KR20110056171A - 에너지 통합관리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물 및 전력집중 사용시설의 에너지를 절감하기 위한 에너지 통합관리 방법에 관한 것으로, 특히 분전반이나 수배전반을 통해 입력 및 분기되는 출력전력의 정보와, 엘리베이터나 자동문 등을 작동하는 전동기의 가동정보와, 건물 및 시설 내의 각 지역별 온도 및 공조 현황 정보 등을 실시간으로 수집하고, 이를 분석하여 전력 사용 절감을 가능하게 하는 통합 관리 서버를 제공하여 건물 및 전력집중 사용시설의 전력사용을 효율적으로 관리하여 건물 및 전력집중 사용시설에 사용되는 에너지를 절감할 수 있는 에너지 통합 관리방법을 제공한다.
전력사용, 에너지 통합관리 방법
Description
본 발명은 건물 및 전력집중 사용시설의 에너지를 절감하기 위한 에너지 통합관리 방법에 관한 것으로, 특히 분전반이나 수배전반을 통해 입력 및 분기되는 출력전력의 정보와, 엘리베이터나 자동문 등을 작동하는 전동기의 가동정보와, 건물 및 시설 내의 각 지역별 온도 및 공조 현황 정보 등을 실시간으로 수집하고, 이를 분석하여 전력 사용 절감을 가능하게 하는 통합 관리 서버를 제공하여 건물 및 전력집중 사용시설의 전력사용을 효율적으로 관리하여 건물 및 전력집중 사용시설에 사용되는 에너지를 절감할 수 있는 에너지 통합관리 방법을 제공한다.
고유가 시대 및 온실가스 감축 필요성 등의 요구에 따라 에너지의 효율적인 사용은 중요한 국가적 과제가 되고 있으며, 이중 전기 에너지의 절감은 자동차 등의 운송장비의 에너지 효율화 등과 더불어 가장 중요한 과제가 되고 있다.
또한, 각 기업체가 건물 관리 측면에서 전기 에너지를 절감하여 비용을 줄이기 위해 사용하는 방법은 에너지 효율이 높은 조명기구, 전동기, 공조기 등을 사용하는 방법이 주가 되고 있다.
또 다른 에너지 절감 방법으로는 전력계통과 공조기 관련 기술 분야에서 부분적인 기술개발이 이루어지고 있으며, 전력분야에서는 에너지 고효율 조명시설, 고효율 전동기 등의 기술개발이 이루어지고 있고, 공조기 분야에서는 고효율 공조기, 태양광 차단을 통한 복사열 차단 등과 같은 방식의 기술개발이 주종을 이루고 있다.
또한, 전력분야에서 전력 사용현황 측정과 전동기 사용현황 측정 등의 기술은 이미 상당부분 진전을 이루고 있으나 이는 주로 사고 및 재해예방, 기기 안정성 위주로 개발되고 있어 전체적으로 전력 사용량 절감을 목적으로 하는 기술은 아직 본 궤도에 오르고 있지 못하고 있다.
또한, 상기와 같이 에너지 효율이 높은 조명기구, 전동기, 공조기 등을 설치하기 위해서는 기존에 건물이나 전력집중시설에 설치되어 있는 조명기구, 전동기, 공조기 등 기존에 사용되고 있는 장치들을 일일이 교체하여야 하기 때문에 비용이 많이 들어 에너지 절감비용 보다 교체비용이 더 소모될 수도 있다는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같이 개별 장치별로 기술개발이 이루어져 있으므로 건물이나 전력집중 시설의 전체적인 사용전력의 효율적인 분배, 낭비 전력의 절감, 공조설비 자체의 효율적인 운용, 전동기 사용 에너지의 효율적인 운용 등과 같이 기존 설비를 교체하지 않고 운영자체를 효율적으로 관리하여 전체적인 에너지를 절감하는 기술은 아직 개발되어 있지 않다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 건물 및 전력집중 사용시설에 기존 설비를 교체하지 않고도 전체적으로 사용되는 전력을 효율적으로 관리 및 통제할 수 있는 에너지 통합 관리방법을 제공하여 전력품질, 공조의 효율성, 전동기 사용의 효율성을 향상시키는 것을 목적을 한다.
