KR20180073656A - 전기 공급 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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크리스티앙 산다흘
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오버라스 인베스트 에이비
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Abstract

전력 공급 제어 시스템 및, 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기위한 방법이 개시된다. 상기 시스템은 각각 상이한 파라미터들을 갖는 상이한 공급 체제와 연관된 적어도 2 개의 전기 미터기들, 각각의 전기 미터기를 개별적으로 연결 및 연결해제하기 위한 스위칭 유닛 및 상기 스위칭 유닛과 동작가능하게 연결된 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 전술한 파라미터들 중 적어도 하나에 관한 실시간 데이터를 얻기위한 통신 회로를 포함하고, 또한 획득된 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여 전기 미터기 중 하나를 연결하고 다른 전기 계측기를 연결해제하도록 구성된다. 따라서, 더욱 역동적인 전기 공급 제어 시스템이 제공될 수 있다.

Description

전기 공급 제어 시스템 및 방법
본 발명은 전기 공급 제어 시스템 및 전기 공급을 선택하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기 공급을 자동으로 선택하기 위한 컴퓨터 구현 시스템 및 방법에 관한 발명이다.
전기에 대한 요율 가격표들(rate tariffs for electricity)은 종종 매우 복잡하며 소비자들을 혼란스럽게 하는바, 특히 에너지 시장이 자유화된 이후(즉, 민영화되거나 또는 규제가 완화된 이후) 그리고 일부 상황에서는 경쟁을 허용할 정도로 개방된 이후에 더욱 그러하다. 비록, 이러한 다소 혁신적인 변화가 소비자에게 매우 유익한 것으로 이해되어야 하지만, 그럼에도 불구하고 이러한 변화는 일반 소비자에게 새로운 문제와 이슈를 가져왔다.
끊임없이 변화하는 요율들(요금들)과 아울러, 현재 다수의 공급자들이 제공하는 엄청난 수의 계약들(가입들)은 소비자에게 많은 혼란과 짜증을 가져올 수 있다. 경제적으로 가장 유익한 선택을 하기 위하여 적절한 공급자로부터 알맞은 순간에 제대로 된 가입(즉, 적절한 기간)을 선택하기 위한 압박감은 때로는 너무 클 수 있으며, 그리고 환경에 특히 관심이 있는 선택들을 제공하기 위한 최근의 노력들과 더불어 압박감이 더 커질 수 있다.
일반적으로, 공급자에 대한 선택이 끝난 후에, 소비자를 곤혹스럽게 하는 것은, 변동/가변 요율(floating/variable rate)(약정 기간이 없음)과 고정 요율(fixed rate)(약정 기간이 있음) 사이에서 선택하는 것이다. 종종 이 단계에서 소비자는 정보에 입각한 선택을 하는 것이 어려워질 수 있는데, 이는 주로 전문성과 적절한 리소스가 부족하기 때문이다. 하지만, 그러나 적절한 전문성과 비제한적인 리소스가 있다 하여도, 전기의 미래 가격을 예측하는 것은 불가능하며, 특히 장기간(예컨대, 3년 이상)에 걸쳐 예측하는 것은 불가능하다. 따라서, 소비자들은 소비자들의 재정에 상당한 영향을 미치는 선택을 해야만 하는 상황에 종종 놓이게 되며, 이러한 영향은 일반적으로 전기 소모량에 비례하는바, 즉 소비자가 더 많은 전기를 소모할수록 "올바른" 선택을 하는 것이 더욱 중요해짐을 의미한다.
이를 위해, 앞서 언급한 짜증이 수반되는 결정을 소비자가 해야하는 부담감을 경감해주는 시스템은 존재하지 않았다. 현재, 요율 취합기들(rate aggregators)이 이용가능하지만, 이들은 현명한(educated) 결정을 내리는데 있어 소비자를 도와주지 못한다. 또한, 이코노미 7(Economy 7) 또는 이코노미 10(Economy 10) 차등 요금들을 구현하는 시스템들이 있지만, 이들은 매우 융통성이 없으며, 그리고 하루 중 어느 때라도 임의의 가전 디바이스들을 사용할 수 있는 편안함을 희생하고자 하는 경우에 돈을 아낄 수 있는 수단을 제공하는 것 말고는, 문제를 실제로 해결하지 못한다.
전술한 문제점들 중 일부를 완화하기 위한 또 다른 종래의 시도는 EP 2 565 586에 개시되어 있으며, EP 2 565 586는 유틸리티 미터들(utility meters)과 적어도 하나의 유틸리티 제공자(utility provider) 사이의 중간 디바이스서 위치되는 적어도 하나의 데이터 집중기 프록시를 포함하는 통신 네트워크 내의 유틸리티 미터들에 의해 미터링되는 유틸리티 소비량의 가격 결정을 위한 계량 보고 통신 방법을 서술한다. 데이터 집중기는 각 유틸리티 제공자와의 보안 통신을 설정하고, 요금 테이블을 수신하고, 이 정보를 기반으로 최상의 제안들을 선택하고, 인보이스 발행을 용이하게하고 유틸리티 제공자가 관리해야하는 정보량을 감소시키도록 정기적인 전력 소모 리포트를 적절한 제공자에게 보내는데 이용된다. 하지만, 이러한 방법 및 시스템은 스마트 그리드 및 스마트 미터의 존재에 의존하며, 오늘날의 대부분의 전력망에는 적용할 수 없다.
