동적송전용량의 불확실성을 반영한 확률적 최적화 모형으로 재생에너지 출력제어량 약 83% 감소 효과 확인

한국에너지공과대학교(켄텍, 총장직무대행 박진호)는 세계적 권위의 전력 학회인 IEEE 전력·에너지학회 연례총회(IEEE PES GM)에서 켄텍 학생이 포스터 대회 학부생 부문 1위를 차지했다고 밝혔다. IEEE PES GM은 매년 3,000명 이상의 전문가가 모이는 전력 분야 대표 국제학술대회 중 하나로, 올해는 7월 19일부터 23일까지 캐나다 몬트리올에서 열렸다.

수상자는 켄텍 에너지공학부 4학년 노건 학생이다. 노 학생은 송전선의 건강 상태를 고려해 전력망 운영의 최적 의사결정을 지원하는 확률적 최적화 모형을 발표해 수상의 영예를 안았다.

노건 학생은 재생에너지 확대에 기여할 수 있는 전력망 신기술인 동적송전용량(DLR)에 주목했다. 동적송전용량은 기상 조건과 송전선의 상태를 실시간으로 반영해 기존 선로의 활용도를 높이는 기술로, 신규 송전선 건설 부담을 줄이면서 추가 송전용량을 확보하고 계통 혼잡을 완화할 수 있다. 다만 풍속과 기온 등 기상 예측의 오차에 따라 송전선 열화가 진행될 수 있다는 한계가 있다.

이러한 불확실성을 반영하기 위해 노 학생은 풍력발전량과 동적송전용량의 예측 오차, 그리고 이들 간의 상관관계를 함께 고려하는 확률적 최적화 모형을 개발했다. 수상 포스터에는 풍력발전기와 동적송전용량이 적용된 송전선 환경에 따라 리스크의 분포가 다르게 나타난다는 분석 결과가 담겼다. 연구진이 제안한 ‘송전선 열화 고려 발전기 기동정지계획(CHA-UC)’은 송전선의 열화에 따른 비용과 전력망 전체의 운영비용을 통합적으로 고려해 최적의 운영 방안을 도출하는 것이 특징이다.

CHA-UC를 적용한 동적송전용량 운영은 기존의 위험 고려 방법론과 비교해 전력망 총비용을 약 0.8% 절감한 것으로 나타났다. 또한 현행 정적송전용량 기반 운영과 비교하면 재생에너지 출력제어량을 약 83% 감소시켰다. 이는 송전선의 안전성과 수명을 함께 고려하면서도 기존 전력망을 보다 효율적으로 활용해 재생에너지 수용 능력을 높일 수 있음을 보여준다.

이번 연구는 전력망 최적화 연구를 수행하는 켄텍 김집 교수의 지도 아래, 학부 Independent Research(IR) 수업과 학부연구참여 제도를 통해 수행됐다. 이번 성과는 켄텍의 학부 단계 연구가 세계적 수준의 학술 무대에서도 충분한 경쟁력을 지니고 있음을 보여준다는 점에서 의미가 있다.