KR20170100465A - 지능형 전력량계를 이용하는 전력량 계량 시스템 및 방법 - Google Patents

지능형 전력량계를 이용하는 전력량 계량 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기 공급이 필요한 이동형 사용자 단말을 대상으로 전력 및 충전을 제공하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템 및 방법이 개시된다. 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템은, 사용자 단말에 충전을 제공하는 전자장치의 위치 정보를 식별하고, 식별된 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인하는 위치 정보 식별부, 및 상기 전력가입자정보 확인에 기초하여 공급된 전력량에 해당하는 요금을 부과하는 계산부를 포함할 수 있다.

Description

지능형 전력량계를 이용하는 전력량 계량 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING WATTAGE BASED ON SMART METER}
본 발명의 실시예들은 전기 충전 또는 전기 공급이 필요한 전자 장치에 전력을 공급하고, 공급되는 전력량을 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 노트북(note book) 등의 휴대용 단말 장치가 대중화되었으며, 단말 장치에서는 다양한 기능이 제공되고 있다.
예컨대, 스마트폰에서는 전화통화 고유의 기능 이외에 모바일 인터넷, 모바일 뱅킹, 모바일 게임, 모바일 쇼핑 및 구매, 영화 시청, 이메일 확인, 영상 촬영 및 편집, 위치기반 서비스 등과 같은 다양한 형태의 작업이 가능해졌으며, 여러 작업을 수행함에 따라 스마트폰의 배터리 소모 또한 급격하게 증가하고 있다. 이처럼, 스마트폰에서 다양한 기능이 수행됨에 따라, 스마트폰은 사용자들에게 없어서는 안될 필수품이 되었다.
그러나, 대부분의 경우, 집 또는 회사 등과 같이 한정된 공간에서만 휴대용 전자장치에 전력이 공급되거나, 충전이 가능하다. 이로 인해, 커피전문점, 대형 마트, 백화점 등에서 친구와의 약속 또는 쇼핑 중에 휴대용 단말 장치의 배터리가 없는 경우, 배터리 충전이 어려워 친구와 만나는데 어려움이 존재하며, 스마트폰 등에 저장되어 있는 모바일 적립카드 또는 모바일 할인쿠폰 등을 제시하기 어려운 경우가 발생한다. 그리고, 커피전문점 등의 사업장에서는 전기세 부담으로 인해 전자장치의 배터리 충전 또는 전력 공급을 제공하지 않으려고 하여, 노트북, 스마트폰 등의 전자장치를 이용하여 업무를 처리하거나, 음악을 듣는 등의 다양한 기능을 수행하고자 하는 경우에 어려움이 존재한다.
따라서, 장소의 제약없이 언제 어디서든 효과적으로 휴대용 단말 장치에 전력을 공급하는 기술이 요구된다.
한국공개특허 제10-2011-042863호에는 전력공급원과 양방향 통신을 수행하여 에너지관리장치의 명령에 따라 전기를 축전하여 스마트폰에 전력을 공급하는 전력공급네트워크 시스템 및 그 제어방법을 개시하고 있다.
유무선 충전기, 플러그, 콘센트 등과 같이 휴대용 단말 장치와 전기적으로 연결되는 전자 장치의 위치 정보를 식별하여 전력을 공급하는 지능형 전력량계를 이용하는 전력량 계량 시스템 및 방법을 제공한다.
사용자 단말에 전력을 제공하는 전자장치의 위치 정보를 식별하고, 식별된 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인하는 위치 정보 식별부; 및 상기 전력가입자정보 확인에 기초하여 공급된 전력량에 해당하는 요금을 부과하는 계산부를 포함하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템이 제공된다.
위치 정보는 플러그(plug), 콘센트, 전자장치, 유선 및 무선 충전기 중 적어도 하나에 부여된 식별자 정보(Identifier)로서, 상기 사용자 단말 또는 전력수용가를 인증하기 위해 이용될 수 있다.
지능형 전력량계를 통하여 콘센트(탈착식 포함) 혹은 플러그별로 전력량이 계량될 수 있다.
전력가입자정보의 확인은 지능형 전력량계를 통한 전력사용랑 계량과, 전력선통신(power line communication) 또는 무선통신을 포함하는 통신망 및 이동통신기능이 탑재된 스마트 기기를 통해 수행될 수 있다.
계산부는 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인함에 따라, 전력가입자의 사용량을 전력수용가로부터 분리하여 요금을 산정하고, 전력가입자의 사용량은 지능형 전력량계를 통해 인증 가능할 수 있다.
플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 IoT 통신모듈을 부착하고 사용자 단말과의 통신을 통해 인증이 수행될 수 있다. 또한, 상기 플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 대한 인증은 사용 전 미리 일괄적으로 수행될 수 있다.
플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 부착된 디스플레이를 통해 전력사용량 및 요금이 표시되거나, 또는 웨어러블 기기를 포함하는 상기 사용자 단말의 디스플레이를 통해 전력사용량 및 요금이 표시될 수 있다.