따라서, 소비자들이 이러한 어려운 결정들을 하는 것으로부터 벗어나게 하며 그리고 지금 당장 가장 비용-효율적인 요금을 소비자가 항상 선택할 수 있게하는, 소비자들로의 전기 공급을 제어하기 위한 개선된 시스템 및 방법이 필요하다. 따라서, 오래 전에 행해진 나쁜 결정이 현재의 개인 재정에 미치는 영향이 현저히 감소할 수 있어, 에너지 시장을 통제하고 있는 거대 기업에 대한 소비자의 힘을 되찾아 줄 수 있다.
그러한 이유 때문에, 본 발명의 목적은 전기 공급을 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이며, 특히 소비자에 대한 전기 공급을 선택하는 방법을 제공하는 것이며, 이는 현재 알려진 시스템들의 전술한 문제점들의 전부 또는 적어도 일부를 경감시킨다.
이러한 목적은 첨부된 청구 범위에 정의된 전력 공급 제어 시스템 및 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 부하 및 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 전력 공급 제어 시스템이 제공되며, 상기 시스템은,
상이한 파라미터들을 갖는 상이한 공급 체제들과 각각 관련된 적어도 2개의 전기 미터기들;
상기 전력망과 상기 부하/소스 사이에서 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 각각의 전기 미터기를 개별적으로 연결하도록 구성된 스위칭 유닛; 및
각각의 전기 미터기를 연결 또는 연결해제하기 위해 상기 스위칭 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은 상기 파라미터들 중 적어도 하나와 관련된 실시간 데이터를 획득하기 위해 원격 데이터 저장소와 통신하는 통신 회로를 포함하고,
상기 제어 유닛은 상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하고 그리고 다른 전기 미터기(들)을 연결해제하도록 구성된다. 따라서, 소비자는 전력 소비에 대한 자신의 계획을 보다 잘 제어 할 수있게 되며, 서비스 제공자를 선택하는 의사 결정 프로세스가 대폭 용이해진다.
다음을 유의해야 하는바, 상기 제 1 양상에 따른 시스템은, 제 1 시나리오에서, 전력망에 부하를 연결하는데 사용될 수 있으며, 이 경우 부하는 예를 들어 소비자(예컨대, 가정용, 상업용, 기타 등등)가 될 수 있으며, 그리고 서로 다른 공급 체제들은 에너지 공급자(예컨대, 다양한 발전 플랜트의 소유자/운영자)를 기준으로 할 수 있다. 하지만, 상기 시스템은 제 2 시나리오에서 전력 공급원을 전력망에 연결하는데 사용될 수도 있는데, 이 경우 공급원은 예를 들어 소형 에너지 공급자(예컨대, 풍차가 있는 농장 또는 주거용 태양열 패널, 등)가 될 수 있으며, 그리고 서로 다른 공급 체제들은 서로 다른 에너지 구매자들, 예를 들어 현지 공급원으로부터 에너지를 구매하는 에너지 회사를 기준으로 할 수 있다. 이러한 제 2 시나리오에서, 상이한 파라미터들은 여러 에너지 구매자들이 제안하는 가격들이 될 수 있는바, 예컨대, 하나의 전기 미터기는 현재의 수요/필요에 따른 변동 구매 가격과 관련될 수 있으며, 다른 전기 미터기는 고정 계약 기간의 고정 구매 가격과 관련될 수 있다. 따라서, 전기 미터기들은 2개의 시나리오들 각각에 대해 적어도 2개의 개별적인 단방향 전기 미터기일 수 있거나, 적어도 2개의 전기 미터기들은 당업계에 공지된 바와 같은 양방향 전기 미터기일 수 있다. 이하에서는, 통상적으로 제 1 시나리오를 참조하여 본 발명이 서술될 것이지만, 당업자라면 제 2 시나리오에 따라 본 발명의 개념을 적용하기 위해 다음의 설명 내용이 어떻게 해석될 수 있는지를 쉽게 이해할 것이다.
본 발명에서 "실시간 데이터"라는 용어는 검색시 업데이트되는 데이터로 이해되어야 한다(즉, 검색되는 값 또는 데이터는 파라미터의 현재 값에 해당한다). 달리 말하면, 실시간 데이터는 수집 직후에 즉각 제공되는 정보이다. 즉, 제공된 정보의 시기적절함에는 지연이 존재하지 않는다. 또한, 의도된 어플리케이션에 따라, 데이터는 정기적으로 검색될 수 있으며 그리고 자주, 예컨대, 초당으로, 또는 보다 드물게는 시간당, 하루당으로 검색될 수 있다. 따라서, 상기 데이터는 스트리밍 데이터, 동적(dynamic) 데이터 또는 정적(static) 데이터일 수 있다.
또한 "전력망"(또는 전기 그리드)라는 용어는 공급자로부터 소비자에게 전기를 공급하기 위한 상호연결된 네트워크로 이해되어야 한다. 일반적으로 이것은, 일반적으로 멀리 떨어진 소스들로부터 수용 센터로 전력을 운반하는 고전압 송전 라인들 및 개별 고객들을 연결하는 배전 라인들로 구성된다.
본 발명에 따르면, 둘 다 동일한 전력망/전기 그리드(및 동일한 부하/소스)에 연결되지만 서로 다른 공급 체제들과 관련되는 적어도 2 개의 전기 미터기들을 갖는 시스템을 제공함으로써, 기존의 다른 시스템보다 훨씬 더 역동적이고 현재의 소비자 요구에 보다 잘 적응할 수 있는 에너지 분배 시스템을 구현할 수 있다. 서로 다른 공급 체제들은 서로 다른 파라미터들에 관련되는바, 예를 들어, 상이한 에너지 공급자들, 발전소 플랜트들의 상이한 유형들, 서로 다른 요금 요율들, 배출 레벨들/값들, 구매율들, 기타 등등이 될 수 있다. 본 발명은 환경친화적인 솔류션들에 대한 점차 증가되는 전세계적인 요구를 고려할 때, 특히 유용하다. 예를 들어, 많은 소비자들, 즉, 가정들, 회사들, 기타 등등은, 덜 환경친화적인 대안들(예컨대, 화석 연료 또는 원자력(핵분열) 반응으로부터 생성된 전기)에 비하여, "친환경 전기(green electricity)"을 구매하기 위해 추가 비용을 지불할 것을 고려할 수 있다.
