KR20030003233A

KR20030003233A - 전기요금 관리장치 및 그 기록 매체

Info

Publication number: KR20030003233A
Application number: KR1020027011434A
Authority: KR
Inventors: 마수다요시노부; 사사키조
Original assignee: 가부시키가이샤마크테크
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2003-01-09
Also published as: AU2001241048A1; JP2001327076A; US20030158631A1; EP1271740A1; JP3238696B2; CN1416610A; WO2001067578A1

Abstract

샘플데이터 축적부(2)에 축적된 전력부하의 사용전력량의 샘플데이터에 기초하여 부하패턴인식부(3)에서 승리율이 산출됨과 동시에, 조정전력량연산부(5) 및 목표계수연산부(7)에서 조정전력량과 목표계수가 산출된다. 또 수요시한목표치 연산부(8)는 승리율, 조정전력량, 목표계수에 기초하여 수요시한마다 전력부하에서 사용될 전력량의 목표치를 산출한다. 그리고 이 목표치에 기초하여 수요제어부(9) 및 부하제어부(10)에 의해 전력부하의 사용전력량이 제어된다.

Description

전기요금 관리장치 및 그 기록 매체{ELECTRICITY BILL CONTROL DEVICE AND RECORDING MEDIUM THEREFOR}

종래의 전력수요가의 전력이용을 관리하는 방법으로서는, 전력 수요 피크를 제어하는 수요 제어기(demand controller)가 잘 알려져 있다. 수요제어기란 전력 수요가에서 사용하는 전력을 소정시간마다의 평균사용전력의 최대치를 구하여 그 최대치를 목표치로 설정하고 그 목표치를 초과하지 않도록 전력부하를 관리 또는 제어하는 것을 목적으로 하며, 일반적으로 30분간의 평균사용전력을 목표치로 설정하고 있다. 그리고 대부분의 건물에 있어서 수요 제어기로부터 경보 통지를 받거나 또는 전력제어가 행해지는 시기는 여름철에 집중되어 있다. 이 때문에 사용자가 전력량 또는 이산화탄소(CO₂) 배출량을 줄일 목적으로 수요 제어기를 설치하는 경우 연간 전체의 전력사용량(또는 CO₂)이 감소되지 않기 때문에 목적 달성의 측면에서 만족도가 낮은 실정이었다.

또한 대부분의 전력수요가에서는 전력공급회사로부터 검침표 또는 청구서를받고 나서야 전기요금을 알 수 있게 된다. 이 때문에 전기 요금을 절약하기 위해 조명을 자주 소등하고 여름철에 공조 온도를 높게 설정해도 그와 같은 행동에 의해 얼마만큼 전기요금이 감소되었는지를 사전에 알 수 없었다. 또한 전기요금을 산출하는 기초가 되는 전력량을 수요제어기에 의해 제어하는 경우 상술한 상황때문에 전력사용절감 목표를 설정하기 어려운 실정이었다.

종래의 수요전력예측장치 중에는 예를들면 일본특허공개공보 평4-372046호에 전기요금 산출의 기초가 되는 전력량을 제어하기 위해 불연속성 영향 요인을 고려한 뉴럴 네트워크를 이용하는 수요전력 예측장치가 개시되어 있다. 그러나 수요전력을 예측하는 것만을 기재하고 있을 뿐 전기요금을 줄일 수 있는 방법에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않다.

더우기 현재 에너지절감을 종합적으로 제안하고 있는 기업들중에 몇몇 기업은 하나의 건물내에서의 에너지 절감을 수행하는 방법으로서, 조명 및 전력부하를 하나하나 고효율기기로 교체하거나 사용 전력량을 자동제어화 하는 것을 제안하고 있다. 그와 같은 제안을 한 기업이 실제 상술한 바와 같은 공사를 했을 경우, 당해 기업은 각 공사 장소 마다 공사전후의 전력량을 각각 측정하여 에너지 절감 효과를 증명할 필요가 있다. 그러나 부하의 가동상황이 공사 전후가 다른 경우, 정확한 에너지 절감 효과를 증명하는 것이 용이하지 않으며 장기간에 걸친 전력 측정이 필요하고 그로 인하여 비용도 증가한다. 이 때문에 에너지 절감 대책에 따라삭감된 금액에 대한 에너지절약비용의 회수 연수가 길어지고 사용자의 투자 금액이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전력의 사용량에 따라 부과되는 전기 요금을 관리하는 전기요금 관리 장치 및 그 기록 매체에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기요금 관리장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 도 1의 전기요금 관리장치에서 산출되는 동시각 샘플 데이터 평균치 및 승리율의 일예를 도시한 도면이다.

도 3은 도 1의 전기요금 관리장치에서 산출되는 목표계수의 일예를 나타내는 도면이다.

도 4는 도 1의 전기요금 관리장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 5는 도 1의 전기요금 관리장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 6은 도 1의 전기요금 관리장치를 이용한 전기요금관리 시스템의 개략적인 구성도이다.

본 발명은 상술한 사정에 비추어 안출된 것으로, 어떤 시설내에서의 전기요금 또는 전체 전력부하의 사용전력량 또는 CO₂에 대한 목표치를 1개월 혹은 1년 단위라는 소정기간으로 설정하고, 이 목표치에 기초하여 전력부하의 사용전력량 이나 최대전력을 제어함으로써 전기요금을 관리할 수 있는 전기요금 관리장치 및 그 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 상술한 사용전력량에 대한 목표치를 CO₂배출량으로 설정할 수 있고, 동시에 전력사용상황에 따른 월말시점에서의 사용전력량 및 CO₂배출량의 예측치를 표시함으로써 전력수요가의 에너지절약 의식을 높일 수 있고, 또한 구조가 간단한 저비용의 전기요금 관리 장치 및 그 기록매체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또 다수의 시설내에 설치된 전력부하들에 의해 사용된 전력량에 따라 부과되는 전기요금을 원격조작함으로써 관리를 일원화할 수 있는 전기요금 관리장치 및 그 기록매체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전력부하에 의해 소정기간 동안 사용되는 전력량의 목표치를 설정하는 설정수단과, 상기 소정기간을 세분화한 단위시간에 상기 전력부하에 의해 사용된 전력량값을 축적하는 사용전력량 축적수단과, 상기 전력부하에 의해 상기 소정기간 동안 사용되는 전력량의 목표치 및 각 단위 시간의 사용전력량에 기초하여 각 단위 시간의 사용전력량 목표치를 산출하는 단위시간 목표치 연산수단과, 상기 산출된 각 단위시간의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 전력 부하의 사용전력량을 제어하는 부하제어 수단을 구비한 전기요금 관리장치를 제공한다.

여기서, "소정기간"은 전기요금 청구기간의 단위와 일치시키는 것이 바람직하며, 예를들면 월초부터 월말로 한다. 또 "단위시간"은 전력량을 조정하는 소정의 기간 단위이고, 전기요금의 기본요금을 결정하기 위한 최대전력을 설정하는 시한(수요 시한)으로 일치시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 시설내에서 전기요금 또는 전체 전력부하의 사용전력량 혹은 이산화탄소 배출량에 대한 목표치를 1개월 혹은 1년 단위라는 소정기간으로 설정하고, 이 목표치에 기초하여 전력부하들의 사용전력량이나 최대전력을 제어함으로써 전기요금을 관리할 수 있다.