또한, 상기 배전반 또는 분전반을 통해 입출력되는 전압, 전류, 역률, 주파수, 고조파, 누설전류, 전위차 등을 실시간으로 측정 감시하여 비효율적인 전력의 사용을 줄이고, 전력의 효율적인 배치를 통해 전력 사용량을 절감하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 건물 또는 설비에서 지역별 공조 수요를 실시간으로 측정 분석하여 공조가 필요한 지역에만 공조를 제공하는 동적인 지역별 공조 방법을 제공하여 건물 또는 설비의 공조에 사용되는 에너지를 절감하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 건물 또는 설비 등의 전동문, 엘리베이터, 에스컬레이터 등에 사용되는 전동기의 가동횟수, 가동시간, 진동, 소음, 사용전력량 등의 운영상태를 실시간으로 측정 감시하여 비효율적인 전동기 사용을 피하고, 효율적인 전동기 사용방안과 최적의 보수 교체를 할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 상기 에너지 통합 관리방법을 유비퀴터스 기술을 기반으로 한 UNS센서(Ubiquitous Network Sensor) 및 측정 감시기기 사용과 모바일 기기 지원 등을 수행할 수 있도록 함으로써 에너지 관리자가 언제 어디서나 실시간으로 에너지를 통합 관리할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 분전반 및 배전반, 전동기, 공조기를 포함하는 에너지 사용장치와 건물 내부에 설치된 다수개의 온도 센서를 구비한 건물 또는 전력집중 사용시설의 에너지 통합관리 방법으로서, 전력선 통신 게이트웨이를 매개로 한 통합관리 서버에 의해 운용되며, (a) 상기 통합관리서버는 전력선 통신망을 통해 상기 에너지 사용장치의 에너지 사용에 따른 데이터를 수집하고, 그 수집된 데이터를 기초로 데이터 분석, 장애 판단, 운영 현황 및 장애발생 상황을 감시 및 제어하는 단계; 및 (b) 상기 통합관리서버는 상기 감시 및 제어단계를 통해 수집, 분석한 데이터를 사용자에게 각종 그래픽이나 문서 형태의 보고서로 가공하여 단말기 또는 모바일 기기로 제공하기 위한 사용자 모듈 지원단계;를 포함하는 에너지 통합관리 방법을 개시한다.
본 발명은 건물 및 전력집중 사용시설에 기존 설비를 교체하지 않고 전체적으로 사용되는 전력을 효율적으로 관리 및 통제할 수 있는 에너지 통합 관리 방법을 통해 구축된 시스템하에서 전력품질, 공조의 효율성, 전동기 사용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 구축된 에너지 통합 관제 시스템과 전력을 배분하는 배전반 및 분전반과, 전동기 및 공조기 등의 전력사용량 등을 감시하기 위해 전력선 통신 기술을 사용함으로써 별도의 통신 선로의 구축 없이도 에너지 통합 관리의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명은 배전반 또는 분전반을 통해 입출력되는 전압, 전류, 역률, 주파수, 고조파, 누설전류, 전위차 등을 실시간으로 측정 감시하여 비효율적인 전력의 사용을 줄이고, 전력의 효율적인 배치를 통해 전력 사용량을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 건물 또는 설비에서 지역별 공조 수요를 실시간으로 측정 분석하여 공조가 필요한 지역에만 공조를 제공하는 동적인 지역별 공조 시스템을 구축하여 건물 또는 설비의 공조에 사용되는 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 건물 또는 설비 등에 설치된 전동기의 가동횟수, 가동시간, 진동, 소음, 사용전력량 등의 운영상태를 실시간으로 측정 감시하여 비효율적인 전동기 사용을 피하고, 효율적인 전동기 사용방안과 최적의 보수 교체를 할 수 있다.
또한, 본 발명은 구축된 에너지 통합 관제 시스템을 유비퀴터스 기술을 기반으로 한 UNS센서 및 측정 감시기기 사용과 모바일 기기 지원 등을 수행할 수 있도록 관리 함으로써 시스템 관리자가 언제 어디서나 실시간으로 시스템을 통합 관제 및 분석할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 통합관리 방법의 동작순서도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 따른 에너지 통합관리 방법이 적용되는 일례의 에너지 통합 관제 시스템의 구성을 나타내며, 도 3은 본 발명의 에너지 통합 관제 시스템에 일례로 적용되는 에너지 사용장치들의 구성을 나타내고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 에너지 통합 관제 시스템을 구성하는 통합 관리 서버의 구성을 나타낸다.
