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박혜리 연구실
동아대학교 ICT융합해양스마트시티공학과 박혜리 교수
전력계통 보호 및 최적화
메타휴리스틱 알고리즘
EV 충전 인프라 최적화
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
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박혜리 연구실

동아대학교 ICT융합해양스마트시티공학과 박혜리 교수

박혜리 연구실은 에너지 / 열-전기 모델링을 기반으로 전력계통의 운영·보호·진단과 반도체 소재의 전기-광학 응답을 함께 다루고 있습니다. EV 충전기와 분산전원을 고려한 최적 운영 문제를 HOMER 및 메타휴리스틱 기법으로 정식화하고, 배출·전압 품질·비용 등 복수 지표를 만족하는 해를 도출합니다. 태양광 설비에서는 고장 데이터를 활용한 기계학습 진단과 통합모니터링 기반 디지털 O&M 플랫폼을 개발합니다. 또한 압전 관련 2D 반도체의 변형 응답과 온도·자기장 조건에서의 양자 전이 특성을 이론적으로 해석하여 모델을 정교화합니다.

전력계통 보호 및 최적화메타휴리스틱 알고리즘EV 충전 인프라 최적화재생에너지 기반 마이크로그리드태양광 고장진단 머신러닝
대표 연구 분야
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EV 충전·분산전원·부하운영 최적화 및 에너지 설비 O&M AI thumbnail
EV 충전·분산전원·부하운영 최적화 및 에너지 설비 O&M AI
Optimization for EV charging and distributed power operation with AI O&M
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 2
·
2025
Modified Swarm-Based Artificial Intelligence Optimization for Optimal Coordination of Directional Overcurrent Relays in Power System
Abdul Wadood, Hani Albalawi, Aadel M. Alatwi, Herie Park
IF 3.6 (2025)
IEEE Access
방향성 과전류 계전기(DOCRs)의 협조(coordination)는 현대 전력 보호 시스템의 신뢰성과 견고성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 한다. 다중 루프 전력 네트워크에서 최적의 계전기 협조를 달성하는 일은 계전기 동작 시간을 최소화하고, DG 통합의 영향을 고려하면서 time dial settings(TDS)와 plug settings(PS)를 최적 조정하는 것을 동시에 요구하는 복잡한 최적화 문제이다. 제안된 방법은 Quantum-Inspired Adaptive Walrus Optimization Algorithm(QIAWOA)을 사용하며, 이는 양자 영감 원리의 비율을 반영하도록 수정된 군집 기반 인공지능(AI) 기법으로서, 적응형 양자 회전 게이트(adaptive quantum rotation gates)와 같은 원리를 통합하여 탐색 동역학을 향상시키고 정밀한 계전기 협조를 용이하게 한다. QIAWOA의 성능은 IEEE 3, 8, 15-bus 시스템과, 다중모달 및 다목적 최적화 함수(MMOOF)를 포함하는 CEC 2020 벤치마크 스위트를 사용하여 검증된다. QIAWOA는 전역 최적해를 식별하는 데 있어 우수한 능력을 보이며, 계전기 동작 시간을 유의미하게 감소시키고 견고한 협조를 달성한다. 경험적 누적분포함수(CDF), 박스플롯, 히스토그램, 확률 플롯, 분위수-분위수(quantile–quantile, QQ) 플롯을 포함한 종합적인 통계 분석은 제안 방법의 신뢰성과 효율성을 뒷받침한다. 최첨단 자연 영감 기법들과의 비교 평가는 QIAWOA의 향상된 성능을 추가로 강조하며, 이를 복잡한 전력 네트워크에서 보호 시스템 성능을 개선하기 위한 강력한 도구로 자리매김한다.
https://doi.org/10.1109/access.2025.3563338
Overcurrent
Computer science
Swarm intelligence
Electric power system
Swarm behaviour
Power (physics)
Protective relay
Power-system protection
Mathematical optimization
Particle swarm optimization
2
Article
|
인용수 2
·
2025
