KR101950077B1 - 전력 제어 시스템, 방법 및 정보 전달 능력 제어 시스템, 방법 - Google Patents

Abstract

1 대 1 쌍방향 통신을 필요로 하지 않고, 전력 소비 요소 수가 증가하여도 통신량이 급격히 증가하지 않고, 확장성이 뛰어난 전력 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것, 또한, 동일한 원리에 의해 실시할 수 있는 정보 전달 능력 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 이를 위해 동보 송신 요소에서 그룹 내의 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이의 함수인 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보를 동보 송신한다. 그룹에 포함되는 각각의 전력 소비 요소는 해당 정보를 수신하고, 자기의 우선도와 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여, 자기의 소비 전력 갱신값을 독립하여 병렬로 산정하고, 이에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어한다. 동일한 원리에 의해 정보 전달 능력을 제어할 수도 있다.

Description

전력 제어 시스템, 방법 및 정보 전달 능력 제어 시스템, 방법{POWER CONTROL SYSTEM AND METHOD, AND INFORMATION COMMUNICATION ABILITY CONTROL SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 자원 (전력, 정보 전달 능력) 총량의 제약을 충족시키면서 각 요소의 우선도에 따라 자원 할당을 특히, 통신량을 억제하면서 동적으로 또한, 효율적으로 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

각 가정, 사무실 등에서는 순간적으로 발생할 수 있는 소비 전력을 조달하기 위해, 전력 사업자와 최대 전력의 계약을 맺고, 또한, 전력 사업자도 각 계약 단위에 따라 발생할 수 있는 소비 전력의 총계를 조달하는 발전, 송전 설비를 정비하도록 해왔다. 그러나 예를 들어 여름철에 있어서는 항상 전력 공급 능력은 위기 상황을 맞고 있다. 전력 사업자는 과잉 설비를 보유하는 것을 피하기 위해, 그 공급 능력은 수요를 간신히 상회하는 상황에서 추이한다. 그 결과, 수요 피크 시에는 마진이 매우 적어진다.

이 상태에서도 스마트 미터를 통해 각 가정, 사무실 등의 공급 제한을 조금이라도 실시하면, 전력 위기는 피할 수 있다. 미래의 전력 사업자와 계약자간의 새로운 계약 관계는 이러한 것이 되는 것도 생각해 볼 수 있다.

그러나 이러한 제한 하에서도 생활 환경은 유지되지 않으면 안 된다. 즉, 각 가정, 사무실 등의 전력 제약이 부과되더라도 전력의 "변통"을 자율 분산적으로 수행하는 것이 요구된다. 이 부분은 전력 사업자의 담당 밖이다.

각 가정, 사무실 등에서 전력의 "변통"을 실시함으로써 순간적인 피크 전력의 발생을 피하여, 피크의 평탄화를 이루면, 상기 수요 피크에 걸리는 상황을 극적으로 개선할 수가 있다. 그런데 현 상태에서 각 가정, 사무실 등에서 전자 제품 등의 이용은 평탄화를 고려하여 이루어지고 있지 않다. 일부 주거를 제외하고, 주택, 오피스 빌딩 등에서의 전력 제어는 실현, 보급에 이르고 있지 않다.

다음으로 관련 종래 기술에 대해 간략히 설명한다.

일본 특허공개 평11-313438호 공보 "전력 배전 계통용 장애 보호 장치"

동 발명에서는 장애 감지기에 의해 고장을 감지하는 것에 대응하여, 회로의 차단을 수행하는 하드웨어 대응이지만, 본 발명에서는 기기군이, 서버가 통신을 통해 정보를 수집하고, 전력 제약과 필요량을 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2001-69668호 공보 "전력 관리 장치"

동 발명에서는 기기군의 정보 수집통계를 수행하지 않는 방식이 전제이지만, 본 발명에서는 기기군으로 전력 제약과 필요량을 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다,

일본 특허공개 2013-38885호 공보 "자가 발전 시스템"

동 발명은 발전 장치를 다루고 있지만, 본 발명은 반대로 음(負)의 전력 공급을 수행하는 것이다.

일본 특허공개 2012-85511호 공보 "충전 효율 제어를 가지고 또한, 적응성 충전 서비스를 제공하는 차량 충전 시스템"

동 발명에서는 충전 스테이션 군에서의 전력 관리를 수행하는 것이 아닌, 관리 스테이션의 존재와 스마트 그리드의 존재를 상정하고 있다. 본 발명은 관리 스테이션이나 스마트 그리드의 존재에 상관없이 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2009-94768호 공보 "전력선 통신 장치 및 전력선 통신 장치의 자동 등록 방법"

동 발명에서는 전력선 통신의 접속 확립 방법에 관한 것이다. 본 발명은 통신 방식을 특정하고 있지 않으며, 통신 확립은 해결해야 하는 것으로 언급하고 있지 않다. 또한, 본 발명에서는 전력선 통신을 통신 수단의 하나로서 언급하고 있지만, 거기서의 접속 확립을 해결해야 할 과제로서 기재하고 있지는 않다.

일본 특허공개 2004-208393호 공보 "우선 전원 공급 순서를 설정할 수 있는 멀티 출력 회로 장치"

동 발명에서는 토털 부하 전류의 초과를 검출하고, 또한, 설정된 순서로의 부하 절단을 상정하고 있다. 본 발명에서는 부하의 초과는 기기군에서의 정보 수집으로 수행하고 특정 검출 수단을 요구하지 않는다. 또한, 부하의 절단 순서도 미리 설정하는 거이 아닌, 기기군에서의 동적 판단에 의해 정하는 것을 특징으로 하고 있다.

일본 특허공표 2003-511842호 공보 "컨택터 브레이커"

동 발명에서는 장애 검출 및 그에 기초한 제어는 동일한 개체 내에서 수행된다. 본 발명은 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2013-70569호 공보 "분산형 전원 시스템"

동 발명에서는 고장 검출과 제어가 동일 개체 내에서 이루어지고 있지만, 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2011-234561호 공보 "인텔리전트 분전반, 분전 장치, 정전 대책 시스템 및 분전 방법"

동 발명에서는 정전 감지와 뒤이은 예비 전력으로의 접속 전환 및 정전 복구 후의 역 조작을 동일 개체 내에서 행하고 있다. 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2010-148125호 공보 "가정용을 포함하는 전기 에너지 소비의 원격 취득 및 분산한 목표 유저의 원격 제어를 위한 시스템"

동 발명에서는 중앙 서버, 콘센트레이터, 미터 등의 통신 구조를 통한 집중 관리를 전제로 하고 있지만, 본 발명에서는 기기군에서, 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 분산된 국소적인 그룹 내에서 독립적으로 수행하는 점을 구성의 원점으로 하고 있는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공표 2005-513900호 공보 "가정용을 포함하는 전기 에너지 소비의 원격 취득 및 분산된 목표 유저의 원격 제어를 위한 시스템"

동 발명에서는 중앙 서버, 콘센트레이터, 미터 등의 통신 구조를 통한 집중 관리를 전제로 하고 있지만, 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 분산된 국소적인 그룹 내에서 독립적으로 수행하는 점을 구성의 원점으로 하고 있는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 평9-93820호 공보 "태양광 발전 장치"

동 발명에서는 통신 수단과 차단 수단이 기술되어 있을 뿐이다. 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 평10-42481호 공보 "차량용 전원 제어 장치"

동 발명에서 말하는 전원 차단 장치는 주위에 트리 또는 스타 계를 이루는 집중 관리 구성하는 것을 전제로 하고 있다. 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2000-16200호 공보 "차량용 전원 제어 장치"

동 발명에서 말하는 전원 차단 장치는 주위에 트리 또는 스타 계를 이루는 집중 관리 구성하는 것을 전제로 하고 있다. 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2005-178778호 공보 "자동차용 전원 단말 장치 및 자동차의 전력 공급 시스템"

동 발명에서 말하는 전원 차단 장치는 주위에 트리 또는 스타 계를 이루는 집중 관리 구성하는 것을 전제로 하고 있다. 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2004-348411호 공보 "중앙 감시 제어 시스템 일체형 분산형 배전 설비"

동 발명에서는 중앙 감시 제어 시스템의 존재를 전제로 하고 있다. 본 발명에서는 기기군에서 전력 제약과 필요량, 우선도를 고려하여 협조한 동적 전력 관리를 수행하는 점에서 전혀 다르다.

일본 특허공개 2012-161202호 공보 "계층형 수급 제어 장치 및 전력 계통 제어 시스템"

동 발명에서는 계층을 구성하지만, 정보를 집약하는 집중 감시 제어 시스템으로 되어 있어, 본 발명의 일 실시예인 그룹 내에서의 정보 수집과 제어를 다른 그룹, 계층과 독립 분산적으로 수행하는 점이 존재하지 않기에 전혀 다르다.

일본 특허공개 2010-279238호 공보 "계통 감시 제어 시스템"

동 발명에서는 계층을 구성하지만, 본 발명의 일 실시예인 그룹 내에서의 정보 수집과 제어를 다른 그룹, 계층과 독립 분산적으로 수행하는 점이 존재하지 않기에 전혀 다르다.

일본 특허공개 2002-27686호 공보 "점포 내 기기의 소비 전력 제어 방법"

동 발명에서는 명칭으로서 "계층", "분산"의 키워드가 나타나있지만, 하기 명세서에서 인용하여 기술한 바와 같이, 내용은 이질적인 것으로 본 발명과 전혀 다르다. "[0020] 또한, 각 컨트롤러는 자율 분산 시스템을 구성하고 있으며, 서브 시스템으로서 하나의 컨트롤러가 가동하지 않게 된 경우에도 다른 컨트롤러가 자기의 관할 하에 기기를 제어하는데 있어서 아무런 지장 없이 (이를 자율가제어성이라 함) 또한, 각 컨트롤러 간에 서로의 목적을 협조하는 것이 가능한 (이를 자율가협조성이라 함) 것이다. 이 때문에 컨트롤러 간에는 마스터/슬레이브의 구별이나 중요성의 차이는 없고, 기본적으로 독자적인 자원을 갖고 관리, 제어를 실행 가능하다." 동 발명에서 말하는 "자립 분산" 제어란, 동 명세서의 도 2에서와 같이 조명과 에어컨과 같은 종별 컨트롤러 간의 독립성으로서, 컨트롤러 지배 하의 에어컨 간, 조명 간의 전력 배치가 자율적으로 이루어지는 것을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 그러한 지배 하의 멤버 간의 우선도를 고려한, 동적인 전력 배치는 다른 그룹이나 계층과는 독립적으로 행하는 것을 제1의 특징으로 하고, 명칭 만은 "자율 분산"으로 유사하지만, 방법은 전혀 다르다. 또한, 동 발명에서 말하는 "계층"이란, 시간대, 연계 에너지 절약, 피크라는 운용 모드 상의 계층을 나타내고 있지만, 본 발명의 일 실시예에서 말하는 계층이란, 동 발명에 적용시킨 경우 점포를 멤버로 하는 그룹에서 구성되는 계층 또는 지역 점포를 대표하는 서버를 멤버로 하는 그룹에서 구성되는 계층 등이며, 명칭만은 "계층"이지만, 정의가 근본적으로 다르다. 본 발명의 일 실시예에서는 그러한 어떤 계층 상에서도 그룹 간의 우선도를 고려한 동적 전력 배치를 다른 그룹이나 계층과는 독립적으로 수행하는 것을 역시 제1 특징으로 하고 있으며, 방법은 완전히 다른 것이다.

일본 특허공개 평11-45101호 공보 "감시 제어 시스템"

동 발명에서 말하는 계층 분산 감시 제어는 실행부, 정보 교환부, 인터페이스부라는 분산화를 바탕으로 한 것이다. 본 발명의 일 실시예와 같이 그룹을 구성원으로 하는 각 계층 또는 기기를 구성원으로 하는 각 그룹 내에서 주어진 전력 제약 하에서 멤버 간의 우선도에 따라 동적으로 전력 배치를 결정하는 방법을 제공하는 것과는 근본적으로 다르다.

일본 특허공개 평7-308036호 공보 "배전 계통 감시 방법, 배전 계통 제어 방법 및 그들 장치"

동 발명에서 말하는 감시 제어는 구성원 간의 자율적인 제어를 실시하는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예와 같이 그룹을 구성원으로 하는 각 계층 또는 기기를 구성원으로 하는 각 그룹 내에서 주어진 전력 제약 하에 멤버 간의 우선도에 따라 동적으로 전력 배치를 결정하는 방법을 제공하는 것과는 근본적으로 다르다.

일본 특허공개 평7-31013호 공보 "옥내 전기 배선 시스템"

동 발명에서는 비상등의 점등 수단을 부여하는 것에 지나지 않는다.

일본 특허공개 2008-90607호 공보 "자원의 제약을 수반하는 자율 분산 제어"

동 발명에서의 "분산"이란 서버를 특정하지 않는 것을 나타내고 있지만, 본 발명은 글로벌한 일괄 제어가 아닌, 국소적이고 또한, 임기응변식 대응이 가능하도록 세분화한 단위로 제어를 하는 것을 교시하고 있다. 본 발명에서는 서버는 특정되어 있을 수도, 고정되어 있을 수도 있다.

동 발명은 방안·의사 결정 처리를 수행하게 하는 특정 방식을 제안하는 것이지만, 본 발명에서는 어떤 방법으로든 서버를 정하면 되는 것이며, 동적으로 동 처리를 할당하는 방식을 한정하고 있지 않다. 카드 게임 방식일 필요는 없고 또한, 서버 기능의 "교대(shift)"를 하는 것을 각별히 요구하고 있지 않다. 서버 기능은 무엇이 되든지 간에 일련 번호순으로 교대할 수도 고정일 수도 있다.

동 발명에서는 자원의 투입에 의해 성능의 유지·달성을 목적으로 하고 있지만, 본 발명의 일 실시예에서는 자원으로서의 전력을 투입하는 것이 아니라 전력을 영구적 또는 간헐적으로 차단한다. 본 특허에서는 총 자원으로서의 공급 전력을 최대한 투입하는 제어가 아닌 소비 전력이 허용치 또는 목표치를 초과한 경우에 우선도에 의거하여 소요 전력량과 전력량 제약을 감안하고, 전력의 영구적 또는 간헐적인 차단을 실시한다. 동 특허에서는 자원으로서의 투입된 전력은 제어 측에서 정하기 때문에 이미 알고 있는 것인데 반해 본 발명에서는 계측하여 취득해야 할 정보이다. 즉, 동 발명은 "시스템 전체의 성능을 달성·유지하는 제어 기능" 발휘를 목적으로 하고 있으며, "총 자원 (자원의 총합)의 제약을 만족하면서 모든 요소의 개별 성능을 제어하는 방법"(동 공보 중 청구항 1)이지만, 본 발명의 일 예에서는 자원의 총합의 제약은 존재하지만, 성능의 달성·유지를 오히려 적극적으로 희생함으로써 시스템의 손해를 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.

일본 특허공개 2013-38470호 공보 "전기 기기의 제어 장치 및 제어 시스템"

(1) 동 문헌에서는 자원으로서의 전력의 제약은 고려되지 않고, 또한, 그 제약을 충족하는 해도 보장되지 않는다. 피드 포워드적으로 미리 설정된 일정한 동작을 수행하는 것일 뿐이다. 또한, 동 문헌의 특허 청구의 범위에서 "설정"이란 미리 규정하는 것을 나타낸다. 본 발명에서는 자원의 제약을 양으로 취급하고, 그것을 충족시키는 동작을 보장하고 있는 점에서 동 문헌에 기재된 발명과는 전혀 다르다.

(2) 동 문헌에서 제안된 동작은 이른바 일제 송신 부분의 처리에 의한 호령 동작이지만, 본 발명에서는 후술하는 "동보" 송신 처리와 각 요소의 병행 처리의 연계로 제약 조건이 따르는 최적화의 해를 구하는 방법이 제안되고 있으며, 동 문헌의 발명과는 전혀 다르다.

(3) 본 발명에서는 각 요소에서의 동적인 우선도 변화에 관계없이 제약 조건부 최적화의 해를 얻을 수 있는 것이 특징이며, 동 문헌의 발명과는 전혀 다르다.

일본 특허공개 2011-242030호 공보 "공조 제어 장치"

일본 특허공개 2010-19530호 공보 "공조 시스템 및 통신 트래픽 조정 방법"

일본 특허공개 2009-272966호 공보 "기기 설비 관리 시스템"

일본 특허공개 2007-240084호 공보 "공기 조화기 및 공기 조화기의 어드레스 설정 방법"

일본 특허공개 2007-228234호 공보 "송신 제어 장치, 기기 관리 시스템 및 송신 제어 방법"

일본 특허공개 2004-328184호 공보 "관리 제어 시스템, 정보 송신 방법, 통신 방법, 네트워크 노드, 송수신 장치, 정보 공유 장치, 공조 기기 및 집중 제어 장치"

이들 문헌은 통신 어드레스 관계 부분에 언급할 뿐이며, 제어 방안에 대하여 다룬 것은 아니다.

일본 특허출원 2014-12924호 "전력 관리 방법 및 시스템"

동 발명에서는 총 자원에 제약이 있는 경우의 우선도가 딸린 최적화와 그것을 가능하게 하는 전력 제어 시스템을 제안하고 있지만, 그들은 서버의 각 클라이언트로부터의 정보 수집과 할당량의 서버에 의한 결정, 서버로부터의 각 클라이언트로의 할당량의 통지라는 단계를 밟는 것이며, 본 발명에서 해결해야 할 과제를 그대로 들고 있는 것에 불과하다. 본 발명은 경보 요소와 각 멤버 요소로 분담함으로써 처리의 고속화를 도모한다. 또한, 본 발명자에 의한 발명이 기재된 상기 출원은 본원 출원 시점에서 미공개이다.