본 발명은 분전반(11) 및 배전반(12), 전동기(21), 공조기(40)를 포함하는 에너지 사용장치와 건물 내부에 설치된 다수개의 온도 센서(31)를 구비한 건물 또는 전력집중 사용시설의 에너지를 통합하여 관리하기 위한 방법으로서, 도시된 바와 같이 전력선 통신 게이트웨이(500)를 매개로 통합관리 서버(100)에 의해 운용 관리된다.
본 발명에 따른 에너지 통합관리 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 사용의 감시 및 제어단계(S100), 사용자 모듈 지원단계(S200)로 크게 구성되고, 상기 에너지 사용의 감시 및 제어단계(S100)에서의 통합관리 서버(100)는 전력선 통신망을 통해 에너지 사용장치들의 에너지 사용에 따른 데이터를 수집하고, 그 수집된 데이터를 기초로 데이터 분석, 장애 판단, 운영 현황 및 장애발생 상황을 감시 및 제어한다.
여기서, 상기 에너지 사용의 감시 및 제어단계(S100)는 감시정보 수집단계(S101), 장애처리 판단단계(S102), 데이터 분석단계(S103), 상황 통보 지원단계(S104), 전력 효율 제고방안 제시단계(S105)를 포함하며, 상기 감시정보 수집단계(S101)는 에너지 사용장치와 연결된 전력선 통신 게이트웨이(500)를 통해 에너지 사용에 따른 데이터를 수집한다.
상기 장애처리 판단단계(S102)는 상기 감시정보 수집단계(S101)에서 수집된 감시정보를 미리 설정된 임계조건에 도달하였는지를 판단하고, 그 임계조건 도달여부에 따라 중요도 및 심각도에 따라 장애로 구분하며, 발생된 장애 지점 및 위치를 파악하고, 파악된 정보에 따라 장애의 수리여부를 판단한다.
상기 데이터 분석단계(S103)는 상기 감시정보 수집단계(SS101)에서 수집한 감시정보를 설정된 조건에 따라 가공하고 분류 및 저장하며, 상기 상황 통보 지원단계(S104)는 상기 단계(S101 ~ S103)에서의 데이터 수집 및 분석한 운영상황과 화재, 과부하 등의 장애상황 발생 정보를 E-mail이나 단문 메시지를 이용하여 원거리에 위치한 사용자에게 통보하게 된다.
그리고, 상기 전력 효율 제고방안 제시단계(S105)는 수집된 데이터와 분석된 데이터를 토대로 미리 지정된 전력사용 기준에 따라 기간별, 지점별 전력사용 현황을 파악하고, 시설 및 건물 에너지 부하분석 및 예측을 통해 적절한 사용량을 제시한다.
다음, 상기 사용자 모듈 지원단계(S200)에서의 통합관리 서버(100)는 상기 감시 및 제어단계(S100)를 통해 수집, 분석한 데이터를 사용자에게 각종 그래픽이나 문서 형태의 보고서로 가공하여 단말기(200) 또는 모바일 기기(300)로 제공한다.
여기서, 상기 사용자 모듈 지원단계(S200)는 도시된 바와 같이, 상황감시 UI 지원단계(S201), 전력효율 분석 UI 지원단계(S202), 보고서용 UI 지원단계(S203), 및 모바일 UI 지원단계(S204)를 포함하며, 상기 상황감시 UI 지원단계(S201)는 상기 에너지 사용장치로부터 수집하여 분석한 데이터 정보를 그래픽, 표, 3D 맵의 형태로 가공하여 출력하는 역할을 한다.
상기 전력효율 분석 UI 지원단계(S202)는 상기 에너지 사용장치로부터 수집 한 데이터를 이용하여 전력사용의 효율성을 분석하고 개별 시설물의 전력사용량을 표시하여 운영자의 단말기(200)로 그래픽 형태로 출력하는 역할을 하며, 상기 보고서용 UI 지원단계(S203)는 상기 에너지 사용장치에서 수집하여 분석한 데이터를 토대로 기간별, 설비별, 에너지원별로 MXTL, XML, MS Excel 또는 PDF 형식의 보고서 파일의 생성을 지원하는 역할을 한다.