하지만, 많은 소비자들은, 에너지 가격의 변동 때문에 그리고 이러한 하나의 선택이 미래에 끼칠 수 있는 재정적 영향 때문에, 이렇게 하는 것을 자제해왔다. 달리 말하면, 환경을 위해 소비자가 좀더 많은 비용을 지불할 것을 고려한다 하여도, 소비자는 미래가 예측할 수 없으며 그리고 이러한 의사 결정이 소비자의 재정에 미칠 수 있는 잠재적인 파괴적인 영향을 예측할 수 없다. 현재의 맥락에서 소비자는 개인 또는 상업적 엔티티로 이해되어야 한다. 따라서, 잠재적으로는 환경친화적인 대안을 선택하고자 하는 많은 소비자들은 대신에 환경적으로 해로운 전기 공급자를 선택해야만 한다. 따라서, 공급 체제들 간에 다소 손쉽게 전환할 수 있는 더욱 역동적인 전기 공급 제어 시스템을 소비자가 가질 수 있는 솔루션을 제공함으로써, 전기 공급은 소비자의 현재 요구와 모든 능력의 대부분에 적응될 수 있다. 소비자는 어떤 전기 공급이 사용될 것인지에 대한 적어도 하나의 기정의된 조건을 제공할 수 있는바, 예컨대, 요금 요율들에서의 차이값이 소정의 레벨을 넘지 않는 한, "친환경 에너지"에 관련된 전기 미터기를 연결할 수 있다. 따라서, 소비자는 소비자들은 그들의 현재의 요구들과 능력들에 보다 잘 부합하는 전기 공급을 선택할 수 있다. 달리 말하면, 상기 적어도 하나의 기정의된 조건들 중 하나는, 바람직한 혹은 최적의 파라미터 값을 갖는 공급 체제와 관련된 전기 미터기를 선택하는 것일 수 있다.
예시적인 일 실시예에 따르면, 상기 제어 유닛은 상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 시간 상으로 임의의 순간에서, 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하고 그리고 다른 전기 미터기들을 연결해제하도록 구성된다. 이것은 적어도 하나의 기정의된 조건이 충족된다면, 시간상 임의의 시점에서, 상이한 전기 미터기들 사이의 스위칭, 따라서 서로 다른 공급 체제들 간의 스위칭이 발생할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 소비자가 2개의 전기 미터기들을 가지고 있고(즉, 2개의 공급 체제들을 가지고) 그리고 상이한 파라미터들이 그들 각각의 요금 요율인 경우, 이들 중 하나는 소위 변동 요금 요율(즉, 항상 변하는)이고 그리고 다른 하나는 설정된 가입 기간을 갖는 고정형 요금 요율이다. 기정의된 조건은 2개의 전기 미터기들 중 최하의 요율과 관련된 전기 미터기에 연결하는 것이 될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 요금 요율들에 관한 실시간 데이터를 수집/획득하도록 제어 유닛이 구성되기 때문에, 이것은 변동 요율이 고정 요율 보다 낮아질 때(혹은 그 반대)를 검출할 때 즉시 스위칭할 수 있다. 따라서, 가장 비용 효율적인 전기가 소비자에게 항상 제공될 수 있다. 따라서, 소비자는 스위칭하기 위하여 계약 기간의 종료를 기다릴 필요가 없으며, 대신에 소비자들은 항상 최하의 요율에 연결될 수 있다. 제어 유닛은 변동 요금 요율에 관한 실시간 데이터만을 획득/검색하도록 구성될 수 있는 반면에(예컨대, 전기의 스팟/풀 가격(spot/pool price)을 획득하는 것), 고정 요율은 제어 유닛에 포함된 메모리 유닛 내에 제공 및 국부적으로 저장될 수 있는바, 따라서 로컬 데이터 저장소(즉, 메모리 유닛)로부터 획득될 수 있다. 이와 유사하게, 공급 체제들에 관하여 시간의 경과에 따라 급격하게 변화하는 경향이 덜한 다른 파라미터들(컨대, 배출율, 에너지 소스의 유형, 기타 등등)이 국부적으로, 제공 및 저장될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제어 유닛은 또한, 끊김없는(seamless) 스위칭을 달성하기 위해, 다른 전기 미터기를 연결해제하기 전에 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 것은, 소정의 구성요소 또는 가전제품에 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 전원 중단이 스위칭 이벤트들 사이에서 존재하지 않음을 보장할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 적어도 2개의 전기 미터기들은 하나의 단일 유닛으로 통합된다. 이렇게하면 콤팩트하고 사용하기 쉬운 솔루션을 허용할 수 있다. 그런 다음 전기 기술자/서비스 제공자는 이러한 단일 유닛을 간단히 설치하고 그리고 적절한 케이블을 상기 유닛에 연결한다(모든 전기 미터기에 대해 하나의 설치를 수행해야만 하는 대신에). 예를 들어, 이것은 휴대 전화에 2개 이상의 SIM 카드들이 있는 것과 비교할 수 있는바, 휴대 전화는 전화 통화 중에 SIM 카드들 사이에서 스위칭할 수 있다(그 순간에서 어떤 "요율(rate)"이 가장 낮은지에 따라). 또한, 스위칭 유닛 및 제어 유닛은 단일 유닛으로 통합될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제어 유닛은 서로 다른 유형의 에너지 소스들과 연관된 배출 값들을 포함하는 데이터베이스를 포함하는 메모리 유닛을 포함하며, 상기 상이한 파라미터는 에너지 소스의 유형히고, 상기 적어도 하나의 기정의된 조건들 중 하나는 상기 데이터베이스로부터 검색된 최저 배출 값을 갖는 에너지 소스를 선택하는 것이다. 이것은 본 발명의 환경적 잠재력을 더욱 강조한다. 이러한 실시예에서, 소비자는 가장 친환경적인 전력 소스를 항상 제공받을 수 있다. 