[최종목표]o 국가 에너지정책을 선도하는 융합형 에너지전문인력양성- 세부목표 1: 에너지정책·기술 융합대학원 교육인프라 구축- 세부목표 2: 수요기반형(demand-based) 에너지정책·기술 융합교과 구성- 세부목표 3: 현장중심의 기업연계 연구 프로젝트 활성화- 세부목표 4: 인적 네트워크 구축을 위한 선순환 환류체계 마련- 세부목표 5: 지속적인 에너...
에너지정책
에너지경제
에너지산업
에너지기술
탄소중립
2
주관|
2020년 5월-2023년 2월
|50,000,000원
재생에너지 수용 용량 극대화를 위한 데이터 기반 능동배전망 운용 및 지역 내 전력거래 활성화 기법
[1차년도]
① 개발목표
- 능동배전망의 모델링 및 관련 데이터 확보
- 능동배전망 활용 사례 조사
② 개발내용 및 범위
- 능동배전망 제어요소 파악 및 강화학습 적용 가능성 분석
·능동배전망에서 관리자가 수행할 수 있는 제어 요소 파악 (스위치, 선로전압조절장치(SVR), 스마트인버터, ESS 등)
·능동배전망 제어요소 특성 분석을 통한 강화학습과의 적합성 검증
- 데이터 수집 및 배전망 조류 계산 프로그램 작성
·능동배전망 관련 공개 데이터 수집: 배전망 전력부하 데이터, 지역적 소규모 태양광 발전 데이터, D-PMU 데이터 등
·기본 데이터를 활용한 시계열 배전망 조류계산 프로그램 작성
- 배전망의 변동성전원 도입으로 인한 계통 문제 및 문제 해결 기법 조사
·변동성전원 도입 양에 따른 시간대별 전압 변동 및 전류 최대치 규정 위반 분석
·강화학습 기법의 능동배전망 적용 국내외 문헌 및 연구 프로젝트 조사
[2차년도]
① 개발목표
- 능동배전망의 효율적인 운용을 위한 데이터기반 강화학습 기술 개발
- 프로슈머 발전량 조절을 통한 시간대별 지역 내 전력거래 극대화
② 개발내용 및 범위
- 모델 계통 수립 및 데이터 기반 강화학습 제어기법 적용
·1차년도에서 수집한 데이터와 국내외 사이트를 활용하여 데이터 보완 및 전처리작업 수행
·재생에너지 수용 용량 극대화를 표현하는 강화학습 모델 디자인: 환경(state), 행동(action), 포상(reward)
·중앙집중적 강화학습 프로그램 개발 및 모델계통에 적용하여 효과 및 편익 분석
·로컬 데이터를 이용한 분산적 강화학습 기반 제어기법 개발
- 프로슈머와 소비자의 시간대별 배전망 내 전력거래 기법 개발
·프로슈머 거래 반영을 위해 계통을 국소 단위로 나누어 거래를 진행할 구역 설정
·프로슈머의 재생에너지 발전량의 시간대별 출력 조절을 통한 계통 문제 해결 여부 확인
·시간대별 계통 지원금을 이용한 프로슈머의 부하 이동 촉진
·부하 이동 후 프로슈머 잉여전력량 패턴과 소비자 전력소비 패턴을 이용한 배전망 내 프로슈머-소비자 매칭 기법 개발
[3차년도]
① 개발목표
- 강화학습 기반 능동배전망 제어-전력거래 통합 재생에너지 수용 용량 극대화
② 개발내용 및 범위
- 목적에 따른 강화학습 기반 능동배전망 제어 모드 기준 선정
·변동성전원 수용 용량 증가에 따른 이익, 전력 손실, 소비자의 거래이득, 계통 운용비용을 고려한 능동배전망 제어 모드 분류
·프로슈머 및 소비자의 이득을 위한 전력거래 모드 또는 변동성전원 수용용량 최대화 모드 등 제어 모드 실시간 변경 기법 개발
- 2차년도에 검증한 능동배전망 제어요소 프로슈머 거래에 접목
·프로슈머 거래 활성화를 위해 스위치, SVR, 스마트인버터, ESS 등의 제어요소 통합적 접목.