미국 특허 제8,504,214호 명세서 "Self-healing power grid and method thereof"

동 문헌의 개시는 전력 할당 방법에 관한 것이 아니다.

미국 특허 제8,276,002호 명세서 "Power delivery in a heterogeneous 3-D stacked apparatus"

동 문헌은 전원의 기능을 다루고 있지만, 전력의 멤버로의 동적 할당을 다룬 것은 아니다.

미국 특허 제8,112,642호 명세서 "Method and system for controlling power in a chip through a power -performance monitor and control unit"

미국 특허 제7,421,601호 명세서 "Method and system for controlling power in a chip through a power -performance monitor and control unit"

동 문헌은 마이크로 프로세서 전원에 관한 것이며, 동적, 자율적으로 전력을 할당하는 기능에 관한 것은 아니다.

미국 특허 제7,805,621호 명세서 "Method and apparatus for providing a bus interface with power management features"

동 문헌은 전력 모드의 전이를 개시하고 있으며, 멤버 간에 동적으로 할당을 결정하는 기능을 다룬 것은 아니다.

미국 특허 제6,961,641호 명세서 "Intra-device communications architecture for managing electrical power distribution and consumption"

동 문헌의 개시 내용은 인텔리전트 디바이스와 서버가 네트워크로 연결되는 아키텍처로서 하고 있는 것까지이다. 실제로 어떻게 전력 관리를 수행하는지는 개시되어 있지 않다. 본 발명은 전력 할당 방안을 구체적으로 제공하고 있다.

미국 특허 제5,581,130호 명세서 "Circuit board for the control and/or power supply of electrical function devices of a vehicle"

동 문헌은 회로를 모듈러 형상으로 할 것을 요구하고 있는 것에 불과하다.

미국 특허 제8,508,540호 명세서 "Resonant induction to power a graphics processing unit"

동 문헌의 개시 내용은 유도로 전력을 공급하는 하드웨어에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제8,466,760호 명세서 "Configurable power supply using MEMS switch"

동 문헌의 개시 내용은 dual substrate의 MEMS로 제작되는 스위치의 하드웨어에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제7,970,374호 명세서 "Multi-wideband communications over power lines"

동 문헌의 개시 내용은 송신 미디어에 관한 것이지만, 본 발명은 특정 미디어에 의존하지 않는다.

미국 특허 제7,825,325호 명세서 "Portable lighting and power-generating system"

동 문헌의 개시 내용은 특정 기기에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제7,755,111호 명세서 "Programmable power management using a nanotube structure"

동 문헌의 개시 내용은 나노 튜브를 쓰는 디바이스에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제7,320,218호 명세서 "Method and system for generation of power using stirling engine principles"

동 문헌의 개시 내용은 스터링 엔진이라는 하드웨어에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제6,965,269호 명세서 "Microwave phase shifter having an active layer under the phase shifting line and power amplifier using such a phase shifter"

동 문헌의 개시 내용은 통신 기기의 위상 조정기라는 하드웨어에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제6,310,439호 명세서 "Distributed parallel semiconductor device spaced for improved thermal distribution and having reduced power dissipation"

동 문헌의 개시 내용은 반도체 배치 및 열 확산에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제6,030,718호 명세서 "Proton exchange membrane fuel cell power system"

동 문헌의 개시 내용은 연료 전지라는 하드웨어에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

미국 특허 제4,481,774호 명세서 "Solar canopy and solar augmented wind power station"

동 문헌의 개시 내용은 태양광 발전 장치에 관한 것이며, 본 발명과는 전혀 다르다.

"TMC NEWS Hitachi Offers Connected Air Conditioners with Yitran's IT800 Power Line Communication Chip" 인터넷 URL: http://technews.tmcnet.com/ivr/news/2005/sep/1186941.htm> 또는 <URL: http://www.businesswire.com/news/home/20050927005472/en/Hitachi-Offers-Connected-Air-Conditioners-Yitrans-IT800#.UtzSc3xKOSM>

상기 웹 사이트에는 가전에 통신 장치를 장착한 예가 개시되어 있지만, 본 발명에서는 통신, 집중 제어를 할 필요도 없이, 독립 분산 제어를 수행하는 것을 특징으로 하고 있으며, 양자의 기술 내용은 전혀 다르다.

"스마트 홈" 인터넷 <URL: http://japan.renesas. com/event/detail/et2011/report/s_home/index.jsp>

상기 웹 사이트에는 미리 정해진 우선도로 기기를 절단하는 예가 개시되어 있다. 본 발명과 비교하면 적어도 이하의 점에서 차이가 난다.

(1) 상기 웹 사이트에 개시한 예는 콘센트 단위로 제어를 수행하는 것에 비해 본 발명은 기기 단위이며, 사용 장소를 한정하지 않는 것.

(2) 상기 웹 사이트의 예는 영구 절단을 하도록 구성되어 있지만, 본 발명은 영구 절단이 아닌 전력의 삭감을 연속적으로 할 수 있는 점

(3) 상기 웹 사이트의 예는 정적인 우선도 설정을 콘센트 단위로 수행하지만, 본 발명은 동적인 우선도 설정을 기기 단위로 수행할 수 있는 점

(4) 본 발명은 그룹 내에서 동적으로 소비 전력 할당을 결정하고, 그룹 간에는 독립적인 제어를 수행하고, 계층을 구성하여, 상위 계층에서도 서로 유사하게 동적으로 소비 전력 할당을 결정하는 구조를 지닌 것.

일본 특허공개 평11-313438호 공보 일본 특허공개 2001-69668호 공보 일본 특허공개 2013-38885호 공보 일본 특허공개 2012-85511호 공보 일본 특허공개 2009-94768호 공보 일본 특허공개 2004-208393호 공보 일본 특허공표 2003-511842호 공보 일본 특허공개 2013-70569호 공보 일본 특허공개 2011-234561호 공보 일본 특허공개 2010-148125호 공보 일본 특허공표 2005-513900호 공보 일본 특허공개 평9-93820호 공보 일본 특허공개 평10-42481호 공보 일본 특허공개 2000-16200호 공보 일본 특허공개 2005-178778호 공보 일본 특허공개 2004-348411호 공보 일본 특허공개 2012-161202호 공보 일본 특허공개 2010-279238호 공보 일본 특허공개 2002-27686호 공보 일본 특허공개 평11-45101호 공보 일본 특허공개 평7-308036호 공보 일본 특허공개 평7-31013호 공보 일본 특허공개 2008-90607호 공보 일본 특허공개 2013-38470호 공보 일본 특허공개 2011-242030호 공보 일본 특허공개 2010-19530호 공보 일본 특허공개 2009-272966호 공보 일본 특허공개 2007-240084호 공보 일본 특허공개 2007-228234호 공보 일본 특허공개 2004-328184호 공보 미국 특허 제 8,588,991호 명세서 미국 특허 제 8,504,214호 명세서 미국 특허 제 8,276,002호 명세서 미국 특허 제 8,112,642호 명세서 미국 특허 제 7,421,601호 명세서 미국 특허 제 7,805,621호 명세서 미국 특허 제 6,961,641호 명세서 미국 특허 제 5,581,130호 명세서 미국 특허 제 8,508,540호 명세서 미국 특허 제 8,466,760호 명세서 미국 특허 제 7,970,374호 명세서 미국 특허 제 7,825,325호 명세서 미국 특허 제 7,755,111호 명세서 미국 특허 제 7,320,218호 명세서 미국 특허 제 6,965,269호 명세서 미국 특허 제 6,310,439호 명세서 미국 특허 제 6,030,718호 명세서 미국 특허 제 4,481,774호 명세서

"TMC NEWS Hitachi Offers Connected Air Conditioners with Yitran's IT800 Power Line Communication Chip", [online], 2005년 9월 27일 인터넷 <URL: http://technews.tmcnet.com/ivr/news/2005/sep/1186941.htm> 또는 <URL: http://www.businesswire.com/news/home/20050927005472/en/Hitachi-Offers-Connected-Air-Conditioners-Yitrans-IT800#.UtzSc3xKOSM> "스마트 홈", [online], 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤, 인터넷 <URL: http://japan.renesas.com/event/detail/et2011/report/s_home/index.jsp>

도메인(후술하는 그룹을 포함하는, 다른 반드시 제어에 참가한다고는 할 수 없는 전력 소비 요소나 단독 제어에 참가하는 전력 소비 요소를 포함하는 집합체. 또한, 전력을 소비하는 개체 또는 그들 소비하는 개체에 공급하는 전력을 영구적 또는 순간적으로 반복 개폐하는 개체를 전력 소비 요소라고 함) 내에서의 총 소비 전력, 즉 총 자원량이 제약을 받는 경우, 현 시점에서의 도메인 내에서의 전력 소비 상황에 가장 가까운 전력 할당 방안을 구하는 문제는 제약 조건이 따르는 최적화 문제가 되고, 그 해(解)는 과거의 문헌이나 일본 특허 출원 2014-12924에서도 명백한 바와 같이, 하기와 같이 얻어질 수 있다.

도메인 내의 그룹(전력 제어에 참가하는 개체(전력 소비 요소이며, 또한, 제어에 참가하는)로 구성하는 집합체. 동일한 정보를 공유하고 전력 제어를 수행하는 최소 집합체로 정의된다) 에 포함되는 각 전력 소비 요소에 할당되어야 할 소비 전력 값을 f₁, f₂, …, f_n로 하고, 이를 수직으로 나열한 벡터를 f로 한다. 전력 소비 요소를 포함하는 그룹에 대하여 총 소비 전력 규제 값을 P_t로 하면, 그룹 내의 소비 전력 합계 값이 P_t에 일치한다는 제약 조건은 이하의 식(1)에 나타난다.

단, e^T는 n차의 단위 행 벡터이다 (T는 전치 기호).

그룹 내의 각 전력 소비 요소가 소비하고 있는 현 시점의 소비 전력을 f*₁, f*₂, … f*_n으로 하고, 이를 수직으로 나열한 벡터를 f*로 한다. 이하의 평가 함수

가, 상기 식(1)의 속박 조건 하에 극값을 취할 때의 f_i(i=1, 2, …n)로서, 소비 전력의 할당 값을 구한다. 또한, 상기 식(2)에서의 Q는 대각 요소 Q_ii가 i 번째 전력 소비 요소의 우선도와 동등한 정정(正定) 대칭 행렬이다(일반적으로는 대각이 아니라도 정정 대칭 행렬이면 되지만, 이하에서 우선도를 개별로 취급하는 경우는 대각으로서 논의할 수 있다. 설명을 간단히 하는 목적으로 이하에서는 Q를 n×n 대각 행렬로 다룬다).

확대 평가 함수를

로 하면(λ는 라그랑주의 미정 승수), f_i 및 λ에 의한 상기 확대 평가 함수의 편미분 값이 0이 된다는 조건에서 f_i 및 λ의 최적 해가 구해진다.

최적 해는 그룹 내의 무게(우선도)를 집계하고, 상술한 바와 같이 편미분 연산을 하여 다음과 같이 구해진다.

재할당되는 소비 전력은 현 상태의 그룹 내 각 전력 소비 요소의 소비 상황에 가장 가까운 전력으로서 구해져야 할 것이고, 따라서 해는 상기 식(5)와 같이 현 시점에서의 소비 전력의 할당 상황에 의존한다.

여기서 초기에 도메인 내에서 전혀 전력을 소비하지 않은 상태에서 시작하는 경우의 확대 평가 함수는 도메인 내의 그룹에 포함되는 각 전력 소비 요소에 할당되어야 할 소비 전력 값을 f_1,opt, f_2,opt, …, f_n,opt로 하고, 이를 수직으로 나열한 벡터를 f_opt로 하면, 하기 식(6)과 같이 기술된다.

최적 해는 그룹 내의 무게(우선도)를 집계하고, f_i,opt 및 λ에 의한 상기 식(6)의 확대 평가 함수의 편미분 값이 0이 된다는 조건에서 다음과 같이 구해진다.

현재의 각 요소에서의 소비 전력 상황에 가까운 해를 구하는 것이 요구되지만, 상기 식(5), (8)을 변형하는 것보다,

라고 표현되는 것에서(상기 식(9)에서 "1"은 단위 행렬을 나타내고, Q^-1은 Q의 역행렬을 나타낸다) 재할당되는 전력은 현 시점에서의 각 요소의 소비 전력 상황에 의존하게 된다.

초기에 모든 요소가 전력을 소비하고 있지 않은 상태에서 출발하면, 상기 식(8)의 f_opt 해에 수렴한다. 따라서 f_opt가 필요하면, 일단 모든 전력 소비 요소를 오프로 하는 단계를 거쳐 상기 제어를 수행하면 된다. 동일한 정보를 공유함으로써 제어는 달성되게 된다. 또한, 초기의 전력 소비 상태가 예를 들어 하나의 형태에 동일한 전력을 소비하고 있어, 총 자원에 대해 과부족이 없는 상태라면, 이 분산 제어에서는 그 변경을 요구하지 않는다.

그러나 f_opt 해를 얻는 것은 현실에서는 환영받기 어렵다. 본 제어를 유효하게 한순간에 그때까지의 온, 오프 상태를 리셋하여 다른 상태로 이행시키는 것은 쓸데없는 기동이나 정지를 요구하는 것이 되기 때문이다. 현실에서 전력이 소비되고 있는 상태에서 과부족 또는 적어도 부족 없이 각 요소가 운용되고 있다면, 그 상태가 만약 f_opt 해와 다르다 하여도 그것은 변경을 굳이 실시할 필요가 없는 상태이기 때문이다.

상기 전력 할당 방안을 실시하기 위해서는, 현 시점에서의 그룹 내의 각 요소에서 소비되고 있는 전력과 각 요소가 갖는 우선도 정보를 집계하고 (도 1a, 도 1b), 재 할당 방안을 결정하며 (도 1c), 그것을 각 요소에 통지하지 않으면 안 된다 (도 1d. 또한, 도 1e에 나타낸 바와 같이 각 요소는 할당된 전력에 따라 자기의 소비 전력을 제어한다). 우선도는 각 시점에서 전력 제어할 수 있는 여유나 사용 위치에서의 사람의 존재 수나 조도 또는 온도 등 각 요소가 놓인 상황에서 동적 변동할 수 있는 것이며, 그룹 내에서 미리 고정되어 있다고는 할 수 없으며, 각 요소에서 파악되고 정의된다. 이 조작을 도메인 내에 제공된 서버 요소에서 실시하는 경우에는, 먼저 서버가 도메인 내의 그룹에 포함되는 각 기기로서의 요소 개별에 소비 전력과 우선도를 조회하는 조작을 실시하고, 뒤이어 최적화 문제의 해를 구하고, 그 후, 각 기기로서의 요소마다 새로 결정, 갱신된 할당된 전력을 통지 또는 지시하는 것이 필요해진다. 이 조작은 특히 도메인 내에서 전력 제어들에 관련된 그룹을 구성하는 요소 수의 증가와 함께 통신량을 비약적으로 높이게 되어, 고속으로 전력 제어를 수행하는, 즉 실시간으로 피드백시켜서 자원 제약이 따르는 최적화를 수행하기 어렵게 한다. 도메인 내에 포함되는 그룹이 소규모이며, 2~3 요소만으로 구성되어 있는 경우에는 통신량은 그만큼 많지 않지만, 수백 요소로 구성되는 그룹에서 고속 제어를 수행하기에는 서버와 클라이언트가 정보를 쌍방향으로 교환하는 방식에서는 대응이 어렵다. 도메인 전체의 제어 응답에 빠른 속도가 요구되지 않는 경우에도 도메인을 구성하는 요소 수가 매우 많은 경우에는 서버, 클라이언트간 통신의 트래픽량이 증대하여, 제어가 어려워지며, 마찬가지로 곤란한 상황에 몰리게 된다. 도메인 내에서 전력 제어에 관련된 그룹을 구성하는 요소 수가 새로 출현하고, 혹은 벗어나 가는 경우에는 그룹 내의 요소 수나 통신에 관한 파라미터 설정도 필요해지고, 요소의 존재 수나 통신 환경 정보를 조사하는 것도 필요해지며, 시시각각 변화하는 그룹의 구성 상황에 대응시킬 수 있는 것도 어렵고, 이러한 것들이 실시간으로 피드백 제어를 수행하는 것을 더욱 어렵게 만든다.

이상을 감안하여, 본 발명은 서버와 개별 클라이언트 간의 1 대 1 쌍방향 통신을 필요로 하지 않고, 따라서 전력 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소 수가 증가하여도 통신량이 급격히 증가하지 않고, 또한, 1 대 1 통신을 위한 설정 작업 등도 불필요하기 때문에 확장성이 뛰어난 전력 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 동일한 원리에 의해 실시할 수 있는 정보 전달 능력 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

우선, 본 발명에서 언급하는 "동보(同報)"를 정의한다. 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에 상기 도메인 내의 모든 개체에 대하여 일방향 또는 어느 한 방향의 정보 송신만으로 공유해야 할 정보를 송달시키는 수단을, "동보" 또는 "동보 송신"으로 정의한다. 네트워크를 구성하는 방법에 따라서는, 다단계를 요구하고 정보가 송달되는 경우도 있지만, 본 발명에서 언급하는 "동보" 또는 "동보 송신"이란, 긴밀한 동시성을 말하는 것이 아니고, 그러한 경우를 포함하여 "동보" 또는 "동보 송신"인 것을 이하에서 참조한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 동보 송신요소와 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 구비하고, 동보 송신요소가 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값과 총 소비 전력의 기준값과의 차이를 측정하고, 차이의 함수인 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하고, 정보를 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 정보를 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도와 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 자기 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 결정(산정)하고, 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기 소비 전력을 제어함으로써, 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템을 제공한다.