또 본 발명은 상기 전기요금 관리장치에 있어서 상기 소정기간에 사용되는 전력량의 목표치와, 상기 각 소정기간에 사용된 전력량의 값에 기초하여 각 단위시간의 평균사용전력량에 대한 각 단위시간의 목표전력량의 비율인 승리율을 산출하는 승리율산출수단을 구비하여 구성되고, 상기 단위시간목표치연산수단은 상기 승리율도 고려하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명은 상기 전기요금 관리장치에 있어서, 상기 각 단위시간에 사용된 전력량의 값에 기초하여 상기 전력부하에 의해 상기 소정기간에 사용되는 전력량을 예측하는 사용전력량예측수단과, 상기 예측된 사용전력량과 상기 소정기간에 사용되는 전력량의 목표치와의 차 및 전력제어가능한 잔여기간에 기초하여 조정전력량을 산출하는 조정전력량산출수단을 구비하여 구성되고, 상기 단위시간목표치연산수단은 상기 조정전력량도 고려하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 것을 특징으로 하고 있다.

또 본 발명은 상기 전기요금 관리장치의 설정수단에 있어서, 시설의 환경조건을 가미한 계수가 추가로 설정되고, 상기 단위시간목표치연산수단은 상기 소정기간내에 사용되는 전력량의 목표치, 각 단위시간의 사용전력량 및 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수에 기초하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하고, 상기 전기요금관리장치는 상기 산출된 각 단위시간의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력을 제어하는 전력제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서 "시설의 환경조건을 가미한 계수"로서는 예를들면 실외기온, 실내기온, 습도, 건물내로의 입퇴사 수등의 사용전력량의 증감에 영향을 주는 조건을 나타내는 계수이다.

또 본 발명은 상기 전기요금 관리장치에 있어서, 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수의 상하한값 및 상기 상하한값에 대응하는 상기 시설장소에서의 상황으로 이루어진 제한조건을 설정하는 제한조건설정수단과, 상기 제한조건에 기초하여 상기 전력부하의 설치장소에서의 환경상황을 검출하는 검출수단에 의해 검출된 환경상황에 따른 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수로서 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

또 본 발명의 전기요금 관리장치는 상기 전력부하의 설치장소에서의 시설가동상황을 검출하는 검출수단을 추가로 구비할 수 있다.

또 본 발명은 상기 전기요금관리장치에 있어서, 상기 전력부하들 중 특정 전력부하에 공급되는 전력을 차단할 수 있는 비율을 나타내는 차단율을 설정하는 특정전력부하설정수단과, 상기 특정 전력부하에 의해 각 시간단위에 사용된 전력량의값을 축적하는 특정전력부하사용전략량축적수단과, 상기 특정전력부하사용전력량축적수단에 축적된 전력량의 값을 이용하여 상기 특정 전력부하에 의해 상기 소정기간에 사용되는 전력량을 예측하고, 상기 예측한 사용전력량과 상기 차단율에 기초하여 현시점부터 상기 소정기간종료의 사이에 상기 특정 전력부하에 공급되는 전력을 차단할 수 있는 차단가능전력량을 산출함과 동시에 상기 차단가능전력량을 이용하여 전력조절이 한계에 도달했는지의 여부를 판단하고, 한계에 도달한 것으로 판단되는 경우에 경보를 발생하는 차단가능 전력연산수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 전기요금 관리장치에 있어서, 상기 목표치로서 장기 전기요금이 설정된 경우 상기 전기요금을 상기 소정기간으로 배분하고 상기 배분된 각 소정단위기간이 전기요금의 목표치를 전력량으로 환산한 후 상기 환산한 전력량에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 다수개의 전술한 전기요금관리장치를 관리하는 감시장치이고, 다수의 전기요금관리장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 전기요금관리장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과, 상기 다수의 전기요금관리장치가 예측한 각 예측전력량과 상기 다수의 전기요금관리장치가 연산한 각 차단가능한 전력량과 상기 소정기간의 각 목표치에 기초하여 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖춘 감시장치이다.

또 본 발명은 전술한 전기요금 관리장치와, 상기 다수의 전기요금 관리장치를 관리하는 다수의 감시장치와, 상기 다수의 감시장치를 통괄관리하는 통괄감시장치를 갖춘 전기요금관리시스템이고, 상기 감시장치가 감시대상이 되는 다수의 전기요금 관리장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치이고 상기 통괄감시장치에 의해 분배된 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 전기요금관리장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과, 상기 감시대상이 되는 다수의 전기요금 관리장치가 예측한 각 예측전력량과 상기 다수의 전기요금 관리장치가 연산한 각 차단가능한 전력량과 상기 소정기간의 각 목표치에 기초하여 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖추고, 상기 통괄감시장치가 상기 다수의 감시장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 감시장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과, 상기 복수의 감시장치에서 보내진 예측가능한 전력량과 각 차단가능한 전력량과 상기 복수의감시장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 각 목표치에 기초하여 각 감시장치에 대한 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖추고, 상기 복수의 전기요금 관리장치와 상기 복수의 감시장치와 상기 통괄감시장치를 통신가능하도록 접속한 전기요금관리시스템이다.

또 본 발명은 전력부하에 의해 소정기간에 사용되는 전력량에 따른 전기요금을 관리하는 전기요금 관리 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체이고, 상기 전력부하에 의해 각 시간단위에 사용된 전력량의 값을 축적하는 단계와, 설정된 소정 기간에 사용되는 전력량의 목표치, 시설의 환경조건을 가미한 계수, 및 각 시간단위의 사용전력량에 기초하여 각 시간단위의 사용전력량의 목표치를 산출하는 단계와, 상기 산출된 각 시간단위의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 단계를 포함하는 전기요금 관리 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하고 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관한 전기요금 관리장치의 일실시형태에 대해 설명한다. 도1은 본 실시형태에 따른 전기요금 관리장치의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도면에서 (1)은 설정입력기억부이고, 사용자에 의해 다음에 서술할 각종 패러미터들이 설정ㆍ기억된다.

또한 본 실시형태를 포함하는 이하의 실시형태들에 있어서, 전기요금의 청구기간이 되는 소정기간은 월초부터 월말까지의 일개월이고, 이 소정기간을 세분화 한 단위시간을 수요시한으로서 설명한다. 또 수요시한에 대해서는 이하에서 별도로 설명을 한다.

(1) 월간 목표 전력량:

월초부터 월말까지 사용하는 전력량(Kwh)의 목표치. 공장, 빌딩, 일반가옥등 어떤 시설내에 설치된 전체 전력부하에 대해 설정된다.

월간목표전력량은, 소정기간의 목표치가 되는 전력량, 전기요금, 이산화탄소량(이산화탄소배출량)등의 어느 하나의 값으로부터 환산/연산되어, 설정입력기억부(1)에 설정ㆍ기억된다.

즉, 당월 1개월의 목표치로서 전력량이 설정된 경우, 설정된 전력량은 그대로 월간목표전력량이 된다.

또, 당월 1개월의 목표치로서 전기요금이 설정된 경우, 설정된 전기요금을 전력량으로 환산한 후, 후술하는 전기요금관리처리를 한다. 설정입력기억부(1)는 전기요금을 전력량으로 환산하기 위해, 미리 설정ㆍ기억하고 있는 1개월간의 기본요금데이터, 1개월의 전력사용량에 따라 결정되는 요금테이블을 이용하여 입력된 전기요금을 월간목표전력량으로 환산하고, 설정ㆍ기억한다. 이하에서 월간 전기요금 목표금액으로부터 월간 목표전력량으로 환산하는 일예를 설명한다. 기본요금이 다음의 수학식

기본요금 = 기본요금단가 x 역율할인 x 최대전력

에 나타낸 바와 같이 전력공급원과의 계약에 의해 기본요금단위, 역률할인, 후술할 최대전력에 의해 설정되는 경우, 상기 수학식에서 얻은 기본요금이 기본요금 데이터로서 미리 설정ㆍ기억된다. 또, 당월 1개월의 목표치로서 설정된 목표치 전기요금으로부터 월간 목표전력량으로 환산시 1(Kwh)당 사용료 단위가 일률적인 경우,

월간목표전력량 = (목표전기요금 - 기본요금) / 사용요금단가

가 된다. 또, 월간 전기요금목표금액으로부터 월간전력량으로의 환산방법은, 전기요금이 전력공급원과의 계약에 의해 예를들면 사용량 단가가 일률적이지 않고 계절이나 시간대, 또는 사용전력량에 기초한 종량제등의 전기요금의 부과방법에 의해 변화될 수 있다. 따라서, 실제의 전기요금으로부터 월간목표전력량으로의 환산은 계약내용에 따라 이루어진다.

