KR101788861B1 - 네트워크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템에는, 에너지발생부가 포함되는 유틸리티 네트워크; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 에너지 소비부가 포함되는 가정용 네트워크; 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 에너지 정보 또는 에너지 정보 외의 부가 정보를 인식하는 에너지 측정부; 및 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 상기 에너지소비부와 관련하여 상기 에너지 정보 또는 부가 정보를 관리하는 에너지 관리부가 포함되며, 상기 에너지 정보 또는 부가 정보값의 레벨 또는 상기 에너지 정보 또는 부가 정보값이 기준 정보값보다 큰 시간구간의 길이값에 기초하여, 전기요금 또는 소모 전력량이 저감되는 정도가 다르게 선택된다.

Description

네트워크 시스템 {A network system}

본 발명은 네트워크 시스템에 관한 것이다.

공급자는 전기, 물, 가스 등과 같은 에너지원(Energy source)을 단순히 공급만하고, 수요처는 공급받은 에너지원을 단순히 사용만 하였다. 따라서, 에너지 생산, 분배, 또는 에너지 사용 등의 측면에서 효과적인 관리가 수행되기 어려웠다.

즉, 에너지는 에너지 공급자로부터 다수의 수요처를 향하여 분산되는, 즉 중앙에서 주변부로 퍼져나가는 방사형구조이고, 수요자 중심이 아닌 단방향의 공급자 중심이라는 특징을 가지고 있다.

전기에 대한 가격의 정보도 실시간으로 알 수 있는 것이 아니라, 전력거래소를 통하여 제한적으로만 알 수 있었고, 가격제도 또한 사실상의 고정가격제이기 때문에 가격변화를 통한 수요자에 대한 인센티브와 같은 유인책을 사용할 수 없다는 문제점도 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 에너지를 효과적으로 관리하고 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능케 해주는 수평적, 협력적, 분산적 네트워크를 구현하기 위한 많은 노력이 있어 왔다.

본 발명은, 에너지원을 효과적으로 관리하고, 전기요금 및/또는 에너지 소비량을 절감할 수 있는 네트워크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템에는, 에너지발생부가 포함되는 유틸리티 네트워크; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 에너지 소비부가 포함되는 가정용 네트워크; 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 에너지 정보 또는 에너지 정보 외의 부가 정보를 인식하는 에너지 측정부; 및 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 상기 에너지소비부와 관련하여 상기 에너지 정보 또는 부가 정보를 관리하는 에너지 관리부가 포함되며, 상기 에너지 정보 또는 부가 정보값의 레벨 또는 상기 에너지 정보 또는 부가 정보값이 기준 정보값보다 큰 시간구간의 길이값에 기초하여, 전기요금 또는 소모 전력량이 저감되는 정도가 다르게 선택된다.

또한, 다른 측면에 따른 네트워크 시스템에는, 에너지발생부가 포함되는 유틸리티 네트워크; 상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 에너지 소비부가 포함되는 가정용 네트워크; 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 에너지 정보 또는 에너지 정보 외의 부가 정보를 인식하는 에너지 측정부; 및 상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 상기 에너지소비부와 관련하여 상기 에너지 정보 또는 부가 정보를 관리하는 에너지 관리부가 포함되며, 상기 에너지 정보 또는 부가 정보 값과 기준 정보값이 비교되어, 전기 요금 또는 소모 전력량을 저감하기 위한 다수의 제어 대상 또는 제어 동작 중 적어도 하나가 선택된다.

이러한 본 발명에 의하면, 에너지원을 효율적으로 생산, 사용, 분배, 저장 등을 할 수 있게 되어, 에너지원의 효과적인 관리가 가능하게 된다.

또한, 공급자로부터 전달되는 에너지 정보를 이용하여 가정 내의 전기제품을 구동 및 제어할 수 있으며, 에너지 사용요금 또는 소비전력을 절감할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 네트워크 시스템 상에서의 정보 전달 과정을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 전기요금의 형태를 설명하기 위한 그래프로서, 도 4의 (a)는 TOU(Time of use) 정보와 CPP(critical peak pattern) 정보를 보여주는 그래프이고, 도 4의 (b)는 RTP(real time pattern) 정보를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 1 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 2 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 3 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가정용 네트워크의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기제품의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 정보의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네트워크 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 정보의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네트워크 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예 들에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

본 네트워크 시스템은 전기, 물, 가스 등과 같이 에너지원(Energy source)을 관리하기 위한 시스템이다. 에너지원은, 발생량 또는 사용량 등이 계측(meter)될 수 있는 것을 의미한다.

따라서, 위에서 언급되지 않은 에너지원도 본 시스템의 관리 대상에 포함될 수 있다. 이하에서는 에너지원으로서 일 예로 전기에 대해서 설명하기로 하며, 본 명세서의 내용은 다른 에너지원에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예의 네트워크 시스템은, 전기를 생산하는 발전소(Power plant)를 포함한다. 상기 발전소는, 화력발전이나 원자력발전 등을 통하여 전기를 생산하는 발전소와, 친환경 에너지인 수력, 태양광, 풍력 등을 이용한 발전소를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발전소에서 발생된 전기는 송전선을 통하여 전력소로 송전되고, 전력소(substation)에서는 변전소로 전기를 송전하여 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.

그리고, 친환경 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 송전되어 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전기저장장치를 거쳐서 또는 직접 사무실이나 각 가정으로 분배된다.

가정용 네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지 등을 통하여 전기를 자체적으로 생산하거나, 저장하거나, 분배하거나, 남는 전기를 외부(일 례로 전력회사)에 되팔 수도 있다.

또한, 상기 네트워크 시스템에는, 수요처(가정 또는 사무실 등)의 전기 사용량을 실시간으로 파악하는 스마트 미터(Smart meter)와, 다수의 수요처의 전기 사용량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI: Advanced Metering infrastructure)가 포함될 수 있다. 즉, 상기 계측장치는 다수의 스마트 미터에서 계측된 정보를 받아 전기 사용량을 계측할 수 있다.

본 명세서에서, 계측은 스마트 미터 및 계측장치 자체가 계측하는 것 뿐만 아니라, 다른 컴포넌트로부터 발생량 또는 사용량을 수신하여 상기 스마트 미터 및 계측장치가 인식할 수 있는 것을 포함한다.

또한, 상기 네트워크 시스템은, 에너지를 관리하는 에너지관리장치(EMS: Energy Management System)를 더 포함할 수 있다. 상기 에너지관리장치는 에너지와 관련(에너지의 생성, 분배, 사용, 저장 등)하여, 하나 이상의 컴포넌트의 작동에 대한 정보를 생성할 수 있다. 상기 에너지관리장치는, 적어도 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

본 명세서에서 에너지관리장치에 의해서 수행되는 기능 또는 솔루션은 에너지관리기능(Energy Management Function) 또는 에너지관리솔루션(Energy Management Solution)이라고 언급될 수 있다.

본 발명의 네트워크 시스템에서 상기 에너지관리장치는 별도의 구성으로 하나 이상이 존재하거나, 하나 이상의 컴포넌트에 에너지관리기능 또는 솔루션으로서 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 네트워크 시스템은 다수의 컴포넌트 들에 의해서 구성된다. 예를 들어, 발전소, 변전소, 전력소, 에너지관리장치, 가전제품, 스마트 미터, 축전기, 웹 서버, 계측장치, 홈 서버 등이 네트워크 시스템의 컴포넌트 들이다.