상기 전력 제어 시스템에서 총 소비 전력 조정 지시값은 시스템 감도의 함수일 수도 있다.

상기 전력 제어 시스템을 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나에 있어서 우선도가 동적으로 변경되도록 더 구성할 수 있다.

시스템 감도는 총 소비 전력의 현재값이 총 소비 전력의 기준값보다 큰 경우와 작은 경우로 달라지며, 현재값이 기준값보다 큰 경우의 시스템 감도를 현재값이 기준값보다 작은 경우의 시스템 감도보다 높게 함으로써, 총 소비 전력의 제어에서 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지도록 또한, 안정성을 개선하도록 상기 전력 시스템을 더 구성할 수 있다.

1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 소비해야 할 전력에는 상한값과 하한값이 제공되고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각에서 수행되는 소비 전력 갱신 값에 근거한 자기 소비 전력의 제어가 상한값을 상회하지 않고, 또한, 하한값을 하회하지 않는 소비 전력 범위 내에서 수행되도록, 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

그룹 내의 총 소비 전력의 제어를 반복하여 조정되는 총 소비 전력의 현재값의 추이를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 감시하고, 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이의, 제어가 k 회 반복된 시점의 값을 x_k로 하고(k는 0 이상의 정수), 제어가 k+1 회 반복된 시점의 값을 x_{k +1}로 한 때에

에 의해 주어지는 등가 추이 비율 C_k,eq를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 추정하고, 등가 추이 비율 C_k,eq의 추정값을 이용하여 전력 제어 시스템의 건전성을 평가하도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부(副, sub) 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하고, 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 부 제약 정보를 더 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소 중 부 제약 정보에 근거하는 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 또한, 자기에게 주어진 우선도와 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하도록 상기 전력 제어 시스템을 구성할 수 있다.

동보 송신과 더불어, 동보 송신 요소와 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이의 쌍방향 통신이 가능하도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 동보 송신 요소와 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 구비하고, 동보 송신 요소는 상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시를 나타내는 상위 계층 정보를 수신하도록 구성되는 동시에 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력을 측정하고, 하위 계층 총 소비 전력과 상위 계층 우선도와 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해, 하위 계층 총 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하고, 하위 계층 정보를 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하도록 구성된 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신 요소에서 동보 송신된 하위 계층 정보를 수신하도록 구성되어, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해, 자기의 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템을 제공한다.

하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값은 하위 계층 시스템 감도의 함수일 수도 있다.

상위 계층 우선도가 동적으로 변경되도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값이 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 삭감을 지시하는 값인 경우에는 증가를 지시하는 값인 경우보다 하위 계층 시스템 감도를 높게 함으로써 총 소비 전력의 제어에서 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지도록 또한, 안정성을 개선하도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

하위 계층 그룹 내에서 소비해야 할 총 소비 전력에는 상한값과 하한값이 제공되고, 동보 송신 요소에서 수행되는 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값의 결정은 갱신 후의 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력이 상한값을 상회하지 않고, 또한, 하한값을 하회하지 않도록 동보 송신 요소가 판단한 범위에서 수행되도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 제어를 반복하여 조정되는 총 소비 전력의 현재값의 추이를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 감시하고, 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이의, 제어가 k 회 반복된 시점의 값을 x_k로 하고(k는 0 이상의 정수) 제어가 k+1 회 반복된 시점의 값을 x_{k +1}로 했을 때

에 의해 주어지는 등가 추이 비율 C_k,eq를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 추정하고, 등가 추이 비율 C_k,eq의 추정값을 이용하여 전력 제어 시스템의 건전성을 평가하도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하고, 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하고. 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 부 제약 정보를 더 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소 중 부 제약 정보에 근거하는 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 또한, 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하도록 상기 전력 제어 시스템을 구성할 수 있다.

동보 송신과 더불어, 동보 송신 요소와 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이의 쌍방향 통신이 가능하도록 상기 전력 제어 시스템을 더 구성할 수 있다.

1 이상의 전력 소비 요소는 특정 주거, 사무실, 건물, 지역에 속하는 1 이상의 전력 소비 기기 또는 특정 주거, 사무실, 건물, 지역의 집합체에 속하는 복수의 전력 소비 기기의 집합체일 수 있다. 바꿔 말하면, 하나의 전력 소비 기기를 전력 소비 요소로 정의할 수도 있고, 복수의 전력 소비 기기를 하나의 전력 소비 요소로 간주할 수도 있다.

1 이상의 전력 소비 요소는 이동체 또는 이동체의 집합체일 수 있다. 바꿔 말하면, 상기 전력 기기와 휴대 정보 단말 등의 이동체일 수 있다.

또한, 본 발명은 동보 송신 요소와 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 정보 전달 요소를 구비하고, 동보 송신 요소가 1 이상의 정보 전달 요소를 포함하는 그룹 내에서 점유되는 총 정보 전달 능력의 현재값과 총 정보 전달 능력의 기준값과의 차이를 측정하고, 차이의 함수인 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 결정하고, 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하고, 정보를 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 정보 전달 요소가 동보 송신된 정보를 수신하고, 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도와 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 자기의 정보 전달 능력의 갱신에 이용해야 할 정보 전달 능력 갱신 값을 1 이상의 정보 전달 요소 중 자기 이외의 정보 전달 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 정보 전달 능력 갱신 값에 근거하여 자기의 정보 전달 능력을 제어함으로써 그룹 내의 총 정보 전달 능력을 제어하도록 구성된 정보 전달 능력 제어 시스템을 제공한다.

상기 정보 전달 능력 제어 시스템의 일 예에서 동보 송신 요소는 통신 서버이며, 정보 전달 요소는 클라이언트 머신이며, 정보 전달 능력은 통신 속도일 수 있다.

또한, 본 발명은 동보 송신 요소가 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값과 총 소비 전력의 기준값과의 차이를 측정하는 단계, 동보 송신 요소가 차이의 함수인 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하는 단계, 동보 송신 요소가 정보를 그룹 내에 동보 송신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 정보를 수신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도와 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 자기의 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 결정(산정)하는 단계, 및 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하는 단계를 구비하는 전력 제어 방법을 제공한다.

동보 송신 요소에 의한 총 소비 전력 조정 지시값의 결정은 차이와 더불어 시스템 감도의 함수로서 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하여 수행되는 것일 수도 있다.

상기 전력 제어 방법은 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나에 있어서 우선도를 동적으로 변경하는 단계를 더 구비할 수 있다.

시스템 감도는 총 소비 전력의 현재값이 총 소비 전력의 기준값보다 큰 경우와 작은 경우로 달라지며, 현재값이 기준값보다 큰 경우의 시스템 감도를 현재값이 기준값보다 작은 경우의 시스템 감도보다 높게 함으로써, 총 소비 전력의 제어에서 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지도록 또한, 안정성을 개선하도록 상기 전력 제어 방법을 더 구성할 수 있다.

1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 소비해야 할 전력에는 상한값과 하한값이 제공되고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각에서 수행되는 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어하는 단계가 상한값을 상회하지 않고, 또한, 하한값을 하회하지 않는 소비 전력 범위 내에서 수행되도록 상기 전력 제어 방법을 더 구성할 수 있다.

상기 전력 제어 방법에 그룹 내의 총 소비 전력의 제어를 반복하여 조정되는 총 소비 전력의 현재값의 추이를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 감시하는 단계 및 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이의 제어가 k 회 반복된 시점의 값을 x_k로 (k는 0 이상의 정수) 제어가 k+1 회 반복된 시점의 값을 x_{k +1}로 했을 때

에 의해 주어지는 등가 추이 비율 C_k,eq를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 추정하고, 등가 추이 비율 C_k,eq의 추정값을 이용하여 전력 제어 방법의 건전성을 평가하는 단계를 추가로 구비할 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하는 단계, 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 그룹 내에 동보 송신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 부 제약 정보를 더 수신하는 단계, 및 1 이상의 전력 소비 요소 중 부 제약 정보에 근거하는 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 또한, 자기에게 주어지거나 결정된 우선도와 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하는 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 동보 송신과 더불어 동보 송신 요소와 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이에 쌍방향 통신하는 단계를 더 구비할 수 있다.

또한, 본 발명은 상위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 동보 송신 요소가 상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하는 단계, 동보 송신 요소가 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력을 측정하는 단계, 동보 송신 요소가 하위 계층 총 소비 전력과 상위 계층 우선도와 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 하위 계층 총 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하는 단계, 동보 송신 요소가 하위 계층 정보를 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신 요소에서 동보 송신된 하위 계층 정보를 수신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하는 단계, 및 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하는 단계를 구비하는 전력 제어 방법을 제공한다.

동보 송신 요소에 의한 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값의 결정은 하위 계층 총 소비 전력과 상위 계층 우선도와 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값과 더불어 하위 계층 시스템 감도도 이용한 연산에 의해 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정함으로써 수행되는 것일 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 상위 계층 우선도를 동적으로 변경하는 단계를 더 구비할 수 있다.

하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값이 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 삭감을 지시하는 값인 경우에는 증가를 나타내는 값인 경우보다 하위 계층 시스템 감도를 높게 함으로써 총 소비 전력의 제어에서 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지도록 또한, 안정성을 개선하도록 상기 전력 제어 방법을 더 구성할 수 있다.

하위 계층 그룹 내에서 소비해야 할 총 소비 전력에는 상한값과 하한값이 제공되어, 동보 송신 요소에서 수행되는 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값의 결정은 갱신 후의 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력이 상한값을 상회하지 않고, 또한, 하한값을 하회하지 않도록 동보 송신 요소가 판단한 범위에서 수행되도록 상기 전력 제어 방법을 더 구성할 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 제어를 반복하여 조정되는 총 소비 전력의 현재값의 추이를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 감시하는 단계, 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이의 제어가 k 회 반복된 시점의 값을 x_k로 하고(k는 0 이상의 정수) 제어가 k+1 회 반복된 시점의 값을 x_k+1로 했을 때

에 의해 주어지는 등가 추이 비율 C_k,eq를 동보 송신 요소 또는 총 소비 전력 감시 요소가 추정하고, 등가 추이 비율 C_k,eq의 추정값을 이용하여 전력 제어 방법의 건전성을 평가하는 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하는 단계, 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 부 제약 정보를 더 수신하는 단계, 1 이상의 전력 소비 요소 중 부 제약 정보에 근거한 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 또한, 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하는 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 전력 제어 방법은 동보 송신과 더불어, 동보 송신 요소와 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이에 쌍방향 통신하는 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 전력 제어 방법에 있어서, 1 이상의 전력 소비 요소는 특정 주거, 사무실, 건물, 지역에 속하는 1 이상의 전력 소비 기기 또는 특정 주거, 사무실, 건물, 지역의 집합체에 속하는 복수의 전력 소비 기기의 집합체일 수 있다.

상기 전력 제어 방법에 있어서, 1 이상의 전력 소비 요소는 이동체 또는 이동체의 집합체일 수 있다.

또한, 본 발명은 동보 송신 요소가 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 정보 전달 요소를 포함하는 그룹 내에서 점유되는 총 정보 전달 능력의 현재값과 총 정보 전달 능력의 기준값과의 차이를 측정하는 단계, 동보 송신 요소가 차이의 함수인 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 결정하고, 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하는 단계, 동보 송신 요소가 정보를 그룹 내에 동보 송신하는 단계, 1 이상의 정보 전달 요소가 동보 송신된 정보를 수신하는 단계, 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도와 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 정보 전달 능력 갱신에 이용해야 할 정보 전달 능력 갱신 값을 1 이상의 정보 전달 요소 중 자기 이외의 정보 전달 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하는 단계, 및 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 정보 전달 능력 갱신 값에 근거하여 자기의 정보 전달 능력을 제어함으로써 그룹 내의 총 정보 전달 능력을 제어하는 단계를 구비한 정보 전달 능력 제어 방법을 제공한다.

상기 정보 전달 능력 제어 방법의 일례에서 동보 송신 요소는 통신 서버이고, 정보 전달 요소는 클라이언트 머신이며, 정보 전달 능력은 통신 속도일 수 있다.

또한, 본 발명은 동보 송신 요소와 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비하고, 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 구비하고, 동보 송신 요소가 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 현재값과 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 기준값과의 차이를 측정하고, 차이의 함수인 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 결정하고 또는 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 전력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 일반적으로는 다변량의 정보를 생성하고, 정보를 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 정보를 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도 와 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력의 갱신에 이용해야 할 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 상위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 동보 송신 요소와 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비하고, 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 구비하고, 동보 송신 요소는 상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태에서 연산되는 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하도록 구성되는 동시에 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 측정하고, 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태와 상위 계층 우선도와 상위 계층 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태의 갱신에 이용해야 할 일반적으로는 다변량의 하위 계층 전력 조정 지시값을 결정하고, 또는 하위 계층 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 하위 계층 전력 조정 지시값을 나타내는 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하고, 하위 계층 정보를 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하도록 구성되고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신 요소에서 동보 송신된 하위 계층 정보를 수신하도록 구성되고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 하위 계층 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 자기의 소비 전력 또는 전력 공급 상태의 갱신에 이용해야 할 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 동보 송신 요소가 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비하고, 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 현재값과 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 기준값과의 차이를 측정하고, 차이의 함수인 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 결정하고 또는 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 전력 조정 지시값을 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 일반적으로는 다변량 정보를 생성하고, 정보를 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신된 정보를 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 우선도 및 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력의 갱신에 이용해야 할 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 동보 송신 요소가 상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태에서 연산되는 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하는 동시에, 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비하고, 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 측정하고, 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태와 상위 계층 우선도와 상위 계층 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 하위 계층 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태의 갱신에 이용해야 할 일반적으로 다변량의 하위 계층 전력 조정 지시값을 결정하고 또는 하위 계층 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 하위 계층 전력 조정 지시값을 나타내는 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하고, 하위 계층 정보를 계층 그룹 내에 동보 송신하고, 1 이상의 전력 소비 요소가 동보 송신 요소에서 동보 송신된 하위 계층 정보를 수신하고, 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 하위 계층 우선도와 하위 계층 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 또는 전력 공급 상태의 갱신에 이용해야 할 전력 갱신 값을 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 방법을 제공한다.

일본 특허 출원 2014-12924호에서 제안한 방법에서 발생하는 서버와 개별 클라이언트 사이의 1 대 1 쌍방향 통신이 필요해지는 문제의 해결을 어렵게 하고 있는 최대의 장애는 그룹 내에서 제어 대상의 클라이언트 이외의 다른 클라이언트에 관한 정보(우선도나 현시점의 소비 전력 등)도 종합하지 않고는 자원 제약 하의 최적화 문제의 해를 구할 수 없는 점이다. 그룹 내의 클라이언트에서 정보를 수집하고 최적화 문제의 해를 구하기 위하여, 일 예에서는 도메인 내에 전용 서버 요소를 제공하는 조치가 취해지지만, 이 경우 서버와 다수의 클라이언트간에 1 대 1 쌍방향 통신이 발생하는 것 의해 통신량이 증가하고, 고속 전력 제어 처리가 수에 따라 통신량이 증가하고 고속 전력 제어 처리가 방해 받게 된다.

이에 대해, 본 발명의 전력 제어 시스템 및 방법에 있어서, 각 전력 소비 요소의 우선도는 해당 요소로 파악되어 있으면 되고, 서버 등에 의해 수집할 필요는 없다. 또한, 본 발명의 전력 제어 시스템 및 방법에 있어서는 각 요소의 소비 전력의 현재값을 서버 등이 수집할 필요도 없다. 도메인 내에서 공유되어야 할 정보는 총 소비 전력 조정 지시값뿐이며, 이것은 동보 송신 요소가 스스로 측정하여 결정하거나 측정 값이 제공되어 결정하고, 그룹 내에 동보 송신하여 공유할 수 있다. 도메인 내에서 공유되어야 할 정보와 개별 전력 소비 요소가 파악하고 있으면 좋은 정보를 식별 분리하여, 전력 제어를 분산 처리화함으로써 통신량을 대폭 삭감할 수 있다. 동일한 원리를 정보 전달 요소가 속하는 도메인에 적용하면, 다량의 통신을 요구하지 않고 도메인에서의 정보 전달 능력의 제어를 수행할 수 있게 된다.

