예비전력관리업무담당자 선발제도 개선방안

김광진 우석대학교 국방정책대학원 2018 국내석사

예비전력관리업무담당자 선발제도 개선방안 국방정책학전공 김 광 진 지도교수 김 찬 권 본 연구의 목적은 우리나라의 예비군을 관리하고 교육훈련 등 예비군 관련 업무에 중추적인 역할을 수행하는 예비전력관리업무담당자의 선발제도를 분석하여 현재보다 더 우수한 인원을 선발하여 야전에서 원활한 임무수행의 여건을 보장하기 위하여 각종 관련 문헌과 법률, 그리고 현재 야전에서 임무를 수행중인 예비전력관리업무담당자들과의 면담 등을 통하여 문제점을 도출하고 이 문제점에 대한 개선방안을 제시하는 것이다. 1968년 예비군이 창설된 때부터 예비전력관리업무담당자는 선발되어 임무를 수행하였다. 최초에는 경찰이 예비군에 대한 지휘권과 교육훈련에 대한 임무를 수행하였으나, 1971년 1월 1일부터 군에서 교육훈련을 전담 실시하였고 1971년 7월 1일부터는 지휘권 등 예비군의 관련 업무를 인수하였으며, 예비전력관리업무담당자 선발 또한 군에서 실시하였다. 이와 같은 예비전력관리업무담당자는 처음에는 무시험에 의한 특별채용으로 실시하였으며, 1987년 이후 군 내부규정에 의한 선발시험을 통하여 선발함으로써 과거보다 객관적인 평가가 이루어졌다. 그 이후 2006년 제정된 예비전력관리업무담당자 선발규칙(2007년 1월 8일 시행)은 현재까지 14번(타법개정 포함)의 개정을 통하여 점점 개선되어왔다. 이와 같은 예비전력관리업무담당자 선발제도를 분석하기 위하여 4단계로 나누어 연구하였다. 첫째, “전역자․전역예정자가 선호하는 예비전력관리업무담당자는 어떤 임무를 수행하는가?” 즉, 가장 먼저 선행되어야 하는 것이 바로 직무분석이다. 둘째, 예비전력관리업무담당자 선발과 관련된 각종 법률, 규정, 지침 등에 대한 분석이다. 셋째, 예비전력관리업무담당자는 군무원(일반직공무원)으로써 국가공무원법(제2조 공무원의 구분)에서 명시된 경력직공무원 중 특정직공무원인 군무원과 유사하다고 할 수 있는 특정직공무원 중 ① 경찰·소방공무원의 선발제도와 전역간부를 채용하는 선발 제도 ② 민간기업의 선발제도를 비교할 수 있도록 제시하는 것이다. 넷째, 위의 과정을 거친 후 야전 부대에서 근무하고 있는 예비전력관리업무담당자와 개별·집단 접촉을 통한 면담 등 의견수렴을 실시하였다. 이런 연구 진행과정을 거친 결과 다음과 같은 결과를 얻게 되었다. 첫째, 선발방법 개선, 둘째, 응시자격의 확대, 셋째, 평가항목 개선, 넷째, 응시기회 확대 등이다. 본 연구 결과는 국방부에서 우수한 예비전력관리업무담당자를 선발하기 위하여 시행하고 있는 선발규칙의 세부항목을 각종 법률과 각 군의 규정, 면담 등 의견수렴 등을 통하여 학문적 관점에서 체계적으로 조사 분석하여 개선방안을 제시하였다는데 의의를 찾을 수 있다. Preliminary power management manager Improvement plan for selection system Kim Kwang–Jin Department of National Defense Policy Graduate School of National Defense Policy Woosuk University Advisor : Professor Kim Chan-Kwon The purpose of this study is to analyze the selection system of the persons in charge of reserve power management who manage the reserve army in Korea and play a pivotal role in the reserve army related tasks such as education and training. And to discuss the various issues related to the related literature and laws, as well as the preliminary power management staff in charge of the current field, and to suggest ways to improve the problem. From 1968 when the reserve army was established, the person in charge of reserve power management was selected and fulfilled its duties. At first, the police carried out the duty of command and education and training for reservists. However, from January 1, 1971, the police and the army carried out the education and training for the army. From July 1, 1971. Selection of a person in charge of reserve power management was also conducted in the military. Such a person in charge of preliminary power management work was first performed by special hiring by the no-test, and after 1987, selection was made through the selection test according to the internal regulations of the military. Since then, the Preliminary Rules for the Personnel for Preliminary Power Management (enforced on January 8, 2007), which was enacted in 2006, have been gradually improved through the revision of No. 14 (including other law revisions). In order to analyze the selection system of the person in charge of preliminary power management, we divided into four stages. First, "what is the task of the reserve power manager who is prefered by the global and global planners?" That is, job analysis is the first thing that must be preceded. Second, it analyzes various laws, regulations, and guidelines related to selection of the person in charge of reserve power management. Third, the person in charge of reserve power management is a civil servant (general civil servant) who is similar to a civil servant who is similar to a civil servant who is one of the experienced civil servants specified in the National Public Officials Act (Classification of Public Officials Article 2) And a selection system that employs global executives. ② It is proposed to compare the selection system of private companies. Fourth, after completing the above process, we conducted interviews with the person in charge of preliminary power management working in the field unit through individual and group contact. The results of this research are as follows. First, improvement of the selection method, second, extension of the qualification of the candidate, third, improvement of the evaluation item, and fourth, the opportunity to take the test. The results of this study are systematically surveyed and analyzed from academic point of view through various laws, regulations of each army, opinion gathering such as interviews, I can find the significance.