사용자 단말에 전력이 공급되는 것을 보조하기 위해 전기를 저장 및 보관하는 에너지저장장치(Energy Storage System)를 더 포함하고, 상기 에너지저장장치는 상기 사용자 단말에 전력을 공급하는 콘센트 또는 콘센트 주변의 시설물에 설치될 수 있다.
계산부는 사용자에 의해 미리 등록된 결제 수단, 자동이체, 지로결제, 카드 결제 및 모바일 결제 중 적어도 하나에 기초하여 상기 요금을 부과할 수 있다.
유무선 충전기, 플러그, 콘센트 등과 같이 휴대용 단말 장치와 전기적으로 연결되는 전자 장치의 위치 정보를 식별하여 전력을 공급하는 지능형 전력량계를 이용하는 전력량 계량 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템 및 사용자 단말을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 전력 계량 시스템 및 사용자 단말을 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 전력 계량 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 콘센트의 위치 정보를 식별하여 전력량 계량 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전력 계량 시스템과 사용자 단말을 나타내고 있다.
도 6은 플러그의 위치 정보를 식별하여 전력량 계량 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 전기 공급에 따른 요금을 과금하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 에너지저장장치를 이용한 전력량 계량 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예들은 유무선 충전기, 플러그(plug), 콘센트 등의 전자 장치가 휴대용 단말 장치에 탈부착되어 휴대용 단말 장치에 제공하고자 하는 전력 및 충전을 관리하는 플랫폼 서비스에 관한 것으로서, 특히, 상기 전자 장치의 위치 정보를 식별하여 전력을 공급하거나, 전기 충전을 관리하는 기술에 관한 것이다. 이때, 전력량 계량 시스템은 전자장치로부터 전자 장치에 부여된 위치 정보(예컨대, ID)를 수신하여 식별할 수도 있고, 전자 장치로부터 위치 정보를 리딩(reading)하여 식별할 수도 있다.
그리고, 본 실시예들은 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 전기 자전거, 전동킥보드, 전동바이크 등과 같이 전기 충전이 필요한 모든 기계, 단말 장치, 스마트 기기에 적용될 수 있으며, 이하에서는 휴대용 단말 장치를 사용자 단말로 칭하여 설명하기로 한다.
그리고, 본 명세서에서, 전력을 공급하거나 전기를 충전하는 지능형 전력량계에 기초한 전력량 계량 기술은 개인사용자를 위한 플랫폼 서비스 형태로 구현될 수도 있고, 개인사용자에게 전력을 판매하는 전력거래소(이하, '전력 판매자')를 위한 플랫폼 서비스 형태로 구현될 수도 있다. 이외에, 전력을 공급하는 전력 공급자(예컨대, 한국전력공사)를 위한 플랫폼 서비스 형태로 구현될 수도 있다.
그리고, 본 명세서에서, 지능형 전력량계에 기초한 전력량 계량 기술은 전력 공급, 전기 충전 이외에 전기를 발생시키는 신재생 에너지의 공급 및 충전을 관리하기 위해 이용될 수도 있다.
본 명세서에서는, 전력 공급(예컨대, 전기 충전)을 필요로 하는 사용자 단말을 소지한 개인 사용자 또는 개인 사용자에게 전력을 제공하는 전력수용가를 대상으로, 사용자 단말에 전력을 공급받기 위해 전력 공급자(예컨대, 한국전력공사)와 별도의 계약을 체결한 상태에서 전기 충전 등의 전력 공급을 제공하는 것을 가정하여 설명하기로 한다. 예컨대, 전력량 계량 시스템, 또는 전력수용가는 한국전력공사로부터 전력 판매를 위한 위탁판매계약을 미리 맺을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템의 전반적인 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 도 1에서, 콘센트는 비탈거형 콘센트 및 탈거형 콘센트를 모두 포함할 수 있다.
사용자 단말(110)은 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 웨어러블 컴퓨터(wearable computer), 전동바이크, 전동킥보드 등으로, 전력 공급 및 전기 충전을 필요로 하는 모든 단말 장치를 의미할 수 있다. 사용자 단말(110)에 전력을 공급하기 위해 이용되는 콘센트 또는 플러그(120)를 인증하고, 콘센트 또는 플러그(120)를 통해 사용자 단말(110)에 전력을 공급하고, 공급된 전력량을 계량하여 과금, 결제 등의 프로세스를 처리하기 위한 어플리케이션이 설치될 수 있다. 이처럼, 전력량 계량 시스템은 개인사용자를 위한 플랫폼 서비스 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 상기 어플리케이션이 실행되면, 어플리케이션은 사용자 단말(110)에 구비된 무선 통신 모듈을 통해 콘센트 또는 플러그(120)에 구비된 무선 통신 모듈과 통신 세션을 설정하여, 콘센트 또는 플러그(120)가 사용자 단말(110)에 할당된 것인지 여부를 인증할 수 있다. 여기서. 무선 통신 모듈은 NFC, 비콘(Beacon), 와이파이(WiFi), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다.
콘센트 또는 플러그(120)가 사용자 단말(110)의 것으로 인증되면, 전력 공급자(130)로부터 사용자 단말(110)로 전력이 공급될 수 있다. 즉, 콘센트(탈착식 포함) 또는 플러그(120)에 대한 인증은 전력 공급 이전에 미리 일괄적으로 수행될 수 있다.
