되는 전기 사용량 및 월별 전기 사용량에 관한 데이터를 기초로 전기 사용량이 적은 월에 전기를 충전하고 충전한 전기를 전기 사용량이 많은 월에 사용하는 방법으로 전력을 관리하여 누진제 전기 요금이 적용되는 것을 방지하고, 전력을 효율적으로 관리할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)은 과금 정보를 기초로 전력을 관리할 수 있으므로 일시별로 차등 요금이 적용되는 과금 체계에서도 효율적으로 전력을 관리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)은 센서부(미도시) 및 측정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 관리 서버(130)는 센서부(미도시) 및 측정부(미도시)로부터 수신된 정보를 분석하여 설정된 환경 목표를 달성하기 위해 필요한 공급 전력량을 연산할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)은 센서부(미도시)가 감지한 건물 내부 정보 및 측정부(미도시)로부터 측정한 건물 내부의 환경 정보가 건물 내부의 온도, 습도, 조도 및 공기질에 관해 미치는 영향과 전력의 상관 관계를 분석 및 학습하여 공급 전력량을 연산할 수 있다. 그리고, 관리 서버(130)는 미리 설정한 환경을 유지하기 위해 건물 내부의 전자기기(150)에 공급해야 하는 공급 전력량을 연산하고, 이에 따라 전자기기(150)를 제어할 수 있다.
센서부(미도시)는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있으며, 건물 내부의 사물, 사람 및/또는 장치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 모션센서, 음성인식센서, 음향센서, 적외선 센서, 화재감지센서, 카메라 등과 같이 스마트 플러그(110) 주변의 사물, 사람 및/또는 장치를 인식할 수 있는 센서가 사용될 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 따라서, 센서부(미도시)를 통해 건물 내부에 위치한 사람 및/또는 사물의 동작 및 음성 등과 같은 다양한 상황과 이벤트를 인식하고 감지할 수 있다.
측정부(미도시)는 건물 내부의 환경 정보를 측정할 수 있다. 건물 내부의 환경 정보는 온도, 습도, 조도 및 공기질과 같이 건물 내부의 환경에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 측정부(미도시)는 이러한 건물 내부의 환경 정보를 측정할 수 있는 모든 종류의 센서 및/또는 계측기를 포함할 수 있다. 그리고, 측정부(미도시)는 건물 내부에 물리적으로 구획된 공간마다 위치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금제 적용 방지를 위한 전력 관리 방법의 동작을 살펴본다.
제600단계에서 누진제 미적용 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 연산한다. 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수로 나누어 각 월별로 일 최대 소비 전력량을 연산할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 소비 전력량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각 월별로 누진제 전기 요금 시작 전기 사용량 값이 있으면, 이러한 값을 월별 일수로 나누어 일 최대 소비 전력량을 연산할 수 있다. 도 7에 도시된 같이, 1월의 일 최대 소비 전력량은 6.45kWh이고, 2월의 일 최대 소비 전력량은 7.14kWh일 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 제610단계에서 월평균 전력 소비량(Cave(M))을 연산한다. 건물 내의 전자기기(150)가 소비하는 월평균 전력 소비량을 연산할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 월평균 전력 소비량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제611단계에서 '13년~'22년 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측한다. 최근 10년 동안 월별 전력 소비량의 평균 값을 연산하여 기본 월평균 전력 소비량을 예측할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 최근 10년 데이터를 활용하였으나, 활용되는 데이터의 기간은 반드시 이에 한정되지 않는다. 즉, 최근 5년 데이터만 활용할 수도 있으며, 최근 데이터에 가중치를 부가할 수도 있다.
제612단계에서 '13년~'22년 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기의 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석한다. 월별 전력 소비량은 건물 내부의 인원 수, 전자기기의 수, 전자기기의 종류 및 기후와 상관 관계를 갖을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이러한 상관 관계를 갖는 변수와 월별 전력 소비량을 학습하여 그 상관 관계를 분석할 수 있다. 즉, 인원 수, 전자기기의 수, 전자기기의 종류 및 기후와 같은 변수가 월별 전력 소비량에 미치는 상관 관계를 파악하여, 이를 보정 계수로 설정할 수 있다.
제613단계에서 분석 결과를 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 월평균 전력 소비량을 연산한다. 분석 결과에 따른 보정 계수를 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 월평균 전력 소비량을 연산할 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 제620단계에서 일 최대 충전량(Cmax(D))을 연산한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 일 최대 충전량을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 9를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 일 최대 충전량(Cmax(D))을 연산하는 방법을 살펴본다.