상기 데이터베이스는 내부적으로 저장된 데이터베이스 또는 제어 장치가 액세스 할 수 있는 원격 데이터베이스(예컨대, "클라우드")일 수 있다. 또한, 추가적인 기정의된 조건들이 존재할 수 있는바, 즉 원격 데이터 저장소로부터 실시간 데이터로서 검색될 수 있는 요금 요율들에 관한 가능성(contingency)과 상기 검색된 배출 값들을 조합할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은 요금 요율이 기정의된 값을 초과하지 않는다면 가장 낮은 배출 값과 연관된 공급 체제와 관련된 전기 미터기를 연결하도록 구성될 수 있으며, 그렇지 않으면 두 번째로 가장 낮은 배출 값을 선택한다(그것의 요금 요율이 기정의된 값을 초과하지 않는다면)(기타 등등). 따라서, 소비자는 현재 자신의 형편이 허락할 수 있는 가장 환경친화적인 서비스 제공자를 선택할 수 있다. 또한, 소비자의 선호도가 변하는 경우, 현재의 선호도에 시스템이 부합되도록, 소비자는 상기 기정의된 조건들을 간단하게 설정할 수 있다. 따라서, 본 시스템은 매우 동적이며 그리고 실시간-조건들에 따라 동작할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전력 공급 제어 시스템에서 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법이 제공되는바, 상기 전력 공급 제어 시스템은 상이한 파라미터들을 갖는 상이한 공급 체제들과 각각 관련된 적어도 2개의 전기 미터기들, 및 상기 전력망과 상기 부하/소스 사이에서 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 각각의 전기 미터기를 개별적으로 연결하도록 구성된 스위칭 유닛을 포함하며, 상기 방법은,
상기 파라미터들 중 적어도 하나와 관련된 실시간 데이터를 원격 데이터 저장소로부터 검색하는 단계; 및
상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 하나의 전기 미터기를 연결하고 그리고 다른 전기 미터기(들)을 연결해제하도록 상기 스위칭 유닛을 동작시키는 단계를 포함한다.
스위칭 유닛은 수동으로 동작될 수도 있는바, 예를 들어 스위치들의 세트를 수동으로 플립핑(flipping)할 수도 있으며 또는 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여 하나의 전기 미터기를 연결하고 다른 전기 미터기(들)을 연결해제하도록 스위칭 유닛에 제어 신호를 공급함으로써 동작될 수 있다.
본 발명의 이러한 양상들과 함께, 본 발명의 제 1 양상에서 언급한 바와 같이 유사한 장점들, 예시적인 실시예들 및 바람직한 특징들이 제공된다.
예시적인 목적으로, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 공급 제어 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 공급 제어 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 도 1의 구성을 참조하여 실시예에 따른 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 일부 실시예들이 설명될 것이다. 그러나, 다른 실시예들의 특징들은 실시예들 사이에서 교환가능하고 다른 어떤 것이 구체적으로 지시되지 않는 한 다른 방법으로 결합될 수 있음을 이해되어야 한다. 다음의 설명에서, 다수의 특정한 세부 사항이 본 발명의 보다 완전한 이해를 제공하기 위해 설명되었지만, 본 발명이 이러한 특정한 세부 사항이 없이도 실시될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 본 발명을 모호하게 하지 않도록 잘 알려진 구성 또는 기능은 상세히 설명되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 대한 블록도를 도시하며, 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 도 1에는 전력 그리드(이하, '전력망'이라고도 함)을 통해 전력을 소비자에게 공급하는 여러 가지 전기 공급 체제들(101)의 블록 표현이 도시된다. 전력 그리드는 송전 및 배전 라인들로 연결된 동기화된 전력(전기) 공급자들과 소비자들의 네트워크인 전기 그리드, 즉 전기 전송 시스템으로 이해되어야 한다. 또는, 달리 말하면, 전력 그리드(전기 그리드)는 공급자들로부터 소비자들로 전기를 공급하기 위한 상호연결된 네트워크이다. 이것은 일반적으로, 멀리 떨어진 소스들로부터 수용 센터(demand center)로 전력을 운반하는 고전압 송전 라인들과, 그리고 개별 소비자들을 연결하는 배전 라인들로 구성된다.
전력 그리드는 종종 하나 이상의 제어 센터들에 의해 운영된다. 통상적으로, 소비자는 전기 전송에 책임이 있는 하나의 엔티티만으로 제한된다. 하지만, 규제가 완화된 에너지 시장에서, 소비자는 종종 다양한 전기 공급자들 또는 제공자들을 자유롭게 선택할 수 있다. 따라서, 블록(101)은 복수의 공급자들로 보여질 수 있다. 하지만, 적용가능하다면, 블록(101)은 상이한 유형들의 공급 체제들을 제공하는 하나의 공급자로 간주될 수 있다. 이러한 맥락에서 공급 체제는 예컨대, 요금 요율(tariff rate)(전기의 청구 단위 당 가격), 발전소(power plant)/에너지 소스의 유형, 위치, 운영 상태 등과 같은 관련 파라미터들의 특정 세트를 갖는 전기 공급자로 이해될 수 있다.