또한, 본 발명에서, 각 컴포넌트는 다수의 세부 컴포넌트 들에 의해서 구성될 수 있다. 일 례로, 일 컴포넌트가 가전제품인 경우, 가전제품을 구성하는 마이컴, 히터, 디스플레이, 모터 등이 세부 컴포넌트일 수 있다.

즉, 본 발명에서는 특정 기능을 수행하는 모든 것이 컴포넌트가 될 수 있으며, 이러한 컴포넌트 들은 본 발명의 네트워크 시스템을 구성한다. 그리고, 두 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

또한, 하나의 네트워크(network)는 하나의 컴포넌트일 수 있거나, 다수의 컴포넌트로 구성될 수 있다.

본 명세서에서, 통신 정보가 에너지원과 관련한 네트워크 시스템을 에너지 망(Energy grid)이라 할 수 있다.

일 실시 예의 네트워크 시스템은, 유틸리티 네트워크(UAN: Utility Area Network: 10)와, 가정용 네트워크(HAN, Home Area Network: 20)로 구성될 수 있다. 유틸리티 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20)는 통신수단에 의해서 유선 또는 무선 통신할 수 있다.

본 명세서에서, 가정은, 사전적 의미의 가정 뿐만 아니라, 건물, 회사 등 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다. 그리고, 유틸리티는 가정 외부의 특정 컴포넌트 들이 모인 집단을 의미한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 11)와, 에너지를 분배 또는 전달하는 에너지분배부(Energy distribution component: 12)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 13)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 14)와, 에너지 관련 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 15)를 포함한다.

상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 하나 이상의 컴포넌트가 에너지를 소비하는 경우, 에너지를 소비하는 컴포넌트는 에너지소비부일 수 있다. 즉, 에너지소비부는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 포함될 수 있다.

상기 에너지발생부(11)는 일 례로 발전소일 수 있다. 상기 에너지분배부(12)는 상기 에너지발생부(11)에서 생성된 에너지 및/또는 에너지저장부(13)에 저장된 에너지를 에너지 소비부로 분배 또는 전달한다. 상기 에너지분배부(12)는 송전기, 변전소, 전력소 등일 수 있다.

상기 에너지저장부(13)는 축전지 일 수 있고, 상기 에너지관리부(14)는 에너지와 관련하여, 에너지발생부(11), 에너지분배부(12), 에너지저장부(13), 에너지소비부(26) 중 하나 이상의 구동을 위한 정보를 생성한다. 일 례로 상기 에너지관리부(14), 적어도 특정 컴포넌트의 작동에 관한 명령을 생성할 수 있다.

상기 에너지관리부(14)는 에너지관리장치 일 수 있다. 상기 에너지측정부(15)는 에너지의 발생, 분배, 소비, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 계측장치(AMI) 일 수 있다. 상기 에너지관리부(14)는 별도의 구성이거나, 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다.

상기 유틸리티 네트워크(10)는, 터미널 컴포넌트(미도시)에 의해서 상기 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다. 상기 터미널 컴포넌트는 일 례로 게이트웨이(Gate way)일 수 있다. 이러한 터미널 컴포넌트는 상기 유틸리니 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20) 중 하나 이상에 구비될 수 있다.

한편, 상기 가정용 네트워크(20)는 에너지를 발생하는 에너지발생부(Energy generation component: 21)와, 에너지를 분배하는 에너지분배부(Energy distribution component: 22)와, 에너지를 저장하는 에너지저장부(Energy storage component: 23)와, 에너지를 관리하는 에너지관리부(Energy management component: 24)와, 에너지와 관련한 정보를 측정하는 에너지측정부(Energy metering component: 25)와, 에너지를 소비하는 에너지소비부(Energy consumption component: 26)와, 다수의 컴포넌트를 제어하는 중앙관리부(Central management component: 27)와, 에너지 망 보조부(Energy Grid Assistance Component: 28)와, 악세사리 컴포넌트(29)와, 컨슈머블 처리부(consumable handling component: 30)를 포함한다.

상기 에너지발생부(Energy generation component: 21)는 가정용 발전기일 수 있고, 상기 에너지저장부(Energy storage component: 23)는 축전지일 수 있고, 에너지관리부(Energy management component: 24)는 에너지관리장치 일 수 있다.

상기 에너지측정부(Energy metering component: 25)는 에너지의 발생, 분배, 소비, 저장 등과 관련한 정보를 측정할 수 있으며, 일 례로 스마트 미터(Smart meter)일 수 있다.

상기 에너지소비부(26)는 일 례로 가전제품(냉장고, 세탁기, 에어컨, 조리기기, 청소기, 건조기, 식기세척기, 제습기, 디스플레이 기기, 조명기기 등) 또는 가전제품을 구성하는 히터, 모터, 디스플레이 등일 수 있다. 본 실시 예에서 에너지소비부(26)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 에너지관리부(24)는 개별적인 컴포넌트이거나 다른 컴포넌트에 에너지관리기능으로서 포함될 수 있다. 상기 에너지관리부(21)는 하나 이상의 컴포넌트와 통신하여 정보를 송수신할 수 있다.

상기 에너지발생부(21), 상기 에너지분배부(22), 에너지저장부(23)는 개별적인 컴포넌트이거나, 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

상기 중앙관리부(27)는 일 례로 다수의 가전제품(Appliance)을 제어하는 홈 서버(Home server) 일 수 있다.

상기 에너지 망 보조부(28)는, 상기 에너지 망(Energy Grid)을 위해 추가적인 기능을 하면서, 본래의 기능을 가지고 있는 컴포넌트이다. 예를 들어, 상기 에너지 망 보조부(28)는 웹 서비스 제공부(일 례로 컴퓨터 등), 모바일 기기(Mobile device), 텔레비전 등일 수 있다.

상기 악세사리 컴포넌트(29)는, 에너지 망을 위하여 추가적인 기능을 하는 에너지 망 전용 컴포넌트이다. 예를 들어, 상기 악세사리 컴포넌트(29)는 에너지 망 전용 기상수신 안테나일 수 있다.

상기 컨슈머블 처리부(Consumable handling component: 30)는 컨슈머블을 저장, 공급, 전달 등을 하는 컴포넌트로서, 컨슈머블에 관한 정보를 확인 또는 인식할 수 있다. 상기 컨슈머블은 일 례로 에너지소비부(26)의 동작 시 사용 또는 처리되는 물품 또는 물질일 수 있다. 그리고, 상기 컨슈머블 처리부(30)는 에너지 망에서 일 례로 상기 에너지관리부(24)에 의해서 관리될 수 있다.

예를 들어, 상기 컨슈머블은, 세탁기에서 세탁포, 조리기기에서의 조리물이거나, 세탁기에서 세탁포를 세탁하기 위한 세제 또는 섬유유연제이거나, 조리물을 조리하기 위한 조미료 등 일 수 있다.

위에서 언급된 에너지 발생부(11, 21), 에너지 분배부(12, 22), 에너지 저장부(13, 23), 에너지 관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 에너지소비부(26), 중앙관리부(27)는, 각각 독립적으로 존재하거나 둘 이상이 단일의 컴포넌트를 구성할 수 있다.