제621단계에서 월평균 전력 소비량(Cave(M))과 누진제 전기 요금 적용 시작 전기 사용량(A)을 비교한다. 비교 결과 월평균 전력 소비량(Cave(M))이 누진제 전기 요금 적용 시작 전기 사용량(A)보다 작으면 제622단계를 진행하고, 그렇지 않으면 제623단계를 진행할 수 있다. 예를 들어, 6월의 경우 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량(A)이 200kWh이고 월평균 전력 소비량(Cave(M))이 180kWh인 경우, 월평균 전력 소비량(Cave(M))이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량(A)보다 작으므로 제622단계를 진행할 수 있다.
제622단계에서 누진제 전기 요금 적용 시작 전기 사용량(A)에서 월평균 전력 소비량(Cave(M)))을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 일 최대 충전량(Cmax(D))을 연산한다. 보다 구체적으로, 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량에서 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 일 최대 충전량으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 차감한 값인 20kWh를 6월의 일수인 30으로 나눈 값인 0.67kWh을 일 최대 충전량으로 연산할 수 있다.
제623단계에서 일 최대 충전량(Cmax(D))을 "0"으로 연산한다. 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 일 최대 충전량을 “0”으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 누진제 전기 요금이 시작하는 전기 사용량이 200kWh이고 월평균 전력 소비량이 220kWH인 경우, 일 최대 충전량을 "0"으로 연산할 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 제630단계에서 일 소비 전력량(UD)을 측정한다. 본 발명의 실시예에서는 스마트 플러그(110)를 통해 건물 내부에 위치한 전자기기(150)에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 특정 시간인 9시를 기준으로 24시간 동안 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비한 일 소비 전력량을 측정할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 스마트 플러그(110)를 통해 일 소비 전력량(UD)을 측정하였으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 다른 측정기(미도시) 및 센서(미도시)를 통해 건물 내부에 위치한 전자기기(150)에서 소비하는 일 소비 전력양을 측정할 수 있다.
제640단계에서 일 소비 전력량(UD)와 일 최대 소비 전력량(Umax(D))를 비교한다. 일 소비 전력량(UD)과 일 최대 소비 전력량(Umax(D))의 비교 결과 일 소비 전력량(UD)이 일 최대 소비 전력량(Umax(D))보다 작으면 제650단계를 진행하고, 그렇지 않으면 종료한다.
제650단계에서 일 소비 전력량(UD)에서 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 차감한 값과 일 최대 충전량(Cmax(D))을 비교한다. 일 소비 전력량(UD)에서 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 차감한 값과 일 최대 충전량(Cmax(D))을 비교한 결과, 일 소비 전력량(UD)에서 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 차감한 값이 일 최대 충전량(Cmax(D))보다 작으면 제600단계를 진행하고, 그렇지 않으면 제670단계를 진행한다.
제660단계에서 일 소비 전력량(UD)에서 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 차감한 값에 대응하는 전력을 충전한다. 에너지저장장치(140)에 일 소비 전력량(UD)에서 일 최대 소비 전력량(Umax(D))을 차감한 값에 대응하는 전력을 충전할 수 있다.
제670단계에서 일 최대 충전량(Cmax(D))을 충전한다. 에너지저장장치(140)에 일 최대 충전량(Cmax(D))에 대응하는 값에 대응하는 전력을 충전할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 충전한 전력을 소비하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 10을 참고하여 본 발명의 실시예에 따라 충전한 전력을 소비하는 방법을 살펴본다. 충전한 전력을 소비하는 단계는 제660단계 이후에 수행될 수 있다.
제680단계에서 월평균 전력 소비량(Cave(M)))과 누진제 전기 요금 적용 시작 전기 사용량(A)을 비교한다. 비교 결과 월평균 전력 소비량(Cave(M)))이 누진제 전기 요금 적용 시작 전기 사용량(A)보다 크면 제690단계를 진행하고, 그렇지 않으면, 절차를 종료할 수 있다.
제690단계에서 충전 필요 월을 설정한다. 예를 들어, 6월의 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량이 200kWh이고 월평균 전력 소비량이 230kWh이면, 6월을 충전 필요 월로 설정할 수 있다.
제700단계에서 충전 필요 월에 충전한 전력을 소비한다. 예를 들어, 에너지저장장치(140)에 저장된 전력을 전자기기(150)에 전원을 공급하여 에너지저장장치(140)에 저장된 전력을 소비할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템(100)에서는 스마트 플러그(110) 또는 관리 서버(130)를 이용하여 에너지저장장치(140)에 저장된 전력을 사용하여 전자기기(150)를 개별적으로 제어할 수 있다.
발명의 실시예는 컴퓨터로 구현된 방법이나 컴퓨터에서 실행가능한 명령어들이 기록된 비일시적인 컴퓨터에서 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들이 프로세서에 의해서 수행될 때, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들은 본 발명의 적어도 한 가지 태양에 따른 방법을 수행할 수 있다.