도 1a는 일본 특허출원 2014-12924호에서 제안된 전력 제어의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. (서버로부터의 소비 전력, 우선도 등의 조회)
도 1b는 일본 특허출원 2014-12924호에서 제안된 전력 제어의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. (서버로부터의 조회에 대한 각 기기의 회답)
도 1c는 일본 특허출원 2014-12924호에서 제안된 전력 제어의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. (서버에 의한 수집한 정보를 이용한 소비 전력 할당의 계산)
도 1d는 일본 특허출원 2014-12924호에서 제안된 전력 제어의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. (서버에 의한 각 기기로의 할당 전력의 배신)
도 1e는 일본 특허출원 2014-12924호에서 제안된 전력 제어의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. (각 기기에 있어서 할당 전력에 따른 소비 전력 제어의 실시)
도 2a는 본 발명에 따른 전력 제어의 일 실시예에서 수행되는, 동보 송신 요소에서 전력 소비 요소로의 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보의 동보 송신을 나타내는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 전력 제어의 일 실시예에서 독립, 또한, 병렬로 수행되는, 각각의 전력 소비 요소에서의 소비 전력 갱신의 실시를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력 제어의 일 실시예에서 수행되는 처리의 흐름도이다.
도 4는 상위 계층에서 동보 송신된 정보에 근거하여 하위 계층의 전력 제어를 수행하는 본 발명의 일 실시예로 구성되는 전력 제어 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력 제어에 있어서 우선도의 정의 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 칼만 필터를 이용하여 등가 추이 비율을 추정하고, 시스템 및 방법의 건전성을 평가하면서 전력 제어를 수행할 때의 동작 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전력 제어에 있어서 이용할 수 있는 동보 송신 요소의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전력 제어에 있어서, 전기 기기를 전력 소비 요소로서 작동시키기 위한 인버터 장치형 모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 제어에서 전기 기기를 전력 소비 요소로서 작동시키기 위한 인버터 제어형 모듈의 구성도이다.
도 10은 우선도 설정에 있어서의 사다리꼴 방안을 설명하는 도면이다.
도 11은 우선도 설정에 있어서의 사다리꼴 방안을 설명하는 도면이다.
도 12는 직선형·쌍곡선형 우선도 설정을 설명하는 도면이다.
도 13은 부 제약의 설정 예를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명에 관계되는 정보 전달 능력 제어 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 전력 제어 시스템, 방법 및 정보 전달 능력 제어 시스템, 방법을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 본 발명에 따른 전력 제어 시스템, 방법의 개념, 구체적인 순서를 먼저 설명하고, 다음으로 해당 방법을 실시하는 시스템을 구성하기 위한 장치 구성의 일례를 설명하며, 또한, 본 발명에 따른 전력 제어와 같은 원리로 실시 가능한 자원 제어의 일례로서 정보 전달 능력의 제어를 설명한다. 상기에서 "동보" 또는 "동보 송신"에 관한 정의를 내렸지만, 이하에서도 그것을 참조한다. 단, 본 발명의 각 시스템 및 방법은 각 실시예에서 나타나는 특정의 구체적인 구성으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

전력 제어 방법의 개념

본 발명의 일 실시예에 관계되는 전력 제어는 상기 식(3)에서 Q가 대각 행렬인 경우, 상기 식(5)에 나타내는 최적화 문제의 해의 간소화 된 표현인 이하의 식(14)

에 근거하여 수행된다. 여기에서 f_i,k는 시스템 내에서 전력 제어가 k 회(k는 0 이상의 정수) 반복된 시점("현 시점"이라고 한다)에서의, 그룹에 포함되는 i 번째(i는 1 이상의 정수)의 전력 소비 요소의 소비 전력이며, 상기 식(14)은 k+1 회째의 전력 제어에서 실현되어야 할 i 번째 전력 소비 요소의 소비 전력 f_{i,k +1}을 결정하기 위한 식이다. 상기 식(14)에서 Q_ii는 i 번째 전력 소비 요소에 주어진 우선도이다. 또한, ΔP는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값(동보 송신 요소가 측정하거나 또는 측정하는 다른 요소에서 동보 송신 요소가 수령한다)에서 해당 총 소비 전력의 기준값(그룹에 포함되는 각 전력 소비 요소의 정격 소비 전력의 합 등. 일례에서 미리 동보 송신 개체에 기억되어 있다)를 감산하여 얻어지는 차이이며, 그룹 내에서 삭감해야 할 총 소비 전력 값(차이가 음이면 복구해야 할 전력에 해당함) 이라고도 할 수 있다. S_t는 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하는 때의 삭감해야 할 전력 ΔP(음이면 ΔP의 절대 값을 복원해야 할 전력에 해당함. 다음에 있어서도 마찬가지이다)에 대한 감도에 해당하고, 여기서는 시스템 감도라 칭한다. 이 시스템 감도는 이론적으로는 "1"로 하는 것이 바람직하지만 다른 감도를 의도하고 설정하는 것에 지장을 주지는 않는다. 또한, 다음 예에서 상기 현재값과 기준값의 차이에 시스템 감도를 곱하여 얻은 값을 총 소비 전력 조정 지시값으로 하여, 이를 나타내는 정보를 동보 송신 요소가 각 전력 소비 요소에 동보 송신하지만, 총 소비 전력 조정 지시값은 상기 차이 값, 그 자체일 수도 있고, 이 경우는 시스템 감도를 이용할 필요가 없다(시스템 감도를 "1"로 고정한 경우와 동등하다).

도메인 내에서 공유되어야 하는 것은 전력 제어의 대상 그룹 내 전체에서 삭감 또는 회복해야 할 전력 ΔP와 거기에 시스템 감도 S_t를 곱한 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보뿐이다. 이 정보는 동보 송신 요소(경보 요소)에 의해 그룹 내의 각 전력 소비 요소에 동보 송신된다(도 2a). 정보를 수신한 대상 그룹 내의 각 전력 소비 요소는 상기 식(14)에 나타낸 바와 같이 이 총 소비 전력 조정 지시값을 각 전력 소비 요소에 대해 정의되는 우선도로 나누어(역수를 곱하고), 각 전력 소비 요소로 삭감해야 할 전력 또는 복구해야 할 전력(소비 전력 갱신 값)을 산출하고, 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 변경한다(도 2b).

또한, 일반적으로는 Q가 비 대각 요소를 가지는 경우에는, 연산은 자기의 우선도 만의 단순한 나눗셈뿐만이 아니라 어떠한 규칙에 의해 자기가 알 수 있는 우선도를 포함하는 함수로 정해진 연산을 수행할 수도 있다.

식(5)에서는 제약 조건은 각 전력 소비 요소에서 소비되는 전력의 선형의 총 합으로 설명을 하고 있지만, 일반적으로는 각 전력 소비 요소에서 소비되는 전력에서 연산되어 정해지는 비선형 정보일 수도 있다. 예를 들어, 모든 요소의 최대 소비 전력과 최소 전력의 절대차일 수도 있다. 동보되는 정보는 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태이다. 또한, 동보 송신되는 정보는 스칼라 량으로 한정될 필요는 없고, 제약 조건의 내용에 따라서는 다변량을 취하는 경우도 포함한다.

이와 같이, 특허 출원 2014-12924호에서 제안된 방법과는 달리, 본 발명에 따른 전력 제어에서는 동보 송신 요소와 전력 소비 요소 사이에서 정보 수집과 전력 할당량 산출을 분담시킬 수 있다. 동보 송신 요소가 각 전력 소비 요소에서 정보 수집을 할 필요는 없고, 각 전력 소비 요소의 처리는 전체 전력 소비 요소에서 동시에 실행할 수 있기 때문에 처리 시간은 크게 단축된다. 또한, 상기 식(14)에서 상술한 바와 같이 f_i,k를 현 시점의 i 번째 전력 소비 요소의 소비 전력으로 하는 것은 필수가 아니고, 상기 식(6)~(8)에서 최적 해를 구한 경우와 마찬가지로 f_i,k를 0으로 하고(일단 그룹 내의 각 전력 소비 요소의 동작을 오프로 하고) fi_{,k +1}을 구함으로써 각 전력 소비 요소에서 최적 해를 구할 수도 있다. 시스템 감도와 각 전력 소비 요소 우선도 간에는 이론적인 관계가 있고, 이 반복으로 수렴시킬 수 있는 조건이 존재한다. 그 안정성을 확보할 수 있는 폭은 매우 넓고, 본 방식이 실시에 유효하다는 것을 후술한다.

또한, 상기 시스템 감도 S_t는 전형적으로 동보 송신 요소에 "1" 등의 규정 값으로 기억되고 있지만, 이 값을 동적으로 변경할 수도 있다. 예를 들어, 상기 식(14) 중 ΔP가 양수인 경우(그룹 내의 총 소비 전력의 현재값이 기준값보다 큰 경우)의 시스템 감도 S_t를 ΔP가 음수인 경우(그룹 내 총 소비 전력의 현재값이 기준값보다 작은 경우)의 시스템 감도 S_t보다 크게 하면 그룹 내 총 소비 전력 제어에서는 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성을 높일 수 있다(이 같은 판단 처리는 동보 송신 요소 내의 판단/실시계 회로 등에서 수행된다). 또한, 안전성도 향상될 수 있다. 각 전력 소비 요소가 갖고 있는 자기 우선도 Q_ii을 임의의 간격(통신량의 증대를 피하기 위해, 전형적으로는 각 전력 소비 요소에 의한 상기 식(14)의 제어가 수행되는 간격보다도 충분히 긴 간격)에서 동보 송신 요소에 송신하도록 하면(동보 송신 요소와 전력 소비 요소와의 쌍방향 통신. 또한, 자기의 우선도를 송신하는 것은 그룹에 포함되는 전력 소비 요소 중 일부일 수 있다), 동보 송신 요소는 이상적인 시스템 감도(실효 시스템 감도라 칭한다)이다.

를 시스템 감도 S_t로 할 수 있다. 상기 식(15)의 시스템 감도 S_t에 ΔP를 곱한 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보를 동보 송신하고, 이를 이용하여 각 전력 소비 요소가 상기 식(14)에서 자기의 소비 전력을 제어한 경우에는 갱신 후의 소비 전력은 상기 식(5)에서 주어지는 최적 해와 일치한다. 우선도가 동적으로 변경되어, 각 전력 소비 요소에서 동보 송신 요소로의 우선도의 송신을 빈번하게 수행하지 않는 경우에는 동보 송신 요소가 갖고 있는 우선도 정보가 오래된 것이라는 점도 가능하지만, 우선도의 동적 변화가 그다지 크지 않은 경우에는 동보 송신 요소가 상기 식(15)에 의해 결정하는 시스템 감도 S_t는 여전히 실효 시스템 감도에 가까운 것으로 생각할 수 있다.

상술한 바와 같이, 공유되어야 할 정보(총 소비 전력 조정 지시값)는 수신처에 특정 요소 식별을 행할 필요가 없는 정보이기 때문에 정보 공유는 동보 통신(브로드 캐스트 통신)으로 수행할 수 있다. 또한, 각 전력 소비 요소 상에서만 필요한 현 시점의 소비 전력 및 우선도는 각 전력 소비 요소 상에서 외부 발신할 필요 없이 각 전력 소비 요소는 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보를 수신하면 된다. 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이를 측정하고, 그 함수로 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하는 동보 송신 요소에서 도메인에 속하는 요소 수와 무관하게 1 회 동보 송신이 수행되기만 하면 되고, 본 실시예의 전력 제어의 실행에 있어서는 통신량을 대폭 삭감할 수 있다. 도메인에 속하는 요소 수가 1 개인 경우에도, 수만 개의 경우에도 이 분산 처리 형의 전력 제어 시스템에서는 제어 사이클 시간의 확대를 요하지 않고, 빠른 응답을 계속해서 유지할 수 있다. 서버 클라이언트간 통신에서 전체 전력 소비 요소의 정보를 획득하여 1 회 사이클로 이상적인 제어 해를 실현하는 것보다 처리를 동보 송신 요소와 전력 소비 요소로 분담하고 왕복 통신을 1 방향 통신으로 하면서 반복 횟수를 거듭한 쪽이 압도적으로 빠른 점을 이용한 것이 본 실시예의 전력 제어에 의한 고송 동작을 가능하게 하는 방안의 근본이며, 본 실시예의 최대의 특징 중 하나이다.

또한, 방송 등에서 미리 결정된 비율로 전력 할당을 수행하기 위해, 협의의 의미에서의 동보 송신에 의해 일제 호령하고, 도메인 내의 기기로의 제어를 수행하는 종래 기술도 존재하지만, 자원 제약을 충족하는 해를 제공하기에는 멤버 요소로의 할당량의 총합이 제약에 부합한다는 것의 증명이 필요하고, 그러한 호령에 의한, 이른바 피드 포워드(feedforward)적인 방법으로는 달성하는 보증을 부여할 수 없다. 또한, 특히 사무실의 조명 기기와 같이 사용자 수나 조도 환경에서 우선도가 동적으로 변경하는 일이 생기는 경우에는 호령 방식의 기정 동작 모드의 선택만으로는 우선도 기반의 최적화 해를 구하는 것은 불가능하다.

본 방식의 특징은 단순한 호령에 의한 제어가 아닌 제어 처리를 동보 송신 요소와 전력 소비 요소 양쪽으로 분담함으로써 최적 해를 빠르게 구하는 기능을 제공하는 것이다.

(바람직한 실시 방법과 기대되는 효과)

상술한 방안은 최적화 계산법에 근거하여 논의되었지만 일련의 조작에 의해 일반적으로 정의하는 것이 가능하다. 상기 식(14) 중 ΔP는 시스템내의 전력 제어가 k 회 반복된 시점에서의, 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값에서 해당 총 소비 전력의 기준값을 빼서 얻어지는 차이이기 때문에, 여기에서는 ΔP_k로 나타낸다. ΔP_k은 그룹 내의 총 소비 전력의 기준값에서 본 상대적인 현 시점의 총 소비 전력, 즉 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력이다.

k 회째 전력 제어 처리에서 i 번째(i=1~N. 단, 그룹 내에 포함되는 전력 소비 요소의 총 수를 N으로 했다)의 전력 소비 요소로서 정의되는 각 전력 소비 요소가 ΔP_k의 함수인 α_i(ΔP_k) 만 소비 전력을 삭감(α_i(ΔP_k)가 양수인 경우. 음수이면 α_i(ΔP_k)의 절대 값만큼 회복. 이하 동일)하는 제어를 수행했다고 하면, k+1 회째의 전력 제어 처리에서 그룹 내의 총 소비 전력에서 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력 ΔP_{k +1}은 이하의 식(16)에서 나타난다.

여기서 ΔP_k=0 일 때 α_i(0)=0으로 정의하고, α_i(ΔP_k)는 이하의 식(17) 대로 전개할 수 있다고 가정한다.

즉, 그룹 내의 총 소비 전력에서 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력은 이하의 식(18)의 과정에서 추이한다.

따라서 이하의 식(19)의 조건이 성립하도록 함수 α_i을 설정할 수 있다면, 전력 제어를 반복하는 것에 의해 ΔP가 수렴하기 위해 그룹 내에서 총 소비 전력의 제약을 충족하는 제어를 수행할 수 있게 된다.

이 조건은 매우 완만하며, α_i 에 대해 광범위한 함수 표현 도입을 가능하게 한다.

α_i 또는 β_i에 관해 어떤 조건을 부여하면, 이들은 우선도 설정을 기술하게 된다. 이것을 아래에 나타낸다.

가장 간소화된 이 분산 처리는 이하의 식(20)에 의해 기술될 수 있다.

상기 식(20)을 이하의 식(21)과 같이 더 변형할 수 있다.

최적화 문제의 구해(求解)에 의해 얻어진 상기 식(5)과 상기 식(21)을 비교하면 최적화 문제의 전력 할당 해는 β_i=1/Q_ii로 두는 것에 대응하고, 상기 식(20)에서 든 가장 간소화된 제어 방법이란 상기 식(21)에 나타낸 바와 같이 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력 ΔP_k에 β_i의 총합 값을 곱한 양을 재할당하는 문제의 해와 등가인 것을 확인할 수 있다. 특히 그 총합이 하기 식(22)

를 충족하면, 상술한 안정성 조건의 중심 조건을 충족하며 본래의 문제인 삭감 또는 회복해야 할 소비 전력을 재할당하는 최적화 해가 제공되는 것으로 이해할 수 있다. 이는 β_i의 총합을 "1"로 하는 것의 본래의 의의를 논하고 있다. 최적화 문제에서 변형하여 부여한, 각 요소 상에서의 처리로 부여한 시스템 감도도 이론적으로는 동일한 "1"을 설정하는 것이 바람직하지만, 다시 개별 요소에서의 간소화된 처리에서 쉽게 알 수 있듯이, 굳이 시스템 감도를 "1"이 아닌 값으로 하는 것은 삭감 또는 회복해야 할 소비 전력의 S_t 배를 재할당하는 다른 문제를 굳이 제공하는 운용 방법에 대응하고 있음을 알 수 있다. 따라서 시스템 감도를 반드시 "1"이 아닌 값으로 운용하는 경우가 있을 수 있다.

이 극단적으로 간략화된 도메인 내에서의 정보 공유와 도메인 내의 각 전력 소비 요소 상에서의 처리에 시스템 내의 처리를 분산시킴으로써 대폭적인 고속화를 도모할 수 있다. 도메인 내에 놓여지는 전력 소비 요소 수가 1 개인 경우든 수만개의 경우든 이 분산 처리형 전력 제어 시스템, 방법에 있어서는 제어 사이클 시간의 확대를 요하지 않고 빠른 응답을 계속해서 유지할 수 있다. 전체 전력 소비 요소의 우선도를 집계하는 것을 요하지 않고 제어가 수렴하는 최대 요인은 이 우선도의 역수의 총합을 예를 들어, 상기 식(22)에 나타낸 바와 같이 규격화하여 사용하는 점이고, 이 점이 이 제어를 가능하게 하고 있는 가장 중요한 착상이다. 실제로 우선도를 어떻게 할당하는 지가 실용화에 크게 관여한다. β_i=1/Q_ii로 역수로 두는 것은 본질이 아니고, 전체 시스템 감도를 무엇인가로 규격화하는 것이 본질이다. 구체적인 설정 방법을 후술한다.

전력 제어 방법의 구체적인 절차

여기서, 도 3의 흐름도를 이용하여 본 실시예에 따른 전력 제어 방법의 구체적인 절차를 설명한다.

우선 후술하는 도 7과 같은 구성의 동보 송신 요소(스마트 미터 등)가 그룹 내의 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이를 측정한다(단계 S301). 일례에서는 전력계를 구비한 동보 송신 요소를 배전반에 연결하는 등 하여 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값을 측정하고, 그룹 내에 포함되는 전력 소비 요소의 정격 소비 전력의 합계(일례에서는 동보 송신 요소가 구비하는 메모리 등에 미리 기억되어 있다)를 해당 현재값에서 빼서 상기 차이를 측정한다.

