[논문]ESS 연동형 스마트 플러그 기반의 미디어 플랫폼 설계

강민구

ESS 연동형 스마트 플러그 기반의 미디어 플랫폼 설계
Design of Smart Plug based Media Platform interlocking with ESS 원문보기

스마트미디어저널 = Smart media journal, v.3 no.2, 2014년, pp.37 - 42

초록
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본 논문에서는 갑작스런 전력난이나 피크 전력시간 등의 비상 전력상황에서 필수적으로 동작해야 할 정보기기기가 전력을 공급받기 위해 우선순위(Priority) 제어기능을 부여한 스마트 플러그 기반의 스마트 콘센트에 의한 스마트 모니터링 및 표시장치를 갖는 스마트 미디어 플랫폼의 제어기능 설계를 제안한다. 이러한 스마트 게이트웨이는 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System)와 연동함으로서 스마트 플러그가 양방향 송배전과 우선순위 제어형 스마트 제어모듈에 의한 전력관리 효율을 극대화할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, the function design of smart media platform control with smart monitoring, and displaying modules which have the priorities of smart plug based smart outlet, is proposed for electrical suppliance of essential information appliance in emergency power consumption situation(blackout, peaktime etc). The effect of power management will be maximized by this smart gateway interlocking with ESS(energy storage system) which has bi-directional power transmission control modules, and smart outlet based on the priority control actions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 ESS 연동형 스마트 콘센트가 블루투스나 지그비(Zig bee)의 무선통신과 전력선통신(PLC, Power Line Communication) °1] 의한 ESS와 스마트 콘센트의 전기사용을 제어함으로서 스마트 콘센트 기반으로 전력관리의 효율을 극대화 하기 위한 스마트 플랫폼 설계방안을 제안한다[2].
본 절에서는 우선순위 기반의 스마트 플랫폼용 제어기능의 설계를 위해 우선순위 테이블에 기록된 우선순위에 따라 스마트콘센트 또는 스마트 플러그로 공급하는 전력을 제어하는 절차를 관장하는 제어 SW 모듈 (Control SW ModuleX 제안한다.

가설 설정

- 모든 ROM에 우선순위 조정기능을 갖는 적응형 스마트 콘센트 기반의 변수를 초기화하고 스마트플러그에 양방향 전력을 공급하기 위해 파워 릴레이-ON 상태를 유지함.

