이 연구 주제는 재생에너지, 에너지저장장치, 분산전원, 수요자원 등 다양한 자원이 대규모로 연결되는 현대 배전계통의 운영 문제를 다룬다. 연구실은 특히 불확실성이 큰 분산형 전원 환경에서 전력망의 안정성, 경제성, 유연성을 동시에 확보하기 위한 최적 운영 알고리즘 개발에 집중하고 있다. 단순한 정적 해석을 넘어 실제 운전 조건에서 발생하는 부하 변동, 신재생 출력 변동, 설비 제약, 전압 품질 문제를 함께 고려하는 것이 특징이다. 세부적으로는 배전망 토폴로지 추정, 전압 상태추정, 스마트미터 기반 임피던스 추정, 분포강건최적화 기반 운영계획 수립 등 데이터 기반 전력계통 분석 기술이 핵심을 이룬다. 등록 특허로 이어진 배전계통 네트워크 토폴로지 및 전압 상태추정, 스마트 미터 데이터를 활용한 임피던스 추정 기술은 실계통의 관측 한계와 정보 불완전성을 보완하는 연구 성과로 볼 수 있다. 또한 자연재해, 사이버 공격, 설비 이상과 같은 복합 리스크를 반영하여 차세대 ADMS 수준의 고도화된 배전망 운영 체계를 구축하려는 방향성이 뚜렷하다. 이 연구의 궁극적인 의의는 미래 전력망을 보다 자율적이고 회복탄력적인 시스템으로 전환하는 데 있다. 재생에너지 확대와 전력 수요의 전기화가 가속될수록 배전망은 더 복잡해지므로, 실시간 데이터와 최적화 알고리즘을 결합한 운영 기술의 중요성은 더욱 커진다. 연구실의 접근은 전력계통 해석, 최적화, 데이터 기반 추정을 통합함으로써 실제 현장 적용성이 높으며, 스마트그리드, 디지털트윈, 차세대 에너지관리시스템으로 확장될 수 있는 기반 기술을 제공한다.

이 연구 주제는 상업용 건물과 전력망의 상호작용을 정교하게 모델링하고, 건물 내부 자원을 계통 유연성 자원으로 활용하는 방법을 탐구한다. 연구실은 HVAC 시스템, 열에너지저장, 전기차 충전기, 건물 부하 제어 기술을 활용하여 전력망의 수요반응과 보조서비스 제공 가능성을 분석해 왔다. 이는 건물을 단순 소비자가 아니라 전력시장과 계통운영에 능동적으로 참여하는 분산형 자원으로 재정의하는 접근이다. 대표 논문들에서는 가격기반 수요반응, HVAC 수요의 데이터 기반 온라인 학습, 상업용 건물의 보조서비스 제공 기술, 열저장 자원의 최적 활용 등이 핵심적으로 다루어진다. 특히 건물의 열관성과 저장 능력을 이용해 전력 사용 시점을 조정하고, 전력가격 변화나 계통 주파수 조정 요구에 맞추어 건물 설비를 유연하게 운영하는 전략은 에너지 비용 절감과 계통 안정도 향상을 동시에 달성할 수 있다. 또한 인공신경망과 온라인 학습을 적용한 열 공조 시스템 특허는 실시간 적응형 제어 기술을 건물 에너지 관리에 접목한 성과로 해석된다. 이 연구는 향후 탄소중립 도시와 스마트빌딩 구현에 매우 중요한 의미를 가진다. 건물 부문은 전체 전력 수요에서 큰 비중을 차지하므로, 건물 자원의 유연성을 체계적으로 활용하면 재생에너지의 변동성을 흡수하고 전력망 투자 부담을 줄일 수 있다. 나아가 건물-전력망-전력시장 간 통합 운영 체계를 실현함으로써 분산형 에너지 시스템 시대의 핵심 서비스 모델을 제시하며, 스마트시티 및 통합 에너지관리 플랫폼으로의 확장 가능성도 크다.

이 연구 주제는 태양광, 배터리 에너지저장장치, 연료전지, 수소, P2X 자원 등 이종 에너지 자원을 통합적으로 운영하는 차세대 에너지 시스템을 다룬다. 연구실은 재생에너지의 간헐성과 불확실성을 극복하기 위해 전력 부문뿐 아니라 가스, 열, 수소 부문까지 연계하는 섹터커플링 관점의 운영 기술을 개발하고 있다. 단일 설비의 제어를 넘어서 다중 자원이 연결된 분산형 에너지 인프라 전체를 최적화하려는 점이 핵심이다. 주요 연구로는 에너지저장시스템의 2단계 운영 스케줄링, 연료전지의 주파수 조정용 데이터 기반 최적 제어, 수소 시범단지 인프라 기술개발, 분산형 재생에너지 시스템 개방형 통합 플랫폼 개발 등이 있다. 또한 태양광 발전의 음영 감지 및 글로벌 최대전력점추적 특허는 실제 운전환경에서 발전 효율을 높이기 위한 전력변환 기술 역량을 보여준다. 이와 함께 AC/DC 전력망, 마이크로그리드, 모바일 허브스테이션, 재생에너지 디지털트윈, PHILS 기반 검증 환경 등은 통합 에너지 시스템의 실증 가능성을 높이는 연구 기반으로 기능한다. 이 연구의 기대효과는 재생에너지 수용성 확대와 에너지 시스템의 유연성 향상에 있다. 앞으로 전력망은 대규모 중앙집중형 공급체계에서 분산형·다중에너지 연계 체계로 빠르게 전환될 것이며, 이때 에너지저장과 수소, 연료전지, 전력변환 기술은 핵심 인프라가 된다. 연구실의 통합 운영 및 실증 중심 접근은 RE100, 탄소중립, 지역 에너지 자립, 산업단지 에너지 최적화와 같은 국가적 과제와도 직접 연결되며, 실제 현장 적용성과 확장성이 높은 연구 분야로 평가할 수 있다.