그리고, 상기 모바일 UI 지원단계(S204)는 상기 에너지 사용장치에서 수집된 데이터 및 분석된 데이터에 따라 상기 상황감시 UI 지원단계(S201)에서 출력한 데이터를 PDA, 휴대폰 및 휴대용 기기 등과 같은 모바일 기기(300)로 무선 인터넷을 통해 전송하여 원거리에서 현황 감시 및 제어가 수행될 수 있도록 지원하는 역할을 한다.
이때, 상기 에너지 사용장치의 에너지 사용에 따라 수집되는 데이터는 도 3에 도시되는 바와 같이, 분전반(11), 수배전반(12), UPS(13) 및 인버터/정류기(14)에서 입출력되는 전압, 전류, 역률, 주파수, 고조파, 누설전류, 전위차 등의 전력감시 데이터와, 엘리베이터, 회전문, 에스컬레이터를 작동시키는 전동기(21)와 전동기 제어반(22)의 작동상태를 감시하는 전동기 감시 데이터와, 건물 내부의 사용공간이나 건물 내부에 설치된 각종 기기의 작동 온도를 적절하게 유지하고 동작시키는 공조기 동작 데이터, 및 공조기(40)에 의해 온도가 조절되는 실내의 각 생활공간 또는 설치된 각종 기기들의 공기 흐름에 맞게 다수 곳에 설치되는 온도센서(31)들로부터 수집되는 공조 감시 데이터를 포함한다.
여기서, 상기 전력감시 데이터는 분전반(11), 수배전반(12), UPS(13), 인버 터/정류기(14)와 연결되고 입출력되는 전력관련 데이터를 수집하는 수전반/배전반 감시장치(15)로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버(100)가 전송받게 된다.
그리고, 상기 전동기 감시 데이터는 전동기(21) 및 전동기 제어반(22)의 동작 데이터를 수집하는 전동기 감시장치(23)로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버(100)가 전송받게 된다.
상기 공조 감시 데이터는 건물 내부에 설치된 유선 또는 무선의 온도센서(31)로부터 그 위치의 온도 데이터를 수집하는 센서 집중기(32)로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버(100)가 전송받게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 에너지 통합관리 방법에 적용될 수 있는 일례의 시스템 에너지 통합 관제 시스템을 설명한다.
도 2는 본 발명에 일례로 적용되는 에너지 통합 관제 시스템으로서, 건물이나 전력집중 시설에 설치된 분전반, 수배전반, UPS 및 인버터/정류기 등에서 입출력되는 전압, 전류, 역률, 주파수, 고조파, 누설전류, 전위차 등의 데이터를 수집하는 전력감시부(10)와; 엘리베이터, 회전문, 에스컬레이터 등을 작동시키는 전동기와 전동기 제어반의 작동 상태를 감시하는 전동기 감시부(20)와; 건물 내부의 사용공간의 온도나 건물 내부에 설치된 각종 기기의 작동 온도를 적절하게 유지하고 동작에 따른 데이터 송수신이 가능한 공조기(40)와; 상기 공조기(40)에 의해 온도가 조절되는 실내의 각 생활공간 또는 설치된 각종 기기들의 공기 흐름에 맞게 다수 곳에 설치되는 온도센서들로부터 정보를 수집하는 공조 감시부(30)로 구성된 에너지 사용장치들과; 상기 에너지 사용장치들과 데이터 통신이 가능하며, 상기 데이 터 통신이 가능한 에너지 사용장치의 전력사용 상황과 상기 온도 센서의 측정정보를 수집하고, 상기 수집된 정보를 데이터화하여 전력사용의 효율성을 분석하고 그 결과를 그래픽 형태로 제공하며, 상기 분석된 정보를 다양한 파일형태로 출력하고, 무선인터넷과 연동하여 현황 감시 및 제어를 수행할 수 있도록 하고, 각종 장애처리를 실시간으로 처리하는 통합 관리 서버(100)와; 상기 통합 관리 서버(100)에서 분석하여 출력되는 각종 정보를 표시하고 그 표시된 데이터에 따라 상기 각종 기기들을 제어하기 위한 모니터를 포함하는 단말기(200)와; 상기 통합 관리 서버(100)에 무선으로 연결되어 원거리에서도 상황을 파악하고 상기 통합 관리 서버(100)에 연결된 각종 기기들을 제어할 수 있는 모바일 기기(300)와; 상기 통합 관리 서버(100)에서 수집 및 분석한 정보를 저장 관리하는 데이터베이스(400)로 구성된다.