이때, 전력 공급 이전에 사용자 단말(110)의 인증 또한 수행되며, 사용자 단말(110)이 인증된 이후 전력 공급자(130)로부터 사용자 단말(110)로 전력이 공급될 수 있다. 그리고, 전력 공급자(130)로부터 사용자 단말(110)로 공급되는 전력사용량은 지능형 전력량계(140)에 의해 측정될 수 있다. 지능형 전력량계(140)는 지능형 WHM(Watt Hour Meters), 광역 통신인프라, 홈 네트워크(Home AreaNetwork), 미터데이터관리시스템(MDMS, Meter Data Management System), 게이트웨이 등과 같은 다수의 기술 및 어플리케이션이 하나로 통합되어 이루어질 수 있다. 지능형 WHM은 프로그램 가능한 계기로서, 전력품질정보 제공, 시간대별 요금제, 전력 소비량 분석, 양방향 계량 등의 기능을 포함한 다양한 부가서비스를 제공할 수 있다.
한편, 콘센트/플러그(120)가 인증되고, 사용자 단말(110)이 인증되어야지만 전력이 사용자 단말(110)로 공급되며, 지능형 전력량계에서 사용자 단말(110)에 제공된 전력량을 측정함에 따라, 사용자 단말(110)이 전력을 공급받은 장소(예컨대, 커피전문점 등의 사업장)의 사업주와 전기 요금을 분리하여 사용자(101)에게 전기 요금이 과금 처리될 수 있다. 이외에, 미리 플러그/콘센트(120)에 인증을 일괄적으로 받고, 사용자 단말(110)을 인증받아 전력을 공급받으면, 공급된 전력량에 대한 전기 요금이 사용자 단말(110)에 제공되는 것이 아니라, 콘센트, 지능형 전력량계 등의 전력 수용가에게 부가될 수도 있다.
그리고, 플러그, 콘센트, 및 사용자 단말(110) 중 적어도 하나에 지능형 전력량계(140)에서 측정된 전력량에 기초하여 계산된 전기 요금 및 전력량이 디스플레이될 수 있다. 예컨대, 플러그/콘센트(120)에 부착된 디스플레이를 통해 사용된 전력량 및 요금이 표시될 수도 있고, 웨어러블 기기를 포함하는 사용자 단말의 디스플레이에 상기 전력량 및 요금이 표시될 수도 있다.
이외에, IoT(Internet of Things), O2O(Online to Offline) 등의 기술을 내장한 콘센트/플러그(120)를 통하여 공급된 전력량에 따른 전기 요금이 부과되되, 이후 지능형 전력량계(140)에서 측정된 전력량과 상기 공급된 전력량을 비교하는 인증을 통해 전기 요금이 재계산될 수 있다. 예를 들어, 콘센트/플러그(120)에 IoT 통신 모듈이 부착될 수 있으며. IoT 통신 모듈을 통해 사용자 단말(110)과의 통신을 수행하여 사용자 단말(110)을 인증할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(110)이 인증되면, 콘센트/플러그(120)의 위치, 사용자 단말(110)의 위치에 기초하여 전기 요금이 부과될 수 있으며, 한전 가입자의 미터기에서 부가된 요금에 해당하는 전력량이 제외되도록 처리될 수 있다.
이외에, 전력 사용량의 효율성을 높이기 위해 에너지 저장 장치(ESS)가 더 이용될 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여 위에서 설명한 콘센트, 플러그, 사용자 단말을 인증하는 구성, 전력량을 계량하여 과금하는 구성, 에너지 저장장치는 사용하는 구성 등을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 전력 계량 시스템 및 사용자 단말을 나타내고 있다. 특히, 도 2는 콘센트에 부여된 위치 정보를 식별하여 사용자 단말에 전력 공급 또는 전기 충전을 제공하는 구성을 설명하기 위한 것이다. 도 2에서 화살표는 사용자 단말(301)과 전력 계량 시스템(300), 전력 계량 시스템(300)과 전력 공급자(204) 간에 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 데이터가 송수신될 수 있음을 의미한다.
전력 계량 시스템(300)은 전력 판매자 또는 전력 공급자(204)의 서버로서, 사용자 단말(300)에 전력 공급 및 전기 충전을 제공하기 위해 사용자 단말(300)에 전기적으로 연결된 플러그, 충전기, 및 콘센트 중 적어도 하나의 전자 장치에 부여된 위치 정보를 식별할 수 있다. 예컨대, 전력선통신(power line communication: PLC) 또는 인터넷통신을 이용하여 위치 정보를 식별할 수 있으며, 위치 정보가 식별된 경우, 전력 계량 시스템(300)은 사용자 단말(301)에 전력 공급 또는 전기 충전이 제공되도록 콘센트(303), 플러그(302) 또는 사용자 단말(301)을 제어할 수 있다. 그리고, 전력 계량 시스템(300)은, 전원 공급 및 충전에 따른 전기 요금을 산정하여 부과할 수 있다.