또, 당월 1개월의 목표치로서 이산화탄소량(t)이 설정된 경우, 예를들면 Kwh x 계수 = 1t라고 하는 수학식을 이용하여 전력량으로 환산한 후 후술할 전기요금관리처리를 한다. 또 "계수"란 각 국가마다 전력사정에 따라 달리 설정되는 값이다.

또, 장기간 예를들면 당년, 당년도, 반기 혹은 분기의 사용전력량이 목표치로서 설정된 경우, 설정된 장기 사용전력량을 각 월의 전력량으로 나누고나서 후술하는 전기요금관리처리를 한다. 장기간의 사용전력량을 각 월의 전력량으로 나누기 위해 설정입력기억부(1)는 다음에 서술하는 처리를 한다. 또, 여기서는 당년도의 사용전력량이 설정된 것으로 한다. 설정입력기억부(1)는 후술하는 설정값인 전년도 각월 전력량을 이용하여 전년도 1개월의 평균전력량을 산출한다. 예를들면 전년도의 총사용전력량이 12만(Kwh)이었다면 전년도 1개월의 평균전력량은 1만(Khw)가 된다. 다음으로 설정입력부(1)는, 전년도 1개월의 평균전력량과 전년도 각월의 전력량과의 비

비(n) = 전년도 n월의 전력량 / 전년도 1개월의 평균전력량

여기서, n은 1~12의 정수

를 매월에 대해 구한다. 이어서 설정입력기억부(1)는 비(n)와 설정된 당년도 사용전력량을 이용하여,

당년 n월의 목표전력량 = 비(n) x 당년 1개월의 평균전력량

에 의해 당년도의 사용전력량을 각 월의 전력량으로 분배한다.

또, 장기간 예를들면 당년, 당년도, 반기 혹은 분기의 전기요금이 목표치로서 설정된 경우, 설정된 장기 전기요금을 장기간의 사용전력량으로 환산하고, 각 월의 전력량으로 분배하고 나서 후술하는 전기요금관리처리를 한다. 또, 이와 같은 처리는 후술할 설정값인 전년도 각월 전력량, 기본요금 데이터, 전력사용량에 따른 요금 테이블을 이용함으로써 수행된다. 예를들면 당년도(1년간)의 목표전기요금으로부터 장기 목표전력량으로의 환산은 1(Kwh) 당 사용요금단위가 일률적인 경우,

장기간의 목표전력량 = (장기간의 목표전기요금 - 기본요금 x 설정월수) / 사용요금단위

가 된다. 이 장기간의 목표전력량을 전술한 바와 같이 전년도 각월 전력량에 따라 각 월로 분배한다.

또, 전년도 각 월의 전기요금에 관한 정보가 있는 경우, 설정된 장기간 전기요금을 전년도 각월 전기요금의 실적에 따라 각월의 전력요금으로 분배하고, 분배된 각 월의 전기요금을 그 월의 사용전력량으로 환산하고, 후술할 전기요금관리처리를 할 수 있다.

또, 장기간의 이산화탄소량이 목표치로서 설정된 경우, 전술한 바와 마찬가지로, 설정된 장기간의 이산화탄소량을 장기간의 사용전력량으로 환산한 후 다시 각월의 전력량으로 분배하고 전기요금관리처리를 한다. 또, 전년도 각 월의 사용 이산화탄소량에 관한 정보가 있는 경우, 설정된 장기간의 이산화탄소량을 전년도 각 월 전기요금의 실적에 따라 각 월의 이산화탄소량으로 분배하고 나서, 분배된 각 월의 이산화탄소량을 그 달의 사용전력량으로 환산하고, 후술하는 전기요금관리처리를 할 수 있다.

또, 전기요금관리라는 관점에서, 전술한 "월초" 및 "월말"은 전기요금 부과 기준 기간에 일치시키는 것이 바람직하다. 즉, "월초"는 전기요금부과의 초일에 해당하는 검침일의 익일로하고, "월말"은 검침일로 하는 것이 바람직하다.

(2) 샘플 데이터 축적기간:

상술한 전력부하에서 실제로 사용된 전력량의 측정치(샘플 데이터)를 보유하는 기간. 여기서는 7일간으로 한다.

(3) 최저전력, 최대전력:

최저전력은 상술한 각 샘플 데이터를 전기요금관리처리에 반영시킬 것인지를 판단하기 위한 값. 설정된 최저전력 보다도 낮은 값의 샘플 데이터는 전기요금관리처리에 반영하지 않는다.

최대전력은 전력공급원과 계약에 의해 설정된 전력값. 여기서 최대전력은 후술하는 수요시한 동안 사용된 전력의 평균전력중 최대값으로 한다.

(4) 목표계수:

전력부하가 설치된 장소의 상황에 따라, 즉 시설의 환경조건을 고려하여 1개월중 소망하는 날 또는 기간에 있어서의 수요시한 목표치(후술함)를 증감시키기 위한 계수. 목표계수의 결정수단은 수동 및 자동이 있다. 수동의 경우 예를들면 관리대상 전력부하가 1일부터 10일까지는 사용전력량이 적고, 20일부터 월말까지는 사용전력량이 많아지는 경향이 있었던 경우는 목표계수의 값을 1일부터 10일까지는 100% 이하, 11일부터 19일까지는 100%, 20일부터 월말까지는 100% 이상으로 설정하는 것이 좋다. 자동인 경우 목표계수는 (5)의 제한조건설정에서 결정된다.

또, "수요시한"은 전력량을 조정하는 소정의 시간단위이다. 또 전기요금관리라는 관점에서 "수요시한"은 전기요금의 기본요금을 결정하는 최대전력을 설정하기 위한 시한(예를들면 30분 단위, 혹은 15분 단위)에 일치시키는 것이 바람직하다. 또, 이하에서는 수요시한을 30분으로 가정하여 설명한다.

(5) 제한조건:

상술한 목표계수가 자동으로 설정된 경우에 설정된다. 목표계수의 상하한값과, 당해 상한값 및 하한값에 있어서 전력부하 각각의 설치장소의 상황을 검출하는 수단으로부터 출력되는 값에 의해 설정된다.

(6) 차단율

설정된 월간 목표전력량에 대해, 현시점부터 그 월의 월말까지의 사이에 특정한 전력부하에 공급되는 전력을 차단할 수 있는 전력량(차단가능한 전력량)을 산출할 때 사용되는 율. 월초부터 월말까지의 1개월 동안에 상기 특정 전력부하에 공급되는 전력중 차단할 수 있는 전력의 비율을 나타낸다.

여기서 "특정 전력부하"란 전력공급을 차단해도 전기요금관리를 수행하는 시설에 영향이 미치지 않는 전력부하를 말한다. 예를들면, 전기요금 관리장치가 공장등에 도입된 경우, "특정 전력부하"란 생산에 영향이 없는 전력부하 예를들면 공조기등을 말한다.