또한, 상기 감시부들(10,20,30) 및 공조기와 통합 관리 서버(100) 사이에는 전력선 통신을 위해 선로 중간에 전력선 통신 게이트웨이(500)가 설치된다.
상기 전력선 통신을 위해서는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 전력 감시부(10)는 분전반(11), 수배전반(12), UPS(13), 인버터/정류기(14)등과 연결되고 입출력되는 전력관련 데이터를 수집하여 전력선 통신을 통해 전송하는 수전반/배전반 감시장치(15)로 구성되고, 상기 전동기 감시부(20)는 전동기(21) 및 전동기 제어반(22)의 동작 데이터를 수집하여 전력선 통신을 통해 전송하는 전동기 감시장치(23)로 구성되며, 상기 공조 감시부(30)는 건물 내부에 설치된 유선 또는 무선 온도센서(31)로부터 그 위치의 온도 데이터를 수집하여 전력선 통신을 통해 전송하는 센서 집중기(32)로 구성되며, 상기 공조기(40)는 건물 내부의 온도를 조절하기 위해 작동하며, 상기 작동에 따른 데이터를 전력선 통신을 통해 전송하는 기능을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 각 감시부(10,20,30)와 공조기를 통해 수집된 데이터는 전력선을 통해 전송되고, 상기 전력선에 실려 전송되는 데이터는 전력선 통신 게이트웨이(500)를 통해 TCP/IP 모듈(600)로 전송되어 상기 통합 관리 서버(100)로 전송된다. 이때, 상기 TCP/IP 모듈(600)에 별도의 통신 선로를 구축하여 실내 곳곳에 카메라와 같은 영상감시 수단(700)을 설치하여 이동인원, 상주인원, 화재감시 등을 실시할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 에너지 통합 관제 시스템을 구성하는 통합관리 서버의 구성을 나타내며, 건물 또는 전력집중 시설에 설치된 전력감시부(10)의 수전반/배전반 감시장치(15)와, 전동기 감시부(20)의 전동기 감시장치(23)와, 공조기(40)와, 공조기 감시부(30)의 센서 집중기(32) 등의 에너지 사용장치로부터 전력선 통신망을 이용하여 에너지 사용에 따른 데이터를 수집, 분석하고, 그 분석된 데이터를 바탕으로 사용 전력의 효율적인 절감방안을 제시하며, 미리 설정된 임계조건에 도달했는지 여부를 검사하여 장애여부를 판단하여 그 장애가 발생된 장치의 제어를 실시하고, 그 운영현황 및 장애발생상황을 E-mail 또는 문자 메시지를 통해 통보하는 에너지 사용장치 감시 및 제어수단(110)과; 상기 에너지 사용장치 감시 및 제어수단(110)을 통해 수집, 분석한 데이터를 사용자에게 각종 그래픽이나 문서 형태의 보고서로 가공하여 단말기 또는 모바일 기기로 제공하기 위한 사용자 지원 수단(120)으로 구성된다.
또한, 상기 에너지 사용장치 감시 및 제어수단(110)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 사용장치를 감시하는 수전반/배전반 감시장치(15)와, 전동기 감시장치(23)와, 공조기(40)와, 센서 집중기(32)로부터 전력선 통신 게이트웨이를 통해 에너지 사용에 따른 데이터를 수집하는 감시정보 수집모듈(111)과; 상기 수집된 감시정보를 토대로 미리 설정된 임계조건에 도달하였는지를 감시하고, 그 임계조건 도달여부에 따라 중요도 및 심각도에 따라 장애로 구분하며, 발생된 장애 지점 및 위치를 파악하고, 파악된 정보에 따라 장애의 수리여부를 판단하는 장애처리 모듈(112)과; 상기 감시정보 수집모듈(111)에서 수집한 정보를 설정된 조건에 따라 가공하고 분류 및 저장하는 데이터 분석모듈(113)과; 상기 모듈들(111,112,113)에서 데이터를 수집 및 분석한 운영상황과 함께 화재, 과부하 등의 장애상황 발생시 이를 E-mail이나 단문 메시지를 이용하여 원거리에 위치한 사용자에게 통보하기 위한 상황 통보 지원모듈(114)과; 상기 수집된 데이터와 분석된 데이터를 토대로 미리 지정된 전력사용 기준에 따라 기간별, 지점별 전력사용 현황을 파악하고, 시설 및 건물 에너지 부하분석 및 예측을 통해 적절한 사용량을 제시하기 위한 전력 효율 제고방안 제시모듈(115)로 구성된다.
