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EMS Overview
Energy Management System
I
II
KRnet20112 [email protected]
Building EMSII
Home EMSII
Factory EMSII
EMS Definition & Configuration
EMS Standard & Examples
1
2
EMS Deployment3
I. EMS Overview
KRnet20113 [email protected]
EMS Definition & Configurations
l Energy Management System (에너지 경영 시스템)- (광의) 에너지 소비자가 에너지 효율 목표를 설정하고 이를 달성하기 위하여
인적/물적 자원 및 관리 체계를 일정한 절차 및 기법에 따라 체계적이고지속적으로 관리하는 에너지 관리 활동
- 기업의 생산, 활동 및 서비스 과정에서 사용되는 각종 에너지의 효율성을 지속적으로개선하기 위해 조직 구성원 각자가 절감해야 할 목표를 정하고 이를 달성하기 위한인적, 물적 자원 및 관리 체계를 구축하는 활동
- 에너지 절약과 온실가스 감축을 위해 정부가 시행하고 있는 목표관리제, 에너지진단,에너지 효율관리제도 등 활동을 체계적으로 이행할 수 있도록 각종 제도와 툴을제공하고 성과를 지속적으로 관리하는 체계 구축
- EMS는 PDCA (Plan-Do-Check-Ack)의 방법론에 기초하고 있으며, 경영적 측면과기술적 측면으로 구성
KRnet2011
에너지방침 수립전락기획수립
에너지 측면분석법규 및 기타요구사항 준수
에너지방침 수립전락기획수립
에너지 측면분석법규 및 기타요구사항 준수
성과관리내부심사준수평가
성과관리내부심사준수평가
시정 및 예방조치경영검토
시정 및 예방조치경영검토
목표수립모니터링 및 측정
목표수립모니터링 및 측정
EMS 구축
에너지경영위원회/에너지경영책임자/에너지경영추진팀
장비,설비 및 프로세스 관리, 모니터링 장치, 측정 장치 관리4 [email protected]
EMS Standards & Examples
l Activities- (Standards) 국제표준 (ISO 50001) ‘11.6월 제정 예정
cf. 품질경영(ISO9001), 환경경영(ISO14001)
- 지경부 기술표준원, 에너지관리공단 : EMS KS규격 (KSA 4000) ’07. 12. 제정
- 국내 EMS 인증 (‘10.3. 인증)§ 삼성코닝 천안공장, LG전자 창원2공장, 한화케미칼 울산공장,
금호석유화학 여수공장, 한국서부발전 서인천발전본부
- (Efficiency) 해외 사례 5 ~ 30%§ Dupont, 3M EMS 도입 : 5 ~ 20% 에너지 저감
KRnet20115 [email protected]
EMS Essentials
l Energy Management System (에너지 관리 시스템)- (협의) A system to analyze [anywhere : residential/commercial building,
power/gas/water grid infra.] energy usage and save money off yourenergy bill.
KRnet2011
l Energy Management Essentials- 공급 측 : 에너지 공급자는 특정 기간 동안(연/월/일) 사용자가 언제, 어디서,
얼마나 많은 에너지를 사용할 것인 지 알고 싶어함.→ EMS (실제 에너지 소비에 대한 meters, monitors, measures, validates
and reports)- 수요 측 : 사용자는 효율을 최적으로 하는 최소의 에너지 비용을 찾고자 함
→ EMS (identifies and reduces facility energy demands and optimizesenergy consumption practices)
Energy Monitoring, Data Integrity, Tenant Billing, Decision Support, Optimization, Control
Key Elements
EMS Deployments
l Building Energy Efficiency- 3대 CO2 배출 부문 : Building, Industry, Transportation- 에너지 수요처 중 건물이 차지하는 비중이 50%초과- 에너지 효율 향상과 CO2 절감은 건물 영역의 중요한 응용으로 잠재력을 지님- 홈 영역에서 건설 분야를 중심으로 Passive 체계 중심으로 에너지 효율화 사업이
주로 추진 중이며, Active한 대응은 상대적으로 제한적인 상황l Smart Grid
- 전력공급자 중심의 송배전 역량 강화(전력시스템 고도화 개발)와전력 IT화에 따른 수용가 서비스 확장 (홈, 빌딩, 산업단지에 대한 EMS 포함)분야를 중심으로 진화방향 모색 중
- 스마트그리드 전환사업의 일환으로 빌딩, 공장, 홈네트워크와 연계되는사업을 계획 중이며, 구체적인 Action Plan 수립 필요
KRnet2011
