(57)【要約】【課題】ホームサーバーから電力量を受信することで通信費用を節減するための電力モニタリングシステムを提供すること。【解決手段】  本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムは、外部電源及び再生エネルギー発電装置を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷を含む電力システム、前記一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量、前記外部電源から前記電力システムに供給される第２電力量、及び前記再生エネルギー発電装置から前記電力システムに供給される第３電力量情報を受信するホームサーバー、及び前記ホームサーバーから受信した前記電力システムが消費する消費電力量、及び前記電力システムに供給される供給電力量情報から前記第２電力量または第３電力量を導く電力量モニタリングサーバーを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源及び再生エネルギー発電装置を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷を含む電力システム；
前記一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量、前記外部電源から前記電力システムに供給される第２電力量、及び前記再生エネルギー発電装置から前記電力システムに供給される第３電力量情報を受信するホームサーバー；及び
前記ホームサーバーから受信した前記電力システムが消費する消費電力量、及び前記電力システムに供給される供給電力量情報から前記第２電力量または第３電力量を導く電力量モニタリングサーバーを含み、
前記電力量モニタリングサーバーは、
前記ホームサーバーから前記消費電力量及び前記供給電力量情報のいずれか一つを受信する第１サーバーと；
前記ホームサーバーから前記消費電力量及び前記供給電力量情報のうち、第１サーバーが受信しないもう一つの情報を受信し、前記第１サーバーが受信した電力量情報を第１サーバーから受信して前記第２電力量または第３電力量を導く第２サーバーを含む電力モニタリングシステム。
【請求項２】
前記第２サーバーは、
前記第１電力量から前記第２電力量を減算して前記第３電力量を導く請求項１に記載の電力モニタリングシステム。
【請求項３】
前記第２サーバーは、
前記第１電力量から前記第３電力量を減算して前記第２電力量を導く請求項１に記載の電力モニタリングシステム。
【請求項４】
前記第１電力量は前記一つ以上の負荷が消費する総電力量を含み、
前記第２サーバーは前記一つ以上の負荷が消費する総電力量に基づいて、前記一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導く請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電力モニタリングシステム。
【請求項５】
外部電源及び再生エネルギー発電装置を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷を含む電力システム；
前記一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量、前記外部電源から前記電力システムに供給される第２電力量、及び前記再生エネルギー発電装置から前記電力システムに供給される第３電力量情報を受信するホームサーバー；及び
前記ホームサーバーから前記一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信し、前記一つ以上の負荷各々が消費する電力量を導く電力量モニタリングサーバーを含む電力モニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力モニタリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力モニタリングシステムとは、遠隔検針、電力供給者と需要者の間の双方向通信、及び時間帯別の計量が可能なシステムを意味する。電力モニタリングシステムは、１５分単位で検針することで月に一回検針していた既存の遠隔検針よりよくエネルギー使用情報を提供する。
【０００３】
しかし、電力モニタリングシステムが提供する情報だけではエネルギーを節減することに限界がある。つまり、従来の電力モニタリングシステムの場合、家庭の総電力消費量だけを分かることができるだけであって、家庭内の各電子機器の電力消費量は分からない。よって、使用者は電力消費を節約するために、どんな電子機器の使用を管理すべきであるか分からない場合がほとんどである。また、各電子機器の電力消費量を知るために、電磁機器別に電力量計を取り付けることは、経済的に非效率的である。
【０００４】
図１は従来の電力モニタリングシステムを図示した図面である。図１を参照すれば、従来の電力モニタリングシステムは、各負荷４０から供給される総電力をモニタリングすることができる。この際、電力の供給を受ける負荷４０は、家庭で使用する家電製品でありえる。
【０００５】