또한, 시스템(100)은 복수의 N개(N 은 임의의 정수)의 전기 미터기들(103.1 ~ 103.N)(또는, 공급 미터기로도 지칭됨)을 포함하며, 이들 미터기들은 소비자(또는 부하)(104)에 의해 소비되는 전기 에너지의 양을 측정한다. 여기서, 전기 미터기들(103.1 ~ 103.N) 각각은 예컨대, 서로 다른 요금 요율들(가장 통상적으로는 킬로와트 아워(kWh) 당 요금), 발전소의 유형들(예컨대, 원자력, 풍력, 태양열, 복합, 화력, 기타 등등)과 같은 서로 다른 파라미터들을 갖는 서로 다른 공급 체제들에 관련된다. 또한, 상기 시스템(100)은 고정형 시스템일 필요는 없으며, 예컨대, 전기차, 보트, 등등에 제공되는 이동형 시스템일 수도 있다. 예를 들어, 이것은 전기차를 전력망으로부터 직접 충전할 때, 또는 전기차에 저장된 전력을 전력망에 다시 판매할 때, 가장 유리한 전기 요금을 제공하는데 이용될 수도 있다.
또한, 상기 시스템(100)은 스위칭 유닛(102)을 더 포함하는데, 스위칭 유닛(102)은 전력망과 부하 사이에서 전기 미터기들(103.1-103.N) 각각을 개별적으로 접속하도록 구성된다. 따라서, 스위칭 유닛은 각각의 전기 미터기(103.1-103.N)와 동작가능하게 연결될 수 있다. 스위칭 유닛(102)은 임의의 특정 공급 체제(101)로부터의 임의의 특정 전기 공급(화살표 107에 의해 표시됨)을 활성화 또는 비활성화하기 위해, 예를 들어 제어 신호에 의해 제어될 수 있다. 이는, 예를 들어, 부하(104)와 전력망 사이에서 임의의 특정 전기 미터기(103.1-103.N)를 연결 혹은 연결해제함으로써 수행될 수 있다. 다음을 유의해야 하는바, 상기 일례에서 스위칭 유닛(102)은 전력망과 전기 미터기(103.1-103.N) 사이에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 부하(104)와 전기 미터기(103.1-103.N) 사이에 위치할 수도 있다. 달리 말하면, 전기 공급 제어 시스템(100)은 전기 그리드(예를 들어, 공급자(101)와 스위칭 유닛(102) 사이의 화살표로 표시됨)와 부하 사이에 배치된다.
또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 스위칭 유닛(102)은 각각의 전기 미터기들에 대한 복수의 스위칭 요소들(도 2의 102.1-102.N)을 포함하는 단일 스위칭 유닛일 수도 있다. 더욱이, 전기 미터기들(103.1-103.N)는 단일 유닛으로 통합될 수 있다. 이러한 단일 전기 미터기 유닛은 서로 다른 복수의 공급 체제들(101)에 대해 소비된 전기 에너지를 측정하기 위한 적절한 회로를 포함할 수 있다. 달리 말하면, 상기 단일 전기 미터기 유닛은 복수의 입력들(복수의 공급 체제들(101) 중 각각의 공급 체제에 대해 하나씩인)과 부하(104)에 대한 하나의 출력을 갖는다.
2개의 전기 미터기들(103.1, 103.2)에 관련된 2개의 공급 체제들이 짧은 시간 기간 동안 동시에 전기를 제공하도록 2개의 공급 체제들 사이의 스위칭이 수행될 수 있는데, 이는 스위치 이벤트 동안 소비자로의 전기 공급이 중단되지 않음을 보장하기 위한 것이다. 예를 들어, 이러한 것은, 도 2에 도시된 실시예에 따라, 2개의 전기 미터기(103.1, 103.2)와 관련된 스위칭 요소들(102.1-102.N) 모두를 의도된 어플리케이션에 따라, 짧은 시간 동안(1-5초 혹은 미만(밀리세컨드 범위에서)) 전도 상태로 유지함으로써 수행될 수 있다. 이것은 또한, 스위칭 이벤트 동안 중간 공급원으로서 작용하도록 스위칭 유닛(102) 내에 커패시터를 구비함으로써 수행될 수 있다.
시스템(100)은 제어 유닛(105), 예컨대 사물인터넷(Internet of Things: IOT) 콘트롤 박스를 더 포함하는데, 이는 스위칭 유닛(102)을 제어하도록, 즉 전기 그리드와 부하(104) 사이의 각각의 전기 미터기(103.1-103.N)를 효과적으로 연결 또는 연결해제하도록 구성된다. 또한, 제어 유닛(105)은 시스템 내의 각각의 공급 체제(101)와 관련된 파라미터에 관한 실시간 데이터를 얻기 위해 원격 데이터 저장소(106)와 통신(화살표(108)로 표시)하기 위한 통신 회로를 갖는다. 이것은 예를 들어, 공급 체제들(101) 중 하나 또는 전부에 대한 현재 요금 요율(tariff rate)의 실시간 값들을 획득할 수 있다.
제어 유닛(105)은 획득된 데이터를 비교하고 그리고 결과물 및 기정의된 조건에 기초하여 스위칭 유닛(102)을 제어하도록, 예컨대 복수의 전기 미터기들(102.1-102) 중 최하값 혹은 최상값을 갖는 파라미터를 갖는 공급 체제(101)와 관련된 전기 미터기를 연결하기 위한 적절한 소프트웨어 또는 하드웨어를 더 포함할 수 있다.