다음에 동보 송신 요소가 상기 차이에 시스템 감도를 곱하고 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 이를 나타내는 정보를 생성한다(단계 S302). 상술한 바와 같이 시스템 감도는 전형적으로는 "1"이지만, 이 이외의 값을 사용할 수도 있다. 시스템 감도도 전형적으로는 동보 송신 요소의 메모리 등이 미리 기억하고 있다. 상기 차이 자체를 총 소비 전력 조정 지시값으로 할 수도 있는(시스템 감도를 이용하지 않아도 되는) 것은 이미 기술한 바와 같으며, 상기 차이가 예를 들어 양수인 경우에는 음수인 경우보다 시스템 감도를 높이면, 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지는 것도 이미 기술한 바와 같다.

다음에 동보 송신 요소가 상기 정보를 그룹 내에 동보 송신한다(단계 S303).

동보 송신에 있어서 수신처 지정은 불필요하고, 예를 들어 특정 무선 주파수에서 동보 송신 요소에서 정보가 브로드 캐스팅된다.

다음으로 그룹에 포함되는 각각의 전력 소비 요소가 상기 정보를 수신한다(단계 S304). 전력 소비 요소란 전기 기기에 대해서 예를 들어, 도 8, 도 9에 나타내는 모듈을 설치함으로써 구성되는 요소이며(해당 모듈에 의해 부여할 기능을 전기 기기가 갖고 있다면 모듈은 필요 없음), 예를 들어, 안테나 및 각종 통신 회로를 이용하여 상기 무선 주파수에서 송신된 정보를 수신한다.

다음으로 각각의 전력 소비 요소가 수신한 정보와 자기의 우선도에서 소비 전력 갱신 값을 결정한다(단계 S305). 일례에서는 상기 식(14)에 나타낸 바와 같이 수신한 정보로부터 얻어지는 총 소비 전력 조정 지시값(ΔP×S_t)에 자기의 우선도의 역수(1/Q_ii)를 곱함으로써 전력 갱신 값을 결정한다. 각각의 전력 소비 요소는 자기의 우선도 Q_ii 만을 기억하고 있으면 되고, 이 우선도는 임의의 타이밍에 동적으로 변경 가능하다(도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이 전력 소비 요소에 유저 인터페이스를 제공하고, 이를 통해 유저가 우선도를 설정할 수도 있고 또는 임의의 판단/실시 회로의 동작에 의해 변경할 수도 있다).

다음에 각각의 전력 소비 요소가 자기가 결정한 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어한다(단계 306). 일례에서 각각의 전력 소비 요소는 자기가 구비하는 차단기, 인버터(도 8, 도 9)의 제어를 통해 전력 갱신 값의 값만큼 자기의 소비 전력을 삭감한다(또는 상기 식(14)의 ΔP가 음수이면 회복한다). 단, 개별 전력 소비 요소에서 소비해야 할 전력에 상한값과 하한값이 제공되어 있는 경우는 이 상한값을 상회하지 않고, 하한값을 하회하지 않는 소비 전력 범위 내에서 제어가 수행된다. 예를 들어, 전력 갱신 값만큼 소비 전력을 삭감하면, 전력 소비 요소가 동작 불능이 되어 버리는 경우에는 동작 가능한 최저 레벨까지 밖에 소비 전력은 삭감되지 않으며, 또는 소비 전력 갱신 값의 값만큼 전력 소비 요소의 소비 전력을 회복시키면 해당 전력 소비 요소의 정격 소비 전력을 초과해버리는 경우에 정격 소비 전력까지의 회복에 고정시켜 두는 것이 가능하다. 이를 통해 그룹 내의 소비 전력이 제어된다.

로버스트(robust)성과 플러그 앤 플레이성

시스템 감도 S_t가 "1"로 조정된 상황에서 어느 특정 전력 소비 요소에서 우선도 설정이 독립적으로 수행된 경우를 생각한다. 즉, k 회째 전력 소비 요소에서 우선도가 Q_kk,0에서 Q_kk,1로 커지도록 조정된 경우, 하기 식(23)

단,

이면

의 변형에서 알 수 있듯이, 결과로서 풀이되는 문제는 삭감 또는 회복해야 할 전력이 ΔP에서 (1-ε)ΔP으로, 약간이지만 수정된 문제에 상당하는 것을 알 수 있다. ε가 작으면 상술한 안정 조건에도 영향은 경미하다. 이것은 자원 제약 문제를 "서로 닮음(相似)" 로 구하는 것을 가능하게 하는 동시에 도메인에 소속되는 각 전력 소비 요소에서 시시각각으로 정의될 수 있는 우선도의 변화를 흡수할 수 있는 우수한 특성을 나타내는 것이다.

다음으로 원래 N 개의 전력 소비 요소를 포함하여 구성되어 있던 도메인에 새로 다른 전력 제어 능력이 있는 전력 소비 요소가 갑자기 나타난 경우를 생각한다. 본 실시예의 전력 제어에서 도메인 통신으로는 동보 송신 요소(경보 요소)에서 동보 통신에 의한 송신만이 필요하며, 새로운 전력 소비 요소의 참가나 이탈은 통신량에 영향을 주지 않는다. 새로운 전력 소비 요소가 갖는 우선도를 Q_{N + 1,N +1}로 하면, 시스템 감도는 이하의 식(24)

단,

의 S_t가 된 경우와 동일하고, 이것은 본래의 자원 제약이 따르는 최적화 문제에서 삭감 또는 회복해야 할 소비 전력을 (1+ε') 배 한 문제에 등가이며, "서로 닮음"의 해를 제공할 수 있음을 나타내고 있다. ε'이 작으면 전술의 안정성에 관해서도 영향은 경미하며, 전력 제어는 플러그 앤 플레이성을 갖는 것을 알 수 있다.

소프트 브레이커

본 실시예의 시스템을 계층 구조의 일부를 이루도록 구성할 수 있다. 일례에서 동보 송신 요소는 상하 2 개의 계층 사이에 있고, 상위 계층에서는 멤버 요소(전력 소비 요소와 같이 행동하고, 상위 계층의 동보 송신 요소로부터 수신한 정보를 이용하여, 하위 계층 그룹 내에서 삭감 또는 회복해야 총 소비 전력을 결정한다)가 되고, 하위 계층에서는 동보 송신 요소(경보 요소)가 된다(도 4). 이러한 동보 송신 요소(하위 계층 동보 송신 요소)를 "소프트 브레이커" 라고 부르기로 한다. 소프트 브레이커의 구체적인 구성은 이미 설명한 동보 송신 요소(도 7)와 동일하지만, 하위 계층 그룹에 대한 동보 송신기능뿐만 아니라 상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신된 상위 계층 정보를 수신하는 기능도 갖고 있는 점이 다르다.

소프트 브레이커는 상위 계층에서 상위 계층 도메인의 상위 계층 동보 송신 요소(경보 요소)에서 동보 송신으로 발생되는 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값(상위 계층 도메인에서의 상위 계층 시스템 감도와 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력의 곱)을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하고, 스스로가 갖는 상위 계층에서의 우선도에 근거하여 예를 들어, 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 상위 계층 우선도로 나누거나 하여 스스로가 관할하는 하위 계층 그룹에 있어서 할당될 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력을 산출한다. 상위 계층 동보 송신 요소에 대하여, 소프트 브레이커가 송신을 수행할 필요는 없다(단, 스마트 그리드의 클라이언트 등으로서 "시각화"를 위한 정보를 요구에 근거하여 송신하는 것을 방해하지 않는다. 예를 들어, 일정 타이밍에 상위 계층 우선도를 송신하거나 할 수 있다). 그 후 이미 설명한 바와 같이, 임의로 이 값에 시스템 감도(하위 계층 시스템 감도)를 곱하거나 하여 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 이를 나타내는 정보(하위 계층 정보)를 하위 계층 그룹에 대하여 동보 송신한다. 하위 도메인에 속하는 전력 소비 요소에서 아무런 수신도 수행할 필요는 없다(이미 기술한 바와 같이 임의의 타이밍에 하위 계층의 우선도를 수신할 수도 있다). 하위 계층 정보를 수신한 하위 계층 그룹내의 전력 소비 요소는 이미 기술한 바와 같이 자기에게 주어지거나 스스로 결정된 우선도(하위 계층 우선도)를 이용하여 자기의 소비 전력에서 삭감 또는 회복해야 할 전력 갱신 값을 결정하고, 이에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어한다.

상위 계층 우선도, 하위 계층 우선도는 임의의 타이밍에 동적으로 변경이 가능하다(도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이 전력 소비 요소에 유저 인터페이스를 제공하고, 이를 통해 유저가 우선도를 설정할 수도 있고, 또는 임의의 판단/실시 회로의 동작에 의해 변경할 수도 있다). 하위 계층 시스템 감도에 대해서, 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값이 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 삭감을 지시하는 값인 경우에는 증가를 나타내는 값인 경우보다 하위 계층 시스템 감도를 높이면 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력의 증가보다 삭감의 응답성이 높아지는 것도 이미 기술한 바와 같다. 계층 그룹 내에서 소비해야 할 총 소비 전력은 상한값과 하한값을 제공해 총 소비 전력이 상한값을 상회하지 않고 하한값을 하회하지 않으면, 소프트 브레이커 판단한 범위 내에서 하위 계층 총 소비 전력을 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 소프트 브레이커가 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력을 측정 한 다음, 만약에 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값만큼 총 소비 전력을 삭감, 회복했다면 갱신 후의 총 소비 전력이 동작 가능한 하한값을 하회해 버리는 또는 상한값인 정격 소비 전력(하위 계층 그룹 내의 전력 소비 요소의 정격 소비 전력의 합계)를 초과해 버리는 경우에 갱신 후의 총 소비 전력이 상한값과 하한값 사이에 머물도록 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 변경하는 등의 운용이 가능하다.

수치 계산에 의한 모의 실시예

다음 표 1~표 8에 나타내는 수치 예-1은 서로 다른 6 개의 전력 소비 요소가 있고, 그들에게 서로 다른 우선도를 정의한 경우에 있어서, 초기에는 모든 요소가 온 상태이며, 초과 전력이 200W가 되고 있는 상황에서 본 실시예에 따른 전력 제어를 7 회 모의적으로 실시한 경우의 수치 계산에 의한 결과이다(전력의 단위는 W).

이 예에서, 동보 송신 요소(경보 요소)는 시스템 감도를 "1"로 상정하고 있지만, 시스템 내의 전력 소비 요소는 각자 독립적으로 우선도를 설정하고 있고, 실효 시스템 감도는 0.75였다. 즉, 표 1~표 8의 결과는 동보 송신 요소가 4/3 배만큼 과잉된 제어 요구를 예기치 않게 반복한 예에 대응한다. 이 예에 있어서는 총 소비 전력 회복시의 시스템 감도의 저감, 즉 비선형 제어를 수행하고 있지 않다. 표 1~표 8의 결과를 통해 도메인 내에서는 신속하게 제어가 달성되고 있는 것을 알 수 있다.

다음으로 전력 소비 요소 E의 우선도를 매우 크게 하여 수행한 모의 실시(수치 예-2)의 결과를 다음 표 9~16에 나타낸다.

수치 예-2에서도 도메인 내의 전력 소비 요소는 6 개인데, 여기에서는 하나의 전력 소비 요소에 매우 높은 우선도를 부여하고, 제어 지령을 거의 무시하는 요소를 도입하고 있다. 또한, 동 요소는 독립적으로 소비 전력 변경을 수행하고 있는 예이다. 본 제어에서는 이와 같이 도메인 내에 제어 지령을 수신하지 않거나 또는 무시하는 멤버 개체가 존재하는 것을 용인하고 있고, 그럼에도 불구하고, 제어는 대체로 순조롭게 총 전력의 규제를 만족하고 있는 것을 알 수 있다.

안정성들에 관련된 시스템 감도의 설정과 건전성의 추정 및 성능 향상 이상적인 실효 시스템 감도와 동보 송신 요소(경보 요소)가 갖고 있는 시스템 감도(기본 초기 값은 "1"이다)에는 차이가 있고, 대폭적인 엇갈림이 있으면 전술과 같이 전력 제어의 안정성을 해칠 가능성이 있다. β_i의 총합이 "1"을 하회하는 경우에는 점근적인 수렴이 생기는 것만으로 장애는 되지 않지만, "1"을 크게 초과하는 것은 발진적인 양상을 나타내기 때문에 바람직하지 않다. 이를 방지하는 가장 간단한 방안은 시스템 감도에 비선형성을 도입하는 것이다. 구체적으로는 총 소비 전력이 삭감 방향으로 조정되어야 하는 경우에는 정의한 대로의 시스템 감도를 이용하고, 대조적으로 잉여 전력을 검출하고 회복시키는 경우에는 시스템 감도를 낮추고, 동보 송신 요소에서 공유되어야 할 상술한 정보를 송신하는 것이다. 이를 통해 전술한 안정성이 확보되는 범위를 크게 개선할 수 있다.

한편, 실효 시스템 감도가 각 전력 소비 요소에서의 독립적인 정의에 의하여 동보 송신 요소가 갖는 시스템 감도에서 크게 다른 값으로 되어있는 것은 바람직하지 않다. 이에 대해서는 동보 송신에 의한 고속 전력 제어에 병행하여 저속 쌍방향 통신에 의해 각 전력 소비 요소의 우선도를 동보 송신 요소에 송신하고, 각 전력 소비 요소에서 정보를 수집하는 방법으로도 대응할 수 있지만, 본래의 본 발명에서 요구하는 분산 처리의 사고 방식에 근거하여 분산성을 확보하면서 실효 시스템 감도의 추정을 수행하여 건전성을 확인하는 방법이 존재한다. 이 결과로서 성능 향상에도 이어진다.

본 실시예에서 전력 제어는 이상적인 1 회로 수렴하는 전력 제어보다는 일반적으로 반복 반복 횟수를 요구한다. 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력(총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이)를 x_k로 두고(k는 전력 제어를 수행한 횟수에 대응), 본 실시예의 전력 제어 처리를 수행한 결과, 이것이 y_k=x_{k + 1}으로 변화한 것으로 하고, 등가 추이 비율을 이하의 식(25)에 도입한다.

또한, 등가 추이 비율은 항상 일정하다고는 할 수 없고, 예를 들어 이하의 식(26)

에 나타낸 바와 같이 동적으로 변화할 수 있다.

또한, 전력 소비 요소의 실제 소비 전력 제어에서는 소비 전력의 조정에 약간의 시간을 요하는 경우가 있다. 그들은 1차 지연계인 이하의 식(27)

으로 표현할 수 있다. 여기에서 u_k는 지시된 삭감 전력의 입력 지시값을 나타낸다.

따라서 도메인 내에서 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력의 추이는 전술한 추이 과정보다 늦어지고, 또는 실정성적인 시스템 감도의 엇갈림을 발생시킨다. 이것을 가미한 등가 시스템 감도 S_t의 참값 S_t* (이상적인 실효 시스템 감도)와의 비는 이하의 식(28)에서 나타난다.

상기 등가 추이 비율 C_k,eq가 0에 가까워지면, 전력 제어 시스템, 방법의 건전성이 높고, 0에서 멀어질수록 건전성은 낮은 것으로 해석할 수 있다. 다음에 나타낸 바와 같이, 전형적으로는 동보 송신 요소가 (동보 송신 요소 이외에, 예를 들어 시스템 내에 동일한 기능을 구비한 별개의 총 소비 전력 감시 요소를 제공하고, 이를 통해 수행할 수도 있다. 이하 동일) 칼만 필터를 이용하여 등가 추이 비율 C_k,eq를 추정하고, 건전성을 평가하는 것이 가능하다.

실효 시스템 감도는 외적 요인인 조정 가능 전력의 여유나 이용자 수, 조도, 온도 등에 따라 완만하게 변동할 수 있다. 시스템 감도비 S_t/S_t*를 추정하는 칼만 필터는 이하의 식(29)로 나타난다.

구체적인 추정 절차로는 그룹 내의 총 소비 전력의 제어를 반복하는 것에 의해 조정되는 총 소비 전력의 현재값의 추이를 동보 송신 요소(또는 총 소비 전력 감시 요소 등)가 감시하고, 총 소비 전력의 현재값과 기준값과의 차이인 제어가 k 회 반복된 시점의 값을 x_k로 하고(k는 0 이상의 정수), 제어가 k+1 회 반복된 시점의 값을 x_{k +1}로 했을 때 상기 식(27)에 의해 주어지는 등가 추이 비율 C_k,e를 상기 식(29)에 근거하여 동보 송신 요소(또는 총 소비 전력 감시 요소 등)가 추정한다. 구체적으로는 총 소비 전력의 현재값과 기준값의 차이를 측정하여 x_k를 먼저 결정하고, 등가 추이 비율 C_k,e의 현재 추정값을 곱함으로써 C_k,eqx_k를 산출하고, 전력 제어 후의 총 소비 전력 현재값과 기준값의 차이로 y_k를 결정하고, y_k에서 C_k,eqx_k를 뺌으로써 추정 오차를 산출하고, 이에 K를 곱한 것을 현재의 추정값 C_k,eq에 더함으로써 추정값을 C_{k + 1,eq}에 갱신하는 단계를 반복함으로써 등가 추이 비율의 수렴값을 얻을 수 있다. 이 수렴 값이 0에 가까우면 전력 제어 방법, 시스템의 건전성이 높다고 할 수 있다.

이 칼만 필터는 이하의 식(30)의 조건으로 수렴한다.

그 수렴 한 (정상) 상태에서는 이하의 식(31)이 성립된다.