또, 특정 전략부하에 대한 전력의 차단은 특정 전력 부하로 보내는 전력을 온(on)/오프(off)하는 것 외에 공급전력을 줄이는 방법도 있다.

(7) 제어시간대:

부하 패턴(후술함)을 고려한 전기요금관리를 수행하는 시간대.

(8) 전년도 각월 전력량: 전년도 각 월에 실제로 사용된 전력량.

도1에서 도면부호 (2)는 샘플 데이터 축적부이고, 미도시된 전력계에 의해 계측된 어떤 시설내에 있어서의 전체 전력 부하의 사용전력값에 기초하여 모든 전력 부하에 의해 소정의 수요 시한(여기서는 30분간으로 한다) 동안에 사용된 전력량을 샘플 데이터로서 순차 기록해 간다. 또 기록한 전력량을 설정입력기억부(1)에 입력된 샘플 데이터 축적기간 동안 보유한다. 이 축적된 샘플 데이터는 샘플 데이터 축적기간 경과후, 새로운 데이터가 입력되면 가장 오래된 것부터 순차적으로 소거해 간다.

또한, 여기서 "수요 시한"은 전기요금의 기본 요금을 결정하기 위한 최대전력을 결정하는 시한에 일치시키는 것으로 한다.

(3)은 부하패턴인식부이고, 이하에 나타낸 [수학식 1]에 따라 샘플 데이터 축적부(2)에 축적되어 있는 부하 전체의 사용전력량의 샘플 데이터와, 설정입력기억부(1)에 입력된 전체 전력부하의 월간 목표전력량에 기초하여, 각 수요시한의 승리율을 산출한다.

(단, 평균목표전력량 = 월간 목표전력량 / 당월의 수요시한수)

수학식 1에서, 동시각 샘플 데이터 평균치란 샘플데이터 축적기간 동안의 각수요시한 마다의 샘플데이터들의 평균치이다(도2 참조). 여기서 동시각 샘플데이터 평균치를 구할 때, 설정입력기억부(1)에 입력된 최저전력을 밑도는 샘플 데이터가 있는 경우, 그 샘플 데이터는 동시각 샘플데이터의 평균치에 반영되지 않는다. 즉, 예를들면 도2에 도시한 바와 같이, 최저전력이 60Kwh인 경우, 수요시한「9:00~9:30」의 동시각 샘플데이터 평균치를 구하는 경우, 「2일전」의 샘플데이터(59Kwh)를 제외하고 평균치를 산출한다.

또, 수학식 1에서 수요시한수란 당월에서 수요시한의 수를 의미한다. 즉, 예를들면 수요시한이 30분간인 경우, 1일당 수요시한 수는 24시간(=1440분)/30분=48 이기 때문에, 당월이 31일이었다고 가정하면 그 달의 수요시한수는 48 X 31 = 1488이 된다.

여기서 도2는 평균목표전력량이 100(Kwh)였던 경우의 각 수요시한 마다의 승리율을 나타낸다. 이와 같이 각 수요시한 마다의 승리율을 구함으로써 관리대상이 되는 전력부하의 1일 사용전력량의 추이(부하 패턴)을 인식할 수 있다.

도1에서 도면부호 (4)는 사용전력예측연산부이고, 샘플 데이터 축적부(2)에 축적되어 있는 샘플 데이터에 기초하여 당월의 월말시점에서의 1개월간의 사용전력량을 예측한다(이하, 이 예측전략량을 월간 예측전력량이라고 한다). 여기서 월간 예측전력량의 예측방법은 예를들면 최소자승법 또는 이동평균법등의 종래부터 이용되고 있는 방법을 이용하는 것으로 한다. 또는 일본특허공개공보 평4-372046호등에 개시된 뉴럴 네트워크를 이용하는 방법을 적용할 수도 있다. 여기서는 샘플 데이터 축적부(2)에 축적되어 있는 샘플 데이터의 총계를 샘플 데이터 축적기간의 일수(즉7)로 나누어 1일간의 평균사용전력량을 구하고, 그 전력량에 당월의 전체 일수를 곱한 값을 월간 예측전력량으로 한다. 또, 예측 연산은 수요시한 각각에 대해 실행된다.

또, 사용전력예측연산부(4)에 의해 예측된 당월의 월말시점에서의 1개월간의 사용전력량은 도시하지 않은 표시장치에 표시된다. 이 때, 당해 예측사용전력량을 이산화탄소(CO₂) 배출량으로 환산하고, 함께 표시할 수도 있다.

도1에서 도면부호 (5)는 조정전력량연산부이고, 설정입력기억부(1)에 입력된 전체 전력부하의 월간목표전력량과 사용전력예측연산부(4)에 의해 산출된 월간예측전력량에 기초하여 수요시한당의 조정전력량을 산출한다. 구체적으로는 이하의 수학식2에 의해 조정전력량을 산출한다.

여기서, "전력조정가능한기간"이란, 현시점부터 당월말까지에 있어서 전력조정을 할 수 있는 기간, 시간대를 말한다. 수요시한당 조정전력량은 사용전력량의 관리단위가 되는 달에 있어서의 잔여 일수, 잔여 수요 시한에 따라 변한다. 따라서, 전력조정 가능한 잔여 기간에 따라 수요시한당 조정전력량을 산출함으로써 적절한 전력조정을 할 수 있게 된다.

전력조정가능한 기간은 예를들면 당월의 잔여 제어 시간대에 포함되는 수요시한수로 정한다.

또, 다른 방법으로서는

전력조정가능기간 = (과거의 소정일수의 제어시간대 내의 최저 전력 이상의 수요시한 횟수/과거의 소정일수) x 잔여일수

로 정할 수 있다. 여기서 "잔여일수"란 당일부터 월말까지의 일수이다. 이로인하여 휴일 및 휴식시간대와 같은 비가동시간대이며 전력량의 제어가 이루어지지 않는 시간대를 제외한 나머지의 제어시간대에 포함되는 수요시한수를 정확하게 구할 수 있다. 또, 전술한 "수요시한 횟수"란 샘플데이터축적부(2)에 축적된 데이터를 이용하여 구한다.

도1에서 도면부호 (6)은 센서이고, 전력부하가 설치된 장소의 상황을 검출한다. 여기서는 상기 센서(6)로서 기온을 감지하는 온도센서를 사용하고 있는 것으로 한다. 또, 온도 센서 이외에 예를들면 사람수를 감지하는 인(人)감지 센서, 주차장의 주차대수를 인식하는 출입차량관리장치, 조도센서등을 이용할 수도 있다. 혹은 사람의 출입을 관리하는 장치 및 매출을 관리하는 장치등, 설비의 가동상황을 직접적 혹은 간접적으로 감지할 수 있는 것이라면 어느것이나 이용할 수 있다.

도1에서 도면부호(7)은 목표계수연산부이고, 설정입력기억부(1)에 설정된 목표계수, 또는 전력부하가 설치된 장소의 환경에 따라 산출한 목표계수를 출력한다. 여기서 어떤 목표계수를 출력할 지는 사용자가 미리 설정한다. 사용자가 목표계수연산부(7)에 의해 산출된 목표계수를 출력하도록 설정한 경우, 목표계수연산부(7)는 설정입력기억부(1)에 입력된 제한조건에 기초하여 센서(6)의 측정치에 대응하는목표계수를 출력한다. 여기서는 출력부하가 설치된 장소의 상황을 감지하는 수단으로서 온도센서를 이용하고 있으므로 제한조건중 상하한값에는 각각 대응하는 기온이 설정된다.