이와 유사하게, 전기 미터기(103.1-103.N)는 본 출원에서 앞서 논의된 제 2 시나리오에 따라, 소스(104)(예를 들어, 풍차 또는 태양열 패널이 구비된 농장)에 의해서 전력망(101)으로 공급되는 전기 에너지의 양을 측정할 수 있다. 따라서, 화살표들(107)은 단순히 반대 방향을 가질 수 있다. 설명의 간략함을 위해서, 해당 기술분야의 당업자라면, 본 발명의 개념이 제 2 시니라오에 어떻게 적용되는지를 용이하게 이해할 수 있을 것이라 가정되며 그리고 이들 특별한 세부 내용이 없이도 발명의 상세한 설명으로부터 필요한 정보를 추출할 수 있을 것이라고 가정된다.
다음으로, 본 발명의 개념을 보다 상세히 설명하기 위해 본 발명의 예시적인 실시예가 설명될 것이다. 전기 미터기들(103.1 - 103.N)과 관련된 상이한 파라미터들이 선택되어 요금 요율(tariff rate)이 된다. 하지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 대신에 예를 들어 발전소의 유형, 발전소의 위치, 배출율(emission rate), 작동 상태 등과 같은 여러 개의 실행 가능한 파라미터들의 단순한 일례로 해석되어야 한다. 편의상, 상기 일례에서, 각각의 공급 체제와 관련된 파라미터들의 개수는 오직 하나가 될 것이다. 또한, 전기 미터기의 연결 또는 연결해제에 대한 기초가 되는 기정의된 조건은 최저 레이트로 적절하게 선택될 수 있는바, 즉, 검색된 실시간 데이터의 최저값과 관련된 전기 미터기가 연결되도록 선택되고, 다른 전기 미터기들은 연결해제된다.
또한, 시스템이 동작 중일 때, 제어 유닛은 실시간 데이터를 분석하여, 임의의 주어진 순간에서 최저의 요금 요율을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전기 미터기(103.1)는 변동형 요금 요율(floating tariff rate)에 관련될 수 있는바, 이는 전기 요금 청구 단위 당 가격이 시간당, 일주일 단위 등으로 시간에 따라 변하는 것을 의미한다. 제 2 전기 미터기(103.2)는 고정형 요금 요율에 관련될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 시스템 내의 전기 미터기(103.1-103.N)의 개수는 간결함을 위해 단지 2개, 즉 N = 2로 선택된다.
여기서, 제어 유닛(105)은 무선 통신 링크(108)를 통해 원격 데이터 저장소(106)와 통신하는데 이는 이들 2 개의 파라미터(요금 요율들)들의 실시간 값을 얻기 위한 것이거나, 또는 적어도 변동 요금 요율에 대해 임의의 주어진 순간에서 어떤 가격이 최하인지(즉, 어떤 요금 요율이 가장 싼지를)를 결정하도록 2개의 값들을 비교하기 위한 것이다. 대안적으로, 고정형 요율이 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해 제어 유닛에 직접 제공될 수 있고, 그리고 제어 유닛의 메모리 유닛 내에 저장될 수 있다. 그 후, 제어 유닛은 또한 현재 더 높은 요금 요율을 갖는 공급자로부터의 공급을 차단하고 현재 더 낮은 요금 요율을 갖는 공급자로부터의 공급을 연결하기 위하여 스위칭 유닛(102)을 제어하도록 구성될 수 있으며, 따라서 보다 높은 요금 요율을 갖는 공급이 현재 활성인 것으로 가정하면, 소비자(부하 104)가 가장 비용-효율적인 전기를 수신함을 보장한다. 부하(104)는 가정용 주택, 사무실 건물 또는 임의의 산업 구역일 수 있다.
당업자가 쉽게 이해할 수있는 바와 같이, 본 발명의 개념은 각각의 전기 미터기(103.1, 103.2)와 관련된 하나의 스위칭 요소(102.1, 102.2)를 갖는 단지 2개의 전기 미터기(103.1, 103.2)를 갖는 시스템으로 실시될 수 있다. 그러나 2개 이상의 전기 미터기를 가질 수도 있는데, 예를 들어 1 개는 변동 요금 요율을 가지며, 다른 것들은 서로 다른 계약 기간들(예컨대, 2, 3, 5 혹은 10년)의 고정형 요금 요율을 갖는다. 또한, 그 각각이 변동 요금 요율과 관련되는 복수의 전기 미터기들이 존재할 수도 있으며, 이들 각각은 서로 다른 전기 공급자로부터 공급된다. 예를 들어, 여러 공급자들의 변동 요금 요율들(floating tariff rates) 간에 청구 단위당 가격이 다를 경우, 예컨대, 몇 개월(또는 몇 주, 몇 일, 몇 시간) 동안에는 공급자 A가 가장 낮은 변동 요금 요율을 가지는 반면에, 다른 시간 기간들 동안에는 공급자 B가 가장 낮은 변동 요금 요율을 가지며, 또 다른 시간 기간들 동안에는 공급자 C가 가장 낮은 변동 요금 요율을 가질 수 있다(기타 등등).