단, δC_{k + 1,eq}과 δC_k,eq는 각각 C_{k + 1,eq}와 C_k,eq의 참값에서 추정값을 빼서 얻어지는 추정 오차이며, C_k,eq*는 등가 추이 비율의 참값이다. 또한, 이하의 식(32)

에 따라 등가 추이 비율의 참값이 변동하는 모델을 상정하고 있다.

등가 추이 비율의 변동분 이외에 대해서는 추정 오차는 없고, 등가 추이 비율이 외적 요인으로 변화하는 효과로 잔차(差, residual)를 발생시킨다. 이 잔차는 등가 추이 비율이 일정한 기간동안은 0이 된다. 이 기간에 추정을 수행하고, 실효적인 시스템 감도비(즉, 등가 추이 비율)를 점검함으로써 시스템의 건전성을 확인할 수 있다. 이에 근거하여 상하에 한계를 제공하면서 동보 송신 요소(경보 요소)에서 유지하는 시스템 감도를 갱신하는 것도 가능하다. 본래의 추이 규칙에서는 각 전력 소비 요소의 응답은 충분히 고속이며, f는 거의 0임을 이상으로 하고 있다. 이상적으로는 진짜 시스템 감도(실효 시스템 감도)와 경보 요소의 인식 시스템 감도는 일치하고, C_k,eq*은 0이 되고, 등가 추이 비율의 추정값 C_k,eq도 0이어야 한다. 등가적으로는 삭감 또는 회복해야 할 총 소비 전력 ΔP_k의 추이는 각 요소의 과도 응답의 영향, 즉 f의 영향이나 시스템 감도의 인식 오차의 영향을 받아, 0이 되지는 않는다. 시스템 감도의 인식 오차를 추출하기 위해 f를 충분히 작은 값으로 취해야 하며, 이는 이 칼만 필터를 반복하는 시간주기를 도메인 내의 각 요소의 과도 응답시 정수보다 충분히 크게 잡아두어야 함을 나타내고 있다. 즉 칼만 필터의 반복 주기는 제어 주기보다 충분히 길어야 한다. 전력 제어의 건전성의 추정은 동보 송신 요소가 소프트 브레이커인 경우에도 동일하게 실시 가능하다.

구체적인 우선도 설정의 예

이하, 본 실시예의 전력 제어에 관한 구체적인 우선도 설정의 예에 대하여 설명한다.

유형 1 우선도 부여법 : 각 기기(전력 소비 요소) 측에서 수행하는 기본 유형(동일 규모 기기로 구성하는 경우)

"각 기기가 갖는 우선도"="그룹 내의 제어 대상 요소 수의 총합 값"을 기본 우선도로 한다. 고정 값이기 때문에 시스템은 매우 안정적이다. 이렇게 함으로써 도메인 전체의 기본적인 시스템 감도를 대체로 "1"로 할 수가 있다. 또한, 개별 기기 측에서 독립적으로 우선도를 높여도 제어 안정성에 영향을 주지 않는 것이 본 방식의 특징이며, 예를 들어 "각 요소가 갖는 우선도"="그룹 내의 제어 대상 요소 수의 총합 값"×"기준 조도/실제 조도"를 LED 조명 도메인으로 채용할 수 있다. 상술한 바와 같이 소비 전력에 상한, 하한을 제공하는 경우에는 계산에 의해 얻어진 소비 전력 삭감량의 삭감으로 운전 유지 한계를 하회하는 경우에는 운전 유지 한계를 하한으로 하고, 반대로 계산되는 음수의 삭감량으로 정격 소비 전력을 초과 해 버리는 경우에는 정격 소비 전력을 상한으로 하는 등의 운용이 이루어진다.

유형 2 우선도 부여법 : 각 기기(전력 소비 요소) 측에서 행하는 상태 의존 유형(동일한 규모 기기로 구성하는 경우)

"각 기기가 갖는 우선도"="기기 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력 "×"도메인 내의 인버터 제어 기기 수의 총합 값"을 기본 우선도로 한다. i 번째 기기의 기기 정격 최대 삭감 가능 전력은 정격 소비 전력 P_imax에서 동작 가능한 하한의 소비 전력 P_imin을 빼서 얻어지는 ΔP_imax이며, 순시 삭감 가능 전력은 해당 기기의 현 시점의 소비 전력 P_i에서 동작 가능한 하한의 소비 전력 P_imin를 빼서 얻어지는 ΔP_i이다(도 5). 즉, 현 시점에서 소비하고 있는 전력 또는 듀티를 측정하고(도 8, 도 9의 검류계, 검출기 I/F에서 수행한다), 이를 각 기기에서 산출한다. 이렇게 함으로써 도메인 전체의 기본적인 시스템 감도를 대체로 "1"로 하게 된다. 또한, 개별 기기 측에서 수동으로 우선도를 높여도 제어 안정성에 영향을 주지 않는 것이 본 방식의 특징이며, 예를 들어 "각 기기가 갖는 우선도"="기기 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"×"도메인 내의 인버터 제어 기기 수의 총합 값"×"기준 조도/실제 조도"를 LED 조명 도메인에 채용할 수 있다. 계산되는 삭감량으로 운전 유지 한계를 하회하는 경우는 운전 유지 한계를 하한으로 하고, 반대로 계산되는 음수의 삭감량으로 정격 전력을 초과해 버리는 경우는 정격 전력까지로 한다.

유형 3 우선도 부여법 : 각 기기(전력 소비 요소) 측에서 행하는 기본 유형(규모가 커지는 기기로 구성하는 경우)

"각 기기가 갖는 우선도"="도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력"을 기본 우선도로 한다. 도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력이란 그룹에 포함되는 각 기기에 대한 기기 정격 최대 삭감 가능 전력의 합계이다. 이러한 우선도 수치는 고정 값이며, 시스템은 매우 안정적이다. 이렇게 함으로써 도메인 전체의 기본적인 시스템 감도를 대체로 "1"로 하게 된다. 또한, 개별 기기 측에서 수동으로 우선도를 높여도 제어 안정성에 영향을 주지 않는 것이 본 방식의 특징이며, 예를 들어 "각 기기가 갖는 우선도"="도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"×"기준 조도/실제 조도"를 LED 조명 도메인에 채용할 수 있다. 계산되는 삭감량으로 운전 유지 한계를 하회하는 경우, 운전 유지 한계를 하한으로 하고, 반대로 계산되는 음수의 삭감량으로 정격 전력을 초과해 버리는 경우는 정격 전력까지로 한다.

유형 4 우선도 부여법 : 각 기기(전력 소비 요소) 측에서 행하는 상태 의존 유형(규모가 커지는 기기로 구성하는 경우)

"각 기기가 갖는 우선도"="도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력"×"기기 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"="도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"을 기본 우선도로 한다 (하기 식(33) 참조).

기기 j의 우선도

즉, 현재 소비하고 있는 전력 또는 듀티를 측정하여 이를 각 기기에서 산출한다. 이렇게 함으로써 도메인 전체의 기본적인 시스템 감도 대체로 "1"로 하게 된다. 개별 기기 측에서 수동으로 우선도를 높여도 제어 안정성에 영향을 주지 않는 것이 본 방식의 특징이며, 예를 들어 "각 기기가 갖는 우선도"="도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"×"기준 조도/실제 조도"를 LED 조명 도메인에 채용할 수 있다. 계산되는 삭감량으로 운전 유지 한계를 하회하는 경우는 운전 유지 한계를 하한으로 하고, 반대로 계산되는 음수의 삭감량으로 정격 전력을 초과해 버리는 경우는 정격 전력까지로 한다.

이 때 도메인의 실효 시스템 감도 S_t는 이하의 식(34)에서 설명된다.

여기에 "도메인 내 전력 조정도"를 이하의 식(35)으로 정의한다.

도메인 내 전력 조정도 =

이 "도메인 내 전력 조정도"는 해당 도메인에서의 실제(실효) 시스템 감도이다. 그 값은 멤버 요소에서 정보 수집을 수행하면 계산할 수 있지만, 본 전력 제어 방식은 그것에 요하는 통신을 삭감하기 위하여, 경보 요소는 특별히 정하지 않는 한 소정의 감도 값인 "1"을 상정하고 있다. 실제, 멤버 요소의 전체가 정격 전력에서 운전되는 경우에는 "1"을 취한다. 도메인 내 전력 조정도는 시스템이 계층화 된 경우에, 상위 계층에서 동 멤버 요소가 경보 요소가 되는 하위 계층 도메인을 대표하는 우선도를 산출하기 위해 사용된다.

전력 삭감에 관련된 우선도 부여는 많은 동일 규모의 기기에서 도메인이 구성되는 경우로는 거의 유형 1의 고정 값으로 문제없다. 주거 등에 있어서 다른 규모의 기기로 구성되는 경우는 일반적으로 거의 유형 3의 고정 값으로 문제없다. 주거 등에 있어서 다른 규모의 기기로 구성되는 경우에 있어서, 응답성을 최대한 추구하는 경우에는 유형 4의 상태 의존적인 우선도 부여법을 취할 수 있다.

우선도 부여에 대한 추가적인 검토

여기에서는 우선도 설정에 있어, 순시의 "기기 또는 도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"에 근거한 계산을 권장하고 있다. 그러나 실제 설치에 있어서는 미리 수치 평가에 의존하지 않고, 우선도를 전력 소비 요소마다 할당하고 싶은 경우가 존재한다. 이하, 이러한 경우에 대해 더 검토한다.

도메인 내의 전체 전력 소비 요소 수를 N으로 한다. 우선도 총합의 역수의 합을 대체로 "1"로 하는 간단한 방법은, 우선도가 가장 낮은, 즉 전력 삭감에 공헌하는 요소에 (N/2)을 평균적으로는 (N)를 가장 우선도가 높은, 즉 전력 삭감에 참가시키고 싶지 않은 요소 (2N) 또는 (3N)를 할당하는 것이다. 예를 들어, 3 개의 전력 소비 요소가 속하는 도메인에서는 우선도를 1.5, 3, 6으로 하면, 실효 시스템 감도를 6/7로 할 수 있다. 5 개의 요소가 속하는 도메인에서는 우선도를 2.5, 3.5, 5, 7, 10으로 하면, 실효 시스템 감도를 70/79로 할 수 있다.

여기에서는 실효 시스템 감도를 거의 1로 하는 방법, 즉 제어의 수렴을 우선시킨 방법을 나타냈지만 도메인의 실효 시스템 감도를 크게 하는 편이 수렴성은 뒤떨어지지만 안전하고, 최저 우선도를 N, 최고 우선도를 2N 또는 3N으로 함으로써, 보다 로버스트성이 커진다. 3 개의 전력 소비 요소에서는 3, 4.5, 6 및 우선도를 취하면, 실효 시스템 감도는 18/13이 되고, 5 개의 요소에서는 5, 6, 7, 8, 10 및 우선도를 취하면, 실효 시스템 감도는 840/617이 된다.

상술한 우선도 설정은 실효 시스템 감도를 1보다 작게 하는 안전 측의 설정에 대응하고 있다. 설정에 있어서는 순시에서의 "기기 또는 도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력"의 유리수의 거듭제곱에 근거한 계산을 수행할 수도 있고, 함수형은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 유형 2에서는 "각 기기가 갖는 우선도"="[3-2.5×(순시 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력)^2]×도메인의 인버터 제어 기기 수의 총합 값" 이라는 함수를 채용하고 있다 ("^2"는 2 승을 나타낸다). 이에 따르면 최저 우선도를 N/2, 최고 우선도를 3N으로 하게 된다.

다음으로 최저 우선도에 관한 정성적인 사고 방식에 대해 유형 2의 우선도를 예로 들어 설명한다. 만약 전체 전력 소비 요소에 있어서 우선도를 N/2로 했을 때, 실효 시스템 감도 S_t는 S_t=1/(N×(2/N))=1/2이 된다. 이 상태에서 만약 경보 요소가 디폴트 시스템 감도인 "1"을 이용하여 동보 송신을 수행하면, 시스템은 지속적인 진동 상태에 빠지고, 안정 한계에 도달한다. 따라서 어떤 전력 소비 요소에서도 최저 우선도가 N/2를 하회하지 않는 설정법을 취해야만 한다.

구체적인 우선도 설정 예

이하, 세 가지 구체적인 우선도 설정 예를 설명한다. 단, 우선도의 설정 방법은 이들 방법에 한정하지 않는다.

(1) 사다리꼴 방안: 정성적인 설정을 간편하게 수행하는 방법.

(2) 직선형 우선도: 각 개체의 운전 상황에 근거하여 수학적으로 설정하는 방법.

(3) 쌍곡선형 우선도: 각 개체의 운전 상황에 근거하여 수학적으로 설정하는 방법.

(1) 사다리꼴 방안: 정성적 설정을 간편하게 수행하는 방법.

도메인 내에서의 평균 우선도를 N으로 배려하면서. 최저 우선도에서 최고 우선도까지, N/2에서 2N 또는 3N으로 하는 정성적인 방법이며, 정량적인 평가를 요하지 않는다 (도 10, 도 11). 실효 시스템 감도를 높여두는 것에 대해서는 과도 응답에 뒤떨어지지만, 안정성 향상으로 이어진다. 이 경우는 최저 우선도에서 최고 우선도까지를 N에서 (2N) 또는 N에서 (3N)으로 두는 것도 실용적일 것이다. 시스템 감도는 정성적으로는 사다리꼴 적분으로 근사 평가할 수 있다.

(2) 직선형 우선도: 각 개체의 운전 상황에 근거하여 수학적으로 설정하는 방법.

X=(순시 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력)는 0에서 1 사이의 랜덤 변동을 일으키는 것으로 생각할 수 있다. 유형 2에서는 "각 기기가 갖는 우선도"="[A-(A-1/2)X]"×"도메인 내의 인버터 제어 기기 수의 총합 값"

으로 하고, A를 2 또는 3으로 설정함으로써 우선도를 최소 값인 N/2 에서 2N 또는 3N에 직선적으로 변화시킬 수 있다(도 12). 이 우선도의 역수를 X에 대해, [0-1] 사이에서 적분하고, 역수로 함으로써 실효 시스템 감도를 얻을 수 있다. 그들은 1.082(A=2), 1.395(A=3)가 되고, 안정적인 제어를 제공할 수 있으면 알게 되는 "각 기기가 갖는 우선도"="[A-(A-1)X]"×"도메인 내의 인버터 제어 기기 수의 총합 값"을 우선도로 하면, 과도 응답에는 뒤떨어지지만, 안정성에는 유리한 우선도 설정이 가능하게 된다(도 12). 이 경우 실효 시스템 감도는 1.443(A=2), 1.820(A=3)으로 더 크게 취할 수 있다.

유형 4에서는 "도메인 내의 인버터 제어 기기 수의 총합 값" 대신에, 예를 들어 "(도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력)"을 이용하는 방법이 대응된다.

(3) 쌍곡선형 우선도: 각 개체의 운전 상황에 근거하여 수학적으로 설정하는 방법.

마찬가지로,

X=(순시 삭감 가능 전력/기기 정격 최대 삭감 가능 전력)

는 0에서 1 사이의 랜덤 변동을 일으키는 것으로 생각할 수 있다.

이 때,

"각 기기가 갖는 우선도"="X^(-

)/(

+1)"

의 우선도를 이용하는 방안이 있다. 여기에

는 임의의 양의 실수이다. 우선도의 역수를 X의 구간 [0-1] 사이에서 적분하고, 그 역수를 취하여 실효 시스템 감도를 계산하면 "1"로 할 수 있고, 원하는 제어계를 구성할 수 있는 것을 알 수 있다.

로서 가장 직관적인 것은

=1의 경우로, 이 때 유형 2에서는 "각 기기가 갖는 우선도"="(기기 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력)×도메인의 인버터 제어 기기 수의 총합 값×(1/2)"라고 하는 것에 대응하고, 최저 우선도는 N/2, 최대 우선도는 무한대가 된다(도 12). 유형 4에서는 "각 기기가 갖는 우선도"="(도메인 내에서의 정격 최대 삭감 가능 전력/순시 삭감 가능 전력)×(1/2)"로 하는 것에 대응한다. 이 경우도 도메인 전체에서 적분을 수행하고, 실효 시스템 감도를 평가하는 것이 가능하며, 그에 따르면, 실효 시스템 감도는 "1" 이상을 확보할 수 있다고 증명할 수 있다. 이미 기술한 우선도는 여기서의 이론적으로 인도된 우선도의 2 배에 해당한다. 이 점은 실효 시스템 감도를 2 배로 하고 있는 것에 대응하고, 과도 응답보다 안정성 확보를 우선하여 설정된 것으로 이해할 수 있다.

소프트 브레이커의 우선도 설정

상위 계층 도메인에서의 시스템 감도(상위 계층 시스템 감도)는 기본적으로 "1"이다. 본 소프트웨어 브레이커는 이에 대해서는, 설정도 감시도 필요 없다. 상위 계층에서도 식(25)~식(32)을 이용하여 이미 설명한 바와 같이, 경보 요소(상위 계층 동보 송신 요소)에서 실시간 추정하여, 시스템 건전성을 평가하고, 점검을 수행하는 것이 가능하다.

계층 도메인에서 본 소프트웨어 브레이커가 경보 요소로 사용하는 시스템 감도도 기본적으로 "1" 이다. 필요한 경우, 다른 값을 본 소프트 브레이커에서 설정할 수 있다. 하위 계층에서는 본 소프트웨어 브레이커가 경보 요소로 실시간 추정하여, 식(25)~식(32)을 이용하여 이미 설명한 바와 같이 시스템 건전성을 평가하고 점검을 수행하는 것이 가능하다. 상위 계층에서는 본 소프트웨어 브레이커는 하나의 멤버 요소로서 기능한다. 이 상위 계층에서의 1 멤버 요소로서 갖는 우선도(상위 계층 우선도)는 상술한 유형 1~4의 우선도로 설정할 수 있다. 가장 간단한 우선도 설정은 예를 들어, 스마트 그리드에서 동일 규모의 복수 도메인으로 구성되는 계층에서 우선도는 도메인 수, 즉 멤버 요소 수와 고정할 수 있다(유형 1 우선도 설정).