따라서 예를들면 제한조건으로서 상한값이 105%, 하한가값이 95%, 상한값일 때의 기온이 30℃, 하한값일때의 기온이 35℃로 설정된 경우, 도3에 나타낸 바와 같이 목표계수연산부(7)는 하한값부터 상한값까지 사이의 기온과 목표계수와의 관계를 직선보간법등으로 적절히 구한다. 그리고 이후 구해진 관계에 따라 센서(6)의 측정값에 따른 목표계수를 출력한다.

도1에서 도면부호 (8)은 수요시한목표치 연산부이고, 부하패턴인식부(3)에서 구해진 평균목표전략량 및 승리율과, 조정전력량연산부(5)에 의해 구해진 수요시한당의 조정전략량과, 목표계수연산부(8)에서 출력된 목표계수에 기초하여 수요시한마다의 전력량 부하의 사용전략량의 목표치(이하 수요시한목표치라 한다)를 산출한다. 구체적으로는 이하에 나타낸 수학식4에 의해 수요시한목표치를 산출한다.

또, 수요시한목표치연산부(8)는 산출한 수요시한목표치가 설정입력기억부(1)에 기억된 최대전력을 초과하는 경우 수요시한목표치를 최대전력으로 치환하여 출력한다.

도1에서 도면부호(9)는 종래부터 사용되고 있는 수요시한제어부이고, 수요시한제어부(9)는 수요시한목표치연산부(8)에 의해 산출된 수요시한목표치를 이용하여 부하제어가 필요한지 여부를 판단하고, 필요한 경우에는 제어명령을 출력한다. 또, 제어명령으로서 예를들면 그 초과분에 대응한 사용전력저감신호(전력부하가 사용하는 전력을 저감시키는 신호)를 출력한다.

도1에서 도면부호 (10)은 부하제어부이고, 수요제어부(9)로부터 사용전력저감신호가 출력되면 그 사용전력저감신호에 따라 미도시의 전력부하에서 사용될 전력을 저감시킨다. 또, 사용전력을 저감하는 방법은 제어하는 전력부하의 종류에 따라 적절히 결정한다. 예를들면 전력부하가 전력의 공급을 정지해도 문제가 되지 않는 전력부하인 경우, 공급전력을 차단하며 문제가 되는 전력부하인 경우 공급전력을 낮추거나 전력부하에서 사용될 전력량을 저하(예를들면 공조기의 경우에는 풍량을 낮추거나 조명의 경우에는 조도를 저하시키는 등)시킨다.

여기서 부하제어부(10)에 있어서, 수요제어부(9)로부터 출력되는 사용전력저감신호를 소정의 비율로 온/오프시켜서 상술한 사용전력 저감을 간헐적으로 제어해도 된다. 또한 사용전력저감신호를 온/오프 시키는 비율을 조정전력량연산부(5)에서 산출한 조정전력량이나 목표계수연산부(8)에서 출력한 목표계수에 따라 변화시켜도 좋다.

도1에서 도면부호(11)은 샘플데이터축적부이고, 전술한 샘플데이터축적부(2)와 같은 역할을 하지만 셈플데이터축적부(11)에서는 모든 전력부하들중 특정 전력부하의 샘플데이터만을 축적한다.

도1에서 도면부호(12)는 차단가능한 전력연산부이고, 샘플데이터축적부(11)에 축적된 샘플데이터와 설정입력기억부(1)에 입력된 차단율에 기초하여 차단가능한 전력량을 산출한다. 이 차단가능한 전력량은 당일부터 그 달의 월말까지의 사이에 특정한 전력부하에 대해 차단가능한 전력량이고 구체적으로는 다음의 수학식5에 의해 산출된다.

여기서, "특정전력부하에 있어서의 월간예측전력량"의 예측방법은 샘플데이터축적부(11)에 축적된 샘플데이터를 이용하여 예를들면 최소자승법 또는 이동평균법등 종래부터 이용되고 있는 방법인 것으로 한다. 또, 예를들면 일본특허공개공보 평4-372046호등에 개시된 뉴럴 네트워크를 이용하는 방법도 좋다. 또, 샘플데이터축적부(11)에 축적되어 있는 샘플데이터의 총계를 샘플데이터축적기간의 일수로 나누어 1일당의 평균사용전력량을 구하고, 그 전력량에 당월의 전체 일수를 곱한 값을 월간예측전력량이라 할 수 있다. "특정 전력부하에 있어서의 실사용전력량"은 월초부터 당일까지의 특정 전략부하에 의해서 사용된 실사용전력량이다.

또, 차단가능한 전력량연산부(12)는 사용전력예측연산부(4)에서 연산된 전체 전력부하의 예측사용전력량과 설정입력기억부(1)에 입력된 전체 전력부하의 목표전력량의 차가 수학식5에 의해 산출된 차단가능한 전력량을 초과하는 경우 즉 다음에 나타내는 수학식6의 관계가 성립하는 경우 전력조정이 한계에 이르렀다고 판단하고 한계경보발생신호를 출력한다.

혹은 차단가능한 전력연산부(12)가 조정전력량연산부(5)에서 산출한 조정전력량과, 산출된 차단가능한 전력량을 이용하여 수학식6'의 관계가 성립하는 경우 한계경보발생신호를 출력하도록 할 수도 있다.

또, "전력조정가능한잔여기간"은 조정전력량연산부(5)에서 설명한 바와 마찬가지 방법으로 전력조정이 가능한 잔여기간을 구한다.

도1에서 도면부호 (13)은 경보발생부이고 수요제어부(9)로부터 출력되는 경보발생신호 또는 차단가능한 전력연산부(12)로부터 출력되는 한계경보발생신호에 따라 경보를 발생한다.

이와 같이 도1에 도시한 전기요금 관리장치는 관리대상이 되는 전력부하의 부하패턴에 따른 목표치를 산출하고, 이 목표치에 기초하여 전력부하에서 사용하는 전력량을 제어하고, 또한 경보를 발생시키므로써 1일의 시간 추이에 따라 변화하는 전력부하의 사용전력량에 대응하는 전기요금관리를 할 수 있다.

한편, 예를들면 일반 가정내에서의 전력부하와 같이 일정한 부하 패턴을 얻기 어려운 전력부하에 대한 전기요금관리를 하는 경우나 일정한 부하 패턴을 갖는 전력부하이더라도 부하 패턴에 대응한 전기요금관리가 바람직하지 않은 경우(예를들면 통상은 사용전력량이 적은 심야에 어떠한 사정이 생겨 사용전력량이 증가하는 경우등)도 있다. 이와 같은 경우 도1에 도시한 전기요금 관리장치는 수요시한목표치연산부(8)에 의해 산출된 수요시한목표치에 기초한 전기요금관리를 하지 않고 사용전력예측연산부(4)에 의해 산출한 월간예측전력량에 기초하여 전기요금관리를 한다.

상술한 월간예측전력량에 기초한 전기요금 관리는 다음에 서술하는 ①~③중 어느하나에 해당되는 경우에 수행한다.

① 부하패턴에 기초한 전기요금 관리를 하지 않는다는 것을 사용자가 지정한 때;

② 사용자가 제어시간대를 설정한 경우에 있어서 제어시간대 이외의 때;

③ 샘플데이터의 평균치가 최저전력 보다도 낮은 값일 때;

상술한 바와 같은 경우, 도1의 전기요금 관리장치는 수요시한목표치연산부(8) 및 수요제어부(9)에 의한 부하제어를 하지 않고, 우선 사용전력예측연산부(4)에서 산출된 월간예측전력량에 목표계수연산부(7)로부터 출력된 목표계수를승산한다. 그리고 그 값과 설정입력기억부(1)에 설정된 전체 전력부하의 월간 목표전력량을 비교하여 상기 월간 목표전력량 보다도 그 값이 작은 경우 경보발생부(13)에 경보발생신호를 출력한다.