비대칭 발전기 구동을 고려한 선박의 전력관리시스템 부하별 연료소모량 비교평가 연구

최영석 부산대학교 대학원 2020 국내석사

현재 각 선사들은 선박의 전력시스템을 효율적으로 운영하기 위한 방안으로 항해, 하역 또는 특수목적에 맞는 발전용량을 비대칭적으로 구비하려는 경향이 있다. 이는 발전기의 부하별 연료소모량이 다르기 때문에 기인하며, 필요한 전력에 맞게 가장 적절한 부하를 달성할 수 있는 발전기를 구동하여 연비를 절감하고자 하는 목적이다. 기존 선박은 일반적으로 대칭적 구조로 발전기를 구비하여 전력관리시스템에서 운용 하였으나, 선박 내의 다양한 전력의 소비처에 효율적으로 대응하기 위하여 비대칭적 구조로 발전기를 구비하는 경우가 늘어나고 있다. 그러나 비대칭적 구조의 특성을 고려한 전력관리시스템은 현재 상용화 되지 않고 있고, 기존의 전력관리시스템과 동일하게 운전자의 선택과 전력 부하에 의해서만 전력관리시스템이 운용되고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 방안으로 비대칭 구조의 특성을 고려한 전력관리시스템에 대한 방법을 제시하고자 하며, 그 방법의 핵심은 기존의 전력관리시스템에 각 발전기의 부하별 연료소모량을 입력하여 전력관리시스템이 현재 부하에서 가장 적절한 발전기의 가감을 스스로 결정하여 kW당 연료소모를 줄이는 것이다. 이는 기존의 전력관리시스템 보다 부하를 가장 적절한 범위에서 사용할 수 있도록 하여 연료소모를 절감 시키며, 연료소모의 절감만큼 유해가스의 배출을 줄일 수 있다. 또한 상대적 부하를 증가시키는 방법으로 기존의 전력관리시스템에 비하여 저부하 운전이 줄어들기 때문에 저부하 운전으로 기인하는 디젤발전기의 문제를 어느 정도 극복하여 발전기 자체의 수명을 향상시킬 수 도 있다.

전력관리를 위한 WPAN 게이트웨이 개발

이재인 中央大學校 大學院 2017 국내석사

최근 에너지 관리에 대한 관심사가 높아지면서 홈 에너지 매니지먼트, 스마트 에너지 매니지먼트 산업이 급속도로 성장하고 있다. 에너지 매니지먼트 산업이 성장함에 따른 다양한 기술 및 시스템이 연구되고 있으며 이러한 연구들의 대부분이 기기별로 전력절감을 높이거나 전력관리 시스템이 개별적으로 이루어져 있다. 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 각 구별 전력관리 및 제어가 가능한 스마트 멀티 탭을 활용할 수 있는 프로토콜과 게이트웨이를 제안하고, 이를 활용할 스마트 디바이스용 어플리케이션을 설계한다. 스마트 멀티 탭을 통해 측정된 모든 기기의 전력정보를 전력관리 프로토콜을 이용하여 게이트웨이에게 전달하며, 게이트웨이는 ZCM을 통해 전력 정보를 받아 시리얼 통신 처리 쓰레드를 통해 분석하고 DB 처리 쓰레드를 통해 데이터베이스화 한다. 또한 TCP/IP 통신 처리 쓰레드를 이용하여 스마트 디바이스와도 정보를 주고받는다. 스마트 디바이스용 어플리케이션은 지정된 프로토콜을 이용해 정보를 분석하여 사용자에게 출력해주며, 게이트웨이를 통해 멀티 탭 제어 기능을 포함한다. 마지막으로, 본 논문에서 제안한 게이트웨이와 어플리케이션, 프로토콜을 이용한 전력관리 시스템이 정상적인 사용에 지장이 없다는 것을 응답속도 측정 실험을 통해 검증한다. Recently, home energy management, smart energy management industry is growing rapidly because of the growing interest in power management. Also with the growth of energy management industry, many kinds of technologies and systems are being studied. And most of these studies power savings by individual appliance or having individual power management system. In this paper, to complement this, offering protocol and gateway for smart power strips can each power-management and control. And design applications for smart devices to take advantage of them. The power information of all devices measured by smart power strip is transmitted to the gateway using the power management protocol. The gateway receives power information through ZCM, analyzes it through a serial communication processing thread, and databases it through a DB processing thread. It also uses TCP / IP communication processing threads to exchange information with smart devices. Applications for smart devices analyze information using a specified protocol and output it to the user, and include power strips control through the gateway. Finally, we verify that the power management system using the gateway, application, and protocol proposed in this paper does not interfere with normal use through the response speed measurement experiment.