예를 들어, 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 각각 단일의 컴포넌트로 존재하여, 각각의 기능을 수행하는 스마트미터, 에너지관리장치, 홈서버로 구성되거나, 에너지관리부(14, 24), 에너지측정부(15, 25), 중앙관리부(27)가 기구적으로 단일의 컴포넌트를 이룰 수 있다.

또한, 하나의 기능을 수행함에 있어, 다수 개의 컴포넌트 및/또는 통신수단에서 그 기능이 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 별도의 에너지관리부와, 에너지측정부 및 에너지소비부에서 순차적으로 에너지 관리 기능이 수행될 수 있다.

그리고, 유틸리티 네트워크와 가정용 네트워크를 구성하는 특정 기능의 컴포넌트는 복수 개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 에너지 발생부 또는 에너지소비부 등은 복수 개일 수 있다.

한편, 상기 유틸리티 네트워크(10)와 가정용 네트워크(20)는 통신수단(제1인터페이스)에 의해서 통신할 수 있다. 이 때, 복수의 유틸리티 네트워크(10)가 단일의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있고, 단일의 유틸리티 네트워크(10)가 복수의 가정용 네트워크(20)와 통신할 수 있다.

일 례로 상기 통신수단은 단순 통신선이거나 전력선 통신수단(Power line communication means)일 수 있다. 물론, 전력선 통신수단은 두 컴포넌트와 각각 연결되는 통신기(일 례로 모뎀 등)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 통신수단은 zigbee, wi-fi, 블루투스 등일 수 있다.

본 명세서에서, 유선 통신을 위한 방법 또는 무선 통신을 위한 방법에는 제한이 없다.

상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단에 의해서 통신할 수 있다.

또한, 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 두 개의 컴포넌트 들은 통신수단(제2인터페이스)에 의해서 통신할 수 있다. 일 례로 상기 에너지소비부(26)는, 상기 에너지관리부(24), 상기 에너지측정부(25), 중앙 관리부(27), 에너지 망 보조부(28) 등 중 하나 이상과 통신수단(제2인터페이스)에 의해서 통신할 수 있다.

그리고, 상기 각 컴포넌트(일 례로 에너지소비부)의 마이컴은 상기 통신수단(제2인터페이스)과 통신(제3인터페이스)할 수 있다. 예를 들어, 상기 에너지소비부가 가전제품인 경우, 상기 에너지소비부는 통신수단(제2인터페이스)에 의해서 상기 에너지관리부로부터 정보를 수신할 수 있으며, 수신된 정보는 제3인터페이스에 의해서 상기 가전제품의 마이컴으로 전달될 수 있다.

또한, 상기 에너지소비부(26)는 상기 악세사리 컴포넌트(29)와 통신수단(제4인터페이스)에 의해서 통신할 수 있다. 또한, 상기 에너지소비부(26)는 상기 컨슈머블 처리부(30)와 통신수단(제5인터페이스)에 의해서 통신할 수 있다.

도 3은 본 발명의 네트워크 시스템 상에서의 정보 전달 과정을 보여주는 블럭도이다. 도 4는 전기요금의 형태를 설명하기 위한 그래프로서, 도 4의 (a)는 TOU(Time of use) 정보와 CPP(critical peak pattern) 정보를 보여주는 그래프이고, 도 4의 (b)는 RTP(real time pattern) 정보를 보여주는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 네트워크 시스템에서는, 특정 컴포넌트(C)는 통신수단에 의해서 에너지와 관련한 정보(이하에서는 "에너지 정보")를 수신할 수 있다. 또한, 상기 특정 컴포넌트(C)는 통신수단에 의해서 에너지 정보 외에 부가 정보(환경 정보, 프로그램 업데이트 정보, 시간 정보, 각 컴포넌트의 작동 또는 상태 정보(고장 등), 에너지소비부를 사용하는 소비자 습관 정보 등)를 더 수신할 수 있다.

상기 환경 정보는, 이산화탄소 배출량, 공기 중 이산화탄소 농도, 온도, 습도, 강우량, 강우여부, 일사량, 풍량 등이 포함될 수 있다.

다른 측면에서, 상기 정보는, 각 컴포넌트와 관련한 정보(각 컴포넌트의 동작 또는 상태 정보(고장 등), 에너지소비부의 에너지 사용 정보, 에너지소비부를 사용하는 소비자 습관 정보 등)인 내부 정보와, 그 외의 정보인 외부 정보(에너지와 관련한 정보, 환경 정보, 프로그램 업데이트 정보, 시간 정보)로 구분될 수 있다.

이 때, 정보 들은 다른 컴포넌트로부터 수신할 수 있다. 즉, 수신되는 정보에는 적어도 에너지 정보가 포함된다.

상기 특정 컴포넌트는 상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 일 컴포넌트 또는 상기 가정용 네트워크(20)를 구성하는 일 컴포넌트 일 수 있다.

상기 에너지 정보(I)는, 상술한 바와 같이, 전기, 물, 가스 등의 정보 중 하나 일 수 있다.

일 례로, 전기와 관련한 정보의 종류는, 전기 요금(Time-based Pricing), 에너지저감(curtailment), 긴급상황(Grid emergency), 망 안전(grid reliability), 발전량(Energy generation Amount), 작동 우선 순위(operation priority), 에너지소비량(Energy consumption Amount) 등이 있다. 본 실시 예에서 에너지원과 관련한 요금은 에너지요금이라 할 수 있다.

즉, 에너지와 관련한 정보는 요금 정보(에너지요금)와 요금 외 정보(에너지저감, 긴급상황, 망 안전, 발전량, 작동 우선 순위, 에너지소비량 등)로 구분될 수 있다.

이러한 정보는, 이전의 정보를 토대로 미리 생성된 스케줄 정보(scheduled information)와, 실시 간으로 변동되는 실시 간 정보(real time information)로 구분될 수 있다. 스케줄 정보와 실시 간 정보는 현재 시간 이후(미래)의 정보 예측 여부에 의해서 구분될 수 있다.

또한, 상기 에너지 정보(I)는, 시간에 따른 데이터의 변화 패턴에 따라서 TOU(time of use) 정보이거나, CPP(critical peak pattern) 정보이거나, RTP(real time pattern) 정보로 구분될 수 있다. 그리고, 상기 에너지 정보(I)는 시간에 따라 변동될 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 상기 TOU 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 단계적으로 변화된다. 상기 CPP 정보에 의하면, 데이터가 시간에 따라 단계 또는 실시간으로 변화되며, 특정 시점에 강조(emphasis)가 표시된다. 즉, CPP 패턴의 경우, 일반적인 요금은 TOU 패턴의 요금보다 저렴하나, 특정 시점에서의 요금은 TOU 패턴에서의 요금 보다 현저하게 비싸다.

도 4의 (b)를 참조하면, 상기 RTP 정보에 의하면, 시간에 따라 데이터가 실시간으로 변화된다.

한편, 상기 에너지 정보(I)는, 네트워크 시스템 상에서 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 실제 가격정보가 송수신되거나, 다수 개로 레벨화되어 송수신될 수 있다. 이하에서는 전기와 관련한 정보에 대해서 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 특정 컴포넌트(C)가 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호를 수신하는 경우, 어느 하나의 신호를 온 피크(on-peak) 신호라 인식하고, 다른 하나의 신호를 오프 피크(off-peak) 신호라 인식할 수 있다.