다음으로 도4 및 도5의 흐름도를 참조하여 상술한 전기요금 관리장치의 동작에 대해 설명한다. 여기서 도4는 수요시한목표치연산부(8)에 의해 산출된 수요시한목표치에 기초하여 수행하는 전기요금관리 처리의 흐름도이다. 또, 도5는 차단가능한 전력연산부(12)에 의해 산출된 차단가능한 전력량에 기초하여 수행하는 전기요금관리 처리의 흐름도이다. 또 이들 처리는 병행하여 수행된다.

우선, 도4을 참조하여 수요시한목표치에 기초한 전기요금관리 처리에 대해 설명한다. 수요시한목표치에 기초한 전기요금관리 처리가 개시되면 우선 사용자의 선택에 의해, 설정입력기억부(1)에 입력된 목표계수 또는 입력된 제한조건에 기초하여 산출된 기온과 목표계수와의 관계에 따라 센서(6)의 측정치에 대응하는 목표계수중의 어느 하나가 목표계수연산부(7)로부터 수요시한목표치연산부(8)로 출력된다(단계 Sa1).

또, 사용전력연산부(4)에서 샘플데이터축적부(2)의 샘플데이터에 기초하여 월간예측전력량이 산출되어 조정전력량연산부(5)로 출력된다(단계 Sa2).

그리고 사용전력예측연산부(4)와 수요시한목표치연산부(8)의 각각에 대해, 전기요금관리를 하는데 있어서 부하패턴을 고려할 것인지의 여부를 판단한다(단계 Sa3).

즉, 사용전력예측연산부(4)와 수요시한목표치연산부(8)는 ① 사용자가 부하 패턴에 기초한 전기요금관리를 하도록 지정하였는가? ② 사용자가 제어시간대를 설정하였으며 또한 현재의 시각이 제어시간대인가? ③ 현재의 수요시한에 있어서의 샘플데이터의 평균치가 최저전력 이상인가?를 판단하고, 어느 하나라도 해당되는 항목이 있는 경우, 판단결과가 예(YES)가 되어 부하 패턴을 고려한 전기요금관리를한다. 한편, ①~③의 어느 하나의 항목에도 해당하지 않는 경우는 판단결과가 아니오(NO)가 되어 부하패턴을 고려하지 않은 전기요금관리를 한다. 여기서는 단계 Sa3에서의 판단결과가 "예(YES)"인 경우에 대해 설명을 계속한다.

단계 Sa3에서의 판단결과가 "예(YES)"인 경우 우선 부하패턴인식부(3)에 의해 샘플데이터축적부(2)에 축적되어 있는 샘플데이터와, 설정입력기억부(1)에 입력된 전체 전력부하의 월간목표전력량에 기초하여 현재의 수요시한의 승리율이 산출된다(단계 Sa4).

이어서 조정전력량연산부(5)에서, 설정입력기억부(1)에 설정된 전체 전력부하의 월간목표전력량과 사용전력예측연산부(4)에 의해 산출된 월간예측전력량과, 당월의 전력조정가능한 잔여기간에 기초하여 조정전력량을 산출한다(단계 Sa5).

또한 수요시한목표치연산부(8)에서는, 부하패턴인식부(3)에서 구해진 평균목표전력량 및 승리율과, 조정전력량연산부(5)에서 구해진 조정전력량과, 목표계수연산부(8)에서 출력된 목표계수에 기초하여 현재의 수요시한에 있어서의 수요시한 목표치가 산출된다(단계 Sa6).

다음으로 수요제어부(9)에서는 상기 수요시한목표치를 이용하여 전력부하의 사용전력의 제어의 필요성을 판단한다(단계 Sa7).

전력부하의 사용전력의 제어가 필요하다고 판단된 경우, 단계 Sa7의 판단결과 "예(YES)"가 되어, 수요제어부(9)에서 경보발생부(13)로의 경보발생신호가 출력됨과 동시에 부하제어부(10)에 대한 제어지령이 부하제어부(10)로 출력된다(단계 Sa8).

부하제어부(10)는 수요제어부(9)로부터 제어명령을 수신하면 소정의 전력제어방법에 따라 전력부하에서 사용될 전력을 저감시키기 위한 신호를 전력부하로 출력한다.

그리고, 이러한 처리가 완료되면, 다시 단계 Sa1으로 되돌아가 다음 수요시한이 되면 목표계수연산부(7)에서 새로운 목표계수를 출력한다.

그로 인하여 경보발생부(13)는 사용자에게 예측사용전력량이 수요시한목표치를 초과하고 있다는 것을 알리는 경보를 발생시킬 수 있다. 또, 부하제어부(10)는 미리 할당된 전력부하에 공급될 전력 또는 사용될 전력량을 사용전력저감신호에 응답하여 저감할 수 있다.

또, 단계 Sa7에 있어서, 예측사용전력량이 수요시한목표치 이하인 경우는 단계 Sa7의 판단결과가 "아니오(NO)"가 되어 그대로 단계 Sa1으로 되돌아가고 다음 수요시한이 되면 목표계수연산부(7)로부터 새로운 목표계수가 출력된다.

그런데, 단계 Sa3에 있어서, 전술한 ①~③의 어느 하나의 항목에도 해당되지 않아 판단결과가 "아니오(NO)"가 되면, 사용전력예측연산부(4)에서는, 단계 Sa2에서 산출된 월간예측전력량에 목표계수연산부(7)로부터 출력된 목표계수를 곱한다(단계 Sa10). 그리고 상기 사용전력예측연산부(4)에서 월간예측전력량과 목표계수를 곱한 결과가 설정입력기억부(1)에 입력된 전체 전력부하에 대한 월간목표전력량 보다도 작은지의 여부를 판단한다(단계 Sa11).

이때, 월간예측전력량과 목표계수의 곱한 결과가 월간목표전력량 보다도 작으면 단계 Sa11의 판단결과가 "예(YES)"가 되고, 사용전력예측연산부(4)로부터 경보발생부(13)로 경보발생신호가 출력된다. 이로 인하여 경보발생부(13)로부터 사용자에 대해 예측사용전력량 수요시한목표치를 초과하고 있다는 것을 알리는 경보가 발생된다(단계 Sa12). 그리고 다시 단계 Sa1으로 되돌아가 다음 수요시한이 되면 목표계수연산부(7)로부터 새로운 목표계수가 출력된다.

한편, 월간예측전력량과 목표계수의 승산결과가 월간목표전력량 이상인 경우는 단계 Sa11의 판단결과가 "아니오(NO)"가 되고, 다시 그대로 단계 Sa1로 되돌아간다. 그리하여 다음 수요 시한이 되면 목표계수연산부(7)로부터 새로운 목표계수가 출력된다.

다음으로 도5를 참조하여 차단가능전력량에 기초한 전기요금관리 처리에 대해 설명한다. 우선, 당해 처리가 개시되면 차단가능전력연산부(12)에서는 샘플데이터축적부(11)에 축적된 샘플데이터에 기초하여 특정 전력 부하에 의해 그 달의 월초부터 월말까지의 사이에 사용될 전력량을 예측한다(단계 Sb1).

또 차단가능전력연산부(12)에서는, 예측된 특정 전력부하에 있어서의 사용전력량과, 설정입력기억부(1)에 설정된 차단율에 기초하여 특정 전력부하에서의 차단가능전력량을 산출한다(단계 Sb2).

그리고, 차단가능전력연산부(12)는, 산출한 차단가능전력량을 이용하여 전력조정이 한계에 이르렀는지의 여부 즉 전력조정이 불가능한지의 여부를 판단한다(단계 Sb3). 이 판단은 일예로써 사용전력예측연산부(4)에서 연산된 전체 전력부하의 월간예측 사용전력량과, 설정입력기억부(1)에 설정된 전체 전력부하의 월간목표전력량과의 차가 단계 Sb1에서 산출된 차단가능전력량을 초과하는지의 여부에 의해 이루어진다.