이외에, 전력 계량 시스템(300)은 전력 판매자 또는 전력 공급자(204)의 서버로서 동작할 수 있을 뿐만 아니라, 커피전문점, 대형마트 등의 사업자가 전력 판매자로 하여 해당 사업자와 전력 공급자 간의 중개 서버로서 동작할 수도 있다. 예컨대, 상기 사업자가 자신의 사업장 내에 방문한 사용자를 대상으로 전력 공급 및 충전을 제공하도록, 상기 사업자와 한국전력공사 사이의 중개 역할을 수행할 수 있다.
이때, 전력 계량 시스템(300)이 전력수용가거나 또는 전력수용가와 전력공급자를 중개하는 입장인 경우, 전력을 공급받거나 전기 충전을 수행하는 사용자 단말의 사용자 또는 전력수용가에게 전기 요금을 과금할 수 있으며, 전력공급자(예컨대, 한국전력공사)에게는 전력공급자와 별도로 맺은 계약 조건에 따라 사용 전력량에 대한 요금을 납부할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 전력 계량 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 콘센트의 위치 정보를 식별하여 전력 및 충전 관리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 따르면, 전력 계량 시스템(300)은 위치 정보 식별부(310) 및 계산부(320)를 포함할 수 있다. 위치 정보 식별부(310) 및 계산부(320)는 도 4의 단계들(410 내지 430) 및 도 6의 단계들(610 내지 630)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.
전력공급자인 한국전력공사와 미리 성립된 계약을 통해 전력위탁판매를 승인받은 경우, 전력 계량 시스템(300)은 전력 공급 및 충전을 위한 시설물(예컨대, 건물) 내부에 위치 정보가 부여된 콘센트를 배치할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 콘센트를 식별하기 위해 기부여된 식별 정보(Identifier: ID)로서, 시설물 또는 전력수용가 별로 서로 다른 ID가 할당될 수도 있고, 하나의 시설물 또는 전력수용가를 대상으로 할당된 콘센트 별로 서로 다른 ID가 할당될 수도 있다.
일례로, 전력 계량 시스템(300)에서 직접 사용자 단말을 대상으로, 즉, 개개인의 사용자를 대상으로 충전을 제공하는 경우, 시설물(충전을 제공하는 건물 등의 장소) 별로 할당된 복수의 콘센트에 동일한 ID가 할당될 수도 있고, 하나의 시설물에 할당된 복수의 콘센트 별로 서로 다른 ID가 할당될 수도 있다. 전력 계량 시스템(300)에서 하나 이상의 전력수용가에게 전력 공급 및 충전을 위탁판매하는 경우, 예를 들어, 전력수용가1(예컨대, 커피전문점 사업자)에게 할당된 10개의 콘센트에 모두 ID1이 할당, 전력수용가2(예컨대, 대형마트 사업자)에게 할당된 10개의 콘센트에 모두 ID2가 할당될 수 있다. 이외에, 전력수용가1에게 할당된 10개의 콘센트에 ID1 내지 ID 10이 각각 할당되고, 전력수용가2에게 할당된 10개의 콘센트에 ID11 내지 ID 20이 각각 할당될 수도 있다.
그리고, 전력 계량 시스템(300)은 시설물 또는 전력수용가의 식별 정보(예컨대, 상호명/건물명, 사업장 허가번호, 사업장/시설물 전화번호, 사업장/시설물 주소 등)와 콘센트에 할당된 식별 정보(ID)를 매칭하여 데이터베이스(미도시)에 저장 및 관리할 수 있다.
이때, 사용자 단말(303)에 충전이 필요하거나, 전력 공급이 필요한 경우, 사용자 단말(303)은 유무선 충전기 또는 전력 공급 및 충전을 위한 플러그와 전기적으로 연결한 상태에서 콘센트에 접속할 수 있다. 예컨대, 사용자 단말에 탈착된 유선 충전기 또는 플러그를 콘센트에 삽입함에 따라 사용자 단말(303), 플러그(302) 및 콘센트(301)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이외에, 무선 충전기(미도시) 위에 사용자 단말을 올려놓거나 무선 충전기 주변에 사용자 단말을 위치시켜 전기적으로 연결된 상태에서, 무선 충전기를 콘센트에 삽입함에 따라 무선 충전기, 사용자 단말(303) 및 콘센트(301)가 전기적으로 연결될 수 있다.
먼저, 410 단계에서, 사용자 단말(303)이 충전기 또는 플러그 등의 전자 장치를 통해 콘센트(301)에 연결됨에 따라, 위치 정보 식별부(310)는 콘센트(302)에 부여된 위치 정보를 식별할 수 있다. 예컨대, 위치 정보 식별부(310)는 인터넷통신 또는 전력선통신(PLC)을 이용하여 사용자 단말(303)과 전기적으로 연결된 콘센트(302)에 부여된 위치 정보를 식별할 수 있다. 이외에, 위치 정보를 포함하는 무선통신칩이 콘센트(301)에 내장될 수 있으며, 사용자 단말(303)과 콘센트(301)가 전기적으로 연결됨에 따라, 위치 정보 식별부(310)는 무선통신칩으로부터 콘센트의 위치 정보를 식별할 수 있다.
