송전선 건강 상태 반영한 전력망 운영 최적화 모형 발표…안정적이고 효율적인 전력망 전환 기여 기대
한국에너지공과대학교(이하'켄텍')가 세계적 권위의 전력 학회 IEEE Power & Energy Society General Meeting(IEEE PES GM, 전력·에너지학회 연례총회)에서 켄텍 학생이 포스터 대회 학부생 부문 1위를 차지했다고 28일 밝혔다.
IEEE PES GM은 매년 3000명 이상의 전문가가 모이는 전력 분야 대표 국제학술대회 중 하나로, 최근 캐나다 몬트리올에서 열렸다.
수상자는 켄텍 에너지공학부 4학년 노건 학생이다. 노씨는 송전선의 건강 상태를 고려해 전력망 운영의 최적 의사결정을 지원하는 확률적 최적화 모형을 발표했다.
노씨는 재생에너지 확대에 기여할 수 있는 전력망 신기술인 동적송전용량(Dynamic Line Rating, DLR)에 주목했다. 동적송전용량은 기상 조건과 송전선의 상태를 실시간으로 반영해 기존 선로의 활용도를 높이는 기술이다.
신규 송전선 건설 부담을 줄이면서 추가 송전용량을 확보하고 계통 혼잡을 완화할 수 있다. 하지만 풍속과 기온 등 기상 예측 오차에 따라 송전선 열화가 진행될 수 있다는 한계가 있다.
이러한 불확실성을 반영하기 위해 노씨는 풍력발전량과 동적송전용량의 예측 오차와 이들 간의 상관관계를 함께 고려하는 확률적 최적화 모형을 개발했다.
연구진이 제안한 '송전선 열화 고려 발전기 기동정지계획'(Conductor Health-Aware Unit Commitment, CHA-UC)은 송전선의 열화에 따른 비용과 전력망 전체의 운영비용을 통합적으로 고려해 최적의 운영 방안을 도출하는 것이 특징이다.
CHA-UC를 적용한 동적 송전용량 운영은 기존의 위험 고려 방법론과 비교해 전력망 총비용을 약 0.8% 절감한 것으로 나타났다. 또한 현행 정적 송전용량 기반 운영과 비교하면 재생에너지 출력제어량을 약 83% 감소시켰다.
이번 연구는 전력망 최적화 연구를 수행하는 김집 교수의 지도 아래 학부 Independent Research(IR) 수업과 학부연구참여 제도를 통해 수행됐다.
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노씨는 "학부 과정 동안 꾸준히 고민하고 발전시켜 온 연구 주제를 세계적인 학술대회에서 인정받아 뜻깊다"며 "앞으로도 최적화 연구를 통해 안정적이고 효율적인 전력망 전환에 기여하고 싶다"고 말했다.