프리패치 버퍼의 동적변경에 기반한 디스크 전력관리 기법

임종호 연세대학교 대학원 2006 국내석사

Since the quality of contents and performance of mobile devices have been dramatically improved, power control technique for mobile devices became an important issue. Most of mobile devices have a disk drive which has large capacity, to store the high quality contents. Since the disk consumes most of the power of a mobile device, we need disk power management technique to improve the performance of mobile device with limited power. Disk power management techniques use the fact that a disk has four different states, active, idle, standby and sleep, and the amount of disk power consumption is different in each state. The disk power management which uses Prefetching is an active and practical method.In this paper, we propose a disk power management technique based on dynamic change of the prefetch buffer size. In this technique, Kernel decides whether the application has characteristics of periodic or interactive applications, and changes the prefetching size based on the characteristics. We analyzed the effect of the prefetching. Prefetching reduce the disk power consumption with periodic applications. To validate this fact, we analyzed the influence of prefetching to executing time of applications and disk power consumption both with periodic applications and interactive applications. Furthermore, we propose a disk power model and optimal Kernel Prefetching size through the model and experimental results. Our method is implemented on Harmonia, a system power management framework, which is based on Linux 2.6.9. 모바일 기기의 성능 향상과 콘텐츠의 고품질화로 인하여 모바일 기기의 전력관리 기법은 중요한 문제가 되었다. 또한 고품질의 콘텐츠를 저장하기 위하여 대용량 디스크를 탑재한 모바일 기기의 경우 젼력의 상당 부분을 디스크가 소모한다. 이 때문에 한정된 전력자원을 효율적으로 활용하여 모바일 기기의 성능을 향상시키는 측면에서 디스크 전력관리 기법이 필요하다. 디스크 전력관리 기법은 디스크가 Active, Idle, Standby, Sleep 네 가지 상태를 갖고 있으며 각각 전력사용이 다르다는 점을 이용한다. 디스크 전력관리의 여러 기법 중에서 Prefetching 을 사용하는 전력관리는 매우 적극적이고 유용한 방법이다.본 논문에서는 디스크 드라이브의 전력관리를 위하여 프리패치 버퍼의 동적 변경에 기반한 디스크 전력관리 기법을 제안한다. 이 기법은 Kernel 이 응용의 특성을 능동적으로 파악하여 응용이 Periodic 응용의 특성을 보일 경우와 Interactive 응용의 특성을 보일 경우로 구분하고 각각의 특성에 맞추어 Prefetching 크기를 변경하는 방법이다. 이를 위하여 우선 Prefetching 의 효과에 대하여 분석한다. Prefetching 은 Periodic 응용의 경우에 디스크 전력감소 효과가 있다. 이것을 확인하기 위하여 Periodic 응용과 Interactive 응용에 대하여 Prefetching 이 응용의 수행시간 및 디스크 전력소모에 관계하는 영향에 대해 실험을 통하여 분석한다. 또한 한정된 메모리를 갖는 모바일 기기의 특성을 고려하여 디스크 드라이브에 대한 전력사용 모델을 제시하고 모델을 통한 분석과 실제 실험을 통하여 Periodic 응용에서 디스크 전력감소를 위한 최적의 Kernel Prefetching 값을 제시한다. 제안하는 기법은 시스템 통합 전력관리 기법의 연구에 대한 기반을 구축하기 위하여 Linux 2.6.9 를 기반으로 하는 Harmonia 시스템 통합 전력관리 Framework 에 구현되었으며 이를 통하여 성능을 평가하였다.