Comparative optimization of PIDN and fractional order controllers for a quarter car active suspension system using recent metaheuristic algorithms
Ferdi Özbilgin, Onur Özdal Mengi, Abdul Wadood, Aykut Fatih Güven, Herie Park
IF 3.9 (2025)
Scientific Reports
능동 현가 시스템은 도로 교란 하에서 차량의 승차감과 주행 안정성을 향상시키는 데 핵심적이다. 그러나 이러한 시스템에서 고급 제어기의 매개변수를 튜닝하는 일은 차량 동역학의 비선형성으로 인해 여전히 복잡한 과제로 남아 있다. 본 연구는 사륜(quarter car) 능동 현가 모델의 제어를 두 가지 고급 제어기 구조—여과기를 포함한 비례적분미분(Proportional-Integral-Derivative with filter, PIDN)과 하이브리드 분수차 PI plus PD(Fractional Order PI plus PD, FOPI + FOPD) 제어기—를 사용하여 조사한다. 제어기 성능을 향상시키기 위해 최근 제안된 여섯 가지 메타휴리스틱 알고리즘—교육 경쟁 최적화(Educational Competition Optimizer, ECO), 이스케이프 최적화 알고리즘(Escape Optimization Algorithm, ESC), 파타 모르가나 알고리즘(Fata Morgana Algorithm, FATA), 제이슨 힐링 최적화(Jason Healing Optimization, JHO), 메모리, 진화적 연산자 및 국소 탐색 기반 개선 그레이 울프 최적화(Memory, Evolutionary Operator and Local Search Based Improved Grey Wolf Optimizer, MELGWO), 그리고 성게(Starfish) 최적화 알고리즘(Starfish Optimization Algorithm, SFOA)—을 매개변수 튜닝에 적용한다. MATLAB/Simulink 환경에서 수행한 시뮬레이션 결과는 ESC로 최적화된 FOPI + FOPD 제어기가 진동 억제에 있어 가장 효과적이며, 피크 오버슈트, 정착 시간, 제어 안정성 측면에서 기존 제어 및 퍼지 로직 기반 접근법을 유의미하게 능가함을 보여준다. 이러한 결과는 지능형 현가 시스템 설계를 위해 강건한 최적화 기법과 함께 적절한 제어기 구조를 선택하는 것의 중요성을 강조한다.
https://doi.org/10.1038/s41598-025-19505-6
Active suspension
Control theory (sociology)
Controller (irrigation)
Metaheuristic
Settling time
Optimization problem
Suspension (topology)
Ant colony optimization algorithms
PID controller
3
Article
|
인용수 15
·
2024
A Novel Application of Fractional Order Derivative Moth Flame Optimization Algorithm for Solving the Problem of Optimal Coordination of Directional Overcurrent Relays
Abdul Wadood, Herie Park
IF 3.3 (2024)
Fractal and Fractional
방향성 과전류 계전기(DOCRs)의 적절한 협조(coordination)는 전력 시스템에서 매우 중요하다. 다중 루프 전력 시스템에서의 DOCR 협조는 최적화 문제로 표현된다. 본 연구의 목적은 주(主) 및 예비(backup) DOCRs와의 효과적인 협조를 통해 DOCRs의 총 동작 시간을 최소화함으로써 보호 시스템의 성능을 향상시키되, 협조 제약 조건을 허용 범위 내에 유지하는 데 있다. DOCRs의 협조 문제는 Fractional Order Derivative Moth Flame Optimizer(FODMFO)라는 새로운 적용 전략을 개발하여 해결한다. 이 접근법은 기존 나방-불꽃 알고리즘의 수학적 모델에 분수미적분(fractional calculus, FC)의 개념을 통합하여 최적화 기법의 특성을 개선하는 것을 포함한다. 이후 FODMFO 접근법은 표준 전력 시스템에서의 DOCRs 협조 문제, 특히 IEEE 3, 8, 15 버스 시스템과 단일봉(unimodal) 및 다중봉(multimodal) 함수를 포함한 11개의 벤치마크 함수에 대해 시험한다. 제안된 방법으로부터 얻은 결과와 최근 개발된 다른 알고리즘과의 비교 결과는 FOD와 MFO의 결합이, 각 도구의 개별 강점을 활용하고 전역 최적해를 식별함으로써 최적화 기법의 전반적 효율을 향상시키며, DOCRs의 총 동작 시간을 최적 값까지 최소화함을 보여준다. 상자-그림(box-plot), 히스토그램, 경험적 누적분포함수(empirical cumulative distribution function) 시연, 그리고 각 구분된 시뮬레이션에서 관찰되는 최소 적합도(fitness) 진화의 형태를 포함하는 철저한 통계 연구를 통해 FODMFO의 신뢰성, 강건성(strength), 그리고 의존가능성(dependability)이 지지된다. 이러한 자료에 근거할 때, FODMFO가 다른 현대적 자연 모사 기반 알고리즘 및 기존(전통적) 알고리즘을 능가함이 명백하다.
