이규섭 연구실
전기·정보공학부 이규섭
이규섭 연구실은 전력계통의 안정성, 효율성, 그리고 신뢰성 향상을 목표로 첨단 전력 시스템 기술을 연구하는 선도적인 연구실입니다. 본 연구실은 재생에너지의 대규모 계통 연계, HVDC 및 AC/DC 하이브리드 전력망, 마이크로그리드, 에너지저장장치 등 다양한 분야에서 이론과 실무를 아우르는 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 재생에너지의 최대 허용 용량 산정, 계통 강도 평가, 최적 배치 및 운영 전략 개발 등 재생에너지 통합에 따른 전력계통의 다양한 문제를 해결하기 위한 새로운 방법론을 제시하고 있습니다. 이를 통해 실제 전력망에 적용 가능한 실질적이고 혁신적인 솔루션을 제공하며, 탄소중립 및 에너지 전환 시대에 필수적인 기술 개발에 앞장서고 있습니다.
또한, HVDC 및 AC/DC 하이브리드 전력망의 제어 및 운영 기술, 드룹 계수 산정, 주파수 및 전압 안정화, 반응전력 제어 등 고도화된 제어 알고리즘을 개발하여 국가 간 계통 연계, 해상풍력 연계, 대용량 송전 등 미래 전력망의 핵심 기술을 연구하고 있습니다. 다양한 시뮬레이션과 실증 연구를 통해 연구 결과의 실효성을 높이고, 산업계 및 공공기관과의 협력을 통해 기술의 현장 적용을 확대하고 있습니다.
마이크로그리드 및 분산형 에너지 시스템 분야에서도 에너지 자립도 향상, 최적 에너지 믹스 도출, 운영비용 절감, CO2 저감 등 다양한 목표를 달성하기 위한 통합 관리 시스템과 최적화 모델을 개발하고 있습니다. IoT, 에너지 관리 시스템, 수요반응 등 최신 ICT 기술을 접목하여 실시간 운영 효율을 극대화하고, 다양한 현장에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다.
이규섭 연구실은 전력계통의 미래를 선도하는 연구와 혁신을 통해, 지속가능하고 친환경적인 에너지 시스템 구축에 기여하고 있습니다. 앞으로도 첨단 전력 시스템 기술 개발과 실용화에 앞장서며, 에너지 산업의 패러다임 전환을 이끌어갈 것입니다.
Renewable Energy Integration
DC Grid
Offshore Wind Energy
전력계통 내 재생에너지 통합 및 안정성 향상 기술
이규섭 연구실은 전력계통 내에서 재생에너지의 대규모 통합을 위한 다양한 기술 개발에 주력하고 있습니다. 최근 전력계통은 태양광, 풍력 등 재생에너지의 비중이 급격히 증가함에 따라 계통의 안정성, 신뢰성, 효율성 확보가 중요한 과제로 대두되고 있습니다. 본 연구실은 이러한 변화에 대응하기 위해 재생에너지의 최대 허용 용량 산정, 계통 강도 평가, 그리고 최적의 재생에너지 배치 및 운영 전략을 연구하고 있습니다.
특히, AC 시스템 강도 지표(ESCR, QESCR)와 같은 새로운 평가 방법을 도입하여 재생에너지의 계통 연계에 따른 안정성 문제를 해결하고, 혼합정수선형계획법(MILP) 등 첨단 최적화 기법을 활용하여 재생에너지의 최적 위치 선정 및 용량 산정 문제를 해결합니다. 이를 통해 실제 한국 전력망과 IEEE 표준 시스템에 적용하여 그 효과를 검증하였으며, 계통의 신뢰성과 효율성을 동시에 높이는 성과를 거두고 있습니다.