상위 계층의 정격 삭감 가능 전력 총량을 본 소프트 브레이커의 하위 계층 도메인 전체에서 정격으로 하고 있는 삭감 가능한 전력으로 나눈 값을 상위 계층에서의 1 멤버 요소로서의 우선도로 정의할 수도 있다. 이것은 스마트 그리드에서 다른 규모의 복수의 도메인으로 구성되는 계층에서 유효한 설정 방법이 된다(유형 3 우선도 설정). 이 상위 계층 도메인에서 소프트 브레이커가 가지는 우선도로는, 유형 2 우선도에 따르면, "계층의 도메인 전력 조정도"×"상위 계층 도메인의 구성원 개체수"로 정의할 수 있다. 또한, 유형 4 우선도에 따르면, "계층의 도메인 전력 조정도"×"(상위 계층 도메인에서의 정격 최대 삭감 가능 전력)/(부하의 계층에서 정격 최대 삭감 가능 전력)"로 정의할 수도 있다.

전력 복귀에 관한 비대칭적인 우선도 설정의 예에 대하여

총 소비 전력의 삭감이 요구되는 경우, 삭감 여유가 적은 전력 소비 요소에서는 소비 전력의 삭감을 피하지 않으면 안 된다. 그러한 요소에서는 도메인 내 전체에서 요구되는 삭감량 중 분담하는 전력을 작게 하기 위하여 우선도는 높게 정의된다. 이 사고 방식에 의하면, 도메인 내에서 허용되는 전력을 삭감된 상태에서 복귀시키는 경우에는 그러한 삭감 여유가 적은 요소에 더 적극적으로 회복량을 할당해야 하며, 복귀시에는 역으로 그러한 요소로의 우선도를 작게 하는 편이 운영상 바람직한 경우가 있다. i 번째 전력 소비 요소의 삭감시 우선도를 Q_i로 하면, 복귀시 우선도의 합리적인 설정 방법으로서는 상보성을 고려하고, 우선도 역수 총합을 "1"로 규격화하면, 예를 들어 이하의 식(36)에 따르는 것으로 생각할 수 있다.

이 설정도 각 전력 소비 요소상에서 수행할 수 있다. 이에 따르면, 3 개의 전력 소비 요소가 속하는 도메인에서 삭감시 우선도가 2, 3, 6 인 경우 (역수 총합이 1로 취해지고 있다), 복귀시의 우선도를 4, 3, 2.4로 취할 수 있다. 전술한 유형 1 우선도 설정에 있어서, 우선도는 도메인 내의 개체 총수 N이며, 그 경우는 복귀시 우선도도 동일한 N이다. 이와 같이 도메인 내에서 전력 삭감이 요구되는 경우와 전원을 복귀시킬 수 있는 경우에서는 동보되는 정보가 나타내는 총 소비 전력 조정 지시값의 음양에 의존시켜서, 각 전력 소비 요소상의 계산으로 우선도를 비대칭으로 변경할 수도 있다.

복귀시 우선도 결정 방법은 1가지가 아닌 다양한 방법이 존재한다. 기본적인 사고 방식은 삭감을 진행시키고 있던 때에 전력 공급의 유지를 요구하고 있던 우선도가 높았던 요소에는 전력 자원의 회복에 있어서 복귀 전력의 할당이 우선적으로 이뤄진다. 즉, 복귀시의 우선도를 낮춘다는 사고 방식이며, 각 요소에서 해석되는 할당 전력이 1/(우선도)배이기 때문에 이하의 식(37)에 따른 표현으로 결정하는 것으로 생각하는 것이 적당하다.

삭감시 우선도의 역수 합이 "1"인 경우, 복귀시 우선도의 역수 합이 "1"인 조건은 aNb=1이다. 상기 복귀시 우선도의 정의는 a=b로 복귀시 우선도의 합의 역수 합이 "1"이 되도록 규격화 한 예이다.

다른 사고 방식으로는 삭감시의 우선도로 할당되는 비율과 복귀시의 우선도로 할당되는 비율과는 상보적인 관계를 충족하여야 한다는 사고 방식이 있으며, 이 경우 규격화 조건을 부과하면 복귀시의 우선도는 이하의 식(38)으로 정하여진다.

이에 따르면 3 요소가 속하는 도메인에서는 삭감시 우선도가 2, 3, 6 인 경우 (역수 총합이 1로 취해지고 있다), 복귀시의 우선도를 6, 3, 2로 하여 정반대의 우선도를 취할 수 있다.

이 방법으로 복귀시의 우선도를 설정한 것으로 하고, 유형 1~4의 삭감 우선도에 대해 어떤 성질이 나타나는지를 아래에 기술한다.

유형 1 우선도에서는 Q_i=N이며, Q_i'=N이 되고, 복귀시의 우선도는 삭감시 우선도와 동일하게 된다.

유형 2 우선도에서는 삭감시 우선도의 역수 합은 "1"을 하회하고, 따라서 복귀시 우선도의 역수 합은 "1"을 상회한다. 즉, 복귀시의 실효 시스템 감도는 "1"을 하회하게 된다. 실제로 이 상태는 경보 요소 측에서 상정하고 있는 시스템 감도가 과도한 경우에 해당하여 바람직하지 않고, 삭감시 우선도 역수 합과 복귀시 우선도 역수 합을 2/N 이 아닌, 3/(2N) 또는 1/N로 하는 등의 연구가 요구된다. 이미 기술한 복귀시 우선도의 설정 방법에서는 복귀시 우선도 역수 합은 "1"을 하회하고, 실효 시스템 감도를 "1"보다 크게 하여 로버스트성을 높이고 있다.

유형 3 우선도에서는 복귀시 우선도의 역수 합은 "1"이 되고, 규격화 조건은 자동으로 만족된다.

유형 4 우선도에서는 유형 2 우선도의 경우와 마찬가지로, 복귀 과정에서의 실효 시스템 감도가 "1"보다 저하되기에 바람직하지 않고, 삭감시 우선도 역수 합과 복귀시 우선도 역수 합을 2/N이 아닌, 3/(2N) 또는 1/N로 하는 등의 연구가 요구된다. 마찬가지로, 이미 기술한 바와 같이 복귀시 우선도의 설정 방법에 있어서는, 복귀시 우선도 역수 합은 "1"을 하회하고, 실효 시스템 감도를 "1"보다 크게 하여 로버스트성을 높이고 있다.

이와 같이 이른바 성능을 중시하고 복귀시의 우선도를 설정한다는 관점에서 기술하면, 두번째로 기술한 방식이 유리하지만, 유형 2, 4의 삭감시 우선도 설정이 로버스트성 향상을 노리는 것에 의해, 복귀시 우선도의 설정에서 로버스트성이 저하되어 버리기 때문에 적용에 있어서는 연구가 필요하다. 복귀시 우선도의 설정 폭에는 적절한 범위가 있고, 적용상 이 점에도 배려가 필요하다.

상술한 바와 같이, 유형 1, 3과 같이 동적으로 우선도를 변경하지 않는 경우, 복귀 동작도 정적이다. 그러나 실제로 기대되는 것은 오히려 유형 2, 4와 같이 동적인 운용 방법이며 여기서 기술한 방법이 유효하게 이용되어야 한다.

부 제약 조건의 지정

지금까지의 설명에서는 주요 제약 조건으로서 그룹에 포함되는 전력 소비 요소에서 소비되는 전력의 총합이 지정된 전력이 되는 제약 조건하 (식(1)) 에서의 최적화법을 생각했다. 그러나 본 제어 방식은 더욱 확대되어, 부 제약 조건을 부과한 경우의 최적화에 응용할 수 있다. 상기 식(1)에 의해 나타낸 원래의 제약을 -0차로 하고, 부 제약을 -1차, -2차, … -m차로 하고, 이하의 식(39)에서 나타내는 확대 평가 함수에 의한 최적화를 생각한다.

단,

및

상기 식(39)의 첫 번째 식에서 e₀ ^Tf-P₀=0을 주 제약 조건이라 부르고, e_i ^Tf-P_i=0을 부 제약 조건이라고 부를 수 있다.

상기 식(39) 에서, e₀ ^T는 n차의 단위 행 벡터이며 (T는 전치 기호) e₁ ^T~e_m ^T는 각각의 부 제약에 대응하는 적산 (행) 벡터이며, λ₀~λ_m은 라그랑주 미정 승수이며, P₀은 그룹 내의 총 소비 전력에 대한 제약 값(상기 식(1)의 Pt에 대응)이며, P_1~P_m은 각각의 부 제약에 대응하는 적산 소비 전력에 대한 제약 값이다. 상기 식(2)와 마찬가지로, 그룹의 각 전력 소비 요소가 소비하고 있는 현 시점의 소비 전력을 f*₁, f*₂, … f*_n으로 하고, 이를 수직으로 나열한 벡터를 f*로 하였다. 기타 변수에 대해서는 상기 식(1)~(3) 등과 동일하게 정의된다.

상기 식(39)의 확대 평가 함수에서 f₁~f_n 및 λ₀~λ_m에 따른 상기 확대 평가 함수의 편미분 값이 0이 된다는 조건에서 f_i의 최적 해가 구해진다. 최적 해를 벡터 표기로 나타내면, 이하의 식(40)과 같다.

단,

따라서 주요 제약하와 완전히 동일하게, 동보 송신과 각 전력 소비 요소에서의 처리의 복합으로 이 부 제약도 부과한 해를 구할 수 있다. 이상적인 실효 부(副) 시스템 감도 S_i(i=1, 2, … m)는 상기와 같이 적산 벡터 e_i와 Q로 정해지지만, 동보 송신 요소가 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 결정하기 위해 이용하는 부 시스템 감도는 근사적으로 "N/(e_i의 비 제로 성분 개수)"라고 할 수 있다.

본 발명에 따른 전력 제어의 일 예에 있어서는, i=1~m (m=1일 수도 있다)에 대해 e_i ^Tf*-P_i에 상당하는 량을 동보 송신 요소가 측정 또는 결정하여 m 개의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 결정하고 이를 나타내는 m 개의 부 제약 정보를 이미 설명한 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 정보에 더하여, 동보 송신 요소(시스템이 계층 구조를 갖는 경우는 소프트 브레이커)에서 그룹(시스템이 계층 구조를 갖는 경우는 하위 계층 그룹. 이하 동일)내에 추가로 동보 송신한다. 그룹에 포함되는 각각의 전력 소비 요소는 상기 정보와 m 개의 부 제약 정보를 수신하고, 총 소비 전력 조정 지시값 및 m 개의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값과 자기에게 주어지거나 스스로 결정된 (하위 계층) 우선도를 이용하여 상기 식(40)에 따라(f를 결정하는 식에서 S₀ΔP₀, ΔP_i을 각각 수신한 총 소비 전력 조정 지시값, 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값으로 치환하여 계산한다) 자기의 소비 전력을 갱신 제어한다. 단, 부 시스템 감도 S_i 또는 그 근사치 "N/(e_i 의 비 제로 성분 개수)"는 미리 부 제약 대상이 되는 전력 소비 요소에 기억되어 있는 것으로 한다. 부 제약 정보에 대응하는 소비 전력의 제어는 개별 부 제약의 대상이 되고 있는 전력 소비 요소만이 수행한다.

상기 식에서, 부 제약 조건의 적산 벡터의 직교성이 무너지면, 제어 성능에 영향을 끼친다. 그 양은 이하의 식(41)으로 주어진다.

주요 제약 조건에 미치는 영향은 경미하게 멈출 수 있다.

부 제약 조건에서 지정하는 전력 제약 값의 적산 오차 ΔP_i는 주요 제약 조건에서 지정하는 총 소비 전력 제약 값과 현 시점에서의 소비 전력과의 오차 ΔP₀ 가 쉽게 측정될 수 있는 것과 달리, 동보 송신 요소에 의해 직접적으로 측정되지 않는 경우가 많다. 따라서 현실적으로는 ΔP_i=

_i ×ΔP₀ (if ΔP₀<0,

_i=0)로 하여, 주요 제약 조건에 연동하여 설정하는 것이 현실적인 방법이다. 이에 따르면 이 부 제약을 부과한 최적화는 주요 제약이 만족되는 동시에 종료한다. 주요 제약에서는 적산 대상은 전체 전력 소비 요소이지만, 부 제약에서는 미리 적산 벡터 e_i에 대응하기 위해 각 전력 소비 요소는 자신이 속하는 모드가 인식되지 않으면 안 된다. 예를 들어, e₁ ^T=(1, 0, -1)의 경우, 첫 번째 부 제약 대상은 첫 번째, 세 번째의 전력 소비 요소이며, 이러한 요소는 자신이 첫 번째 부 제약 모드에 속해 있는 것을 메모리로의 기억 등에 의해 인식하고 있다. 이것은 기기를 도메인 내에 설치한 시점에서 정해져 있고, 그것을 각 요소 내에 기억하고 있는 것이 전제이다.

전형적인 경보 요소가 수행해야 할 것은, 이 경우 주요 제약 모드 "0"과 조정해야 할 전력 ΔP₀에 시스템 감도를 곱한 총 소비 전력 조정 지시값을 동보 송신하고, 부 제약 모드 "i"와 조정해야 할 부 제약 적산 소비 전력 ΔP_i로서 주어지는 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 1~m의 i에 대해 연결하여 동보 송신하는 것이다.

예를 들어, 0, ΔP₀×(시스템 감도), … ,i , ΔP_i, … 와 같이 부 제약 조건도 포함하여 동보 송신하게 된다.

각 전력 소비 요소에서는 주요 제약 조건에 대한 대처와 더불어 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값 ΔP_i에 부 시스템 감도를 곱하고, 이를 각 요소의 삭감 또는 복귀 우선도로 나누고, 각 요소에 부과된 전력 할당을 산출한다. S_i는 S0과 달리 부 제약의 모드에 따라서는 "1"에 가까운 값이 되지 않기 때문에 각 개체에서 미리 기억되어 있지 않으면 안 된다.

부 제약에 의한 제어의 구체 예

부 제약에 의한 제어의 구체적인 예를 이상적인 최적 제어와 실제 제어로 나눠서 설명한다.

(최적 제어)

그룹내의 전력 소비 요소 수 N=3으로 하고, 전체 요소의 우선도 Q_jj가 3 인 것으로 한다.

이 때, 상기 식(39)의 Q는 대각 성분이 3으로 비 대각 성분이 0인 대각 행렬이 된다.

부 제약 조건은 하나뿐이며, 적산행 벡터 e₁ ^T=(1, 0, -1)로 하면, 상기 식(39)의 두 번째 식인 (Q^{- 1}e₀)^Te_{1 =}0 의 직교 관계가 충족되고 있다. 부 제약 조건은 상기 식(39)의 첫 번째 식에서 e₁ ^Tf-P₁=0, 즉 f₁-f₃=P₁로 나타낸다. 이것은 첫 번째 전력 소비 요소의 소비 전력과 세 번째 전력 소비 요소의 소비 전력의 차이를 P₁으로 유지한다는 물리적 의미를 갖고 있으며, 예를 들어, 창가와 복도 측에서 LED 조명의 소비 전력에 차이를 두는 것과 같은 경우에 대응한다. 이 예 이외에도 적산행 벡터의 선택에 따라서 도 13에 개념적으로 나타낸 바와 같이 여러 가지 부 제약을 부과할 수 있다.

최적해는 상기 식(40)에 구체적인 값을 대입하여 이하의 식(42)대로 결정된다.

(실제 제어)

실제 제어에서는 상기 식(40) 에서 S₀에 대해 동보 송신 요소는 정확한 값(실효 시스템 감도)를 갖고 있지 않기 때문에, 예를 들어 시스템 감도를 1로 한다. ΔP₁=(f₁*-f₃*)-P₁도 동보 송신 요소가 직접 측정할 수 있는 것은 아니기 때문에, ΔP₁=

₁×ΔP₀ 등으로 하여 결정한 다음에 총 소비 전력 조정 지시값 ΔP₀×1 을 나타내는 정보와 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값

₁×ΔP₀을 나타내는 부 제약 정보가 동보 송신된다. 이들을 수신한 전력 소비 요소는 이미 설명한 바와 같이 이들에 자기의 우선도의 역수나 또는 부 시스템 감도를 곱하거나 하여, 상기 식(40)에 따라 자기의 소비 전력을 갱신한다. 따라서 상기 식(42)의 소비 전력이 아닌 이하의 식(43)의 소비 전력에 제어가 이루어진다.

예를 들어, 조명 기기로 구성하는 도메인에서는 전체 전력 제약과 더불어 지역 간 전력 소비에 부 제약을 도입한 제어가 있다. 이것은 스마트 그리드로 구성되는 도메인에서의 전체 전력 관리와 더불어 그리드 간의 차분 부 제약을 주어지는 것에도 응용할 수 있다. 일 예로, 도 13에 개념적으로 나타낸 바와 같이 창가에서 조명을 어둡게 하고 복도 측에서 밝게 하거나(e₁₁), 어두운 영역과 밝은 영역을 교대로 제공하거나(e₂₁, e₂₂) 할 수 있다.

다음에 본 발명에 따른 소비 전력 할당에서 동보 송신 요소나 전력 소비 요소의 회로 구성을 설명한다.