이때, 상기 감시정보 수집모듈(111)은 상기 에너지 사용장치들의 상태를 획득하기 위한 데이터를 수집하기 위하여 전력선 통신 이외에 TCP/IP와 같은 다양한 프로토콜을 지원할 수 있으며, 이를 통해 에너지 사용장치별로 별도의 수집주기를 설정하거나 실시간으로 지속적으로 수집할 수 있다. 상기 수집되는 데이터는 분전반 또는 수배전반의 인입/분기별 단락상태, 인입/분기별 전압/전류, 전압/전류의 순간변화 여부, 차단기 상태 등이며, UPS의 경우에는 입출력 전압/전류, 부하율, 배터리 출력 전압, 운전상태 등이고, 전동기의 경우 가동상태, 소모전력, 비상정지, 저전압, 과전류, 과전압, 과속도 등이다.
또한, 상기 장애처리 모듈(112)은 상기 감시정보 수집모듈(111)을 통해 수집된 정보 중 미리 설정된 임계조건에 그 수집된 정보가 도달하였는지를 감시하고, 그 감시 정보가 임계조건을 초과하는 경우 그 중요도 및 심각도를 분석하여 장애여부를 판단한다. 상기 분석시 장애로 판단될 경우 모니터상에 팝업창, 사운드 재생, 배너창 출력, E-mail, 문제메시지를 생성하여 상기 단말기(200)나 상기 상황통보 지원모듈(114)로 전송하여 운영자에게 알릴 수 있도록 한다. 이때, 전력 또는 공조 계통도 상에 발생된 장애의 경우에는 장애 발생지점과 위치를 표시함으로써 신속한 판단 및 처리가 가능하도록 하고, 그 장애 상황에 대한 이력을 저장하여 추후 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 데이터 분석모듈(113)은 상기 감시정보 수집모듈(111)을 통해 수집한 다양한 데이터를 수집시간별, 기간별, 장치별, 전압별, 전류별 등 다수의 조건식을 적용하여 분석가공 및 저장하는 모듈로서 전력, 공조, 환경 등의 분류에 따라 분석된 데이터는 전력 효율 제고방안 제시를 위한 기준 데이터로 사용한다.
또한, 상기 상황통보 지원모듈(114)은 상기 장애 처리모듈(112)로부터 전송된 E-mail이나 단문 메시지를 원거리에 위치한 운영자에게 전송하는 모듈로서, 장애발생 빈도 및 지속 시간에 따라 그 등급을 각각 달리하거나 반복하여 통보가 가능하도록 하고, 통보 내역을 저장 관리하여 추후 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 전력효율 제고방안 제시모듈(115)은 미리 지정된 전력사용 기준을 적용하여 기간별, 지점별, 전력사용 현황파악을 실시하고, 그 파악된 데이터를 바탕으로 적절한 에너지 사용량을 제시하며, 에너지 사용장치가 설치된 건물 내/외부의 온도, 습도, 조고(조석에 의해 일어나는 수위 상승량), 풍량 등의 기본 수집자료를 분석하여 냉/난방, 조명, 공조 관련 장치의 운전을 자동으로 제어한다.
그리고, 상기 사용자 지원수단(120)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 사용장치 감시 및 제어수단(110)에서 수집 및 분석한 정보를 그래픽, 표, 3D 맵 등의 형태로 가공하여 상기 단말기(200)로 출력하는 상황감시 UI 지원모듈(121)과; 상기 에너지 사용장치 감시 및 제어수단(110)에서 수집한 데이터를 이용하여 전력사용의 효율성을 분석하고 개별 시설물의 전력사용량을 표시하여 상기 운영자의 단말기로 그래픽 형태로 출력하는 전력효율 분석 UI 지원모듈(122)과; 상기 에너지 사용장치 감시 및 제어 수단에서 수집 분석한 데이터를 기간별, 설비별, 에너지원별로 MXTL, XML, MS Excel, PDF 등 다양한 형식의 보고서 파일로 생성하는 보고서용 UI지원 모듈(123)과; 상기 수집된 데이터 및 분석된 데이터에 따라 상기 상황감시 UI 지원모듈(121)에서 출력한 데이터를 PDA, 휴대폰 및 휴대용 기기 등과 같은 모발일 기기로 무선 인터넷을 이용하여 전송하여 원거리에서 현황 감시 및 제어를 수행할 수 있도록 하는 모바일 UI 지원모듈(124)로 구성된다.