이와 달리, 특정 컴포넌트는 전기요금을 포함하는 적어도 하나 이상의 구동에 관한 정보를 인식할 수 있고, 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식할 수 있다.

예를 들어, 특정 컴포넌트가 레벨화된 정보 또는 실제 가격 정보를 인식하는 경우, 상기 특정 컴포넌트는 인식된 정보값과 기준정보값을 비교하여 온 피크(on-peak)와 오프 피크(off-peak)를 인식한다.

이 때, 상기 구동에 관한 정보값은 전기요금, 전력량, 전기요금의 변화율, 전력량의 변화율, 전기요금의 평균값 및 전력량의 평균값 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 기준 정보값은 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 최소값과 최대값의 평균값, 소정 구간 동안의 전력정보의 기준 변화율(일 례로: 단위 시간 당 소비전력량 기울기) 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 기준정보값은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 기준정보값은 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

상기 특정 컴포넌트(일 례로 에너지 소비부)가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로, 인식 시점), 출력을 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지) 출력을 저감할 수 있다. 상기 특정 컴포넌트는 작동 시작 전에 미리 판단하여 구동 방식을 결정할 수도 있고, 작동 시작 후 온 피크(on-peak)를 인식하였을 때, 구동 방식을 변경할 수 있다.

그리고, 특정 컴포넌트가 오프 피크를 인식하면, 필요 시에 출력을 회복하거나 증가할 수 있다. 즉, 온 피크를 인식한 특정 컴포넌트가 오프 피크를 인식하게 되면, 출력을 이전의 상태로 회복하거나, 이전의 출력 보다 더 증가시킬 수 있다.

이 때, 특정 컴포넌트가 오프 피크를 인식한 후에 출력을 회복하거나 출력을 증가시키는 경우에도, 특정 컴포넌트의 전 구동 시간 동안의 전체 소모전력 및/또는 총 전기사용요금은 줄어듬은 물론이다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 동작 가능한 조건이면 출력을 유지할 수 있다. 이 때, 동작 가능한 조건은 구동에 관한 정보값이 일정 기준 이하인 경우를 의미한다. 상기 구동에 관한 정보값은, 전기요금, 소비전력량 또는 동작시간에 관한 정보 등일 수 있다. 상기 일정기준은 상대값 또는 절대값일 수 있다.

상기 일정기준은 실시 간으로 설정하거나, 미리 설정되어 있을 수 있다. 상기 일정기준은 상기 유틸리티 네트워크에서 설정되거나, 가정용 네트워크(소비자직접입력, 에너지관리부, 중앙관리부 등에서 입력)에서 설정할 수 있다.

또는, 상기 특정 컴포넌트가 온 피크(on-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 다만, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총출력량은, 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 동작할 때의 총출력량 보다 저감 또는 유지될 수 있다.

또는, 온 피크(on-peak)를 인식한 시점에서 출력이 증가되더라도, 특정 컴포넌트의 전 구동 기간 동안의 총소모전력 또는 총전기요금은 특정 컴포넌트가 정상 출력으로 동작할 때의 총소모전력 또는 총전기요금 보다 저감될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다.

또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 동작 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수 탱크에 온수를 저장할 수 있다. 이는 추후 도래할 온 피크에서 동작될 것을 미리 오프 피크에서 동작시켜, 전기요금을 절감시키기 위함이다.

또는 특정 컴포넌트가 오프 피크(off-peak)를 인식한 경우(일 례로 인식 시점), 축전할 수 있다.

본 발명에서 상기 특정 컴포넌트(일 례로 에너지소비부)는 출력을 유지하거나 저감하거나 증가시킬 수 있다. 따라서, 특정 컴포넌트는 전력 가변 컴포넌트(power changing component)를 포함할 수 있다. 상기 전력(power)은 전류와 전압에 의해서 정의될 수 있으므로, 상기 전력가변 컴포넌트는, 전류조절기 및/또는 전압조절기를 포함할 수 있다. 상기 전력가변 컴포넌트는 일 례로 에너지관리부로부터 발생한 명령에 따라서 동작될 수 있다.

한편, 상기 에너지저감(curtailment) 정보는, 컴포넌트가 정지되거나 전기요금을 적게 쓰는 모드와 관련한 정보이다. 상기 에너지저감 정보는, 네트워크 시스템 상에서 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다. 즉, 정지 신호(turn off 신호) 또는 저감신호(lower power 신호)가 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 에너지저감 정보를 인식하면, 위에서 언급한 바와 같이 출력을 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지: turn off 신호를 인식한 경우) 출력을 저감(lower power 신호를 인식한 경우)할 수 있다.

상기 긴급상황(Grid emergency) 정보는, 정전 등과 관련한 정보로서, 일 례로 Boolean과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다. 상기 정전 등과 관련한 정보는 에너지를 사용하는 컴포넌트의 신뢰성과 관련성이 있다.

상기 특정 컴포넌트가 긴급상황 정보를 인식한 경우, 즉시 셧 다운(shut down)될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 상기 긴급상황 정보를 스케줄 정보로 수신하는 경우, 상기 특정 컴포넌트는, 긴급상황 시점의 도래 전에 출력을 증가하여, 앞에서 설명한 특정 컴포넌트의 오프 피크에서의 동작과 동일한 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 긴급상황 시점에 상기 특정 컴포넌트는 셧 다운 될 수 있다.

상기 망 안전(grid reliability) 정보는, 공급 전기량의 많고 적음에 관한 정보 또는 전기의 품질에 관한 정보로서, 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신되거나, 컴포넌트(일 례로 가전제품)으로 공급되는 AC전원의 주파수를 통하여 컴포넌트가 판단할 수도 있다.

즉, 컴포넌트로 공급되는 AC 전원의 기준 주파수 보다 낮은 주파수(underfrequency)가 감지(인식)되면 공급 전기량이 적은 것으로 판단되고, AC 전원의 기준 주파수 보다 높은 주파수(overfrequency)가 감지(인식)되면 공급 전기량이 많은 것으로 판단될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 망 안전 정보 중에서 전기량이 적음을 인식하거나 전기 품질이 좋지 않다는 정보를 인식하는 경우, 위에서 언급한 바와 같이 상기 특정 컴포넌트는 경우에 따라서, 출력 0으로 하거나(정지 또는 정지상태유지), 출력을 저감하거나, 출력을 유지하거나, 출력을 증가할 수 있다.

발전 전기량 과다 정보는, 발전량에 비하여 에너지를 소비하는 컴포넌트의 전기 사용량이 적어, 잉여 전기가 발생되는 상태에 관한 정보로서, 일 례로 불린(Boolean)과 같이 true or false 신호로 송수신될 수 있다.

상기 특정 컴포넌트가 발전 전기량 과다 정보를 인식한 경우(일 례로 grid overfrequency를 인식한 경우 또는 over energy 신호를 인식한 경우), 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 작동 예약 설정된 경우, 설정 시각 전에 특정 컴포넌트가 구동 시작하거나 복수의 컴포넌트 중 출력이 큰 컴포넌트가 먼저 구동할 수 있다. 또한, 냉장고의 경우 기존 출력 보다 출력을 증가시켜 과냉각하거나, 세탁기 또는 세척기의 경우, 히터의 동작 예정 시각 보다 미리 히터를 구동하여 온수를 저장할 수 있다.