https://doi.org/10.3390/fractalfract8050251
Overcurrent
Derivative (finance)
Order (exchange)
Mathematical optimization
Optimization algorithm
Fractional calculus
Computer science
Algorithm
Control theory (sociology)
Mathematics
최신 정부 과제
10
과제 전체보기
1
주관|
2023년 3월-2024년 3월
|220,750,000
자가소비형 태양광 설비의 운용성 향상을 위한 디지털 O&M 플랫폼 개발
본 과제는 자가소비형 태양광 설비의 고장을 빨리 찾아내고 재생에너지 발전량의 이용율을 높이기 위한 디지털 O&M 통합모니터링 플랫폼 개발 연구임. 연구 목표는 통합 플랫폼 설계 및 고장감지 모듈 개발, 전력 데이터 기반 고장/이상 감지 알고리즘 개발, 자가소비형 태양광 디지털 O&M 모니터링 구축 및 운영 효율성 향상임. 핵심 연구 내용은 에너지 공급/소비 모니터링 센싱 모듈, 발전전력 데이터 기반 이상 감지, 데이터 수집장치·이상감지 센서 설치, 모니터링 UI 및 플랫폼 검증임. 기대효과는 고장감지 시간 단축 및 원인 확인 기반 신속 유지보수 대응, ≥20% 재생에너지 이용률 개선, 이상 감지 정확도 ≥0.75 확보 및 사업성 확대에 기여함.
주택태양광
자가소비
고장분석
통합모니터링
알고리즘
2
주관|
2020년 5월-2023년 8월
|11,250,000
제로에너지건축물의 에너지관리를 위한 인트라 시스템의 동적 다중 물리 모델 및 AI 플랫폼 개발
본 과제는 제로에너지건축물에서 외피, 설비, 조성환경, 사용자까지 열적·전기적·기계적 특성을 한꺼번에 반영해 에너지 성능을 유지·향상시키는 기술 개발임. 연구 목표는 인트라 시스템을 열적·전기적·기계적 관점에서 모사하는 동적 다중 물리 모델을 개발하고, 이를 기반으로 최적의 에너지 절약 시나리오 및 기법을 제공하는 인공지능(AI) 플랫폼 구축에 있음. 기대 효과는 제로에너지건축물 동적 다중 물리 해석과 AI 적용을 통한 다학제적 에너지관리기술 진보, 관련 산업 가치 증대, 에너지 분야 전문인력 양성으로 이어짐.
제로에너지건축물
동적 다중 물리 모델
에너지관리 AI 플랫폼
건축물 인트라시스템
3
주관|
2020년 5월-2023년 5월
|45,000,000
제로에너지건축물의 에너지관리를 위한 인트라 시스템의 동적 다중 물리 모델 및 AI 플랫폼 개발
본 과제는 제로에너지건축물에서 외피·설비·조성환경·사용자까지의 열적, 전기적, 기계적 특성을 한꺼번에 따라가며 관리하기 위한 동적 다중 물리 모델과 AI 플랫폼을 개발하는 연구임. 연구 목표는 제로에너지건축물 인트라 시스템의 다중 물리 현상 해석, 다중 물리 모델 개발, 에너지 흐름 관계 규명 및 인트라 시스템 통합 모델 기반 최적의 에너지 절약 시나리오·기법 제공에 있음. 기대 효과는 에너지 성능 향상과 관리 고도화, 학술·산업·인력양성·교육자료 활용을 통한 온실가스 배출 감축과 에너지 자립도 향상에 있음.
제로에너지건축물
동적 다중 물리 모델
에너지관리 AI 플랫폼
건축물 인트라시스템
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024온도 정보 및 IoT 기술을 활용한 화재 예방 스마트 멀티탭 콘센트1020240016328
거절2020개별 프로슈머 단위의 나노 가상발전소 운영 방법 및 시스템1020200096103
거절2017차량의 주간 주행등을 제어하기 위한 장치 및 방법1020170020057
전체 특허

온도 정보 및 IoT 기술을 활용한 화재 예방 스마트 멀티탭 콘센트

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240016328

개별 프로슈머 단위의 나노 가상발전소 운영 방법 및 시스템

상태
거절
출원연도
2020
출원번호
1020200096103

차량의 주간 주행등을 제어하기 위한 장치 및 방법

상태
거절
출원연도
2017
출원번호
1020170020057