내장형 시스템에서 중앙처리장치와 그래픽처리장치의 상호연관성을 이용한 전력 관리 기법

황근호 한양대학교 2016 국내석사

전력 관리는 스마트폰(smart phone)이나 태블릿 PC(tablet PC) 등과 같은 고성능 내장형 시스템에서 가장 중요한 사항 중의 하나이다. 스마트폰과 태블릿 PC는 안정적으로 전력 공급을 받지 못하고, 장치에 내장된 전지를 통해서 사용되는 시간이 매우 길기 때문이다. 전력 소모는 이러한 장치들의 실제 사용시간과 매우 밀접하기 때문에 효율적으로 전력 소모를 조절함으로써 사용자들이 오랜 시간을 이동하며 사용할 수 있도록 하여야 한다. 최근 스마트폰 사용자들이 3D 게임과 같은 그래픽 애플리케이션(graphic application)을 많이 사용하는데, 그래픽 애플리케이션은 중앙처리장치와 그래픽처리장치의 일련의 동작으로 이루어진다. 중앙처리장치는 화면에 어떠한 것이 표시되어야 하는지 결정하고, 그것을 그래픽처리장치에게 프레임(frame)으로 그려내어 화면에 표시하도록 명령을 전달한다. 따라서 그래픽 애플리케이션의 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)는 두 처리장치 모두의 성능에 큰 영향을 받는다. 그러므로 좋은 초당 프레임 수를 유지하여 사용자들을 만족시킬 수 있도록 고성능의 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)와 그래픽처리장치(Graphic Processing Unit)가 사용되는 추세이다. 하지만 고성능의 처리장치들은 좋은 성능을 제공해주지만 그만큼 전력 소모도 크다. 이러한 내장형 시스템의 특징과 사용자들의 요구로 인해 중앙처리장치와 그래픽처리장치의 전력 관리에 대하여 많은 연구가 이루어졌다. 하지만 대부분의 연구는 두 처리장치를 서로 독립적인 처리장치로 간주하고 전력 관리를 하여 그래픽 애플리케이션을 동작시키는 경우 나타나는 두 처리장치간의 상호연관성을 고려하지 못하고 있다. 그래픽 애플리케이션을 실행시킬 때 두 처리장치는 서로 상호연관성을 가지며, 하나의 처리장치의 동작속도가 변할 때 다른 처리장치의 요구 성능에 영향을 주게 된다. 이러한 상호연관성을 고려하지 않는 경우 비효율적인 전력 관리가 이루어질 가능성이 있다. 본 논문에서는 그래픽 애플리케이션의 특성으로 인해 나타나는 두 처리장치간의 상호연관성으로 인한 영향을 추정함으로써 더 효율적인 전력관리를 할 수 있는 전력관리 기법을 제안한다. 제안된 전력관리 기법을 사용함으로써 기존의 처리장치간의 상호연관성을 고려하지 않은 전력관리 기법보다 더 나은 전력 효율 및 사용자 경험(user experience)을 제공할 수 있었다. 처리장치들에 대한 요구 성능이 높은 벤치마크 프로그램(benchmark program)의 경우 전력 소모를 약 1% 감소시키면서 벤치마크 점수를 약 9% 상승시켜 전력 효율을 약 10% 개선할 수 있었고, 사용자 경험 저하(user experience degradation)도 약 12% 줄일 수 있었다. 요구 성능이 상대적으로 낮은 벤치마크 프로그램에서도 기존의 전력관리 기법보다 더 효율적으로 전력관리를 하여 아무런 사용자 경험 저하를 일으키지 않으면서 전력 소모를 약 30% 줄일 수 있었다.