그리고 전력조정이 한계에 이르렀다고 판단한 경우, 판단결과가 "예(YES)"가 되어 차단가능전력연산부(12)로부터 경보발생부(13)에 대해 한계경보발생신호가 출력된다(단계 Sb4). 이에 의해 목표계수연산부(7)로부터 새로운 목표계수가 출력된다. 그리고 다시 단계 Sb1으로 되돌아가 다음 수요시한이 되면 차단가능전력연산부(12)에서 새로운 차단가능전력량이 산출된다. 한편, 예측사용전력량과 월간목표전력량과의 차가 차단가능전력량을 초과하지 않은 경우는 판단결과가 "아니오(NO)"가 되어 그대로 단계 Sb1으로 되돌아 간다.

다음으로 도6을 참조하여, 상술한 전기요금관리처리장치를 이용하여, 원격지에서 복수의 시설에 설치된 전력부하들의 전기요금관리를 일괄 처리하는 종합전기요금관리시스템에 대해 설명한다. 도6은 각지에 복수의 점포를 두고, 체인(chain)을 전개하고 있는 기업이 각 점포의 전기요금을 본사에서 일괄하여 관리하는 경우에 있어서의 종합전기요금관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도면에서 도면부호(20)-(25)는 도1에 도시한 전기요금 관리장치들을 나타내고 점포 A부터 점포 F에 각각 설치되어 각 점포의 전기요금을 관리한다.

(30),(31)은 각각 지역통괄부에 설치된 감시장치이고, 각각 각지역통괄부가 지배하는 지역내 점포에 설치된 전기요금 관리장치와 전화회선 또는 광역무선등의 통신수단에 의해 접속되어 있다. 그리고 후술하는 통괄감시장치(40)에 의해 지정된월간목표전력량을 미리 설정되어 있는 분배율(이하 점포분배율이라 함)에 따라 각각 담당하는 전기요금 관리장치에 분배한다. 이에 의해 각 전기요금 관리장치는 감시장치로부터 할당받은 월간목표전력량에 기초하여 각 점포의 전기요금을 관리한다.

또 상기 감시장치(30),(31)는 각각 담당하는 전기요금 관리장치의 사용전력예측연산부(4)에서 산출한 예측사용전력량과 차단가능전력연산부(12)에서 연산한 차단가능전력량을 각각 합계하여, 통괄감시장치(40)로 송신한다. 또 담당하는 전기요금 관리장치의 차단가능전력연산부(12)에서 한계경보신호가 출력된 경우 그 한계경보신호도 통괄감시장치(40)로 송신한다.

통괄감시장치(40)에는 사용자의 산하의 점포 전체(여기서는 점포 A~점포F)에서 1개월간 사용할 전력량의 목표치(이하 종합 월간 목표 전력량이라 함)와 이 종합 월간 목표 전력량을 지역통괄부 단위로 분배하기 위한 분배율(이하 지역통괄부 분배율이라 함)이 설정되어 있다. 그리고 상기 통괄감시장치(40)는 설정된 분배율에 따라 종합 월간 목표 전력량을 감시장치(30),(31)에 분배한다.

또 감시장치(30) 또는 (31)의 어느 하나로부터 한계경보신호가 송신된 경우 각 감시장치(30),(31)로부터 송신되어 온 예측사용전력량, 차단가능전력량 및 설정된 종합 월간 목표 전력량에 기초하여 다음에 나타내는 수학식7의 관계가 성립하는 범위내에서 한계경보신호를 송신해 온 쪽의 지역통괄부에 대한 지역통괄부 분배율을 올린다. 즉, 전력사용량에 여유가 있는 지역통괄부의 지역통괄부 분배율을 낮추고 한계경보신호를 보내온 쪽의 지역통괄부 즉 전력사용량에 여유가 없는 지역통괄부의 지역통괄부분배율을 올림으로써 전체 전력사용량을 조정한다.

또, 감시장치(30),(31)도 각각 상술한 지역통괄부 분배율의 조정법과 같은 방법으로 점포분배율을 조정한다. 또 감시장치(30)(31)의 목표계수 또는 차단율을 통괄감시장치(40)에서 설정하고, 점포휴업일 조정등의 조치를 취함으로써 지역통괄부 분배율을 조정할 수 있다.

또 통괄감시장치(40)에서도 같은 방법으로, 설정된 장기 종합 목표 전력량, 장기 혹은 당월의 종합 목표 전기요금 또는 장기 혹은 당월의 종합 목표 이산화탄소량으로부터 과거의 실적등을 이용하여 종합 월간 목표 전력량을 산출/환산하고, 지역통괄부 분배율에 기초하여 종합 목표 전력량을 각 지역통괄부 감시장치(30)(31)에 대해 분배하여 전기요금관리를 하도록 할 수도 있다.

상술한 종합전기요금관리시스템에 따르면 본사에서 장기 혹은 당월의 종합 목표 전력량, 종합 목표 전기요금 혹은 종합 목표 이산화탄소량과 지역통괄부 분배율을 설정하는 것만으로 점포A~점포F에 대해 적절한 전기요금관리 처리를 수행할 수 있다.

또 도6의 전기요금관리시스템은 네트워크화에 의해 몇몇개의 점포를 통괄하는 지역통괄부마다 그 지역통괄부내의 전기요금 관리장치들을 통괄하는 감시장치(30),(31)을 각각 설치하고 또 각 지역통괄부를 통괄하는 본사에감시장치(30)(31)들을 통괄하는 통괄감시장치(40)을 설치한 다단 구성에 의해 다수의 전기요금 관리장치(20)~(25)들을 통괄하고 있다. 따라서 전기요금관리시스템은 다수의 전기요금 관리장치(20)~(25)를 통괄하기 위한 처리를 각 감시장치(40)(31)(30)에 분산할 수 있다. 따라서 각 감시장치(40)(30)(31)의 처리량의 저감이 가능하고 이들 장치용 프로그램의 간소화를 용이하게 실시할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서 도1에 도시한 센서(6)를 제외한 구성 및 도6에 도시한 관리장치(30)(31) 및 통괄관리장치(40)의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기억매체에 기록하고, 이 기록매체에 기억된 프로그램을 컴퓨터 시스템이 읽고 실행함으로써 전기요금관리를 해도 좋다.

여기서 상기 「컴퓨터 시스템」이란 OS나 주변기기등의 하드웨어를 포함하고 또한 WWW 시스템을 이용하고 있는 경우라면 홈 페이지 제공환경(혹은 표시환경)도 포함하는 것으로 한다. 또 「컴퓨터 판독 가능한 기록매체」란 플로피 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM등의 휴대(이동)가능한 매체, 컴퓨터내에 내장되는 하드 디스크등의 기억매체등을 가리킨다. 또 「컴퓨터 판독 가능한 기록매체」란 인터넷등의 네트워크나 전화회선등의 통신회선을 개재하여 프로그램을 송신하는 경우 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템내부의 휘발성메모리(RAM)와 같이 일정시간 프로그램을 갖고 있는 것을 포함하는 것으로 한다.

또 상기 프로그램은 이 프로그램을 기억장치등에 격납한 컴퓨터 시스템으로부터 전송매체를 개재하여 혹은 전송매체의 전송파에 의해 다른 컴퓨터 시스템에전송될 수 있다. 여기서 프로그램을 전송하는 「전송매체」는 인터넷의 네트워크(통신망)이나 전화회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 갖는 매체를 말한다.