도 7은 동보 송신 요소의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 동보 송신 요소는 일례에서는 배전반에 연결된 스마트 미터로서 구성되어, 전력 공급구(콘센트)에 연결되거나 전지를 내장하고 있다. 동보 송신 요소는 동보 송신을 하거나 전력 소비 요소에서 우선도를 수신하거나 하기 위한 통신계, 통신계 I/F(인터페이스), 그룹 내의 총 소비 전력을 측정하기 위한 전력 미터, 검출기 I/F, 총 소비 전력 조정 지시값이나 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값의 결정, 이들을 나타내는 정보, 부 제약 정보 생성, 시스템 건전성의 추정 등 이미 설명한 다양한 정보 처리 일반을 담당하는 판단/실시계 회로 및 이들에 전력을 공급하기 위한 전원 시스템 등으로 구성되어 있다. 현재 총 소비 전력 등 임의의 정보를 표시하기 위한 디스플레이나 예를 들어 상위 계층 우선도 등을 유저 입력하기 위한 유저 I/F를 더 구비할 수도 있다. 각 기기의 정격 소비 전력은 예를 들어, 통신계 I/F 내의 기억 회로 또는 별도의 모듈 내 메모리(미도시)에 기억되어있다.

도 8은 본 발명의 전력 할당에 있어서, 전기 기기를 전력 소비 요소로서 동작시키기 위한 인버터 장치형 모듈의 개략 구성을 나타내고 있다. 모듈은 동보 송신 요소에서 상술한 정보나 부 제약 정보를 수신하거나, 필요한 경우 우선도를 송신하거나 하는 통신계(무선 통신이라면 안테나 등, 전력선 통신이라면 모뎀 등), 통신계 I/F(신호의 부호화, 복호화 등을 포함하는 통신 처리 일반을 수행하기 위한 통신 회로), 기기의 소비 전력을 측정하는 검류계(예를 들어, 우선도가 고정 값이라면 소비 전력의 측정은 불필요하며, 검류계도 불필요하다), 검출기 I/F(소비 전력 측정 값을 디지털 신호화하여 통신계 I/F로 송신하는 등을 위한 회로도 포함한다. 소비 전력 측정이 불필요하면 검출기 I/F도 불필요), 동보 송신 요소로부터 수신한 정보를 이용하여, 이미 기술한 대로 자기의 소비 전력의 갱신을 위한 정보 처리 일반을 수행하는 판단/실시계 회로, 판단/실시계 회로에서 명령을 받아 기기로의 전원 공급을 간헐적으로 차단함으로써 소비 전력을 제어하는 차단기, 및 이러한 것들에 전력을 공급하기 위한 전원계 등으로 구성되어 있다. 정격 소비 전력, 우선도, 부 시스템 감도 등은 예를 들어, 통신계 I/F의 기억 회로 또는 별도의 모듈 내의 메모리(미도시)에 기억되어 있다. 이러한 모듈을 전력 공급구(콘센트)와 전기 기기 사이에 제공함으로써 전기 기기를 소비 전력 할당에 있어서의 클라이언트로서 동작시킬 수 있다. 전력 소비 요소를 이동체로서 구성하는 경우는 해당 모듈 및 전지를 전기 기기에 내장하면 된다. 또한, 유저 I/F를 제공하여 전력 소비 요소의 우선도를 변경하거나 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 전력 할당에 있어서, 전기 기기를 전력 소비 요소로 동작시키기 위한 전형적인 에어컨 등의 전기 기기에 내장되는 인버터 제어형 모듈의 개략 구성을 나타내고 있다. 도 8의 회로 구성과 달리, 차단기 대신에 듀티 오프 펄스 적산/감산기, PWM(Pulse Width Modulation) 변조기 등의 기기가 갖는 인버터 제어기에 대해 제어 신호를 공급하기 위한 회로가 더 구비되어 있다. 예를 들어, PWM 변조기를 이용하는 경우에는 해당 PWM 변조기의 변조 펄스에 의해 기기 내에서 인버터 제어기에 입력되는 모터에 토크를 걸기 위한 ON 펄스를 변조시킴으로써, 듀티를 규제하고 소비 전력을 조정할 수 있다. 도 9의 예에서는 변조 펄스를 반전시킨 후, 에어컨 본래의 구동 신호인 ON 펄스와의 논리적을 취함으로써 ON 펄스의 폭을 바꾸어 변조시키고 있지만, 모터 등의 가동률을 조정할 수 있는 회로로는 어떠한 것을 채용해도 된다.

정보 전달 능력 제어 시스템 및 방법

지금까지 설명한 소비 전력 제어를 위한 일련의 방안은 전력 대신에 정보 전달 능력을 자원으로 하고, 전력 소비를 정보 전달 능력의 점유로 하여도 그대로 적용이 가능하다. 송신기가 정보를 송신하려고 하는 경우, 송신기 출력이나 전파 거리 또는 송수신 안테나 효율 등의 요인으로 인해 전송 속도, 즉 정보 전달 능력으로서의 자원이 제약되는 경우가 출현한다. 정보를 송달시키고 싶어하는 도메인 내의 각 서브 시스템 또는 계측 장치는 그 정보 전달 능력을 어느 비율로 이용하지 않으면 안되지만, 복수의 서브 시스템 또는 계측 장치(멤버 요소)가 전달 능력의 부분적인 점유를 요구하면, 자원으로서의 도메인 정보 전달 능력을 벗어나는 경우가 나온다. 각 멤버 요소에 있어서는 동적으로 우선도를 변경하는 것이 생각될 수 있지만, 그러한 경우여도 멤버 요소의 우선도를 고려하여 최적의 자원 할당을 실시할 필요가 있다. 본 방안에 따르면 동보 송신 요소에 있어서 도메인 내에서 총 정보 전달 능력을 계측하고, 그것의 총 정격 능력(기준값)과의 차이를 기준으로 도메인의 시스템 감도를 이용하여 생성되는 정보를 동보로 송신하는 기능과 각 멤버 요소에 있어서 우선도를 이용한 연산을 수행하는 기능을 복합시킴으로써 자원 제약을 충족하면서 최적 해를 얻을 수 있다. 정보 전달 능력에 대해서도 소프트 브레이커의 도입이 가능하다.

이러한 정보 전달 능력 제어 시스템의 일례를 도 14에 나타낸다. 시스템은 통신 서버(동보 송신 요소)와 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 클라이언트 머신(정보 전달 요소)를 구비하고 있다. 통신 서버는 1 이상의 클라이언트 머신을 포함하는 그룹 내에서 점유되는 통신 속도 합계(총 정보 전달 능력)의 현재값을 예를 들어 통신 속도 검출 애플리케이션을 통신 서버 상에서 실행함으로써 측정하고, 이 현재값과 기준값(각 클라이언트 머신에 대해 정의된 기준 통신 속도의 합계값)과의 차이를 측정하고, 이 차이에 시스템 감도를 곱하거나 하여 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 결정하고, 이를 나타내는 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하고, 이를 그룹 내에 동보 송신한다.

각각의 클라이언트 컴퓨터는 동보 송신된 정보를 수신하고, 자기에 주어지거나 결정된 우선도와 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 이용한 연산(지금까지 설명한 총 정보 전달 능력 조정 지시값에 자기의 우선도의 역수를 곱하는 등의 연산일 수 있다)에 의해 자기의 통신 속도(정보 전달 능력)의 갱신에 이용해야 할 정보 전달 능력 갱신 값을 자기 이외의 클라이언트 머신 및 통신 서버로부터 독립하여 결정하고, 정보 전달 능력 갱신 값만큼 자기의 통신 속도를 떨어뜨리거나 하여(예를 들어, 각각의 클라이언트 머신 상에서 통신 애플리케이션을 실행함으로써 통신 속도 설정을 변경한다) 자기의 정보 전달 능력을 제어함으로써 그룹내의 총 정보 전달 능력을 제어한다.

본 발명은 가정, 사무실, 학교, 상업 시설 등 전기 기기 또는 정보 전달 기기를 이용하는 임의의 시스템 내에서 이용 가능하다.

Claims (44)

1. 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소와,
   제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단시간에 상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향 정보의 송신만으로 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 동보 송신 요소를 구비하고,
   상기 동보 송신 요소가 해당 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력의 현재값과, 상기 총 소비 전력의 기준값과의 차이를 측정하고, 해당 차이의 함수인 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 해당 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하고, 해당 정보를 해당 그룹 내에 동보 송신하고,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하고, 해당 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 해당 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써, 해당 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 총 소비 전력 조정 지시값은 시스템 감도의 함수이기도 한 전력 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나에서 상기 우선도가 동적으로 변경되도록 더 구성된 전력 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하고,
   해당 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 상기 그룹 내에 동보 송신하고,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 부 제약 정보를 더 수신하고,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 상기 부 제약 정보에 근거한 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 더 자기에게 주어지거나 스스로 결정된 상기 우선도와 상기 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 해당 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 동보 송신과 더불어 상기 동보 송신 요소와 상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이의 쌍방향 통신이 가능하도록 더 구성된 전력 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상하 계층으로 이루어진 계층 구조의 하위 계층에서,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소로서 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소가 구비되고,
   상기 동보 송신 요소로서 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향 정보의 송신만으로 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 기능을 구비한 동보 송신 요소가 제공되고,
   상기 동보 송신 요소가 개별적으로 상위 계층 우선도를 주어지거나 결정되고,
   상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하도록 구성되는 동시에,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력을 측정하고, 해당 하위 계층 총 소비 전력, 상기 상위 계층 우선도 및 상기 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 해당 하위 계층 총 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 해당 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 해당 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하고, 해당 하위 계층 정보를 해당 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하도록 구성되고,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신 요소에서 동보 송신된 상기 하위 계층 정보를 수신하도록 구성되고,
   상기 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 하위 계층 우선도와 상기 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 해당 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써, 상기 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템.
7. 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 정보 전달 요소와,
   제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에, 상기 1 이상의 정보 전달 요소를 포함하는 그룹내의 전체 정보 전달 요소에 대하여 일방향의 정보의 송신만으로, 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 동보 송신 요소를 구비하고,
   상기 동보 송신 요소가 해당 그룹 내에서 점유되는 총 정보 전달 능력의 현재값과 해당 총 정보 전달 능력의 기준값과의 차이를 측정하고, 해당 차이의 함수인 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 결정하고, 해당 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 나타내는 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하고, 해당 정보를 해당 그룹 내에 동보 송신하고,
   상기 1 이상의 정보 전달 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하고, 해당 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 정보 전달 능력의 갱신에 이용해야 할 정보 전달 능력 갱신 값을 해당 1 이상의 정보 전달 요소 중 자기 이외의 정보 전달 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 상기 정보 전달 능력 갱신 값에 근거하여 자기의 정보 전달 능력을 제어함으로써, 해당 그룹 내의 총 정보 전달 능력을 제어하도록 구성된 정보 전달 능력 제어 시스템.
8. 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에, 해당 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향 정보의 송신 만으로, 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 동보 송신 요소가 구비되고,
   상기 동보 송신 요소가 소비되는 총 소비 전력의의 현재값과, 해당 총 소비 전력의 기준값과의 차이를 측정하는 단계;
   상기 동보 송신 요소가 상기 차이의 함수인 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 해당 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 상기 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하는 단계;
   상기 동보 송신 요소가 상기 정보를 상기 그룹 내에 동보 송신하는 단계;
   상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하는 단계;
   상기 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 소비 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하는 단계; 및
   상기 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 상기 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써, 상기 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하는 단계를 구비한 전력 제어 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 동보 송신 요소에 의한 상기 총 소비 전력 조정 지시값의 결정은, 상기 차이와 더불어 시스템 감도의 함수로서 해당 총 소비 전력 조정 지시값을 결정함으로써 수행되는 전력 제어 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나에 있어서 상기 우선도를 동적으로 변경하는 단계를 더 구비한 전력 제어 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 동보 송신 요소가 또한, 적어도 하나의 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 산출하는 단계;
    해당 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 적어도 하나의 부 제약 정보를 상기 그룹 내에 동보 송신하는 단계;
    상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 부 제약 정보를 더 수신하는 단계; 및
    상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 상기 부 제약 정보에 근거한 제어의 대상이 되는 전력 소비 요소가 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 부 제약 적산 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 부 제약 소비 전력 갱신 값을 결정하고, 해당 부 제약 소비 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 더 제어하는 단계를 더 구비하는 전력 제어 방법.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동보 송신과 더불어 상기 동보 송신 요소와 상기 1 이상의 전력 소비 요소 중 적어도 하나와의 사이에 쌍방향 통신하는 단계를 더 구비한 전력 제어 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상하 계층으로 이루어진 계층 구조의 하위 계층에서,
    상기 동보 송신 요소로서 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에 상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향의 정보 송신 만으로, 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 기능을 구비한 동보 송신 요소가 제공되고,
    상기 동보 송신 요소가 개별적으로 상위 계층 우선도가 주어지거나 결정되고,
    상위 계층 동보 송신 요소에서 동보 송신되는 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 상위 계층 정보를 수신하는 단계;
    상기 동보 송신 요소가 개별적으로 하위 계층 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 하위 계층 그룹 내에서 소비되는 하위 계층 총 소비 전력을 측정하는 단계;
    상기 동보 송신 요소가 상기 하위 계층 총 소비 전력과, 상기 상위 계층 우선도와, 상기 상위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의해 상기 하위 계층 총 소비 전력의 갱신에 이용해야 할 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 결정하고, 해당 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 나타내는 해당 하위 계층 그룹 내에서 공유해야 할 하위 계층 정보를 생성하는 단계;
    상기 동보 송신 요소가 상기 하위 계층 정보를 상기 하위 계층 그룹 내에 동보 송신하는 단계;
    상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신 요소에서 동보 송신된 상기 하위 계층 정보를 수신하는 단계;
    상기 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 하위 계층 우선도와 상기 하위 계층 총 소비 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 갱신에 이용해야 할 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하는 단계; 및
    상기 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 상기 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력을 제어함으로써, 상기 하위 계층 그룹 내의 총 소비 전력을 제어하는 단계를 구비하는 전력 제어 방법.
14. 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 정보 전달 요소를 포함하는 그룹 내에서 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에, 상기 그룹의 모든 정보 전달 요소에 대하여 일방향의 정보 송신 만으로 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 동보 송신 요소가 구비되고,
    상기 동보 송신 요소가 점유되는 총 정보 전달 능력의 현재값과 해당 총 정보 전달 능력의 기준값과의 차이를 측정하는 단계;
    상기 동보 송신 요소가 상기 차이의 함수인 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 결정하고, 상기 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 나타내는 상기 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 생성하는 단계;
    상기 동보 송신 요소가 상기 정보를 상기 그룹 내에 동보 송신하는 단계;
    상기 1 이상의 정보 전달 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하는 단계;
    상기 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 총 정보 전달 능력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 정보 전달 능력의 갱신에 이용해야 할 정보 전달 능력 갱신 값을 해당 1 이상의 정보 전달 요소 중 자기 이외의 정보 전달 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하는 단계; 및
    상기 1 이상의 정보 전달 요소의 각각이 상기 정보 전달 능력 갱신 값에 근거하여 자기의 정보 전달들의 능력을 제어함으로써, 상기 그룹 내의 총 정보 전달 능력을 제어하는 단계를 구비한 정보 전달 능력 제어 방법.
15. 제1항에 있어서,
    상기 1 이상의 전력 소비 요소로서, 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비하고, 개별적으로 우선도가 주어지거나 결정된 1 이상의 전력 소비 요소와,
    상기 동보 송신 요소로서, 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에, 상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향의 정보 송신만으로 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키는 동보 송신 요소를 구비하고,
    상기 동보 송신 요소가 상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내에서 소비되는 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 현재값과, 해당 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 기준값과의 차이를 측정하고, 해당 차이의 함수인 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 결정하고, 또는 해당 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 해당 전력 조정 지시값을 나타내는 해당 그룹 내에서 공유해야 할 일반적으로는 다변량의 정보를 생성하고, 해당 정보를 해당 그룹 내에 동보 송신하고,
    상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하고, 해당 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력의 갱신에 이용해야 할 해당 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 해당 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써, 해당 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 시스템.
16. 제8항에 있어서,
    상기 동보 송신 요소는 제어 시간 간격에 비하여 유의하게 단 시간에, 상기 1 이상의 전력 소비 요소를 포함하는 그룹 내의 전체 전력 소비 요소에 대하여 일방향 정보의 송신만으로, 해당 그룹 내에서 공유해야 할 정보를 송달시키고, 전력을 직접 소비하거나 전력의 공급을 개폐하는 기능을 구비한 동보 송신 요소로서,
    해당 동보 송신 요소가 소비되는 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 현재값과, 해당 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 나타내는 다변량으로서의 기준값과의 차이를 측정하고, 해당 차이의 함수인 일반적으로는 다변량의 전력 조정 지시값을 결정하고 또는 해당 전력 조정 지시값을 다른 요소로부터 수령하고, 해당 전력 조정 지시값을 나타내는 상기 그룹 내에서 공유해야 할 일반적으로 다변량의 정보를 생성하고, 해당 정보를 해당 그룹 내에 동보 송신하고,
    상기 1 이상의 전력 소비 요소가 상기 동보 송신된 상기 정보를 수신하고, 해당 1 이상의 전력 소비 요소의 각각이 자기에게 주어지거나 결정된 상기 우선도와 상기 전력 조정 지시값을 이용한 연산에 의하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력의 갱신에 이용해야 할 해당 전력 갱신 값을 해당 1 이상의 전력 소비 요소 중 자기 이외의 전력 소비 요소 및 상기 동보 송신 요소에서 독립하여 병렬로 산정하고, 해당 전력 갱신 값에 근거하여 자기의 소비 전력 또는 개폐 전력을 제어함으로써, 해당 그룹 내의 총 소비 전력 또는 전력 공급 상태를 제어하도록 구성된 전력 제어 방법.
    
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