제안 방법

[그림 3]과 같은 우선순위 기능의 메모리 룩업표(lookup table) 처럼 우선순위 테이블에 기록된 우선순위에 따라 스마트 콘센트와 스마트 플러그로 공급하는 전력을 제어하는 제어부가 존재하하며, 게이트웨이 콘센트와 스마트 콘센트 및 스마트 콘센트로 유입되는 전력량을 감지하는 정보를 유선과 무선으로 제어부에 전송하는 전력감지센서의 제어신호에 따라 전원을 On/Off 하는 전력 차단부를 설계한다.
또한, [그림 11]처럼 스마트 콘센트의 PLC 특징분석과 연동 활용으로 스마트 그리드 연동시스템에서 비상시와 전력 피크 시간대 및 전력품질저하 상태에서 에너지 소비에 대한 빅 데이타를 활용함으로서 착탈식 정보기기의 ESS의 전력량 검침을 통해 적응형 에너지 전력제어 모듈을 통해 여력의 잉여전력을 송전량을 스마트 디바이스 플랫폼을 통해 사용자에게 전략사용량과 전략 송전량을 모니터링 하는 스마트 플러그 연동 서비스를 위한 모듈을 설계한다.
또한, 최우선 순위의 스마트 콘센트와 플러그에 비상 전원공급을 차단하고 에너지 저장장치를 충전 모드로 전환하도록 에너지 저장장치 제어신호를 발생하는 절차를 설계한다.
본 논문에서 제안하는 우선순위 기반의 스마트플러그 연동형 스마트 플랫폼은 스마트 콘센트는 유입되는 전력량을 감지하고 감지 정보를 유/무선으로 제어부에 전송하는 전력감지 센서를 내장하고 있다⑸⑹.
본 논문에서 제안한 스마트 전력제어 시스템은 스마트 콘센트와 스마트 플러그에 연결되어 정상전원시 가장 저렴한 시간 대역에 유휴전력을 저장하고 필요시 비상전력을 공급하는 에너지 저장장치와 연동하도록 설계하였다.
본 장에서는 [그림 1]과 같은 기존 스마트 그리드 전력제어 시스템에 [그림2]와 같은 '우선순위 기 반의 스마트 플러그와 ESS 연동형 스마트 미디어 플랫폼“을 설계하기 위한 추가기능을 부가하기 위해 외부 전력을 유입하여 분배하는 게이트웨이 콘센트, 게이트웨이 콘센트로부터 전력을 공급받아 스마트 플러그를 통하여 정보/가전 기기로 전력을 전달하는 스마트 콘센트의 우선순위에 의한 전력 On/Off 제어 기능을 갖는다. 이러한 스마트 콘센트는 사용되는 전력량을 모니터링하는 스마트 모니터 링 장치와 스마트 플러그에 연결되어 정상전원시 유휴전력을 저장하고필요시 비상전력을 공급하는 에너지 저장장치로 구성된다⑶.
본 절에서는 우선순위 기반의 스마트 콘센트와 스마트 미디어 플랫폼이 연동하는 전체 시스템의 구성 및 동작에서 스마트 콘센트와 플러그의 우선순위 설정과 정상전력 상태에서 비상상태(정전상태) 로 천이하는 경우 및 정전 상태에서 정상전력으로 회복되는 경우 스마트 플랫폼이 전체 네트워크 내의 상태를 모니터링하고 이를 스마트 미디어에 표시하는 방법을 제안한다.
아울러, 스마트 모니터링 장치에 현재 전력상태 알림 정보를 전송하는 알고리듬을 추가로 수행한다.
이로서 스마트 플러그로 공급하는 전원의 우선순위를 할당하는 우선순위 테이블에 기록된 우선순위에 따라 스마트 콘센트 또는 스마트 플러그로 공급하는 전력을 제어하는 제어부의 제어 신호에 따라 전원을 On/Off하는 전력 차단부로 구성된다.

성능/효과

본 연구의 결과로 적응형 에너지 전력센서 기반의 스마트 플랫폼이 ESS와 연동하는 통신망의 활용으로 전력 피크의 비상상황인 스마트 콘센트의 우선 순위를 활용하는 액티브 상태의 스마트 콘센트에 의한 스마트 플러그와 스마트 미디어 플랫폼의 제어릴레이로 전력활용을 극대화 할 수 있다.

참고문헌 (9)

강민구, 손승일, 정승민, 여협구, 김인기, "흠게이트웨이 기반의 스마트 ESS 연동설계," 한국스마트미디어학회2013년 추계학술대회논문집 2권 2호, 217-220쪽, 2013.11
오진석, 이헌석, "사용자 인식 기반 멀티-스마트 플러그에 관한 연구," 한국정보통신학회논문지 17권12호 2976-2983쪽, 2013

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류대현, "PC와 주변기기의 전력 관리를 위한 네트워크 기반의 스마트 플러그 시스템," 한국정보통신학회논문지 제16권 제10호 2171-2176쪽, 2012.11

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전재환, 강성인, 김관형, 오암석, "스마트플러그 기반의 AMI(advanced metering infrastructure) 시스템 설계," 한국해양정보통신학회 2011넌도 춘계학술대회, 2011
정재덕, "대기 전력 자동 차단 기능을 가지는 멀티탭", 특허출원번호 10-2009-0093684, 2009.
Hahn Tram,"Technical and Operation Considerations in Using Smart Metering for Outage Management",IEEE/PESTransimissio Distribution Conference and Exposition, pp. 1-3, 2008
http://www.imsway.com
http://www.kcti.rc.kr
http://www.innodigital.com

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