420 단계에서, 위치 정보 식별부(310)는 데이터베이스(미도시)에서 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인할 수 있다.
일례로, 위치 정보 식별부(310)는 데이터베이스에서 콘센트의 식별 정보(ID)에 매칭하는 전력가입자정보가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 전력가입자정보가 존재하는 경우, 위치 정보 식별부(310)는 콘센트(301)가 설치된 시설물 또는 콘센트(301)를 할당받은 전력수용가(예컨대, 콘센트가 설치된 시설물의 위치 또는 전력수용가의 사업장의 위치)를 확인할 수 있다. 즉, 데이터베이스에 전력가입자정보가 존재함에 따라, 전력 공급 및 충전을 위해 가입한 전력수용가가 인증될 수 있다.
430 단계에서, 전력가입자정보가 확인되어 인증에 성공함에 따라, 사용자 단말(303)은 전력 공급 또는 전기 충전을 제공받을 수 있으며, 계산부(320)는 사용자 단말(303)의 전력 공급 또는 전기 충전에 따른 요금을 산정하여 과금할 수 있다.
일례로, 전력가입자정보가 확인되어 전력수용가 또는 시설물의 인증에 성공한 경우, 전기적으로 연결된 콘센트(301) 및 플러그(302)를 통해 사용자 단말(303)을 대상으로, 전력 공급 또는 전기 충전이 제공될 수 있다.
그리고, 전력 공급 또는 전기 충전이 완료 또는 중단되는 경우, 계산부(320)는 전력 공급 또는 전기 충전에 따른 충전 요금을 산정할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(303)이 콘센트(301)에서 플러그(302)를 탈거하여 사용자 단말(303)과 콘센트(301) 간의 전기적 연결이 해제되어 전기 공급이나 충전이 완료 또는 중단될 수 있고, 콘센트(301)로부터 물리적으로 탈거되지 않더라도 전기 충전이 풀(full)되거나, 혹은 지정된 충전 시간이 경과한 경우, 전기 공급이나 충전이 완료 또는 중단될 수도 있다. 그러면 계산부(320)는 사용자 단말(303)이 콘센트(301)에서 플러그(302)를 꽂은 후 탈거된 시간에 기초하는 시간당 전력량에 기초하여 전기 충전 또는 전기 공급에 따른 요금을 산정할 수 있다.
예컨대, 계산부(320)는 충전 횟수, 충전 시간, 충전량 또는 전력 공급 횟수, 공급 시간, 및 전력 공급량에 기초하여 전력 공급 또는 충전에 따른 요금을 산정할 수 있으며, 산정된 요금을 사용자 단말(303)을 소지한 사용자에게 직접 부과할 수도 있고, 전력수용가에게 부과할 수도 있다. 전력수용가에게 부과하는 경우, 계산부(320)는, 전력수용가를 통해 전력 공급 또는 충전을 수행한 여러 사용자에 대한 요금을 월 별로 정산하여 전력수용가에게 부과할 수 있으며, 전력수용가는 각각의 사용자로부터 요금을 정산 받을 수 있다. 이때, 계산부(320)는 다양한 방식으로 상기 요금을 과금할 수 있으며, 요금을 과금하는 자세한 동작은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
이때, 전력공급자(예컨대, 한국전력공사, 140)에서 공급한 실제 전력량값과 지능형 전력량계(140)에서 계측한 전력량값 간에 오차가 존재할 수도 있다. 이에 따라, 플러그 또는 콘센트를 통하여 사용량에 따라 요금이 부과되되, 부과 시 아래의 수학식 1 및 2에 기초하여 사용자의 미터기에서 사용량만큼 제외될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
수학식 1에서, 입력값 Pi는 전력량계(140)의 입력값으로서, 이상적인 값이며, 플러그 또는 콘센트에서의 사용량에 해당할 수 있다. 예를 들어, 수학식 2에서, 계산부(320)는 최소자승법에 기초하여 상기 입력값 Pi를 계산할 수 있다. 그리고, 출력값 Po는 지능형 전력량계(140)에서 측정된 계측 전력량값으로서, 오차 E는 전력량계(140)의 입력값과 전력량계(140)의 출력값에 기초하여 계산될 수 있다. 그러면, 계산부(320) 인증된 콘센트 또는 플러그에 해당하는 사용자의 미터기에서 상기 오차 E에 해당하는 전력량을 제외하여 전력 공급 또는 전기 충전에 따른 요금을 계산할 수 있다. 이처럼, 지능형 전력량계(140)를 통하여 콘센트 또는 플러그 별로 전력량을 측정될 수 있으며, 측정된 전력량에 따라 계산된 요금은 사용자 단말 또는 콘센트, 플러그에 마련된 디스플레이에 표시될 수 있다. 계산부(320)에서 계산된 요금을 과금 및 결제 처리되는 자세한 동작은 도 7에서 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전력 계량 시스템과 사용자 단말을 나타내고 있고, 도 6은 플러그의 위치 정보를 식별하여 전력량 계량 방법을 도시한 흐름도이다. 특히, 도5 및 도 6은 플러그에 부여된 위치 정보를 식별하여 사용자 단말에 전력 공급 또는 전기 충전을 제공하는 구성을 설명하기 위한 것이다.