しかし、前述したように、従来の電力モニタリングシステムは家庭の総電力消費量のみを分かることができるだけであって、家庭内で各電子機器ごとの電力消費量は分からない問題があった。また、従来の電力モニタリングシステムは、外部から供給される電力量を受信したり測定することができないし、これを受信したり測定するためには追加の装置が必要であるという問題がある。つまり、従来の電力モニタリングシステムは、外部から供給される電力量を受信するために追加の通信装置が必要であることにつれ、通信費用が増加する問題がある。また、従来の電力モニタリングシステムは、外部から供給される電力量を測定するために追加的な測定装置を取り付けることによって、システムの構築費用が増加するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はホームサーバーから電力量を受信することで通信費用を節減するための電力モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明はモニタリング部が外部電源または再生エネルギー発電装置の供給電力量を決めることで、システム構築費用を節減するための電力モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は負荷が消費する総電力量から、再生エネルギー発電装置より電力システムに供給される電力量を減算し、外部電源から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時も電力量を提供するための電力モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は負荷が消費する総電力量から、外部電源より電力システムに供給される電力量を減算し、再生エネルギー発電装置から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時も電力量を提供するための電力モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信し、一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導くことで、負荷が消費する各々の電力量を提供するための電力モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されないし、言及されない本発明の他の目的及び長所は下記の説明によって理解されることができ、本発明の実施形態によってより明白に理解される。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせによって実現できることを容易に分かることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するための本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムは、外部電源及び再生エネルギー発電装置を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷を含む電力システム、前記一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量、前記外部電源から前記電力システムに供給される第２電力量、及び前記再生エネルギー発電装置から前記電力システムに供給される第３電力量情報を受信するホームサーバー、及び前記ホームサーバーから受信した前記電力システムが消費する消費電力量、及び前記電力システムに供給される供給電力量情報から前記第２電力量又は第３電力量を導いたり決める電力量モニタリングサーバーを含む。
【００１３】
また、このような目的を達成するための本発明の他の実施形態による電力モニタリングシステムは、外部電源及び再生エネルギー発電装置を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷を含む電力システム、前記一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量、前記外部電源から前記電力システムに供給される第２電力量、及び前記再生エネルギー発電装置から前記電力システムに供給される第３電力量情報を受信するホームサーバー、及び前記ホームサーバーから前記一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信して前記一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導く電力量モニタリングサーバーを含む。
【発明の効果】
【００１４】
前述のような本発明によると、ホームサーバーから電力量を受信することで通信費用を節減できる效果がある。
【００１５】
また、本発明によると、モニタリング部が外部電源または再生エネルギー発電装置の供給電力量を決めることでシステム構築費用を節減できる效果がある。
【００１６】
また、本発明によると、負荷が消費する総電力量から、再生エネルギー発電装置から電力システムに供給される電力量を減算し、外部電源から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時も電力量を提供することができる效果がある。
【００１７】
また、本発明によると、負荷が消費する総電力量から、外部電源から電力システムに供給される電力量を減算し、再生エネルギー発電装置から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時も電力量を提供することができる效果がある。
【００１８】
また、本発明によると、一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信して一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導くことで、負荷が消費する各々の電力量を提供することができる效果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の電力モニタリングシステムを図示した図面である。