이기종 멀티코어 프로세서를 위한 시스템 수준 전력 관리 기법 연구

유대철 한양대학교 2015 국내박사

최근 모바일 임베디드 기기들의 성능은 멀티미디어 스트리밍, 게임, 비디오 및 이미지 처리와 같은 고급 서비스들을 제공하기 위해 급격하게 증가해왔다. 이러한 대량의 픽셀 혹은 프레임 데이터를 처리하는 응용 서비스들을 효율적으로 수행하기 위해 모바일 임베디드 시스템에서는 범용 CPU와 그래픽처리장치를 하나의 칩 안에 집적하는 이기종 시스템 설계가 널리 사용되고 있다. 이기종 시스템에서 수행되는 응용의 경우 연산의 많은 부분이 그래픽처리장치에 의해 처리되기 때문에 응용 수행 시 그래픽처리장치가 소비하는 전력은 증가하는 반면 CPU는 유휴 상태에서 보내는 시간이 늘어나게 되었다. 본 논문은 이기종 멀티코어 프로세서를 대상으로 CPU가 유휴 상태에 있을 시 발생하는 누수전력과 그래픽처리장치가 동작 시 발생하는 동적 전력을 효과적으로 관리하기 위한 전력관리 기법을 제안한다. 모바일 시스템의 전력관리 기법은 크게 동적 전력 관리 기법과 동적 전압 및 주파수 조정 기법이 있다. 동적 전력 관리 기법은 대상 장치에 요구되는 서비스 요청이 없어 장치가 유휴 상태가 되었을 때 해당 장치를 저전력 상태로 전환시키는 기법이다. 동적 전압 및 주파수 조정 기법은 대상 장치의 작업량에 따라 동작 전압 및 주파수를 조정하는 기법이다. 본 논문에서는 첫째로 범용 프로세서를 대상으로 동적 전력 관리 기법을 효과적으로 적용하기 위한 방법을 제안한다. 기존의 동적 전력 관리 기법은 대상 장치의 유휴 시간이 얼마나 지속될 것인지를 예측하는데 중점을 둔다. 대상 장치의 유휴 시간 예측은 해당 장치가 과거에는 얼마나 오랫동안 유휴 상태에 있었는지에 기반하여 이루어진다. 하지만 프로세서의 경우 기존의 동적 전력 관리 기법이 널리 적용되던 입출력 장치와는 상이한 전력 상태 전환 특성으로 인해 측정된 유휴 시간이 실제 프로세서의 유휴 시간을 정확하게 반영할 수 없는 문제점이 있다. 또한 프로세서의 경우 서비스를 요청하는 주변 장치들의 종류가 다양하고 그에 따라 요구되는 응답 속도가 다르기 때문에 예측되는 유휴 시간에만 기반하여 저전력 상태를 적용하는 것은 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 프로세서의 유휴 시간을 예측하는 대신 어느 주변 장치에서 다음 서비스를 요청할 것인지를 예측하여, 예측되는 장치의 중요도에 따라 프로세서의 저전력 상태를 결정하는 Service Requestor-driven Dynamic Power Management (SRD) 기법을 제안한다. SRD 기법은 주변 장치의 서비스 요청에 대해 요구되는 프로세서의 응답 속도에 따라 장치들을 분류하고 프로세서가 유휴 상태가 되었을 시 다음 서비스 요청이 어느 주변 장치에서 발생 할지를 예측한다. 이후 예측된 주변 장치의 중요도에 기반하여 프로세서의 저전력 상태를 결정 함으로써 시스템 성능저하를 최소화 하면서 효율적으로 전력절감을 이루도록 한다. 두 번째로 본 논문에서는 그래픽처리장치를 대상으로 동적 전압 및 주파수 조정 기법을 효과적으로 적용하기 위한 기법을 제안한다. 기존의 프로세서에 적용되는 동적 전압 및 주파수 조정 기법은 on-demand 기법이라 불린다. On-demand 기법은 대상 장치의 활용률에 기반하여 동작 전압 및 주파수를 조정하는데 대상 장치의 활용률이 일정 수준 이상으로 올라가게 되면 동작 전압 및 주파수를 높이는 방식이다. 이러한 on-demand 기법이 일관된 서비스 품질을 달성하도록 요구되는 그래픽처리장치에 적용 될 경우 문제가 발생할 수 있다. 그래픽 응용의 서비스 품질은 일반적으로 초당 처리되는 프레임 수로 결정되는데 이는 처리되는 프레임 수가 사용자가 인지하는 그래픽 응용의 서비스 품질에 결정적인 영향을 미치기 때문이다. 하지만 그래픽처리장치에 의해 처리되는 프레임의 수는 그래픽처리장치의 활용률에 비례하지 않을 수 있다. 따라서 기존의 동적 전압 및 주파수 조정 기법을 그래픽처리장치에 적용 할 경우 일관된 초당 프레임 수를 얻을 수 없는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 사용자가 요구하는 초당 프레임 수를 그래픽처리장치가 달성할 수 있도록 그래픽처리장치의 동작 전압 및 주파수를 조정하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 시스템 수준 전력관리 기법은 이기종 멀티코어 프로세서를 대상으로 CPU와 GPU 사이의 상호작용을 고려하여 전력관리를 수행한다. 실험결과는 제안하는 기법이 응용의 특성과 사용자의 요구성능에 따라 CPU와 GPU의 성능 및 전력상태를 알맞게 조정 함으로써 효율적으로 전력절감 효과를 거두는 것을 보여준다.