도 5에서 화살표는 사용자 단말(501)과 전력 계량 시스템(500), 전력 계량 시스템(500)과 전력 공급자(504) 간에 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 데이터가 송수신될 수 있음을 의미한다. 도 5에서, 사용자 단말(501) 및 전력 공급자(504)의 동작은 도 1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 도 2와는 다르게 플러그(502)에 위치 정보(예컨대, ID)가 부여된 경우로서, ID가 부여되지 않은 기존의 콘센트를 이용하여 전력 공급 및 충전을 관리하기 위해 제공되는 시스템이다. ID가 부여된 플러그(502)는 전력 공급 및 충전을 위해 전력 계량 시스템(500)에 가입된 개별 사용자에게 배포될 수도 있고, 전력수용가의 사업장(예컨대, 시설물)의 상황으로 인해 ID가 부여된 콘센트를 설치하기 어려운 경우, 전력수용가에게 배포될 수도 있다. 그러면, 전력 계량 시스템(500)의 데이터베이스(미도시)에는 개별 사용자 및 전력수용가가 가입시 등록한 전력가입자정보와 플러그에 부여된 위치 정보(예컨대, ID)를 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다.
사용자 단말(501)이 전력 공급 또는 전기 충전이 필요한 경우, 커피전문점, 대형 마트, 놀이공원, 백화점 등의 장소 및 공항, 기차역 등의 공공 장소에서 자신의 플러그(502)를 이용하여 전력을 공급 또는 전기 충전을 제공받을 수 있다. 예컨대, ID가 부여된 콘센트가 설치되지 않은 시설물에서 사용자 단말(501)이 전기 충전을 하고자 하는 경우, 상기 시설물에 설치된 콘센트에 ID가 부여된 플러그(502)를 삽입함에 따라 콘센트(503), 플러그(502) 및 사용자 단말(501)이 전기적으로 연결될 수 있다.
이처럼, 전기적으로 연결된 경우, 610 단계에서, 위치 정보 식별부(310)는 전력선통신 또는 인터넷통신을 이용하여 플러그(502)에 할당된 ID를 식별할 수 있다. 이때, 플러그의 ID가 할당된 무선통신칩이 플러그(502)에 내장될 수도 있으며, 위치 정보 식별부(310)는 플러그(502)에 내장된 무선통신칩을 통해 플러그의 ID를 식별할 수도 있다.
620 단계에서, 위치 정보 식별부(310)는 데이터베이스에서 상기 식별된 플러그의 ID에 매칭하는 전력가입자정보가 존재하는지 여부를 확인함에 따라, 상기 플러그(502)를 할당받은 사용자 또는 전력수용가를 인증할 수 있다. 플러그의 ID를 이용하여 사용자 또는 전력수용가를 인증함에 따라, 사용자 단말(501)은 전기 충전을 제공받을 수 있다.
630 단계에서, 계산부(320)는 사용자 단말(501)의 전기 공급/충전에 따른 요금을 산정하여 과금할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(501)의 전력 공급 또는 전기 충전이 완료 또는 중단되는 경우, 계산부(320)는 전력 공급 또는 전기 충전에 따른 충전 요금을 산정할 수 있다. 이때, 계산부(320)는 충전 횟수, 충전 시간, 또는 충전량에 기초하여 충전 요금을 산정할 수 있으며, 산정된 충전 요금을 플러그(502)를 할당받은 대상자에게 부과할 수 있다.
일례로, 회원가입한 사용자에게 ID가 부여된 플러그가 할당된 경우, 계산부(320)는 콘센트가 설치된 장소의 사업자와 관계없이 플러그를 할당받은 사용자에게 충전 요금을 부과할 수 있다. 즉, 커피전문점, 백화점 등에서 사용자 단말(501)의 충전을 수행하는 경우, 충전 요금이 커피전문점, 백화점 등의 사업자에게 부과되는 것이 아니라, 사용자 단말(501)의 사용자에게 부과될 수 있다.
다른 예로, 전력수용가에게 ID가 부여된 플러그가 할당된 경우, 계산부(320)는 콘센트가 설치된 사업장의 사업주인 전력수용가에게 충전 요금을 부과할 수 있다. 전력수용가는 상기 사업장의 사업주 이외에, 전력공급자(예컨대, 한국전력공사)와 별도로 계약하여 상기 사업장에 전력을 판매하는 중개자를 포함할 수도 있다. 그러면, 전력수용가는 충전을 수행한 사용자 단말(501)의 사용자로부터 충전횟수, 충전량, 또는 충전시간에 따라 미리 정해진 충전 요금을 지급받을 수 있다. 그리고, 계산부(320)는 전력수용가에게 과금된 충전 요금을 월별 또는 기설정된 주기로 지급받아 전력공급자에게 납부할 수 있다.