또 상기 프로그램은 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것일 수도 있고 또 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기억하고 있는 프로그램과의 조합으로 실현될 수 있는 것 즉 소위 패치 파일(패치 프로그램)일 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 시설내에 있어서 전기요금, 또는 전체 전력부하의 사용전력량 또는 이산화탄소(CO₂)에 대한 목표치를 1개월 혹은 1년 단위와 같은 소정 기간으로 설정하고, 이 목표치에 기초하여 전력부하의 사용전력량이나 최대전력을 제어함으로써 전기요금을 관리할 수 있다.

Claims

전력부하에 의해 소정기간에 사용될 전력량의 목표치를 설정하는 설정수단과,

상기 전력부하에 의해 상기 소정기간을 세분화한 단위시간에 사용된 전력량의 값을 축적하는 사용전력량축적수단과,

상기 소정기간내에 사용될 전력량의 목표치 및 각 단위시간의 사용전력량에 기초하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 단위시간목표치설정수단과,

상기 산출된 각 단위시간의 사용전력량 목표치에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 부하제어수단을 구비하는 전기요금 관리장치.
제1항에 있어서, 상기 소정기간에 사용될 전력량의 목표치와 상기 각 단위시간에 사용된 전력량의 값에 기초하여, 단위시간의 평균사용전력량에 대한 각 단위시간의 목표전력량의 비율인 승리율을 산출하는 승리율산출수단을 구비하여 구성되고,

상기 단위시간목표치 연산수단은 상기 승리율을 고려하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
제1항에 있어서, 상기 각 단위시간내에 사용된 전력량의 값에 기초하여 상기전력부하에 의해 상기 소정기간에 사용될 전력량을 예측하는 사용전력량 예측수단과,

상기 예측된 사용전력량과 상기 소정기간에 사용될 전력량의 목표치와의 차 및 전력제어가능한 잔여기간에 기초하여 조정전력을 산출하는 조정전력량산출수단을 구비하여 구성되고,

상기 단위시간목표치 연산수단은 상기 조정전력량을 고려하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
제1항에 있어서, 상기 설정수단에 있어서, 시설의 환경조건을 가미한 계수가 추가로 설정되고, 상기 단위시간목표치 연산수단은 상기 소정기간내에 사용될 전력량의 목표치, 각 단위시간의 사용전력량 및 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수에 기초하여 각 단위시간의 사용전략량의 목표치를 산출하고,

상기 전기요금 관리장치는,

상기 산출된 각 단위시간의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 부하제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
제4항에 있어서, 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수의 상하한치 및 상기 상하한치에 대응하는 상기 설치장소에 있어서의 상황으로 구성되는 제한조건을 설정하는 제한조건설정수단과,

상기 제한조건에 기초하여 상기 전력부하의 설치장소에 있어서의 상황을 검출하는 검출수단에 의해 검출된 상황에 대응하는 상기 시설의 환경조건을 가미한 계수를 산출하는 계수산출수단을 구비하고,

상기 계수산출수단에 의해 산출된 계수가 시설의 환경조건을 가미한 계수로서 설정되는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
청구항 제1항 내지 제5항중 어느 하나의 항에 있어서, 특정 전력부하에 의해 공급되는 전력을 차단할 수 있는 비율을 나타내는 차단율을 설정하는 특정전력부하설정수단과,

상기 특정 전력부하에 의해 각 단위시간에 사용된 전력량의 값을 축적하는 특정전력부하 사용전력량 축적수단과,

상기 특정전력부하 사용전력 축적수단에 축적된 전력량의 값을 이용하여 상기 특정 전력부하에 의해 상기 소정기간 내에 사용될 전력량을 예측하고, 상기 예측한 사용전력량과 상기 차단율에 기초하여 현시점에서 소정기간 종료시까지의 사이에 상기 특정 전력부하에 공급될 전력중 차단할 수 있는 차단가능전력량을 산출함과 동시에, 상기 차단 가능전력량을 이용하여 전력조정이 한계에 이르렀는지의 여부를 판단하고 한계에 이르렀다고 판단된 경우에 경보를 발생시키는 차단가능전력연산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
제7항에 있어서, 상기 목표치로서 장기 전기요금이 설정된 경우, 상기 전기요금을 상기 소정기간 단위로 각 소정기간에 분배하고, 상기 분배된 각 소정기간의 전기요금의 목표치를 전력량으로 환산한 후, 상기 환산된 전력량에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기요금 관리장치.
제6항에 있어서의 전기요금 관리장치들 다수와,

상기 다수의 전기요금 관리장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 전기요금 관리장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과,

상기 다수의 전기요금 관리장치가 예측한 예측전력량과 상기 다수의 전기요금 관리장치가 연산한 각 차단가능전력량과, 상기 소정기간의 각 목표치에 기초하여 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖추어 구성된 상기 다수의 전기요금 관리장치들을 관리하는 감시장치.
제6항에 있어서의 전기요금 관리장치들 다수와, 상기 전기요금 관리장치들을 관리하는 다수의 감시장치들과, 상기 다수의 감시장치를 통괄관리하는 통괄감시장치를 갖춘 전기요금관리시스템에 있어서,

상기 감시장치는,

감시대상이 되는 다수의 전기요금 관리장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치이며 상기 통괄감시장치에 의해 분배된 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 전기요금 관리장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과,

상기 감시대상이 되는 다수의 전기요금 관리장치가 예측한 각 예측전력량과, 상기 다수의 전기요금 관리장치가 연산한 각 차단가능전력량과 상기 소정기간의 각 목표치에 기초하여 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖추고,

상기 통괄감시장치는,

상기 다수의 감시장치에서 설정되는 각 목표치를 통괄한 소정기간의 목표치를 설정하고, 미리 설정된 분배율에 따라 각 감시장치에 소정기간의 목표치를 분배하는 수단과,

상기 다수의 감시장치로부터 보내져 온 예측전력량과 각 차단가능전력량과

상기 다수의 감시장치에서 설정된 각 목표치를 통괄한 소정기간의 각 목표치에 기초하여 각 감시장치에 대한 상기 분배율을 변화시키는 수단을 갖추고,

상기 다수의 전기요금 관리장치와 상기 다수의 감시장치와 상기 통괄감시장치를 통신가능하게 접속한 전기요금관리시스템.
전력부하에 의해 소정기간 동안 사용되는 전력량에 따른 전기요금을 관리하는 전기요금관리프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 있어서,

상기 전기요금관리프로그램은,

상기 전력부하에 의해 상기 소정기간을 세분화한 단위 시간에 사용된 전력량의 값을 축적하는 단계와,

설정된 상기 소정기간에 사용될 전력량의 목표치, 시설의 환경조건을 가미한계수, 및 각 단위시간의 사용전력량에 기초하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 단계와,

상기 산출된 각 단위 시간의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 전력부하의 사용전력량을 제어하는 단계를 컴퓨터로 실행시키는 전기요금관리프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
전력부하에 의해 소정기간에 사용되는 전력량에 따른 전기요금을 관리하는 전기요금관리프로그램에 있어서,

상기 전력부하에 의해 상기 소정기간을 세분화한 단위시간에 사용된 전력량의 값을 축적하는 단계와,

설정된 상기 소정기간에 사용될 전력량의 목표치, 시설의 환경조건을 가미한 계수 및 각 단위시간의 사용전력량에 기초하여 각 단위시간의 사용전력량의 목표치를 산출하는 단계와,

상기 산출된 각 단위시간의 사용전력량의 목표치에 기초하여 상기 저력부하의 사용전력량을 제어하는 단계를 컴퓨터로 실행시키기 위한 전기요금관리프로그램.