58.2%19.5%
22.4%
산업
수송
건물국내 미국
수요처별 에너비 소비 비율
Ref.> 에너지 관리공단 Ref.> US EIA Annual Energy Review2009
Building
EMS (Power)
l 한국형 EMS (K-EMS, Korea-Energy Management System)- 국가 전력 에너지의 발전부터 소비까지 모든 정보 관리§ SCADA : 전력 계통 운전 데이터 실시간 취득, 해당 설비 감시/제어§ 발전 응용 프로그램 : 전력 계통 발전력 실시간 감시/제어§ 전력 계통 해석 응응프로그램 : 전력 계통 안전도 실시간 분석/평가§ 급전훈련 시뮬레이터 : 급전원 훈련
KRnet2011
- 한국 자체 기술로 EMS 개발한 5번째 국가- 美, AREVA사 EMS 도입 10년 운용, ’12년 이후 전환 계획
EMS (Power) Configuration
KRnet2011발전소, 345/765kV
변전소RTU
DB
ApplicationCommonModel
Messaging & Middle-wareMessaging & Middle-ware
HistoricalDB
원격자료취득 및 제어
Protocol Handler
Scheduling 통신 에러관리
원격제어
실시간 자료처리
경보/이벤트 처리
아날로그/디지털 펄스/수동값/연산
온라인 감시/제어
경보/이벤트 시스템 상태 감시
보고서/경향그래프
Real-timeDB
Graphic User Interface
발전계획 Application 계통해석 Application
자동발전제어(AGC)
자동발전제어(AGC)
경제급전(ED)
경제급전(ED)
안전제약경제급전(SCED)
안전제약경제급전(SCED)최적화
급전계획(DOS)
최적화급전계획(DOS)
최적조류계산(OPF)최적조류계산(OPF)
수요예측(LF)
수요예측(LF)
시장연계시장연계안전도향상
(SENH)안전도향상
(SENH)
기동정지계획(UC)기동정지계획(UC)
NetworkTopologyNetworkTopology
급전원조류계산
(DPF)
급전원조류계산
(DPF)가용송전용량계산
(TTC)
가용송전용량계산
(TTC)송전선
과부하해소(TLR)
송전선과부하해소
(TLR)
휴전계획(OS)
휴전계획(OS)
고장해석(SCA)
고장해석(SCA)
상정사고해석(CA)상정사고해석(CA)
전압계획(VVD)
전압계획(VVD)
상태추정(SE)
상태추정(SE)
급전원 훈련시뮬레이터(DTS)
ControlCenterModel
ControlCenterModel
PowerSystemModel
PowerSystemModel
InstructorPosition
InstructorPosition
DTS DB
IEC 61970(CIM)
TCP/IP (IEEE 802 series)
한전 SCADA, 제주 EMS 등
IEC 60870-5(DNP)IEC 60870-6(ICCP)
변전소자동화시스템 (IEC61850)
l 국내 발전, 송/변전, 배전망 전력설비를 종합적 관리/제어- 발전 계획, 계통 해석, 실시간 자료 처리, 원격자료 취득 및 제어 등
BEMS Overview
BEMS Services & Examples
1
2
BEMS Tech. Roadmap3
II. BEMS
KRnet201110 [email protected]
BEMS Definitions
KRnet2011
l 목적- 설비의 최적운전을 통한 에너지 사용량 절감 (Energy)- 효율적인 건물관리를 통한 유지 관리 비용 최소화 (Management)- 사용자의 쾌적한 업무환경지원 (Comfort)
§ 이를 위해 각 시스템에서 제공하는 서비스의 세부내역과 방법은 다양
건물설비분야 최적제어 효율적 유지관리에너지 소비량 절약하는 솔루션
(H/W+S/W+운영관리 )
Building Management System
KRnet2011
l 종류종류 목적 내용
BAS(Building Automation System)
가전설비 운전의 중앙감시 설비기기의 상태 감시 조작
EMCS(EnergyManagement Control System)
지능적인 건물 제어 및 감시 건물의 에너지를 제어, 시간스케줄에 따른 가동/정지제어, 제어시스템의 개수를 통한 절약효과 관리
FMS(Facility Management System)
건물의 경영관리,자산가치를 높임
건물정보, 자재, 장비, 작업, 인력, 도면, 시스템 예산관리, 보고서(평가/분석)작성, 임대관리
EMS(EnergyManagement System)
설비의 에너지사용 절감 에너지 사용량 관리(타 시스템에서도 대부분 적용됨)
BMS(Building ManagementSystem)
각 설비의 정보관리 및 효율적운용
상태감시 및 제어, 에너지 사용관리, 주차관리 등 각 설비 단일 시스템 관리
BEMS(Building Energy &Environment Management System)
에너지 사용절감 체계적 시설운영
에너지 환경관리(EMS), 빌딩설비 관리지원(BAS), 시설운영 지원(FMS), BAS중앙감시시스템 연계 → 종합적 기능
Building Management Tech.