스마트폰에서 홈스크린을 이용한 효율적인 전력관리

정경진 연세대학교 대학원 2012 국내석사

다양한 기능을 탑재한 스마트폰이 주는 편리성 때문에 최근 몇 년간 사용자는 급격히 증가하는 추세이지만, 제한된 배터리 양은 여전히 문제시 되고 있다. 이에 따라 여러 각도에서 스마트폰의 전력 관리 연구가 진행되고 있으나, 특정 하드웨어 컴포넌트 위주의 상세한 분석은 사용자가 사용하기에는 실용성이 떨어지며, 스마트폰에 설치된 모든 응용프로그램의 전력 소모를 관리하면 이를 위한 추가로 요구되는 자원 소비가 크게 발생하여 오히려 관리 효용성이 떨어질 수 있다. 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 본 논문에서는 홈스크린을 이용한 전력 관리 시스템인 PowerLauncher의 연구 동기, 구조 디자인, 전력 관리 기법을 제안한다. PowerLauncher는 사용자의 선호도가 높고 전력소비가 큰 응용프로그램(위젯 포함)에 집중하여 실시간 적으로 전력을 관리함으로써 모든 어플리케이션에의 전력 측정으로 인한 과도한 오버헤드를 줄이고 정확성을 높이며 이를 사용자가 시각적으로 인지하기 쉽게 구현함과 동시에, 전력관리를 하는 동안 일어날 수 있는 사용자의 불편을 최소화하는 방향으로 구현한다. 스마트폰의 홈스크린(바탕화면)은 사용자가 스마트폰에 설치한 여러 응용프로그램을 쉽게 진입할 수 있는 통로이면서 위젯과 같은 응용프로그램을 띄워놓고 홈스크린 화면상에서 바로 사용 가능한 환경을 제공한다. 또한 스마트폰의 작은 화면의 활용도를 높이기 위하여 확장성 있는 화면을 지원함으로써 사용자에게 편의를 제공한다. 그러나 이러한 편의성과 용도는 사용자가 홈스크린에서 소비하는 시간을 증가시킴으로써 사용자 행동으로 인한 전력소비 증가를 증폭시키기도 한다. 또한 홈스크린의 위젯들은 서비스를 가지고 실행되는 경우가 많으며 이는 배터리 소모량과 직결된다. 그리고 홈스크린에 등록된 응용프로그램들의 경우, 사용자가 자주 사용하는 응용프로그램을 등록해 놓기 때문에 홈스크린상의 위젯과 응용프로그램들을 전력차원에서 관리하는 것은 스마트폰의 전력관리에 요구될 자원을 최소화 하는 방향으로 크게 도움을 줄 수 있다. 본 논문은 스마트폰에서의 홈스크린이 주는 단점과 장점을 전력관리측면에서 분석하여 활용하는 기법에 대해 제시함으로써 스마트폰의 전력을 줄이는 기법을 제시한다. .

건물 에너지 효율 최적화를 위한 스마트 BEMS용 전력관리시스템(PCS-PMS) 연구

박병훈 고려대학교 대학원 2019 국내박사

Recently, energy policy paradigm has changed from supply-oriented to demand-response policy. In addition, the need for efficient management of renewable energy sources, such as new energy storage systems (ESS) and solar power generation (Photovoltaic, PV), has increased, and integrated efficiency model with ICT become needed for various technologies, including peak control and dem Therefore, this study suggests two things: one is to produce a Power Conversion System (PCS) for the purpose of efficiently controlling system connected with the existing grid power and renewable energy sources and the energy storage device, and the other is to develop a Power Management System (PCS-PMS) for smart BEMS, which integrates a power management system (PMS) with management and monitoring functions in each load. For this purpose, this paper designed and implemented a lightweight Bi-Directional PCS hardware with embedded ESS, that is able to control a Variable Refrigerant Flow (VRF) in an independent operation. Furthermore, this paper implies PCS-PMS that efficiently improves the energy demand imbalance in buildings with heterogeneous distributed power supply and that carries out a technology (Demand & Peak control) to prevent energy disturbances in advance. At this time, the PMS enables monitoring the operation status of the entire system and identifying the power supply status, the current converted power as well as the current supply power. The implemented PCS-PMS system was applied to an 11-story office building in Seoul and this confirmed power consumption reduction and peak power reduction through power control and demand & peak control. The system, which is suitable for air-conditioning system in building, determined the effectiveness of building energy contro 최근 에너지 정책은 공급 위주에서 수요반응 정책으로 패러다임이 변화하고 있다. 또한 새로운 에너지저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS) 기술과 태양광 발전(Photovoltaic, 이하 PV) 등 다양한 신 재생에너지 공급원에 대한 효율적인 관리 기술의 필요성이 증대 하였고, 피크제어와 수요반응 등 다양한 기술에 ICT를 적용한 융․복합 효율화 모델이 필요로 하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 기존 계통 전력과 신 재생에너지 공급원들과 에너지 저장장치가 연계된 시스템을 효율적으로 제어하기 위한 전력변환시스템(Power Conversion System, 이하 PCS)을 제작하고, 각 부하로 전력을 배분 및 저장 관리하고 감시하는 기능을 갖는 전력관리시스템(Power Management System, 이하 PMS)을 연계한 스마트 BEMS용 전력관리 PCS-PMS 통합 시스템을 제안한다. 이를 위하여 본 논문에서는 VRF(Variable Refrigerant Flow)를 독립운전 방식으로 제어가 가능하고, ESS가 내장된 계통 연계형 경량화된 Bi-Directional PCS 하드웨어를 설계 구현하였다. 또한 이종 분산 전원을 가진 건물에서 효율적으로 에너지 수급 불균형을 해결하고, 에너지 대란에 대한 사전 방지하는 기술(Demand & Peak 제어)을 구현한 PCS-PMS를 제안한다. 이때 PMS는 전체 시스템 작동 상태 모니터링을 가능하게 하며 전력 수급 현황 및 현재까지의 변환전력/공급전력을 확인할 수 있다. 구현된 PCS-PMS 시스템은 서울의 11층 사무용 빌딩에 적용하여 전력제어와 Demand & Peak 제어를 통하여 전력 에너지 사용량 감소와 피크 전력감소를 확인하였고, 이는 빌딩 공조 시스템에 적합한 시스템으로 빌딩 에너지 관리에 효과적인 결과를 나타내었다.