위와 같이 도면과 명세서에서 본 발명에 관한 실시예를 개시하였다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템
110: 스마트 플러그
120: 데이터 저장부
130: 관리 서버
140: 에너지저장장치
150: 전자기기
110: 스마트 플러그
120: 데이터 저장부
130: 관리 서버
140: 에너지저장장치
150: 전자기기
Claims (11)
- 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정하는 스마트 플러그;
전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 전자기기에서 소비하는 과거 월별 전력 소비량 정보를 저장하는 데이터 저장부;
상기 건물로 공급되는 전력의 일부를 충전하는 에너지저장장치; 및
상기 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하고, 상기 월별 전력 소비량 정보를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하고, 상기 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하고, 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 일 충전 전력량을 연산하며, 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 상기 에너지저장장치에 매일 충전하도록 제어하는 관리 서버를 포함하고,
상기 관리 서버는, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수로 나누어 각 월별로 상기 일 최대 소비 전력량을 연산하는 제1연산부; 상기 과거 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측하고, 상기 과거 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석하고, 상기 분석 결과를 상기 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 제2연산부; 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교한 결과, 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량에서 상기 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 상기 일 최대 충전량으로 연산하고, 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 상기 일 최대 충전량을 “0”으로 연산하는 제3연산부; 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 상기 일 소비 전력량이 상기 일 최대 소비 전력량 미만이면, 상기 일 최대 소비 전력량에서 상기 일 소비 전력량을 차감한 값을 일 충전 전력량으로 연산하는 제4연산부; 및 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 상기 에너지저장장치의 전력 저장원에 충전하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 관리 서버는
상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 관리 서버는
누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 초과하는 월을 충전 필요 월로 설정하는 충전 설정부를 더 포함하고,
상기 충전 설정부에서 설정한 충전 필요 월에 상기 에너지저장장치에 충전한 전력을 소비하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 전력을 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템. - 관리 서버의 제1연산부에서, 전기 사용량에 따른 과금 정보를 기초로 누진제 전기 요금이 적용되지 않는 일 최대 소비 전력량을 연산하는 단계;
상기 관리 서버의 제2연산부에서, 과거 월별 전력 소비량에 관한 데이터를 기초로 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계;
상기 관리 서버의 제3연산부에서, 상기 전기 사용량에 따른 과금 정보 및 상기 월평균 전력 소비량을 기초로 일 최대 충전량을 연산하되, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기사용량 미만이면, 상기 누진제 전기 요금이 시작하는 전기 사용량에서 상기 월평균 전력 소비량을 차감한 값을 월별 일수로 나누어 상기 일 최대 충전량으로 연산하며, 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 상기 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량 이상이면, 상기 일 최대 충전량을 “0”으로 연산하는 단계;
상기 관리 서버의 제4연산부에서, 건물 내부에 위치한 전자기기에서 소비하는 일 소비 전력량을 측정하고, 상기 일 최대 소비 전력량과 상기 일 소비 전력량을 비교하여 상기 일 소비 전력량이 상기 일 최대 소비 전력량 미만이면, 상기 일 최대 소비 전력량에서 상기 일 소비 전력량을 차감한 값을 일 충전 전력량으로 연산하는 단계; 및
상기 관리 서버의 제어부에서, 공급되는 전력에서 상기 일 최대 충전량과 상기 일 충전 전력량 중 작은 값에 대응하는 전력을 에너지저장장치에 충전하는 단계를 포함하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제1연산부에서 상기 일 최대 소비 전력량을 연산하는 단계는,
누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 월별 일수로 나누어 각 월별로 상기 일 최대 소비 전력량을 연산하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제2연산부에서 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계는
일정 기간 동안 상기 과거 월별 전력 소비량을 기초로 기본 월평균 전력 소비량을 예측하는 단계;
상기 과거 월별 전력 소비량과 인원 수, 전자기기 수, 전자기기의 종류 및 기후의 상관 관계를 분석하는 단계; 및
상기 분석 결과를 상기 기본 월평균 전력 소비량에 반영하여 상기 월평균 전력 소비량을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법. - 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 관리 서버의 충전 설정부에서, 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량과 상기 월평균 전력 소비량을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 월평균 전력 소비량이 누진제 전기 요금 적용이 시작하는 전기 사용량을 초과하는 월을 충전 필요 월로 설정하며,
상기 제어부에서, 상기 충전 필요 월에 상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 소비하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제어부에서, 상기 에너지저장장치에 충전된 전력을 상기 건물 내부에 위치한 냉방기, 난방기, 조명 및 콘센트 중 어느 하나에 공급하여 상기 냉방기, 상기 난방기, 상기 조명 및 상기 콘센트를 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 방법.
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| KR1020230155405A KR102673439B1 (ko) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 누진제 요금 적용 방지를 위한 전력 관리 시스템 및 방법 |
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