또한, 상기 상황감시 UI 지원모듈은 3D실사 맵을 활용하여 감시 대상 장치의 위치와 현재 상황을 직관적으로 표시하며, 주요 상황발생시 발생내역을 실시간으로 확인하고 처리 내역을 조회할 수 있으며, 개별 장치의 에너지 사용 현황을 그래프, 게이지 등으로 확인할 수 있도록 다양한 옵션을 제공한다. 이때, 상기 상황감시 UI 지원모듈은 통합 관리 서버에 설치되어 관제 센터의 대형 디스플레이를 통해 출력하거나 경우에 따라서는 상기 단말기(200)에 설치하여 단말기 모니터로 출력되도록 한다.
또한, 상기 전력효율 분석 UI 지원모듈은 상기 상황감시 및 제어 수단(110)에서 수집한 에너지 사용 데이터를 이용하여 전력효율성을 분석하고, 이를 단말기로 출력하는 모듈로서, 수배전반, 전동기, 공조기, UPS, 정류기 등의 전력사용량을 표시하고, 미리 지정된 전력수요를 기준으로 과다 사용이 발생하는지를 판단하며, 전력 분배/계통도를 사용하여 전력 배급 상태 및 사용상황을 출력한다.
상기와 같이 구성된 에너지 통합 관제 시스템의 통합관리 방법에 의하면 단일 건물 뿐만 아니라 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 전국적으로 분포되어 통합관리가 필요한 건물의 에너지 사용을 효율적으로 관리 감독하는데 사용할 수도 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 에너지 통합관리 방법은 기존 건물 및 시설에 사용되는 전력 현황을 모니터링 할 수 있으며, 통신선로를 추가로 가설할 필요없이 전력선을 이용하여 기존 건물에도 간편하게 구축할 수 있고, 최대수요 전력 등을 감안하여 전력사용의 효율화 방안을 제시할 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시 예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가 능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 통합관리 방법을 나타낸 동작순서도,
도 2는 본 발명에 따른 에너지 통합관리 방법이 적용되는 일례의 에너지 통합 관제 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 에너지 통합 관제 시스템에 일례로 적용되는 에너지 사용장치들의 구성도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 에너지 통합 관제 시스템을 구성하는 통합 관리 서버의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 전력 감시부 11: 분전반
12: 수배전반 13: UPS
14: 인버터/정류기 15: 수전반/배전반 감시장치
20: 전동기 감시부 21: 전동기
22: 전동기 제어반 23: 전동기 감시장치
30: 공조 감시부 31: 온도센서
32: 센서 집중기 40: 공조기
100: 통합 관리 서버
110: 에너지 사용장치 감시 및 제어수단
111: 감시정보 수집모듈 112: 장애처리 모듈
113: 데이터 분석모듈 114: 상황통보 지원모듈
115: 전력효율 제고방안 제시모듈 120: 사용자 지원 수단
121: 상황감시 UI 지원모듈 122: 전력효율 분석 UI 지원모듈
123: 보고서용 UI 지원모듈 124: 모바일 UI 지원모듈
200: 단말기 300: 모바일 기기
400: 데이터베이스 500: 전력선 통신 게이트웨이
600: TCP/IP 700: 영상감시수단
Claims (8)
- 분전반 및 배전반, 전동기, 공조기를 포함하는 에너지 사용장치와 건물 내부에 설치된 다수개의 온도 센서를 구비한 건물 또는 전력집중 사용시설의 에너지 통합관리 방법으로서, 전력선 통신 게이트웨이를 매개로 한 통합관리 서버에 의해 운용되며,(a) 상기 통합관리서버는 전력선 통신망을 통해 상기 에너지 사용장치의 에너지 사용에 따른 데이터를 수집하고, 그 수집된 데이터를 기초로 데이터 분석, 장애 판단, 운영 현황 및 장애발생 상황을 감시 및 제어하는 단계; 및(b) 상기 통합관리서버는 상기 감시 및 제어단계를 통해 수집, 분석한 데이터를 사용자에게 각종 그래픽이나 문서 형태의 보고서로 가공하여 단말기 또는 모바일 기기로 제공하기 위한 사용자 모듈 지원단계;를 포함하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 