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전력 빅데이터 기반 NILM 기술

전수책임자
고석갑
참여자
고석갑, 김낙우, 김에덴, 박상준, 손승철, 오승훈, 이길행, 이병탁, 이준기, 이현용, 이형옥, 황유민
기술이전수
2
이전연도
2020
협약과제
20PK1100, 전력 빅데이터를 활용한 신산업 BM 및 서비스 개발·검증, 이병탁
ㅇ 어떤 공간, 예를 들면, 집이나 방, 사무실 내에는 여러 가지 전자기기가 있다. 이러한 전자기기를 부하(Load)라고 한다. 각 부하들이 사용하는 전력이나 사용패턴, 동작여부를 파악하여, 불필요한 전력 사용은 없는지, 안전하게 사용하고 있는지, 생활패턴이 어떤지, 전자장비가 노후되지는 않았는지 확인할 수 있다. 정확한 개별 부하의 전력을 모니터링하기 위해서는 각 부하 앞에 전력 또는 전류 센서를 부착하여야 한다. 그러나 비용적인 측면이나 공간적인 측면의 이유로 개별 부하에 전력 센서를 설치하는데 어려움이 있다.
ㅇ 본 기술은, 공간의 한 지점에서만 전류를 측정하여, 공간 내의 각 부하들의 동작 여부를 알아낼 수 있는 기술이다.
ㅇ 전자장비들은 각각 고유의 전류 패턴을 가지고 있다. 기계학습을 통해 개별 전자장비의 고유 전류 패턴을 학습하고, 2개 이상의 전자장비 조합 사용시 전류 패턴도 학습한다. 이후 학습된 기계학습 모델은 어떤 전자장비들이 가동되고 있는지 예측할 수 있다.
ㅇ 효율적인 에너지 사용에 관하여 관심이 높아지고 있어, ICT기술을 통한 스마트그리드 기술이 요구되고 있으며, 소비전력을 측정하는 스마트 미터의 발달로 에너지의 효율적인 관리를 위한 측정 및 실시간 모니터링이 가능해짐
ㅇ 에너지 분야에서 전력 소비의 증가에 따라 각 세대마다 가전기기 단위의 에너지 효율 관리 기술이 필요함
ㅇ 모니터링을 위해 모든 전자기기에 센서를 설치하기에 많은 시간과 비용이 발생하는 문제점을 기술적으로 보완할 수 있는 솔루션임
ㅇ 본 NILM 기술은 전력 소비 패턴의 분류와 특정 기기 신호의 분해 기능을 제공하여 비침입적인 방법을 통해서도 각 소비 전력패턴의 특징 파악이 가능함
ㅇ 전체 전력 소비 패턴 및 각각의 고부하 가전의 전력 데이터 분석을 통하여 에너지 효율 관리 뿐 아니라 기기 수명 관리 및 고장 진단, 생활패턴 분석 등 서비스의 확장이 가능함
ㅇ 효율적인 에너지 사용에 관하여 관심이 높아지고 있어, ICT기술을 통한 스마트그리드 기술이 요구되고 있으며, 소비전력을 측정하는 스마트 미터의 발달로 에너지의 효율적인 관리를 위한 측정 및 실시간 모니터링이 가능해짐
ㅇ 에너지 분야에서 전력 소비의 증가에 따라 각 세대마다 가전기기 단위의 에너지 효율 관리 기술이 필요함
ㅇ 모니터링을 위해 모든 전자기기에 센서를 설치하기에 많은 시간과 비용이 발생하는 문제점을 기술적으로 보완할 수 있는 솔루션임
ㅇ 본 NILM 기술은 전력 소비 패턴의 분류와 특정 기기 신호의 분해 기능을 제공하여 비침입적인 방법을 통해서도 각 소비 전력패턴의 특징 파악이 가능함
ㅇ 전체 전력 소비 패턴 및 각각의 고부하 가전의 전력 데이터 분석을 통하여 에너지 효율 관리 뿐 아니라 기기 수명 관리 및 고장 진단, 생활패턴 분석 등 서비스의 확장이 가능함
- ETRI 시험 절차서 및 결과서, 기술문서, 특허 실시권, 소프트웨어 소스
ETRI 시험절차 및 결과서
● ETRI 시험절차 및 결과서 1건
기술문서
● 시험절차 및 결과서
● 요구사항 정의서
● 개발자 매뉴얼
● NILM 기술 연구 정리
소프트웨어
● 전력 빅데이터 기반 NILM 프로그램 1건
특허
- 에너지 통합 신호를 이용한 비침입식 숙박업소 재실 여부 판별 방법 및 활용방안 (출원번호:2020-0156841)
ㅇ 가정 내 전력 소비 시 발생하는 가구 전력 데이터의 분석 결과를 통해 에너지 효율 파악 및 에너지 사용료 절감 등에 활용 가능 (가정용 에너지 관리 시스템 등)
ㅇ 고부하 가전의 전력 정보와 전력 소비 패턴을 통한 진단 결과를 이용하여 고부하 가전 제품에 대한 수명 관리 및 고장 진단 서비스 등 제공 가능
ㅇ 가정 소비 전력 패턴의 상관관계 추론 및 분석을 통해 필요한 제품 및 판매를 위한 데이터 정보 공유 가능
ㅇ IoT/챗봇/모바일 어플리케이션과 융합하여 전력 빅데이터 산업에서 부가가치가 높은 신비지니스 모델 창출 가능