한편, 상기 에너지와 관련한 각 종류의 정보는, 구체적으로, 가공되지 않은 제1정보(first information: I1)와, 제1정보에서 가공된 정보인 제2정보(second information: I2)와, 상기 특정 컴포넌트의 기능 수행을 위한 정보인 제3정보(third information: I3)로 구분될 수 있다. 즉, 제1정보는 미가공된 데이터(raw data)이고, 제2정보는 가공된 데이터(refined data)이고, 제3정보는 특정 컴포넌트의 기능 수행을 위한 명령(command)이다.

그리고, 에너지와 관련한 정보는 신호에 포함되어 전달된다. 이 때, 제 1 내지 제 3 정보 중 하나 이상은 신호만 변환될 뿐 내용은 변환되지 않고 복수 회 전달될 수 있다.

일 례로 도면에 도시된 바와 같이 제 1 정보(I1)를 포함하는 신호를 받은 어느 한 컴포넌트는 단지 신호를 변환하여 제 1 정보(I1)를 포함하는 새로운 신호를 다른 컴포넌트로 송신할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서 신호의 변환과 정보의 변환은 다른 개념인 것으로 설명된다. 이 때, 상기 제 1 정보에서 제 2 정보로 변환될 때에 신호도 함께 변환되는 것임은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

다만, 상기 제 3 정보는 내용이 변환된 상태에서 다수 회 전달되거나 내용은 동일하게 유지하면서 신호만 변환된 상태에서 다수 회 전달될 수 있다.

상세히, 제1정보가 가공되지 않은 전기요금 정보인 경우, 상기 제2정보는 가공된 전기요금 정보일 수 있다. 가공된 전기요금 정보는 전기요금이 다수 레벨로 구분된 정보 또는 분석 정보이다. 상기 제3정보는 제1정보 또는 제2정보를 토대로 생성된 명령이다.

특정 컴포넌트는 제 1 내지 제 3 정보 중 하나 이상의 정보를 생성, 송신 또는 수신할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 정보는 반드시 순차적으로 송수신되는 것은 아니다.

예를 들어, 제 1 및 제 2 정보 없이 제 3 정보 만 다수 개가 순차 또는 병렬로 송수신될 수 있다. 또는, 제 1 및 제 3 정보가 함께 송신 또는 수신되거나, 제 2 및 제 3 정보가 함께 송신 또는 수신되거나, 제 1 및 제 2 정보가 함께 송신 또는 수신될 수 있다.

일 례로, 특정 컴포넌트가 제 1 정보를 수신하는 경우, 특정 컴포넌트는 제 2 정보를 송신하거나, 제 2 정보 및 제 3 정보를 송신하거나, 제 3 정보 만을 송신할 수 있다.

특정 컴포넌트가 제3정보 만을 수신한 경우, 상기 특정 컴포넌트는 새로운 제 3 정보를 생성 및 송신할 수 있다.

한편, 두 정보 간의 관계에서 어느 한 정보는 메시지(message)이고, 다른 한 정보는 메시지에 대한 대응(response)이다. 따라서, 본 네트워크 시스템을 구성하는 각 컴포넌트는 메시지를 송신 또는 수신할 수 있고, 메시지를 수신하는 경우에는 수신된 메시지에 대응할 수 있다. 따라서, 메시지의 송신과 이에 대한 대응은 개별 컴포넌트의 경우 상대적인 개념이다.

상기 메시지는, 데이터(제1정보 또는 제2정보) 및/또는 명령(제3정보)을 포함할 수 있다.

상기 명령(제3정보)은, 데이터 저장 명령, 데이터 생성 명령, 데이터 가공 명령(추가 데이터를 생성하는 것을 포함함), 추가 명령의 생성 명령, 추가 생성된 명령의 송신 명령, 수신한 명령의 전달 명령 등을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 수신된 메시지에 대응한다는 것은, 데이터 저장, 데이터 가공(추가 데이터를 생성하는 것을 포함함), 새로운 명령 생성, 새롭게 생성된 명령 송신, 수신한 명령을 단순히 전달(다른 컴포넌트로 전달을 위한 명령을 함께 생성할 수 있음), 작동, 저장된 정보 송신, 확인 메시지(acknowledge character or negative acknowledge character) 송신 등을 의미한다.

예를 들어, 메시지가 제1정보인 경우 제1정보를 수신한 컴포넌트는 이에 대한 대응으로서, 제1정보를 가공하여 제2정보를 생성하거나, 제2정보 생성 및 새로운 제 3 정보를 생성하거나, 제 3 정보 만을 생성할 수 있다.

구체적으로, 에너지관리부(24)가 제1정보(내부 정보 및/또는 외부 정보)를 수신한 경우, 상기 에너지관리부(24)는 제2정보 및/또는 제3정보를 생성하여, 상기 가정용 네트워크를 구성하는 하나 이상의 컴포넌트(일 례로 에너지소비부)로 송신할 수 있다. 그리고, 상기 에너지소비부(26)는 상기 에너지관리부(24)로부터 수신한 제3정보에 따라서 동작할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 1 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 상기 가정용 네트워크(20)의 제 1 컴포넌트(31)는 상기 유틸리티 네트워크(10)와 직접 통신할 수 있다. 상기 제 1 컴포넌트(31)는 가정용 네트워크의 다수의 컴포넌트(32, 33, 34: 제 2 내지 제 4 컴포넌트)와 통신할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 컴포넌트(31)와 통신하는 상기 가정용 네트워크의 컴포넌트의 개수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

즉, 본 실시 예에서 제 1 컴포넌트(31)는 게이트웨이(gateway) 역할을 한다. 상기 제 1 컴포넌트(31)는 일 례로, 에너지관리부, 에너지측정부, 중앙 관리부, 에너지 망 보조부, 에너지 소비부 등 중 하나 일 수 있다.

본 발명에서 게이트웨이 역할을 하는 컴포넌트는, 서로 다른 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 컴포넌트 들 간의 통신을 가능하도록 할 뿐만 아니라, 동일한 통신 프로토콜를 이용하여 통신하는 컴포넌트 들 간의 통신을 가능하도록 한다.

상기 제 2 내지 제 4 컴포넌트(32, 33, 34)는 각각, 에너지발생부, 에너지분배부, 에너지 관리부, 에너지저장부, 에너지측정부, 중앙 관리부, 에너지 망 보조부, 에너지 소비부 중 하나 일 수 있다.

상기 제 1 컴포넌트(31)는 상기 유틸리티 네트워트(10) 또는 상기 유틸리티 네트워크(10)를 구성하는 하나 이상의 컴포넌트로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 전달 또는 가공하여 제 2 컴포넌트 내지 제 4 컴포넌트(32, 34)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 컴포넌트(31)가 에너지측정부인 경우, 전기요금 정보를 상기 제 1 컴포넌트가 수신하여, 에너지관리부, 에너지소비부 등으로 송신할 수 있다.

그리고, 상기 제 2 내지 제 4 컴포넌트 각각은 또 다른 컴포넌트와 통신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 컴포넌트(31)가 에너지측정부이고, 제 2 컴포넌트는 에너지관리부이며, 상기 에너지관리부가 하나 이상의 에너지소비부와 통신할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 2 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 가정용 네트워크(20)를 구성하는 복수의 컴포넌트가 상기 유틸리티 네트워크(10)와 직접 통신할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 게이트웨이 역할을 하는 복수의 컴포넌트(제 1 및 제 2 컴포넌트(41, 42))가 포함된다. 상기 제 1 및 제 2 컴포넌트는 동종의 컴포넌트이거나 다른 종류의 컴포넌트 일 수 있다.