에너지 사용의 감시 및 제어단계(a)는,(a-1) 에너지 사용장치와 연결된 전력선 통신 게이트웨이를 통해 에너지 사용에 따른 데이터를 수집하는 감시정보 수집단계;(a-2) 상기 감시정보 수집단계(a-1)에서 수집된 감시정보를 미리 설정된 임계조건에 도달하였는지를 판단하고, 그 임계조건 도달여부에 따라 중요도 및 심각 도에 따라 장애로 구분하며, 발생된 장애 지점 및 위치를 파악하고, 파악된 정보에 따라 장애의 수리여부를 판단하는 장애처리 판단단계;(a-3) 상기 감시정보 수집단계(a-1)에서 수집한 감시정보를 설정된 조건에 따라 가공하고 분류 및 저장하는 데이터 분석단계; 및(a-4) 상기 단계(a1 ~ a3)에서의 데이터 수집 및 분석한 운영상황과 화재, 과부하 등의 장애상황 발생 정보를 E-mail이나 단문 메시지를 이용하여 원거리에 위치한 사용자에게 통보를 통해 제공하는 상황 통보 지원단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 에너지 사용의 감시 및 제어단계(a)는,(a-5) 수집된 데이터와 분석된 데이터를 토대로 미리 지정된 전력사용 기준에 따라 기간별, 지점별 전력사용 현황을 파악하고, 시설 및 건물 에너지 부하분석 및 예측을 통해 적절한 사용량을 제시하기 위한 전력 효율 제고방안 제시단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 사용자 모듈 지원단계(b)는,(b-1) 상기 에너지 사용장치로부터 수집하여 분석한 데이터 정보를 그래픽, 표, 3D 맵의 형태로 가공하여 출력하는 상황감시 UI 지원단계;(b-2) 상기 에너지 사용장치로부터 수집한 데이터를 이용하여 전력사용의 효율성을 분석하고 개별 시설물의 전력사용량을 표시하여 운영자의 단말기로 그래픽 형태로 출력하는 전력효율 분석 UI 지원단계;(b-3) 상기 에너지 사용장치에서 수집하여 분석한 데이터를 토대로 기간별, 설비별, 에너지원별로 MXTL, XML, MS Excel 또는 PDF 형식의 보고서 파일을 생성하는 보고서용 UI 지원단계; 및(b-4) 상기 에너지 사용장치에서 수집된 데이터 및 분석된 데이터에 따라 상기 상황감시 UI 지원단계(b-1)에서 출력한 데이터를 PDA, 휴대폰 및 휴대용 기기 등과 같은 모바일 기기로 무선 인터넷을 통해 전송하여 원거리에서 현황 감시 및 제어가 수행될 수 있도록 하는 모바일 UI 지원단계; 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 에너지 사용장치의 에너지 사용에 따라 수집되는 데이터는,분전반, 수배전반, UPS 및 인버터/정류기에서 입출력되는 전압, 전류, 역률, 주파수, 고조파, 누설전류, 전위차 등의 전력감시 데이터;엘리베이터, 회전문, 에스컬레이터를 작동시키는 전동기와 전동기 제어반의 작동상태를 감시하는 전동기 감시 데이터;건물 내부의 사용공간이나 건물 내부에 설치된 각종 기기의 작동 온도를 적절하게 유지하고 동작시키는 공조기 동작 데이터; 및공조기에 의해 온도가 조절되는 실내의 각 생활공간 또는 설치된 각종 기기들의 공기 흐름에 맞게 다수 곳에 설치되는 온도센서들로부터 수집되는 공조 감시 데이터; 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 전력감시 데이터는,분전반, 수배전반, UPS, 인버터/정류기와 연결되고 입출력되는 전력관련 데이터를 수집하는 수전반/배전반 감시장치로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버가 전송받는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 전동기 감시 데이터는,전동기 및 전동기 제어반의 동작 데이터를 수집하는 전동기 감시장치로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버가 전송받는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 공조 감시 데이터는,건물 내부에 설치된 유선 또는 무선의 온도센서로부터 그 위치의 온도 데이터를 수집하는 센서 집중기로부터 전력선 통신을 통해 통합관리 서버가 전송받는 것을 특징으로 하는 에너지 통합관리 방법.
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