【図２】本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面である。
【図３】本発明の一実施形態による電力量モニタリングサーバーを図示した図面である。
【図４】本発明の他の実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面である。
【図５】本発明の他の実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
前述の目的、特徴及び長所は、添付された図面を参照して詳細に後述されるし、これによって本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。本発明を説明するにあたり、本発明に係る公知技術に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される場合には詳細な説明を省略する。以下、添付された図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳しく説明する。図面で同一な参照符号は同一または類似の構成要素を示すものに使われる。
【００２１】
図２は本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面である。図２を参照すれば、本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムは、電力システム、ホームサーバー及び電力量モニタリングサーバーを含んで構成されることができる。図２に図示された電力モニタリングシステムは一実施形態によるものであって、その構成要素は図２に図示された実施形態に限定されるのではなく、必要に応じて一部構成要素が付加、変更または削除されることができる。
【００２２】
図３は本発明の一実施形態による電力量モニタリングサーバーを図示した図面である。以下、図２及び図３を参照して本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムを説明する。
【００２３】
電力システムは外部電源３００及び再生エネルギー発電装置２００を通じて電力の供給を受ける一つ以上の負荷６００を含むことができる。一実施形態として、負荷６００は家庭内に設けられた電子機器でもありえるし、外部電源３００は電力を生産して電力システムに供給する発電所または変電所でありえる。電力システムは家庭内の計量器、電子機器などからなる集合体を意味する。
【００２４】
一方、再生エネルギーは、化石燃料と原子力に代わって利用できる無公害エネルギーであって、太陽エネルギー、風力、水力、バイオエネルギーなどがある。再生エネルギー発電装置２００は、再生エネルギーを生産することができる装置で、電力システムの内部または外部に位置することができる。
【００２５】
ホームサーバーは、一つ以上の負荷６００が消費する電力量である第１電力量を受信することができる。また、ホームサーバーは、外部電源３００から電力システムに供給される第２電力量、及び再生エネルギー発電装置２００から電力システムに供給される第３電力量を受信することができる。
【００２６】
ホームサーバーは、ビデオ、電話、ウェブ、電子メール、ファックスなど、家庭にある各種メディア情報を格納、統合、分配する一種のコンピューター装置である。ホームサーバーは、放送、電話、インターネットを通じて家庭に入る外部コンテンツを保存及び再分配する機能がある。また、ホームサーバーは、デジタル映像や音楽を保存する装置として使われることもあり、家庭の情報制御センターの役割をすることもできる。
【００２７】
一実施形態として、ホームサーバーは、第１電力量は分電盤７００から受信し、第２電力量は外部電源計量器４００から受信し、第３電力量は再生エネルギー計量器５００から受信することができる。このとき、外部電源計量器４００は外部電源３００から電力システムに供給される第２電力量を測定するスマートメーターでありえる。本発明の一実施形態によれば、ホームサーバーは第１電力量、第２電力量及び第３電力量を受信することで通信費用を節減できる效果がある。
【００２８】
電力量モニタリングサーバー１００は、ホームサーバーから受信した電力システムが消費する消費電力量、及び電力システムに供給される供給電力量情報から第２電力量または第３電力量を導いたり決めることができる。ホームサーバーから受信した電力システムが消費する消費電力量は、一つ以上の負荷が消費する電力量である第１電力量でありえる。一方、電力システムへ供給される供給電力量情報は、第２電力量及び第３電力量の和であることができる。
【００２９】
一実施形態として、電力量モニタリングサーバーは受信部、モニタリング部及び出力部を含むことができ、受信部はホームサーバーから消費電力量及び供給電力量情報を受信することができる。モニタリング部は第１電力量及び第２電力量を利用して第１推定供給電力量を導くことができる。次に、第１推定供給電力量及び第３電力量のうちの少なくとも一つを再生エネルギー発電装置２００の供給電力量として決めることができる。第１推定供給電力量は、第３電力量と同一であることも違うこともある。本発明の一実施形態によれば、第１推定供給電力量及び第３電力量のうちの少なくとも一つを再生エネルギー発電装置２００の供給電力量として決めることで、正確な供給電力量を算出することができる長所がある。
【００３０】