본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 도 3을 참조하여 상세한 일례가 제공된다. 도 3에 도시된 프로세스(300)는 서로 다른 파라미터들을 갖는 서로 다른 공급 체제들과 각각 관련된 2개의 전기 미터기를 포함하는 예시적인 전기 공급 시스템에 적용 가능하다. 공급 체제 A라고 지칭되는 제 1 공급 체제는 세트 계약 혹은 가입 기간(set contract or subscription length)과 함께 배출 값(emission value) A1, 고정형 요금 요율 A2를 갖는 발전소에서 전기가 생산되는 전기 공급자이다. 제 2 공급 체제 B는 배출 값 B1 및 시간에 따라 변동하는 변동 요금 요율 B2를 갖는 발전소에서 전기가 생성되는 전기 공급자이다. 시스템의 제어 유닛(105)에는 기정의된 조건(301)이 제공되는바, 이는 가장 낮은 배출 값을 갖는 공급 체제의 요금 요율이 다른 공급 체제의 요금 요율보다 1.3 배 이상 크지 않다면, 가장 낮은 배출 값을 갖는 공급 체제와 관련된 전기 미터기를 활성화(또는 연결)하는 것이다. 제어 유닛(105)에는 화살표(310)로 표시된 바와 같이, 이러한 기정의된 조건이 소비자에 의해 제공될 수 있는바, 예컨대 제어 유닛 상에 또는 제어 유닛(105)에 연결된 웹 사이트 상에 제공된 사용자 인터페이스에 의해 제공될 수 있다. 또한, 제어 유닛(105)은 화살표(311)로 도시된 바와 같이, 2개의 공급 체제들(A 및 B)와 관련된 파라미터들에 대한 실시간 데이터를 원격 데이터 저장소(106)로부터 검색한다.
다음으로, 제어 유닛(105)은 기정의된 조건(301)에 따라, 어떤 값이 가장 낮은 값인지를 결정하기 위해 서로 다른 배출 값들 A1 및 B1을 비교한다(302). 이러한 것은 제어 유닛(105) 내의 적절히 설계된 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있으며, 그리고 간략함을 위해 더 상세히 설명되지는 않을 것이다. 하지만, 해당 기술분야의 당업자라면 이러한 하나 이상의 세부 내용들이 없이도 본 발명이 실행될 수 있음을 용이하게 이해할 것이다.
가능한 제 1 시나리오에서, A1은 B1 보다 낮다고 간주되고, 제어 유닛은 기정의된 조건(301)에 따라 2개의 요금 요율들을 비교한다(303). 즉, 공급 체제 A의 요금 요율 A2를 공급 체제 B의 요금 요율 B2와 비교하되, 공급 체제 B의 요금 요율 B2에 1.3이 곱해진 것과 비교한다. 따라서, 공급 체제 A의 요금 요율 A2 가 공급 체제 B의 요금 요율 B2의 1.3 배 보다 작거나 같다면, 제어 유닛(105)은 공급 체제 A와 관련된 전기 미터기가 활성화되어야 한다고 즉, 전력망과 부하 사이에 연결되어야 한다고 결정한다.
2개의 공급 체제들(A 또는 B) 중 어느 것이 현재 활성화된 것인지, 즉 2개의 전기 미터기들 중 어느 것이 현재 전력망과 부하 사이에 연결되어 있는지에 기초하여, 제어 유닛은 스위칭(만일 B가 현재 활성이라면)을 수행하거나 또는 아무것도 안하기 위한(만일 A가 현재 활성이라면) 제어 신호를 제공할 수 있다.
하지만, 요금 요율들을 비교하는 단계(303)가 또 다른 결과를 제공한다면 즉, 요금 요율 A2가 요금 요율 B2의 1.3 배보다 크다면, A2가 낮은 배출율과 연관되었다라는 것은 상관이 없으며, 제어 유닛은 기정의된 조건(301)에 따라, 공급 체제 B가 활성화되어야 한다고 즉, 공급 체제 B와 관련된 전기 미터기가 연결되어야 한다고 결정할 것이다.
이와 유사하게, 만일 공급 체제 B가 2개의 배출값들(A1, B1) 중 가장 낮은 배출값 B1을 갖는 것으로 결정된다면, 제어 유닛은 기정의된 조건(301)에 따라 2개의 검색된 요금 요율들 A2, B2 사이의 비교(304)에 기초하여 2개의 전기 미터기들 중 어느 것이 연결되어야 하는지를 결정한다. 따라서, 환경에 특히 관심이 있는 소비자들에게는 그들의 전력 공급의 운영에 관해 매우 동적인 대안들이 제공되며 그리고 이는 각각의 특정 소비자에 대해 용이하게 구성될 수 있다. 하지만, 이는 본 발명이 어떻게 이용될 수 있는지에 대한 하나의 예시적인 실시예일 뿐이다. 명백한 대안예들 및 수정예들 가령, 상기 프로세스(300)에서 하나의 단계를 생략하도록 사용자 인터페이스를 통해 배출율 A1, A2를 제어 유닛에 직접 제공하는 것 등은, 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 동일한 배출 값들을 갖는 시나리오는 간결함을 위해 생략되었다. 하지만, 해당 기술분야의 당업자라면, 상기 기정의된 조건들이 이러한 시나리오를 고려하여 용이하게 수정될 수 있음(예컨대, 동일한 배출 값들을 갖는 공급 체제들의 요금 요율들을 바로 비교하는 것)을 능히 이해할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 설명하기 위한 흐름도(400)이다. 먼저, 서로 다른 파라미터들을 갖는 서로 다른 공급 체제들에 각각 관련되는 적어도 2개의 전기 미터기들이 제공된다(401). 다음으로, 스위칭 유닛이 적어도 2개의 전기 미터기들에 연결된다(401). 스위칭 유닛은 적어도 2개의 전기 미터기들 각각을 전력망과 부하 사이에 개별적으로 연결하도록 구성된다. 따라서, 스위칭 유닛은 적어도 2개의 스위치들이 될 수 있는데, 각각의 스위치는 적어도 2개의 전기 미터기들 각각과 전력망 사이에 배치되거나, 또는 적어도 2개의 전기 미터기들 각각과 부하 사이에 배치된다. 또한, 대안적으로는, 상기 스위칭 유닛은 당 업계에 공지된 전기 릴레이(electric relay)일 수도 있다.