그리고, 상기 제 1 컴포넌트(41)는 하나 이상의 컴포넌트(일 례로 제 3 및 제 4 컴포넌트(43, 44))와 통신할 수 있고, 상기 제 2 컴포넌트(42)는 하나 이상의 컴포넌트(일 례로 제 5 및 제 6 컴포넌트(45, 46))와 통신할 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 컴포넌트 각각은, 에너지관리부, 에너지측정부, 중앙 관리부, 에너지 망 보조부, 에너지 소비부 등 중 하나 일 수 있다.

상기 제 3 내지 제 6 컴포넌트 각각은, 에너지발생부, 에너지분배부, 에너지 관리부, 에너지측정부, 중앙 관리부, 에너지 망 보조부, 에너지 소비부 중 하나 일 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 3 실시 예를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시 예의 가정용 네트워크를 구성하는 각각의 컴포넌트(51, 52, 53)는 상기 유틸리티 네트워크(20)와 직접 통신할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 실시 예에서처럼 게이트웨이 역할을 하는 컴포넌트가 존재하지 않고, 컴포넌트(51, 52, 53) 각각이 유틸리티 네트워크와 통신할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 가정용 네트워크의 개략도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가정용 네트워크(20)에는, 상기 유틸리티 네트워크(10)로부터 각 가정으로 공급되는 전력 및/또는 전기요금을 실시간으로 측정할 수 있는 에너지 측정부(25), 일례로 스마트 미터와, 상기 에너지 측정부(25) 및 전기제품과 연결되고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리부(24)가 포함된다.

한편, 각 가정의 전기요금은 시간당 요금으로 과금될 수 있으며, 전력소비량이 급격하게 증대되는 시간구간에서는 시간당 전기요금이 비싸지며, 전력소비량이 상대적으로 적은 심야시간과 같은 때에는 시간당 전기요금이 저렴해질 수 있다.

상기 에너지관리부(24)는 가정 내부의 네트워크망을 통하여 에너지소비부(26)로서의 전기제품, 즉 냉장고(81), 세탁기(82), 에어컨(83), 건조기(84) 또는 조리기기(85)와 같은 전기제품과 연결되어 양방향 통신을 할 수 있다.

가정에서의 통신은 Zigbee, wifi와 같은 무선 방식 또는 전력선 통신 방식 (PLC, Power line communication)와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있고, 하나의 가전기기는 다른 가전기기들과 통신가능하도록 연결될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기제품의 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 "에너지 소비부"로서의 전기제품(100)에는 통신부(110)가 포함된다.

상기 통신부(110)는, 에너지 정보 또는 에너지 정보 이외의 부가 정보를 인식하는 에너지 측정부(25) 및 상기 에너지 정보 또는 부가 정보에 따라 상기 에너지소비부(100)의 구동을 관리(제어)하는 에너지관리부(24) 중 적어도 어느 하나와 통신할 수 있다.

상기 에너지측정부(25)와 에너지관리부(24)는 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 상기 통신부(110)는 상기 전기제품(110)의 내부에 제공되거나, 상기 전기제품(110)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.

상기 전기제품(100)에는, 상기 전기제품(100) 자체를 구동시키거나 또는 전기제품을 구성하는 컴포넌트를 구동시키는 컴포넌트 구동부(150)가 포함된다. 상기 컴포넌트 구동부(150)는 복수 개가 구비될 수도 있다.

일례로, 상기 컴포넌트 구동부(150)에는, 압축기, 구동 모터, 스위치등이 포함될 수 있으며, 상기 컴포넌트 구동부(150)에 의하여 구동되는 컴포넌트는 세탁기의 드럼 또는 히터,냉장고의 제빙장치 또는 디스펜서 장치, 전기제품에 구비되는 축전 장치등이 포함될 수 있다.

상기 전기제품(100)에는, 상기 통신부(110)에서 전달되는 에너지 정보 또는 부가 정보에 기초하여, 상기 컴포넌트 구동부(150)의 작동을 제어하는 제어부(120)가 더 포함된다.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 정보의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네트워크 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기제품(100)은 상기 통신부(110)를 통하여 에너지 정보 또는 부가 정보를 수신할 수 있다.

상기 에너지 정보에는, 전기요금 정보 또는 공급 전력량 정보가 포함될 수 있다. 여기서, 상기 전기요금 정보 또는 공급 전력량 정보를 "전력 정보"라 이름한다.

도 10에는, 시간에 따른 전력 정보의 변화(추이)가 그래프로 도시된다. 다만, 전력 정보에 관한 일례일 뿐, 그래프의 Y축 값에는 전력 정보 이외의 에너지 정보 또는 부가 정보가 포함될 수 있다.

전력 정보값은 복수의 기준정보 값에 의하여 구분될 수 있다. 상기 복수의 기준정보 값에는 I1 및 I2가 포함된다. 여기서, 상기 I2는 I1보다 큰 값을 가질 수 있다.

일례로, 상기 전력 정보값은 전기요금 값일 수 있으며, 상기 I1 및 I2는 상기 전기요금 값의 대소 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 기준요금 값일 수 있다.

복수의 기준정보 값이 규정되는 것에 의하여, 상기 전력 정보(요금, 전력량)는 다양한 구간(요금 구간, 전력량 구간)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 기준정보 값이 규정되면 상기 전력 정보는 3개의 구간으로 구분되며, 3개의 기준정보 값이 규정되면 상기 전력 정보는 4개의 구간으로 구분될 수 있다.

한편, 상기 복수의 기준정보 값은 미리 설정될 수도 있고, 사용자가 설정할 수도 있다. 상기 복수의 기준정보 값은 전기제품의 구동 상태, 구동 조건, 전기요금 절감정도등에 따라서 가변될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여 상기 전력 정보가 전기요금 정보인 것을 일례로 설명한다.

도 10에 도시되는 바와 같이, 상기 I1보다 낮은 전기요금이 형성되는 시간구간은 t1~t2 및 t5~t6 구간이며, 상기 I1과 I2의 사이에 전기요금이 형성되는 시간구간은 t2~t3 및 t4~t5 구간이 된다.

그리고, 상기 I2보다 높은 전기요금이 형성되는 시간구간은 t3~t4 구간이 된다.

시간구간이 상기 t1~t2 및 t5~t6 구간에 있을 때, 전기요금 정보는 낮은 값을 가진다. 이 경우, 전기제품 구동에 따른 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하기 위한 제어 수준(레벨)은 낮은 강도를 가질 수 있다.

일례로, 냉장고의 저장실을 설정 온도로 유지하기 위하여, 제어 대상이 되는 온도의 상하 편차값(온도 폭)이 설정될 수 있다. 상기 온도 폭은 T±0.5℃일 수 있다 (T : 설정온도).

상기 T값이 2℃일 때, 온도의 제어구간은 1.5℃~2.5℃가 된다. 다시 말하면, 저장실의 온도가 1.5℃ 이하로 내려가면 압축기의 구동을 오프시키고, 상기 저장실의 온도가 2.5℃ 이상으로 증가하면 압축기의 구동을 온 시키게 된다.