一実施形態として、モニタリング部１２０は、第１電力量から第２電力量を減算して第１推定供給電力量を導くことができる。第１電力量は、各負荷６００で消費される電力量で、第２電力量は外部電源３００から供給される電力量で、第３電力量は再生エネルギー発電装置２００から供給される電力量である。よって、第２電力量及び第３電力量の和は第１電力量と同一であり、第１推定供給電力量と第３電力量は同一でありえる。前述した過程を整理すると、下記の<数１>のとおりである。
【００３１】
【数１】
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【００３２】
ここで、ＰA1は第１推定供給電力量、Ｐ1は第１電力量、Ｐ2は第２電力量、Ｐ3は第３電力量である。
【００３３】
一方、モニタリング部１２０は、第１電力量から第３電力量を減算して第２電力量を導くこともできる。本発明の一実施形態によれば、第２電力量が受信されないと、第１電力量から第３電力量を減算して第２電力量を導くことで、通信装置の故障時にも電力量を提供することができる效果がある。
【００３４】
一実施形態として、第１電力量は一つ以上の負荷６００が消費する総電力量であることができ、一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量でもありえる。また、モニタリング部１２０は、一つ以上の負荷６００が消費する総電力量を受信して、一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量を導くことができる。例えば、モニタリング部１２０は非干渉負荷モニタリング(NILM、non-intrusive load monitoring)方法を用いることで、一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量を導くことができる。非干渉負荷モニタリングは、全体的な電圧と電流供給を測定して、家庭内の個別負荷６００に対する電力消耗量及び電気発電運転スケジュールを予測する技術である。
【００３５】
より具体的に、モニタリング部１２０は受信部１１０によって測定された電気的特性の変化を分析し、分析結果に基いて電力消費主体としての家電機器を識別することができる。また、モニタリング部１２０は、識別された該当家電機器の消費電力を予測することができる。このために、モニタリング部１２０はデータ収集部、データ処理部、イベント検出部、特徴抽出部、装置識別部、電力判断部を含むことができる。
【００３６】
データ収集部は、受信部１１０から受信したローデータ(Raw Data)をキャプチャーする。データ処理部は、データ収集部によってキャプチャーされたローデータを対象として、電流信号を電圧信号に整列させ、適切な位相関係を確保する。また、標準化のためにデータを一般化し、ハーモニック特徴(例えば、電流ハーモニック電力(Current Harmonic Ｐower、ＣＨＰ))を抽出するためのフィルタリングを行う。特に、第１電力量の皮相電力量と有效電力量を求め、皮相電力量と有效電力量から力率(Ｐower Factor)を算出する。
【００３７】
イベント検出部は、データ処理部から提供される力率の変化(家電機器のオン/オフ切り換えまたは動作状態の切り換えなどに起因する)に基づいて、家電機器で起きるイベントを検出する。
【００３８】
特徴抽出部はイベント検出部で検出されたイベントから家電機器のオン/オフ時点及び家電機器の電力消費パターンを抽出する。例えば、洗濯機は回転槽が回転する時と回転しない時の電力消費パターンが大きく異なる。また、洗濯行政と脱水行政における回転槽の回転速度が大きく異なるので、この時の電力消費パターンも大きく異なる。しかし、テレビはパワーオン状態ではさほど変化することなく、ほとんど一定した電力消費パターンを示すため、上記で言及した洗濯機とはその電力消費パターンが大きく異なる。特徴抽出部は、イベント検出部のイベント検出結果からこのような家電機器の電力消費パターン固有の特徴を抽出する。
【００３９】
装置識別部は、特徴抽出部で抽出した電力消費パターンとレファレンスデータを比較分析し、両データの一致可否によって当該家電機器の種類及び動作状態を判断する。特に、装置識別部は、データ収集部及びデータ処理部によって確保される電流ハーモニック電力(ＣＨＰ)の係数を利用して複数の家電機器が同時に使われる時、複数の家電機器が何であるかを識別することができる。
電力判断部は、装置識別部で識別した家電機器の種類及び動作状態を利用して当該家電機器の個別電力量を算出することができる。
【００４０】
出力部１３０は、第１電力量、第２電力量、第３電力量及び一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量のいずれか一つ以上を出力することができる。本発明の一実施形態によれば、第１電力量、第２電力量、第３電力量及び一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量のいずれか一つ以上を出力することで、使用者は各々の電力量を一目で把握することができる。
【００４１】
また、図２及び図３を参照して本発明の一実施形態による電力モニタリングシステムを説明すれば、電力量モニタリングサーバーは受信部、モニタリング部及び出力部を含むことができ、受信部はホームサーバーから消費電力量及び供給電力量情報を受信することができる。モニタリング部は第１電力量及び第３電力量を利用して第２推定供給電力量を導くことができる。次に、第２推定供給電力量及び第２電力量のうちの少なくとも一つを外部電源の供給電力量として決めることができる。第２推定供給電力量は第２電力量と同一でも違うことでもありえる。本発明の一実施形態によれば、第２推定供給電力量及び第２電力量のうちの少なくとも一つを外部電源の供給電力量として決めることで、正確な供給電力量を算出することができる長所がある。