KRnet2011
BACnet(Building Automation and Control network) :빌딩 자동화 및 제어용 통신기술을 공급 업체에 의존적인 기술에서 벗어나 사용자 중심의 기술로발전시키고 서로 다른 제조업체들의 장비들 사이에 상호운용성을 보장하기 위한 표준 통신 방식
IBBA
OA TC
BEMS+FM
l 기술 동향- 초기의 빌딩제어(BA)에서 지능형빌딩 시스템으로 발전된 IB(Intelligent Building)는
빌딩자동제어(BA), 사무자동화(OA), 정보통신(TC)시스템과 에너지관리(BEMS), 시설관리(FM)시스템 등과 통합하여 통합운영시스템으로 발전
- 통합시스템은 통신 네트워크를 통해 분산된 장비들의 정보를 공유하는데표준 통신방식 적용 (ex, BACnet, Lonworks, KNX …)
BEMS Markets
KRnet2011
BEMS 시장 전망(2010~2016) EMIS 시장 전망(2009~2015)
l 시장 전망- BEMS 시장 규모는 2010년 20억 달러에서 2016년 60억 달러 전망(미국)
(출처: Pike Research, Building Energy Management Systems, 4Q ‘10)
- EMIS (Energy Management Information System)은 ‘15년 700억 달러 전망(세계)(출처: BCC Research, Energy Management Information Systems: Global Markets, ‘10.10)
BEMS 사례
KRnet2011
l 빌딩 에너지 관리 고도화를 위한 원격 빌딩 에너지 관리 플랫폼 기술 개발- 빌딩 에너지 소비 효율 개선 및 에너지 관리 비용 절감을 위한 빌딩 에너지 관제 센터 구축 기술- EMM 센터 기반의 다수 빌딩 관리 개념 도입을 위한 저비용 고효율 빌딩 에너지 관리 기술- 빌딩 에너지 관리 사업자를 위한 개방형 빌딩 에너지 관리 서비스 제공 기술- 다양한 이기종 BAS/BEMS 통합관리를 위한 상호운용성 지원 기술
BEMS 사례
KRnet2011
l group BEMS- 다수 건물에 대한 원격 BEMS 에너지 관리- 이기종 BAS 연동, 각종 센서 기반 에너지 최적화
BACnet
MODbus
Zigbee
EMM CLINET
CCL Agent
NetworkAdaptor
CCL Agent
CCL framework
Object Value
Object Info.Converter
Building Object Configuration Table
Object Filtering
EMM SERVER
Database
EMM CLIENT
EMM CLIENT
EMM CLIENT
LonWorks
BAS CCL MSG
EMM CCL Message Handler
EMM CCL MSG
ValueBuilding
BASLocation
Protocol
ObjectTimestamp
u Energy Monitoring & Management Serveru Energy Optimization & Maintenance Serveru Energy Security Convergence Server
BEMS 사례
KRnet2011
l K-MEG- 빌딩 에너지 소비량 측정/예측 결과에 따라 설비, 장치, 에너지 사용의 최적 제어- 빌딩 설비, 외부 환경, 빌딩 상태, 에너지원 정보 기반 에너지 정보 측정, 소비량 시뮬레이션- 경제성 확보를 위한 저가 직류기기, 스마트 센서, 고효율 에너지원 확보
BEMS Roadmap
KRnet2011
설비별 개별 제어
Coverage
Intelligence
제어 및 관리시스템
통합 관리 시스템
에너지 & 원격 관리
1990’
2000’
2010’
l 빌딩 관리 위주운영 기술
l IT 기반 통합제어 및 관리
l 관리자 수동제어
l 개방형/표준형제어 기술 보급
l 시설, 방범, 방재, 조명 관리
l 건물 통합 관리
l 빌딩군/지역별원격 통합 관리
l 독립적인 설비제어 기술
l 에너지 소비량 정보모니터링 기술
l 에너지 모니터링마이닝 & 분석 기술
l 실시간 빌딩 에너지시뮬레이션 기술
l 상황 인지 기반에너지 최적 운영지원 기술
l 소비 예측 기반 부하관리 기술
l 웹 기반 빌딩 관리 기술
l 스마트 기기 기반빌딩 관리 접속기술
l 에너지 효율컨설팅 기술
l 빌딩관리보안시스템기술l 센서/미터
링 정보통합 관리
l원격 빌딩 최적자동 제어 기술
l 빌딩 에너지 성능분석 및 평가 기술
l 스마트그리드연동 기술
l 건물 설계 부하기준 설비 운영
l 개별 설비 제어
방화벽
IDSIPS
HEMS Ecosystem
KRnet2011
l HEMS 생태계- 홈 에너지 관리 에코시스템은 소비자단으로의 서비스 제공을 위한 channel,