결국, 시간구간이 상기 t1~t2 및 t5~t6 구간에 있는 경우, 상기 온도 폭은 T±0.5℃의 크기를 가질 수 있다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 1 제어모드"라 이름한다.

한편, 시간구간이 t2~t3 및 t4~t5 구간에 있을 때, 전기요금 정보는 중간정도의 값을 가진다. 이 경우, 전기제품 구동에 따른 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하기 위한 제어 수준(레벨)은 중간 강도를 가질 수 있다.

일례로, 냉장고의 저장실을 설정온도로 유지하기 위한 제어온도 폭은 T±1.5℃일 수 있다. 즉, 저장실 제어를 위한 온도 폭을 늘리는 것이다.

이 경우, 저장실의 온도가 기존보다 다소 높아지더라도 압축기의 온 구동을 늦출 수 있다.

그리고, 압축기가 구동되는 상태에서는, 저장실의 온도 하한치가 낮추어지도록 제어됨으로써, 압축기가 오프되고 난 이후에는 저장실의 온도가 상한치에 도달하는 데 시간이 더 걸릴 수 있도록 한다.

즉, 상기 설정온도 T가 2℃일 때, 온도 제어구간을 0.5℃~3.5℃로 제어함으로써 압축기를 구동하여 저장실이 0.5℃에 도달하면 3.5℃에 도달할 때까지 압축기의 구동을 오프할 수 있으므로 압축기 구동 주기가 커지게 되는 효과가 있다.

결국, 압축기가 온되는 순간 많은 전류가 소모되므로, 전기요금 또는 소모 전력량이 저감될 수 있게 된다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 2 제어모드"라 이름한다.

한편, 시간구간이 t3~t4 구간에 있을 때 전기요금 정보는 높은 정도의 값을 가진다. 이 경우, 전기제품 구동에 따른 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하기 위한 제어 수준(레벨)은 높은 강도를 가질 수 있다.

일례로, 상기 t3~t4 구간의 길이가 냉장고 압축기의 구동시간 구간보다 짧을 경우 상기 t3~t4의 시간동안 상기 압축기의 냉력(입력일)을 감소시키도록 제어할 수 있다.

이와 같은 제어 방법에 의하여, 전기요금 또는 소모 전력량을 많이 저감할 수 있게 된다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 3 제어모드"라 이름한다.

한편, 기준정보 값 I1은 온피크 타임구간과 오프피크 시간구간을 구분하는 경계값이 될 수 있다. 즉, 상기 I1보다 높은 전력정보 값이 수신되면, 그 시간구간은 온피크 시간구간으로 인식될 수 있다.

그리고, 기준정보 값 I2는 온피크 시간구간을 더 세분화하는 기준정보 값이 될 수 있다. 결국, 온피크 타임구간 중에서도 상기 기준정보 값 I2보다 큰 전력정보가 수신되면, 전기요금 또는 소모 전력량을 최대로 저감시키는 제어방법이 수행될 수 있다.

반면에, 기준정보 값 I2가 온피크 타임구간과 오프피크 타임구간을 구분하는 기준정보 값이 될 수도 있을 것이다. 즉, 상기 I2보다 낮은 전력정보 값이 수신되면, 그 시간구간은 오프피크 타임구간으로 인식될 수 있다.

그리고, 기준정보 값 I1은 오프피크 타임구간을 더 세분화하는 기준정보 값이 될 수 있다. 결국, 오프피크 타임구간 중에서도 I1보다 높은 큰 전력정보가 수신되면, 전기요금 또는 소모 전력량을 저감시키기 위하여 일부 컴포넌트에 대한 절전 구동을 수행할 수 있다.

도 11을 참조하여, 본 실시예에 따른 제어 방법을 설명한다.

냉장고 전원이 ON 되면(S11), 상기 통신부(110)를 통하여 에너지 정보 또는 부가 정보가 수신된다. 특히, 전기요금 또는 공급 전력량을 포함하는 전력 정보가 수신될 수 있다(S12).

상기 전력 정보가 제 1 기준정보 값 이하인지 여부가 판단된다(S13).

상기 전력 정보가 상기 제 1 기준정보 값 이하이면, 저장실의 온도 제어를 위한 상하 편차값을 유지한다. 일례로, 상기한 바와 같이, 상기 상하 편차값은 T±0.5℃일 수 있다. 여기서 T는 저장실의 설정온도이다(S14).

반면에, 상기 전력 정보가 상기 제 1 기준정보 값보다 클 경우, 제 2 기준정보 값 이하인지 여부가 판단된다. 상기 제 2 기준정보 값은 상기 제 1 기준정보 값보다 큰 값을 가질 수 있다(S15).

상기 전력 정보가 상기 제 2 기준정보 값 이하이면, 저장실의 온도 제어를 위한 상하 편차값을 변경(증대)시킨다. 일례로,상기한 바와 같이, 상기 상하 편차값은 T±1.5℃일 수 있다.

한편, S15 단계에서 상기 전력 정보가 상기 제 2 기준정보 값보다 클 경우에는, 설정시간 동안 압축기의 냉력이 가변(감소)되도록 제어된다.

여기서, 상기 설정시간은, 상기 전력 정보가 상기 제 2 기준정보 값보다 크게 형성되는 시간구간이다. 그리고, 상기 설정시간은 압축기의 온시간 구간보다 짧게 형성된다.

이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어, 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 정보의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네트워크 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.

도 12에는, 시간에 따른 전력 정보의 변화(추이)가 그래프로 도시된다.

전력 정보값은 기준정보 값에 의하여 구분될 수 있다. 상기 기준정보 값에는 I3가 포함된다. 상기 I3값은 미리 설정될 수도 있고, 사용자에 의하여 설정이 가능할 수도 있다. 그리고, 상기 I3값의 크기는 가변될 수 있다.

상기 전력 정보값이 상기 I3보다 큰 시간구간은 t7~t8에 해당한다. 상기 t7~t8의 시간구간을 온피크 시간구간(온피크 타임 지속시간)이라 이름할 수 있을 것이다.

상기 온피크 시간구간은, 에너지소비부의 출력 또는 소모 전력량을 저감시키기 위한 동작을 수행하는 제어 기준이 될 수 있다.

본 실시예는 상기 t7~t8의 길이에 따른 제어 방법이 제안된다.

즉, 상기 t7~t8의 시간 길이에 따라, 전기요금 또는 소모 전력량 절감방법을 다르게 적용할 수 있다.

도 13을 참조하여, 본 실시예에 따른 전기제품의 제어방법을 설명한다.

냉장고 전원이 ON 되면(S21), 상기 통신부(110)를 통하여 에너지 정보 또는 부가 정보가 수신된다. 특히, 전기요금 또는 공급 전력량을 포함하는 전력 정보가 수신될 수 있다(S22).

상기 온피크 타임 지속시간이 제 1 설정시간 이하인지 여부가 판단된다(S23).

상기 온피크 타임 지속시간이 제 1 설정시간 이하이면, 상기 온피크 타임 지속시간동안 압축기에 인가되는 전원을 오프시킬 수 있다. 일례로, 상기 제 1 설정시간은 20분일 수 있다.