미생물연료전지의 전기화학적 특성 및 전력관리시스템 적용 연구

박혜민 전북대학교 일반대학원 2018 국내석사

미생물연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)는 전기화학적 활성을 지닌 미생물의 촉매작용을 이용하여 유기물로부터 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 규모 확대와 경제성 문제 등의 문제를 해결하고자 전기화학적 분석을 통해 MFC의 내부저항과 성능을 비교하였고, 효율적인 재료를 선택하였다. 선택된 전극으로 MFC를 스택(stack)하여 전압을 향상시키고 전기 장치에 전압 부하를 충족하여 낮은 전압문제를 해결하고자 하였다. 산화 전극으로 스테인리스 망 전극을 사용한 MFC_SGp에서 최대 전력 밀도는 5.82 W/m3, 최대 전류 밀도 47.53 A/m3로 MFC_GGp보다 약 1.2배 높았다. 또한 MFC_SGp는 흑연펠트를 사용한 MFC_GGp보다 저항 손실이 작게 발생하여 전자의 이동에 의한 손실이 적은 것으로 사료된다. 내부저항을 보면 스테인리스 망 전극(옴 저항 : 0.56 Ω, 전하 이동 저항 : 0.02 Ω)은 흑연펠트 전극(옴 저항 : 2.10 Ω, 전하 이동 저항 : 88.8 Ω)보다 내부저항이 작아 전기화학적 성능이 우수하다고 할 수 있다. 따라서 스테인리스 망 전극은 전도성이 좋고 전극 표면의 활성도가 높아 높은 전기화학적 성능을 보였다. 산화 전극으로 스테인리스 망 전극을 사용하였고, 환원 전극으로 고가의 백금촉매를 사용한 MFC_SGp의 OCV는 스테인리스 망을 사용한 MFC보다 약 40 % 높았다. 스테인리스 망을 사용한 MFC_SS의 옴 저항(RΩ)은 1.33 Ω이고, MFC_SGp의 옴 저항은 0.68 Ω으로 약 2배 정도 높게 나왔다. 그러나 전류차단법 실험 결과 활성화 손실(activation loss, Va)과 저항 손실 모두 MFC_SS가 작았다. 이는 산화, 환원전위 손실이 작았기 때문에 스테인리스 망 전극(MFC_SS)의 산소환원반응이 더 잘 일어난다고 사료된다. 또한 최대 전류밀도는 MFC_SS(61.21 A/m3)가 MFC_SGp(47.53 A/m3)보다 약 1.3배 높았고, 최대 전력밀도와 최대전력은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 위 결과를 통해 스테인리스 망 전극의 흑연펠트 전극보다 내부저항이 높다고 해서 성능이 떨어진다고 판단할 수 없다. 스테인리스 망 전극은 기공이 큰 특징 때문에 물질전달이 잘 일어나는 장점이 있어 내부저항을 줄이면 고가의 백금 촉매를 대신하여 MFC의 성능을 향상시키고 규모 확대의 가능성이 있을 것으로 판단된다. 위의 결과를 통해 스테인리스 망 전극은 산화, 환원 전극으로의 사용하여 MFC를 제작하여 직렬, 병렬연결을 통해 스택하고 전력관리시스템을 이용하여 실험을 진행하였다. 각 연결방법에 따른 미생물연료전지의 성능은 병렬연결(MFC 1//2//3//4. 46.9±2.0 mV), 병렬-직렬연결(MFC 1//2-3//4, 28.6±0.1 mV), 직렬-병렬연결(MFC 1-2//3-4, 28.0±0.2 mV)), 직렬연결(MFC 1-2-3-4, 15.3±0.1 mV)순으로 높았다. 병렬연결의 개수가 많을수록 전압이 높은 것을 알 수 있었다. 또한 직렬과 병렬연결 후 PMS를 하였을 때와 LED 연결할 때 유기물 제거효율은 약 80% 이상의 제거 능을 보였다. 또한 전기를 소모할 때 더 높은 유기물 제거율을 보였다. 이를 통해 MFC를 스택하면 높은 전기를 생산하는 동시에 효율적으로 폐수를 처리할 수 있는 것을 보여주었다.