그리고 각종 systems, 그리고 시스템간 connectivity와 서비스 연동을지원하기 위한 enabling 기술 등으로 구성
HEMS Markets
KRnet2011
l 전세계 홈 에너지 관리 시장l home energy management 장비 및
관련 서비스 시장은’14년에 $3.3 billion 이를 것으로 전망
l 30% 에너지 저감이 가능하다면,당신은 에너지 관리 장치에 비용을투자할 것인가?(장치 비용 : $150 가정)
HEMS Evolutions
KRnet2011
• Networked sensors, controllers, PCTs, smart plugs, user interfaces, “cloud” data analytics, mobile device integration…
• In-home displays, Web portals, Remote monitoring services
• Energy management systems (software and hardware) that adjust automatically to save consumers money and shift usage off peak times
Energy Awareness
Automation &Control
Intelligent
l Products & Services- IHD, 웹포털, 원격 모니터링 서비스 등과 같이 모니터링 정보를 사용자에게
제공하는 사용자의 behavior에 의존하는 에너지 관리 scheme은자동 제어가 적용되고 peak time을 shifting하거나 해서 사용자에게 profit을return할 수 있게 해주는 EMS 시스템으로 진화할 것임.
HEMS Evolutions
KRnet2011
l Future Proof- 홈 영역에서 energy monitoring기반의 user behavior에 의한 잠재적 에너지
비용저감을 (ex, Google’s power meter) 10%로 본다면, DR, 신재생에너지, EV 연동을 통해 잠재적 에너지 저감을 100%으로올릴 수 있을 것이며, 이에 대한 준비 (기술 개발)가 필요함.
HEMS Configurations
KRnet2011
Functional Classification of Home Area Smart Grid- ESI(Energy Service Interface), Energy man-machine interface(MMI) devices,
Energy Devices, Advanced energy services
HEMS Services
KRnet2011
방범/방재
조명기기
보일러/에어컨
태양광발전
축전지
전기차
스마트그리드게이트웨이
스마트그리드
가전기기
환경센서
태양열 난방
AV기기
정보가전기기
월패드/홈서버
유무선통신서비스
홈에너지서비스
M2M 기반 에너지 정보 네트워크
지능형 홈서비스
그린홈서비스
신재생에너지관리 서비스
실시간 양방향전력거래서비스
전기자동차홈에너지 연동
수요반응기반제어서비스
소비전력모니터링서비스
최적·고효율운용 서비스
홈헬스케어
미디어서비스
홈오토메이션
HEMS Examples
그린홈 에너지 관리 플랫폼
엔터테인먼트
서비스
인포메이션/홈미디어 서비스
홈오토메이션
DTV
웹 연동
Energy ControlMessag
e
Energy Control
MessageEnergy Profile
Message
EM Client
MAC
ENMP
Network I/F
Energy Profile
Message
EM Client
MAC
ENMP
Network I/F
IP 네트워크
정보보호
전력사업자
SmartGrid
UPnP
Open Home networkFramework
ServiceEngine
CoreFrameworkEM Framework
EM Manager
ENMP
EnergyControl
ResourceManager
TCP/IP
PLC WirelessEthernet
Security
그린홈 요소기술
창호시스템외단열시스템
LED조명시스템
신재생에너지
그린홈에너지관리프레임워크
그린홈 요소기술 관리
그린홈 실증 주택용 에너지 관리 인터페이스 개발
<저온실 온도별 Infra-red camera 측정 모습(0℃, -5℃, -10℃)>
그린홈 전력에너지 정보수집및 기기별 제어기능
[지능형 창호] [태양광]
FEMS Definitions
KRnet2011
FEMS Definition- Building future industry which pursue system-wide energy efficiency and
reliability optimization through linking real-time production process and energy usage
EnergyControl
ProductionControl
Production status info.
Production status info.