온피크 타임 지속시간이 상대적으로 짧기 때문에, 압축기를 오프시키더라도 냉장고의 저장실 온도가 급격하게 변하지 않을 수 있다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 4 제어모드"라 이름한다.(S24).

반면에, 상기 온피크 타임 지속시간이 제 1 설정시간을 초과하는 경우, 제 2 설정시간 이하인지 여부가 판단된다. 여기서, 상기 제 2 설정시간은 상기 제 1 설정시간보다 큰 시간값을 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 2 설정시간은 40분일 수 있다(S25).

상기 온피크 타임 지속시간이 제 2 설정시간 이하이면, 상기 온피크 타임 지속시간동안 상기 압축기의 냉력(입력 일)을 가변(감소)시킬 수 있다.

이 경우, 압축기를 가능한 최소한의 냉력으로 운전할 수 있으므로, 전기요금 또는 소모 전력량을 저감할 수 있게 된다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 5 제어모드"라 이름한다.(S26).

반면에, 상기 온피크 타임 지속시간이 제 2 설정시간을 초과하는 경우, 냉장고 저장실의 목표온도(설정온도)를 상승시킬 수 있다. 일례로, 목표온도가 2℃ 상승되도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 냉동실의 목표온도가 -18℃인 상태에서, 상기 온피크 타임 지속시간이 제 2 설정시간을 초과하는 경우, 상기 온피크 타임 지속시간동안 상기 목표온도는 2℃만큼 상승한 -16℃로 조정될 수 있다. 이러한 방식의 제어 방법을 "제 6 제어모드"라 이름한다.(S27).

다른 실시예를 제안한다.

위에서 설명한 제 1 실시예와 제 2 실시예에서 설명한 제어기준, 즉 전기요금 값의 레벨(제 1 조건)과, 온피크 타임 지속시간의 길이(제 2 조건)를 조합하여 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하는 제어 방법을 구현할 수 있다.

위에서 설명한 제 1 제어모드 내지 제 6 제어모드를 결정하는 조건들을 가정한다.

전력 정보가 상기 제 3 제어모드 및 제 6 제어모드를 구동시키기 위한 조건을 만족하는 경우에는, 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하는 정도가 가장 클 수 있다. 즉, 에너지소비부(컴포넌트)의 출력 저감량이 가장 클 수 있다.

반면에, 전력 정보가 상기 제 1 제어모드 및 제 4 제어모드를 구동시키기 위한 조건을 만족하는 경우에는, 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하는 정도가 가장 작을 수 있다. 즉, 에너지소비부(컴포넌트)의 출력 저감량이 가장 작을 수 있다.

또 다른 실시예를 제안한다.

제 1 실시예 및 제 2 실시예는 전기요금 값의 수준과, 온피크 타임 지속시간의 길이 조건에 의하여 에너지소비부를 제어하는 제어방법이 선택되는 것으로 설명하였다.

그러나, 전력 정보값에 따라 제어되는 대상, 즉 구동되는 에너지소비부(컴포넌트)가 선택될 수 있다.

일례로, 기준정보 값 I2보다 높은 전력정보가 수신되면, 일 컴포넌트의 출력 또는 소모 전력량을 감소시키며, 기준정보 값 I1~I2의 사이값에 해당하는 전력정보가 수신되면 타 컴포넌트의 출력 또는 소모 전력량을 감소시킬 수 있다.

여기서, 상기 일 컴포넌트는 구동 모터일 수 있으며, 출력을 저감시키기 위하여 상기 구동 모터에 인가되는 전류를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 타 컴포넌트는 히터일 수 있으며, 출력을 저감시키기 위하여 상기 히터에 인가되는 전류를 조절할 수 있을 것이다.

그리고, 기준정보 값 I1 이하의 전력정보가 수신되면, 축전 장치에 축전을 수행하도록 제어할 수 있을 것이다. 여기서, 상기 I1 또는 I2는 온피크 타임구간과 오프피크 타임구간을 결정하는 기준 정보값이 될 수 있다.

이와 같이 제어될 경우, 요금이 가장 싼 시간대에 축전을 하여 전기를 미리 저장할 수 있다는 효과가 있다.

한편, 상기 일 컴포넌트 및 타 컴포넌트의 출력 조절과, 축전 장치의 축전동작은 온피크 타임 지속시간의 길이 조건(제 1 설정시간, 제 2 설정시간과의 길이 비교)에 의하여 각각 독립적으로 수행될 수 있다.

10 : 유틸리티 네트워크 20 : 가정용 네트워크
30 : 컴포넌트 40 : 정보
100 : 전기제품 110 : 통신부
120 : 제어부 150 : 컴포넌트 구동부

Claims (24)

1. 에너지발생부가 포함되는 유틸리티 네트워크;
   상기 에너지발생부에서 발생된 에너지를 소비하는 에너지 소비부가 포함되는 가정용 네트워크;
   상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 에너지에 관련된 정보를 인식하는 에너지 측정부; 및
   상기 유틸리티 네트워크 또는 가정용 네트워크에 구비되며, 상기 에너지소비부와 관련하여 상기 에너지에 관련된 정보를 관리하는 에너지 관리부가 포함되며,
   상기 에너지소비부는,
   상기 에너지 소비부를 구성하는 컴포넌트를 구동시키는 컴포넌트 구동부와,
   상기 에너지에 관련된 정보를 수신하기 위한 통신부와,
   상기 에너지에 관련된 정보에 따라 다수의 제어 모드 중 하나의 제어 모드를 선택하여, 선택된 제어 모드로 상기 컴포넌트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 에너지에 관련된 정보는, 고비용 시간구간의 길이를 포함하고,
   상기 다수의 제어 모드는, 전기요금 또는 소모 전력량을 저감하기 위한 제 1 제어 모드 및 제 2 제어 모드를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 고비용 시간구간의 길이가 기준 정보값 이상이면, 상기 제 1 제어 모드를 선택하고,
   상기 고비용 시간구간의 길이가 기준 정보값 미만이면, 상기 제 2 제어 모드를 선택하고,
   상기 제 1 제어 모드와, 상기 제 2 제어 모드는 고비용 시간구간에서 선택되는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
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13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 정보값에는,
    제 1 기준 정보값;
    상기 제 1 기준 정보값보다 큰 제 2 기준 정보값이 포함되는 네트워크 시스템.
14. 삭제
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지소비부는 냉장고이며,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 1 기준 정보값보다 작으면, 상기 냉장고 저장실의 온도에 대한 상하 편차를 유지하며,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 1 기준 정보값과 제 2 기준 정보값의 사이에 있으면, 상기 냉장고 저장실의 온도에 대한 상하 편차를 크게 하며,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 2 기준 정보값보다 크면, 압축기의 냉력을 가변시키는 네트워크 시스템.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 2 기준 정보값보다 크면, 상기 에너지소비부에 구비되는 일 컴포넌트의 출력을 조절하며,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 1 기준 정보값과 제 2 기준 정보값의 사이에 있으면, 상기 에너지소비부에 구비되는 타 컴포넌트의 출력을 조절하며,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 상기 제 1 기준 정보값보다 작으면, 축전 장치에 축전이 이루어지도록 하는 네트워크 시스템.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 고비용 시간구간의 길이가 기준 정보값보다 큰 시간구간이 길어질수록, 전기요금 또는 소모 전력량이 저감되는 정도가 커지도록 제어되는 네트워크 시스템.
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