이때, 사용자, 전력수용가를 대상으로 충전 요금을 과금 시, 계산부(320)는 충전 요금 이외에 전력 및 충전 서비스 이용에 따른 수수료를 과금할 수 있다. 그리고, 전력 계량 시스템(500)은 전력수용가가 사용자 단말(501)에 충전을 제공한 대가로 사용자 단말(501)을 소지한 사용자로부터 지급받은 수익(예컨대, 수수료)을 가입 시 미리 설정된 비율에 따라 전력수용가와 공유할 수 있다. 예컨대, 계산부(320)는 사용자에게 할당된 ID가 부여된 플러그(502)를 이용하여 충전을 수행함에 따라 발생하는 충전 요금을 사용자에게 과금할 수 있으며, 이와는 별도로 커피전문점 등의 사업주(전력수용가)가 충전서비스 이용에 따른 100원의 수수료를 사용자에게 부과할 수 있다. 이처럼, 충전서비스 이용 수수료 100원에 따른 수익이 발생한 경우, 전력 계량 시스템(500)은 커피전문점 사업자와 5:5, 3:7 등과 같이 미리 설정된 비율에 따라 수익을 나눠가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 전기 공급에 따른 요금을 과금하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 도 7에서는 전기 충전을 예를 들어 설명하나, 전기 충전 이외에 노트북, 태블릿, 스마트폰 등에 전력을 공급하는 중에 전력 공급이 중단됨에 따라, 사용량에 따른 요금이 과금될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 콘센트, 플러그에서 사용자 단말이 탈거되거나, 어플리케이션을 통해 사용자 단말로부터 전력 중단 또는 충전 완료 명령이 요청됨에 따라 전력 공급이 중단될 수 있다. 그러면, 전력이 공급된 시점부터 전력 공급이 중단된 시점까지의 전력량에 해당하는 요금이 과금될 수 있다.
710 단계에서, 사용자 단말의 전기 충전이 완료 또는 중단되는 경우, 720 단계에서, 계산부(320)는 전력 공급 또는 전기 충전에 따른 충전 요금을 산정할 수 있다.
730 단계에서, 계산부(320)는, 산정된 충전 요금을 사용자 단말을 소지한 사용자 또는 전력수용가에게 과금할 수 있다. 이때, 계산부(320)는 모바일 결제, 휴대폰 결제, 지로 결제 등 다양한 방식으로 충전 요금을 부과할 수 있다.
일례로, 사용자 또는 전력수용가가 모바일 결제 서비스, 휴대폰 결제 서비스를 이용하여 사용자 또는 전력수용가에게 충전 요금을 부과하는 경우, 계산부(320)는 모바일 결제 서비스, 휴대폰 결제 서비스를 이용하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예컨대, 계산부(320)는 인터넷통신 또는 전력선통신 등을 이용하여 사용자 단말 또는 전력수용가의 단말과 형성된 인터페이스를 통해 해당 단말의 화면에 결제 화면을 제공할 수 있다.
그리고, 계산부(320)는 상기 결제화면을 통해 제공되는 사용자에 의해 미리 등록된 결제수단, 자동이체, 지로결제, 카드결제, 휴대폰결제 등의 결제수단 중 충전 요금 결제를 위해 이용하고자 하는 결제수단을 선택받을 수 있다. 여기서, 미리 등록된 결제 수단은, 사용자에 의해 미리 등록되어 인증된 신용카드정보, 체크카드정보, 계좌정보 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자 단말(303) 또는 전력수용가의 단말은 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크탑 등으로 동일하거나 유사한 프로세스를 이용함에 따라, 사용자 단말(303) 또는 전력수용가의 단말에 모바일 결제, 휴대폰 결제서비스를 제공하는 구성은 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 이하에서는 사용자 단말(303)에 결제 서비스를 제공하는 구성을 대표적인 예로서 설명하기로 한다.
이어, 계산부(320)는 사용자에 의해 선택된 결제수단에 기초하여 결제절차를 수행할 수 있다.
예를 들어, 미리 등록된 신용카드정보가 선택된 경우, 계산부(320)는 선택된 신용카드사의 서버와 연동하여 선택된 신용카드를 통해 충전 요금이 사용자에게 과금되도록 수행할 수 있다. 미리 등록된 계좌정보가 선택된 경우, 계산부(320)는 선택된 계좌의 은행 서버와 연동하여, 선택된 계좌를 통해 전력 계량 시스템에 기할당된 계좌로 충전요금이 계좌이체 처리되도록 수행할 수 있다.