·강화학습 학습 파라미터 수정 및 보완으로 제어 성능 개선
- 모델 배전망을 통하여 제안하는 기법의 성능 평가
·2차년도 프로슈머 거래의 편익과 비교하여 능동배전망 제어를 접목한 프로슈머 전력거래(3차년도 연구목표)의 효용성 검증
재생에너지 수용 용량 극대화를 위한 데이터 기반 능동배전망 운용 및 지역 내 전력거래 활성화 기법
[1차년도]
① 개발목표
- 능동배전망의 모델링 및 관련 데이터 확보
- 능동배전망 활용 사례 조사
② 개발내용 및 범위
- 능동배전망 제어요소 파악 및 강화학습 적용 가능성 분석
·능동배전망에서 관리자가 수행할 수 있는 제어 요소 파악 (스위치, 선로전압조절장치(SVR), 스마트인버터, ESS 등)
·능동배전망 제어요소 특성 분석을 통한 강화학습과의 적합성 검증
- 데이터 수집 및 배전망 조류 계산 프로그램 작성
·능동배전망 관련 공개 데이터 수집: 배전망 전력부하 데이터, 지역적 소규모 태양광 발전 데이터, D-PMU 데이터 등
·기본 데이터를 활용한 시계열 배전망 조류계산 프로그램 작성
- 배전망의 변동성전원 도입으로 인한 계통 문제 및 문제 해결 기법 조사
·변동성전원 도입 양에 따른 시간대별 전압 변동 및 전류 최대치 규정 위반 분석
·강화학습 기법의 능동배전망 적용 국내외 문헌 및 연구 프로젝트 조사
[2차년도]
① 개발목표
- 능동배전망의 효율적인 운용을 위한 데이터기반 강화학습 기술 개발
- 프로슈머 발전량 조절을 통한 시간대별 지역 내 전력거래 극대화
② 개발내용 및 범위
- 모델 계통 수립 및 데이터 기반 강화학습 제어기법 적용
·1차년도에서 수집한 데이터와 국내외 사이트를 활용하여 데이터 보완 및 전처리작업 수행
·재생에너지 수용 용량 극대화를 표현하는 강화학습 모델 디자인: 환경(state), 행동(action), 포상(reward)
·중앙집중적 강화학습 프로그램 개발 및 모델계통에 적용하여 효과 및 편익 분석
·로컬 데이터를 이용한 분산적 강화학습 기반 제어기법 개발
- 프로슈머와 소비자의 시간대별 배전망 내 전력거래 기법 개발
·프로슈머 거래 반영을 위해 계통을 국소 단위로 나누어 거래를 진행할 구역 설정
·프로슈머의 재생에너지 발전량의 시간대별 출력 조절을 통한 계통 문제 해결 여부 확인
·시간대별 계통 지원금을 이용한 프로슈머의 부하 이동 촉진
·부하 이동 후 프로슈머 잉여전력량 패턴과 소비자 전력소비 패턴을 이용한 배전망 내 프로슈머-소비자 매칭 기법 개발
[3차년도]
① 개발목표
- 강화학습 기반 능동배전망 제어-전력거래 통합 재생에너지 수용 용량 극대화
② 개발내용 및 범위
- 목적에 따른 강화학습 기반 능동배전망 제어 모드 기준 선정
·변동성전원 수용 용량 증가에 따른 이익, 전력 손실, 소비자의 거래이득, 계통 운용비용을 고려한 능동배전망 제어 모드 분류
·프로슈머 및 소비자의 이득을 위한 전력거래 모드 또는 변동성전원 수용용량 최대화 모드 등 제어 모드 실시간 변경 기법 개발
- 2차년도에 검증한 능동배전망 제어요소 프로슈머 거래에 접목
·프로슈머 거래 활성화를 위해 스위치, SVR, 스마트인버터, ESS 등의 제어요소 통합적 접목.
·강화학습 학습 파라미터 수정 및 보완으로 제어 성능 개선
- 모델 배전망을 통하여 제안하는 기법의 성능 평가
·2차년도 프로슈머 거래의 편익과 비교하여 능동배전망 제어를 접목한 프로슈머 전력거래(3차년도 연구목표)의 효용성 검증
본 과제는 에너지 전환정책 평가를 바탕으로 석·박사급 고급인력을 키워 취업까지 연결하고, 기업·기관과 협력해 정책·기술 성과를 만드는 교육·연구 사업임.
연구 목표는 에너지 기술 및 정책 고급인력양성 모델 내재화와 성과목표(논문게재, 석·박사배출, 수혜·인증, 취업률, 참여기업 수, 기업연계, 기업애로기술해소·특허, 교재개발, 지식나눔) 달성임. 핵심 연구 내용은 SCI(E) 논문 발간, 에너지정책 브레꼴레르 고급트랙 과정 유치·교차수강, 기업연계(현장견학·현장실습, 세미나·워크숍 25회 이상), 애로기술해소 및 특허 신청, 에너지정책 제안 5건 이상, 교재 ‘에너지 정책 및 기술’ 개발 및 국민소통 추진임. 기대 효과는 국제 에너지산업 이해 기반 친환경 에너지 전략 수립, 에너지 절감·효율향상, 균형 잡힌 에너지정책 개발 및 산학연 휴먼네트워크 형성임.
본 과제는 에너지 기술과 정책을 함께 배우는 융합형 과정으로 인재를 키우고, 기업·정부와 연계해 에너지정책 및 기술의 실제 적용을 높이는 연구임.
연구 목표는 1단계 분석평가로 2단계 추진 기반 마련, 졸업생 취업목표 달성, 우수 석·박사 학생 유치, 국민참여 DR 활성화를 위한 기초 조사 및 기초 연구, 2차년도 성과목표 달성임. 핵심 연구 내용은 에너지정책 브레꼴레르(Bricoleur) 고급트랙 운영, 기업연계도 기반 현장견학·현장실습, SCI(E) 논문 발간, ‘전력계통’ 교재개발, 국민소통 지식나눔 및 국민참여 DR 기초 교육(연 2회) 수행, 정책 제안 5건 이상과 특허 신청, 학회·세미나 22회 이상 개최임. 기대 효과는 융합형 에너지정책·기술 전문가 배출 및 신기후체제 기여 학문 성과 창출, 정부 반영 가능한 정책과제 발굴 및 휴먼네트워크 형성임.