초록 ▼

본 연구에서는 1차년도 기간 동안 전력 수요예측에 기본 개념 정립과 함께 기간별 특성에 따른 기존 연구들에 대하여 조사연구를 실시하였다. 이에 따라 초단기 전력 수요에서도 장기기억 특성과 이분산성이 요구됨을 확인하였고, 이에 대하여 국내 자료에 대한 자료 구축이 완료 되지 않은 1차년도 시점에서는 전력수요와 유사한 특성으로서 일별 패턴과 주별 패턴이 나타나는 트래픽 분야 자료를 이용하여 전력 수요 예측에서 사용되는 시계열 모형들에 대한 비교분석을 실시하였다. 이에 따라 2013년 학국통계학회 추계학술대회와 2013년 12월 게재논문

본 연구에서는 1차년도 기간 동안 전력 수요예측에 기본 개념 정립과 함께 기간별 특성에 따른 기존 연구들에 대하여 조사연구를 실시하였다. 이에 따라 초단기 전력 수요에서도 장기기억 특성과 이분산성이 요구됨을 확인하였고, 이에 대하여 국내 자료에 대한 자료 구축이 완료 되지 않은 1차년도 시점에서는 전력수요와 유사한 특성으로서 일별 패턴과 주별 패턴이 나타나는 트래픽 분야 자료를 이용하여 전력 수요 예측에서 사용되는 시계열 모형들에 대한 비교분석을 실시하였다. 이에 따라 2013년 학국통계학회 추계학술대회와 2013년 12월 게재논문에서는 인터넷트래픽자료를 이용하여 장기기억 특성과 이분산성을 고려한 GARCH 모형에 Fractional ARMA 모형 및 ARMA 모형을 결합한 모형을 제시하여, 기존 수요예측 기법에 대한 비교를 실시하였다. 기존 수요예측 기법으로는 Holt-Winters 지수평활법과 Seasonal GARCH 모형보다 우수한 예측 결과를 확인 할 수 있었다.
2차년도 연구기간동안 전력 수요 자료의 구축을 통하여, 본 연구에서는 계절 주기성과 함께 외부 요소로서 기온등을 고려하여 시계열 예측연구를 실시하였다. 이에 따라 기존의 단변량 모형으로 Holt-Winters 지수평활법과 Seasonal ARIMA 모형에 대하여 연구를 실시하였으며, 기존의 모형들의 결합된 모형으로서 Reg- ARIMA-GARCH 모형을 통한 비교를 실시하였다. 이에 따라 2014년도 10월 게재된 논문에서는 국내 일별 최대전력수요 예측에 있어서 기존 모형들의 결합된 형태인 Reg-ARIMA-GARCH의 우수성을 확인 할 수 있었으며, 중장기에서는 오히려 외부변수의 영향이 높게 나타남을 확인 할 수 있었다. 또한 전력 수요자료 만이 아닌 외부의 유사 자료에서 이러한 결과가 나타나는 지 확인하기 위하여 KTX 승객수에 대하여, 예측한 결과 초 단기에서는 Reg-AR-GARCH 모형이 우수한 성능을 보였으며, 좀 더 긴 예측 기간에 따라서는 Reg-ARMA 모형이 우수한 성능을 보임을 확인 할 수 있었다.
3차년도 연구기간에는 기존의 시계열 수요예측 모형이 아닌 기계 학습방법 중 -SVR 모형을 이용한 연구를 실시하였다. 2015년 11월 게제논문에서는 국내와 중국의 전력 수요 자료를 비교하였다. 이에 따라 월별 자료에서 국내와 중국 모두 -SVR 이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 예측기법의 성능 향상을 위한 방법으로서 결합예측 방법을 고려하였는데, 결합예측의 경우 단순한 기법의 결합예측에서도 기존의 모형들에 비하여 좀 더 강건한(Robust)한 결과가 나타남을 확인할 수 있었다. 2016년 5월에 한국통계학회 춘계학술대회에서는 시계열 모형을 이용한 풍력발전량 예측 연구를 통하여, 기존의 최대 전력 수요예측 방법 중 풍력발전량 수요예측에서 적합한 모형이 무엇인지 탐지를 실시하였다. 현재 이러한 연구들은 R 소프트웨어를 토대로 시스템 구축에 있으며, 향후 다른 분야에 접목 시킬 수 있도록 연구 중에 있다.
연구기간 동안 본 연구팀은 시계열 모형을 기반으로 한 연구에서 다양한 최신기법을 동원하여 연구를 실시하였으며, 특히 초단기 예측에 적합한 모형에 대하여 연구를 진행하였다. 이에 따라 초단기 예측에있어서, 이분산성을 고려한 모형 구축이 필요할 것으로 판단하였으며, 현행 예측 기법의 예측력 향상을 위한 결합예측 기법의 도입이 필요함을 확인하였다.
(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 8