【００４２】
一実施形態として、モニタリング部１２０は第１電力量から第３電力量を減算して第２推定供給電力量を導くことができる。第１電力量は各負荷６００で消費する電力量で、第２電力量は外部電源３００から供給される電力量で、第３電力量は再生エネルギー発電装置２００から供給される電力量である。よって、第２電力量及び第３電力量の和は第１電力量と同一であり、第２推定供給電力量と第２電力量は同一でありえる。前述した過程を整理すれば、下記の<数２>のとおりである。
【００４３】
【数２】
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【００４４】
ここで、ＰA2は第２推定供給電力量、Ｐ1は第１電力量、Ｐ2は第２電力量、Ｐ3は第３電力量である。
【００４５】
一方、モニタリング部１２０は、第１電力量から第２電力量を減算して第３電力量を導くこともできる。本発明の一実施形態によれば、第３電力量が受信されないと、第１電力量から第２電力量を減算して第３電力量を導くことで、通信装置の故障時にも電力量を提供することができる效果がある。
【００４６】
一実施形態として、第１電力量は一つ以上の負荷６００が消費する総電力量であることができ、一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量でもありえる。また、モニタリング部１２０は、一つ以上の負荷６００が消費する総電力量を受信して一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量を導くことができる。モニタリング部が一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信して一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導く方法は、前述した実施形態で説明した方法と同一でありえる。
【００４７】
図４は本発明の他の実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面で、図５は本発明の他の実施形態による電力モニタリングシステムを図示した図面である。以下、図４及び図５を参照して電力モニタリングシステムを説明する。
【００４８】
図４及び図５を参照すれば、電力量モニタリングサーバーは、第１サーバー及び第２サーバーを含むことができる。第１サーバーは、ホームサーバーから消費電力量と供給電力量情報のいずれか一つを受信することができる。第２サーバーは、ホームサーバーから消費電力量及び供給電力量情報のうち、第１サーバーが受信しないもう一つの情報を受信し、第１サーバーが受信した電力量情報を第１サーバーから受信して第２電力量または第３電力量を導いたり決めることができる。
【００４９】
図４を参照すれば、消費電力量がホームサーバーから第１サーバーを経て第２サーバーに送信されるし、供給電力量がホームサーバーから第２サーバーに送信される。図５を参照すれば、消費電力量がホームサーバーから第２サーバーに送信され、供給電力量がホームサーバーから第１サーバーを経て第２サーバーに送信される。
【００５０】
一実施形態として、第２サーバーは、第１電力量から第２電力量を減算して第３電力量を導いたり、第１電力量から第３電力量を減算して第２電力量を導くことができる。第３電力量または第２電力量を導く方法は、図２及び図３で説明した方法と同一でありえる。
【００５１】
一方、第１電力量は一つ以上の負荷が消費する総電力量を含むことができる。また、第２サーバーは一つ以上の負荷が消費する総電力量に基づいて、一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導くことができる。例えば、第２サーバーは非干渉負荷モニタリング(NILM、non-intrusive load monitoring)方法を利用して一つ以上の負荷６００が消費する各々の電力量を導くことができる。非干渉負荷モニタリングは全体的な電圧と電流供給を測定して、家庭内の個別負荷６００に対する電力消耗量及び電気発電運転スケジュールを予測する技術である。
【００５２】
前述のような本発明によると、ホームサーバーから電力量を受信することで通信費用を節減できる效果がある。また、本発明によれば、モニタリング部が外部電源または再生エネルギー発電装置の供給電力量を決めることで、システム構築費用を節減できる效果がある。
【００５３】
また、本発明によると、負荷が消費する総電力量から、再生エネルギー発電装置から電力システムに供給される電力量を減算して、外部電源から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時にも電力量を提供することができる效果がある。
【００５４】
また、本発明によると、負荷が消費する総電力量において、外部電源から電力システムに供給される電力量を減算して、再生エネルギー発電装置から電力システムに供給される電力量を導くことで、通信装置の故障時にも電力量を提供することができる效果がある。
【００５５】
また、本発明によると、一つ以上の負荷が消費する総電力量を受信して、一つ以上の負荷が消費する各々の電力量を導くことで負荷が消費する各々の電力量を提供できる效果がある。
【００５６】
前述した本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、前述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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