에너지프로슈머를 위한 국민참여형 전력거래시스템의 이용의도에 영향을 미치는 요인에 관한 연구

정호석 숭실대학교 대학원 2021 국내박사

정부에서는 에너지 수급의 안정을 위해 공급능력 확대도 필요하지만, 수요 측면에서 전력수요를 줄이거나 분산시켜야 하고 우리나라 경제 산업 구조를 에너지 저소비형으로 바꾸어나가야 할 필요성을 갖게 되었다. 즉, 전력산업의 패러다임이 공급중심에서 수요중심으로 전환되면서 수요자원에 관한 관심이 급증하게 되었고, IT 융복합 기술을 활용하여 에너지 수요관리 기술과 에너지 인프라를 통합하여 에너지 소비 최적화를 통해 수요가 공급의 균형 맞추고 전력공급의 안정성을 확보하기 방안이 필요하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전력수요관리를 통해서 사용량이 집중되는 시기에 전기사용량을 줄임으로써 전력수급의 안정화를 가져올 수 있다. 전력거래소에서는 2019년 12월 공장 등 대규모 사업장 중심으로만 운용되었던 수요자원 거래시장을 소규모 전기소비자도 참여할 수 있게 “에너지 쉼표 제도(국민 DR)”를 시행하였다. 이러한 제도는 수요관리사업자의 전력거래시스템을 통하여 참여할 수 있고, 전력거래소는 수요관리사업자를 통해서 전력수급과 미세먼지 예보를 고려하여 수요감축 요청하고 정산금을 지급한다. 본 연구에서는 소규모 전기소비자가 수요자원 거래시장에 참여를 위해서 전력거래시스템의 특성과 요인을 분석하여 전력거래시스템의 이용을 활성화하고 합리적인 정책 방향을 결정하고자 한다. 이에 따라 국민참여형 전력거래시스템의 유용성과 이용태도를 매개 변인으로 국민참여형 전력거래시스템 이용의도에 영향을 미치는지에 대하여 분석하고자 하였다. 현재 전력거래시스템을 이용 경험이 있는 대상과 앞으로 사용하게 될 일반인들을 대상으로 설문조사를 하여 분석하였다. 측정모형의 확인적 요인분석을 하였고, 구성 요인들 간의 판별 타당성과 집중 타당성을 분석하였다. 연구모형을 통한 가설 검증을 위해 구조방정식의 모형 분석을 수행하였고, 마지막으로 조절 효과를 보기 위해 다중집단분석(Multiple Group Analysis)을 분석하였다. 그 결과로 국민참여형 전력거래시스템의 시스템 특성 요인(상대적 이점, 복잡성, 접합성), 정책 특성 요인(정책이해, 정책신뢰, 지각된 보상), 수요자 특성 요인(자기 효능감, 혁신성, 주관적 규범)의 연구가설이 지각된 유용성과 이용태도에 유의미한 영향을 주었고, 이러한 매개변수가 이용의도에 유의미한 영향을 준 것으로 확인되었다. 본 논문은 소규모 전기 소비자인 에너지프로슈머가 수요관리사업자가 운영 중인 에너지참여형 소비자가 전력거래시스템의 이용의도에 영향을 미치는 요인 분석 결과에 따라 시스템의 활용 효과와 참여율 향상, 합리적인 정책을 수립하는 데 중요한 지침이 될 것이다. The government also needs to expand supply capacity to stabilize energy supply and demand, but there is a need to reduce or distribute electricity demand in terms of demand and change the nation's economic and industrial structure to low energy consumption. In other words, as the paradigm of the power industry shifted from supply-oriented to demand-oriented, interest in demand resources soared, and IT convergence technology was used to integrate energy demand management technology and energy infrastructure. To solve this problem, power demand management can lead to stabilization of power supply and demand by reducing electricity use at a time when usage is concentrated. In December 2019, the Korea Electric Power Exchange implemented the "Energy Comma (National DR) System" to allow small electricity consumers to participate in the demand resource trading market, which was operated only at large-scale businesses such as factories. Such a system can be participated through the demand management business operator's power transaction system, and the Korea Electric Power Exchange requests demand reduction and pays settlement fees through demand management businesses in consideration of electricity supply and fine dust forecasts. In this doctoral dissertation, it is necessary to analyze the characteristics and factors of the power trading system to enable the use of the power trading system and determine a reasonable policy direction for small electricity consumers to participate in the demand resource trading market. Accordingly, it was intended to analyze whether the usefulness and attitude of the public-participating power transaction system affect the intention to use the public-participating power transaction system as a parameter. This doctoral dissertation was conducted on subjects who have experience using the current power transaction system and the general public who will use it in the future. We did a confirmatory factor analysis of the measurement model and analyzed the feasibility and concentration feasibility of the components. Model analysis of structural equations was performed for hypothesis validation through the research model, and finally, Multiple Group Analysis was analyzed to see the conditioning effect. As a result, studies of system characteristics (relative benefits, complexity, connectivity), policy characteristics (policy understanding, policy trust, perceived rewards) and consumer characteristics (self-efficacy, innovation, subjective norms) in a participatory power transaction system have significantly affected usage. In this doctoral dissertation, Energy Prosumer a small consumer of electricity, will be an important guide for energy-participating consumers operating by demand management operators to improve the utilization effect, participation rate, and establish reasonable policies.