이때, 미리 등록된 결제수단이 없는 경우, 계산부(320)는 사용자에 의해 선택된 결제 수단을 통해 충전 요금을 과금할 수 있다. 예컨대, 사용자에 의해 입력된 신용카드정보, 체크카드정보, 또는 계좌정보에 기초하여 카드 결제 또는 계좌 이체를 통해 충전 요금을 과금할 수도 있고, 사용자에 의해 지로 결제가 선택된 경우, 사용자에 의해 입력된 주소(예컨대, 가입시 등록된 집/회사 주소 또는 상기 결제화면을 통해 입력된 주소)로 충전요금을 과금하는 지로 영수증을 제공하도록 제어할 수도 있다. 이외에, 휴대폰결제가 선택된 경우, 계산부(320)는 사용자 단말(303)에 인증번호를 전송한 후, 사용자 단말(303)을 통해 입력된 인증 번호를 확인하는 단말인증을 통해 충전 요금이 사용자의 휴대폰 요금에 함께 부과되도록 처리할 수도 있다. 상기 기술한 방식 이외에 충전 서비스 이용에 따라 적립된 포인트 또는 제휴사 포인트 결제 등 다양한 수단의 결제 방식으로 충전 요금을 부과할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 에너지저장장치를 이용한 전력량 계량 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 8을 참고하면, 에너지저장장치(Energy Storage System: ESS), 800은 콘센트(801) 또는 콘센트(801) 주변에 설치될 수 있다. 예컨대, 에너지저장장치(800)는 콘센트(801)가 설치된 벽 주변에 설치될 수 있다.
그리고, 에너지저장장치(800)는, 전력공급자가 공급하는 전력의 가격이 기설정된 기준 가격 또는 한달 또는 기설정된 기간 동안 구입한 전력 가격의 평균 가격 이하인 경우, 전력공급자로부터 미리 구입한 전력을 저장 및 보관하고 있을 수 있다. 즉, 전력이 저렴할 때 전력을 전력공급자로부터 미리 구입하여 에너지저장장치(800)에 충전해두었다가 충전을 원하는 사용자 단말에게 충전을 제공할 수 있다. 이처럼, 사용자 단말에 충전을 제공하기 위해 에너지저장장치(800) 콘센트(801)와 전기적으로 연결을 설정 또는 해지할 수 있다. 예컨대, 사용자 단말에 충전을 제공하는 경우, 전력 계량 시스템(200, 500)은 에너지저장장치(800)와 콘센트(801)가 전기적으로 연결되도록 제어할 수 있으며, 사용자 단말에 충전을 제공할 필요가 없는 경우, 에너지저장장치(800)와 콘센트(801)가 전기적으로 연결되지 않도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 전력 계량 시스템은 에너지저장장치를 보조적으로 이용하여 전력 공급 및 충전을 관리함에 따라 보다 저렴한 가격으로 충전 서비스를 사용자 단말에 제공할 수 있다. 그리고, ID가 부여된 플러그, ID가 부여된 콘센트 등의 전자장치에 기초한 인증을 통해 사용자 단말에 전력 제공 또는 충전 서비스를 제공함에 따라 전력 소모에 따른 누진세 걱정없이 사용자에게 전기를 공급할 수 있을 뿐만 아니라, ID가 부여된 플러그만 있으면, 공항, 기차역 등의 공공 장소 및 다양한 장소에서 장소에 구애받지 않고 언제 어디서든 사용자 단말에 충전 서비스를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 사용자 단말에 전력을 제공하는 전자장치의 위치 정보를 식별하고, 식별된 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인하는 위치 정보 식별부; 및
    상기 전력가입자정보 확인에 기초하여 공급된 전력량에 해당하는 요금을 부과하는 계산부
    를 포함하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보는,
    플러그(plug), 콘센트, 전자장치, 유선 및 무선 충전기 중 적어도 하나에 부여된 식별자 정보(Identifier)로서, 상기 사용자 단말 또는 전력수용가를 인증하기 위해 이용되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    지능형 전력량계를 통하여 콘센트(탈착식 포함) 혹은 플러그별로 전력량이 계량되는 것
    특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력가입자정보의 확인은,
    지능형 전력량계를 통한 전력사용랑 계량과, 전력선통신(power line communication) 또는 무선통신을 포함하는 통신망 및 이동통신기능이 탑재된 스마트 기기를 통해 수행되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 위치 정보에 해당하는 전력가입자정보를 확인함에 따라, 전력가입자의 사용량을 전력수용가로부터 분리하여 상기 요금을 산정하고,
    상기 전력가입자의 사용량은 지능형 전력량계를 통해 인증 가능한 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 IoT 통신모듈을 부착하고 상기 사용자 단말과의 통신을 통해 인증이 수행되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 대한 인증은 사용 전 미리 일괄적으로 수행되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    플러그 또는 콘센트(탈착식 포함)에 부착된 디스플레이를 통해 전력사용량 및 요금이 표시되거나, 또는 웨어러블 기기를 포함하는 상기 사용자 단말의 디스플레이를 통해 전력사용량 및 요금이 표시되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말에 전력이 공급되는 것을 보조하기 위해 전기를 저장 및 보관하는 에너지저장장치(Energy Storage System)
    를 더 포함하고,
    상기 에너지저장장치는,
    상기 사용자 단말에 전력을 공급하는 콘센트 또는 콘센트 주변의 시설물에 설치되는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 계산부는,
    사용자에 의해 미리 등록된 결제 수단, 자동이체, 지로결제, 카드 결제 및 모바일 결제 중 적어도 하나에 기초하여 상기 요금을 부과하는 것
    을 특징으로 하는 지능형 전력량계를 이용한 전력량 계량 시스템.
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