이러한 연구는 탄소중립 및 에너지 전환 시대에 필수적인 기술로, 향후 대규모 재생에너지 도입에 따른 전력계통의 안정적 운영과 지속가능한 에너지 시스템 구축에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
HVDC 및 AC/DC 하이브리드 전력망 제어 및 운영 기술
이규섭 연구실은 고전압직류송전(HVDC) 및 AC/DC 하이브리드 전력망의 제어와 운영 기술 개발에 있어 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. HVDC 시스템은 대용량 전력의 장거리 송전, 국가 간 계통 연계, 해상풍력 등 신재생에너지의 효율적 연계에 필수적인 기술로, 본 연구실은 LCC(선형정류기)와 VSC(전압원형 컨버터) 기반의 하이브리드 HVDC 시스템의 제어 알고리즘, 드룹 계수 산정, 주파수 및 전압 안정화 방안 등을 심도 있게 연구합니다.
특히, 다단자 HVDC(MTDC) 시스템에서의 반응전력 제어, AC/DC 네트워크 간 상호작용 분석, 그리고 전력계통 내 다양한 변동성에 대응하는 최적의 제어 전략을 개발하고 있습니다. PSCAD, MATLAB 등 시뮬레이션 툴을 활용한 실증 연구와 더불어, 실제 계통 데이터와 하드웨어-인더-루프(HIL) 실험을 통해 연구 결과의 실효성을 검증하고 있습니다.
이러한 연구는 국가 간 전력망 연계, 대규모 재생에너지의 계통 연계, 그리고 미래 스마트그리드 구현에 핵심적인 역할을 하며, 전력계통의 유연성, 신뢰성, 경제성을 동시에 확보하는 데 중요한 기여를 하고 있습니다.
마이크로그리드 및 분산형 에너지 시스템의 최적 운영
본 연구실은 마이크로그리드 및 분산형 에너지 시스템의 설계와 최적 운영 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 마이크로그리드는 소규모 지역 단위에서 재생에너지, 에너지저장장치(ESS), 디젤발전기 등 다양한 에너지원이 통합되어 독립적이거나 계통과 연계하여 운영되는 차세대 에너지 시스템입니다. 연구실에서는 마이크로그리드의 에너지 자립도 향상, 최적 에너지 믹스 도출, 운영비용 절감, CO2 배출 저감 등 다양한 목표를 달성하기 위한 통합 관리 시스템과 최적화 모델을 개발하고 있습니다.
특히, 확률적 최적화, 다단계 의사결정, 수요반응 전략 등 첨단 수리적 기법을 활용하여 다양한 시나리오에서의 최적 운영 방안을 제시하고, IoT 기반 데이터 수집, 고도화된 에너지 관리 시스템(EMS) 등 최신 ICT 기술을 접목하여 실시간 운영 효율을 극대화하고 있습니다. 또한, 다중 배터리 에너지저장장치와 디젤발전기의 협조 제어, 주파수 및 SOC(State of Charge) 제어 등 마이크로그리드의 신뢰성과 안정성을 높이는 제어 전략도 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 에너지 자립형 캠퍼스, 도서지역, 산업단지 등 다양한 현장에 적용될 수 있으며, 미래 분산형 에너지 시스템의 실현과 에너지 전환 정책에 중요한 기반을 제공하고 있습니다.
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Towards energy independence at KENTECH: A comprehensive microgrid implementation roadmap
Lismer Andres Caceres-Najarro, 이규섭, 노영태, 김집, 정준성, 유서린, 이용건, Muhammad Salman
Heliyon, 202411
2
An Improved AC System Strength Measure for Evaluation of Power Stability and Temporary Overvoltage in Hybrid Multi-infeed HVDC Systems
이규섭, 김용규, 문승일, 김찬기
IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, 202202
3
Reactive Power Control of Hybrid Multi-Terminal HVDC Systems Considering the Interaction Between the AC Network and Multiple LCCs
Lee Gyu-Sub, Hwang Pyeong-Ik, Moon Seung-Il
IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, 202109
1
AC/DC 하이브리드 배전망 운영시스템 기술개발
2
VSC기반 MTDC/AC 시스템의 안정도 평가기술 개발
3
전기신사업 신유형에 대한 비즈니스 활성화 방안 정책 연구