또한, 기정의된 조건이 예를 들어 사용자 또는 조작자에 의해 설정된다(403). 상기 조건은 예를 들어 가장 큰 출력 전력을 갖는 공급 체제를 선택하는 것일 수 있으며, 이는 상이한 공급 체제들 간의 상이한 하나의 파라미터이며, 그리고 이러한 파라미터의 실시간 값들이 각각의 공급 체제에 대해서 검색될 수 있다. 다른 실행가능한 파라미터들은 앞서 논의한 바와 같이, 요금 요율, 배출율, 기타 등등일 수 있다.
계속해서, 원격 데이터 저장소로부터의 실시간 데이터가 검색된다(404). 따라서, 실시간 데이터는 서로 다른 공급 체제들 각각에 대한 전력 출력을 나타내는 정량화된 값일 수 있다. 이것은 예를 들어 복수의 공급 체제들 상에 부하를 균등하게 분배하는데 사용될 수 있다. 다음으로, 이러한 실시간 데이터 및 소정의 조건에 기초하여, 제어 신호가 공급되는바(405), 이는 스위칭 유닛을 제어하여 적절한 전기 미터기를 연결하고 다른 전기 미터기(들)를 차단하기 위한 것이다. 다음을 유의해야 하는바, 제어 신호가 공급되었을 때(404) 올바른 전기 미터기가 이미 연결되어 있다면, 이것은 스위칭 유닛의 설정을 단지 유지하게 할 것이며, 대안적으로 적절한 전기 미터기가 연결되어 있지 않다면, 스위칭 이벤트가 발생한다.
이제까지 특정 실시예들 참조하여 본 발명이 설명되었다. 그러나, 전기 모터 제어 시스템의 여러 변형예들이 가능하다. 예를 들어, 이미 예시된 바와 같이, 제어 유닛은 시간에 따라 변하지 않는 일부 파라미터들에 대해 고정 값들로 구성될 수 있다. 또한, 제어기는 예를 들어 웹 인터페이스로부터 원격으로 구성될 수도 있다. 이러한 수정예들 및 다른 명백한 수정예들은 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다. 다음을 유의해야 하는바, 전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는 설명하기 위한 것이며, 해당 기술분야의 당업자는 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예들을 설계할 수 있다. 청구 범위에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호는 청구 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. "포함하는"이라는 단어는 청구항에 기재된 것 이외의 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 구성 요소에 선행하는 "a"또는 "an"이라는 단어는 그러한 복수의 구성 요소의 존재를 배제하지 않는다.

Claims (10)

  1. 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 전력 공급 제어 시스템으로서,
    상이한 파라미터들을 갖는 상이한 공급 체제들과 각각 관련된 적어도 2개의 전기 미터기들;
    상기 전력망과 상기 부하/소스 사이에서 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 각각의 전기 미터기를 개별적으로 연결하도록 구성된 스위칭 유닛; 및
    상기 스위칭 유닛과 동작가능하게 연결되며 그리고 각각의 전기 미터기를 연결 또는 연결해제하기 위해 상기 스위칭 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 파라미터들 중 적어도 하나와 관련된 실시간 데이터를 획득하기 위해 원격 데이터 저장소와 통신하는 통신 회로를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하고 그리고 다른 전기 미터기(들)을 연결해제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 시간 상으로 임의의 순간에서, 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하고 그리고 상기 다른 전기 미터기들을 연결해제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 시스템.
  3. 제1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 끊김없는(seamless) 스위칭을 달성하기 위해, 다른 전기 미터기를 연결해제하기 전에 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 전기 미터기들은 하나의 단일 유닛으로 통합되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상이한 파라미터들은 상이한 요금 요율들(tariff rates)이며, 상기 적어도 하나의 기정의된 조건은 가장 낮은 값을 선택하는 것인 전력 공급 제어 시스템.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 메모리 유닛을 포함하고, 상기 메모리 유닛은 에너지 소스들의 서로 다른 유형들과 관련된 배출 값들(emission values)을 포함하는 데이터베이스를 포함하며,
    상기 상이한 파라미터들은 에너지 소스들의 유형이며, 상기 적어도 하나의 기정의된 조건 중 하나는 상기 데이터베이스에서 검색된 가장 낮은 배출 값을 갖는 에너지 소스를 선택하는 것인 전력 공급 제어 시스템.
  7. 전력 공급 제어 시스템에서 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법으로서, 상기 전력 공급 제어 시스템은 상이한 파라미터들을 갖는 상이한 공급 체제들과 각각 관련된 적어도 2개의 전기 미터기들, 및 상기 전력망과 상기 부하/소스 사이에서 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 각각의 전기 미터기를 개별적으로 연결하도록 구성된 스위칭 유닛을 포함하며, 상기 방법은,
    상기 파라미터들 중 적어도 하나와 관련된 실시간 데이터를 원격 데이터 저장소로부터 검색하는 단계; 및
    상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 하나의 전기 미터기를 연결하고 그리고 다른 전기 미터기(들)을 연결해제하도록 상기 스위칭 유닛을 동작시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은 상기 실시간 데이터 및 적어도 하나의 기정의된 조건에 기초하여, 시간 상으로 임의의 순간에서, 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하고 그리고 상기 다른 전기 미터기들을 연결해제하도록 동작되는 것을 특징으로 하는 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    끊김없는(seamless) 스위칭을 달성하기 위해, 다른 전기 미터기를 연결해제하기 전에 상기 적어도 2개의 전기 미터기들 중 하나를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상이한 파라미터들은 상이한 요금 요율들(tariff rates)이며, 상기 적어도 하나의 기정의된 조건은 가장 낮은 값을 선택하는 것인, 부하와 소스 중 적어도 하나를 전력망에 연결하기 위한 방법.
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