Central ProductionControl
ProductionPlan
Optimum energy patterns
Production Information
FEMS Characteristics
KRnet2011
FEMS Characteristics- Home, Building과는 다른 특성을 지님- industrial sector의 특징을 고려해야 함. § Power: semiconductors, machinery, automobiles, heavy industry§ Power + Heat (Steam): cement, paper, food manufacture§ Fusion: Steel, oil refining, petrochemical
FAMI
생산 설비
공정 설비
에너지원EGFS 서버
Factory #1
FEMS
e-PFMS
u-MES
<ZigBee, USN>
FEMS Examples
KRnet2011
에너지 관리 시스템 기능
관리대상 분야 세부 내역전력 관리 모니터링현황 설비별 전력모니터링, 전력량계 상태모니터링, 실시간 사용량 현황
공정별 분석 공정별 사용량분석, 공정별 Chart상세, 공정별 원단위분석, 공정-설비별 원단위 분석
부서별 분석 부서별 사용량 분석, 부서별 원단위 분석
계측기별 분석 일별 사용량 분석, 전력량계별 사용량 분석, 전력량계 계층별 사용량 비교
기준초과조회 최대 수요초과 이력조회, 공정발전력 사용초과 이력조회
요금분석 실시간 전력요금현황, 일/월/년도별 사용요금현황
보일러 관리 보일러 실시간 현황 보일러 상태정보종합, 호기별 상태정보 조회, 일/월별 가동현황 조회
효율 분석 시간대별 효율 현황, 일/월별 효율 현황
스팀 관리 스팀실시간 스팀유량계 모리터링, 스팀사용 현황 조회
기반별 스팀조회 일/월단위 스팀 사용량조회, 스팀raw데이터 조회
스팀사용량 통계 시간별 스팀사용량 통계, 일/월별 스팀사용량 통계
Air 관리 Air 실시간 Air 유량계 모니터링, Air 사용현황 조회
기간별 Air 조회 일/월단위 Air사용량 조회, Air raw 데이터 조회
Air 사용량조회 시간/일/월별 Air 사용량 조회
온습도 관리 온습도현황 실시간 온습도현황
통계/분석 일/월별 온습도 현황
FEMS Examples
KRnet2011
에너지 경영 시스템 기능
관리대상 분야 세부 내역에너지사용종합 에너지목표관리 에너지원 단위목표 대비실적, 에너지절감활동
통계/분석 일에너지 사용현황, 에너지맵, 사용량추이분석, 원단위추이분석, ToE추이분석, CO2배출량추이분석
손실비용 관리 Return손실비용현황, Scrap손실비용현황
설비효율분석 설비발전력효율분석, 정련배치별 전력사용분석
검교정관리 검교정 이력관리
기준 정보 관리 공통관리 공정코드관리, 부서관리, 휴일설정
에너지원 관리 에너지원 계수관리, 에너지원 단가관리, 시간대별 부하 및 단가설정(전력), 에너지원 단위목표관리
전력량계 관리 전력량계 관리, 공정별 전력량계 설정(상한), 공정별 전력량계 계산식설정, 전력공정원 단위 설정
유량계 관리 온습도계 관리, 유랑계 관리, 유량계 공정원단위 설정, 보일러 상수관리
재고 관리 에너지원 재고관리
Report Report관리 레포트 출력
FEMS Implementation Outlook
KRnet2011
FEMS Related technology level & future implementation outlook
EnergyManagement
System
EnergyEfficiency
ImprovementTechnology
ReliabilityAnd Power
QualityImprovementTechnology
Factory Energy
Monitoring & ControlSystem
Real-timeSystem-wide
EnergyEfficiency
Improvement
EquipmentReliabilityDiagnosticAutomation
& Self-healing
§ Current monitoring level of energy use through EMS
- Develop energy optimization control tech. through product link
- Industrial high reliability smart metering equipment and tech. development
- Bi-directional real time communication network tech. system and standardization
§ Performance level for efficient diagnostic of each equipment unit
- Realize real-time energy demand forecast algorithm by considering production plan/current state of load factor/equipment management plan
- Develop optimizes tech. for fusion energy (power, fuel, heat, water, etc.)
§ Early stage of equipment unit diagnostic and energy supply condition monitoring tech.
§ Power quality compensation system usage level toward bad load factor portion
![L'année 1495 - data.bnf.frDiego de Siloé (1495?-1563) Georg Spormecker (1495-1562) ... La crónica de Hyspaña [abreviada... por mossén Diego de Valera] (1495) Cronica del rey don](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/6148e0ba2918e2056c22f99f/lanne-1495-databnffr-diego-de-silo-1495-1563-georg-spormecker-1495-1562.jpg)
